Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Butadienový kaučuk Střední odborná škola Otrokovice www.zlinskedumy.cz Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Emil Vašíček.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Butadienový kaučuk Střední odborná škola Otrokovice www.zlinskedumy.cz Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Emil Vašíček."— Transkript prezentace:

1 Butadienový kaučuk Střední odborná škola Otrokovice Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Emil Vašíček Dostupné z Metodického portálu ISSN: , financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze.

2 Charakteristika DUM 1 Název školy a adresaStřední odborná škola Otrokovice, tř. T. Bati 1266, Otrokovice Číslo projektuCZ.1.07/1.5.00/ /5 AutorIng. Emil Vašíček Označení DUMVY_32_INOVACE_SOSOTR-Gu-CHS/2-PV-5/18 Název DUMButadienový kaučuk Stupeň a typ vzděláváníStředoškolské vzdělávání Kód oboru RVP28-52-H/01 Obor vzděláváníGumař-plastikář Vyučovací předmětChemické suroviny Druh učebního materiáluVýukový materiál Cílová skupinaŽák, 16 – 17 let Anotace Výukový materiál je určený k frontální výuce s doplňujícím výkladem vyučujícího, Náplň: syntetické kaučuky pro všeobecné použití, butadienový kaučuk, výroba, použití Vybavení, pomůckyDataprojektor Klíčová slova Syntetický kaučuk, butadienový kaučuk, Datum

3 Butadienový kaučuk Náplň výuky: Rozdělení syntetických kaučuků Kaučuky pro všeobecné použití Butadienový kaučuk výroba použití

4 Historie 1910 – Rus Sergej Vasiljevič Lebeděv ( ) poprvé polymeroval butadien 1939 – firma Goodrich vivinula proces výroby BR 1956 – komerční použití Ziegler-Natta katalyzátorů Obr. 1: Lebeděv Obr. 2: hrob Lebeděva v Leningradě

5 Butadien Butadienový kaučuk (BR) je po butadien-styrenovém kaučuku druhý nejčastěji používaný syntetický kaučuk; asi 70 % se spotřebuje při výrobě pneumatik a dalších 25 % jako přísada pro zlepšení mechanické pevností plastů (hlavně styrénu – SBR a ABS). Butadienový kaučuk má vynikající pružnost v rozsahu teplot od -80 °C až 90 °C dobrou pevnost i bez plnidel (jako přírodní kaučuk) vynikající odolnost proti otěru plněný i vysokou odolnost proti praskání Obr. 3: na okruhu Jokohama

6 Syntetické kaučuky Chemickou podstatou butadienového kaučuku je uhlovodík butadien chemický název buta-1,3-dien (dřívější označení 1,3-butadien) Obr. 4: butadien polymerovaný na polybutadien n CH 2 =CH–CH=CH 2 → (-CH 2 –CH=CH–CH 2 -) n kde n >2000 a reakce je silně exotermická

7 Izomerie butadienového meru Butadien v řetězci se vyskytuje ve třech různých formách Obr. 6: trans-1,4 –CH 2 –CH– | CH || CH 2 –CH 2 –CH– | CH || CH 2 Obr. 7: vinyl Obr. 5: cis-1,4 –CH 2 CH 2 – \ / CH=CH –CH 2 CH 2 – \ / CH=CH –CH 2 \ CH=CH \ CH 2 – –CH 2 \ CH=CH \ CH 2 –

8 Druhy polybutadienu Použitý katalyzátor určuje složení polybutadienu. Obr. 8: vliv katalyzátoru

9 Cis izomer Obr. 5: cis-1,4 –CH 2 CH 2 – \ / CH=CH –CH 2 CH 2 – \ / CH=CH Použití kobaltu dává polymer s rozvětvenými molekulami a nízkou viskozitou, ale poměrně nízkou mechanickou pevností.

10 Trans izomer Kaučuk s vysokým obsahem trans je silně krystalický a podobný jako trans polyizoprén či balata Používá se na výrobu golfových míčků spotřeba v roce 1999 – tun Obr. 6: trans-1,4 –CH 2 \ CH=CH \ CH 2 – –CH 2 \ CH=CH \ CH 2 – Obr. 9: vnitřek golfového míčku

11 Vinyl izomer –CH 2 –CH– | CH || CH 2 –CH 2 –CH– | CH || CH 2 Obr. 7: vinyl Produkt lithia se nehodí pro výrobu plášťů, ale je přísadou do plastů Např. přídavek 4 – 12 % do PS umožní místo křehkého vznik houževnatého materiálu.

12 Srovnání struktury Tvar řetězce jednotlivých typů cis-1,4-polybutadien trans-1,4-polybutadien isotaktiský 1,2-polybutadien sindiotaktický 1,2-polybutadien Modře je vyznačen mezomer (4 uhlíky) Obr. 10

13 Butadien Butadien je nejdůležitějším monomerem pro výrobu syntetických kaučuků. U nás se vyráběl ze syntetického ethanolu. Při výrobě dochází ke katalytické dehydrataci (odštěpení vody katalyzované oxidem křemičitým SiO 2 ) a k dehydrogenaci (odštěpení vodíku katalyzované Mg0). Přítomnost oxidů dalších kovů aktivuje uvedené katalyzátory. Celková rovnice je: 2 CH 3 CH 2 OH → 3 CH 2 =CH–CH=CH H H 2 Výroba ethanolu je však nákladná a kromě toho je ethanol hlavní surovinou i pro jiné výroby. Obr. 11: ethanol

14 Butadienový kaučuk Stejně tak ztratila význam výroba butadienu z acetylénu, který je rovněž drahý. Výroba je složitá a nákladná a díky výbušnosti acetylénu i nebezpečná. Proto tyto výroby nemohou konkurovat výrobě petrochemické, kde se butadien vyrábí dehydrogenací krakových plynů: CH 3 –CH 2 –CH 2 –CH 3 → CH 3 –CH=CH–CH 3 + H 2 CH 3 –CH=CH–CH 3 → CH 2 =CH–CH=CH 2 + H 2 Obr. 12: triethylaluminium Dnes se butadienový kaučuk vyrábí pomocí stereospecifických katalyzátorů (jedním z tzv. Ziegler-Natta katalyzátorů je triethylaluminium) a proto se takto polymerovaný butadienový kaučuk označuje jako stereospecifický (prostorově uspořádaný).

15 Katalytická polymerace Katalytická polymerace je roztoková v uhlovodíkovém rozpouštědle (hexan nebo heptan) při zvýšené teplotě. Kaučuky jsou amorfní, ale krystalují při protažení nebo i samovolně za nižších teplot. Neplněné vulkanizáty BR mají horší mechanické vlastnosti než NR. Při plnění vhodnými sazemi je odolnost proti opotřebení velmi dobrá. Proto je BR vhodný pro výrobu autoplášťů, kde se zpravidla kombinuje s přírodním kaučukem. Roční produkce polybutadienu v roce 2003 byla cca 2 miliony tun. Obr. 13: Barum Polaris

16 Kontrolní otázky: 1.V jakých izomerních formách se vyskytuje mer butadienu? 2.K výrobě čeho se používá butadienový kaučuk? 3.Jak se vyrábí butadien?

17 Seznam obrázků: Obr. 1: Greyhood, [vid ], dostupné z: Obr. 2: anonym, [vid ], dostupné z: Obr. 3: Morio, [vid ], dostupné z: Obr. 4: vlastní Obr. 5: vlastní Obr. 6: vlastní Obr. 7: vlastní Obr. 8: vlastní Obr. 9: anonym, [vid ], dostupné z:

18 Seznam obrázků: Obr. 10: JU, [vid ], dostupné z: Obr. 11: Leipnizkeks, [vid ], dostupné z: Obr. 12: vlastní Obr. 13: anonym, [vid ], reklamní leták Barum

19 Seznam použité literatury: [1] Vašíček Emil, ing., Chemické suroviny, učební texty, vydání druhé, Střední odborná škola Otrokovice, 2009 [2] internetová encyklopedie Wikipedia, anglická mutace, [vid ], dostupné z:

20 Děkuji za pozornost


Stáhnout ppt "Butadienový kaučuk Střední odborná škola Otrokovice www.zlinskedumy.cz Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Emil Vašíček."

Podobné prezentace


Reklamy Google