1 / 20

Butadienový kaučuk

Butadienový kaučuk. Střední odborná škola Otrokovice. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Emil Vašíček Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze.

pello
Download Presentation

Butadienový kaučuk

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  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 www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze. www.zlinskedumy.cz

  2. Charakteristika DUM 1

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

  4. 1910 – Rus Sergej VasiljevičLebeděv(1874-1934) poprvé polymeroval butadien 1939 – firma Goodrichvivinula proces výroby BR 1956 – komerční použití Ziegler-Natta katalyzátorů Historie Obr. 1: Lebeděv Obr. 2: hrob Lebeděva v Leningradě

  5. 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 Butadien Obr. 3: na okruhu Jokohama

  6. Chemickou podstatou butadienového kaučuku je uhlovodík butadien chemický název buta-1,3-dien (dřívější označení 1,3-butadien) Syntetické kaučuky H H C C H Obr. 4: butadien C H C polymerovaný na polybutadien H n CH2=CH–CH=CH2→ (-CH2–CH=CH–CH2-)n H kde n >2000 a reakce je silně exotermická

  7. Butadien v řetězci se vyskytuje ve třech různých formách –CH2 –CH– | CH || CH2 H H H Izomerie butadienového meru –CH2 CH2– \ / CH=CH H C Obr. 7: vinyl H C C H C C C C H C H H H C Obr. 5: cis-1,4 C H H H H Obr. 6: trans-1,4 C H H –CH2 \ CH=CH \ CH2– C H H

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

  9. H H Cis izomer –CH2 CH2– \ / CH=CH C C C C H H Použití kobaltu dává polymer s rozvětvenými molekulami a nízkou viskozitou, ale poměrně nízkou mechanickou pevností. Obr. 5: cis-1,4 H H

  10. 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 – 20.000 tun H Trans izomer H C C –CH2 \ CH=CH \ CH2– C H H C H H Obr. 6: trans-1,4 Obr. 9: vnitřek golfového míčku

  11. –CH2 –CH– | CH || CH2 Vinyl izomer Obr. 7: vinyl H Produkt lithia se nehodí pro výrobu plášťů, ale je přísadou do plastů Např. přídavek 4 – 12 % do PS umožní místo křehkého vznik houževnatého materiálu. H C C H C H C H H

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

  13. 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 SiO2) a k dehydrogenaci (odštěpení vodíku katalyzované Mg0). Přítomnost oxidů dalších kovů aktivuje uvedené katalyzátory. Celková rovnice je: 2 CH3CH2OH → 3 CH2=CH–CH=CH2+ 2 H20 + H2 Výroba ethanoluje však nákladná a kromě toho je ethanolhlavní surovinou i pro jiné výroby. Butadien Obr. 11: ethanol

  14. 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: CH3–CH2–CH2–CH3→ CH3–CH=CH–CH3 + H2 CH3–CH=CH–CH3→ CH2=CH–CH=CH2+ H2 Butadienový kaučuk 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). H H C H C H H Al H H H C H C C C H Obr. 12: triethylaluminium H H H H H

  15. 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. Katalytická polymerace Obr. 13: Barum Polaris

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

  17. Seznam obrázků: Obr. 1: Greyhood, [vid. 6. 1. 2013], dostupné z: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Sergey_Lebedev.jpg Obr. 2: anonym, [vid. 6. 1. 2013], dostupné z: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Lebedev_grave.jpg Obr. 3: Morio, [vid. 6. 1. 2013], dostupné z: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Yokohama_ADVAN_Tires_WTCC_2006.jpg Obr. 4: vlastní Obr. 5: vlastní Obr. 6: vlastní Obr. 7: vlastní Obr. 8: vlastní Obr. 9: anonym, [vid. 6. 1. 2013], dostupné z: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Golfballinsiderp.jpg

  18. Seznam obrázků: Obr. 10: JU, [vid. 6. 1. 2013], dostupné z: http://de.wikipedia.org/wiki/Butadien-Kautschuk Obr. 11: Leipnizkeks, [vid. 6. 1. 2013], dostupné z: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Ethanol_Flasche.jpg Obr. 12: vlastní Obr. 13: anonym, [vid. 12. 12. 2012], 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. 2. 1. 2013], dostupné z: http://en.wikipedia.org/wiki

  20. Děkuji za pozornost

More Related