Elemente Chimice - Cauciucul[C5H8]

   Istoria descoperirii cauciucului. Obtinerea cauciucului sintetic nu a fost intimplatoare.Mai intii a fost cunoscut cauciucul natural, obtinut din sucul ce se scurgea din arborii de hevea braziliana (cresterea in America de Sud).Aborigenii faceau din sucul coagulat mingi saritoare. Ei numeau acest material "cauciuc",ceea ce in limba lor inseamna cau-copac si uciu-curge,plinge.

   Cu 500 de ani in urma Christofor Columb , care a descoperit America de Sud, a vazut minunatele mingi de cauciuc si le-a adus in Europa. Mult mai tarziu, la inceputul secolului al XIX-lea,savantii au studiat compozitia cauciucului natural. În cele din urma ei au constatat ca acesta este un polimer al unei hidrocarburi dienice, numite izopren C5H8. Izoprenul se aseamana cu butadiena:
CH2=CH-CH=CH2 CH2=C-CH=CH2
butadiena / izopren
CH3
   În anul 1928 S.Lebedev propune metoda de producere a cauciucului sintetic butadilenic din alcool.În 1930 a inceput sa functioneze prima fabrica de producere a cauciucului.
   Proprietatile cauciucului

   Cea mai importanta caracteristica a cauciucului sintetic este elasticitatea, adica proprietatea de a-si schimba forma ( a se intinde sau contracta) sub actiunea unei forte si de a reveni la starea initiala.
Elasticitatea mare a cauciucului se datoreaza jonctiunii macromoleculelor in forma de spirale neregulate si gheme.Cauciucul nu se dizolva in apa. Primul care a beneficat de aceasta proprietate a cauciucului natural a fost englezul Macintosh. Varsand solutie de cauciuc peste o bucata de panza, el a descoperit ca a obtinut un material ce respinge apa.
   Astfel, in 1832 a inceput confectionarea impermeabilelor de ploaie, numite Macintosh,mai apoi a galosilor.
   Însa confectiile din cauciuc natural brut(neprelucrat) nu rezistau la temperatura; la caldura deveneau lipicioase, iar la frig- faramicioase.
   Problema a fost solutionata o data cu descoperirea procesului de vulcanizare a cauciucului. Acum toti stiu care este sensul si importanta atelierelor de vulcanizare a anvelopelor, insa putini stiau cum a fost descoperita vulcanizarea.
   În anul 1839, americanul Ch. Goodyear studia cauciucul. Odata intimplator, a scapat pe o plita fierbinte o bucata de cauciuc presat cu sulf. A doua zi a constatat ca acel cauciuc ramasese elastic, dar era rezistent la fierbinte si la rece.

   SURSA 02

   Cauciucul este un produs tehnic constand dintr-un compus macromolecular cu catene liniare, lungi ,flexibile si avand comportare de elastomer. Se produc si se utilizeaza numeroase tipuri de cauciuc ( cauciuc natural, cauciucuri sintetice ), fiecare dintre ele prezentand anumite avantaje si dezavantaje in utilizari specifice. Macromoleculele cauciucului se pot deplasauna una fata de alta la temperature relativ ridicate sau/si sub actiunea eforturilor mecanice.
   Cauciucul natural este un produss de origine vegetala continut in latexul (suspensia apoasa) secretat sau sub forma unor incluziuni in celulele cojii sau frunzelor plantelor producatoare de cauciuc.
Compozitie, structura, proprietati. Cauciucul natural contine 93-94% hidrocarbura cauciuc (poliizopren) si alte componenete. In extractul acetonic, care este 1,50-3,50%, se gasesc acid oleic, acid linoleic, acid stearic,sterine,glucide,carotinoide. Substantele cu continut de azot prezente in cauciucul natural sunt in principal albuminele si aminoacizii rezultati din descompunerea acestora, influentand viteza de vulcanizare si conferind o anumita protectie antidegradanta, marind absobtia de apa.Macromoleculele cauciucului natural contin unitati de izopropen aditionale in pozitia 1,4-cis in proprtie de 98-99% (dupa unii autori 100%) diferenta fiind constituita de unitati aditionale in pozitia 3,4; nesaturarea este 96% din teoretic; pe macromolecule se afla si un numar mic de grupe oxigenate. Masa moleculara a cauciucului natural (nemasticat) : determinata osmometric este (7-250)·10 la a patra.
   Principalele proprietati fizice ale cauciucului natural se prezinta in tabelul 3. Este stabil la apa (absorbtia in 24h la 20°C este 1%; la 70°C – 3,5%),nu se dizolva in alcool, acetona, putin solubil in esteri, cetone superioare, se dizolva in toluen, xilen, benzina, tetraclorura de carbon, cloroform, sulfura de carbon. Cauciucul natural este amorf la temperaturi peste 10°C; cristalizeaza prin prastarea indelungata la temperaturi sub 10°C, sau la intindere (la temperatura camerei) cu peste 70%; viteza maxima de cristalizare este la -25°C. Cauciucul natural vulcanizat cristalizeaza la temperatura camerei la intinderi peste 200%. Datorita nesaturarii mari, cauciucul natural reactioneaza cu oxigenul, ozonul, halogenii, acizii halogenati, anhidrida maleica, tioacizii, mercaptanii etc. Sub actiunea radiatiei UV sau a agenti chimici (de ex. SO2, butadiensulfona etc.), cauciucul natural sufera izomerizare cis-trans. Prin incalzire in prezenta de catalizatori are loc o ciclizare; halogenarea sau hidrohalogenarea are loc cu substitutie, aditie, ciclizare, reticulare. Hidrogenarea catalitica conduce, in fuctie de conditii, la polimeri cu un grad avansat de saturare, la polimeri saturati sau la scindarea macromoleculelor pana la oligomeri si chiar produse gazoase. Cauciucul natural reactioneaza cu anhidrida maleica in prezenta de initiatori (cu peroxizi, la 120-150°C) sau in absenta acestora (180-220°C); deosebit de usor reactioneaza anhidrida maleica in conditii de prelucrare mecanica a cauciucului natural (pe valt,extruder,malaxor).

   SURSA 03
 
   Cauciucul este un termen general care defineşte polimere elastice din gumă, poate fi de origine naturală, sau cauciucul sintetic obţinut din izopren, acesta din urmă este o formă mai pură omogenă şi cheltuielile de obţinere sunt mai reduse decât cele ale cauciucului natural. Utilizarea principală a cauciucului sintetic este pentru fabricarea anvelopelor, sau ca înlocuitor al cauciucului natural care se obţine din latexul răşina produs de arborele de cauciuc (Hevea brasiliensis).
   Cauciucul sintetic
   In anul 1860 Greville Williams reuşeşte să obţină şi să stabilească formula chimică a izoprenului (C5H8) prin distilarea cauciucului natural. Această descoperire face posibilă etapa următoare de sintetizare a cauciucului artificial din izopren şi acid clorhidric, în anul 1879 de către „Gustave Bouchardat”. Prin anul 1900 J. Kondakow reuşeşte sintetizarea din dimetilbutadienă, patentul de obţinere a cauciucului artificial a fost acordat în anul 1909 lui „Fritz Hofmann”. Această descoperire permite fimei Bayer din Leverkusen să producă între anii 1915 -1918 o cantitate de 2 500 de tone cauciuc artificial. Prima producţie de cauciuc sintetic reentabilă din punct de vedere economic a fost cauciucul (SBR) produs în 1929 prin metoda de polimerizare a emulsiei a lui Walter Bock din 1,3-Butadienă şi styrol. In anul 1930 Erich Konrad şi Eduard Tschunkur reuşeşc să producă în Germania cauciucul (NBR), iar în USA firma DuPont produce cauciucul (CR), care azi este numit neopren. In 1942 în USA se reuşeşte producerea cauciucului-silicon, iar în 1948 cauciucul-fluor, ca în anii următori să fie perfecţionat tot mai mult producţia de cauciucuri sintetice.
   Utilizare
   Intre 65 % şi 70 % din producţia totală de cauciuc este folosită ca materie primă pentru producerea anvelopelor de maşini. Cauciucul natural este folosit atare ca polimer sau sub formă de amestec cu cauciucul sintetic. Dezavantajul cauciucului natural este se poate descompune dacă ajunge în contact cu lumina solară (razele UV) sau cu lipidele. O altă aplicare importantă este de folosire ca liant în industria hârtiei, industria producătoare de covoare sau în medicină mănuşile din latex. In amestec cu bule de aer este utilizat la producerea matraţelor, buretelui, baloanelor şi prezervativelor. Mai poate fi folosit ca profile elastice de etanşare, la cele care sunt supuse la acţiunea intemperiilor se foloseşte EPDM (ethylene propylene diene monomer). 

sursa:ipedia.ro