Referat chimie

Cauciucul natural

2012

Cauciucul naturalPrimele informatii despre cauciuc au aparut inca din anul 1496. Astfel, istoriograful Antonio de Herrera arata cum a observat Cristofor Columb ca bastinasii din insula Haiti se jucau cu mingi confectionate dintr-un material al carui nume insemna rasina elastica (sau, in argou indian, cauchio inseamna lacrimi de arbore). Un veritabil descoperitor al cauciucului a fost insa omul de stiinta si exploratorul Charles Marie de La Condamine care a calatorit intre anii 17351737 in Ecuador, Peru si Brazilia. Aici el a observat cum bastinasii din Valea Amazonului isi impermeabilizau imbracamintea prin inmuiere in sucul laptos al unui arbore si expunere apoi pentru uscare la soare. In lumea veche cauciucul a devenit o marfa cautata de populatie abia dupa ce s-a observat posibilitatea de a-l dizolva in anumiti solventi pentru a prepara un clei util in diferite scopuri si dupa ce chimistul englez Priesteley a observat, in 1770, ca o hirtie scrisa cu creionul si frecata cu o bucata de cauciuc devine curata. Prelucrarea la scara industriala a cauciucului a inceput insa abea in prima jumatate a secolului XIX, o data cu descoperirea metodei de plastifiere pe valt (1826) si a procedeului de vulcanizare descoperit de chimistul american Charles Goodyear, care in 1839 descopera si efectul sulfului asupra cauciucului natural. Asadar, cauciucul natural este un produs care se extrage din latex. Prin crestarea scoartei arborilor de cuciuc (ex. specia Hevea braziliensis, care este principalul arbore producator de cauciuc), se colecteaza un suc laptos sub forma unei emulsii numite latex. Componentii principali ai latexului sunt: o faza apoasa, denumita ser, si o faza solida, formata din particule coloidale de cauciuc avand marimea intre 0.5 si 4 microni. Sa stabilit ca intr-un gram de latex se gasesc peste 500 de miliarde de globule de cauciuc.

Prin distilarea uscata a cauciucului la temperaturi peste 3000oC se obtine izoprenul. Produsii de oxidare degradativa au dus la concluzia ca structura cauciucului natural corespunde la un polimer al izoprenului. nCH2=C-CH=CH2 -CH2-C=CH-CH2-CH2-C=CH-CH2.. CH3 CH3 CH3 Datorita dublei legaturi din unitatea structurala, lantul macromolecular poliizoprenic are doua structuri spatiale (doi izomeri geometrici). Poliizoprenul Dupa recoltare, latexul este coagulat cu acid acetic sau acid formic, presat si afumat, formand cauciucul brut, numit si crep. Cauciucul crep se obtine din cauciucul solid care cu ajutorul unor valturi cu role striate este sfasiat, masticat si spalat, dupa care se supune valtuirii mai multe srtaturi suprapuse de cauciuc solid, obtinandu-se foi mai groase. Materialul este apoi uscat in vid sau in camere cu aer cald, ferit de radiatiile solare. Alti produsi macromoleculari naturali poliizoprenici ca si cauciucul sunt gutaperca si batata care se obtin din anumite specii de plante ce cresc mai ales in insulele Oceaniei sau Antile. Latexurile de gutaperca si batata sunt mult mai vascoase decat latexul de cauciuc natural. Formula bruta este (C5 H 8 )n. Ambele sunt substante solide, de culoare alba-cenusie, putin elastice la temperatura de aproximativ 50oC, peste aceasta temperatura devenind plastice. Gutaperca se prezinta in comert ca o masa solida, rezistenta la actiunea acizilor halogenati, dar putin rezistenta la acizii oxigenati. Ambii polimeri se apropie mai mult de plastomeri decat de elastomeri, in ceea ce priveste atat aspectul cat si insusirile fizico-mecanice. Se pot folosi cu succes in industria izolatoarelor electrice si a cablurilor, precum si sub forma de solutie in anumite compozitii si amestecuri (amestecuri de ebonita etc.) Cauciucul natural prezinta o serie de proprietat fizice, tehnice si mecanice. Acestea sunt in general determinate de compozitia chimica, de constitutia si de structura fizica a cauciucului. Un interes deosebit prezinta proprietatile fizice cum ar fi: starea de agregare (cristalizata, amorfa), starea elastica si starea plastica, comportarea la caldura, solubilitatea, proprietatile electrice, permeabilitatea la apa si la gaze etc. La o pastrare mai indelungata, cauciucul se intareste, pierde din elasticitate, fenomen numit si imbatranire.

Pentru a preintampina imbatranirea si a-i pastra elasticitatea, cauciucul natural este supus procesului de vulcanizare. Vulcanizarea consta in tratarea cauciucului la 130- 140oC cu sulf (0,5-5% S). Pentru imbunatatirea calitatilor mecanice se adauga in proces oxid de zinc, negru de fum, antioxidanti, acceleratori de vulcanizare etc. Notiunea de cauciuc sintetic cuprinde produsele obtinute prin sinteza chimica, cu structura macromoleculara (liniara, ramificata, tridimensionala) care prezinta in stare bruta sau vulcanizata proprietati fizico-mecanice, elastice, plastice si de prelucrare industriala, asemanatoare cauciucului natural. Istoria cauciucului sintetic este de data recenta. Despre o productie industriala propriu-zisa se poate vorbi abia din perioada Primului Razboi Mondial. Datorita consumului mare de cauciuc, productia de cauciuc natural nu mai putea satisface cerintele de aceea el este inlocuit in parte cu cauciucul sintetic.