Cauciucul Natural

download Cauciucul Natural

of 5

Transcript of Cauciucul Natural

Cauciucul natural este o substan care se gsete n sucul lptos (latex) aflat n tulpina unor arbori tropicali, cum este hevea (Hevea braziliensis).Principalele familii de plante care produc latex sunt: euforibacee,moracee, apocinacee, compozee, etc.

OBINEREA I PRELUCRAREA PRIMAR Pentru a obine latexul, coaja arborelui de cauciuc este crestat, iar latexul se scurge n vase de colectare fixate pe arbore sub tietur. Latexul iese din tietur i este adunat ntr-un recipient mic. ntreaga cantitate de latex obinut la fiecare band este de 30 ml. Mai apoi, o fie ngust de scoar este luat de la baza copacului pentru a se reface tietura original n fiecare zi. Producia anual poate atinge 1.200 kg la un ha de plantaie, uneori chiar mai mult. Latexul este un sistem dispers coloidal,ntocmai ca o emulsie. n compoziia latexului, cauciucul are o pondere de 32-41%, iar apa 50-56% Amestecul mai conine proteine (2-2,8%), rini (cca. 3%), zaharide i substane minerale: (cenu). Latexul tinde s coaguleze spontan, proces ce poate avea loc n timpul recoltrii, transportului sau stocrii . Fenomenul este rezultatul unor procese biochimice ce determin schimbarea pH-ului(mediul devine acid). Din acest punct de vedere, exist procedee de conservare a latexului i respectiv de coagulare a acestuia. Ca stabilizatori ai latexului se utilizeaz baze (hidroxid de sodiu, soluie de amoniac), astfel nct pH-ul s fie mai mare dect 4,8. Adugarea de emulgatori (alcooli grai sulfonai, alchil-naftalin-sulfonai, etc) care sunt ageni care contribuie la stabilizarea latexului. Pentru a mpiedica desfurarea proceselor biochimice, se nglobeaz n latex substane cu caracter antibacterian. Dimpotriv, pentru coagulare se folosesc acizi, sau ali electrolii. Coagularea const n agitarea n vase mari a latexului cu diveri electrolii, eventual efectundu-se i rcirea pn la -15 C pentru a grbi procesul. O alt posibilitate este separare a cauciucului printr-un procedeu electric(electroforeza). Cel mai rspndit procedeu const

n diluarea latexului pn la un coninut de 12-20% cauciuc, urmat de coagularea n prezena acidului formic (0,5%) sau acetic (1-1,2%). Cauciucul coagulat este supus unor prelucrri fizico-chimice ulterioare, obinndu-se n principal dou sortimente: crepul i foile afumate. n procesul de obinere a crepului, cauciucul se trece prin valuri rapide, rezultnd foi subiri ce sunt splate cu ap. Foile subiri se suprapun, tot prin valuri, iar produsul final este uscat cu aer cald la 50 C, sau n vid. Pe parcursul prelucrrii, sau nc n faza de latex, se adaug substane de tipul bisulfitului de sodiu pentru a preveni dezvoltarea unor microorganisme (mucegaiul crepului). Foile afumate se obin prin trecerea cauciucului pe valuri avnd role cu viteze egale i este splat pe val. Valurile lise sau striate determin obinerea de foi netede sau cu diferite profile imprimate n relief. Foile se introduc n camere de afumare (fumul este produs prin arderea unor deeuri vegetale) unde sunt meninute la 30-60 C timp de cteva zile; procesul produce uscarea, dar are i efect antiseptic i antioxidant. Foile afumate se preseaz n baloturi de 100-200 kg. STRUCTURA CAUCIUCULUI NATURAL Cauciucul este o hibdrocarbur nesaturat polimerizat, cu formula brut(C 5 H 8 ) n , n care n are o valoare foarte mare. El este un produs de polimerizare a

izoprenului, adic un poliizopren:CH3

CH

3

CH

3

CH 2 C = CHCH 2

CH 2 C = CH CH 2 rest de izopren C5

CH 2 C = CH CH 2

H

8

Prin urmare, cauciucul natural nu este un produs unitar, ci un amestec polimeromolog de hidrocarburi cu mas molecular foarte mare. La cauciucul de Hevea, masele moleculare sunt cuprinse ntre 50 000 i 3 000 000. Macromoleculele de cauciuc conin duble legturi C = C. La toate aceste duble legturi, configuraiile sunt cis.

Dac configuraia dublelor legturi este trans, atunci se observ izomerul cauciucului natural; produii naturali cu structur trans sunt gutaperca i balata.

PROPRIETILE FIZICE ALE CAUCIUCULUI NATURAL Cauciucul poate exista n patru stri de agregare i anume: starea cristalizat, starea amorf solid, starea elastic i de asemenea starea plastic. Primele dou sunt stri solide i rigide, caracterizate printr-o imobilitate a macromoleculelor. Starea plastic este aceea a unui lichid cu un grad de vscozitate foarte ridicat, iar starea elastic, deosebit de interesant din punct de vedere practic, este o stare intermediar ntre starea amorf i starea plastic, fapt care se datoreaz flexibilitii mari a macromoleculelor. Cauciucul n stare brut este glbui, semiopac i elastic. Meninut la o temperatur sczut (sub +10 C), el devine albicios, opac i neelastic. Aceast transformare este datorit unei cristalizri pariale a cauciucului. nclzit, el i recapt proprietile iniiale (amorf i elastic). Elasticitatea este cea mai important proprietate a cauciucului, care i permite acestuia s se alungeasc de 7-8 ori sub aciunea unei fore exterioare, relativ slabe; el revine la dimensiunile iniiale cnd fora nu se mai aplic.Cauza elasticitii cauciucului este forma ncolcit pe care o au macromoleculele n stare normal; dac se ndeprteaz fora mecanic exterioar care menine ntins cauciucul, respectiv moleculele sale, acestea se strng din nou, relund forma lor ncolcit, care este mai stabil. Solubilitatea: cauciucul este insolubil n solveni polari precum apa, alcoolul(deoarece acesta precipit cauciucul din soluiile sale), acetona, dar se dizolv bine n benezen, benzin, sulfur de carbon etc. Cauciucul introdus ntr-unul din aceti dizolvani, nainte de dizolvare se mbib i se umfl; soluia de cauciuc rezultat este una vscoas. La temperatur ridicat, cauciucul devine plastic i lipicios. Expus mai mult timp la aer, cauciucul devine lipicios i pierde din elasticitate. Pentru a mpiedica acest fenomen (datorat unei autooxidri), se adaug anumite substane n masa de cauciuc brut, numite antioxidani.

PROPRIETILE CHIMICE ALE CAUCIUCULUI NATURAL Datorit unei duble legturi n fiecare rest de izopren, cauciucul poate da reacii de adiie. Astfel, prin hidrogenare catalitic rezult hidrocauciucul, (C 5 H 10 ) n , care are caracter saturat, datorit ruperii unei legturi din legtura dubl. Dintre reaciile chimice ale cauciucului, cea mai important este reacia cu sulful. Ea constituie partea important a procesului de prelucrarea a cauciucului: vulcanizarea. Pentru aceasta, cauciucul se nclzete la 130-140 C cu un adaos mic de sulf (1-5%), care adiioneaz la dublele legturi ale catenei, ceea ce duce la o cuplare ntre molecule, prin puni de sulf.CH 3

CH

3

CH 2 C CH CH 2 CH 2 C CH CH 2 S S CH 2 C CH CH 2 CH 2 C CH CH 2 CH3

CH

3

efect

fa de

n afar de vulcanizarea la cald, se poate i o vulcanizare la rece, tratnd cauciucul cu o soluie de protoclorur de sulf , S 2 Cl 2 , n benzin sau sulfur de carbon. Sulful formeaz cu cauciucul o combinaie stabil. Prin vulcanizare, solubilitatea cauciucului n unii dizolvani se reduce,iar plasticitatea dispare aproape complet (cauciucul vulcanizat nu se mai nmoaie la cald, iar rezistena la rupere este mrit); din stare termoplastic, cauciucul trece ntr-o stare foarte elastic. Ebonita, rezultat n urma vulcanizrii cauciucului natural, i pierde complet elasticitatea de tipul cauciucului. Numrul mare de legturi de sulf dintre macromolecule transform substana ntr-o construcie tridimensional rigid, n care moleculele nu au nicio mobilitate.

Dac vulcanizarea cauciucului se face cu cantiti mari de sulf (20-40%), se obine un produs cu un grad de duritate ridicat, neelastic i cu o rezisten mecanic mare. Acest produs, numit ebonit, este folosit ca izolant n electrotehnic. Acceleratori de vulcanizare: Unele substane adugate n mici cantiti (0,3-1%) n cauciucul supus vulcanizrii, micoreaz considerabil durata operaiei. Acesta nu este

ns singurul lor avantaj, deoarece acceleratorii permit s se coboare temperatura necesar procesului de vulcanizare i s se lucreze cu cantiti de sulf mai mici dect n vechile procedee (1-3%, n loc de 5-8%). n prezena acceleratorilor de vulcanizare reacioneaz tot sulful adugat i nu rmne sulf necombinat care poate da natere la fenomene secundare nedorite. Unii din acceleratorii de vulcanizare utilizai sunt: difenilguanidina , mercaptobenzoliazolul i disulfura de tetrametiltiuram.

Bibliografie http://www.referate-scolare.ro/chimie/Cauciucul-Natural---Proprietati-SiUtilizari-Ale-Cauciucului-Natural/ Chimie organic, Edith Beral i Mihai Zapan, Ed. Tehnic, Bucureti, 1973, pag.692-697 Cartea operatorului din industria prelucrrii cauciucului, Dan Sorin Vasilescu, Neagu Verbancu, Nicolae Crlan, Editura Tehnic, Bucureti, 1989, pag.11-18

REALIZAT DE: BUTYKA ERIKA LAZR ANA MARIA TRIFON ALEXANDRA