Cao su Buna là gì?
- cao su đặc Buna hay Polybutadiene (viết tắt là BR), có cách gọi khác là cao su BR, Buna-N, Buna-S. Bên cạnh đó còn tất cả các tên gọi khác phụ thuộc vào chất độn được sử dụng trong quy trình trùng hợp. Là 1 trong những cao su lưu giữ hóa điển hình.
Bạn đang xem: Công thức cấu tạo cao su buna
- Được phân phối từ thừa trình trùng hợp của các phân tử monome 1,3-butadiene.
- Mang những điểm sáng nổi nhảy của cao su thiên nhiên, đồng thời có tác dụng chống mòn cao, chịu đựng uốn cấp tốt, ít biến đổi dạng.
- Điều đặc biệt quan trọng của của cao su thiên nhiên buna là rất có thể mang những tính hóa học đặc biệt như các loại nhựa tổng đúng theo tùy trực thuộc vào thành phần hóa học độn. Hoàn toàn có thể kể mang lại như kĩ năng chống ăn mòn từ xăng dầu, hóa chất, chịu đựng nhiệt, chống mài mòn, bí quyết âm…
- Hiện trên là loại cao su tổng hợp được thực hiện nhiều, và rộng thoải mái nhất hiện tại nay. Chiếm khoảng chừng 1/4 tổng lượng tiêu thụ cao su đặc tổng hợp thế giới trong năm 2012. đa số là trong phân phối lốp xe chiếm phần 75%.
Công thức hóa học và quá trình tổng hợp
Công thức hoá học cao su buna
Cao su Buna là 1 trong những polymer ko bão hòa của các monome butadien khác nhau (1,2-butadiene với 1,3-butadien). Các monome butadien được liên kết với nhau qua các liên kết cis, trans và vinyl.
Quá trình tổng hợp cao su thiên nhiên buna
Quá trình trùng hợp cao su đặc buna là quá trình tạo các liên kết carbon-carbon giữ các monome 1,3-butadien để tạo thành một phân tử chuỗi polymer dài hơn nữa nhiều.
Xét về năng lực kết nối của chuỗi polymer, các monome 1,3-butadiene rất có thể trùng đúng theo theo ba cách khác biệt là cis, trans và vinyl.
- link cis tạo ra sự uống cong trong chuỗi polymer, tạo thành các vùng vô định hình tạo thành tính lũ hồi cao của cao su thiên nhiên buna.
- Liên kết trans tạo ra các liên kết duy trì khá thẳng, tạo thành các chuỗi polymer nạm định, tăng tính định hình của chuỗi polymer.
- Liên kết vinyl thường chỉ lộ diện với tỷ lệ vài phần trăm so với liên kết cis với trans. Ít ảnh hưởng đến đặc điểm của chuỗi polymer.
Trong bội phản ứng trùng hợp các chuỗi polymer, cả hai link đôi cis với trans sẽ có mặt theo xác suất phần trăm nhờ vào vào ánh nắng mặt trời và những chất xúc tác.
Quá trình điều chế 1,3-butadiene
Có các qui trình để điều chế ra 1,3-butadiene làm việc cả qui mô phòng thí nghiệm với công nghiệp. Tuy nhiên, tại đây mình chỉ nêu ra 03 phương pháp lớn được sử dụng tương đối phổ biến.
1. Tiến trình Cracking trường đoản cú các hydrocacbon C4
Butadien thường xuyên được phân lập từ những hydrocacbon tư cacbon không giống được tạo ra trong quá trình crackinh khá nước bằng cách chưng cất chiết suất áp dụng dung môi aprotic phân cực như axetonitril, N-metyl-2-pyrrolidon, furfural, hoặc dimetylformamit, sau đó nó được tách bóc ra bằng phương pháp chưng cất.
Đây là quá trình được áp dụng để tiếp tế butadiene bài bản công nghiệp hiện nay nay.
2. Từ quá trình dehydro hóa n-butan
Butadiene cũng rất có thể được sản xuất bằng phương pháp xúc tác dehydro hóa butan (n-butan). Ngày nay, butadien tự n-butan được sản xuất dịch vụ thương mại bằng quy trình Houdry Catadiene, được cải tiến và phát triển trong vắt chiến II. Điều này đòi hỏi phải cách xử trí butan bên trên alumin và crom ở ánh sáng cao.
3. Từ ethanol
Quy trình này được sử dụng phổ cập ở trong gắng chiến máy II, mặc dù nhiên hiện nay nó đã hết được thực hiện nữa và được sửa chữa thay thế bằng phương pháp Cracking.
Quá trình tiếp tế butadiene tự ethanol tất cả 2 thừa trình
- quy trình do Sergei Lebedev phát triển, etanol được biến hóa thành butadien, hydro và nước ở 400–450 ° C không qua bất kỳ loại xúc tác oxit kim loại nào.
2 CH3CH2OH → CH2=CH−CH=CH2 + 2 H2O + H2
Quy trình đồ vật hai di Ivan Ostromislensky phát triển, etanol được oxy trở thành axetaldehyt, bội nghịch ứng với etanol bổ sung cập nhật trên chất xúc tác silica xốp được xúc tiến vày tantali làm việc 325–350 ° C để tạo ra butadien.
CH3CH2OH + CH3CHO → CH2=CH−CH=CH2 + 2 H2O
3. Tự butenes
1,3-Butadiene cũng rất có thể được sản xuất bằng cách xúc tác dehydro hóa butenes thông thường. Quá trình này tiết kiệm hơn các so với từ bỏ Ethanol hoặc n-butan.
Đây cũng là một quá trình được thực hiện nhiều trong vậy chiến đồ vật II, nhưng hiện thời đã được thay thế sửa chữa bằng quy trình cracking.
Qui trình sản xuất cao su đặc Buna
Có nhiều qui trình sản xuất cao su đặc buna, mặc dù sự biệt lập chủ yếu của rất nhiều qui trình này là hóa học độn. Hóa học độn được phân phối trong quá trình sản xuất sẽ quyết định những quánh tính đặc trưng của cao su buna.
Bước 1: Trộn tạo các thành phần hỗn hợp cho bội nghịch ứng chế tạo ra polymer.
- lếu hợp các monome butadien (1,3-butadiene, 1,2-butadiene được nhủ hóa tự dầu mỏ).
- Các chất kích hoạt chế tạo ra gốc và chất xúc tác được thêm vào những bể phản nghịch ứng.
- Các bể phản nghịch ứng này đựng nước với sứ mệnh là môi trường cho phản nghịch ứng tổng vừa lòng polymer.
Bước 2: Quá trình gia nhiệt mang đến phản ứng tổng hợp những nhánh mono polymer.
- Bể phản bội ứng được gia nhiệt từ 30 mang lại 40°C nhằm thúc đẩy sự hình thành những nhánh mono polymer (hình thành links cis với trans).
1,3-butadiene + 1,3-butadien + 2-propenenitrile + 1,3-butadiene + 1,2-butadiene → nitrile butadien
- Quá trình bội phản ứng tạo nên các mono polymer thường từ 5 mang đến 12 giờ, với hiệu suất khoảng 70% những thành phần nguyên vật liệu sẽ được tổng hợp thành các chuỗi polymer.
Bước 3: Kích ưa thích phản ứng tạo nên mono polymer nhằm mục đích tối ưu hiệu suất.
- Hai hoạt chất dimethyldithiocarbamate hay diethyl hydroxylamine sẽ được thêm vào bể làm phản ứng, liên tưởng phản ứng của 30% nhân tố còn lại. Các thành phần không phản ứng sẽ bị loại bỏ thông qua hơi nước.
- Hiệu suất tổng hợp các mono polymer thường đạt mức gần 100%, sau thời điểm thu hồi những mono polymer này sẽ tiến hành lọc để thải trừ các hóa học rắn không hy vọng muốn.
Bước 4: Ổn định những chuỗi polymer thành phẩm.
Sản phẩm này đã được chuyển hẳn qua bể trộn, địa điểm nó được bình ổn bằng những chất phòng oxy hóa. Kế tiếp được đông tụ bởi canxi nitrat (Buna – N), hay nhôm sunfat (Buna – S). Các chất đông tụ dư sẽ được rửa và sấy khô tạo ra sản phẩm cuối cùng là cao su Buna nguyên liệu.
Bước 5: Sản xuất những thành phẩm cao su buna.
Quá trình này sử dụng cao su thiên nhiên nguyên liệu từ cách 4 cùng rất hỗn hợp các chất độn. Mục đích tạo ra các sản phẩm cao su đặc hoàn thiện mang phần nhiều đặc tính mong muốn muốn. Hoặc được sử dụng làm hóa học độn nhằm tăng tính chất mới cho các loại polymer khác.
Ví dụ: Cải thiện độ dẻo dẻo (khả năng phòng va đập) của vật liệu bằng nhựa như polystyrene và acrylonitrile butadiene styrene (ABS).
Ứng dụng và sản phẩm
- đa số butadien được trùng hợp nhằm sản xuất cao su đặc tổng hợp. Bạn dạng thân polybutadiene là 1 vật liệu vô cùng mềm, gần như lỏng có mức giá trị thương mại cao nhất.
- Các chất đồng trùng hòa hợp như acrylonitrile butadien styren (ABS), nitrile-butadien (NBR) và styren-butadien (SBR) khôn xiết dai và bầy hồi được điều chế từ butadien cùng styren/acrylonitril. Đều là những loại cao su đặc tổng đúng theo được sử dụng rất rộng rãi hiện nay. Đơn cử như SBR là vật liệu được sử dụng thịnh hành nhất để chế tạo lốp ô tô.
- Một lượng nhỏ tuổi butadien được thực hiện để tạo thành nylon, adiponitrile, bằng phương pháp bổ sung một phân tử hydro xyanua vào mỗi link đôi trong một quy trình được call là hydrocyanation vì chưng DuPont vạc triển.
- Các đồ dùng liệu cao su đặc tổng hợp khác như chloroprene và dung môi sulfolane cũng được sản xuất từ bỏ butadien.
- Butadien được áp dụng trong tiếp tế công nghiệp 4-vinylcyclohexene trải qua phản ứng đime hóa Diels Alder. Vinylcyclohexene là 1 trong những tạp chất phổ biến được tìm thấy trong butadien khi bảo vệ do quá trình đime hóa.
- Cyclooctadiene với cyclododecatriene được tạo thành thông qua phản bội ứng đime hóa với trime hóa xúc tác niken hoặc titan, tương ứng.
Xem thêm: Đáp Án Thi Tốt Nghiệp Thpt 2021 Tất Cả Các Môn, Bộ Gd Công Bố Đáp Án Đề Thi Tốt Nghiệp Thpt 2021
- Butadiene cũng hữu dụng trong quá trình tổng hòa hợp xycloalkane với xycloalkene, vì nó bội phản ứng với những liên kết carbon-carbon kép với ba trải qua phản ứng Diels-Alder.