21-расм. Жаҳон саноатида каучукка эҳтиёжнинг ортиши.
Каучук ишлатишнинг йил сайин кўпайиши (21-расм), унинг халқ хўжалигидаги ахамияти тобора ортаётганлигидан далолат беради.
Табиий каучук — ўсимликдан олинадиган модда. У кўпгина ўсимликларда турли шаклда учрайди. Француз тадқиқотчиси Кандаминнинг 1735 йилда
Жанубий Америкага қилган сафари ҳақидаги ҳисоботи европаликларни каучук билан биринчи марта таништиради. Таниқли португалиялик денгиз сайёҳи Ф. Магеллан XVI асрда каучук қалам изларини ўчиришини маълум қилди, шунинг учун у zndia rubber, яъни ҳинд ўчиргичи деб аталган. Англияда каучук ҳозирги вақтгача rubber — ўчирувчи деб» аталади. Каучукли ўсимликлар асосан экватор атрофидаги тропик. зоналарда, яъни Жанубий Америка, Африка ва Малайя архипелагида ўсади. Каучук берадиган энг яхши дарахт бразилия гевеясидадир.
Бу баландлиги 45—50 м, айланаси 2,5—3 м бўлган чиройли дарахтдир. Гевеяда каучук унинг танасидаги сутга ўхшаш шарбатда бўлади, каучук деган ном ҳам шундан келиб чиққан (ҳинд тилидан) таржима қилинганда дарахтнинг кўз ёши — као дарахт, о — чу — йиғлаш деган маънони билдиради. Гевеянинг сутга ўхшаш шираси каучук латекси деб аталади, унинг қандай ҳосил бўлиши ҳозирги кунгача батафсил аниқланмаган; бу шира дарахтнинг тилинган жойидан йиғиб олинади.
1823 йилда англиялик фабрикачи (Глазго шаҳридан) К.. Макинтош газламага каучукнинг сольвент — нафтадаги эритмасини шимдириб, сувда бўкмайдиган газламалар ишлаб чиқаришни ташкил қилди. Бундай материаллардан тайёрланган плашчлар ҳозиргача Макинтош номи билан аталади. 1824 йилдаёқ каучук буюмлар, айниқса калишлар кенг тарқалади. Лекин ўша вақтдаги калишлар иссиқ ҳавода деярли тиззагача чўзиларди. Англиялик кашфиётчи Ч. Гудьир 1839 йилда каучукни олтингугурт билан аралаштириб ва қиздириб, мустаҳкам ҳамда чидамли резина олиш усулини кашф этди. Бунда эластик ёпишмайдиган ва пишиқ резина ҳосил бўлди. Каучукни резинага айлантириш усули вулканизация (лотинча vulcanus-олов сўзидан олинган) деб аталди. Бу тарихий кашфиёт резина буюмлар
ишлаб чиқаришнинг ривожланишида кучли туртки бўлди. 1860 йилда
Петербургда резина буюмлар ишлаб чиқарадиган биринчи корхона — «Треугольник» заводи ишга туширилди. Резина саноати чор Россияси даврида бутунлай чет элдан келтириладиган табиий каучук асосида ишлар эди.
Сиитетик каучук. Совет ҳокимияти барпо бўлган дастлабки йиллариёқ мамлакатни хусусий каучук билан таъминлаш зарурияти туғилди. 1926 йилда халк хўжалигида синтетик каучук ишлаб чиқаришнинг энг яхши усули учун конкурс эълон қилди. Биринчи мукофот 1931 йили этил спирти асаосида . натрийбутадиен каучуги олган органик –химик С.В, Лебедевга берилди.
Бутадиен полимерлаш процессида катализатор сифатида С.В. Лебедев натрий металини танлади, натрий биринчи маротаба рус химиги А. А. Кракау томонидан тўйинмаган углеводородларни полимерлашда катализатор сифатида ишлатилган эди. 1932 йилда мамлакатимизда Лебедев усули билан саноат миқёсида синтетик каучук олина бошланди. Шундай қилиб, собиқ Совет иттифоқи синтетик каучукнинг ватани хисобланади. Фақатгина 1938-йили Германияда, 1943-йили эса АҚШда ҳам синтетик каучук ишлаб чиқарила бошлади. Олинган бутадиен аралашмалардан яхшилаб тозалангач, металл ҳолатидаги натрий катализатори иштрокида полимерланиши учун автоклавга юборилади:
nC4H6 ( –C4H6–) n бутадиен бутадиен каучук
15—20 соатдан кейин полимерлаш процесси тугайди автоклавда ҳарорат ва босим пасаяди. Автоклав очилади ва оғирлиги 1т га яқин бўлган каучук блоки (оч сариқ рангли катта бўлак) чиқариб олинади. Полимерланиш шароитига қараб синтетик бутадиен каучук СБК нинг хар ҳил турлари олинади.
Ҳозирги вақтда бутадиен нефть газ ҳом ашёси таркибида бўладиган бутан ва бутилендан олинади. Бутан ва бутилендан олинган 1т синтетик каучукнинг нарҳи озиқ-овқат ҳом ашёсидан этил спирт билан бутадиендан ишлаб чиқарилган каучукдан уч мартда арзон туради. Бутандан бутадиен олиш учун у дегидрогенланади ( водород сиқиб чиқарилади). Бу процесс бир ёки икки босқичда олиб борилади –– аввал бутилен олинади, сунгра водород яна сиқиб чиқарилиб бутадиен олинади.
Полимерланишни бир ҳил муҳитда –– массада –– блок усулида ёки сувли муҳитда эмульсион полимерлаш усули ёрдамида олиб бориш мумкин. Ҳозирги вақтда асосан, эмульсион полимерлаш усули қулланилмоқда. Бу усул углеводородларнинг сувда эримай уларнинг майда заррачалари сувда эмульсия ҳосил қилишига асосланган эмульсия барқарор бўлиши учун унга эмулгаторлар . (турли совунлар) қўшилади. Эмульсион полимерлаш реациия муҳитида ҳароратни ростлаб туришга ва процессни узлуксиз олиб боришга имкон беради, блок усулида эса буни деярли амалга ошириб бўлмайди.
Эмульсион полимерланишда аввал таркибида 30% каучук ва 70%сув бўлган синтетик латекс ҳосил бўлади. Олинган латексдан кислота ёки минерал тузлар таъсирида каучук чўктирилади. Олинган каучукдан лента қуйиш машинаси 11 ёрдамида сув сиқиб чиқарилади. Сув ундаги эриган моддалар билан биргаликда лентадаги тешиклар орқали чиқарилади, каучукнинг паға-паға заррачалари валчалар ёрдамида прессланиб лента ҳолига келтирилади. Лента сув билан бир неча марта ювилади, қуритилади, унга тальк сепилади ва рулон қилиб ўралади. Синтетик латекс каучук олишдан ташқари, буюмларни йиғишда елим сифатида, сунъий чарм ишлашда, газламаларга шимдиришда, сувда эрийдиган махсус бўёқ ва бошқалар тай- ёрлашда ишлатилади. Асосий мономер — бутадиенга қўшимча мономерлардан бутадиен билан бирга эмульсион полимерлаш орқали анча қимматли хоссаларга эга бўлган қатор сополимерлар олинади. СКС"—бутадиен стирол каучук — бутадиеннинг стирол билан бирга полимерланиш маҳсулотидир. Стирол (фенилэтилен) С6Н5—СН қ СН2 синтетик каучук заводларида этилбензол С6Н5—СН2-СН3 ни дегидрогенлаб олинадн. Каучук синтез қилишда дастлабки маҳсулотларнинг концентрацияси ва тозалиги ҳал қилувчи аҳамиятга эга. Мономер қанчалик тоза ва концентрланган бўлса, ундан полимер олиш реакцияси шунча тез ва охиригача боради ҳамда олинган каучук стандартга шунча якин ва яхши сифатли бўлади. Масалан, бутадиен таркибида 0,1% ацетилен бўлса у суюқ муҳитда натрий ёрдамида полимерланиш процессини 1000 соатга кечиктиради. Бутадиен стирол каучуги — СКС олишни қуйидаги реакция тенгламаси билан ифодалаш мумкин:
n(СН2қСН—СНқСН2)n+n(СН қ СН2) (-СН2—СН қ СН—СН2—СН2-СН—)n
С6Н5 С6Н5 Бутадиен метилстирол каучуклар — СКМС ҳам СКС каучукка ўхшаш каучуклардир уларда қўшимча мономер сифатида метилстиролдан фойдаланилади. Метилстирол олишда пропилен ва бензол дастлабки хом
ашё сифатида хизмат қилади:
Стирол ва метилстиролнинг миқдорига қараб бутадиен стирол ва бутадиен метилстирол каучукларнинг бир неча хили олинади, масалан, СКС — 10 ва СКМС—10, СКС — 38 ва СКМС —30, СКС —50 ва СКМС — 50 (10, 30 ва 50 рақам-лари стирол метилстиролнинг процент миқдорини кўрсатади).
Ишлаб чиқарилаётган синтетик каучуклар умумий ҳажми- нинг 80 процентига яқини бутадиен стирол ва бутадиен метил-
Бутадиенни метилстирол билан бирга полимерлаб СКМС олинади:
С6Н5
(-СН2—СН қ СН—СН2—СН2 —С—)n
С6Н5
Стирол ва метилстролнинг миқдорига қараб бутадиен стирол ва бутадиен метилстирол каучукларнинг бир неча хили олинади, масалан, СКС – 10 ва СКМС – 10, СКС – 30 ва СКМС – 30, СКС – 50 ва СКМС – 50 (10, 30 ва 50 рақамлари стирол метилстиролнинг процент миқдорини кўрсатади).
Ишлаб чиқарилаётган синтетик каучуклар умумий хажмининг 80 процентига яқини бутадиен стирол ва бутадиен метилстирол каучуклар ҳиссасига тўғри келади.
СКС ва СКМС каучуклар жуда пишиқлиги, эластиклиги ва ишқаланишга катта қаршилик кўрсатиши билан ажралиб туради. Улардан автомобиль шиналари ва камералари, узатиш ленталари ва бошқа буюмлар тайёрланади. Лекин бу каучуклар асосий истеъмолчи — шина саноатининг ҳозирги замон талабларини тўла қондира олмайди. Уларни табиий каучук ўрнида ҳамма ерда бемалол ишлатиш мумкин, деб бўлмайди. Катта шиналар тайёрлашга ҳозирда ҳам, асосан, табиий каучук ишлатилмоқда. Стеребрегуляр тузилишга эга бўлган изопрен каучуги — ИСК табиий каучукка анча яқнн бўлиб, у СКД ва бошқа турдаги синтетик каучуклар билан биргаликда табиий каучукнинг ўрнини бутунлай эгаллаши мумкин.
Кейинги йилларда мой тўлдирилган каучуклар олиш усули ишлаб чиқарилди, бу маҳсулот таннархини анча пасайтирибгина колмай (қиммат хом ашё қисман анча арзон мой билан алмаштирилади), балки каучукнииг эластиклиги ва ишқаланишга қаршилигини оширади. Бундай каучук олиш учун латекс- лар нефть мойи, масалан, автол билан аралаштирилади ва таркибида 25% га яқин мой бўлган каучук олинади. Бу каучуклар автомобиль шиналари ишлаб чиқаришда муваффақият билан ишлатилмоқда. Мойли каучукка ишлов бериш осон, у силлиқ сиртли,кам киришадиган пластик аралашма ҳосил қилади.
Қурум қўшилган каучуклар ҳам катта аҳамиятга эга. Латексга қурум қўшиб хоссалари яхши каучук олинади. Улардан вулканизация қилингандан кейин ишқаланишга чидамли резина ҳосил қиладиган бир жинсли аралашмалар тайёрланади.
Бутадиен нитрил каучуги — СКН. Бутадиен акрил кислота нитрили (СН қ СН— СООН — акрил кислота, СН2 қ СН— СООН эса акрил кислота нитрили) билан бирга полимерлаб, бутадиен нитрил каучуги — СКН олинади. Унинг структурасини қуйидаги формула билан ифодалаш мумкин. 5-§. Саноатда поликонденсация процесслари
Полимер материаллариинг катта бир группаси дастлабки моддалардаги қўшбоғларинииг очилиши ҳисобига эмас, балки, учувчан маҳсулотлар кўпинча сувнинг ажралиб чиқиши билан борадиган кимёвий реакциялар натижасида ҳосил бўлади. Бу реакциялар поликонденсатланиш реакциялари деб аталади. Поликонденсатланиш усли билан полимерлар ҳосил бўлишини умумий ҳолда қуйидагича тасаввур килиш мумкин. Агар А моддада қўзғалувчан водород атомлари (масалан, органик кислоталарда), В моддада (спиртлар, феноллар) эса реакцияuа лаёқатли гидроксил группалар бўлса, полимер моддалар қуйидаги схема бўйича ҳосил бўлади:
Н—А-Н+ОН— В—ОНН—А—В—ОН+Н20
Н —А —В—ОН+ОН—В—ОНОН—В—А—В—ОН+Н2О
ОН-В—А—В—ОН+Н—А—Н ОН—В—А—В—А—Н+Н2О
ва ҳоказо.
Поликонденсатланиш процессида полимер занжири босқичли равишда, астасекин ўсиб боради. Натижада юқори молекуляр бирикма ҳосил бўладн. Сувни ўз вақтида йўқотиб туриш полимер маҳсулотнинг ҳосил бўлишини тезлаштиради. Одатда, бунинг учун қиздириш ва вакуумдан фойдаланилади.
Поликонденсатланиш процесслари техникада фенолформальдегид, аминоформальдегид, полиэфир, эпоксид, кремнийорганик ва бошқа тур смолалар, шунингдек, синтетик толалар олишда кенг қўлланилади. Улар асосан термореактив бўлиб, фақат баъзиларигина термопластикдир. Поликонденсация усули билан олинган смолалар қотгандан кейин кенг ҳарорат оралиғида узоқ вақт ишлатилади. Ҳарорат қўлланилиши билан уларнинг физик-механик хоссалари, полимерлаш усули билан олинган смолаларникига нисбатан камроқ даражада ёмонлашади. Бу синфга оид смолаларнинг камчилиги сифатида уларнинг зарбий қовушоқлиги пастлигини кўрсатиш мумкин.
Do'stlaringiz bilan baham: |