Ứng Dụng Của Cao Su Buna – Khái Niệm Và Cấu Tạo Của Cao Su – Networks Business Online Việt Nam & International VH2
(1,3 butadien) là loại cao su tổng hợp phổ biến nhất hiện nay, chiếm hơn 1/4 sản lượng cao su nhân tạo trên thế giới. Bài viết sẽ đề cập đến công thức hóa học cũng như quá trình sản xuất, điều chế cao su buna.
Bạn đang xem:
Mục lục bài viết
Cao su Buna là gì?
Cao su Buna hay Polybutadiene (viết tắt là BR), còn được gọi là cao su BR, Buna-N, Buna-S. Ngoài ra còn có các tên gọi khác phụ thuộc vào chất độn được sử dụng trong quá trình trùng hợp.Được sản xuất từ quá trình trùng hợp của các phân tử monome 1,3-butadiene.( 1,3 butadien ) là loại cao su tổng hợp thông dụng nhất lúc bấy giờ, chiếm hơn 1/4 sản lượng cao su tự tạo trên quốc tế. Bài viết sẽ đề cập đến công thức hóa học cũng như quy trình sản xuất, điều chế cao su buna. Bạn đang xem : ứng dụng của cao su buna hay Polybutadiene ( viết tắt là BR ), còn được gọi là cao su BR, Buna-N, Buna-S. Ngoài ra còn có những tên gọi khác nhờ vào vào chất độn được sử dụng trong quy trình trùng hợp. Được sản xuất từ quá trìnhcủa những phân tửCao su buna là một polymer được hình thành từ sự trùng hợp của monome 1,3 – butadieneTổng hợp Polybutadiene
Công thức hóa học và quá trình điều chế
#1. Công thức hoá học cao su buna
Tổng hợp Polybutadiene
Cao su Buna là một polymer không bão hòa của các monome butadien khác nhau (1,2-butadiene và 1,3-butadien). Các monome butadien được liên kết với nhau qua các liên kết cis, trans và vinyl.
Bạn đang đọc: Ứng Dụng Của Cao Su Buna – Khái Niệm Và Cấu Tạo Của Cao Su
#2. Quá trình trùng hợp cao su buna
1,3-Butadiene Polymerization – Tác Giả UserH PadleckasCông thức hóa học1, 3 – Butadiene Polymerization – Tác Giả UserH PadleckasQuá trình trùng hợp cao su buna là quy trình tạo những link carbon-carbon giữ những monome 1,3 – butadien để tạo ra một phân tử chuỗi polymer dài hơn nhiều .Xét về năng lực liên kết của chuỗi polymer, những monome 1,3 – butadiene hoàn toàn có thể trùng hợp theo ba cách khác nhau là cis, trans và vinyl .
Liên kết cis tạo ra sự uống cong trong chuỗi polymer, tạo ra các vùng vô định hình tạo ra tính đàn hồi cao của Cao su buna.Liên kết trans tạo ra các liên kết giữ khá thẳng, tạo thành các chuỗi polymer cố định, tăng tính ổn định của chuỗi polymer.Liên kết vinyl thường chỉ xuất hiện với tỷ lệ vài phần trăm so với liên kết cis và trans. Ít ảnh hưởng đến tính chất của chuỗi polymer.tạo ra sự uống cong trong chuỗi polymer, tạo ra những vùng vô định hình tạo ra tính đàn hồi cao của Cao su buna. tạo ra những link giữ khá thẳng, tạo thành những chuỗi polymer cố định và thắt chặt, tăng tính không thay đổi của chuỗi polymer. thường chỉ Open với tỷ suất vài Phần Trăm so với link cis và trans. Ít tác động ảnh hưởng đến đặc thù của chuỗi polymer .Trong phản ứng trùng hợp những chuỗi polymer, cả hai link đôi cis và trans sẽ hình thành theo tỷ suất Tỷ Lệ phụ thuộc vào vào nhiệt độ và những chất xúc tác .
#3. Phản ứng hoá học điều chế polybutadien từ metan CH4
Đây là phản ứng triết lý điều chế polybutadien từ metan CH4 qua những bước sau :Bước 1: CH4 ra C2H2
Phản ứng CH4 ra C2H2
Xem thêm: 8 App Ứng Dụng Phần Mềm Giải Bài Tập Toán Tốt Nhất
Bước 2: C2H2 ra C4H4
Bước 3: C4H4 ra C4H6
Bước 4: C4H6 ra polybutadien
Qui trình sản xuất và điều chế cao su Buna
Có nhiều qui trình sản xuất cao su buna, tuy nhiên sự khác biệt chủ yếu của những qui trình này là chất độn. Chất độn được thêm vào trong quá trình sản xuất sẽ quyết định những đặc tính đặc biệt của cao su buna.
#Bước 1: Trộn tạo hỗn hợp cho phản ứng tạo polymer.
Hỗn hợp các monome butadien (1,3-butadiene, 1,2-butadiene được nhủ hóa từ dầu mỏ).Các chất kích hoạt tạo gốc và chất xúc tác được thêm vào các bể phản ứng.Các bể phản ứng này chứa nước với vai trò là môi trường cho phản ứng tổng hợp polymer.
#Bước 2: Quá trình gia nhiệt cho phản ứng tổng hợp các nhánh mono polymer.
Xem thêm: Top 10 Địa Điểm Ăn Uống Tây Ninh, Ăn Gì Ở Tây Ninh
Bể phản ứng được gia nhiệt từ 30 đến 40°C nhằm thúc đẩy sự hình thành các nhánh mono polymer (hình thành liên kết cis và trans).Phản ứng C2H2 ra C4H4Phản ứng C4H4 ra C4H6Phản ứng C4H6 ra polybutadienCó nhiều qui trình sản xuất cao su buna, tuy nhiên sự độc lạ đa phần của những qui trình này là chất độn. Chất độn được thêm vào trong quy trình sản xuất sẽ quyết định hành động những đặc tính đặc biệt quan trọng của cao su buna. Hỗn hợp những monome butadien ( 1,3 – butadiene, 1,2 – butadiene được nhủ hóa từ dầu mỏ ). Các chất kích hoạt tạo gốc và chất xúc tác được thêm vào những bể phản ứng. Các bể phản ứng này chứa nước với vai trò là thiên nhiên và môi trường cho phản ứng tổng hợp polymer. Bể phản ứng được gia nhiệt từ 30 đến 40 °C nhằm mục đích thôi thúc sự hình thành những nhánh mono polymer ( hình thành link cis và trans ) .
1,3-butadiene + 1,3-butadien + 2-propenenitrile + 1,3-butadiene + 1,2-butadiene → nitrile butadien
Quá trình phản ứng tạo ra các mono polymer thường từ 5 đến 12 giờ, với hiệu suất khoảng 70% các thành phần nguyên liệu sẽ được tổng hợp thành các chuỗi polymer.
#Bước 3: Kích thích phản ứng tạo mono polymer nhằm tối ưu hiệu suất.
Hai hoạt chất dimethyldithiocarbamate hay diethyl hydroxylamine sẽ được thêm vào bể phản ứng, thúc đẩy phản ứng của 30% thành phần 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 gần 100%, sau khi thu hồi các mono polymer này sẽ được lọc để loại bỏ các chất rắn không mong muốn.
#Bước 4: Ổn định các chuỗi polymer thành phẩm.
Quá trình phản ứng tạo ra những mono polymer thường từ 5 đến 12 giờ, với hiệu suất khoảng chừng 70 % những thành phần nguyên vật liệu sẽ được tổng hợp thành những chuỗi polymer. Hai hoạt chất dimethyldithiocarbamate hay diethyl hydroxylamine sẽ được thêm vào bể phản ứng, thôi thúc phản ứng của 30 % thành phần còn lại. Các thành phần không phản ứng sẽ bị vô hiệu trải qua hơi nước. Hiệu suất tổng hợp những mono polymer thường đạt gần 100 %, sau khi tịch thu những mono polymer này sẽ được lọc để vô hiệu những chất rắn không mong ước .Sản phẩm này sẽ được chuyển qua bể trộn, nơi nó được không thay đổi bằng những chất chống oxy hóa. Sau đó được đông tụ bằng canxi nitrat ( Buna – N ), hay nhôm sunfat ( Buna – S ). Các chất đông tụ dư sẽ được rửa và sấy khô tạo ra mẫu sản phẩm ở đầu cuối là Cao su Buna nguyên vật liệu .
#Bước 5: Sản xuất các thành phẩm cao su buna.
Quá trình này sử dụng cao su nguyên liệu từ bước 4 cùng với hỗn hợp các chất độn. Mục đích tạo ra các sản phẩm cao su hoàn thiện mang những đặc tính mong muốn. Hoặc được sử dụng làm chất độn để tăng tính chất mới cho các loại polymer khác.
Ví dụ: Cải thiện độ dẻo dai (khả năng chống va đập) của nhựa như polystyrene và acrylonitrile butadiene styrene (ABS).
Ứng dụng và sản phẩm
Phần lớn butadien được trùng hợp để sản xuất cao su tổng hợp. Bản thân polybutadiene là một vật liệu rất mềm, gần như lỏng có giá trị thương mại cao nhất.Các chất đồng trùng hợp như acrylonitrile butadien styren (ABS), nitrile-butadien (NBR) và styren-butadien (SBR) rất dai và đàn hồi được điều chế từ butadien và styren/acrylonitril. Đều là các loại cao su tổng hợp được sử dụng rất rộng rãi hiện nay. Đơn cử như SBR là vật liệu được sử dụng phổ biến nhất để sản xuất lốp ô tô.Một lượng nhỏ butadien được sử dụng để tạo ra nylon, adiponitrile, bằng cách bổ sung một phân tử hydro xyanua vào mỗi liên kết đôi trong một quá trình được gọi là hydrocyanation do DuPont phát triển.Các vật liệu cao su tổng hợp khác như chloroprene và dung môi sulfolane cũng được sản xuất từ butadien.Butadien được sử dụng trong sản xuất công nghiệp 4-vinylcyclohexene thông qua phản ứng đime hóa Diels Alder. Vinylcyclohexene là một tạp chất phổ biến được tìm thấy trong butadien khi bảo quản do quá trình đime hóa.Cyclooctadiene và cyclododecatriene được tạo ra thông qua phản ứng đime hóa và trime hóa xúc tác niken hoặc titan, tương ứng.Butadiene cũng hữu ích trong quá trình tổng hợp xycloalkane và xycloalkene, vì nó phản ứng với các liên kết carbon-carbon kép và ba thông qua phản ứng Diels-Alder.
Độc tính của cao su Buna và an toàn môi trường
Butadien có độc tính cấp tính thấp, LC50 là 12,5-11,5 vol% đối với các thí nghiệm trên chuột.Tiếp xúc lâu dài có liên quan đến bệnh tim mạch, có mối liên quan nhất quán với bệnh bạch cầu, cũng như mối liên quan đáng kể với các bệnh ung thư khác.1,3-Butadiene đã được IARC chỉ định là chất gây ung thư Nhóm 1 và cũng đã được liệt kê là chất gây ung thư bởi Cơ quan đăng ký dịch bệnh do các chất độc hại và EPA Hoa Kỳ.Hội nghị các nhà vệ sinh công nghiệp của chính phủ Hoa Kỳ (ACGIH) liệt kê nó là chất bị nghi ngờ gây ung thư.
Xem thêm:
Tổng kết
Cao su buna chính là loại cao su tổng hợp quan trọng nhất, mang những đặc điểm nổi trội của cao su thiên nhiên đồng thời là những đặc tính riêng biệt.Đó chính là nguyên nhân cao su buna chiếm đến 1/4 lượng cao su tổng hợp được tiêu thụ trên thế giới (số liệu 2012).Hi vọng qua bài viết bạn đã phần nào hiểu về cao su buna. Mọi ý kiến đóng góp vui lòng để lại bình luận, GCS sẽ trả lời các bạn trong vòng 72h.Phần lớn butadien được trùng hợp để sản xuất cao su tổng hợp. Bản thân polybutadiene là một vật tư rất mềm, gần như lỏng có giá trị thương mại cao nhất. Các chất đồng trùng hợp như acrylonitrile butadien styren ( ABS ), nitrile-butadien ( NBR ) và styren-butadien ( SBR ) rất dai và đàn hồi được điều chế từ butadien và styren / acrylonitril. Đều là những loại cao su tổng hợp được sử dụng rất thoáng đãng lúc bấy giờ. Đơn cử như SBR là vật tư được sử dụng thông dụng nhất để sản xuất lốp xe hơi. Một lượng nhỏ butadien được sử dụng để tạo ra nylon, adiponitrile, bằng cách bổ trợ một phân tử hydro xyanua vào mỗi link đôi trong một quy trình được gọi là hydrocyanation do DuPont tăng trưởng. Các vật tư cao su tổng hợp khác như chloroprene và dung môi sulfolane cũng được sản xuất từ butadien. Butadien được sử dụng trong sản xuất công nghiệp 4 – vinylcyclohexene trải qua phản ứng đime hóa Diels Alder. Vinylcyclohexene là một tạp chất phổ cập được tìm thấy trong butadien khi dữ gìn và bảo vệ do quy trình đime hóa. Cyclooctadiene và cyclododecatriene được tạo ra trải qua phản ứng đime hóa và trime hóa xúc tác niken hoặc titan, tương ứng. Butadiene cũng có ích trong quy trình tổng hợp xycloalkane và xycloalkene, vì nó phản ứng với những link carbon-carbon kép và ba trải qua phản ứng Diels-Alder. Butadien có độc tính cấp tính thấp, LC50 là 12,5 – 11,5 vol % so với những thí nghiệm trên chuột. Tiếp xúc vĩnh viễn có tương quan đến bệnh tim mạch, có mối tương quan đồng nhất với bệnh bạch cầu, cũng như mối tương quan đáng kể với những bệnh ung thư khác. 1,3 – Butadiene đã được IARC chỉ định là chất gây ung thư Nhóm 1 và cũng đã được liệt kê là chất gây ung thư bởi Cơ quan ĐK dịch bệnh do những chất ô nhiễm và EPA Hoa Kỳ. Hội nghị những Tolet công nghiệp của cơ quan chính phủ Hoa Kỳ ( ACGIH ) liệt kê nó là chất bị hoài nghi gây ung thư. Xem thêm : Cao su buna chính là loại cao su tổng hợp quan trọng nhất, mang những đặc thù nổi trội của cao su vạn vật thiên nhiên đồng thời là những đặc tính riêng không liên quan gì đến nhau. Đó chính là nguyên do cao su buna chiếm đến 1/4 lượng cao su tổng hợp được tiêu thụ trên quốc tế ( số liệu 2012 ). Hi vọng qua bài viết bạn đã phần nào hiểu về cao su buna. Mọi quan điểm góp phần sung sướng để lại phản hồi, GCS sẽ vấn đáp những bạn trong vòng 72 h .
GCS – Wiki
