هدف آزمایش

تهیه کائوچوی مصنوعی یا لاستیک سنتزی

تئوری آزمایش

پلیمرهایی که در مولکول آنها ، گروههای عاملی فعال یافت می‌شود، می‌توانند در واکنش‌های شیمیایی شرکت نمایید. این نوع واکنش‌های شیمیایی، خصوصیات پلیمر را در جهت دلخواه تغییر داده و امکان سنتز پلیمرهای جدید را فراهم سازند. کائوچوی طبیعی در شیره درختی به نام هوا (Hevea) وجود دارد و از پلیمر شدن هیدروکربنی به نام ایزوپرن بوجود می‌آید.

این پلیمر ، یک الاستیک است.

یعنی اگر از این پلیمرها توپی درست کنیم و به زمین بزنیم، ساعتها طول می‌کشد که مستقر شود. پس نمی‌توان از آن ، تایر ماشین درست کرد. بنابراین باید از آن یک پلیمر مشبک درست کنیم و از الاستیسیته آن بکاهیم. برای این کار ، کائوچو را با گوگرد حرارت می‌دهیم. در نتیجه کائوچو را به الاستیک تبدیل می‌کنیم. حرارت دادن کائوچو با گوگرد و تولید لاستیک را اصطلاحا Volcanization می نامند که به معنای "پل زدن" و عمل پخت لاستیک است. به همین دلیل ، لاستیک حاصل را نیز "کائوچوی ولکانیزه" گویند.

نتیجه این کشف و واکنش پلیمریزاسیون ، تولید مواد لاستیکی مختلف مثل لاستیک‌های توپر ، پوتین و.. می‌باشد. بعدها ، در سال 1888 ، خواص مکانیکی لاستیک‌های تهیه شده ، با استفاده از کربن سیاه بعنوان یک ماده پرکننده و افزدنی ، بسیار بهبود بخشیده شده ، نهایتا لاستیک‌های بادی دانلوب (تیوپ) تهیه شد. بعد از آن لاستیک‌های سنتزی از جمله لاستیک 1و3-بوتادین-استایرن تهیه شد که اکنون مصرف این لاستیک‌ها در صنعت بسیار بالاست. به موازاتی که مصرف لاستیک‌های سنتزی بالا می‌رود، مصرف لاستیکهای طبیعی پایین می‌آید. چون لاستیکهای سنتزی از نظر اقتصادی بسیار مقرون به صرفه‌اند.

وسایل مورد نیاز

• ارلن
• سه عدد بشر
• کائوچوی 1و3بوتادین- استایرن
• بنزین
• کلرید گوگرد SCl₂

روش آزمایش

داخل یک ارلن 2,0 گرم ، 1و3 بوتادین- استایرن را در 100 میلی‌لیتر بنزن حل می‌کنند. محلول را بطور مساوی ، داخل 2 بشر پخش می‌کنند. به یکی از بشرها 1 میلی‌لیتر کلرید گوگرد می‌افزایند. بعد از 5 دقیقه ، گرانروی محلول حاوی کلرید گوگرد افزایش می‌یابد و بعد از گذشت 10 دقیقه به شکل ژل در آمده و پس از 20 دقیقه کاملا جامد می‌شود.

نتیجه آزمایش

تولید کوپلیمر فوق ، از نظر صنعتی اهمیت فراوان دارد. مصرف صنعتی فراوان این نوع لاستیک سنتزی بسیار بالاست. مصرف این کوپلیمر در سال 1941 صفر بود. ولی در سال 1945 به 700000000 کیلوگرم رسید و اکنون رقم‌های نجومی دارد.

سوالات

1. شما در مورد واکنش ولکانیزاسیون چه می‌دانید؟
2. فرمول گسترده 1و3 بوتادین - استایرن را بیابید.
3. لاستیک چیست؟
4. تاریخچه تولید لاستیک به چه سالی و به چه کسانی باز می‌گردد؟
5. نقش کلرید گوگرد در این واکنش چیست؟