Sơ Đồ Điều Chế Cao Su Buna

Cao su buna là một loại cao su tổng hợp được sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Nổi bật với độ đàn hồi, chịu mài mòn và bền bỉ, Polybutadiene chiếm tới 1/4 sản lượng cao su tổng hợp được sản xuất trên thế giới. Dưới đây là những thông tin chi tiết về cao su buna dành cho bạn.

Đang xem : Bằng 3 phương trình phản ứng hoàn toàn có thể điều chế được cao su buna từ

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.Tổng hợp Polybutadiene

Công thức hóa học và quá trình điều chế

#1. Công thức hoá học cao su buna

Cao su Buna là một polymer không bão hòa của những monome butadien khác nhau ( 1,2 – butadiene và 1,3 – butadien ). Các monome butadien được link với nhau qua những link cis, trans và vinyl .

Công thức hóa học

#2. Quá trình trùng hợp cao su buna

1,3 – Butadiene Polymerization – Tác Giả UserH Padleckas
Quá 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.

Trong phản ứng trùng hợp những chuỗi polymer, cả hai link đôi cis và trans sẽ hình thành theo tỷ suất Phần Trăm nhờ vào vào nhiệt độ và những chất xúc tác .

#3. Phản ứng hoá học điều chế polybutadien từ metan CH4

Đây là phản ứng kim chỉ nan điều chế polybutadien từ metan CH4 qua những bước sau :

Bước 1: CH4 ra C2H2

Phản ứng CH4 ra C2H2

Bước 2: C2H2 ra C4H4

Phản ứng C2H2 ra C4H4Bước 3: C4H4 ra C4H6

Phản ứng C4H4 ra C4H6Bước 4: C4H6 ra polybutadien

Phản ứng C4H6 ra polybutadien

Qui trình sản xuất cao su Buna

Có nhiều qui trình sản xuất cao su buna, tuy nhiên sự độc lạ hầu hết 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 .

#Bước 1: Trộn tạo hỗn hợp cho phản ứng tạo polymer.

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 môi trường tự nhiên cho phản ứng tổng hợp polymer .

#Bước 2: Quá trình gia nhiệt cho phản ứng tổng hợp các nhánh mono polymer.

Xem thêm : Review Khóa Học Marketing Tốt, Review 10 Trung Tâm Học Marketing Online Tốt
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 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 .

#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, 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 .

#Bước 4: Ổn định các chuỗi polymer thành phẩm.

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 sau 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 vật liệu từ bước 4 cùng với hỗn hợp những chất độn. Mục đích tạo ra những mẫu sản phẩm cao su hoàn thành xong mang những đặc tính mong ước. Hoặc được sử dụng làm chất độn để tăng đặc thù mới cho những 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 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 rộng 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 hữu dụng 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 .

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 % 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: Cách Làm Bài Văn Trình Bày Luận Điểm (Ngắn Gọn), Soạn Bài Viết Đoạn Văn Trình Bày Luận Điểm

Tổng kết

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

Xem thêm bài viết thuộc chuyên mục: Phương trình

Điều hướng bài viết

Source: https://laodongdongnai.vn
Category: Chia Sẻ Kiến Thức