Экологические особенности изучения темы "Синтетические каучуки"

Ценным свойством каучука является также водо - и газонепроницаемость. Кроме того, он хороший электроизолятор. Каучук практически не растворяется в воде, плохо растворяется в этиловом спирте, а в сероуглероде, хлороформе и бензине он сначала набухает, а затем растворяется. При повышенной температуре каучук становится мягким и липким, а на холоде - твердым и хрупким. При длительном хранении натур

альный каучук твердеет.

Наряду с цис-полиизопреном в природе встречается и полимер стереонерегулярного строения - транс-полиизопрен, называемый гуттаперчей. Из-за неупорядоченного пространственного строения гуттаперча обладает значительно меньшей эластичностью, стойкостью к износу, водо - и газонепроницаемостью по сравнению с каучуком.

Строение элементарных звеньев молекул полимеров:

а - натурального каучука; б - гуттаперчи

4-й ученик. В Англии с введением газового освещения в городах на газовых заводах начало скапливаться довольно много жидких побочных продуктов сухой перегонки каменного угля. Эти продукты под названием сольвент-нафта* могли растворять каучук, поэтому один из фабрикантов, химик и изобретатель Чарльз Макинтош, закупил всю сольвент-нафту с газовых заводов г. Глазго, чтобы использовать ее для изготовления непромокаемой одежды. Растворяя в ней каучук, он покрывал такими растворами ткани. C того времени непромокаемые пальто называются макинтошами.

Однако вскоре обнаружилось, что изготовленная таким образом одежда имеет существенные недостатки: при холодной погоде ткань становилась жесткой и ломкой, а в жару, наоборот, делалась липкой и неудобной. Кроме того, масла, жиры, нефть, скипидар и другие жидкости легко ее портили. Все эти недостатки не удивляют нас теперь, т.к. мы знаем, что сырой, не вулканизированный каучук обладает ими в полной мере.

Помимо изготовления тканей резиновая отрасль промышленности выпускала и другие изделия. Описание Ла-Кондамином способа получения бутылок и обуви при помощи соответствующих глиняных и деревянных форм побудило использовать каучуковый млечный сок в промышленном масштабе.

Началось это так. В 1823 г. некий Томас Уэльс из Бостона привез как курьез несколько пар бразильских галош. Они, однако, не получили одобрения. При нагревании они растягивались чуть ли не до колен и вообще служили поводом для насмешек и карикатур. Уэльс не пал духом: он послал в Бразилию хорошие колодки, и уже с 1824 г. новые галоши начали понемногу находить сбыт. В промежутке между 1836 и 1850 г. таких галош было вывезено из Бразилии в Нью-Йорк около 1,5 млн пар, а в Европу примерно 1 млн пар. Понятно, что эти галоши не имели ничего общего с современной резиновой обувью. Способ получения их заключался в следующем: деревянную колодку по форме сапога погружали в млечный сок, вынимали и обсушивали копчением в горячем дыму костра. Операция эта повторялась до тех пор, пока не получался слой около 1,5 мм. Под конец резцом наносили рисунок на наружную поверхность, и галоша была готова. Поскольку и в этом случае галоша не вулканизировалась, она обладала всеми недостатками сырого каучука: была недостаточно эластична, чувствительна к переменам температуры, при нагревании становилась липкой и мягкой и растворялась во многих жидкостях.

Бутылочки, изготовлявшиеся в Бразилии аналогичным способом, в Европе послужили материалом для других изделий. Их разрезали на пластинки определенного формата и делали из них прокладки, трубки и т.п. Вскоре выяснили: чтобы пластинки не липли, их нужно посыпать минеральным порошком, серой или тальком.

5-й ученик. Количество каучука, потреблявшегося в виде пластин, оставалось очень небольшим. Имеющиеся статистические сведения указывают, что в 1827 г. мировое потребление каучука равнялось всего лишь 3 т. В 1839 г. Чарльз Гудьир, торговавший в Америке пластинами, уронил одну из них на горячую плиту. Сначала он не заметил этого, но когда увидел пластину лежащей на горячей плите, то очень испугался, т.к. ему было известно, что при нагревании каучук становится липким, плавится и уже не возвращается в первоначальное состояние. Гудьир быстро схватил пластину с плиты и начал мять ее, чтобы выяснить, насколько каучук пострадал от нагревания. Он очень удивился, когда увидел, что пластина не размягчилась и не испортилась, а наоборот, стала очень эластичной и упругой и потеряла способность растворяться в обычных растворителях.

Зная, что пластина содержала, помимо каучука, примесь серы и глета, Гудьир понял, чем вызвано изменение, произошедшее в каучуке, и насколько оно важно; позже он взял патент на техническое использование этого явления. Такое превращение каучука называется вулканизацией. Она заключается в том, что каучук смешивают с порошкообразной серой и другими примесями, доводят до тестообразного состояния и сформированную массу нагревают. После вулканизации каучук становится значительно прочнее, теряет недостатки сырого каучука, препятствовавшие его применению. Полученный при этом материал называется резиной. С химической точки зрения при вулканизации происходит сшивание полимерных цепей каучука за счет сульфидных мостиков, что придает каучуку устойчивость при действии различных внешних факторов:

Изобретение Гудьира положило начало бурному развитию резиновой отрасли промышленности.

После того как сделаны все сообщения по вопросам семинара, учитель предлагает учащимся дать оценку работе своих одноклассников и при необходимости дополнить или уточнить какие-либо моменты. Затем выставляются оценки по итогам семинара.