Каучуктың ашылу тарихы

 

МАЗМҰНЫ

                                                    

Кіріспе......................................................................................................................2 

Каучуктың ашылу тарихы......................................................................................3

Табиғи  каучук..........................................................................................................4

Жасанды каучукты алу...........................................................................................5

Каучукты  өсімдіктер...............................................................................................6

Каучуктың қасиеті...................................................................................................6

Каучуктың құрлысы................................................................................................7

Резеңке алу...............................................................................................................8

Пайдаланған әдебиеттер.........................................................................................9 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                               

                                               КІРІСПЕ 

         Кәуішіктер — табиғи немесе синтетикалық материалдар болып бөлінеді. Олар икемділікпен, су өткізбеушілікпен және элекртөткізгіштік қасиеттерімен байыпты, оны арнайы жолмен  резеңкені өңдеу жолымен табиғи кәушік алып жатыр.Табиғи кәушік ақ түсті сұйық сүттен, латекс – деп аталатын кәушіктің мұрын өсімдіктерінен алынады. Велосипедтер, автокөлік, ұшақтың техникалық шиналарын әзірлеп электроизоляциялау өндірісін кәушікпен қолданып жатыр. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                КАУЧУКТЫҢ АШЫЛУ ТАРИХЫ 

       Каучук пен европалықтар алғаш рет XV ғасырдың аяғында танысқан.1493 жылы Христафор Колумб екінші саяхатында Оңтүстік Америкадағы Гайти аралының тұрғындарының ойнайтын добы, хош иісті шайнайтын сағызына назар аударады. Бұл зат каучук еді. Х.Колумб саяхатында кездескен бұйымдарымен бірге каучукты да Европаға ала келеді. Бірақ XVIII ғасырға дейін Европада каучуктің сырын ешкім біле алмады. Каучутың сырын 1735 жылы француз оқымысты Шарль Де Ля Кандалин ашты. 1735 жылы Париж Академиясы жер меридианының доғасын өлшеу үшін Оңтүстік Америкаға географиялық экспедиция жіберді. Осы экспкедицияның құрамына Кандалин де енеді. Кандалан өз жұмысын орындай жүріп каучукты да зерттеп, Европаға келгеннен соң каучуктың қасиеттері туралы еңбек жазады.

       Осы еңбек арқылы европалықтар  каучукты алу жолын және оның  қасиеттерімен  танысады. Европалықтар  осы еңбек арқылы табиғи каучукпен  танысды және каучук ағылшынын  қабығын қырыққан кезде бөлетін  латекс деп аталатын сұйық заттан алынатынын білдіреді. Каучук деген сөз Бразилияның “као-очу” (ағаштың жасы) деген сөзден шыққан.

       Табиғи каучук белгілі топқа  жатпайтын ботаникалық өсімдіктердің шырынынан өндіріледі. Каучук өсімдіктері Оңтүстік Америка, Малайя Архипелагы сияқты экватордың тропикалық аймақтарында өседі.

       Каучукты ең көп беретін биіктігі 45м, жуандығы 2,5-2,8 м-ге жететін  Бразилия гаваясы. Елімізде ертеде  каучук тау сағыз, қырым сағыз  көк сағыз деген өсімдіктерден  өндірілген. Гавая ағашы егілген жердің 1км ауданыан жылына 300-500 кг, бір түп ағаштан күніне небәрі 160 г шырын (латекс) алыныды. Каучук ағашынан бөлініп алынған латекс ауада тез өзгеріп, қоюланып қалады. Оңтүстік Американың тұрғындары кезде-ақ латексте белгілі формалы саз балшықтан жасалған қалыпқа (форма) жағып, оны оттың күлімен кептіру арқылы аяқ киім, су құюға арналған ыдыс, резеңке сияқтыкөптеген бұйымдар жасаған. Бразилиялықтар оқ дәрісін (күкітр) қосып күнге кептіру арқылы оны резеңкеге айналдырған. Бұл вулканизация процесінің жабайы түрі еді.

       

                                     

                         

                            ТАБИҒИ КАУЧУК 
 

        Табиғи латекстің құрамында майда шар (глобус) түрінде 40%-ке дейін каучук, қалғаны су, белок, шайыр қант және күл (минерал тұздар) болады. Каучукты латекстен құмырсқа, сірке қышқылдарын қосу арқылы бөледі. Бұл қышқылдардың әсерінен латекстің құрамындағы каучук түйіршіктері бірігіп (каогуляция), тұнба ретінде ыдыстың түбіне шөгеді. Бөлінген каучук сумен жуылып тазартылған соң, бетіне өрнек салынған екі валдың арасынын өткізіліп, жалпақ лентаға айналдырылады. Лентаның бетіндегі өрнек оны орап сақтағанда немесе бір орыннын екінші орынға тасымалданғанда лентаны бір-біріне жабыстырмайды. 1832 жылы неміс химигі Людерсдор каучукты күркіттің скипидардағы ерітіндісімен өңдеу арқылы қатайтуға болатындығын, яғни, вулканизация әдісін тапты.

        Қазіргі кезде каучуктен халақ шаруашылығының әр түрлі салаларында қолданылатын резеңке түріндегі көптеген конструкциялық бұйымдар жасалады. Резеңке – майға, әр түрлі агресивті орталарға, үйкеліске берік, созылғыш изолятор, тербелісті тұту қаблеті күшті, беріктік шегі жоғары органикалық зат. Сондықтан резеңке басқа материалдармен салыстырғанда құнды материал болып табылады.

        Резеңке үй тұрмысынын бастап ракета жасау өндірісіне дейін қолданылады. Резеңкеден тұрмыста аяқ киімнен бастап автомобиль мен самолеттердің дөңгелекткрі және көптеген детальдары жасалады. Елімізде өндірілген каучуктың жартысынан көбі машина жасау өндірісіне жұмсалады.

Бір комплект “Москвич” автомобилінің дөңгелегін жасауға 24 кг, ЗИЛ-150 машинасына – 160 кг, ал МАЗ маркалы машинаның дөңгелектеріне 1879 кг каучук жұмсалады. ТУ-104 реактивті самолетте жалпы салмағы бар 2,5 т резеңкеден жасалған 6 мыңдай детальдар бар. 1964 жылы 24 млн дана автомобиль дөңгелегі өңдірілген болса, ол 1970 жылы 44 млн данаға жетпек. Егер 1827 жылы дүние жүзі өндірісінің каучукке мұқтаждығы 3 т болған болса, 1911 жылы 75 мың тонна, 1962 жылы 48,1 млн т, ал 1980 жылы бұл сан 10 – 25 млн тоннаға жетпек. XIX ғасырдың басында резеңкеден 10 мығ түрлі бұйым жасалса қазігі кезде 40 мыңдай бұйым жасалады. Каучук өндісі техниканың өсуіне байланысты, күннен-күнге өркендеп келеді. Каучук өндірісі соңғы жүз жылдың ішінде 2000 есе артты. Резеңкенің серпімділік, су, газ өткізбеу, беріктік, пластикалық, агрессивті ортаға төзімділігі сияқты тамаша физика-химиялық қасиеттері оны техниканың сан алуан тарауларында қолдануға мәжбүр етеді. Сондықтан резеңке қазіргі кезде аса құнды конструкциялық материалдардың қатарына жатады.

              ЖАСАНДЫ КАУЧУКТЫ АЛУ. Каучук жасанды және табиғи каучук болып екіге бөлінеді. Табиғи каучук алу жолы жоғарыда айтылды. Енді жасанды каучук алу жолдарын қарастырайық. Табиғи каучук өскелең өндіріс мұқтажын қанағаттандыра алмайды. Себебі табиғи алынатын өсімдіктер каучукты аз береді және олар жер шарының барлық жерінде өсе бермейді. Сондықтан

ХІХ ғасырдың басында жер жүзінің химиктері  жасанды каучук алудың жолын іздеді. Жасанды каучук алу мақсатымен 1826 жылы ағылшын физигі Майкл Фарадей каучуктың малекулалық құрлысын зерттеп, оның химиялық формуласын (С5Н8) анықтады.

        1835 жылы неміс химигі Химли каучукты құрғақ айдау әдісімен оны құраушыларына жіктеп, изопренді (С5С8) алды. Соңғы зерттеулердің нәтижесінде каучук мономер изопреннің полимерлі екендігі анықталады. Полимер дегеніміз жай қосылыстың біртектес молекулаларынан құралған көп молекулалы зат. Жай молекулалы заттар белгілі температура мен қысымда бірігіп (полимерленіп) күрделі молекула түзеді. Осылайша каучуктың табиғаты анықталып болғаннан соң оны химиктер жасанжы жолмен алуға кірісті. Ұлы Октябрьдің революциясы жеңгеннен кейін біздің елде 1928 жылы дүние жүзінің ғалымдарына жасанды каучук  алу жолын табуға конкурс жариялады. Осы кезде неміс химигі Готлиб: “Каучукты синтездеу жолымен алғысы келген адамдар уақытын босқа жібереді” деген еді. Готлибке керісінше Лебедев каучукты жасанды жолмен алудың бір емес екі жолын ұсынады: біріншісі изопренді полимерлеу де, екіншісі бутадиеннен алу.

        1932 жылдан бастап елімізде Лебедев әдісі бойынша жасанжы каучук өндіретін заводтар жұмыс істей бостады. Қазіргі кезде полимерлеу әдісімен каучуктың қасиетіне ұқсас вулканизацияланатын органикалық зат.

        Жасанды каучукты, этил, метил спирттері, мұнай, табиғи газ, бутадиен және бутадиен туындылары мен стирол, изобутилен сияқты органикалық заттарды полимерлеу арқылы алады.

        Елімізде жасанды каучук көбінесе дивинилден алынады. Дивинил торф, ағаш сияқты органикалық заттардан алынатын спирттерден өндіріледі. Дивинил – қалыпты жағдайда иісі бар, қатаю температурасы 4,50градус цельсий, полимерлеу нәтижесінде каучукке айналатын газ. Техника жасанды каучуктың мына түрлері жиі қолданылады:

        1. Хлоропренді каучук – хлоропренді полимерлеу арқылы алынады. Бұл каучук химиялық төзімділігі атмосфера, температураға беріктік жағынан  табиғи каучуктен асып түседі, кемшілігі метеллдарды толықтырады және диэлектрлік қасиеті нашар.

        2. Натрий-бутадиен каучугін бутадиенді полимерлеу арқылы алғаш рет 1934 жылы Лебедев алды. Бутадиен этил спиртінен алынады. Бұл каучуктен жасалған резеңке – 40 градус цельсий температурада қасиеттерін сақтайды.

        3. Силиконды каучуктер кремний-органикалық қосылыстардан алынады. Бұл каучук негізінде жасалған резеңке – 60 градус цельсий +250 градус цельсий температура аралығында өз қасиеттерін өзгертпей жұмыс істейді.

      КАУЧУКТЫ ӨСІМДІКТЕР. кейбір органдары мен ұлпасында каучукке түзетін ағаш, бұта, шөп. Каучуктың 20-дан астам тұқымдасқа жататын 1500-дей түрі бар. Бірақ бұлардың аздаған түрінің ғана өндірістік маңызы бар. Каучук өсімдіктің қандай органы мен ұлпасында жиналуына байланысты. Латестік, паренхималық, хлоренхималық және месекреттік болып бөлінеді. Латекстік каучук өсімдік қабығы мен тамырының сүт түтіктеріндегі латексте (гавая, сапиум, маниот, сүттіген, фикус) жиналады. Бұлардың ішінде өндірістік маңызы бар – гавая ағашы. Ол Оңтүстік Шығыс Азия, Африканың экватор аймағында Оңтүстік және Орталық Америкада қолдан өсіріледі. Бір ағаштан жылына 2 – 3 кг жоғары сапалы каучук алынады. Паренхималық каучук негізінен жапырақтың паренхима клеткаларында түзіледі (мизамшөп, кендір, хондрилла), бірақ сапасы төмен болғандықтан өндірістік маңызы шамалы. Хлоренхималық сүт жолы болмағандықтан, каучук шайырмен араласа сабақ пен тамыр қабығының және өзегінің паренхима ұлпаларында пайда болады. (Мысалы, Орта және Солтүстік Америкада өсетін мәңгі жасыл шала бұта гваюлада). Месекреттік каучук өсімдіктің ассимиляц. органдарының ұлпаларында (сарыраушан, күнбағыс, жер алмұрты) жиналады.

          КАУЧУКТЫҢ ҚАСИЕТІ

        Каучук — қатты зат. Молекулалық массасы 150000—300000 шамасында. Табиғи каучуктың макромолекулалары тізбекті құрылымды, оратылып түйіншектеліп жатады.

        Каучуктың аса маңызды қасиеті — оның майысқақтығы. Яғни, сыртқы күштің әсерінен каучук өзінің пішінін өзгертіп — созылып ұзарады немесе сығылып қысқарады. Сыртқы күштің әсері тоқтағаннан кейін бастапқы қалпына қайта келеді. Каучук суды, газды өткізбейді және электроқшаулағыш. Каучуктың суда ерімейтіндігін өздерің білесіңдер. Ол этил спиртінде аздап ериді, ал бензин мен хлороформ сияқты еріткіштерде әуелі ісініп, сосын ериді.

       Температура жоғарылағанда — каучук жұмсарып жабысқақ, ал температура төмендегенде — қатайып морт сынғыш болады. Ұзақ сақтағанда, каучук қатайып кетеді.

       Каучуктың жоғарыда айтылған қолайсыз қасиеттерін жою үшін оны резеңкеге айналдырады. Резеңкенің иілгіш, созылғыш қасиеттері каучуктыкінен де жоғары. Оның үстіне, резеңке каучуктан гөрі берігірек және температураның ауытқуына төзімдірек болады.

       Каучукты вулканизациялап (вулкандап), яғни күкірт қосып қыздырып, резеңкеге айналдырады. Ол үшін каучукке күкірт пен толықтырғыштар (күйе мен бор сияқты) қосып, 130—140°С шамасында қыздырады. Күкірт атомдары каучуктың қос байланыстарының кейбіреулері бойынша қосылып, оның сызықтық молекулаларын бір-біріне "жөрмеп" байланыстырып, полимер кеңістіктік құрылымға ие болады. Кеңістіктік полимердің қасиеттері сызықтық полимерден өзгеше. Резеңке каучукпен салыстырғанда берік болады. Каучук бензинде біртіндеп ериді, ал резеңке бензинде ерімей, тек ісінеді.

        Каучукты вулканизациялағанда, оның массасының 2-3%-індей күкірт қосады. Егер күкірт резеңкеге қажетті мөлшерден көбірек қосылса, онда созылмайтын қатты зат — эбонит алынады.

        Резеңкеден шиналар, шлангтер, конвейер ленталары және тұрмыста қолданылатын көптеген заттар алынады.

          КАУЧУКТІҢ ҚҰРЛЫСЫ

         Изопреннің полимерлену реакциясын диендер тақырыбында қарастырдық. Полимерлену барысында молекулалар бір-бірімен 4-және 1-көміртек атомдары арқылы өзара сызықты қосылады. Табиғи каучук изопреннің цис-олимері, құрамындағы метилен топтары—СН2 қос байланыстың бір жағын ала орналасады. 

         Изопреннің құрылым мономері ретті қайталанып отырады. Полимердің осындай құрылымының аркасында оған майыскақтық қасиет тән болады. Каучук макромолекулаларының құрылысы сызықтық болғанымен, түзу созылып жатпай, оратылып бірнеше рет иіліп түйіншектеліп жатады. Каучукты созған кезде, олар жазылып, каучук ұзарады. Ал созуды тоқтатқанда, оратылып түйіншектелген бастапқы қалпына қайта келеді. Егер каучукты қатты созса, оның молекулалары жазылып қана қоймай, үзіліп кетуі де мүмкін