Задание: изучить тему по плану, ответить на вопросы и выполнить тест.

Гр 294 ОП.04 Материаловедение Лепакова на 27.11.20г

Тема урока: Каучук. Строение, свойства, область применения.

Задание: изучить тему по плану, ответить на вопросы и выполнить тест.

План изучения темы:

1. Свойства резины, основные компоненты резины.

2. Физико-механические свойства резины.

3. Изменение свойств резины в процессе старения, от температуры, от контакта с жидкостями.

Вопросы:

1. Что такое каучук?

2. Какое строение имеет каучук?

3. Какие основные компоненты резины?

4. Какие физико-механические свойства резины?

5. Как изменяются свойства резины в процессе старения?

6. Как изменяются свойства резины от температуры?

7. Как изменяются свойства резины от контакта с жидкостями?

8. Какие области применения каучука?

Учебник Адаскин А.М., Седов Ю.Е. Материаловедение, стр. 298-309

Электронная ссылка на учебник: biblio-onlain.ru

Электронные ресурсы: narfu.ru, studref.com

Ответы присылать мне на электронную почту: lepakova68@mail.ru или в ВК

Тест

Выбрать один верный ответ.

1. Натуральный каучук:

а) эластичен и стереорегулярен
б) неэластичен и стереорегулярен
в) эластичен и стереонерегулярен
г) неэластичен и стереонерегулярен

2. Макромолекула каучуков имеет строение:

а) линейное изогнутое
б) линейное скрученное
в) разветвленное
г) сетчатое

3. Макромолекула резины имеет строение:

а) линейное изогнутое
б) линейное скрученное
в) разветвленное
г) сетчатое

4. При изготовлении автокамер используется синтетический каучук:

а) бутадиеновый
б) бутадиен стирольный
в) изопреновый
г) хлоропреновый

5. Резину получают в результате процесса:

а) полимеризации изопрена;

б) вулканизации каучука;

в) деполимеризации каучука;

г) сополимеризации бутадиена-1,3 со стиролом

6. Натуральный каучук получают из:

а) картофеля; б) пшеницы; в) млечного сока гевеи; г) сахарной свеклы

7. При добавлении к каучуку более 30% серы (к общей массе) образуется:

а) синтетический каучук:

б) эбонит;

в) гуттаперча;

г) хлорпрен

8. В основе синтеза каучуков лежит реакция:

а) окисления; б) полимеризации; в) горения; г) изомеризации

9. Наиболее ценное свойство каучука:

а) высокая температура плавления:

б) высокая температура кипения;

в) высокая эластичность;

г) хорошая растворимость в воде.

Критерии оценивания:

Оценка «5» ставится, если обучающийся ответил на 8 вопросов в полном объёме и выполнил тест без ошибок;

Оценка «4» ставится, если обучающийся ответил правильно на 8 вопросов в полном объеме и выполнил тест с тремя ошибками;

Оценка «3» ставится, если обучающийся ответил правильно на 8 вопросов в полном объеме;

Оценка «2» ставится, если обучающийся ответил на 7 и меньше вопросов.

Краткие теоретические и справочно-информационные материалы по теме:

Благодаря высокой эластичности и упругости, способности поглощать вибрации и ударные нагрузки, хорошей механической прочности и сопротивлению истиранию, электроизоляционным и другим свойствам резина является незаменимым материалом для многих машиностроительных деталей.

Резину получают вулканизацией резиновой смеси. Любая резиновая смесь содержит каучук и вулканизирующее вещество- серу (до 3% от веса каучука).

Процесс вулканизации заключается в нагреве резиновой смеси до определенной температуры и выдержке ее при этой температуре в течение времени, достаточного для того, чтобы атомы серы соединили в некоторых местах молекулы каучука, образовав резину- материал с пространственной структурой молекул, обладающий новыми свойствами, отличающимися от свойств каучука. Температура вулканизации должна быть выше температуры плавления серы (120ºС), но ниже температуры плавления каучука (180-200ºС).

Натуральный и синтетический каучуки.

Каучук подразделяют на:

-натуральный,

-синтетический.

Натуральный каучук добывают из млечного сока (латекса) каучуконосного дерева гевеи, а также каучуконосных растений, содержащих латекс в корнях.

Молекула натурального каучука состоит из звеньев легколетучего углеводорода- изопрена и имеет всюду одинаковую микроструктуру.

Синтетический каучук был получен в 1931 году по методу, разработанному академиком С.В.Лебедевым.

Синтетический каучук получают в основном из природного и попутного нефтяных газов, а также отдельных углеводородных фракции нефтепереработки.

Виды синтетического каучука:

-натрий-бутадиеновый, первый в мире промышленный синтетический каучук, изготовлялся из этилового спирта на базе пищевых крахмалосодержащих продуктов. Выпуск прекращен с 1964 года.,

-бутадиен-стирольный является самым распространенным синтетическим каучуком, который получается сополимеризацией бутадиена и стирола. Обладает достаточной прочностью и износостойкостью.,

-бутилкаучук получают сополимеризацией изопрена и изобутилена, характеризуется высокой газопроницаемостью и химической стойкостью.,

-полиуретановые каучуки отличаются высокой износостойкостью.,

-полихлоропреновые каучуки обладают высокой бензомаслостойкостью,

-силиконовый (кремнийорганический) каучук сохраняет свои свойства при температурах от минус 70ºС до +400ºС, превосходя по термостойкости натуральный каучук.,

-изопреновые и дивиниловые каучуки обладают эластичностью, которая приблизилась к показателям натурального каучука, а по некоторым другим свойствам и превосходят натуральный.

Синтетические каучуки(эластомеры) получают путем полимеризации из мономеров с участием катализаторов (ускорителей процесса). Первый советский синтетический каучук был получен С. Д. Лебедевым из технического спирта. В настоящее время выпускают несколько видов синтетических каучуков (эластомеров), в том числе изопреновый, мало отличающийся от натурального. Для изделий медицинского назначения применяется салоксановый (силиконовый) каучук, основная полимерная цепь которого состоит из атомов кремния и кислорода. Он термостоек и физиологически инертен. Сырьем для изготовления синтетических каучуков служат нефть, природный газ, каменный уголь.

Превращение каучука или «сырой» каучуковой смеси в эластичную резину (материал с необходимыми эксплуатационными свойствами) осуществляют путем вулканизации. Вулканизация, подобно термообработке металлов и сплавов, приводит к изменению структуры каучука. При вулканизации осуществляется соединение («сшивание») молекул эластомера химическими связями в пространственную трехмерную сетку, в результате чего получают материал, обладающий необходимыми эластическими и прочностными свойствами (прочность, упругость, твердость, сопротивление разрыву и т. д.). Основным вулканизирующим веществом служит сера; применяют также теллур и селен. Чем больше к каучуку добавляют серы, тем более твердым и менее эластичным получается эластомер. В современном производстве, помимо вулканизаторов, широко применяют органические ускорители, присутствие которых снижает количество серы (до 2 % вместо 10 %) и температуру вулканизации. Существуют ультраускорители, благодаря которым вулканизация вместо температуры в +130–150 °C протекает при комнатной температуре.

Резины различных видов и марок относятся к группе эластичных материалов – эластомеров.Резины подразделяются на формовые и неформовые. К неформовым относится большая группа так называемых сырых резин. Сырые резины выпускаются под номерами (10, 11, 14 и т. д.) в виде разнотолщинных пластин, покрытых тальком (для предохранения от слипания), или в виде рулонов с тканевой прокладкой (из миткаля), которая также предохраняет резину от слипания.

Неформовая сыраярезина получается путем вулканизации из резиновых смесей, изготавливаемых на основе синтетических каучуков или натурального. Основным вулканизирующим веществом является сера, но еще применяют селен и теллур. В зависимости от марок сырая резина используется для получения различных формовых изделий с определенными свойствами. Например, из сырой резины получают техническую листовую резину нескольких типов: кислотощелочестойкую, теплостойкую, морозостойкую, пищевую и т. д. Морозостойкая резина сохраняет свои свойства при температуре до —45 °C. Техническую листовую резину толщиной 3–4 мм применяют для изготовления уплотнительных прокладок во фланцевых соединениях трубопроводов, транспортирующих холодную воду, а резину с тканевой прокладкой (из синтетической ткани) – и при транспортировании горячей воды температурой до +100 °C.

Из сырых резин получают различные резиновые изделия – муфты, кольца, клапаны, различные прокладки и т. д., применяя следующие методы формования: прессование, экструзию и литье под давлением. Процесс прессования резиновых изделий проходит в вулканизационных гидравлических прессах под давлением 100–300 атм. и при температуре +140–160 °C.

К резинам, предназначенным для изготовления отдельных групп изделий, предъявляют дополнительные требования, обеспечивающие выполнение изделиями их функционального назначения и надежность в работе. В настоящее время промышленность выпускает резину листовую трех марок: тепломорозокислотощелочестойкую (ТМКЩ); ограниченномаслобензостойкую (ОМБ); повышенномаслобензостойкую (ПМБ), которые в свою очередь подразделяются по твердости применяемой резины: мягкая (М) для работы при температурах от–45 °C до +90 °C; средней твердости (С) – при температурах от —60 °C до +80 °C, повышенной твердости (П) – при температурах от —60 °C до +80 °C.