ĐIỀU CHẾ CAO SU BUNA TỪ CH4

     

Cao su là nguyên liệu gắn liền với cuộc sống của chúng ta. Cao su là một chất hữu cơ có độ co giãn cao. Nó có thể kéo dài ra gấp tám lần so với chiều dài ban đầu. Nó được sử dụng rất nhiều ở trong nhà, các ngành công nghiệp, bệnh viện, v.v…Hôm nay, hãy cùng embitaly VietNam tìm hiểu về cao su buna nhé.Bạn đang xem: Điều chế cao su buna từ ch4

CAO SU BUNA

Đây là một loại cao su tổng hợp. Cao su nhân tạo hay cao su tổng hợp được sản xuất trong thời Thế chiến thứ hai. Cao su tổng hợp được sử dụng trong các ngành công nghiệp bởi vì nó có tình bền đối với các loại hoá chất. Các loại nhựa silicon là một thành tựu gần đây, nó chịu được độ nóng và độ lạnh rất cao.

Bạn đang xem: điều chế cao su buna từ ch4

Bạn đang xem: Sơ đồ điều chế cao su buna

Có công thức cấu tạo như sau:

…. –CH2 –CH =CH –CH2 –CH­2 –CH =CH –CH2 –CH2 –CH =CH –CH2 – …

Công thức một mắt xích là:

–CH2 –CH =CH –CH2 –

Công thức tổng quát là:

n

Ngoài cao su buna ra, tương tự công thức cao su buna N và Công thức của cao su buna S:


*

Trong nhóm cao su tổng hợp, thì ngoài cao su buna ra, các bạn sẽ được biết thêm về cao su isopren. Đây là loại cao su mà rất giống cao su thiên nhiên, khoảng 94%.

ĐẶC ĐIỂM VÀ TÍNH CHẤT

Cao su buna: độ đàn hồi và độ bền kém hơn so với cao su thiên nhiên.

Cao su buna N: tính đàn hồi thấp hơn, nhưng bù lại tính chống dầu tốt hơn cao su buna S.

CÁC CÁCH ĐIỀU CHẾ CAO SU BUNA TỪ THIÊN NHIÊN

Có thể điều chế từ CH4, C4H6, tinh bột:

Từ dầu mỏ CH4: CH4 (butan) => CH2=CH-CH=CH2 + 2H2 (ở điều kiện 600độ)


Từ than đá (CaCo3): CaCO3 => CaO + CO2 (850độ)

Từ đá vôi (CaO): CaO + C => CaC2 + CO (2000độ)

Từ xenlulozo:

(C6H10O5)n + nH2O => nC6H12O6 (ở điều kiện nhiệt độ thích hợp)

C6H12O6 => 2C2H5OH + 2CO2 (cho lên men)

2C2H5OH => CH2=CH-CH=Ch2 + 2H2O +H2 (Al2O3; Cr2O3; 450độ)

Cuối cùng ta tiến hành trùng hợp but-1,3-đien dưới chất xúc tác Ni thì sẽ tạo ra cao su Buna.

Cụ thể hơn dưới đây là chuỗi điều chế cao su buna từ than đá, đá vôi và metan:Cách điều chế từ CH4 (metan) và C4H6 (buta-1,3-đien).

Chuỗi 1: bắt đầu từ CaCO3

CaCO3 ——-> CaO + CO2

CaO + 3C ——-> CaC2 + CO

CaC2 + H2O ——–> C2H2 + Ca(OH)2

2C2H2 ——–> C4H4 ( bạn nên viết thành công thức cấu tạo ý ) { vinyl axetilen}

C4H4 + H2 ———> CH2 = CH – CH = CH2 ( buta_ 1,3 _ dien)

nCH2 = CH – CH = CH2 ———> ( – CH2 – CH = CH – CH2 -)n {caosubuna}

Chuỗi 2 : bắt đầu từ CH4

2CH4 ———-> C2H2 + 3H2 (1500 độ C và làm lạnh nhanh )

rồi từ C2H2 làm như trên

CAO SU BUNA LÀ SẢN PHẨM TRÙNG HỢP CỦA?

Cuối cùng, cao su Buna-N –> là sản phảm của đồng trùng hợp buta-1,3- đien với acrilonitrin.

Phương trình phản ứng hóa học như sau:

CH2=CH-CH=CH2 + CH2=CH-CN —–> (-CH2-CH=CH-CH2-CH2-CH(-CN)-)n

Cao su tổng hợp

làchất dẻođược con người chế tạo với chức năng làchất co giãn. Mộtchất co giãnlà vật chất có đặc tính cơ học là chịu được sức ép thay đổi hình dạng hơn phần lớn các vật chất khác mà vẫn phục hồi hình dạng cũ. Cao su tổng hợp được dùng thay thếcao su tự nhiêntrong rất nhiều ứng dụng, khi mà những đặc tính ưu việt của nó phát huy tác dụng.

Hi vọng sau bài này các bạn đã biết thêm và cao su buna và cao su isopren. Chúc các bạn học tốt!

Warning: Illegal string offset "cat" in /home/cdrsikoo/gianghoky.vn/wp-content/themes/ctdg/single.php on line 62
*

*

Bạn đang xem: Sơ Đồ Điều Chế Cao Su Buna Tại Lingocard.vn

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 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 các monome butadien khác nhau (1,2-butadiene và 1,3-butadien). Các monome butadien được liên kết với nhau qua các liên kết cis,transvàvinyl.


*

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 quá trình tạo các liên kết carbon-carbon giữ các monome 1,3-butadien để tạo ra một phân tử chuỗi polymer dài hơn nhiều.

Xét về khả năng kết nối của chuỗi polymer, các monome 1,3-butadiene 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.

Xem thêm: Một Hũ Sữa Chua Bao Nhiêu Calo ? Sữa Chua Vinamilk Bao Nhiêu Calo


Trong phản ứng trùng hợp các chuỗi polymer, cả hai liên kết đôi cis và trans sẽ hình thành theo tỷ lệ phần trăm phụ thuộc vào nhiệt độ và các chất xúc tác.

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

Đây là phản ứng lý thuyết điều chế polybutadien từ metan CH4 qua các 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 C4H6 ra polybutadien

Qui trình sản xuất cao su Buna

Có nhiều qui trình sản xuất cao su buna, tuy nhiên sự khác biệt chủ yếu của những qui trình này là chất độn. Chất độn được thêm vào trong quá trình sản xuất sẽ quyết định những đặc tính đặc biệt của cao su buna.

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

Hỗn hợp các 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 các bể phản ứng.Các bể phản ứng này chứa nước với vai trò là môi trường cho phản ứng tổng hợp polymer.

Bể phản ứng được gia nhiệt từ 30 đến 40°C nhằm thúc đẩy sự hình thành các nhánh mono polymer (hình thành liên kết 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 các mono polymer thường từ 5 đến 12 giờ, với hiệu suất khoảng 70% các thành phần nguyên liệu sẽ được tổng hợp thành các 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, thúc đẩy phản ứng của 30% thành phần còn lại. Các thành phần không phản ứng sẽ bị loại bỏ thông qua hơi nước.Hiệu suất tổng hợp các mono polymer thường đạt gần 100%, sau khi thu hồi các mono polymer này sẽ được lọc để loại bỏ các chất rắn không mong muốn.

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

Sản phẩm này sẽ được chuyển qua bể trộn, nơi nó được ổn định bằng các 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 sản phẩm cuối cùng là Cao su Buna nguyên liệu.

#Bước 5: Sản xuất các thành phẩm cao su buna.

Quá trình này sử dụng cao su nguyên liệu từ bước 4 cùng với hỗn hợp các chất độn. Mục đích tạo ra các sản phẩm cao su hoàn thiện mang những đặc tính mong muốn. Hoặc được sử dụng làm chất độn để tăng tính chất mới cho các 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 liệu 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 các loại cao su tổng hợp được sử dụng rất rộng rãi hiện nay. Đơn cử như SBR là vật liệu được sử dụng phổ biến nhất để sản xuất lốp ô tô.Một lượng nhỏ butadien được sử dụng để tạo ra nylon, adiponitrile, bằng cách bổ sung một phân tử hydro xyanua vào mỗi liên kết đôi trong một quá trình được gọi là hydrocyanation do DuPont phát triển.Các vật liệu 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 thông qua phản ứng đime hóa Diels Alder. Vinylcyclohexene là một tạp chất phổ biến được tìm thấy trong butadien khi bảo quản do quá trình đime hóa.Cyclooctadiene và cyclododecatriene được tạo ra thông qua phản ứng đime hóa và trime hóa xúc tác niken hoặc titan, tương ứng.Butadiene cũng hữu ích trong quá trình tổng hợp xycloalkane và xycloalkene, vì nó phản ứng với các liên kết carbon-carbon kép và ba thông 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% đối với các thí nghiệm trên chuột.Tiếp xúc lâu dài có liên quan đến bệnh tim mạch, có mối liên quan nhất quán với bệnh bạch cầu, cũng như mối liên quan đáng kể với các 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 đăng ký dịch bệnh do các chất độc hại và EPA Hoa Kỳ.Hội nghị các nhà vệ sinh công nghiệp của chính phủ Hoa Kỳ (ACGIH) liệt kê nó là chất bị nghi ngờ gây ung thư.

Xem thêm: Giải Mã Cung Thiên Bình Có Tính Cách Như Thế Nào, Cung Thiên Bình

Tổng kết

Cao su buna chính là loại cao su tổng hợp quan trọng nhất, mang những đặc điểm nổi trội của cao su thiên nhiên đồng thời là những đặc tính riêng biệt.Đó chính là nguyên nhân cao su buna chiếm đến 1/4 lượng cao su tổng hợp được tiêu thụ trên thế giới (số liệu 2012).Hi vọng qua bài viết bạn đã phần nào hiểu về cao su buna. Mọi ý kiến đóng góp vui lòng để lại bình luận, GCS sẽ trả lời các bạn trong vòng 72h.