CAUCIUCUL

CAUCIUCUL NATURAL

DEFINITIE

• Cauciucul natural se extrage din sucul lãptos al unor arbori tropicali de genul Hevea brasiliensis, Ficus elastica, ori din sucul unor plante care cresc în zona temperatã, cum sunt: tau-sacâzul, coc-sacâzul, si crâm-sacâzul, în care latexul este depus în rãdãcini.

• Din punct de vedere chimic, cauciucul natural este o hidrocarburã macromolecularã, cu formula brutã (C5H8)n, unde n variazã între 1000 si 5000.

• Moleculele cauciucului sunt formate din catene lungi ce au ca si component structural de bazã izoprenul:

CH3 CH3

| |

-CH2-C=CH-CH2-CH2-C=CH-CH2-

• Izoprenul, produs în celulele arborelui de cauciuc în urma unor procese biochimice asemãnãtoare celor prin care se formeazã rãsina în conifere, are formula brutã: C5H8 sau 2-metil-butadienã:

CH2=C-CH=CH2

|

CH3

Cauciucul natural obtinut din latex este ambalat în baloturi si expediat fabricilor pentru prelucrare

Proprietãti• Cauciucul brut are o culoare slab gãlbuie, este

insolubil în apã, alcool, acetonã, dar solubil în benzen, benzinã, sulfurã de carbon etc.

• Cea mai importantã proprietate a cauciucului este elasticitatea, care este optimã între 0 si 300.

• Cauciucul brut prezintã o serie de inconveniente: elasticitatea sa variazã cu temperatura, si anume peste 300 el se înmoaie (curge), iar sub 00 devine casant. Sub actiunea oxigenului cauciucul “îmbãtrâneste”, adicã devine sfãrâmicios si inutilizabil.

VULCANIZAREA• Prin vulcanizare, la dublele legãturi ale catenei se aditioneazã sulf,

ceea ce duce la o cuplare între molecule, prin punti de sulf. Vulcanizarea transformã cauciucul dintr-un material plastic într-un material elastic modificându-si comportarea la actiunea dizolvantilor:

CH3 CH3 | | | | -CH2-C-CH-CH2-CH2-C-CH-CH2-

| | S S | |

-CH2-C-CH-CH2-CH2-C-CH-CH2- | | | |

CH3 CH3 Practic, vulcanizarea se face tratând cauciucul cu sulf sau cu

protoclorurã de sulf, S2Cl2 în proportie de 0,3-3% în greutate fatã de cauciuc si în conditii speciale de temperaturã si de presiune.

Vulcanizarea radioactiva

• Un procedeu modern îl constituie vulcanizarea radioactivã, care constã în expunerea cauciucului influentei radiatiilor emise de izotopul radioactiv al cobaltului, obtinându-se un cauciuc vulcanizat de calitate superioarã. Prin vulcanizare, cauciucul îsi îmbunãtãteste proprietãtile: i se mãreste elasticitatea pe care si-o mentine între limite mult mai mari de temperaturã, devine mai rezistent la agenti mecanici, la frecare, la agenti chimici si la apã, nu lasã gazele sã treacã prin el si dobândeste calitãti de bun izolator electric.

• Prin încãlzire, sub presiune redusã, cauciucul se descompune cu formare de izopren.

• Datoritã dublelor legãturi existente în lantul macromoleculelor, cauciucul are proprietatea de a da reactii de aditie, caracteristice hidrocarburilor nesaturate.

• Cauciucul aditioneazã brom si acid bromhidric; de asemenea, prin hidrogenare cataliticã rezultã hidrocauciucul [C5H10]n, care nu mai contine duble legãturi si prezintã caracter saturat.

Întrebuintãri • Cantitãti importante de cauciuc se consumã

pentru fabricarea anvelopelor, în industria constructoare de masini.

• Se fabricã tuburi, garnituri, curele de transmisie, articole sanitare, pãrti din aparate si din instalatii necesare industriei chimice, cleiuri de lipit, încãltãminte de cauciuc, izolatoare electrice, obiecte de uz casnic etc.

Structura unei anvelope:

FOLII DIN CAUCIUC• TM (NC1) protectia anticoroziva a rezervoarelor de

acizi, baze, saruri, linii de galvanizare • PCT protectie rezistenta la uzura si medii chimice de

concentratie medie, pe baza de cauciuc policloroprenic• NC 2 protectie de uz general, pe baza de cauciuc

natural, cu rezistenta la acizi, baze, saruri de concentratie medie

• CF 2 protectia fularzilor in industria fibrelor articficiale• FOLBAV folie cu lipire la rece pentru metal si beton

cu rezistenta la hipoclorit, HCl, H3PO4• BUTAROM folie de hidroizolatie pentru fundatii,

structuri de metal si beton, strat de protectie mecanica si chimica la inzidirile cu caramizi antiacide

 

ANAFILAXIA LA LATEX

• Incidenta alergiei la latex este in continua crestere. Desi exista progrese semnificative in ultimii ani in privinta identificarii antigenelor responsabile este nevoie inca de multa perseverenta pentru descoperirea unor teste simple, sigure si sensibile.

• Profilaxia si educatia persoanelor la risc sunt tinte ale viitorului in cercetarea specifica.

Alergia la latex• Principalele tipuri de reactii de hipersensibilizare la latex

sunt: reactia imuna de tip I dupa Gell&Coombs (urticaria de contact, astmul bronsic si anafilaxia) in care sunt implicate mai frecvent componentele naturale si reactia imuna de tip IV (dermatita de contact) data de aditivii adaugati in cursul procesului de prelucrare.

• “ Sindromul urticarian de contact ” (Maibach&Johnson) a fost descris din anii 70 si include in functie de severitate:A) urticaria localizata-treapta IB) angioedemul-treapta IIC) astmul bronsic-treapta IIID) anafilaxia -treapta IV

• Reactia tipica apare la mai putin de o ora de la expunere si rezulta din reactia de hipersensibilizare IgE mediata la proteinele de latex. Severitatea manifestarilor clinice depinde de calea de expunere.Pruritul si eruptia urticariana sunt cele mai frecvente manifestari ale alergiei la manusile de cauciuc. De asemenea, proteinele de latex legate de moleculele de amidon, aeropurtate, pot induce manifestari respiratorii: tuse, wheezing, dispnee, rinoconjunctivita.

• Latexul determina 10% din anafilaxiile intraoperatorii.

• Anafilaxia a fost raportata si la contactul cu: tetine, suzete, sonde urinare, prezervative, baloane, mulaje dentare, electrozi EKG, dispozitive de intubare, catetere, mingi, aerul eliminat din obiecte gonflabile, alimente preparate cu manusi de cauciuc.

CAUCIUCUL SINTETIC

DEFINITIE

• Cauciucul sintetic este un compus macromolecular cu proprietãti asemãnãtoare celor ale cauciucului natural, care se obtine prin polimerizarea izoprenului sau prin polimerizarea butadienei ori prin copolimerizarea lor cu stiren sau cu nitril-acrilic etc.

Vulcanizarea cauciucului sintetic

• Vulcanizarea cauciucului sintetic se face analog cu a cauciucului natural. Fabricarea cauciucului sintetic comportã douã operatii:

• Prepararea monomerului; ca monomeri se pot folosi: izoprenul, butadiena, stirenul metil-stirenul, acrilonitrilul, cloroprenul etc.;

• Polimerizarea sau copolimerizarea monomerilor enumerati.

• Ca procedee de polimerizare se utilizeazã astãzi:• Polimerizarea termicã în prezenta de sodiu metalic;• Polimerizarea în bloc (masã) si în emulsie.• Vom descrie câteva din cele mai importante tipuri de

cauciucuri sintetice.

Cauciucul polibutadienic (Buna). • Cauciucul polibutadienic (Buna). În anul 1923, S.V.

Lebedev a fabricat în U.R.S.S. acest tip de cauciuc sintetic prin polimerizarea, sub actiunea sodiului metalic, a butadienei, obtinute pe atunci din alcool etilic. Astãzi, butadiena se polimerizeazã în emulsie, folosind ca initiatori hidroperoxidul de izopropil-benzen.

• În procesul de polimerizare, moleculele de butadienã se pot lega în pozitiile 1, 4 rezultând polimeri liniari nesaturati conform schemei:

1 2 3 4 1

nCH2=CH-CH=CH2-CH2-CH=CH-CH2-CH2-CH=CH-CH2- Butadienã

Polibutadienã (polimer liniar nesaturat)

• În realitate, procesul de polimerizare nu poate fi condus în întregime în acest sens, astfel cã o parte din moleculele de butadienã se leagã în pozitiile 1, 2 rezultând polimeri cu catene laterale nesaturate, conform schemei:

1 2 3 4 1 2 1 2 …..

nCH2=CH-CH=CH2--CH2-CH-CH2-CH-… 1, 3 - Butadienã | |

3CH 3CH

|| ||

4CH2 4CH2 Polibutadienã

(polimer cu catene laterale nesaturate)

• Cauciucul butadienic se cunoaste sub denumirea de cauciuc Buna (butadien-natrium), nume ce derivã de la procedeul lui Lebedev (polimerizarea butadienei cu sodiu metalic).

• Cauciucul butadienic se foloseste în amestec cu altele, la fabricarea anvelopelor, a tesãturilor cauciucate etc.

Cauciucul poliizoprenic• Se obtine prin polimerizarea izoprenului în

emulsie, sub actiunea unor catalizatori organo-metalici, rezultând un produs macromolecular identic cauciucului natural:

CH3 CH3 CH3

| | |

nCH2=C-CH=CH2-CH2-C=CH-CH2-CH2-C=CH-CH2-

Izopren Cauciuc poliizoprenic

• În viitor dezvoltarea industriei cauciucului va tinde cãtre fabricarea acestui produs.

Cauciucul butadienã-stiren (butadien-stirenic)

• Catenele laterale nesaturate de la cauciucul polibutadienic pot deveni la rândul lor punctul de plecare al unor noi ploimerizãri, tot cu molecule de butadienã, ceea ce ar duce la obtinerea unui polimer cu catena ramificatã.

• Acest neajuns a putut fi în parte evitat prin copolimerizarea butadienei cu circa 20% stiren (CH2=CH-C6H5 sau vinil-benzen). Copolimerul rezultat, butadienã-stiren, este constituit din macromolecule de forma:

-CH2-CH=CH-CH2-CH-CH2-CH2-CH=CH-CH2-

| C6H5 n

• Prin acest procedeu s-a fabricat, dupã anul 1936, cauciucul sintetic cunoscut sub numele de Buna S, cauciuc S-K (sovietic-Kauciuc), G.R.S. (fabricatie S.U.A.) etc.

• Productia mondialã de cauciuc butadienã-stiren este de 2000000 tone/an. În tara noastrã, la combinatul de cauciuc sintetic din orasul Gheorghe Gheorghiu-Dej, se fabricã cauciuc butadien-metil-stirenic, prin coplimerizarea butadienei cu

CH3 |

metil-stirenul (CH2=C-C6H5), raportul copolimerilor fiind de 70% butadienã si 30% metil-stiren. Copolimerul rezultat (butadienã-metil stiren) având macromoleculele de forma: CH3

| -CH2-CH=CH-CH2-CH2-C-CH2-CH=CH-CH2-

| C6H5 n

• Datoritã proprietãtilor superioare pe care le prezintã, acest sortiment de cauciuc se foloseste în special la fabricarea anvelopelor.

Cauciucul butadien-acrilonitrilic

• Cauciucul butadien-acrilonitrilic. Acest cauciuc sintetic se obtine prin copolimerizarea în emulsie a butadienei CH2=CH-CH=CH2 cu acrilonitril CH2=CH-CN: si poartã denumirea de SKN, Buna N sau Perbunan.

• Se foloseste la confectionarea garniturilor si a furtunurilor pentru transportul produselor petroliere, deoarece este insolubil în alcani.

Locuri de obtinere a cauciucului sintetic

• Realizarea cauciucurilor sintetice a creat posibilitatea nelimitatã de a se mãri capacitãtile de producere si a dus la obtinerea unor sortimente de caucicuri superioare celor naturale, cu utilizãri speciale în anumite domenii.

• În tara noastrã, fabricarea cauciucului sintetic în cantitãti necesare industriei în plinã dezvoltare constituie o preocupare importantã a statului nostru.

• La noi în tarã, cauciuc sintetic se fabricã la Combinatul Petrochimic din orasul Gheorghe Gheorghiu-Dej. Productia acestui mare combinat, 50000 tone/an, asigurã nevoile consumului intern de cauciuc.

• Prelucrarea cauciucului (încorporarea în cauciuc a unor materiale ca, acceleratori de vulcanizare, negru de fum etc., înainte de vulcanizare) se face la uzinele prelucrãtoare, cum sunt: combinatul de la Jilava, “Cauciucul Quadrat” din Bucuresti, uzinele “Victoria” Floresti-Prahova si Uzina de Anvelope “Danubiana”, Popesti-Leordeni-Bucuresti.

Structura unui cauciuc sintetic

Tuburi din cauciuc sintetic • Caracteristici: • tuburi din cauciuc sintetic cu lungimea de 2m • este o izolatie flexibila, ceea ce face ca

montarea sa se faca rapid si usor nu elimina praf sau fibre are o conductivitate termica foarte scazuta ceea ce duce la o economie mare de energie

• previne aparitia condensului datorita materialului pe baza de structura cu celule inchise

• solutie sigura in caz de incendiu deoarece nu propaga si nu intretine arderea

• grosimea izolatiei este cuprinsa intre 6 mm si 32 mm

• Utilizare: • izolarea sistemelor de conditionare a aerului• izolarea tevilor si conductelor la instalatiile de

incalzire si sanitare

Adeziv-cauciuc sintetic

• Benzi cu suport din PP cu adeziv hotmelt, respectiv cauciuc sintetic. Ideale pentru ambalaje fara cerinte prea mari.Este zgomotoasa la derulare.

• Aceasta banda cu suport PP cu adeziv cauciuc natural este ideala pentru aplicatii automate cu masini de sigilat datorita derularii usoare. Indicata pentru cutii de greutate mica spre medie.

• Caracteristici:• -greutati usoare spre medii• - optimizarea costurilor• - usor de derulat