المطاط الصناعي: التاريخ والتنوع والآفاق. المطاط الطبيعي - عرض تقديمي عن موضوع المطاط الصناعي

وصف العرض التقديمي من خلال الشرائح الفردية:

1 شريحة

وصف الشريحة:

خطة عرض المطاط الطبيعي: تاريخ الاكتشاف مصانع المطاط الطبيعي جمع اللاتكس وإنتاج المطاط الطبيعي الخواص الفيزيائية والكيميائية للمطاط الطبيعي تكوين وهيكل المطاط الطبيعي أهمية المطاط في حياتنا الاستنتاجات الأدبيات والمواقع المستخدمة

2 شريحة

وصف الشريحة:

تاريخ الاكتشاف لقد كان المطاط موجودًا منذ فترة طويلة مثل الطبيعة نفسها. يبلغ عمر البقايا المتحجرة لأشجار المطاط التي تم العثور عليها حوالي ثلاثة ملايين سنة. المطاط في لغة توبي جواراني الهندية يعني "دموع الشجرة". تم العثور على كرات مطاطية خام بين أنقاض حضارتي الإنكا والمايا في أمريكا الوسطى والجنوبية ويبلغ عمرها 900 عام على الأقل.

3 شريحة

وصف الشريحة:

التعارف الأول للأوروبيين مع المطاط الطبيعي حدث قبل خمسة قرون. في الواقع، بدأ تاريخ المطاط، بشكل غريب بما فيه الكفاية، مع كرة الأطفال وشريط المدرسة المطاطي. وفي جزيرة هايتي (ثم هيسبانيولا)، خلال رحلته الثانية عام 1493، رأى الأميرال الإسباني كريستوفر كولومبوس السكان الأصليين يلعبون بكرة كبيرة كثيفة. تفاجأ الإسبان بلعبة الهنود المبهجة. ألقوا الكرات السوداء على إيقاع الأغنية. على الرغم من أن الأمر بدا أمرًا لا يصدق، إلا أنه عندما ارتطمت بالأرض، قفزت الكرات عاليًا في الهواء. أخذ الإسبان هذه الكرات في أيديهم، ووجدوا أنها كانت ثقيلة جدًا ولزجة ورائحة الدخان. قام الهنود بدحرجتها من عصير حليبي كثيف يتدفق من قطع لحاء شجرة الهيفيا. أحضر كولومبوس عدة قطع من هذه المادة المذهلة إلى وطنه، لكن في ذلك الوقت لم يكن أحد مهتمًا بها. لقد صنع الهنود منه الكالوشات المقاومة للماء، والتي كانت تلتصق بأقدامهم في الحرارة، وبمجرد تمددها، لم تعد تنكمش.

4 شريحة

وصف الشريحة:

لسنوات عديدة، حاول الإسبان تكرار الأشياء المقاومة للماء (الأحذية والملابس والقبعات) للهنود، لكن كل المحاولات لم تنجح. المحاولات الأولى لصنع الأحذية المطاطية تسببت في الضحك فقط. كانت الكالوشات أو الأحذية تعمل بشكل جيد في المطر، ولكن بمجرد أن نظرت إلى الخارج وضربتها الشمس، امتدت وبدأت في الالتصاق. وفي الطقس البارد، أصبحت هذه الأحذية هشة مثل الزجاج. كريستوفر كولومبوس

5 شريحة

وصف الشريحة:

على مدى القرنين التاليين، كان المطاط بالنسبة لأوروبا مجرد فضول غريب في الخارج. في عام 1731، أرسلت الحكومة الفرنسية عالم الرياضيات والجغرافيا تشارلز ماري دي لا كوندامين في رحلة استكشافية جغرافية إلى أمريكا الجنوبية. وفي عام 1736، أرسل إلى فرنسا عدة عينات من المطاط، بالإضافة إلى وصف للمنتجات المصنوعة منه من قبل الأشخاص الذين يسكنون الأراضي المنخفضة في الأمازون. وبعد ذلك زاد الاهتمام العلمي بدراسة هذه المادة وخصائصها بشكل حاد. تشارلز ماري دي لا كوندامين

6 شريحة

وصف الشريحة:

في عام 1770، اكتشف الكيميائي البريطاني جوزيف بريستلي استخدامه لأول مرة: اكتشف أن المطاط يمكن أن يمحو ما هو مكتوب بقلم رصاص من الجرافيت. في ذلك الوقت، كانت هذه القطع من المطاط تسمى المطاط الصمغ ("الراتنج المرن"). جوزيف بريستلي

7 شريحة

وصف الشريحة:

في عام 1791، سجل الصانع الإنجليزي صامويل بيل براءة اختراع طريقة لجعل الملابس مقاومة للماء عن طريق معالجتها بمحلول من المطاط في زيت التربنتين. في فرنسا، بحلول عام 1820، تعلموا كيفية صنع الحمالات والأربطة من الخيوط المطاطية المنسوجة بالقماش. وفي إنجلترا، اقترح الكيميائي والمخترع البريطاني تشارلز ماكنتوش وضع طبقة رقيقة من المطاط بين طبقتين من القماش وخياطة معاطف مطر مقاومة للماء من هذه المادة. في عام 1823، بدأ في تصنيع الملابس المقاومة للماء في غلاسكو. لا يزال معطف واق من المطر المقاوم للماء مصنوع من القماش المطاطي يحمل اسمه. لكن هذه العبايات كانت تصلب في الشتاء من البرد، وفي الصيف تتفكك من الحر.

8 شريحة

وصف الشريحة:

وفي الولايات المتحدة، أصبحت السلع المطاطية شائعة في ثلاثينيات القرن التاسع عشر، وتم استيراد الزجاجات والأحذية المطاطية التي صنعها هنود أمريكا الجنوبية بكميات كبيرة. تم استيراد منتجات مطاطية أخرى من إنجلترا، وفي عام 1832، في مدينة روكسبري، ماساتشوستس، نظم جون هاسكينز وإدوارد تشافي أول مصنع "مطاط" في الولايات المتحدة. لكن السلع المصنعة، مثل المستوردة، أصبحت هشة في الشتاء وناعمة ولزجة في الصيف. في عام 1834، اكتشف الكيميائي الألماني فريدريش لودرزدورف والكيميائي الأمريكي ناثانيال هايوارد أن إضافة الكبريت إلى المطاط يقلل أو حتى يزيل لزوجة المنتجات المطاطية. يحاول المخترع الأمريكي تشارلز جوديير باستمرار "إنقاذ" المطاط منذ عام 1834. ولكن فقط في عام 1839 كان محظوظًا. وفي هذا العام، وباستخدام اكتشافات هذين الكيميائيين، اكتشف أن تسخين المطاط بالكبريت يزيل خصائصه الضارة. ووضع قطعة من القماش المغطاة بالمطاط على الموقد، ووضع عليها طبقة من الكبريت. وبعد مرور بعض الوقت، اكتشف مادة تشبه الجلد - المطاط. هذه العملية كانت تسمى الفلكنة. أدى اكتشاف المطاط إلى انتشار استخدامه على نطاق واسع: بحلول عام 1919، تم تقديم أكثر من 40.000 منتج مطاطي مختلف. تحول اهتمام الرأسماليين في جميع البلدان إلى استخراج المطاط. تبين أن البرازيل هي صاحبة ثروة هائلة. وللحفاظ عليها، أصدرت الحكومة البرازيلية قانونًا يحظر، تحت عقوبة الموت، تصدير البذور وأشجار الهيفيا الصغيرة. ولكن بعد فوات الأوان.

الشريحة 9

وصف الشريحة:

بناءً على نصيحة عالم النبات ج. هوكر، سافر الإنجليزي هنري ويكهام إلى شواطئ الأمازون عام 1876، حيث جمع 70 ألف بذرة هيفيا وقام بتهريبها إلى خارج البرازيل. وقام بتسليمهم سرا إلى الحدائق النباتية الملكية في لندن. زرعت البذور، ولكن 4٪ فقط نبتت. ومع ذلك، بعد بضعة أيام، وصل ارتفاع الشتلات إلى نصف متر وتم استخدامها للزراعة في المزارع، أولاً في سريلانكا ثم في المناطق الاستوائية الأخرى في نصف الكرة الشرقي. ثم تم إنشاء نفس المزارع في شريط يتراوح طوله بين 1100 و 1300 كيلومتر على جانبي خط الاستواء. حوالي 99% من مطاط المزارع يأتي من جنوب شرق آسيا. فشلت محاولات زراعة أشجار المطاط في المناطق الاستوائية في نصف الكرة الغربي بسبب أمراض النباتات في تلك المناطق. قامت الشركات التي نظمت استخراج المطاط وجمعه ونقله بتشويه الأشخاص المشاركين في جمعه بلا رحمة، في محاولة للحصول عليه بأكبر قدر ممكن وبأقل تكلفة ممكنة. كان على جامع المطاط أن يتجول كثيرًا عبر الغابة بحثًا عن أشجار المطاط، لأنها تنمو من بعضها البعض على مسافة 20-100 متر

10 شريحة

وصف الشريحة:

نباتات المطاط الطبيعي كلمة "مطاط" تأتي من كلمتين في لغة توبي غواراني: "كاو" - شجرة، "أوتشو" - تدفق، بكاء. "كاوتشو" هو عصير نبات الهيفيا، أول وأهم نبات للمطاط. أضاف الأوروبيون حرفًا واحدًا فقط إلى هذه الكلمة. يتم الحصول على المطاط الطبيعي عن طريق تخثر النسغ اللبني (اللاتكس) الموجود في نباتات المطاط. المكون الرئيسي للمطاط هو بولي إيزوبرين هيدروكربون (91-96٪). يوجد المطاط الطبيعي في العديد من النباتات التي لا تشكل عائلة نباتية واحدة محددة. اعتمادًا على الأنسجة التي يتراكم فيها المطاط، تنقسم النباتات الحاملة للمطاط إلى: - متني - مطاط في الجذور والسيقان؛ - الكلورنشيما - مطاط في الأوراق والأنسجة الخضراء للبراعم الصغيرة. - لاتكس - مطاط في عصير حليبي.

11 شريحة

وصف الشريحة:

12 شريحة

وصف الشريحة:

نباتات اللاتكس العشبية الحاملة للمطاط من عائلة Asteraceae (Kok-sagyz، Crimea-sagyz وغيرها)، التي تنمو في المنطقة المعتدلة، بما في ذلك الجمهوريات الجنوبية، والتي تحتوي على المطاط بكميات صغيرة في الجذور، ليست ذات أهمية صناعية. من بين النباتات العشبية في روسيا هناك الهندباء المألوفة والأفسنتين والنشوة، والتي تحتوي أيضًا على عصارة حليبية. تعتبر أشجار اللاتكس ذات أهمية صناعية لأنها لا تتراكم المطاط بكميات كبيرة فحسب، بل تتخلص منه بسهولة أيضًا؛ وأهم هذه الأنواع هو نبات الهيفيا البرازيلي (Hevea brasiliensis)، الذي ينتج، وفقًا لتقديرات مختلفة، ما بين 90 إلى 96% من إنتاج المطاط الطبيعي في العالم.

الشريحة 13

وصف الشريحة:

مجموعة اللاتكس وإنتاج المطاط الطبيعي يمكن أن يصل ارتفاع هذه الشجرة الطويلة النحيلة إلى 45 مترًا ومحيطها 2.5-2.8 مترًا. هيفيا موطنها الأصلي حوض الأمازون، وهو ممر مائي عظيم. ومن هنا تم تصدير أول مطاط إلى أوروبا. يوجد المطاط الموجود في الهيفيا في النسغ اللبني - اللاتكس، الموزع في القنوات اللبنية، والتي تشكل حلقات متحدة المركز في الجذع. يتكون اللاتكس من جزيئات صغيرة من السائل والمواد الصلبة والشوائب الأخرى. حوالي 33% فقط من اللاتكس عبارة عن مطاط، و66% ماء، وحوالي 1% مواد أخرى. لجمع اللاتكس من الأشجار، يتم عمل قطع قطري حاد الزاوية على اللحاء، مع توجيه قمة الزاوية نحو الأسفل، ثم يتم توسيع القطع إلى 0.3-0.5 من محيط الجذع. يتم إطلاق اللاتكس من القطع ويتدفق إلى وعاء صغير. كل قطعة تنتج حوالي 30 مل من اللاتكس. بعد ذلك، عادةً في اليوم التالي، يتم تقشير شريط رفيع من اللحاء أسفل المقطع الأصلي للحصول على عصير جديد. عندما تصل القطع إلى سطح الأرض، يُترك الجذع بمفرده حتى يتمكن من إعادة اللحاء إلى الشجرة قبل إعادة النقر. يتم زرع حوالي 250 شجرة على مساحة هكتار واحد؛ ويتم الحصول على حوالي 450 كجم من المطاط الجاف غير المعالج سنويًا من هكتار واحد. يمكن للأشجار عالية الإنتاجية المرباة خصيصًا أن تنتج 2225 كجم للهكتار الواحد سنويًا، وقد تم تطوير الأشجار التجريبية بإنتاجية تصل إلى 3335 كجم للهكتار الواحد سنويًا. يتم تمديد اللاتكس الناتج وتخفيفه بالماء وتخثره عن طريق معالجته بالحمض بحيث تلتصق جزيئات المطاط الموجودة في اللاتكس ببعضها البعض. ثم يتم سحبها بين البكرات، مما يمنح الصفائح سماكة 0.64 سم، ويتم تجفيف الصفائح الناتجة عن طريق النفخ بالهواء الدافئ الجاف أو الدخان، وإرسالها للتحميل.

الشريحة 14

وصف الشريحة:

الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمطاط الطبيعي المطاط الطبيعي مادة صلبة غير متبلورة قادرة على التبلور. المطاط الطبيعي غير المعالج (الخام) هو عبارة عن هيدروكربون أبيض أو عديم اللون. لا ينتفخ ولا يذوب في الماء والكحول والأسيتون وعدد من السوائل الأخرى. ينتفخ المطاط ثم يذوب في الهيدروكربونات الدهنية والعطرية (البنزين والبنزين والأثير وغيرها) ومشتقاتها، ويشكل المطاط محاليل غروانية تستخدم على نطاق واسع في التكنولوجيا. المطاط الطبيعي متجانس في تركيبته الجزيئية، ويتميز بخصائص فيزيائية عالية، بالإضافة إلى خصائص تكنولوجية، أي إمكانية معالجته على معدات مصانع صناعة المطاط. من الخصائص المهمة والمحددة للمطاط مرونته (المرونة) - قدرة المطاط على استعادة شكله الأصلي بعد توقف القوى التي تسببت في التشوه. المطاط منتج مرن للغاية؛ تحت تأثير القوى الصغيرة، لديه تشوه شد قابل للعكس يصل إلى 1000٪، وبالنسبة للمواد الصلبة العادية، لا تتجاوز هذه القيمة 1٪. يتم الحفاظ على مرونة المطاط على نطاق واسع من درجات الحرارة، وهذه هي الخاصية المميزة له. ولكن عند تخزينه لفترة طويلة، يتصلب المطاط.

15 شريحة

وصف الشريحة:

يعتبر المطاط مادة عازلة جيدة للكهرباء، فهو يتميز بنفاذية منخفضة للماء والغاز. المطاط غير قابل للذوبان في الماء والقلويات والأحماض الضعيفة. في الكحول الإيثيلي تكون ذوبانه منخفضة، ولكن في ثاني كبريتيد الكربون والكلوروفورم والبنزين ينتفخ أولاً ثم يذوب. يتأكسد بسهولة بواسطة عوامل الأكسدة الكيميائية وببطء بواسطة الأكسجين الجوي. الموصلية الحرارية للمطاط أقل 100 مرة من الموصلية الحرارية للصلب. إلى جانب المرونة، يعتبر المطاط أيضًا من البلاستيك - فهو يحتفظ بشكله المكتسب تحت تأثير القوى الخارجية. تعد لدونة المطاط، التي تتجلى أثناء التسخين والمعالجة الميكانيكية، إحدى الخصائص المميزة للمطاط. نظرًا لأن المطاط له خصائص مرنة ولدنة، فإنه يُطلق عليه غالبًا مادة بلاستو مرنة. عندما يتم تبريد المطاط الطبيعي أو تمديده، فإنه يمر بمرحلة انتقالية من الحالة غير المتبلورة إلى الحالة البلورية (التبلور). العملية لا تحدث على الفور، ولكن مع مرور الوقت. في هذه الحالة، في حالة التمدد، يتم تسخين المطاط بسبب حرارة التبلور المنبعثة. البلورات المطاطية صغيرة جدًا، فهي تفتقر إلى الحواف الواضحة والشكل الهندسي المحدد. عند درجة حرارة الهواء السائل -195 درجة مئوية، يكون صلبًا وشفافًا؛ من 0 درجة إلى 10 درجات مئوية يكون هشًا ومعتمًا بالفعل، وعند 20 درجة مئوية يكون ناعمًا ومرنًا وشفافًا. عند تسخينه فوق 50 درجة مئوية، يصبح بلاستيكيًا ولزجًا؛ عند درجة حرارة 80 درجة مئوية، يفقد المطاط الطبيعي مرونته؛ عند 120 درجة مئوية - يتحول إلى سائل يشبه الراتنج، وبعد تصلبه لا يمكن الحصول على المنتج الأصلي. إذا ارتفعت درجة الحرارة إلى 200-250 درجة مئوية، يتحلل المطاط ليشكل عددًا من المنتجات الغازية والسائلة

16 شريحة

وصف الشريحة:

يدخل المطاط بسهولة في التفاعلات الكيميائية مع عدد من المواد: الأكسجين (O2)، الهيدروجين (H2)، الهالوجينات (Cl2، Br2)، الكبريت (S) وغيرها. يرجع هذا التفاعل العالي للمطاط إلى طبيعته الكيميائية غير المشبعة. تحدث التفاعلات بشكل جيد بشكل خاص في المحاليل المطاطية، حيث يكون المطاط على شكل جزيئات من جزيئات غروانية كبيرة نسبيًا. تؤدي جميع التفاعلات الكيميائية تقريبًا إلى تغيرات في الخواص الفيزيائية والكيميائية للمطاط: الذوبان والقوة والمرونة وغيرها. الأكسجين، وخاصة الأوزون، يؤكسد المطاط بالفعل في درجة حرارة الغرفة. من خلال إدخال جزيئات مطاطية معقدة وكبيرة، تقوم جزيئات الأكسجين بتقسيمها إلى جزيئات أصغر، ويصبح المطاط، المدمر، هشًا ويفقد خصائصه التقنية القيمة. تكمن عملية الأكسدة أيضًا في أحد تحولات المطاط - انتقاله من الحالة الصلبة إلى الحالة البلاستيكية.

الشريحة 2

رأى المشاركون في رحلة كولومبوس الأولى كرات بين الهنود ترتد كما لو كانوا على قيد الحياة.

الشريحة 3

هيفيا البرازيلية

  • الشريحة 4

    مصانع المطاط

  • الشريحة 5

    حصاد اللاتكس من هيفيا

  • الشريحة 6

    الشريحة 7

    يقوم مستخرج المطاط بتخثير مادة اللاتكس المجمعة عن طريق جمعها أولاً على عصا ثم وضعها فوق وعاء من الدخان

    الشريحة 8

    في عام 1770، اكتشف الكيميائي البريطاني جوزيف بريستلي لأول مرة استخدامًا للمطاط الطبيعي: فقد اكتشف أن المطاط يمكن أن يمحو ما هو مكتوب بقلم رصاص من الجرافيت. في ذلك الوقت، كانت هذه القطع من المطاط تسمى اللثة المرنة ("الراتنج المرن").

    الشريحة 9

    ماك

    وفي إنجلترا، اقترح الكيميائي والمخترع البريطاني تشارلز ماكنتوش وضع طبقة رقيقة من المطاط بين طبقتين من القماش وخياطة معاطف مطر مقاومة للماء من هذه المادة.

    الشريحة 10

    معالجة المطاط في مزرعة في شرق الكاميرون

  • الشريحة 11

    المطاط الطبيعي

  • الشريحة 12

    مرونة

    المرونة (المرونة) هي قدرة المطاط على استعادة شكله الأصلي بعد توقف القوى التي تسببت في التشوه.

    الشريحة 13

    هيكل سلسلة البوليمر

  • الشريحة 14

    يحتوي المطاط الطبيعي على 91-96% من هيدروكربون بولي إيزوبرين (C5H8)n، بالإضافة إلى البروتينات والأحماض الأمينية والأحماض الدهنية والكاروتين وكميات صغيرة من أملاح النحاس والمنغنيز والحديد والشوائب الأخرى. بولي إيزوبرين المطاط الطبيعي هو بوليمر مجسم. يتم ربط جميع وحدات الأيزوبرين بنسبة 98-100% تقريبًا في الجزيء الكبير في الموضع cis-1,4: ومن المثير للاهتمام أن هناك أيزومرًا هندسيًا طبيعيًا للمطاط - جوتا-بيركا، وهو عبارة عن بولي أيسوبرين عبر 1,4:

    الشريحة 15

    ملكيات

    عند درجة حرارة الهواء السائل -195 درجة مئوية، يكون صلبًا وشفافًا؛ من 0 درجة إلى 10 درجة مئوية يكون هشًا ومعتمًا بالفعل، وعند 20 درجة مئوية يكون ناعمًا ومرنًا وشفافًا. عند تسخينه فوق 50 درجة مئوية، يصبح بلاستيكيًا ولزجًا؛ عند درجة حرارة 80 درجة مئوية، يفقد المطاط الطبيعي مرونته؛ عند 120 درجة مئوية - يتحول إلى سائل يشبه الراتنج، وبعد تصلبه لا يمكن الحصول على المنتج الأصلي. إذا ارتفعت درجة الحرارة إلى 200-250 درجة مئوية، يتحلل المطاط ليشكل عددًا من المنتجات الغازية والسائلة.

    الشريحة 16

    كانت الكالوشات أو الأحذية تعمل بشكل جيد في المطر، ولكن بمجرد أن نظرت إلى الخارج وضربتها الشمس، امتدت وبدأت في الالتصاق. وفي الطقس البارد، أصبحت هذه الأحذية هشة مثل الزجاج.

    الشريحة 17

    تشارلز جوديير

    في عام 1834 اكتشف عملية الفلكنة المطاطية.

    الشريحة 18

    تاريخ الفلكنة

    في أحد أيام الشتاء من عام 1839، ألقى "الرجل المطاطي" خليطًا من المطاط والكبريت في الفرن. تبين أن المنتج مرن ومتين بشكل غير عادي، والأهم من ذلك أنه لم يفقد خصائصه تحت تأثير الحرارة.

    الشريحة 19

    الشريحة 20

    الشريحة 21

    طلب

    ممحاة إطارات الأحذية من المطاط الطبيعي

    الشريحة 22

    المماسح والفرش سجادة من المطاط الطبيعي سوار

    الشريحة 23

    مطاط صناعي

    إس في ليبيديف

    الشريحة 24

    بناءً على تعليمات من الحزب، اكتشف الكيميائي سيرجي ليبيديف كيفية تصنيع المطاط من الكحول. لكنه لم يعش ليرى الإنتاج الضخم للمطاط الاصطناعي - فقد مات بسبب التيفوس..

    الشريحة 25

    أحد المصانع السوفيتية الأولى لإنتاج المطاط الصناعي. لسنوات عديدة كان الأمر سريًا وكان يشار إليه في الوثائق باسم "حرف النبات ب"

    الشريحة 26

    الشريحة 27

    تم إنتاج أول 250 كجم من المطاط الصناعي في العالم في مصنع تجريبي في لينينغراد. تم تأسيس ثلاثة مصانع ضخمة على الفور في ياروسلافل وفورونيج وإفريموف. لقد تم الإعلان عن مشاريع البناء الصادمة في كومسومول وتم بناؤها في عام أو عامين فقط

    الشريحة 28

    ولم يتم نسيان المطاط الطبيعي أيضًا، حيث تبلغ حصته في إجمالي الإنتاج 20٪. وهو أقوى من المطاط الصناعي، لذلك يستخدم في صناعة منتجات مصممة لتحمل الأحمال الثقيلة، مثل إطارات المركبات الثقيلة.

    الشريحة 29

    الشريحة 30

    حصل أوتو ديلز على جائزة نوبل في الكيمياء "لاكتشافه وتطوير تخليق ديين".

    الشريحة 31

    هيكل إنتاج المطاط الصناعي في دول أوروبا الغربية

    الشريحة 32

    هيكل إنتاج المطاط الصناعي في دول جنوب شرق آسيا








    ماك

    وفي إنجلترا، اقترح الكيميائي والمخترع البريطاني تشارلز ماكنتوش وضع طبقة رقيقة من المطاط بين طبقتين من القماش وخياطة معاطف مطر مقاومة للماء من هذه المادة.




    مرونة

    • المرونة (المرونة) هي قدرة المطاط على استعادة شكله الأصلي بعد توقف القوى التي تسببت في التشوه.

    يحتوي المطاط الطبيعي على 91-96% من هيدروكربون بولي إيزوبرين (C5H8)n، بالإضافة إلى البروتينات والأحماض الأمينية والأحماض الدهنية والكاروتين وكميات صغيرة من أملاح النحاس والمنغنيز والحديد والشوائب الأخرى. بولي إيزوبرين المطاط الطبيعي هو بوليمر مجسم. يتم ربط جميع وحدات الأيزوبرين بنسبة 98-100% تقريبًا في الجزيء الكبير في موضع cis-1,4:

    ومن المثير للاهتمام أن هناك أيزومرًا هندسيًا طبيعيًا للمطاط - جوتا بيركا، وهو عبارة عن بولي أيسوبرين عبر 1،4:


    ملكيات

    • عند درجة حرارة الهواء السائل -195 درجة مئوية، يكون صلبًا وشفافًا؛ من 0 درجة إلى 10 درجة مئوية يكون هشًا ومعتمًا بالفعل، وعند 20 درجة مئوية يكون ناعمًا ومرنًا وشفافًا. عند تسخينه فوق 50 درجة مئوية، يصبح بلاستيكيًا ولزجًا؛ عند درجة حرارة 80 درجة مئوية، يفقد المطاط الطبيعي مرونته؛ عند 120 درجة مئوية - يتحول إلى سائل يشبه الراتنج، وبعد تصلبه لا يمكن الحصول على المنتج الأصلي. إذا ارتفعت درجة الحرارة إلى 200-250 درجة مئوية، يتحلل المطاط ليشكل عددًا من المنتجات الغازية والسائلة.


    تشارلز جوديير

    افتتح في عام 1834

    الفلكنة


    تاريخ الفلكنة

    • في أحد أيام الشتاء من عام 1839، ألقى "الرجل المطاطي" خليطًا من المطاط والكبريت في الفرن. تبين أن المنتج مرن ومتين بشكل غير عادي، والأهم من ذلك أنه لم يفقد خصائصه تحت تأثير الحرارة.


    إطارات السيارة

    • محايات مطاطية طبيعية

    • المماسح والفرش

    سجادة مطاطية طبيعية






    • أحد المصانع السوفيتية الأولى لإنتاج المطاط الصناعي. لسنوات عديدة كان الأمر سريًا وكان يشار إليه في الوثائق باسم "حرف النبات ب"

    • اليوم، يتم إنتاج 80٪ من المطاط الصناعي في العالم من البيوتادين والأيزوبرين. وتتكون "البقايا" من الستايرين والكلوروبرين والإيثيلين والبوليمرات الأخرى.



    جائزة نوبل في الكيمياء

    "لاكتشاف وتطوير تخليق ديين."

    أوتو ديلز







    يتم الآن إنتاج مجموعة واسعة من المطاط الصناعي، والتي تختلف في تركيبها وخصائصها الاستهلاكية. عادة ما يتم تصنيف المطاط وتسميته باسم المونومرات المستخدمة في إنتاجه (الأيزوبرين، مطاط البيوتادين)، أو حسب مجموعة الذرات المميزة التي تدخل في تركيبه (البولي كبريتيد، السيليكون العضوي، وما إلى ذلك).

    أمثلة على بعض المطاط الصناعي .

    من بين المطاط للأغراض العامة، لا يزال البيوتاديين SKD (المجسم المنتظم 1,4-cis-polybutadiene) منتشرًا على نطاق واسع.

    ومطاط الأيزوبرين (1,4-cis-polyisoprene).


    مطاط البوتيل (BR) عبارة عن بوليمر مشترك مكون من 2-ميثيل بروبين مع كمية صغيرة من الأيزوبرين

    مطاط بولي كلوروبرين (النيريت والنيوبرين)

    مطاط الفلور - بوليمرات مشتركة من الألكينات المفلورة أو المفلورة جزئيا

    مطاط السيليكون العضوي - بولي أورجانوسيلوكسان

    وآخرون...




    • ومن نسبة الـ 40٪ المتبقية، يتم تصنيع 50 ألف نوع آخر من المنتجات - الخراطيم، والأحزمة الناقلة، والمواد اللاصقة، والدهانات، ومعاطف المطر، ونعال الأحذية.

    فكر في الأمر

    • يعد إنتاج المطاط الصناعي أحد أعظم إنجازات القرن العشرين. ومع ذلك، مثل كثيرين آخرين، جلبت أكثر من مجرد فوائد. في كل عام، يتم التخلص من ما يصل إلى 100 مليون إطار مستعمل في جميع أنحاء العالم. في ظل الظروف الطبيعية، فإنها تتحلل لمدة مائة عام على الأقل، وعندما تحترق فإنها تطلق غازات ضارة للغاية.

    الشريحة 2

    هدف:

    تعريف الطلاب بخصائص المطاط الطبيعي وتكوينه وبنيته والفلكنة

    الشريحة 3

    يخطط:

    1. تاريخ اكتشاف المطاط. 2. المطاط الطبيعي: التركيب والهيكل والخصائص 3. المطاط الصناعي: الاستلام والتصنيف والتطبيق 4. الفلكنة.

    الشريحة 4

    مقدمة

    المطاط مركب جزيئي عالي، وهو بوليمر. هناك نوعان من المطاط: طبيعي وصناعي. يحتوي المونومر (الوحدة الأولية) للمطاط الطبيعي على التركيب والبنية التالية: CH2LINK C─CHlagCH2 │ CH3 الاسم: 2-ميثيل بوتادين 1,3.

    الشريحة 5

    1. تاريخ اكتشاف المطاط.

    حاليًا، يعود تاريخ اكتشاف المطاط إلى الوقت الذي أحضر فيه كولومبوس كرة مرنة من العالم الجديد إلى إسبانيا، والتي كانت تتمتع بخاصية النطاط. كان الهنود يصنعون مثل هذه الكرات من عصارة نبات الهيفيا، وكانوا يطلقون على هذا العصير اسم "كاوتشا"، وهو ما يعني "دموع شجرة اللبن".

    الشريحة 6

    المطاط الطبيعي

    المطاط الطبيعي (NR) عبارة عن هيدروكربون غير مشبع ذو وزن جزيئي مرتفع، وتحتوي جزيئاته على عدد كبير من الروابط المزدوجة؛ ويمكن التعبير عن تركيبته بالصيغة (C5H8)n (حيث تتراوح قيمة n من 1000 إلى 3000).

    الشريحة 7

    يحتوي المطاط الطبيعي على 91-96% من هيدروكربون بولي إيزوبرين (C5H8)n، بالإضافة إلى البروتينات والأحماض الأمينية والأحماض الدهنية والكاروتين وكميات صغيرة من أملاح النحاس والمنغنيز والحديد والشوائب الأخرى. بولي إيزوبرين المطاط الطبيعي هو بوليمر مجسم. يتم ربط جميع وحدات الأيزوبرين بنسبة 98-100% تقريبًا في الجزيء الكبير في موضع cis-1,4:

    الشريحة 8

    المطاط الطبيعي – رابطة الدول المستقلة-بولي أيسوبرين

    الهيكل: منتظم هيكليا (1,4-بلمرة)؛ مجسم (جميع الروابط هي رابطة الدول المستقلة - الهيكل). يمكن للجزيئات الكبيرة أن تتجعد إلى كرات، وعندما يتم تمددها، فإنها تستقيم. الخصائص: مرن، مرن، مقاوم للاهتراء في نطاق درجات حرارة صغيرة

    الشريحة 9

    الطبرخي، أيزومر طبيعي – بولي أيزوبرين متحول

    الهيكل: منتظم هيكليا (1,4-بلمرة)؛ مجسمة (جميع روابط البنية العابرة) لا تلتف الجزيئات الكبيرة إلى كرات ، فهي تقع بالقرب من بعضها البعض. الخصائص: أقل مرونة، عزل كهربائي عالي (كابل تحت الماء)؛ مخلفات نباتات الطبرخا (euonymus).

    الشريحة 10

    أول مطاط صناعي - بوتادين الصوديوم (تم تصنيعه بواسطة Lebedev S.V.)

    الهيكل: لا يوجد انتظام هيكلي (1,4- و1,2-وصلات الوحدات)؛ لا يوجد انتظام ستيريو (توجد روابط لبنية رابطة الدول المستقلة والبنية العابرة). الخصائص: أقل مرونة وأقل مقاومة للاهتراء.

    الشريحة 11

    نيريت، نيوبرين - مطاط بولي كلوروبرين صناعي

    الهيكل: منتظم هيكليا. مجسمة. الخصائص: غير قابلة للاشتعال. مقاومة للاهتراء. مقاومة للحرارة والضوء. مقاومة للمواد الكيميائية الكواشف. القدرة على التمسك ببعضها البعض.

    الشريحة 12

    مطاط صناعي

    بناءً على تعليمات من الحزب، اكتشف الكيميائي سيرجي ليبيديف كيفية تصنيع المطاط من الكحول الإيثيلي، والذي تم الحصول منه على 1,3-بوتادين. لكنه لم يعش ليرى الإنتاج الضخم للمطاط الاصطناعي - فقد مات بسبب التيفوس.

    الشريحة 13

    أنواع المطاط الصناعي:

    إيزوبرين بوتادين بوتادين ميثيل ستايرين مطاط بوتيل إيثيلين بروبيلين بوتادين نيتريل كلوروبرين سيليكون مطاط الفلور ثيوكول

    الشريحة 14

    إيزوبرين

    الأيزوبرين متفوق في مقاومة التآكل للمطاط الطبيعي. ويستخدم الإيزوبرين بشكل رئيسي في صناعة الأحذية والقفازات وبعض مقابض السكاكين.

    الشريحة 15

    بوتاديين

    الخصائص الرئيسية للبيوتادين هي: القوة العالية، مقاومة التمزق، المرونة ومقاومة التآكل. يستخدم البوتادين في إنتاج المشمع والأدوات الكاشطة والأحزمة الناقلة والمنتجات المنزلية وما إلى ذلك.

    الشريحة 16

    مطاط الميثيلستيرين

    يستخدم لمعظم المنتجات المطاطية (بما في ذلك العلكة).

    الشريحة 17

    مطاط البوتيل

    مقاومة للعديد من البيئات العدوانية. أهم استخدام لمطاط البوتيل هو إنتاج الإطارات. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدامها في إنتاج منتجات مطاطية مختلفة مقاومة لدرجات الحرارة المرتفعة.

    الشريحة 18

    مطاط الإيثيلين والبروبيلين

    مطاط الإيثيلين البروبيلين مناسب لإنتاج الخراطيم والعزل والمقاطع المضادة للانزلاق والمنفاخ. أحد مجالات التطبيق العديدة هو أغطية الرياضات الخارجية وملاعب الأطفال.

    الشريحة 19

    مطاط النتريل بوتادين

    المزايا: مقاومة جيدة جدًا للزيوت (بسبب محتوى مركبات النتريل) والبنزين، ومقاومة ممتازة للسوائل الهيدروليكية البترولية، ومقاومة جيدة للمذيبات الكربونية، ومقاومة جيدة جدًا للقلويات والمذيبات؛ نطاق واسع من درجات حرارة التشغيل (حسب التركيب): من -57 درجة مئوية إلى +120 درجة مئوية. القيود: مقاومة منخفضة للأوزون وأشعة الشمس والعوامل المؤكسدة الطبيعية، ومقاومة ضعيفة للمذيبات المؤكسدة. [-CH2-CH=CH-CH2-]n - [-CH2-CH(CN)-]m

    الشريحة 20

    مطاط الكلوروبرين

    مقاومة جيدة لفتح النار. قدرة ممتازة على الالتزام بالأقمشة والمعادن. مقاومة جيدة جدًا للطقس، ومقاومة الأوزون ومقاومة الأكسدة الطبيعية؛ مقاومة جيدة للتآكل ودرجات الحرارة المنخفضة. يتبلور مطاط الكلوروبرين عند تمدده، مما يجعل المطاط المعتمد عليه يتمتع بقوة عالية. إنتاج المنتجات التقنية المطاطية: سيور ناقلة، سيور، أكمام، خراطيم، بدلات غطس، مواد عازلة للكهرباء. كما أنها تنتج أغلفة الأسلاك والكابلات والطلاءات الواقية. تعتبر المواد اللاصقة ومادة الكلوروبرين ذات أهمية صناعية.

    الشريحة 21

    مطاط السيلوكسان

    يتمتع مطاط السيلوكسان بالخصائص التالية: زيادة مقاومة الحرارة والصقيع والحرائق، ومقاومة تراكم تشوه الضغط المتبقي، وما إلى ذلك. يتم استخدامها في مجالات مهمة جدًا من التكنولوجيا، ويتم سداد تكلفتها المرتفعة نسبيًا من خلال عمر خدمة أطول.

    أكمله الطالب GR.100 Utarbaev Salauat

    مطاط صناعي. تاريخ الخلق.
    البحث في مجال إنتاج المطاط الصناعي على وشك القرنين التاسع عشر والعشرين. شاركت العديد من المختبرات العلمية حول العالم في هذا العمل. وقد تم تسهيل ذلك ليس فقط من خلال النمو السريع لاستهلاك المطاط الطبيعي، ولكن أيضًا من خلال العوامل الجغرافية. بلدان بعيدة عن ما يسمى وأصبح "الحزام المطاطي" - المنطقة الاستوائية - يعتمد على الواردات. تم الحصول على أول مادة شبيهة بالمطاط عن طريق معالجة الأيزوبرين (2-ميثيل بوتادين-1,3) بحمض الهيدروكلوريك في عام 1879 على يد الكيميائي الفرنسي ج.بوشار. قام الكيميائي الروسي آي كونداكوف (يورييف) بتصنيع بوليمر مرن من ثنائي ميثيل بوتادين في عام 1901. وقد تم إنتاج الدفعات الصناعية الأولى من المطاط الصناعي - مطاط ثنائي ميثيل - بناءً على تطورات كونداكوف في عام 1916 في ألمانيا. تم إنتاج حوالي 3000 طن من المطاط الصناعي، والتي صنعت منها صناديق البطاريات للغواصات، لكن المطاط ثنائي الميثيل لم ينتشر على نطاق واسع وتوقف إنتاجه.
    يعتبر مؤسس أول إنتاج واسع النطاق للمطاط الصناعي في العالم بحق العالم الروسي إس.في. ليبيديف الذي كرس جزءًا كبيرًا من نشاطه العلمي لمشكلة بلمرة الديين. حصل لأول مرة على مطاط البوتادين الاصطناعي في عام 1910. وحصلت أطروحة الماجستير الخاصة بليبيديف، والتي خصصت لدراسة حركية بلمرة الديفينيل (1,3 بيوتادين) ومشتقاته، على جائزة من الأكاديمية الروسية للعلوم في عام 1914. عاد ليبيديف إلى عملية بلمرة البوتادين في عام 1932، عندما أعلنت حكومة اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية عن مسابقة لتطوير الإنتاج الصناعي للمطاط الصناعي. نجح ليبيديف ومعاونوه في تطوير طريقة غير مكلفة وفعالة. وقد تم اقتراح استخدام معدن الصوديوم كمحفز لبلمرة البيوتادين، ويسمى البوليمر الذي يتم الحصول عليه بهذه الطريقة بمطاط بيوتادين الصوديوم. كان الاكتشاف الحقيقي عبارة عن طريقة من خطوة واحدة لإنتاج البيوتاديين من الكحول الإيثيلي على محفز مختلط من الزنك والألومنيوم: 2CH3CH2OH 2H2O + CH2=CH-CH=CH2 + H2

    في ظروف الاتحاد السوفيتي الزراعي في ذلك الوقت، أدى استخدام الإيثانول الذي تم الحصول عليه من المواد الخام النباتية كمنتج أولي إلى تقليل تكلفة الإنتاج بشكل كبير. بفضل عمل ليبيديف، بدأ الإنتاج الصناعي على نطاق واسع للمطاط الصناعي في الاتحاد السوفيتي في عام 1932 - لأول مرة في العالم (كانت ألمانيا التالية، التي بدأت في إنتاج المطاط الصناعي فقط في عام 1936). من الصعب المبالغة في تقدير أهمية هذا الحدث: فقد لعبت القدرة على تجهيز المعدات المحلية بإطارات من إنتاجنا دورًا مهمًا في الانتصار على ألمانيا النازية. من عام 1932 حتى عام 1990، احتل اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية المركز الأول في العالم من حيث حجم إنتاج المطاط الصناعي. واليوم تحافظ روسيا على مكانتها كمصدر ذي أهمية عالمية. ويبقى حوالي نصف الإنتاج في السوق المحلية. المستهلكون الرئيسيون للمطاط الصناعي هم مصانع الإطارات، ويستخدم حوالي 40 بالمائة من المطاط في مجموعة واسعة من المنتجات المطاطية (أكثر من 50000)، من بينها المكان الأبرز الذي تحتله المنتجات التقنية المصنوعة من المطاط الناعم ونعال الأحذية. ، سيور ناقلة، مواسير وخراطيم مختلفة بجميع أنواعها، عزل كهربائي، مواد مانعة للتسرب، مواد لاصقة، دهانات لاتكس، إلخ.
    المطاط الصناعي. التصنيف والإنتاج والتطبيق.
    يتم الآن إنتاج مجموعة واسعة من المطاط الصناعي، والتي تختلف في تركيبها وخصائصها الاستهلاكية. عادة ما يتم تصنيف المطاط وتسميته باسم المونومرات المستخدمة في إنتاجه (الأيزوبرين، مطاط البيوتادين)، أو حسب مجموعة الذرات المميزة التي تدخل في تركيبه (البولي كبريتيد، السيليكون العضوي، وما إلى ذلك). الطريقة الرئيسية لإنتاج المطاط الصناعي هي بلمرة الديينات والألكينات. المونومرات الأكثر استخدامًا لإنتاج المطاط هي البوتادين، والإيزوبرين، والستايرين، والكلوروبرين، والأيزوبيوتين، والإيثيلين، والأكريلونيتريل، وما إلى ذلك. ويتم تصنيع البوليكبريتيد والبولي يوريثين وبعض المطاط الأخرى باستخدام تفاعل التكثيف المتعدد. وفقًا لمجالات تطبيقها، يتم تقسيمها عادةً إلى مطاط للأغراض العامة ومطاط للأغراض الخاصة. يحتوي المطاط للأغراض العامة على مجموعة من الخصائص التي تسمح باستخدامه لإنتاج مجموعة واسعة من المنتجات التي تتطلب الخاصية الرئيسية للمطاط - المرونة العالية في درجات الحرارة العادية (الإطارات، سيور النقل، الأحذية، إلخ). يجب أن يتمتع المطاط ذو الأغراض الخاصة بخصائص تضمن أداء المنتجات في ظل ظروف محددة غالبًا ما تكون قاسية: مقاومة المذيبات والزيوت والأكسجين والأوزون ومقاومة الحرارة والصقيع (أي القدرة على الحفاظ على مرونة عالية في نطاق واسع من درجات الحرارة)، إلخ. الخصائص. هناك مجموعات خاصة من المطاط الصناعي، مثل مشتتات المطاط المائي - اللاتكس؛ المطاط السائل - معالجة القلة؛ المطاط المملوء - مخاليط المطاط مع الحشو أو الملدنات.
    أمثلة على بعض المطاط الصناعي.من بين المطاط للأغراض العامة، لا يزال البيوتاديين SKD (المجسم المنتظم 1,4-cis-polybutadiene) منتشرًا على نطاق واسع.



    والايزوبرين

    (1،4-رابطة الدول المستقلة-بولي أيسوبرين) المطاط. تتميز بالقوة العالية والمرونة ومقاومة التآكل والتكلفة المنخفضة، مما يجعلها تستخدم على نطاق واسع في إنتاج منتجات المطاط المختلفة. لتعديل الخصائص الاستهلاكية للمطاط، يتم استخدام البلمرة المشتركة على نطاق واسع - حيث تتم بلمرة الدايين بإضافة بعض الألكينات. يتكون هذا البوليمر من نوعين مختلفين من الوحدات الأولية. مثل هذا البوليمر المشترك هو مركب مطاطي شائع آخر - مطاط الستايرين بوتادين (SBR) ، والذي يستخدم ليس فقط في إنتاج المنتجات المطاطية ، ولكنه أيضًا أساس بناء دهانات اللاتكس ومستحلب اللاتكس.


    مطاط السيليكون العضوي - بولي أورجانوسيلوكسان -بالإضافة إلى مقاومتها للحرارة والصقيع وخصائص العزل الكهربائي العالية، فإنها تتمتع أيضًا بالخمول الفسيولوجي، وهو ما يحدد استخدامها في المنتجات الغذائية والطبية