Каучу́ки — натуральные или синтетические эластомеры,характеризующиеся эластичностью, водонепроницаемостью иэлектроизоляционными свойствами, из которых путём вулканизации получают резины и эбониты.
Природный каучук Высокомолекулярный углеводород содержится в млечном соке (латексе) гевеи, кок-сагыза(многолетнего травянистого растения рода Одуванчик) и других растений. Растворим в углеводородах и их производных (бензине, бензоле, хлороформе, сероуглероде и т. д.). В воде, спирте, ацетоне натуральный каучук практически не набухает и не растворяется. Уже при комнатной температуре натуральный каучук присоединяет кислород, происходит окислительная деструкция (старение каучука), при этом уменьшается его прочность и эластичность. При температуре выше 200 °C натуральный каучук разлагается с образованием низкомолекулярных углеводородов. При взаимодействии натурального каучука с серой, хлористой серой, органическими пероксидами (вулканизация) происходит соединение через атомы серы длинных макромолекулярных связей с образованием сетчатых структур. Это придает каучуку высокую эластичность в широком интервале температур. Натуральный каучук перерабатывают в резину. В сыром виде применяют не более 1 % добываемого натурального каучука (резиновый клей). Каучук открыт де ла Кондамином в Кито (Эквадор) в 1751 г. Более 60 % натурального каучука используют для изготовления автомобильных шин. В промышленных масштабах натуральный каучук производится в Индонезии, Малайзии, Вьетнаме и Таиланде.
Синтетические каучуки Первым синтетическим каучуком, имевшим промышленное значение, был полибутадиеновый (дивиниловый) каучук, производившийся синтезом по методу С. В. Лебедева (анионная полимеризация жидкого бутадиена в присутствии натрия), однако из-за невысоких механических качеств нашёл ограниченное применение.
|
|
Изопреновые каучуки — синтетические каучуки, получаемые полимеризацией изопрена в присутствии катализаторов — металлического лития, перекисных соединений. В отличие от других синтетических каучуков изопреновые каучуки, подобно натуральному каучуку, обладают высокой клейкостью и незначительно уступают ему в эластичности.
Каучуки с гетероатомами в качестве заместителей или имеющими их в своём составе часто характеризуются высокой стойкостью к действию растворителей, топлив и масел, устойчивостью к действию солнечного света, но обладают худшими механическими свойствами.
Основные типы синтетических каучуков:
· Изопреновый
· Бутадиен-метилстирольный каучук
· Бутилкаучук (изобутилен-изопреновый сополимер)
· Этилен-пропиленовый (этилен-пропиленовый сополимер)
· Бутадиен-нитрильный (бутадиен-акрилонитрильный сополимер)
· Хлоропреновый (поли-2-хлорбутадиен)
· Фторкаучуки
· Тиоколы
Промышленное применение
Наиболее массовое применение каучуков — это производство резин для автомобильных, авиационных и велосипедных шин. Из каучуков изготавливаются специальные резины огромного разнообразия уплотнений для целей тепло-, звуко-, воздухо- и гидроизоляции разъёмных элементов зданий, в санитарной и вентиляционной технике, в гидравлической, пневматической и вакуумной технике. Каучуки применяют для электроизоляции, производства медицинских приборов и средств контрацепции.
|
|
В ракетной технике синтетические каучуки используются в качестве полимерной основы при изготовлении твёрдого ракетного топлива, в котором они играют рольгорючего, а в качестве наполнителя используется порошок селитры (калийной или аммиачной) или перхлората аммония, который в топливе играет рольокислителя.
Огнегасящие жидкости
По способу тушения, огнегасительные жидкости классифицируются на 5 типов:
Изолирующие, Разбавляющие, Вытеснительные, Охлаждающие, Химически тормозящие процесс горения
Вода (разбавляющая, охлаждающая) Огнегасительный эффект воды заключается в смачивании поверхности, увлажнении и охлаждении горячих материалов и веществ, вследствие чего при тушении понижается или полностью устраняется их возгораемость. В виде компактных и распыленных струй воду применяют для тушения большинства твердых горючих веществ и материалов, тяжелых нефтепродуктов, для создания водяных завес и охлаждения объектов, находящихся вблизи очага пожара. Тонкораспыленной водой и паром эффективно тушат твердые вещества и материалы, легковоспламеняющиеся и горючие жидкости.
Огнегасительный эффект изолирующих и разбавляющих веществ связан в основном с торможением скорости образования горючих паров и газов путем снижения концентрации кислорода в зоне сгорания.
Изолирующее огнегасительное вещество, выброшенное на поверхность горящего вещества, снижает концентрацию горючих паров и газов, поступающих в зону сгорания, охлаждает его поверхность, снижает тепловыделение и одновременно увеличивает отвод тепла от зоны сгорания, что в результате приводит к прекращению горения.
|
|
Наиболее эффективными из современных изолирующих огнегасительных веществ являются химическая и воздушно-механическая пена и галлоидированные углеводороды. Отличие химической пены от воздушно-механической состоит в том, что химическая пена состоит из пузырьков, внутри которых находится углекислый газ, а пузырьки воздушно-механической пены содержат воздух.
Химическая пена (изолирующая) Химическая пена образуется в результате химических реакций. Обычно в качестве реагирующих веществ применяют водные щелочные растворы и кислоту или порошок, в котором в сухом виде содержится кислотная часть в виде сернокислого алюминия, а в виде щелочной части - бикарбонат натрия. Химическая пена по объему состоит примерно из 80% углекислого газа, 19,7% воды и 0,3% пенообразующего вещества. Чтобы образующаяся пена была устойчива во времени, в жидкость, из которой образуется пена, вводят поверхностно-активное вещество (например - сульфатокислоты и их соли, экстракт солодкового корня, лакрицу и другие вещества).
Кратность химической пены - это отношение объема пены к объему жидкости, из которой она получена, стойкость — это ее способность сохраняться от начала образования до полного распада. Кратность химической пены равна примерно 5, а стойкость — 40 мин.
Химическую пену применяют для тушения нефтепродуктов.
Воздушно-механическая пена (изолирующая) По кратности, воздушно-механическая пена бывает:
1) Низкой (кратность которой меньше 10); 2)Средней (кратность от 11 до 200) 3)Высокой (кратность от 201 до 1000). Воздушно-механическая пена получается при смешивании водного раствора и пенообразователя ПО-1 с воздухом. Пена средней кратности является основным огнегасительным веществом для тушения нефтепродуктов и других ЛВЖ и горючих жидкостей (кроме гидрофильных), а также твердых материалов и веществ. Пену высокой кратности применяют для тушения пожаров в подвалах, трюмах судов, шахтах и всех закрытых объектах, а также для тушения ЛВЖ и горючих жидкостей.
Так как в состав химической и воздушно-механической пен входит вода, то ими категорически запрещается тушить:
1. электроустановки, находящихся под напряжением (вода хорошо проводит электроток);
2. помещения, в которых хранится и применяется карбид кальция (при взаимодействии воды с карбидом кальция образуется взрывоопасный газ ацетилен);
3. помещения, в которых хранятся и применяются металлы – калий и натрий (при взаимодействии воды с калием и натрием образуется взрывоопасный водород).
К огнегасительным жидкостям, химически тормозящим процесс горения относятся:
Галоидированные углеводороды, составы СЖБ и др. Галоидированные углеводороды (газы или легкоиспаряющиеся жидкости) – высокоэффективные средства пожаротушения. Их огнегасительное действие основано на торможении химических реакций горения. Бромистый метилен, йодистый метилен, бромистый метил, бромистый этил и др. СЖБ: Составы Жидкостные Бромэтиловые - применяются для тушения небольших очагов пожаров, горючих веществ и тлеющих материалов, а также электроустановок, находящихся под напряжением. Для этого применяют огнетушащие установки СЖБ-50 и ОКБ-150, в которых в качестве огнетушащего состава применяется бромистый этил и фреон-114В2. На основе галоидированных углеводородов и углекислоты разработаны огнетушащие составы. Состав 3,5 в 3,5 раза эффективнее диоксида углерода (отсюда и название состава). При нормальных условиях из 1 кг состава 3,5 образуется 144 л паров бромистого этила и 153 л диоксида углерода. Состав 7 по своим свойствам ближе к бромистому метилену. Из 1 л состава образуется 430,2 л паров (342,3 л бромистого метилена и 80,9 л бромистого этила).
ЦИНК и его сплавы
Цинк представляет собой синевато - белый металл, плавящийся при 419 С, а при 913 С превращающийся в пар; плотность его равна 7,14 г/см3. При обыкновенной температуре цинк довольно хрупок, но при 100-110 С он хорошо гнется и прокатывается в листы. На воздухе цинк покрывается тонким слоем окиси или основного карбоната, предохраняющим его от дальнейшего окисления.
Вода почти не действует на цинк. Кроме того, цинк подобно бериллию и другим металлам, образующим амфотерные гидроокиси, растворяется в щелочах. Если нагреть цинк на воздухе до температуры кипения, то пары его воспламеняются и сгорают зеленовато-белым пламенем, образуя окись цинка
Применяется для защиты стали от коррозии (оцинковка, которая хорошо известна всем, кто видел оцинкованное ведро). Также используется в качестве материала для отрицательного электрода в химических источниках тока, то есть в батарейках и аккумуляторах.
Очень важна роль цинка в цинк-воздушных аккумуляторах, в последние годы интенсивно разрабатываются на основе системы цинк-воздух аккумуляторы для компьютеров (ноутбуки) и в этой области достигнут значительный успех (большая, чем у литиевых батарей энергия, ресурс и они дешевле в 3 раза).
Также широко в промышленности нашли применения соединения и сплавы цинка.
Оксид цинка применяется в качестве белого пигмента красок, является активатором вулканизации и наполнителем в резиновой промышленности, используется в косметической промышленности и в медицине, как антисептическое и противовоспалительное средство.
Сульфид цинка применяется в качестве люминофоров в электронно-лучевых трубках.
Так как на цинк при обычных условиях не действуют ни кислород воздуха, ни вода, то основная масса цинка расходуется на защитные покрытия железных листов и стальных изделий. Цинк применяют для получения технически важных сплавов: с медью (латуни), алюминием и никелем. Цинк входит также и в состав бронзы
Латунь - это сплав на основе меди, где главным легирующим элементом является цинк (содержание цинка до 50%). Легирующий элемент это элемент, который вводится в металл или металлический сплав для улучшения физико-химических или механических свойств сплава. Сегодня латунь используется как конструкционный материал там, где требуется высокая прочность и коррозийная стойкость: в трубопроводной арматуре, в химическом машиностроении и особенно в судостроении. Из латуней делают конденсаторные трубки и патронные гильзы, радиаторы и различную арматуру. В авиации латунь используют для контактных соединений
Бронза — сплав меди, обычно с оловом как основным легирующим элементом, но применяются и сплавы с алюминием, кремнием, бериллием, свинцом и другими элементами, за исключением цинка и никеля.