Câu hỏi: Phương trình điều chế cao su buna từ CH4
Trả lời:
Dưới đây là trình tự phản ứng điều chế cao su Buna từ JUST4:
Hãy cùng trường Đại học Kinh doanh và Công nghệ Hà Nội tìm hiểu về cao su Buna nhé!
I. Định nghĩa
– Định nghĩa: Polybutadien là một loại cao su tổng hợp, là polime được hình thành từ phản ứng trùng hợp monome buta-1,3-đien.
– Công thức phân tử: (C4H6)N
– Công thức cấu tạo: -[-CH2-CH=CH-CH2-]-
– Tên: Polibutađien
– Ký hiệu: BR
II. Thuộc tính vật lý & nhận thức
Cao su buna có độ đàn hồi và độ bền kém hơn cao su thiên nhiên
III. Công thức hóa học và tổng hợp
1. Công thức hóa học của cao su buna
Cao su buna là polime không no của nhiều monome butađien khác nhau (1,2-butađien và 1,3-butađien). Các monome butadien được liên kết với nhau thông qua liên kết cis, trans và vinyl.
Công thức hóa học
2. Quy trình tổng hợp cao su buna
Trùng hợp 1,3-butađien
Trùng hợp cao su buna là quá trình tạo liên kết cacbon-cacbon giữ monome 1,3-butađien để tạo ra phân tử mạch polime dài hơn rất nhiều.
Về kết nối chuỗi polymer, các monome 1,3-butadien có thể trùng hợp theo ba cách khác nhau là cis, trans và vinyl.
Liên kết cis làm cho mạch polyme bị uốn cong, tạo ra các vùng vô định hình tạo nên cao su Buna có tính đàn hồi cao.
Liên kết ngang tạo ra các liên kết giữ khá thẳng, tạo thành mạch polyme cố định, làm tăng tính bền vững của mạch polyme.
Liên kết vinyl thường chỉ hiện diện trong một vài phần trăm của liên kết cis và trans. Ít ảnh hưởng đến tính chất của mạch polyme.
Trong quá trình trùng hợp mạch polyme, cả liên kết đôi cis và trans sẽ hình thành với tỷ lệ phần trăm phụ thuộc vào nhiệt độ và chất xúc tác.
IV. Quy trình sản xuất và pha chế cao su Buna
Có nhiều quy trình để sản xuất cao su buna nhưng điểm khác biệt chính giữa các quy trình này là chất độn. Chất độn được thêm vào trong quá trình sản xuất quyết định tính chất đặc biệt của cao su buna.
Bước 1: Phối trộn để tạo hỗn hợp cho phản ứng trùng hợp.
Monome butadien hỗn hợp (1,3-butadien, 1,2-butadien nhũ tương từ dầu mỏ). Các chất kích hoạt và chất xúc tác triệt để được thêm vào lò phản ứng. Những lò phản ứng này chứa nước làm môi trường tổng hợp polymer.
Bước 2: Quá trình gia nhiệt để hợp nhất các nhánh độc quyền.
Bể phản ứng được làm nóng từ 30 đến 40 °C để thúc đẩy sự hình thành các nhánh độc quyền (hình thành liên kết cis và trans).
1,3-butađien + 1,3-butađien + 2-propennitril + 1,3-butađien + 1,2-butađien → nitrile butađien
Quá trình phản ứng để tạo ra một polyme đơn lẻ thường từ 5 đến 12 giờ, với hiệu suất khoảng 70% nguyên liệu sẽ được tổng hợp thành chuỗi polyme.
Bước 3: Kích thích phản ứng tạo monome cao phân tử để đạt hiệu suất tối ưu.
Hai hoạt chất dimethyldithiocarbamate hoặc diethyl hydroxylamine sẽ được thêm vào bình phản ứng, thúc đẩy phản ứng của 30% còn lại. Các thành phần không phản ứng sẽ được loại bỏ thông qua hơi nước. Hiệu suất tổng hợp của các monome đơn thường gần 100%, sau khi thu hồi các monome này sẽ được lọc để loại bỏ các chất rắn không mong muốn.
Bước 4: Ổn định chuỗi polyme đã hoàn thành.
Sản phẩm này sẽ được đưa qua bồn trộn để ổn định với chất chống oxi hóa. Sau đó nó được đông tụ bằng canxi nitrat (Buna – N), hoặc nhôm sunfat (Buna – S). Phần keo tụ còn lại sẽ được rửa sạch và sấy khô để cho ra sản phẩm cuối cùng là Cao su Buna thô.
Bước 5: Sản xuất sản phẩm cao su Buna.
Quá trình này sử dụng cao su thô từ bước 4 cùng với hỗn hợp chất độn. Mục đích là tạo ra một sản phẩm cao su hoàn chỉnh với các đặc tính mong muốn. Hoặc được sử dụng làm chất độn để tạo ra các đặc tính mới cho các polyme khác.
Đăng bởi: https://vietabinhdinh.edu.vn/
Chuyên mục: Lớp 11 , Hóa học 11
Nhớ để nguồn bài viết này: Điều chế cao su buna từ CH4 của website vietabinhdinh.edu.vn
Chuyên mục: Giáo dục