Struktura, właściwości, uzyskiwanie i zastosowania Baquelita

Bakelit Jest to polimeryczna żywica fenolu i formaldehydu, której dokładna i chemiczna definicja jest definicja hydroksydu glikolu poliaksibenzetylenowego. Pojawienie się i komercjalizacja tego materiału zapłaciły zarania epoki plastycznej; Zajmował i był częścią symfin obiektów domowych, kosmetyków, elektrycznych, a nawet wojną.

Jego imię pochodzi od jego wynalazcy: amerykańskiego chemika urodzonego w Belgii, Leo Baekeland, który w 1907 r. Osiągnął produkcję i poprawę tego polimeru; a następnie znalazłem General Bakelite Company w 1910 roku. Początkowo, modyfikując zaangażowane zmienne fizyczne, baquelit składał się z gąbczastej i kruchej substancji solidnej o niewielkiej wartości.

Telefon retro wykonany z polimeru Baquelita. Źródło: Pexels.

Po ośmiu latach pracy w laboratorium zarządzał Termostabilne, Z halą wartościową po jego właściwościach. Tak było tak, aby Baquelita zastąpił inne plastikowe materiały o naturalnym pochodzeniu; Urodził się pierwszy czysto sztuczny polimer.

Dziś jednak został zastąpiony innymi tworzywami sztucznymi i występuje głównie w akcesoriach lub przedmiotach XX wieku. Na przykład Superior Image Telefon jest tworzony przez Baquelitę, podobnie jak wiele obiektów czarnego koloru podobnego do tego lub bursztynowych lub białych kolorów (przypominających kość słoniową)).

[TOC]

Struktura Baquelita

Szkolenie

Tworzenie trójwymiarowej struktury sieciowej polimeru fenolowego-formaldehydu, baquelitu. Źródło: Mache [domena publiczna].

Baquelita zdefiniowana jako polimerowa żywica fenolu i formaldehydu, wówczas obie cząsteczki muszą tworzyć swoją strukturę, zjednoczoną w jakiś sposób; W przeciwnym razie ten polimer nigdy nie wyraziłby swoich charakterystycznych właściwości.

Fenol składa się z grupy OH połączonej bezpośrednio z pierścieniem benzenowym; Podczas gdy formaldehyd, jest cząsteczką O = CHO₂ lub Ch₂O (górny obraz). Fenol jest bogaty w elektrony, ponieważ OH, chociaż przyciąga elektrony do siebie, również współpracuje w przeniesieniu przez pierścień aromatyczny.

Może ci służyć: równoważna waga

Będąc bogatym w elektrony, możesz ponieść ataki z elektrofil (uszy elektronów); Jak na przykład, cząsteczka Cho₂ALBO.

W zależności od tego, czy pożywka to kwas (h⁺) lub podstawowe (och^-), atak może być elektrofilowy (formaldehyd atakuje fenol) lub nukleofilowy (fenol atakuje formaldehyd). Ale ostatecznie Cho₂Lub zastąp h fenolu, aby stać się grupą metylolu, -ch₂Oh; -Ch₂Oh₂⁺ W kwaśnym pożywce lub -ch₂ALBO^- W podstawowym medium.

Zakładając pół kwasu, -ch₂Oh₂⁺ traci cząsteczkę wody w tym samym czasie, w którym zachodzi atak elektrofiliczny drugiego pierścienia fenolowego. Następnie powstaje most metylenowy, -ch₂- (niebieski na obrazie).

Ortho i dla

Most metylenowy nie łączy dwóch pierścieni fenolowych w dowolnych pozycjach. Jeśli obserwuje się strukturę, można zweryfikować, że związki znajdują się w sąsiednich i przeciwnych pozycjach do grupy OH; Są to odpowiednio pozycje orto. Następnie podstawy lub ataki na O. z pierścienia fenolowego występują w tych pozycjach.

Sieć trzy -wymiarowość

Pamiętając hybrydyzacje chemiczne, węgiel mostów metylowych to sps³; Dlatego jest to tetrahedron, który umieszcza swoje linki lub poniżej tej samej płaszczyzny. W związku z tym pierścienie nie leżą w tej samej płaszczyźnie, a ich twarze mają różne orientacje w przestrzeni:

Trzy wymiarowy segment struktury Baquelity. Źródło: Wikimedia Commons.

Z drugiej strony, gdy podstawienia występują tylko w pozycjach -orto, uzyskuje się łańcuch polimeryczny. Ale w miarę, jak polimer rośnie według pozycji -do formy, ustalono rodzaj siatki lub trzywymiarową sieć pierścieni fenolowych.

Może ci służyć: polimery

W zależności od warunków procesu sieć może przyjąć „spuchniętą morfologię”, niepożądaną dla nieruchomości plastikowych. Im bardziej kompaktowy, tym lepsza będzie Twoja wydajność.

Nieruchomości

Mając Baquelitę Następnie jako sieć pierścieni fenolowych zjednoczonych przez mosty metylowe, przyczynę jej właściwości można zrozumieć. Główne są wspomniane poniżej:

-Jest to termostabilny polimer; To jest, po utrwaleniu, nie można go uformować przez ciepło, nawet zdobywając więcej ciasta.

-Jego średnia masa cząsteczkowa jest zwykle bardzo wysoka, co powoduje, że kawałki Baquelita są znacznie cięższe w porównaniu z innymi tworzywami sztucznymi tego samego rozmiaru.

-Kiedy pociera się i zwiększa swoją temperaturę, wydziela charakterystyczny zapach formaldehydu (rozpoznawanie organy).

-Po uformowaniu, a ponieważ jest to termostabilne tworzywo sztuczne, zachowuje swój kształt i odpiera korozyjne działanie niektórych rozpuszczalników, temperatura wzrasta i zarysowuje.

-Jest to kiepski przewodnik ciepła i prądu.

-Emituje charakterystyczny dźwięk, gdy uderzono dwa kawałki Baquelita, co pomaga zidentyfikować go jakościowo.

-Nowo zsyntetyzowane ma żywiczną konsystencję i jest brązowy. Kiedy zestala się, nabywa różne odcienie brązu, aż do czerpienia. W zależności od tego, co jest wypełnione (azbest, drewno, papier itp.) Możesz przedstawić kolory, które różnią się od białego do żółtego, brązowego lub czarnego.

Uzyskanie

Aby uzyskać Baquelita, najpierw wymagany jest reaktor, gdy fenol jest mieszany (czysty lub z smoły Hulla) i stężonego roztworu formaldehydu (przy 37%), utrzymując stosunek molowy/stosunek formaldehydu równy 1 1. Reakcja polimeryzacji rozpoczyna się od kondensacji (ponieważ woda jest uwalniana, mała cząsteczka).

Mieszaninę następnie ogrzewa się mieszaniem i w obecności katalizatora kwasowego (HCl, ZnCl₂, H₃PO₄, itp.) lub podstawowe (NH₃). Uzyskuje się brązową żywicę, do której dodaje się więcej formaldehydu i ogrzewana około 150 ° C pod ciśnieniem.

Może ci służyć: określony objętość

Później żywica ma ostygnąć i zestalić się w pojemniku lub formie, towarzyszy oprócz materiału wypełniającego (już wspomnianego w poprzedniej sekcji), który będzie sprzyjać określonego rodzaju tekstury i pożądanych kolorów.

Aplikacje

Plastikowe drewniane deski. Źródło: Varunjaran w angielskiej Wikipedii [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0)]

Baquelita jest plastikiem według antonomazji pierwszej połowy i w połowie lat dwudziestych. Telefony, pola dowodzenia, szachy, uchwyt drzwi pojazdów, domino, kulki basenowe; Każdy obiekt stale poddawany łagodnym skutkom lub ruchom jest wykonany z Baquelita.

Ponieważ był to zły przewodnik ciepła i prądu, był używany jako izolacyjny plastik w skrzynkach obwodowych, jako element radia, żarówki, samolotów i wszelkiego rodzaju niezbędnych artefaktów podczas wojen światowych.

Jego solidna konsystencja była wystarczająco atrakcyjna do projektowania rzeźbionych pudeł i sklepów z biżuterią. Pod względem ozdoby, gdy łazienka jest zmieszana z drewnem, do drugiego kontekstu plastikowego jest przyznawana, z którą produkowano złożone deski lub tabele pod względem pokrycia podłóg (obrazy) i przestrzeni domowych).

Bibliografia

1. University Federico II z Neapolu, Włochy. (S.F.). Żywice fenolowe-formaldehydu. Odzyskane z: Whatischemistry.Nieznane.Przedmiot
2. Isa Mary. (5 kwietnia 2018 r.). Archeologia i wiek Bakelite z tworzyw sztucznych w zrzucie Brody. Jarmuż. Odzyskane z: kampusarch.MSU.Edu
3. College of Science Chemical Education Groups. (2004). Przygotowanie bakelitu. Purdue University. Źródło: chemed.Chem.Purdue.Edu
4. Bakelitegroup 62. (S.F.). Struktura. Odzyskane z: bakelitegroup62.WordPress.com
5. Wikipedia. (2019). Bakelit. Źródło: w:.Wikipedia.org
6. Boyd Andy. (8 września 2016 r.). Leo Baekeland i Bakelite. Odzyskane z: uh.Edu
7. NYU Tandon. (5 grudnia 2017 r.). Lightts, kamera, bakelit! Office of Student Affairs organizuje zabawną i pouczającą noc filmową. Odzyskany z: inżynieria.NYU.Edu