Điều chế cao su buna từ CH4
Điều chế cao su buna từ CH4 được VnDoc sưu tầm và tổng hợp lí thuyết trong chương trình giảng dạy môn Hóa học lớp 11. Hi vọng rằng đây sẽ là những tài liệu hữu ích trong công tác giảng dạy và học tập của quý thầy cô và các bạn học sinh.
Lưu ý: Nếu bạn muốn Tải bài viết này về máy tính hoặc điện thoại, vui lòng kéo xuống cuối bài viết.
Phương trình điều chế cao su buna từ CH4
Câu hỏi: Phương trình điều chế cao su buna từ CH4
Trả lời:
Dưới đây là các chuỗi phản ứng điều chế cao su buna từ CH4:
I. Định nghĩa
- Định nghĩa: Polibutađien là một loại cao su tổng hợp, là polime được hình thành từ phản ứng trùng hợp của monome buta-1,3-đien.
- Công thức phân tử: (C4H6)n
- Công thức cấu tạo: -[-CH2-CH=CH-CH2-]-
- Tên gọi: Polibutađien
- Kí hiệu: BR
II. Tính chất vật lí & nhận biết
- Cao su buna có tính đàn hồi và độ bền kém cao su thiên nhiên
III. Công thức hóa học và quá trình tổng hợp
Công thức hóa học cao su buna
Cao su Buna là một polymer không bão hòa của các monome butadien khác nhau (1,2-butadiene và 1,3-butadien). Các monome butadien được liên kết với nhau qua các liên kết cis, trans và vinyl.
Công thức hóa học
Quá trình tổng hợp cao su buna
1,3-Butadiene Polymerization
Quá trình trùng hợp cao su buna là quá trình tạo các liên kết carbon-carbon giữ các monome 1,3-butadien để tạo ra một phân tử chuỗi polymer dài hơn nhiều.
Xét về khả năng kết nối của chuỗi polymer, các monome 1,3-butadiene có thể trùng hợp theo ba cách khác nhau là cis, trans và vinyl.
Liên kết cis tạo ra sự uốn cong trong chuỗi polymer, tạo ra các vùng vô định hình tạo ra tính đàn hồi cao của Cao su buna.
Liên kết trans tạo ra các liên kết giữ khá thẳng, tạo thành các chuỗi polymer cố định, tăng tính ổn định của chuỗi polymer.
Liên kết vinyl thường chỉ xuất hiện với tỷ lệ vài phần trăm so với liên kết cis và trans. Ít ảnh hưởng đến tính chất của chuỗi polymer.
Trong phản ứng trùng hợp các chuỗi polymer, cả hai liên kết đôi cis và trans sẽ hình thành theo tỷ lệ phần trăm phụ thuộc vào nhiệt độ và các chất xúc tác.
IV. Quy trình sản xuất và điều chế cao su Buna
Có nhiều qui trình sản xuất cao su buna, tuy nhiên sự khác biệt chủ yếu của những qui trình này là chất độn. Chất độn được thêm vào trong quá trình sản xuất sẽ quyết định những đặc tính đặc biệt của cao su buna.
Bước 1: Trộn tạo hỗn hợp cho phản ứng tạo polymer.
Hỗn hợp các monome butadien (1,3-butadiene, 1,2-butadiene được nhũ hóa từ dầu mỏ). Các chất kích hoạt tạo gốc và chất xúc tác được thêm vào các bể phản ứng.Các bể phản ứng này chứa nước với vai trò là môi trường cho phản ứng tổng hợp polymer.
Bước 2: Quá trình gia nhiệt cho phản ứng tổng hợp các nhánh mono polymer.
Bể phản ứng được gia nhiệt từ 30 đến 40°C nhằm thúc đẩy sự hình thành các nhánh mono polymer (hình thành liên kết cis và trans).
1,3-butadiene + 1,3-butadien + 2-propenenitrile + 1,3-butadiene + 1,2-butadiene → nitrile butadien
Quá trình phản ứng tạo ra các mono polymer thường từ 5 đến 12 giờ, với hiệu suất khoảng 70% các thành phần nguyên liệu sẽ được tổng hợp thành các chuỗi polymer.
Bước 3: Kích thích phản ứng tạo mono polymer nhằm tối ưu hiệu suất.
Hai hoạt chất dimethyldithiocarbamate hay diethyl hydroxylamine sẽ được thêm vào bể phản ứng, thúc đẩy phản ứng của 30% thành phần còn lại. Các thành phần không phản ứng sẽ bị loại bỏ thông qua hơi nước. Hiệu suất tổng hợp các mono polymer thường đạt gần 100%, sau khi thu hồi các mono polymer này sẽ được lọc để loại bỏ các chất rắn không mong muốn.
Bước 4: Ổn định các chuỗi polymer thành phẩm.
Sản phẩm này sẽ được chuyển qua bể trộn, nơi nó được ổn định bằng các chất chống oxy hóa. Sau đó được đông tụ bằng canxi nitrat (Buna – N), hay nhôm sunfat (Buna – S). Các chất đông tụ dư sẽ được rửa và sấy khô tạo ra sản phẩm cuối cùng là Cao su Buna nguyên liệu.
Bước 5: Sản xuất các thành phẩm cao su buna.
Quá trình này sử dụng cao su nguyên liệu từ bước 4 cùng với hỗn hợp các chất độn. Mục đích tạo ra các sản phẩm cao su hoàn thiện mang những đặc tính mong muốn. Hoặc được sử dụng làm chất độn để tăng tính chất mới cho các loại polymer khác.
-------------------------------------------
Như vậy VnDoc đã giới thiệu các bạn tài liệu Điều chế cao su buna từ CH4. Mời các bạn tham khảo thêm tài liệu: Giải bài tập Hóa học lớp 11, Giải SBT Hóa Học 11, Trắc nghiệm Hóa học 11, Tài liệu học tập lớp 11
