OBTENCIÓ DEL NEOPRÈ
Enviado por Irene Gómez de la Cruz • 9 de Mayo de 2022 • Trabajos • 1.454 Palabras (6 Páginas) • 64 Visitas
OBTENCIÓ DEL NEOPRÈ
[pic 1]
UN POLÍMER SINTÈTIC
[pic 2]
Assignatura: Obtenció i
Processament de Materials
Nom i cognom: Irene Gómez
Professor: Antonio Roca
- INICIS DEL NEOPRÈ
El neoprè és un material polimèric elastòmer sintètic semblant al cautxú amb excel·lent comportament davant un ampli rang de temperatures. Aquest va ser desenvolupat per primera vegada a Amèrica a l’abril del 1930. De fet, el neoprè va ser el primer material sintètic inventat per Reverend Julius Nieuwland, un professor de química de la Universitat de Notre Dame i patentat per l’empresa DuPont. Inicialment aquest material prenia el nom de DuPrene però per evitar que certs fabricants de mala qualitat embrutessin la reputació del producte, l’empresa DuPont va decidir només fabricar per a la marca DuPrene. Al 1937 van posar-li el nom actual de neoprè. Un dels inconvenients i com a conseqüència una poca comercialitat d’aquest material era la seva mala olor, així que van treballar en un nou procés per modificar la seva estructura i eliminar els subproductes que causaven aquesta olor.
- OBTENCIÓ DEL NEOPRÈ
Com hem dit anteriorment, el neoprè és un tipus de material polimèric i per tant la seva estructura està determinada per la química orgànica característica de la família dels polímers. Un polímer és una llarga molècula anomenada macromolècula feta de substàncies naturals o sintètiques composta per unitats estructurals repetides també conegudes com a monòmers. Els polímers formen part de molts organismes vius però també constitueixen materials plàstics o inclús s’utilitzen com a reforç per a materials com per exemple el vidre o el paper.
El neoprè és un derivat del petroli, més concretament el butadiè, emprat en un dels processos per a la obtenció del cloroprè.
En el cas del neoprè, la polimerització es porta a terme a partir del monòmer del cloroprè. El cloroprè és un compost orgànic (2-clorobutà-1,3-diè) amb fórmula molecular C4H5Cl, aquest és un cloroalquè que com el seu propi nom indica i conté dos dobles enllaços als carbonis 1 i 3 i un àtom de clor unit al segon carboni. Aquest compost orgànic no el trobem com a tal a la natura i per tant hem de portar a terme un dels dos processos descrits a continuació per arribar a obtenir cloroprè. Un d’ells és l’anomenat síntesi acetilènica. Aquest procés consta de dimeritzar l’acetilè (és a dir fer reaccionar dos compostos idèntics d’acetilè) per donar vinilacetilè el qual es combina posteriorment amb clorur d’hidrogen (HCl) per produir clorobutà-1,2-diè el qual en presència de clorur de coure (CuCl) es reorganitza per donar el monòmer del cloroprè que necessitem primerament per obtenir el nostre material final.
[pic 3]
(2 molècules d’acetilè) (vinilacetilè) (clorobutà-1,2-diè)
L’altre procés per aconseguir cloroprè és el que s’utilitza actualment ja que no cal tan consum energètic com en el descrit anteriorment i per tant és més favorable. En aquesta síntesi s’utilitza el butadiè i es produeix en tres etapes. En la primera etapa, anomenada cloració, se li afegeix un àtom de clor al compost buta-1,3-diè per obtenir 3,4-diclorobut-1-è i els isòmers cis i trans del 1,4-diclor-2-butè. La segona etapa anomenada isomerització, es dona un cop tenim un dels productes de la reacció anterior (l’1-4-diclor-2-butè) i el fem reaccionar amb un catalitzador (coure metàl·lic o clor cuprós) per portar a terme la reacció ce isomerització. Finalment, en el procés de deshidrohalogenació, se li elimina un àtom d’hidrogen del carboni 3 i un altre àtom de clor del carboni 4 formant-se un doble enllaç entre els carbonis 3 i 4, finalment obtenim cloroprè. [pic 4][pic 5]
[pic 6]
El monòmer del cloroprè és altament reactiu (amb una calor de reacció exotèrmica de 62,8 a 75,3 kJ/mol) ja que conté un àtom de clor el qual és molt electronegatiu i per tant facilita la adició de radicals al monòmer. Aquest polímer es porta fins a la seva temperatura de fusió (T=-130 ºC) i quan aquest es troba en estat líquid se li afegeixen varis agents escumosos i pigments de carboni.
El cloroprè es polimeritza per crear policloroprè mitjançant un procés d’emulsió amb l’ajuda d’un catalitzador com poden ser els radicals lliures. La polimerització per emulsió suposa la dispersió de gotes del monòmer en fase aquosa fent-lo reaccionar amb persulfat de potassi, nucleòfils bifuncionals, òxids metàl·lics i tiourees per a que el monòmer sigui capaç de compactar-se i crear les cadenes polimèriques de pH entre 20 i 12 de policloroprè o més conegut com a neoprè. Posteriorment, se li realitza un procés de vulcanització al policloroprè. La vulcanització és un procés químic per a la conversió de polímers en polímers més duradors mitjançant l’addició d’altres compostos per a millorar les seves propietats tenint en compte la seva utilitat final. Per exemple, se li afegeixen òxids de metall (MgO, ZnO i PbO) o sofre al monòmer per fer augmentar el seu pes molecular, per entrecreuar les seves cadenes, fer-lo insoluble...
...