Plik bakelit jest polimerową żywicą fenolowo-formaldehydową, której dokładna i chemiczna definicja to wodorotlenek polioksybenzyloetylenoglikolu. Pojawienie się i komercjalizacja tego materiału zapoczątkowały erę plastiku; zajęty i był częścią niezliczonych przedmiotów gospodarstwa domowego, kosmetycznych, elektrycznych, a nawet wojskowych.
Jego nazwa pochodzi od jego wynalazcy: amerykańskiego chemika urodzonego w Belgii Leo Baekelanda, który w 1907 roku wyprodukował i udoskonalił ten polimer; a następnie założenie General Bakelite Company w 1910 r. Początkowo, podczas modyfikowania zmiennych fizycznych, bakelit składał się z gąbczastej i kruchej substancji stałej o niewielkiej wartości..
Po ośmiu latach pracy w laboratorium udało mu się uzyskać bakelitowy wystarczająco solidny i termostabilny, o wysokiej wartości ze względu na swoje właściwości. W ten sposób bakelit zastąpił inne tworzywa sztuczne pochodzenia naturalnego; narodził się pierwszy całkowicie sztuczny polimer.
Obecnie jednak został zastąpiony innymi tworzywami sztucznymi i występuje głównie w akcesoriach lub przedmiotach z XX wieku. Na przykład telefon na powyższym obrazku jest wykonany z bakelitu, podobnie jak wiele przedmiotów o podobnym czarnym kolorze do tego lub bursztynowym lub białym kolorze (wyglądem przypominającym kość słoniową).
Indeks artykułów
Definiując bakelit jako polimerową żywicę fenolu i formaldehydu, wówczas obie cząsteczki muszą dopasować swoją strukturę, w jakiś sposób połączone kowalencyjnie; w przeciwnym razie ten polimer nigdy nie wykazałby swoich charakterystycznych właściwości.
Fenol składa się z grupy OH połączonej bezpośrednio z pierścieniem benzenowym; podczas gdy formaldehyd jest cząsteczką O = CHdwa lub CHdwaO (górne zdjęcie). Fenol jest bogaty w elektrony, ze względu na to, że OH, choć przyciąga elektrony do siebie, współpracuje również w ich delokalizacji przez pierścień aromatyczny.
Ponieważ jest bogaty w elektrony, może zostać zaatakowany przez elektrofila (rodzaj głodnego elektronu); jak na przykład cząsteczka CHdwaLUB.
W zależności od tego, czy medium jest kwaśne (H.+) lub podstawowy (OH-), atak może być elektrofilowy (formaldehyd atakuje fenol) lub nukleofilowy (fenol atakuje formaldehyd). Ale w końcu chdwaO zastępuje H fenolu, aby stać się grupą metylolową, -CHdwaO; -CHdwaOdwa+ w środowisku kwaśnym lub -CHdwaLUB- w podstawowym medium.
Zakładając kwaśne środowisko, -CHdwaOdwa+ traci cząsteczkę wody w tym samym czasie, gdy następuje elektrofilowy atak drugiego pierścienia fenolowego. Następnie tworzy się mostek metylenowy, -CHdwa- (na zdjęciu w kolorze niebieskim).
Mostek metylenowy nie łączy dwóch pierścieni fenolowych w dowolnych pozycjach. Jeśli zaobserwuje się strukturę, będzie można zweryfikować, czy wiązania znajdują się w sąsiednich i przeciwnych pozycjach do grupy OH; są to odpowiednio pozycje orto i para. Tak więc w tych pozycjach zachodzą podstawienia lub ataki do lub z pierścienia fenolowego..
Przypominając hybrydyzacje chemiczne, węgiel mostków metylenowych to sp3; dlatego jest to czworościan, który umieszcza swoje wiązania na zewnątrz lub poniżej tej samej płaszczyzny. W konsekwencji pierścienie nie leżą w tej samej płaszczyźnie, a ich twarze mają różne orientacje w przestrzeni:
Z drugiej strony, gdy podstawienia występują tylko w pozycjach -orto, uzyskuje się łańcuch polimeru. Ale gdy polimer rośnie przez pozycje -para, tworzy się rodzaj siatki lub trójwymiarowej sieci pierścieni fenolowych..
W zależności od warunków procesu, sieć może przybrać „spęcznioną morfologię”, niepożądaną ze względu na właściwości tworzywa sztucznego. Im bardziej jest zwarty, tym lepiej będzie działał jako materiał.
Przyjmując zatem bakelit jako sieć pierścieni fenolowych połączonych mostkami metylenowymi, można zrozumieć przyczynę jego właściwości. Najważniejsze z nich wymieniono poniżej:
-Jest to polimer termoutwardzalny; to znaczy, raz zestalony nie może być uformowany pod wpływem ciepła, a nawet staje się jeszcze bardziej zbrylony.
-Jego średnia masa cząsteczkowa jest zwykle bardzo wysoka, co sprawia, że kawałki bakelitu są znacznie cięższe w porównaniu z innymi tworzywami sztucznymi o tej samej wielkości..
-Po potarciu i wzroście temperatury wydziela charakterystyczny zapach formaldehydu (rozpoznanie organoleptyczne).
-Po uformowaniu i będąc termoutwardzalnym tworzywem sztucznym, zachowuje swój kształt i jest odporny na korozyjne działanie niektórych rozpuszczalników, wzrost temperatury i zarysowania..
-To kiepski przewodnik ciepła i elektryczności.
-Po uderzeniu dwóch kawałków bakelitu emituje charakterystyczny dźwięk, który pomaga zidentyfikować go jakościowo.
-Niedawno zsyntetyzowany ma żywiczną konsystencję i jest koloru brązowego. Gdy zastygnie, przybiera różne odcienie brązu, aż stanie się czarny. W zależności od tego, czym jest wypełniony (azbest, drewno, papier, itp.) Może przybierać kolory od białego do żółtego, brązowego lub czarnego..
Aby otrzymać bakelit, najpierw potrzebny jest reaktor, w którym miesza się fenol (czysty lub ze smoły węglowej) i stężony roztwór formaldehydu (37%), utrzymując stosunek molowy fenol / formaldehyd równy 1. Reakcja rozpoczyna się polimeryzację poprzez kondensację (ponieważ woda, mała cząsteczka).
Następnie mieszaninę ogrzewa się, mieszając, w obecności kwasowego katalizatora (HCl, ZnCldwa, H.3PO4, itp.) lub podstawowe (NH3). Uzyskuje się brązową żywicę, do której dodaje się więcej formaldehydu i ogrzewa się ją pod ciśnieniem do około 150 ° C..
Później żywica jest schładzana i zestalana w pojemniku lub formie, wraz z dodatkiem materiału wypełniającego (już wspomnianego w poprzednim rozdziale), który będzie sprzyjał pewnemu rodzajowi tekstury i pożądanym kolorom..
Bakelit to kwintesencja plastiku pierwszej połowy i połowy XX wieku. Telefony, skrzynki dowodzenia, figury szachowe, klamki do drzwi pojazdów, kostki domino, kule bilardowe; każdy przedmiot stale poddawany niewielkim uderzeniom lub ruchom jest wykonany z bakelitu.
Ponieważ jest słabym przewodnikiem ciepła i elektryczności, był używany jako tworzywo izolacyjne w skrzynkach elektrycznych, jako element układów elektrycznych radia, żarówek, samolotów i wszelkiego rodzaju niezbędnych urządzeń podczas wojen światowych..
Jego solidna konsystencja była wystarczająco atrakcyjna do projektowania rzeźbionych pudełek i biżuterii. Jeśli chodzi o dekorację, gdy bakelit jest mieszany z drewnem, drugi otrzymuje fakturę tworzywa sztucznego, z którego wykonano deski lub deski kompozytowe do pokrycia podłóg (górne zdjęcie) i pomieszczeń mieszkalnych..
Jeszcze bez komentarzy