БАКЕЛИТ: СТРУКТУРА, СВОЈСТВА, ДОБИЈАЊЕ И ПРИМЕНА - ХЕМИЈА - 2025

Бакелит је полимерни смола фенола и формалдехида, прецизног хемијске дефиницији и представља хидроксид полиокибенцилетиленглицол. Појава и комерцијализација овог материјала обележила је зору ере пластике; окупирао је и био део безбројних кућних, козметичких, електричних, па чак и војних објеката.

Име је добило по проналазачу: америчком хемичару рођеном у Белгији, Лео Баекеланд, који је 1907. постигао производњу и унапређење овог полимера; затим је основао Генерал Бакелите Цомпани 1910. У почетку, док је модификовао физичке променљиве, бакелит се састојао од сунђерастог, крхког чврстог материјала мале вредности.

Ретро телефон израђен од бакелитног полимера. Извор: Пекелс.

После осам година рада у лабораторији, успео је да добије довољно чврст и термостабилни бакелит, са високим вредностима због својих својстава. Тако је бакелит заменио друге пластичне материјале природног порекла; рођен први чисто вештачки полимер.

Међутим, данас је замењена другом пластиком и налази се углавном у додацима или предметима из 20. века. На пример, телефон на горњој слици направљен је од бакелита, као и многи предмети сличне црној боји овој, или јантарне или беле (по изгледу подсећају на слоновачу).

Бакелитна структура

обука

Формирање тродимензионалне мрежне структуре фенол-формалдехидног полимера, бакелит. Извор: МаЦхе.

Ако је бакелит дефинисан као полимерна смола фенола и формалдехида, тада оба молекула морају да одговарају својој структури, на неки начин ковалентно спојени; у супротном, овај полимер никада не би показао своја карактеристична својства.

Фенол се састоји од ОХ групе повезане директно са бензонским прстеном; док формалдехида је молекул О = ЦХ ₂ или ЦХ ₂ О (топ имаге). Фенол је богат електронима због чињенице да ОХ, иако привлачи електроне према себи, такође доприноси њиховој делокализацији ароматичним прстеном.

Будући да је богат електроном, може га напасти електрофил (врста која гласи електроне); као на пример, ЦХ ₂ О молекула .

У зависности од тога да ли је мед кисели (Х ⁺ ) или базични (ОХ ^- ), напад може бити електрофилни (формалдехид напада фенол) или нуклеофилни (фенол напада формалдехид). Али на крају, ЦХ ₂ О замењује Х фенола постане метхилол групу, -ЦХ ₂ ОХ; -ЦХ ₂ ОХ ₂ ⁺ у киселој средини, или -ЦХ ₂ О ^{- у} базној средини.

Претпостављајући киселом медијуму, -ЦХ ₂ ОХ ₂ ⁺ изгуби молекул воде истовремено да електрофилна напад другог фенолна прстен долази. Метилен моста, -ЦХ ₂ - је потом формиран (обојена плаво на слици).

Орто замјене и пара

Метилен мост не веже два фенолна прстена на произвољним положајима. Ако се проматра структура, моћи ће се утврдити да ли су везе у суседним и супротним положајима од ОХ групе; ово су орто и пара положаји. Тада се на тим положајима дешавају супституције или напади или из фенолног прстена.

Тродимензионалност мреже

Ремемберинг хемијских хибридизације, угљеник од метилен мостова сп ³ ; према томе, то је тетраедар који своје везе поставља изван или испод исте равни. Сходно томе, прстенови не леже у истој равнини, а лица имају различита оријентација у простору:

Сегмент тродимензионалне структуре бакелита. Извор: Викимедиа Цоммонс.

С друге стране, када се супституције дешавају само у или у положајима, добија се полимерни ланац. Али, како полимер расте кроз -пара положаје, успоставља се врста мрежасте или тродимензионалне мреже фенолних прстенова.

У зависности од услова процеса, мрежа може усвојити „натечену морфологију“, непожељну за својства пластике. Што је компактнији, то ће боље изгледати као материјал.

Својства

Узимајући затим бакелит као мрежу фенолних прстенова спојених метилен мостовима, разлог његових својстава се може разумети. Главни су наведени у наставку:

-То је термосетни полимер; тј. Једном када се очврсне, не може се обликовати дејством топлоте, чак ни постати још лепљивији.

-Припречна молекулска маса је обично врло велика, што комаде бакелитног материјала чини знатно тежим у поређењу с другим пластичним масама исте величине.

-Кад се трља и његова температура расте, одаје карактеристичан мирис формалдехида (органолептичко препознавање).

-Кад је обликована, а пошто је термосет пластика, задржава облик и одолева корозивном деловању одређених растварача, повећања температуре и огреботина.

-То је ужасан проводник топлоте и електричне енергије.

-Пашује карактеристичан звук када се ударе два комада бакелита, што помаже да се квалитетно препознају.

-Сада синтетизован, има смоласту конзистенцију и смеђе је боје. Када се очврсне, он добија различите нијансе смеђе боје, све док не постане црн. У зависности од онога чиме се пуни (азбест, дрво, папир, итд.) Може да представља боје које варирају од беле до жуте, браон или црне.

Прибављање

Да би се добио бакелит, прво је потребан реактор где се мешају фенол (чист или из угљеног катрана) и концентровани раствор формалдехида (37%), одржавајући моларни однос фенола / формалмалдехида једнак 1. Реакција почиње полимеризације кондензацијом (јер вода, мали молекул) се ослобађа.

Смеша је затим загревана уз мешање и у присуству неке киселине (ХЦл, ЗнЦл ₂ , Х ₃ ПО ₄ , итд) или басиц (НХ ₃ ) катализатор . Добива се смеђа смола којој се додаје више формалдехида и под притиском се загрева на око 150 ° Ц.

Касније се смола охлади и очврсне у посуди или калупу, уз додатак материјалу за пуњење (који је већ поменут у претходном одељку), што ће погодовати одређеној врсти текстуре и пожељним бојама.

Апликације

Пластичне дрвене даске. Извор: ВарунРајендран на енглеској Википедији

Бакелит је најважнија пластика прве половине и средине 20. века. Телефони, командне кутије, шаховски комади, ручке на вратима возила, домине, билијар лопте; Сваки предмет који је стално изложен малом ударцу или покрету направљен је од бакелит.

Будући да је лош проводник топлоте и електричне енергије, коришћен је као изолациона пластика у кутијама кола, као компонента електричних система радија, сијалица, авиона и свих врста неопходних уређаја током светских ратова.

Његова чврста конзистенција била је довољно атрактивна за дизајн резбарених кутија и накита. Што се тиче украса, када се бакелит помеша са дрветом, други добија пластичну текстуру, са којом су израђене даске или композитне плоче за облагање пода (горња слика) и домаћих простора.

Референце

1. Универзитет Федерицо ИИ из Напуља, Италија. (сф) Фенол-формалдехидне смоле. Опоравак од: вхатисцхемистри.унина.ит
2. Иса Мари. (5. априла 2018.). Археологија и старост бакелитне пластике на депонији. Кељ. Опоравак од: цампусарцх.мсу.еду
3. Групе Одсека за хемијско образовање хемијског образовања. (2004). Припрема бакелита. Универзитет Пурдуе. Опоравак од: цхемед.цхем.пурдуе.еду
4. Бакелитегроуп 62. (сф). Структура. Опоравак од: бакелитегроуп62.вордпресс.цом
5. Википедиа. (2019). Бакелит. Опоравак од: ен.википедиа.орг
6. Боид Анди. (8. септембар 2016.). Лео Баекеланд и бакелит. Опоравак од: ух.еду
7. НИУ Тандон. (05. децембра 2017.). Светла, камера, бакелит! Уред за студентска питања домаћин је забавне и информативне филмске вечери. Опоравак од: Енгинееринг.ниу.еду