Struttura Baquelita, Proprietà, Ottenimento e applicazioni

IL bachelite È una resina polimerica di fenolo e formaldeide, la cui definizione esatta e chimica è quella di un poliaxibenzetilene glicole idrossido. L'emergenza e la commercializzazione di questo materiale pagavano l'alba dell'era plastica; Occupò e faceva parte delle sinfine di oggetti domestici, cosmetici, elettrici e persino guerra.

Il suo nome venne dal suo inventore: il chimico americano nato in Belgio, Leo Baekeland, che nel 1907 raggiunse la produzione e il miglioramento di questo polimero; e poi trovò General Bakelite Company, nel 1910. Inizialmente, pur modificando le variabili fisiche coinvolte, il baquelite consisteva in un solido spugnoso e fragile di scarso valore.

Telefono retrò realizzato con il polimero Baquelita. Fonte: Pexels.

Dopo otto anni di lavoro in laboratorio, è riuscito Termostabile, Con una sala valori che segue le sue proprietà. Fu così che Baquelita sostituì altri materiali plastici di origine naturale; È nato il primo polimero puramente artificiale.

Oggi, tuttavia, è stato sostituito da altre materie plastiche e si trova principalmente negli accessori o negli oggetti del ventesimo secolo. Ad esempio, il telefono di immagine superiore è formato da Baquelita, come molti oggetti di colore nero simili a questo, o di colori ambra o bianchi (che ricordano l'avorio) l'aspetto).

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Struttura Baquelita

Formazione

Formazione di una struttura di rete tridimensionale del polimero fenolo-formaldeide, il baquelite. Fonte: mache [dominio pubblico].

Baquelita definita come una resina polimerica di fenolo e formaldeide, quindi entrambe le molecole devono formare la loro struttura, unita in qualche modo; Altrimenti, questo polimero non avrebbe mai espresso le sue proprietà caratteristiche.

Il fenolo è costituito da un gruppo OH collegato direttamente a un anello di benzene; Mentre la formaldeide, è una molecola di O = Cho₂ o ch₂O (Immagine superiore). Il fenolo è ricco di elettroni, perché OH, sebbene attira gli elettroni verso se stesso, collabora anche nel suo trasferimento attraverso l'anello aromatico.

Può servirti: peso equivalente

Essendo ricco di elettroni, puoi subire attacchi da un elettrofilo (orecchie di elettroni); Come ad esempio, la molecola di Cho₂O.

A seconda che il mezzo sia acido (h⁺) o base (oh^-), l'attacco può essere elettrofilo (la formaldeide attacca il fenolo) o nucleofilo (il fenolo attacca la formaldeide). Ma alla fine, Cho₂O sostituire una H del fenolo per diventare un gruppo di metilolo, -CH₂OH; -Ch₂OH₂⁺ In mezzo acido o -ch₂O^- Nel mezzo di base.

Supponendo mezzo acido, il -ch₂OH₂⁺ Perde una molecola d'acqua nello stesso momento in cui si verifica l'attacco elettrofilo di un secondo anello fenolico. Viene quindi formato un ponte di metilene, -CH₂- (blu nell'immagine).

Orto e per

Il ponte di metilene non si unisce a due anelli fenolici in posizioni arbitrarie. Se si osserva la struttura, si può verificare che i sindacati si trovino in posizioni adiacenti e opposte al gruppo OH; Queste sono posizioni orto e, rispettivamente. Quindi, in queste posizioni si verificano sostituzioni o attacchi all'O. dall'anello fenolico.

Network Three -Dimensionality

Ricordando ibridazioni chimiche, il carbonio dei ponti metilnici è SP³; Pertanto, è un tetraedro che pone i suoi collegamenti o al di sotto dello stesso piano. Di conseguenza, gli anelli non si trovano nello stesso piano e i loro volti hanno orientamenti diversi nello spazio:

Il segmento della struttura a tre dimensioni di Baquelita. Fonte: Wikimedia Commons.

D'altra parte, quando si verificano sostituzioni solo in posizioni -otter, si ottiene una catena polimerica. Ma, man mano che il polimero cresce in base alle posizioni, per una sorta di rete a mesh o a tre dimensioni di anelli fenolici.

Può servirti: polimeri

A seconda delle condizioni del processo, la rete può adottare una "morfologia gonfia", indesiderabile per le proprietà di plastica. Più compatto, migliore sarà la tua prestazione.

Proprietà

Avendo baquelita quindi come una rete di anelli fenolici uniti da ponti metilnici, la ragione delle sue proprietà può essere compresa. Quelli principali sono menzionati di seguito:

-È un polimero termostabile; cioè, una volta solidificato, non può essere modellato dal calore, anche ottenendo più torta.

-La sua massa molecolare media è generalmente molto elevata, il che fa sì che i pezzi di Baquelita siano notevolmente più pesanti rispetto a quelli di altre materie plastiche della stessa dimensione.

-Quando si strofina e aumenta la sua temperatura, emette un odore caratteristico di formaldeide (riconoscimento organolettico).

-Una volta modellato, e poiché è una plastica termostabile, mantiene la sua forma e resiste all'effetto corrosivo di alcuni solventi, la temperatura aumenta e graffi.

-È un pessimo conduttore di calore ed elettricità.

-Emette un suono caratteristico quando vengono colpiti due pezzi di baquelita, il che aiuta a identificarlo qualitativamente.

-Recentemente sintetizzato ha una coerenza resinosa ed è marrone. Quando si solidifica, acquisisce diverse sfumature di marrone, fino a quando non si annerirà. A seconda di ciò che è riempito (amianto, legno, carta, ecc.) Puoi presentare colori che variano da bianco a giallo, marrone o nero.

Ottenimento

Per ottenere la baquelita, è richiesto un reattore in cui il fenolo è miscelato (puro o dal catrame di tubazione) e una soluzione di formaldeide concentrata (al 37%), mantenendo un rapporto molare/rapporto formaldeide uguale a 1. La reazione di polimerizzazione inizia tramite condensa (perché l'acqua viene rilasciata, una piccola molecola).

La miscela viene quindi riscaldata con agitazione e in presenza di un catalizzatore acido (HCl, ZnCl₂, H₃Po₄, eccetera.) o base (NH₃). Si ottiene una resina marrone a cui viene aggiunta più formaldeide e riscaldata intorno a 150 ° C sotto pressione.

Può servirti: volume specifico

Successivamente, la resina deve raffreddare e solidificarsi all'interno di un contenitore o stampo, accompagnato oltre al materiale di riempimento (già menzionato nella sezione precedente), che favorirà un certo tipo di trama e colori desiderabili.

Applicazioni

Assi di legno di plastica. Fonte: Varunjaran in inglese Wikipedia [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0)]

Baquelita è la plastica di Antonomasia del primo tempo e della metà del secolo. I telefoni, le scatole di comando, i pezzi di scacchi, la maniglia delle porte dei veicoli, i domino, le palle della piscina; Qualsiasi oggetto costantemente sottoposto a impatti o movimenti lievi è fatto di Baquelita.

Poiché era un cattivo direttore di calore ed elettricità, è stato usato come plastica isolante nelle scatole di circuiti, come componente di radio, bulbo, aeroplani e tutti i tipi di artefatti indispensabili durante le guerre mondiali.

La sua solida consistenza era abbastanza attraente per il design di scatole e negozi di gioielli intagliati. In termini di ornamenti, quando il bagno è miscelato con il legno, è concessa una contesto di plastica al secondo, con cui sono state prodotte assi o tavoli composti per la copertura dei pavimenti (immagine superiore) e gli spazi domestici.

Riferimenti

1. Università Federico II di Napoli, Italia. (S.F.). Resine di fenolo-formaldeide. Recuperato da: Whatischemistry.Unine.Articolo
2. Isa Mary. (5 aprile 2018). Archeologia e Age of Plastics Bakelite nella discarica di Brody. cavolo. Recuperato da: Campusarch.MSU.Edu
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7. Nyu Tandon. (5 dicembre 2017). Lights, Camera, Bakelite! L'ufficio degli affari degli studenti ospita una serata di film divertente e informativa. Recuperato da: ingegneria.New York.Edu