The bakelit je polymerní fenol a formaldehydová pryskyřice, jejíž přesná a chemická definice je definována jako polyoxybenzylethylenglykolhydroxid. Vznik a komercializace tohoto materiálu znamenala úsvit éry plastu; obsazeno a bylo součástí nespočetných domácích, kosmetických, elektrických a dokonce i vojenských předmětů.
Jeho jméno pochází od jeho vynálezce: americký chemik narozený v Belgii, Leo Baekeland, který v roce 1907 dosáhl výroby a zdokonalení tohoto polymeru; a poté v roce 1910 založil společnost General Bakelite Company. Bakelit se nejprve modifikací zúčastněných fyzikálních proměnných skládal z houbovité a křehké pevné látky malé hodnoty..
Po osmi letech práce v laboratoři se mu podařilo získat dostatečně pevný bakelit a termostabilní, s vysokou hodnotou v důsledku svých vlastností. Bakelit tak nahradil jiné plastové materiály přírodního původu; narodil se první čistě umělý polymer.
V dnešní době však byl nahrazen jinými plasty a nachází se hlavně v doplňcích nebo předmětech z 20. století. Například telefon na obrázku výše je vyroben z bakelitu, stejně jako mnoho předmětů podobné černé barvy jako tato, nebo jantarové nebo bílé barvy (vzhledově připomínající slonovinu).
Rejstřík článků
Definovaný bakelit jako polymerní pryskyřice fenolu a formaldehydu, pak obě molekuly musí odpovídat své struktuře, kovalentně nějakým způsobem spojené; jinak by tento polymer nikdy neprojevil své charakteristické vlastnosti.
Fenol se skládá z OH skupiny navázané přímo na benzenový kruh; zatímco formaldehyd je molekula O = CHdva nebo CHdvaO (horní obrázek). Fenol je bohatý na elektrony, protože OH přitahuje elektrony k sobě, ale také spolupracuje na jejich přemístění aromatickým kruhem.
Jelikož je bohatý na elektrony, může na něj zaútočit elektrofil (jakýsi hladový elektron); jako například molekula CHdvaNEBO.
Podle toho, zda je médium kyselé (H+) nebo zásaditý (OH-), útok může být elektrofilní (formaldehyd napadá fenol) nebo nukleofilní (fenol napadá formaldehyd). Ale nakonec chdvaO nahrazuje H fenolu za methylolovou skupinu, -CHdvaACH; -CHdvaAchdva+ v kyselém prostředí nebo -CHdvaNEBO- v základním médiu.
Za předpokladu kyselého média, -CHdvaAchdva+ ztrácí molekulu vody ve stejnou dobu, kdy dochází k elektrofilnímu útoku druhého fenolového kruhu. Poté se vytvoří methylenový můstek, -CHdva- (na obrázku zbarvená modře).
Methylenový můstek nespojuje dva fenolové kruhy v libovolných polohách. Pokud je struktura pozorována, bude možné ověřit, že vazby jsou v sousedních a opačných polohách k OH skupině; jedná se o orto a para polohy. Na těchto pozicích tedy dochází k substitucím nebo útokům na nebo z fenolického kruhu..
Vzpomínáme si na chemické hybridizace, uhlík methylenových můstků je sp3; proto je to čtyřstěn, který umisťuje své vazby mimo nebo pod stejnou rovinu. V důsledku toho prsteny neležejí ve stejné rovině a jejich tváře mají různou orientaci v prostoru:
Na druhou stranu, když se substituce vyskytují pouze v polohách -orto, získá se polymerní řetězec. Ale jak polymer roste pozicemi -para, je vytvořena jakási síť nebo trojrozměrná síť fenolických kruhů..
V závislosti na podmínkách procesu může síť převzít „oteklou morfologii“, nežádoucí pro vlastnosti plastu. Čím je kompaktnější, tím lépe bude fungovat jako materiál.
Vezmeme-li tedy bakelit jako síť fenolových kruhů spojených methylenovými můstky, lze pochopit důvod jeho vlastností. Hlavní jsou uvedeny níže:
-Je to termosetový polymer; to znamená, že jakmile ztuhne, nemůže být formován účinkem tepla, dokonce ani ještě více upečený.
-Jeho průměrná molekulová hmotnost je obvykle velmi vysoká, díky čemuž jsou kusy bakelitu podstatně těžší ve srovnání s jinými plasty stejné velikosti..
-Když se otírá a jeho teplota stoupá, vydává charakteristický zápach formaldehydu (organoleptické rozpoznávání).
-Po vytvarování si jako termosetový plast zachovává svůj tvar a odolává korozivním účinkům určitých rozpouštědel, zvýšení teploty a poškrábání..
-Je to mizerný vodič tepla a elektřiny.
-Vydává charakteristický zvuk, když jsou zasaženy dva kusy bakelitu, což ho pomáhá kvalitativně identifikovat.
-Nedávno syntetizovaný, má pryskyřičnou konzistenci a je hnědé barvy. Když ztuhne, získává různé odstíny hnědé, dokud nezčerná. V závislosti na tom, čím je naplněn (azbest, dřevo, papír atd.), Může mít barvy, které se liší od bílé po žlutou, hnědou nebo černou..
K získání bakelitu je nejprve zapotřebí reaktor, kde se smísí fenol (čistý nebo z černouhelného dehtu) a koncentrovaný roztok formaldehydu (37%), přičemž se udržuje molární poměr fenolu a formaldehydu rovný 1. Reakce začíná polymerací kondenzací (protože voda, malá molekula).
Směs se poté zahřívá za míchání a v přítomnosti kyselého katalyzátoru (HCl, ZnCldva, H3PO4, atd.) nebo zásaditý (NH3). Získá se hnědá pryskyřice, do které se přidá více formaldehydu a směs se zahřívá na tlak asi 150 ° C..
Později se pryskyřice ochladí a ztuhne v nádobě nebo formě, doprovázené navíc k výplňovému materiálu (již zmíněnému v předchozí části), což zvýhodní určitý typ textury a žádoucí barvy..
Bakelit je podstatným plastem první poloviny a poloviny 20. století. Telefony, velitelské skříňky, šachové figurky, kliky dveří vozidel, domino, kulečníkové koule; jakýkoli předmět neustále vystavený mírným nárazům nebo pohybům je vyroben z bakelitu.
Protože je to špatný vodič tepla a elektřiny, používal se jako izolační plast v obvodových skříních, jako součást elektrických systémů rádií, žárovek, letadel a všech druhů nepostradatelných zařízení během světových válek..
Jeho pevná konzistence byla dostatečně atraktivní pro design vyřezávaných krabic a šperků. Pokud jde o výzdobu, když je bakelit smíchán se dřevem, druhá má plastickou texturu, pomocí které byly vyrobeny kompozitní prkna nebo desky pro pokrytí podlah (horní obrázek) a domácích prostor..
Zatím žádné komentáře