BAKALIT: YAPISI, ÖZELLIKLERI, ELDE EDILMESI VE UYGULAMALARI - KIMYA - 2024

Bakalit fenol ve formaldehit, kesin kimyasal tanımı bir polimerik reçine ve bir hidroksit polioxibenciletilenglicol olup. Bu malzemenin ortaya çıkışı ve ticarileştirilmesi, plastik çağının başlangıcına işaret etti; işgal etti ve sayısız ev, kozmetik, elektrik ve hatta askeri nesnenin bir parçasıydı.

İsmini mucitinden almıştır: 1907'de bu polimerin üretimini ve gelişimini başaran, Belçika doğumlu Amerikalı kimyager Leo Baekeland; Daha sonra 1910'da General Bakalite Company'yi kurdu. İlk başta, ilgili fiziksel değişkenleri değiştirirken, Bakalit çok az değere sahip süngerimsi ve kırılgan bir katıdan oluşuyordu.

Bakalit polimer ile yapılmış retro telefon. Kaynak: Pexels.

Laboratuvarda sekiz yıl çalıştıktan sonra, özellikleri nedeniyle yüksek bir değere sahip, yeterince sağlam ve ısıya dayanıklı bir Bakalit elde etmeyi başardı. Böylece Bakalit, doğal kaynaklı diğer plastik malzemelerin yerini aldı; tamamen yapay ilk polimer doğdu.

Ancak günümüzde yerini diğer plastikler almıştır ve esas olarak 20. yüzyıldan kalma aksesuarlarda veya nesnelerde bulunur. Örneğin, yukarıdaki resimdeki telefon, buna benzer siyah renkli veya kehribar veya beyaz (görünüşte fildişine benzeyen) birçok nesne gibi Bakalitten yapılmıştır.

Bakalit yapısı

Eğitim

Fenol-formaldehit polimeri, bakalitin üç boyutlu ağ tipi bir yapısının oluşumu. Kaynak: MaChe.

Bakalit fenol ve formaldehitin polimerik reçinesi olarak tanımlanır, bu durumda her iki molekül de bir şekilde kovalent olarak birleşmiş yapılarına uymalıdır; aksi takdirde, bu polimer hiçbir zaman karakteristik özelliklerini sergileyemezdi.

Fenol, doğrudan bir benzen halkasına bağlı bir OH grubundan oluşur; formaldehit O = CH bir molekül iken, ₂ ya da CH ₂ O (üst görüntü). Fenol, OH'nin elektronları kendine çekmesine rağmen aromatik halka tarafından yer değiştirmelerine de katkıda bulunduğu için elektronlar açısından zengindir.

Elektron bakımından zengin olduğundan, bir elektrofil (elektron aç türler) tarafından saldırıya uğrayabilir; örneğin, CH ₂ O molekülü .

Ortamın asidik (H ⁺ ) veya bazik (OH ^- ) olmasına bağlı olarak , saldırı elektrofilik (formaldehit saldırıları fenol) veya nükleofilik (fenol saldırısı formaldehit) olabilir. Ancak sonunda, CH ₂ Ç metilol grubu, -CH olmak için fenol H yerine ₂ -OH; -CH ₂ OH ₂ ⁺ asit ortamında veya -CH içinde ₂ O ^- , bazik ortamda.

Asidik ortam varsayıldığında, -CH ₂ OH ₂ ⁺ ikinci fenolik halka elektrofilik saldırı oluşur, aynı zamanda bir su molekülü kaybeder. Bir metilen köprüsü, -CH ₂ - daha sonra oluşan (resimde mavi renkli gibi).

Orto ve para ikameleri

Metilen köprüsü, keyfi pozisyonlarda iki fenolik halkayı bağlamaz. Yapı gözlenirse, bağların OH grubuna bitişik ve zıt pozisyonlarda olduğunu doğrulamak mümkün olacaktır; bunlar sırasıyla orto ve para pozisyonlarıdır. Daha sonra, bu pozisyonlarda fenolik halkaya veya bu halkadan ikame veya saldırılar meydana gelir.

Ağın üç boyutlu olması

Kimyasal hibridizasyonları hatırlayarak, metilen köprülerinin karbonu sp ^3'tür ; bu nedenle, bağlarını aynı düzlemin dışına veya altına yerleştiren bir tetrahedrondur. Sonuç olarak, halkalar aynı düzlemde yer almaz ve yüzleri uzayda farklı yönlere sahiptir:

Bakalitin üç boyutlu yapısının parçası. Kaynak: Wikimedia Commons.

Öte yandan, ikameler sadece -orto pozisyonlarında meydana geldiğinde, bir polimer zinciri elde edilir. Ancak, polimer hazır pozisyonlarda büyüdükçe, bir tür ağ veya üç boyutlu fenolik halka ağı kurulur.

İşlem koşullarına bağlı olarak ağ, plastiğin özellikleri açısından istenmeyen bir "şişmiş morfoloji" alabilir. Ne kadar kompakt olursa, malzeme olarak o kadar iyi performans gösterir.

Özellikleri

Bakaliti, metilen köprüleri ile birleştirilmiş fenolik halkalardan oluşan bir ağ olarak ele alırsak, özelliklerinin nedeni anlaşılabilir. Bunlardan başlıcaları aşağıda belirtilmiştir:

- Isıyla sertleşen bir polimerdir; yani, katılaştıktan sonra ısının etkisiyle kalıplanamaz, hatta daha da topaklanır.

-Ortalama moleküler kütlesi genellikle çok yüksektir, bu da Bakalit parçalarını aynı boyuttaki diğer plastiklere kıyasla önemli ölçüde daha ağır yapar.

- Sürüldüğünde ve sıcaklığı arttığında, karakteristik bir formaldehit kokusu verir (organoleptik tanıma).

-Kalıplandıktan sonra termoset plastik olduğundan şeklini korur ve belirli çözücülerin aşındırıcı etkisine, sıcaklık artışlarına ve çizilmelere karşı dayanıklıdır.

- Korkunç bir ısı ve elektrik iletkenidir.

-İki parça Bakalite vurulduğunda karakteristik bir ses çıkarır, bu da onun niteliksel olarak tanımlanmasına yardımcı olur.

-Yeni sentezlenmiş, reçineli kıvamda ve kahverengidir. Katılaştığı zaman, siyaha dönene kadar farklı kahverengi tonları kazanır. Neyle doldurulduğuna bağlı olarak (asbest, tahta, kağıt vb.) Beyazdan sarıya, kahverengiye veya siyaha kadar değişen renkler sunabilir.

edinme

Bakalit elde etmek için, önce fenol (saf veya kömür katranından) ile konsantre bir formaldehit çözeltisinin (% 37) karıştırıldığı ve Fenol / Formaldehit molar oranının 1'e eşit olduğu bir reaktör gereklidir. Reaksiyon başlar. yoğunlaşma yoluyla polimerizasyon (çünkü su, küçük bir molekül) açığa çıkar.

Karışım daha sonra karıştırma ile ve bir asit mevcudiyetinde ısıtılır (HCI, ZnC ₂ H ₃ PO ₄ , vs.) ya da bazik (NH ₃ ) katalizör . Daha fazla formaldehit ilave edilen kahverengi bir reçine elde edilir ve basınç altında yaklaşık 150 ° C'ye ısıtılır.

Daha sonra reçine, belirli bir doku türünü ve istenen renkleri tercih edecek olan dolgu malzemesine (önceki bölümde bahsedilmiştir) ek olarak bir kap veya kalıp içinde soğutulur ve katılaştırılır.

Uygulamalar

Plastik ahşap plakalar. Kaynak: VarunRajendran, İngilizce Wikipedia'da

Bakalit, ilk yarının ve 20. yüzyılın ortalarının mükemmel plastiğidir. Telefonlar, komut kutuları, satranç taşları, araç kapı kolları, domino taşları, bilardo topları; Sürekli olarak hafif bir darbeye veya harekete maruz kalan herhangi bir nesne Bakalitten yapılmıştır.

Zayıf bir ısı ve elektrik iletkeni olduğu için dünya savaşlarında radyo, ampul, uçak ve her türlü vazgeçilmez cihazların elektrik sistemlerinde bir bileşen olarak devre kutularında yalıtkan plastik olarak kullanılmıştır.

Sağlam kıvamı, oymalı kutuların ve mücevherlerin tasarımı için yeterince çekiciydi. Süsleme açısından bakalit ahşapla karıştırıldığında ikinciye plastik bir doku verilir, bununla zeminleri (üstteki resim) ve iç mekanları kaplamak için tahta veya kompozit levhalar yapılmıştır.

Referanslar

1. Napoli II. Federico Üniversitesi, İtalya. (Sf). Fenol-formaldehit reçineleri. Whatischemistry.unina.it adresinden kurtarıldı
2. Isa Mary. (5 Nisan 2018). Arkeoloji ve brody çöplüğündeki plastik bakalit çağı. Kale. Kurtarılan: campusarch.msu.edu
3. College of Science Chemical Education Division Groups. (2004). Bakalitin Hazırlanması. Purdue Üniversitesi. Kurtarıldı: chemed.chem.purdue.edu
4. Bakalit grubu 62. (sf). Yapısı. Bakelitegroup62.wordpress.com adresinden kurtarıldı
5. Vikipedi. (2019). Bakalit. En.wikipedia.org adresinden kurtarıldı
6. Boyd Andy. (8 Eylül 2016). Leo Baekeland ve bakalit. Kurtarıldığı yer: uh.edu
7. NYU Tandon. (5 Aralık 2017). Işıklar, Kamera, Bakalit! Öğrenci İşleri Daire Başkanlığı Eğlenceli ve Bilgilendirici Film Gecesi Düzenliyor. Kurtarıldı: engineering.nyu.edu