Structure de Bquellita, propriétés, objets et applications

La bakélite Il s'agit d'une résine polymère de fenol et de formaldéhyde, dont la définition exacte et chimique est celle d'un hydroxyde de polyaxibenzéthylène glycol. L'émergence et la commercialisation de ce matériel ont payé l'aube de l'ère du plastique; Il occupait et faisait partie des symphines d'objets domestiques, de cosmétiques, d'électricité et même de guerre.

Son nom est venu de son inventeur: le chimiste américain né en Belgique, Leo Baekeland, qui en 1907 a atteint la production et l'amélioration de ce polymère; puis a trouvé General Bakelite Company, en 1910. Au début, tout en modifiant les variables physiques impliquées, la bquellite consistait en un solide spongieux et fragile de peu de valeur.

Téléphone rétro fait avec le polymère Bquellita. Source: Pexels.

Après huit ans de travail en laboratoire, il a géré Thermostable, Avec une salle de valeur qui suit ses propriétés. C'était ainsi que Bquellita a remplacé d'autres matériaux plastiques d'origine naturelle; Le premier polymère purement artificiel est né.

Aujourd'hui, cependant, il a été remplacé par d'autres plastiques et se trouve principalement dans les accessoires ou les objets du XXe siècle. Par exemple, le téléphone d'image supérieur est formé par Bquellita, comme de nombreux objets d'une couleur noire similaire à celle-ci, ou de couleurs ambre ou blanches (ressemblant à l'ivoire)).

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Structure de bquellita

Entraînement

Formation d'une structure de réseau tridimensionnelle du polymère phénol-formaldéhyde, la bquellite. Source: Mache [domaine public].

Bquellita définie comme une résine polymère de fenol et de formaldéhyde, alors les deux molécules doivent former leur structure, unie d'une manière ou d'une autre; Sinon, ce polymère n'aurait jamais exprimé ses propriétés caractéristiques.

Le phénol se compose d'un groupe OH lié directement à un anneau de benzène; Tandis que le formaldéhyde est une molécule d'O = Cho₂ ou ch₂O (image supérieure). Le phénol est riche en électrons, car oh, bien qu'il attire les électrons vers lui-même, collabore également dans sa relocalisation à travers l'anneau aromatique.

Peut vous servir: poids équivalent

Étant riche en électrons, vous pouvez subir des attaques d'un électrophile (oreilles d'électrons); Comme par exemple, la molécule de Cho₂SOIT.

Selon que le milieu est acide (h⁺) ou basique (oh^-), l'attaque peut être électrophylique (le formaldéhyde attaque le phénol) ou nucléophile (le phénol attaque le formaldéhyde). Mais à la fin, Cho₂Ou remplacer un H du phénol pour devenir un groupe de méthylol, -ch₂Oh; -Ch₂Oh₂⁺ En milieu acide, ou -ch₂SOIT^- En milieu de base.

En supposant la demi-acide, le -ch₂Oh₂⁺ perd une molécule d'eau en même temps que l'attaque électrophylique d'un deuxième anneau phénolique se produit. Un pont de méthylène est ensuite formé, -ch₂- (bleu dans l'image).

Ortho et pour

Le pont méthylène ne rejoint pas deux anneaux phénoliques dans des positions arbitraires. Si la structure est observée, il peut être vérifié que les syndicats se trouvent dans des positions adjacentes et opposées au groupe OH; Ce sont, des positions ortho et pour, respectivement. Ensuite, des substitutions ou des attaques sur l'O. de l'anneau phénolique se produisent dans ces positions.

Réseau à trois dimensions

Se souvenir des hybridations chimiques, le carbone des ponts méthylniques est SP³; Par conséquent, c'est un tétraèdre qui place ses liens ou en dessous du même plan. Par conséquent, les anneaux ne se trouvent pas dans le même plan et leurs visages ont des orientations différentes dans l'espace:

Segment de structure en trois dimensions de Bquellita. Source: Wikimedia Commons.

D'un autre côté, lorsque des substitutions ne se produisent que dans les positions -orto, une chaîne polymère est obtenue. Mais, à mesure que le polymère augmente par des positions - pour une sorte de maillage ou un réseau à trois dimensions d'anneaux phénoliques est établi.

Peut vous servir: polymères

Selon les conditions du processus, le réseau peut adopter une "morphologie gonflée", indésirable pour les propriétés plastiques. Plus il y a de compact, meilleur sera vos performances.

Propriétés

Ayant une bquellita alors en tant que réseau d'anneaux phénoliques unis par des ponts méthylniques, la raison de ses propriétés peut être comprise. Les principaux sont mentionnés ci-dessous:

-Il s'agit d'un polymère thermostable; c'est-à-dire une fois solidifié, il ne peut pas être moulé par la chaleur, même en obtenant plus de gâteau.

-Sa masse moléculaire moyenne est généralement très élevée, ce qui fait que les pièces de Bquellita sont considérablement plus lourdes par rapport à celles des autres plastiques de la même taille.

-Lorsqu'il frotte et augmente sa température, il dégage une odeur de formaldéhyde caractéristique (reconnaissance organoleptique).

-Une fois moulé, et comme il s'agit d'un plastique thermostable, il conserve sa forme et résiste à l'effet corrosif de certains solvants, augmente la température et rayures.

-C'est un conducteur moche de la chaleur et de l'électricité.

-Il émet un son caractéristique lorsque deux morceaux de bquellita sont touchés, ce qui aide à l'identifier qualitativement.

-Nouvellement synthétisé a une consistance résineuse et est brun. Lorsqu'il se solidifie, il acquiert différentes nuances de brun, jusqu'à ce qu'elle ne noircisse. Selon ce qui est rempli (amiante, bois, papier, etc.) Vous pouvez présenter des couleurs qui varient du blanc au jaune, au brun ou au noir.

Obtention

Pour obtenir la baquelita, un réacteur est d'abord requis lorsque le phénol est mélangé (pur ou à partir du tar de Hulla) et une solution de formaldéhyde concentrée (à 37%), en maintenant un rapport molaire / formaldéhyde égal à 1. La réaction de polymérisation commence par condensation (parce que l'eau est libérée, une petite molécule).

Le mélange est ensuite chauffé avec l'agitation et en présence d'un catalyseur acide (HCL, ZNCL₂, H₃Pote₄, etc.) ou de base (NH₃). Une résine brune est obtenue à laquelle plus de formaldéhyde est ajouté et chauffé à environ 150 ° C sous pression.

Peut vous servir: volume spécifique

Plus tard, la résine doit refroidir et se solidifier à l'intérieur d'un récipient ou d'un moule, accompagnée en plus du matériau de remplissage (déjà mentionné dans la section précédente), qui favorisera un certain type de texture et de couleurs souhaitables.

Applications

Planches en bois en plastique. Source: Varunjaran à l'anglais Wikipedia [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 3.0)]

Bquellita est le plastique d'Antonomasie de la première mi-temps et du milieu du siècle. Les téléphones, les boîtes de commande, les pièces d'échecs, la poignée des portes des véhicules, les dominos, les boules de piscine; Tout objet constamment soumis à des impacts ou des mouvements légers est fait de baquelita.

Parce que c'était un mauvais conducteur de chaleur et d'électricité, il a été utilisé comme plastique isolant dans des boîtes de circuits, comme composante de la radio, de l'ampoule, des avions et toutes sortes d'artefacts indispensables pendant les guerres mondiales.

Sa consistance solide était suffisamment attrayante pour la conception de boîtes sculptées et de bijoux. En termes d'ornementation, lorsque la salle de bain est mélangée avec le bois, une contexture en plastique est accordée à la seconde, avec laquelle des planches ou des tables composés ont été fabriqués pour la couverture des planchers (image supérieure) et des espaces domestiques.

Les références

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2. Isa Mary. (5 avril 2018). Archéologie et l'âge de la bakélite des plastiques dans la décharge de Brody. chou frisé. Récupéré de: campusarque.MSU.Édu
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