בקליט הוא שרף פולימרים של פנול פורמלדהיד, ההגדרה הכימית המדויקת הוא polioxibenciletilenglicol הידרוקסידי. הופעתו ומסחורו של חומר זה סימנו את שחר עידן הפלסטיק; הוא תפס והיה חלק מאינספור חפצים ביתיים, קוסמטיים, חשמליים ואפילו צבאיים.
שמו הגיע מממציאו: הכימאי האמריקני יליד בלגיה, ליאו בקלנד, שבשנת 1907 השיג ייצור ושיפור של פולימר זה; ואז הקים את החברה הכללית של בקליט בשנת 1910. בהתחלה, תוך כדי שינוי המשתנים הפיזיים המעורבים, בקליט היה מוצק ספוגי ושביר בעל ערך מועט.
טלפון רטרו עשוי פולימר בקליט. מקור: Pexels.
לאחר שמונה שנים של עבודה במעבדה, הוא הצליח להשיג בקליט חזק ויציב למדי, עם ערך גבוה בגלל תכונותיו. לפיכך, בקליט החליפה חומרים פלסטיים אחרים ממקור טבעי; הפולימר המלאכותי הראשון נולד.
אולם בימינו הוא הוחלף בפלסטיקים אחרים והוא נמצא בעיקר באביזרים או חפצים מהמאה ה -20. לדוגמא, הטלפון שבתמונה למעלה עשוי מבקליט, כמו גם חפצים רבים בצבע שחור דומה לזה, או ענבר או לבן (דומה לשינוי שנהב במראה).
מבנה בקליט
הַדְרָכָה
גיבוש מבנה תלת ממדי מסוג רשת של פולימר פנול-פורמלדהיד, בקליט. מקור: MaChe.
הגדיר את בקליט כמו שרף פולימרי של פנול ופורמלדהיד, ואז שתי המולקולות צריכות להתאים את המבנה שלהן, מקושרות בצורה קוולנטית בדרך כלשהי; אחרת, פולימר זה לעולם לא היה מציג את תכונותיו האופייניות.
פנול מורכב מקבוצת OH המקושרת ישירות לטבעת בנזן; ואילו פורמלדהיד הוא מולקולה של O = CH 2 או CH 2 O (תמונה עליונה). פנול עשיר באלקטרונים, בשל העובדה ש- OH, אף שהוא מושך אלקטרונים לעבר עצמו, תורם גם למיקום שלהם על ידי הטבעת הארומטית.
בהיותו עשיר באלקטרונים, הוא יכול להיות מותקף על ידי אלקטרופיל (מין רעב אלקטרונים); כמו למשל מולקולת CH 2 O.
תלוי אם המדיום הוא חומצי (H + ) או בסיסי (OH - ), ההתקפה יכולה להיות אלקטרופילית (פורמלדהיד תוקף את הפנול) או נוקלאופילית (הפנול תוקף פורמלדהיד). אבל בסופו של דבר, את CH 2 O מחליף H של פנול להפוך לקבוצה methylol, -CH 2 OH; -CH 2 OH 2 + במדיום חומצי, או -CH 2 O - במדיום בסיסי.
בהנחה שמדיום חומצי, -CH 2 OH 2 + מאבד מולקולת מים במקביל להתרחשות ההתקפה האלקטרופילית של טבעת פנולית שנייה. לאחר מכן נוצר גשר מתילן, -CH 2 - (בצבע כחול בתמונה).
תחליפי אורתו ופרה
גשר המתילן אינו קושר שתי טבעות פנוליות בתנוחות שרירותיות. אם המבנה נצפה, ניתן יהיה לוודא שהקשרים נמצאים בתנוחות סמוכות והפוכות לקבוצת OH; אלה עמדות אורטו ופרה, בהתאמה. לאחר מכן, תחליפים או התקפות לטבעת הפנולית או ממנה מתרחשים במיקומים אלה.
תלת מימד של הרשת
בזיכרון ההכלאות הכימיות, הפחמן של גשרי המתילן הוא sp 3 ; לכן זהו טטרהדרון שממקם את קשריו מחוץ לאותו מישור. כתוצאה מכך הטבעות אינן שוכבות באותו מישור, ופניהן מכוונות שונות במרחב:
קטע המבנה התלת מימדי של בקליט. מקור: Wikimedia Commons.
לעומת זאת, כאשר התחליפים מתרחשים רק בתנוחות-חוץ, מתקבלת שרשרת פולימרית. אך ככל שהפולימר גדל בתנוחות-הפרעה, נוצרת מעין רשת או רשת תלת מימדית של טבעות פנוליות.
בהתאם לתנאי התהליך, הרשת יכולה לאמץ "מורפולוגיה נפוחה", שאינה רצויה לתכונות הפלסטיק. ככל שהוא קומפקטי יותר, כך הוא יבצע כחומר טוב יותר.
נכסים
אם ניתן להשתמש בבקליט כרשת של טבעות פנוליות שאליהן מצטרפות גשרי מתילן, ניתן להבין את הסיבה לתכונותיה. העיקריים מוזכרים להלן:
-זה פולימר אטום-תרמו; כלומר, לאחר שהתמצקה, לא ניתן לעצב אותו על ידי השפעת החום, ואפילו להפוך למעט יותר.
מסה מולקולרי ממוצע הוא בדרך כלל גבוה מאוד, מה שהופך את חלקי Bakelite לכבדים במידה ניכרת בהשוואה לפלסטיקים אחרים באותו גודל.
-כשהוא משפשף וטמפרטורתו עולה הוא נותן ריח פורמלידהיד אופייני (זיהוי אורגנולפטי).
ברגע שעוצב, בהיותו פלסטיק תרמוסטי, הוא שומר על צורתו ומתנגד להשפעה המאכלת של ממסים מסוימים, עליית הטמפרטורה ושריטות.
זה מוליך נורא של חום וחשמל.
- משמיע צליל אופייני כשמופיעות שני קטעים של בקליט, מה שעוזר לזהות אותו באופן איכותי.
-סינתזה חדשה, היא בעלת עקביות שרף והיא בצבע חום. כאשר הוא מתמצק, הוא רוכש גוונים שונים של חום, עד שהוא משחיר. תלוי במה הוא ממלא (אסבסט, עץ, נייר וכו ') הוא יכול להציג צבעים המשתנים בין לבן לצהוב, חום או שחור.
להשיג
כדי להשיג בקליט, ראשית נדרש כור בו מערבבים פנול (טהור או מזפת פחם) ופתרון מרוכז של פורמלדהיד (37%), תוך שמירה על יחס מולארי של פנול / פורמלדהיד שווה ל 1. התגובה מתחילה של פילמור באמצעות עיבוי (מכיוון שמים, מולקולה קטנה) משתחרר.
לאחר מכן מחממים את התערובת תוך כדי בחישה ובנוכחות חומצה (HCl, ZnCl 2 , H 3 PO 4 וכו ') או זרז בסיסי (NH 3 ). מתקבל שרף חום אליו מתווסף פורמלדהיד נוסף והוא מחומם לסביבות 150 מעלות צלזיוס בלחץ.
בהמשך מקוררים את השרף ומתמצקים במיכל או בתבנית, מלווים בנוסף לחומר המילוי (שכבר הוזכר בסעיף הקודם), אשר יעדיף סוג מסוים של מרקם וצבעים נחשקים.
יישומים
קרשי עץ מפלסטיק. מקור: VarunRajendran בוויקיפדיה האנגלית
בקליט הוא הפלסטיק המובהק של המחצית הראשונה ואמצע המאה העשרים. טלפונים, תיבות פיקוד, כלי שחמט, ידיות דלתות לרכב, דומינו, כדורי ביליארד; כל חפץ הנתון ללא הפסקה או תנועה קלה עשוי מקליט.
מכיוון שמדובר במוליך גרוע של חום וחשמל, הוא שימש כפלסטיק מבודד בתיבות מעגלים, כמרכיב במערכות החשמל של מכשירי קשר, נורות, מטוסים, וכל מיני מכשירים הכרחיים במהלך מלחמות העולם.
העקביות המוצקה שלו הייתה אטרקטיבית מספיק לעיצוב קופסאות מגולפות ותכשיטים. מבחינת קישוטים, כאשר הבקלייט מעורבב עם העץ, השני מקבל מרקם פלסטי, איתו נעשו קרשים או לוחות מרוכבים לכיסוי הרצפות (תמונה עליונה) וחללים ביתיים.
הפניות
- האוניברסיטה פדריקו השנייה מנאפולי, איטליה. (sf). שרפים של פנול-פורמלדהיד. התאושש מ: whatischemistry.unina.it
- איסה מרי. (5 באפריל 2018). ארכיאולוגיה ועידן בקליטת הפלסטיק בציורי הברודי. קייל. התאושש מ: campusarch.msu.edu
- קבוצות אגף לחינוך כימי במכללה למדעים. (2004). הכנת בקליט. אוניברסיטת פרדו. התאושש מ: chemed.chem.purdue.edu
- Bakelitegroup 62. (sf). מִבְנֶה. התאושש מ: bakelitegroup62.wordpress.com
- ויקיפדיה. (2019). בקליט. התאושש מ: en.wikipedia.org
- בויד אנדי. (8 בספטמבר 2016). ליאו בקלנד ובייקליט. התאושש מ: uh.edu
- טנדון של ניו יורק. (05 בדצמבר 2017). אורות, מצלמה, בקליט! משרד לענייני סטודנטים מארח ליל קולנוע מהנה ואינפורמטיבי. התאושש מ: engineering.nyu.edu