Gomma al polisolfuro
Buongiorno,

Questa gomma al polisolfuro è stata uno dei primi elastomeri sintetici, la cui preparazione venne menzionata per la prima volta nel dicembre 1927 da due giovani chimici del Midwest americano, tali J.C.Patrick e M.Mnookin. Per averne una descrizione dettagliata occorre però aspettare il brevetto US 1.854.423 rilasciato nell'aprile 1932. L’importanza della loro scoperta li portò poi a fondare una società, la Thiokol, il cui nome deriva dai due termini greci θείο e Κόλλα (zolfo e colla). Gli inizi furono tutt'altro che facili perché dovettero presto sloggiare a seguito delle proteste del vicinato infastidito dagli odori provenienti dalle lavorazioni, cosa che vi sarà altrettanto evidente durante e dopo la sintesi del polimero.

Reagenti:
- Fiori di zolfo
- 1,2-dicloroetano (CAS n° 107-06-2)
- Idrossido di sodio

Vetreria:
- Beker da 200 mL
- Agitatore magnetico riscaldante
- Termometro elettronico con sonda in inox

Procedura:
Introdurre nel beker 8 g di zolfo, 5 g di NaOH e 100 mL di acqua. Azionare l’agitatore magnetico e contemporaneamente iniziare a riscaldare il liquido portandolo a circa 80 °C. Dopo circa 20 minuti tutto lo zolfo passa in soluzione conferendo una colorazione marrone scuro. Nella soluzione risultante sono presenti polisolfuri e tiosolfato:

(2x+2)S + 6 NaOH → 2Na2Sx +Na2S2O3 + 3H2O

[Immagine: kbvhdeqsicx9validu_thumb.jpg]

Interrompere il riscaldamento e quando la soluzione raggiunge gli 80 °C (non oltre!) versare lentamente il dicloroetano. Dopo pochi secondi il liquido assume una colorazione arancio e poco dopo inizia a separarsi un solido biancastro. Coprire con un vetro d’orologio e lasciare reagire per alcuni minuti.
La reazione che porta alla formazione del polimero gommoso è:

n Na2Sx + n ClCH2CH2Cl → (CH2CH2Sx)n + 2n NaCl (dove x è un numero intero compreso tra 2 e 6)

La gomma si separa sotto forma di una pallina che può essere estratta con le pinze.

[Immagine: ak7d1fhb4tdbk7bzxs_thumb.jpg]

[Immagine: i0f3p8izfbu19gpax9r_thumb.jpg]

Ulteriore gomma viene estratta ancora man mano che il liquido si raffredda. La resa è di 7,3 g. Successivamente lavarla con abbondante acqua , dapprima fredda e poi bollente. Appena estratta dall'acqua bollente la gomma, di colore giallo chiaro con odore aromatico particolare, è piuttosto malleabile è può essere appiattita aiutandosi con un bicchiere cilindrico in vetro.

[Immagine: cmsj7k4nmvcmdmr9kdot_thumb.jpg]

A freddo mantiene una buona resistenza alla trazione:

[Immagine: j4sbutb7vn8bsfawy_thumb.jpg]

Uno dei maggiori pregi è la sua straordinaria resistenza ai solventi, in particolare agli oli minerali, cosa che ne fece apprezzato materiale per guarnizioni e rivestimenti di serbatoi. E' poco noto, ma il suo maggior utilizzo fu come legante nei propellenti solidi per missili militari a partire dalla metà degli anni 50.

Per fargli assumere migliori proprietà meccaniche e maggiore stabilità è preferibile lavorarla con una calandra assieme ad agenti vulcanizzanti come l’ossido di zinco e stabilizzanti tipo esametilentetrammina.

saluti
Mario
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[-] I seguenti utenti ringraziano Mario per questo post:
AgNO3, quimico, MaXiMo, ohilà, Max Fritz
Bell'esperimento. Ho sempre trovato interessante la chimica organica dello zolfo.
Prova ad usare altri alogenuri alchilici, ad esempio l' 1,3-dicloropropano e vedi come variano le caratteristiche della gomma.
Gli autori menzionati li hai conosciuti forse tramite il libro di Max Gergel " Excuse me sir, would you like to buy a kilo of isopropyl bromide ? "
" Non veni pacem mittere sed gladium " - Mt 10,34
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(2013-10-12, 12:59)zodd01 Ha scritto: Gli autori menzionati li hai conosciuti forse tramite il libro di Max Gergel " Excuse me sir, would you like to buy a kilo of isopropyl bromide ? "

No, effettuando ricerche storiche sul brevetto di questo polimero.

saluti
Mario
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