Список тематических статей

Каучуки синтетические

Синтетические полимеры, способные перерабатываться в резину путем вулканизации. Составляют основную массу эластомеров.

Классификация.

Обычно приняты классификация и наименование синтетических каучуков по мономерам, использованным для их получения (изопреновые, бутадиеновые, бутадиен-стирольные и тому подобные), или по характерной группировке (атомам) в основной цепи или (и) боковых группах (например, полисульфидные, уретановые, кремнийорганические, фторкаучуки).

Синтетические каучуки подразделяют также по другим признакам, например по содержанию наполнителей – на ненаполненные и наполненные каучуки, по молекулярной массе (консистенции) и выпускной форме – на твердые, жидкие и порошкообразные.

Часть синтетических каучуков выпускают в виде водных дисперсий – латексов синтетических. Особая группа синтетических каучуков – термоэластопласты. По областям применения синтетические каучуки разделяют на каучуки общего и специального назначения.

К первым относят синтетические каучуки с комплексом достаточно высоких технологических свойств (прочностью, эластичностью, износостойкостью, усталостной выносливостью и другими), пригодные для массового изготовления широкого круга изделий, ко вторым – каучуки, одно или несколько свойств которых обеспечивают выполнение специфических требований к изделиям и их работоспособность часто в экстремальных условиях эксплуатации.

Свойства.

синтетические каучуки – аморфные или сравнительно слабо кристаллизующиеся полимеры с высокой гибкостью и относительно малым межмолекулярным взаимодействием цепей, что обусловливает их высокую конформационную подвижность в широком интервале температур.

Характеристикой подвижности цепей может служить температура стеклования каучуков. Ее значения в значит, мере определяют комплекс их деформационных и прочностных свойств. Ненасыщенные синтетические каучуки присоединяют Н₂, галогены, тиолы, карбоновые и тиокислоты, нитрозосоединения, глиоксаль, хлораль, эпоксидируются надкислотами, циклизуются под действием кислот, сшиваются серой, пероксидами, малеиновым ангидридом, динитрозосоединениями. Химические свойства таких синтетических каучуков определяются содержанием и положением двойных связей, природой и положением заместителей (боковых групп).

Насыщенные синтетических каучуки значительно менее активны. Их химические свойства определяются прочностью связей в основной цепи и типом боковых групп. Окисление под действием О₂ и О₃, ускоряющееся при воздействии света и нагревании, вызывает деструкцию и структурирование (сшивание) синтетических каучуков. Для защиты от окисления в них вводят антиоксиданты в количестве 0,15-2,0% по массе. Гарантийный срок хранения синтетических каучуков составляет обычно 0,5-2 года.

Термостойкость синтетических каучуков выше, чем натуральных каучуков. Наиболее термостойки каучуки с неорганической основной цепью (например, кремнийорганические) и фторкаучуки.

Под действием ионизирующих излучений большинство синтетических каучуков сшивается; бутилкаучук и полиизобутилен, содержащие в цепи четвертичные атомы С, деструктируются. Большинство синтетических каучуков менее склонно к механодеструкции, чем натуральные каучуки.

Современные марки синтетических каучуков не требуется подвергать пластикации. Ненасыщенные каучуки обычно вулканизуют с применением серных вулканизующих систем, насыщенные – органическими пероксидами, ионизирующими излучениями и другими.

Получение и применение.

Полимеризация – основной метод получения синтетических каучуков из диенов и олефинов. Поликонденсацией синтезируют главным образом полисульфидные, уретановые и некоторые другие. По технологическому оформлению процессы можно разделить на эмульсионные и растворные. Первые осуществляют, как правило, под влиянием инициаторов радикальных, вторые – в присутствии ионных катализаторов полимеризации. 

Наиболее распространенные мономеры для производства синтетических каучуков –бутадиен, изопрен, стирол, a-метилстирол, хлоропрен, изобутилен, этилен, пропилен, акрилонитрил.

Крупнотоннажные производства синтетических каучуков – непрерывные технологические процессы, осуществляемые в батареях (каскадах) реакторов емкостью 15-20 м³ каждый, снабженных интенсивными перемешивающими устройствами и рубашками, через которые циркулирует хладагент. Тепло может отводиться и за счет испарения мономера или растворителя. Полученные синтетические каучуки выделяют из эмульсии или раствора, подвергают сушке, брикетированию (обычно масса брикета ~30 кг) и упаковке.

Перспективно производство каучуков в сыпучей (порошкообразной или гранулированной) форме, что позволяет резко снизить энергозатраты при их переработке и автоматизировать процесс изготовления резиновых смесей.

Контроль выпускаемых синтетических каучуков ведется по их молекулярным параметрам, составу, пластоэластическим свойствам, вулканизационным характеристикам смесей и физико-механическим показателям резин в стандартных рецептах.

Из синтетических каучуков изготовляют сверх 50 000 различных изделий. Основные области применения: шины, РТИ, резиновая обувь, изоляция проводов и кабелей и другие.

Синтетический каучук впервые получен Г. Бушарда в 1879 при обработке изопрена (продукта сухой перегонки НК) соляной кислотой. Крупное промышленное производство синтетических каучуков – натрийбутадиенового (СКБ) – осуществлено впервые в СССР в 1932 по способу С. В. Лебедева.

Гладкова Наталья