Каучуки

Каучуки

– эластичные материалы, из которых путём специальной обработки получают резину. В технике из каучуков изготовляют шины для автотранспорта, самолётов, велосипедов; каучуки применяют для электроизоляции, а также производства промышленных товаров и медицинских приборов.

Натуральный (природный) каучук (НК) представляет собой высокомолекулярный непредельный углеводород, молекулы которого содержат большое количество двойных связей; состав его может быть выражен формулой (С5Н8)n (где значение n составляет от 1000 до 3000); он является полимером изопрена:

СН3 СН3

1 2| 3 4 1 2 | 3 4

nCН2 = C ¾CН=СН2 ®(¾СН2¾С=СH¾СН2¾)n

изопрен натуральный каучук

(полиизопрен)

Как видно из этой схемы, при полимеризации изопрена раскрываются обе его двойные связи, а в элементарном звене полимера двойная связь возникает на новом месте-между атомами углерода 2 и 3.

Природный каучук содержится в млечном соке каучуконосных растений, главным образом, тропических (например, бразильского дерева гевея).

Другой природный продукт - гуттаперча - также является полимером изопрена, но с иной конфигурацией молекул.

Сырой каучук липок, непрочен, а при небольшом понижении температуры становится хрупким. Чтобы придать изготовлением из каучука изделиям необходимую прочность и эластичность, каучук подвергают вулканизации-вводят в него серу и затем нагревают. Вулканизованный каучук называется резиной.

При вулканизации сера присоединяется к двойным связям макромолекул каучука и «сшивает» их, образуя дисульфидные «мостики».

S¾… S¾…

| ½

S S

1 2| 3 4 1 2| 3 4

…¾CH2¾C¾CH¾CH2¾CH2¾C¾CH¾CH2¾…

½ ½ ½ ½

CH3 S CH3 S

½ ½

CH3 S CH3 S

1 2| 3½ 4 1 2| 3½ 4

…¾CH2¾C¾CH¾CH2¾CH2¾C¾CH¾CH2¾…

½ ½

S S

½ ½

S¾… S¾…

В результате вулканизации каучук теряет пластичность, становится упругим.

Отсутствие в нашей стране природного каучука вызвало необходимость в разработке метода искусственного получения этого важнейшего для народного хозяйства материала. Советскими химиками был найден и впервые в мире осуществлён (1928-1930) в промышленном масштабе способ получения синтетического каучука.

По способу, предложенному С.В.Лебедевым (1874-1934), исходным материалом для производства синтетического каучука (СК) служит непредельный углеводород бутадиен, или дивинил, который полимеризуется подобно изопрену:

1 2 3 4 1 2 3 4

nСН2=СН¾СH=CH2®(¾CH2¾CH=CH¾CH2¾)n

бутадиен синтетический каучук

(дивинил) (полибутадиен)

По Лебедеву, исходный бутадиен получают из этилового спирта. Теперь разработано получение его из бутана попутного нефтяного газа.

В настоящее время химическая промышленность производит много различных видов синтетических каучуков, превосходящих по некоторым свойствам натуральный каучук. Кроме полибутадиенового каучука (СКБ), широко применяется сополимерные каучуки-продукты совместной полимеризации (сополимеризации) бутадиена с другими непредельными соединениями, например со стиролом (СКС) или с акрилонитрилом (СКН):

Copyright © 2024 - All Rights Reserved - www.chemicalnow.ru