Натуральные и синтетические каучуки

КАУЧУ́К НАТУРА́ЛЬНЫЙ
КАУЧУ́К НАТУРА́ЛЬНЫЙ (НК) (англ. caout­chouc, из яз. ту­пи-гуа­ра­ни «кау» – де­ре­во и «учу» – течь, пла­кать), эла­сто­мер­ный про­дукт, вы­де­ляе­мый из млеч­но­го со­ка (ла­тек­са) не­ко­то­рых кау­чу­ко­нос­ных рас­те­ний, в осн. ге­веи бра­зиль­ской. На­ча­лом пром. при­ме­не­ния К. н. ста­ло от­кры­тие в кон. 1830-х гг. про­цес­са вул­ка­ни­за­ции се­рой, в ре­зуль­та­те че­го бы­ли по­лу­че­ны цен­ные кон­ст­рук­ци­он­ные ма­те­риа­лы: вы­со­ко­эла­стич­ный – ре­зи­на и твёр­дый (при ис­поль­зо­ва­нии боль­шо­го ко­ли­че­ст­ва се­ры) – эбо­нит. В пром-сти К. н. по­лу­ча­ют в осн. коа­гу­ля­ци­ей ла­тек­са ук­сус­ной или му­равь­и­ной ки­сло­той с по­сле­дую­щей про­мыв­кой и суш­кой вы­де­лен­но­го про­дук­та.

КАУЧУ́К НАТУРА́ЛЬНЫЙ
Осн. свой­ст­ва К. н. оп­ре­де­ля­ют­ся его гл. со­став­ной ча­стью – по­ли­ме­ром 1,4-цис-по­ли­изо­пре­ном (фор­му­ла) со ср. мо­ле­ку­ляр­ной мас­сой ок. 1,3·106 и ши­ро­ким би­мо­даль­ным мо­ле­ку­ляр­но-мас­со­вым рас­пре­де­ле­ни­ем. В со­ста­ве К. н. при­сут­ст­ву­ют так­же азот­со­дер­жа­щие со­еди­не­ния, хи­ми­че­ски свя­зан­ные с мо­ле­ку­ла­ми осн. по­ли­ме­ра (гл. обр. про­теи­ны – 2–5% по ма­ссе), выс­шие жир­ные ки­сло­ты и их эфи­ры (3–5%), ми­нер. ве­ще­ст­ва (0,2–2%) и вла­га. Со­от­но­ше­ние ком­по­нен­тов, за­ви­ся­щее от ус­ло­вий про­из­ра­ста­ния кау­чу­ко­но­са и от спо­со­ба вы­де­ле­ния кау­чу­ка, яв­ля­ет­ся осн. фак­то­ром, оп­ре­де­ляю­щим ти­пы и сор­та на­ту­раль­но­го кау­чу­ка.

КАУЧУ́К НАТУРА́ЛЬНЫЙ
При темп-ре ни­же 10 °С К. н. за­тверде­ва­ет в ре­зуль­та­те кри­стал­ли­за­ции 1,4-цис-по­ли­изо­пре­на (ско­рость кри­стал­ли­за­ции мак­си­маль­на при –25 °С) и пе­ред ис­поль­зо­ва­ни­ем тре­бу­ет дек­ри­стал­ли­за­ции (рас­пар­ки). Темп-ра стек­ло­ва­ния по­ли­ме­ра от –69 до –72 °С, tпл ок. 40 °С, плот­ность 913 кг/м3. К. н. рас­тво­рим в уг­ле­во­до­ро­дах и их хлор­про­из­вод­ных, се­ро­уг­ле­ро­де. Вы­со­кая мо­ле­ку­ляр­ная мас­са и свя­зан­ная с ней вы­со­кая вяз­кость за­труд­ня­ют пе­ре­ра­бот­ку К. н. и обу­слов­ли­ва­ют не­об­хо­ди­мость про­ве­де­ния про­цес­са ме­ха­нич. или тер­мо­окис­лит. де­ст­рук­ции – пла­сти­ка­ции.

Историческая справка
К. н. тра­ди­ци­он­но ис­поль­зо­вал­ся ин­дей­ца­ми Центр. и Юж. Аме­ри­ки: по со­об­ще­ни­ям исп. ав­то­ров 16–17 вв., из не­го де­ла­ли мя­чи, им про­пи­ты­ва­ли одеж­ду и гли­ня­ные со­су­ды для при­да­ния им во­до­не­про­ни­цае­мо­сти. В 1736 опи­са­ние свойств К. н. бы­ло сде­ла­но Ш. М. де ла Кон­да­ми­ном. За­гу­стев­ший сок ге­веи был на­зван франц. пу­те­ше­ст­вен­ни­ка­ми «ре­зи­на» (résine, от лат. resina – смо­ла). В 1823 Ч. Ма­кин­то­шем изо­бре­те­на во­до­не­про­ни­цае­мая ткань, из ко­то­рой ста­ли из­го­тав­ли­вать верх­нюю оде­ж­ду (плащ макин­тош). Изо­бре­те­ние вул­ка­ни­за­ции по­ло­жи­ло на­ча­ло бур­но­му рос­ту до­бы­чи К. н. («кау­чу­ко­во­му бу­му») в Бра­зи­лии. Сфор­ми­ро­ва­лась проф. груп­па сбор­щи­ков К. н. (се­рин­гей­ро). В 1876 анг­ли­ча­нин Г. А. Уи­кем тай­но вы­вез в трю­ме па­ро­хо­да се­ме­на ге­веи, тем са­мым по­ло­жив ко­нец мо­но­по­лии Бра­зи­лии на до­бы­чу К. н. В брит. ко­лони­ях Юго-Вост. Азии бы­ли за­ло­же­ны пер­вые план­та­ции ге­веи. На ми­ро­вом рын­ке поя­вил­ся К. н. англ. произ-ва, бо­лее де­шё­вый, чем бра­зиль­ский.

Из чего получают каучук?
Каучук доыбваеться не только из гевеи но также и из другизх растений а конкретней в разных частях из за этого они разделены на группы
Латексные - когда вещество накапливаетсья в млечном соке
Хлоренхимные - накапливаеться в листьях и побегах
Паренхимные - накапливаеться в корнях и стеблях
Травянистые латексные растения семейства сложноцветных

Синтетический каучук
В России не было известно природных источников для получения натурального каучука, а из других стран каучук к нам не завозился, а что такое синтетический каучук тогда ещ не знали. И вот, 30 декабря 1927 г. 2 кг дивинилового каучука было получено путем полимеризации 1,3-бутадиена под действием натрия. С 1932 г. было начато промышленное производство 1,3-бутадиена, а из 1,3-бутадиена — производство каучука.

Синтетический каучук
Сырьём для синтеза бутадиена служит этиловый спирт. Получение бутадиена основано на реакциях дегидрирования и дегидратации спирта. Эти реакции идут одновременно при пропускании паров спирта над смесью соответствующих катализаторов.Бутадиен очищают от не прореагировавшего этилового спирта, многочисленных побочных продуктов и подвергают полимеризации.

Синтетический
каучук
Для того чтобы заставить молекулу мономера соединиться друг с другом, их необходимо предварительно возбудить, то есть привести их в такое состояние, когда они становятся способными, в результате раскрытия двойных связей, к взаимному присоединению. Это требует затраты определённого количества энергии или участия катализатора.
При каталитической полимеризации катализатор не входит в состав образующегося полимера и не расходуется, а выделяется по окончанию реакции в своём первоначальном виде. В качестве катализатора синтеза бутадиенового каучука С. В. Лебедев выбрал металлический натрий, впервые применённый для полимеризации непредельных углеводородов русским химиком А. А. Кракау.
Отличительной особенностью процесса полимеризации является то, что при этом молекулы исходного вещества или веществ соединяются между собой с образованием полимера, не выделяя при этом каких-либо других веществ.

Важнейшие виды синтетического каучука
Вышерассмотренный бутадиеновый каучук (СКБ) бывает двух видов: стереорегулярный и нестереорегулярный. Стереорегулярный бутадиеновый каучук применяют главным образом в производстве шин (которые превосходят шины из натурального каучука по износостойкости), нестереорегулярный бутадиеновый каучук — для производства, например, кислото- и щелочестойкой резины, эбонита.
В настоящее время химическая промышленность производит много различных видов синтетических каучуков, превосходящих по некоторым свойствам натуральный каучук. Кроме полибутадиенового каучука (СКБ), широко применяются сополимерные каучуки — продукты совместной полимеризации (сополимеризации) бутадиена с другими непредельными соединениями, например, со стиролом (СКС) или с акрилонитрилом (СКН). В молекулах этих каучуков звенья бутадиена чередуются со звеньями соответственно стирола и акрилонитрила.

Важнейшие видысинтетического
каучука
Бутадиен-стирольный каучук отличается повышенной износостойкостью и применяется в производстве автомобильных шин, конвейерных лент, резиновой обуви.
Бутадиен-нитрильные каучуки — бензо- и маслостойкие, и поэтому используются, например, в производстве сальников.
Винилпиридиновые каучуки — продукты сополимеризации диеновых углеводородов с винилпиридином, главным образом бутадиена с 2-метил-5-винилпиридином.
Резины из них масло-, бензо- и морозостойки, хорошо слипаются с различными материалами. Применяются, в основном, в виде латекса для пропитки шинного корда.
В России разработано и внедрено в производство получение синтетического полиизопренового каучука (СКИ), близкого по свойствам к натуральному каучуку. Резины из СКИ отличаются высокой механической прочностью и эластичностью. СКИ служит заменителем натурального каучука в производстве шин, конвейерных лент, резин, обуви, медицинских и спортивных изделий.

Важнейшие виды синтетического
каучука
Кремнийорганические каучуки, или силоксановые каучуки, применяются в производстве оболочек проводов и кабелей, трубок для переливания крови, протезов (например, искусственных клапанов сердца) и др. Жидкие кремнийорганические каучуки — герметики.
Полиуретановый каучук используется как основа износостойкости резины.
Фторсодержащие каучуки имеют как особенность повышенную термостойкость и поэтому используются главным образом в производстве различных уплотнителей, эксплуатируемых при температурах выше 200 °C.
Хлоропреновые каучуки — полимеры хлоропрена (2-хлор-1,3-бутадиена) — по свойствам сходны с натуральным каучуком, в резинах применяются для повышения атмосферо-, бензо- и маслостойкости.
Находит свое применение вспененный каучук. Вспениванию подвергаются различные виды каучуков. Существует и неорганический синтетический каучук — полифосфонитрилхлорид.

Виды синтетического каучука
Бутадиеновый (СКД; СКБ)
Изопреновый (СКИ)
Хлоропреновый (наирит)
Бутадиен-стирольный (CKC, CKMC)
Этиленпропиленовый (СКЭП, СКЭПТ)
Бутилкаучук (БК)
Бутадиен-нитрильный (СКН)
Полисуль­фидный (тикол)
Кремнийорганический (CKT)
Уретановый (СКУ)
Фторосодержащий (СКФ)
Винилпиридиновый, метил­винилпиридиновый (МБП) и др.

Применения в современном мире