Запрос Каучук перенаправляется сюда см также другие значения Каучу ки натуральные или синтетические эластомеры характери

Каучу́ки — натуральные или синтетические эластомеры, характеризующиеся эластичностью, водонепроницаемостью и электроизоляционными свойствами; из которых путём вулканизации получают резины и (эбониты).

Натуральный каучук

Высокомолекулярный углеводород (C₅H₈)_n, цис-полимер (изопрена); содержится в млечном соке (латексе) гевеи, (кок-сагыза) (многолетнего травянистого растения рода Одуванчик) и других (каучуконосных растений).

Природный материал получают путем коагуляции млечного сока (латекса), который содержится в растениях. Основным компонентом выступает углеводород полиизопрен (91-96%). Сырье чаще всего встречается в дереве бразильская Гевея, на него приходится около 95% мирового производства натурального каучука.

Каучук открыт (де ла Кондамином) в Кито (Эквадор) в 1751 году. Растворим в углеводородах и их производных (бензине, бензоле, хлороформе, сероуглероде и т. д.); в воде, спирте, ацетоне натуральный каучук практически не набухает и не растворяется. Уже при комнатной температуре натуральный каучук присоединяет кислород, происходит окислительная деструкция (старение каучука), при этом уменьшается его прочность и эластичность. При температуре выше 200 °C натуральный каучук разлагается с образованием низкомолекулярных углеводородов.

При взаимодействии натурального каучука с серой, хлористой серой, органическими пероксидами (вулканизация) происходит соединение через атомы серы длинных макромолекулярных связей с образованием сетчатых структур. Это придаёт каучуку высокую эластичность в широком интервале температур.

Натуральный каучук перерабатывают в резину. В сыром виде применяют не более 1 % добываемого натурального каучука ((резиновый клей)). Более 60 % натурального каучука используют для изготовления автомобильных шин. В промышленных масштабах натуральный каучук производится в Индонезии, Малайзии, Вьетнаме, Таиланде, Бразилии и Китае.

Каучуковая лихорадка

Развивающееся машиностроение и электротехника, а позже автомобилестроение потребляли всё больше резины. Для этого требовалось всё больше сырья. Из-за увеличения спроса в Южной Америке в конце XIX — начале XX веков стали возникать и быстро развиваться огромные плантации каучуконосов, выращивающие монокультурно эти растения. Позже центр выращивания каучуконосов переместился в Индонезию и Цейлон.

Синтетические каучуки

Разработка (синтетических каучуков) впервые началась в России в 1900 году учениками (Бутлерова) — Кондаковым, Фаворским, Лебедевым, Бызовым. В 1900 году (И. Л. Кондаков) впервые получил синтетическим путём (изопрен), изучением полимеризации которого занялся (А. Фаворский). В 1903—1910 гг. параллельно группами учёных под руководством (С. Лебедева) и (Б. Бызова) велись работы по изучению процесса полимеризации и изомеризации непредельных углеводородов, и в 1910 г. Лебедеву удалось получить образец синтетического каучука на основе 1,3-(бутадиена). В 1913 г. Бызовым был предложен способ получения диенов из нефти путём её (пиролиза), где одним из продуктов является, собственно, 1,3-бутадиен. Из-за трудностей в освоении технологии метод был оставлен. Начали искать более простые и дешёвые способы получения 1,3-бутадиена, один из которых был разработан тем же Лебедевым (1926—1928), заключающийся в (дегидрировании)-(дегидратации) этанола.

Одновременно и независимо подобные работы велись (в Англии). Первый патент на процесс получения бутадиенового синтетического каучука с использованием натрия в качестве катализатора полимеризации был выдан в Англии в 1910 году. Первое маломасштабное производство синтетического каучука по технологии, сходной с описанной в английском патенте, имело место в Германии во время Первой мировой войны.

Впервые технология производства бутадиенового синтетического каучука^[] была разработана в лаборатории завода «Треугольник» Б. Бызовым, получившим за это изобретение в 1911 году (премию имени Бутлерова)^[]; однако патент на это изобретение был оформлен только в 1913 году.
Производство бутадиена в России началось в 1915 году, по технологии, разработанной И. И. Остромысленским, позднее эмигрировавшим в США. Во время Первой мировой войны на заводе «Треугольник» был освоен выпуск противогазов из синтетического каучука Бызова.

Коммерческое производство синтетического каучука началось в 1919 году в США (компания (Thiokol)) и к 1940 году в мире производилось более 10 его марок. Основными производителями были США, Германия и СССР.

В СССР работы по получению синтетического каучука были продолжены Бызовым и Лебедевым, в 1928 году разработавшим советскую промышленную технологию получения бутадиена. Производство синтетического каучука было начато на (заводе СК-1) в 1932 году по методу С. В. Лебедева (получение из этилового спирта бутадиена с последующей анионной полимеризацией жидкого бутадиена в присутствии натрия). В СССР впервые в мире было организовано производство синтетического каучука в промышленных масштабах. Прочность на разрыв советского синтетического каучука составляла около 2000 psi (для натурального каучука этот показатель составляет 4500 psi, для (неопрена), производство которого было начато компанией Дюпон (США) в 1931 году, — 4000 psi). В 1941 году СССР получил более совершенную технологию получения синтетического каучука.

В Германии бутадиен-натриевый каучук нашёл довольно широкое применение под названием ^[нем.].

Синтез каучуков стал значительно дешевле с изобретением в 1950-х годах (катализаторов Циглера — Натта).

Изопреновые каучуки — синтетические каучуки, получаемые полимеризацией (изопрена) в присутствии катализаторов — металлического лития, перекисных соединений. В отличие от других синтетических каучуков изопреновые каучуки, подобно натуральному каучуку, обладают высокой клейкостью и незначительно уступают ему в эластичности.

Каучуки с гетероатомами в качестве заместителей или имеющими их в своём составе часто характеризуются высокой стойкостью к действию растворителей, топлив и масел, устойчивостью к действию солнечного света, но обладают худшими механическими свойствами. Наиболее массовыми в производстве и применении каучуками с гетерозаместителями являются хлоропреновые каучуки (неопрен) — полимеры 2-хлорбутадиена.

В настоящее время большая часть производимых каучуков является бутадиен-(стирольными) или бутадиен-стирол-(акрилонитрильными) сополимерами.

В ограниченном масштабе производятся и используются (тиоколы) — полисульфидные каучуки, получаемые (поликонденсацией) дигалогеналканов (1,2-дихлорэтана, 1,2-дихлорпропана) и (полисульфидов) щелочных металлов.

Основные типы синтетических каучуков:

(Изопреновый)
(Бутадиен-метилстирольный)
(Бутилкаучук) (изобутилен-изопреновый сополимер)
(Этилен-пропиленовый) (этилен-пропиленовый сополимер)
(Бутадиен-нитрильный) (бутадиен-акрилонитрильный сополимер)
(Хлоропреновый) (поли-2-хлорбутадиен)
- (Неопрен) (neoprene) — разновидность хлоропренового каучука
(Фторкаучуки)
(Тиоколы)

Промышленное применение

Наиболее массовое применение каучуков — это производство резин для автомобильных, авиационных и .

Из каучуков изготавливаются специальные резины огромного разнообразия (уплотнений) для целей тепло-, звуко-, воздухо- и (гидроизоляции) разъёмных элементов зданий, в санитарной и вентиляционной технике, в гидравлической, пневматической и вакуумной технике.

Прессованием массы, состоящей из каучука, асбеста и порошковых наполнителей, получают (паронит) — листовой материал для изготовления (прокладочных) изделий с высокой термостойкостью, работающих в различных средах — вода и водяной пар с давлением до 5 МН/м² (50 ат) и температурой до 450 °С; нефть и нефтепродукты при температурах 200—400 °С и давлениях 7—4 мН/м² соответственно; жидкий и газообразный кислород, этиловый спирт и т. д.. Высокие уплотняющие свойства паронита обусловлены тем, что его (предел текучести), составляющий около 320 МПа, достигается при стягивании соединения болтами или (шпильками), при этом паронит заполняет все неровности, раковины, (трещины) и другие дефекты уплотняемых поверхностей и герметизирует соединение. Паронит не является коррозионно-активным материалом и хорошо поддается механической обработке, что позволяет легко изготавливать прокладки любой конфигурации, не теряющие своих эксплуатационных качеств в любых климатических условиях — ни в районах с умеренным климатом, ни в тропических и пустынных климатических условиях, ни в условиях Крайнего Севера. Высокая термостойкость паронита позволяет применять его в двигателях внутреннего сгорания.
Армируя паронит металлической сеткой для повышения механических свойств, получают ферронит.

Каучуки применяют для (электроизоляции), производства (медицинских приборов) и средств (контрацепции).

В ракетной технике синтетические каучуки используются в качестве полимерной основы при изготовлении (твёрдого ракетного топлива), в котором они играют роль горючего, а в качестве окислителя используется порошок селитры (калийной или аммиачной) или (перхлората аммония).

См. также

В Викисловаре есть статья «каучук»

(Каучуковая лихорадка)
Полимеризация
(Поликонденсация)
Эластомеры
(Гуттаперча)
(Карбоксилатные каучуки)
(Эбонит)
Вулканизация
(Синтетические изопреновые каучуки)

Ссылки

Из истории создания в воспоминаниях Я. Я. Селль-Бекман (неопр.). 1 июля 2013 года.

Примечания

Каучук // (Казахстан. Национальная энциклопедия) (рус.). — Алматы: (Қазақ энциклопедиясы), 2005. — Т. III. — . (CC BY-SA 3.0)
Способ получения синтетического каучука (неопр.). Дата обращения: 26 января 2019. 19 сентября 2020 года.
ЛЕБЕДЕВ, Сергей Васильевич (рус.). Сайт кафедры физхимии РГУ. Дата обращения: 10 ноября 2021. 10 ноября 2021 года.
Химия и технология мономеров для синтетических каучуков / под.ред кафедры нефтехимического синтеза РХТИ им. Д.И.Менделеева. — Химия, 1981. — С. 9. — 264 с.
Что русские дали миру? ч.4 &124; ХайВей (неопр.). h.ua. Дата обращения: 26 января 2019. 26 января 2019 года.
Sutton--Western-Technology-1930-1945.
Каучуки и эластомеры // (Энциклопедический словарь) юного химика. 2-е изд. / Сост. В. А. Крицман, В. В. Станцо. — М.: Педагогика, 1990. — С. 104—107. — .
КАУЧУ́КИ СИНТЕТИ́ЧЕСКИЕ : [ 13 декабря 2019] / А. М. Буканов // Канцелярия конфискации — Киргизы. — М. : Большая российская энциклопедия, 2009. — С. 383. — (Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов ; 2004—2017, т. 13). — .
БСЭ, 3-е изд., т. 19, 1975, с. 226.

Литература

Большая Советская Энциклопедия / Гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М.: Советская Энциклопедия, 1975. — Т. 19: Отоми — Пластырь. — 648 с.

[кнэ-1] Каучук // (Казахстан. Национальная энциклопедия) (рус.). — Алматы: (Қазақ энциклопедиясы), 2005. — Т. III. — . (CC BY-SA 3.0)

[2] Способ получения синтетического каучука (неопр.). Дата обращения: 26 января 2019. 19 сентября 2020 года.

[3] ЛЕБЕДЕВ, Сергей Васильевич (рус.). Сайт кафедры физхимии РГУ. Дата обращения: 10 ноября 2021. 10 ноября 2021 года.

[4] Химия и технология мономеров для синтетических каучуков / под.ред кафедры нефтехимического синтеза РХТИ им. Д.И.Менделеева. — Химия, 1981. — С. 9. — 264 с.

[5] Что русские дали миру? ч.4 &124; ХайВей (неопр.). h.ua. Дата обращения: 26 января 2019. 26 января 2019 года.

[:0-6] Sutton--Western-Technology-1930-1945.

[7] Каучуки и эластомеры // (Энциклопедический словарь) юного химика. 2-е изд. / Сост. В. А. Крицман, В. В. Станцо. — М.: Педагогика, 1990. — С. 104—107. — .

[8] КАУЧУ́КИ СИНТЕТИ́ЧЕСКИЕ : [ 13 декабря 2019] / А. М. Буканов // Канцелярия конфискации — Киргизы. — М. : Большая российская энциклопедия, 2009. — С. 383. — (Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов ; 2004—2017, т. 13). — .

[_e8a6fa094bdf2e61-9] БСЭ, 3-е изд., т. 19, 1975, с. 226.