Каучук — это эластичный полимерный материал, получаемый коагуляцией (свертыванием, сгущением) латекса каучуконосных растений (натуральный каучук) или полимеризацией различных мономеров (синтетические каучуки). Натуральный каучук получают из млечного сока тропического дерева гевеи бразильской или из других растений, где он содержится в виде отдельных включений в клетках коры или листьев. Однако производство каучука из таких растений экономически нецелесообразно. Латекс извлекают подсочкой гевеи, достигшей пятилетнего возраста. Одно дерево дает в среднем 2—3 кг каучука в год. Для получения каучука латекс подвергают желатинированию (свертыванию), добавляют муравьиную или уксусную кислоту, промывают водой и прокатывают в листы, которые затем коптят. Натуральный каучук подразделяют на 8 типов, включающих 35 сортов. Наиболее ценным и распространенным типом натурального каучука является смокед-шит (копченый лист), изготавливаемый в виде более или менее прозрачных листов янтарного цвета с рифленой поверхностью. Менее распространенный тип — светлый креп. При его получении к млечному соку перед желатинированием добавляют для отбелки бисульфит натрия. Листы такого каучука непрозрачны, имеют кремовый оттенок. Наименее ценный тип — пара-каучук, добываемый из дикорастущей гевеи старинным кустарным способом. Натуральный каучук представляет собой полимер изопрена. Его плотность 910—920 кг/м3, морозостойкость (температура стеклования) — 70°C, теплостойкость +200°C. В воде, спирте, ацетоне, жирных кислотах практически не растворяется и не набухает. Растворим ib бензине, бензоле, толуоле, ксилоле, сероуглероде. Растяжение натурального каучука сопровождается выделением, сжатие — поглощением тепла. Необратимая часть теплового эффекта — причина нагрева натурального каучука и резин, изготавливаемых на его основе. Так, температура массивных резиновых шин при больших скоростях может достигать +200°C. Взаимодействие натурального каучука с кислородом, озоном и другими окисляющими агентами приводит к его старению, т. е. снижению пластичности, повышению хрупкости, появлению трещин. Широкое использование натурального каучука началось с 1839 г., когда была открыта его способность вулканизироваться, т. е. превращаться в резину. В настоящее время основная масса натурального каучука перерабатывается в резину. Кроме этого, он используется для получения клеев и лаков (растворы в бензине, бензоле, хлороформе, сероуглероде), как заменитель гуттаперчи, в качестве присадки к смазочным маслам, для производства пластмасс, прочной упаковки для пищевых продуктов и других целей. Синтетический каучук с 30-х годов нынешнего столетия вытесняет натуральный. Это обусловлено более высокими качественными характеристиками последних и экономической эффективностью их производства, широкой доступностью и дешевизной используемого сырья, а также растущими потребностями, удовлетворить которые за счет натурального каучука не представляется возможным. Однако производство и потребление натурального каучука по-прежнему перспективно. Это объясняется тем, что синтетический каучук не может использоваться без добавок натурального, особенно для получения резиновых технических изделий максимальной прочности, твердости, эластичности и износостойкости, а также исчерпанием запасов нефти и ее удорожанием (для производства современной шины необходимо 30 л нефти, в том числе 20 л—в качестве сырья и 10 л — в качестве энергетического топлива). Альтернативой этому является доказанная возможность использования в качестве сырья для производства синтетических каучуков угля. Теоретические основы промышленной разработки синтетических каучуков были заложены в основном выдающимися отечественными учеными A. M. Бутлеровым, И. Л. Кондаковым, И. И. Остромысленским, A. E. Фаворским и др. Особенно большое значение имели исследования С. В. Лебедева, послужившие основой промышленного производства синтетических каучуков. Первый в мире опытный завод по выпуску бутадиенового синтетического каучука был пущен в СССР в 1933 г. В соответствии с решениями XXVII съезда КПСС в 1990 г. выпуск синтетических каучуков должен составить 2,7—2,9 млн. т. Отечественный каучук выпускается общего и специального назначения. Его ассортимент насчитывает более 30 типов, включающих свыше 220 марок. К синтетическим каучукам общего назначения относятся бутадиеновые (СКД; СКБ), бутадиен-стирольные (CKC, CKMC), изопреновые (СКИ), этилен-пропиленовые (СКЭП, СКЭПТ), хлоропреновые (наирит), бутил-каучук (БK) и др. К синтетическим каучукам специального назначения принадлежат бутадиен-нитрильные (СКП), полисульфидные, кремнийорганические (CKT), уретановые (СКУ), фторосодержащие (СКФ), силоксановые, метилвинилпиридиновые (МБП) и др. Бутадиеновые (дивиниловые) каучуки выпускаются стерео регулярные (СКД) и нестереорегулярные (СКБ). Их плотность 900—920 кг/м3, температура стеклования —52°C...-122°C. Более прочными, эластичными, износо- и морозостойкими являются стереорегулярные бутадиеновые каучуки. Они применяются для изготовления шин, транспортерных лент, износо- и морозостойких изделий. Нестереорегулярные бутадиеновые каучуки используются в производстве технических и бытовых резиновых изделий. Однако ввиду низкого предела прочности при растяжении и невысокой морозостойкости их выпуск резко снижается. Бутадиен-стирольные (дивинил-стирольные) каучуки являются важнейшими каучуками общего назначения. Их плотность 900—990 кг/м3. Отличаются стойкостью к ионизирующему излучению и кислотам. Бутадиен-стирольные — CKC (бутадиен-метилстирольные—CKMC) каучуки выпускаются марок CKC-10 (CKMC-10), СКС-30 (СКМС-30), СКС-50 (СКМС-50), СКМС-30 APKM и др., где цифра — содержание связанного стирола, %, А — низкотемпературная полимеризация (около +5°C), К — применение канифольного эмульгатора, M — маслонаполненный каучук. С повышением содержания стирола увеличивается прочность каучука при растяжении, сопротивление разрыву, снижается температура хрупкости, однако уменьшается эластичность и износостойкость. Бутадиен-стирольные каучуки применяются в производстве автомобильных покрышек и камер, масло-, бензо-, светоозоностойких и газонепроницаемых резиновых технических изделий. Изопреновые синтетические каучуки (СКИ-30, СКИ-30В) обладают высокой прочностью, эластичностью, низким теплообразованием, хорошим сопротивлением старению, стойкостью к воде и спиртам. Однако не стойки к действию кислот, щелочей, хлороформа, толуола, склонны к кристаллизации при растяжении (при температуре свыше 0°C) или без растяжения (при температуре ниже 0°C). Их плотность 910—920 кг/м3, температура стеклования —70°C. Изопреновые синтетические каучуки применяются вместо натуральных в производстве шин, изделий ширпотреба, транспортерных лент, изоляции кабелей и в других целях. Этилен-пропиле новые каучуки обладают высокой эластичностью и прочностью, сочетающимися с хорошей озоно-, морозо- и теплостойкостью, устойчивостью к действию органических растворителей, кислот и щелочей, отличными диэлектрическими характеристиками. Их плотность 850—870 кг/м3, температура стеклования —55...—70°C. Этилен-пропиленовые каучуки применяются для изоляции проводов и кабелей (СКЭП), в производстве химически стойких шлангов, уплотнителей и других резиновых технических изделий. Хлоропреновый каучук (наирит) отличается высокой эластичностью и прочностью на разрыв, истирание и удар, стойкостью к разрастанию порезов и действию многократных деформаций, масло-, бензо-, озоно- и теплостойкостью, негорючестью. Однако у него относительно высокая плотность (1200—1240 кг/м3), повышенная кристаллизуемость при низких температурах и недостаточная морозостойкость (температура стеклования -40°C). Наирит используется главным образом в производстве конвейерных лент, ремней, рукавов, оболочки проводов и кабелей, защитных покрытий, а также клеев и латексов. Бутилкаучук, обладает низкой газопроницаемостью, стойкостью к действию воды, спиртов, эфиров, дихлорэтана, нитробензола, озона, кислорода, света и тепла. Его плотность 920 кг/м3. Бутилкаучук применяется в производстве шин, прорезиненных тканей и резиновых технических изделий, стойких к действию высоких температур и агрессивных сред. Бутадиен-нитральные (дивинил-нитрильные) каучуки обладают высокими бензо-, масло- и теплостойкостью (до +150°C), а также плотностью (940—1020 кг/м3). Они выпускаются марок СКН-18, СКН-26, СКН-40, CKTH, где цифра — содержание связанного акрилонитрила, %, T — повышенная теплостойкость. С увеличением содержания связанного акрилонитрила повышается прочность, износо-, масло- и бензостойкость каучуков, однако ухудшается эластичность и морозостойкость. Бутадиен-нитрильные каучуки применяются в качестве пластификатора в производстве пластмасс, а также для изготовления масло- и бензостойких резиновых технических изделий. Полисульфидный каучук (тиокол) выпускается в твердом и жидком состоянии. Обладает стойкостью к растворителям, озону, кислороду, солнечному свету, хорошей газо-, влагонепроницаемостью, статичностью при хранении. Его плотность 127—160 кг/м3, температура стеклования —23...—57°C. Тиокол используется для изготовления герметиков, масло- и бензостойких уплотнителей и рукавов, а также для гуммирования резервуаров для хранения топлива. Резины, изготовляемые на его основе, отличаются невысокими механическими свойствами. Кремнийорганические каучуки (CKT, СКТФ, СКТФВ, СКТФТ, CKTB) представляют собой прозрачный желеобразный продукт плотностью 960—980 кг/м3, температурой стеклования 130°C. По морозостойкости и электроизоляционным свойствам превосходят все синтетические каучуки. Физиологически инертны. Они применяются в качестве электроизоляционного и герметизирующего материала, в медицинской и авиационной промышленности, а также для изготовления резиновых технических изделий, эксплуатируемых при температурах -100...+250°C. Уретановые каучуки (СКУ-7, СКУ-8, СКУ-50, СКУ-ПФ, СКУ-ПФЛ) выпускаются твердые (вальцуемые и термоэластопласты) и жидкие (литьевые) плотностью 930—1260 кг/м3, температура стеклования —44°C. Их особенностью являются устойчивость к действию масел, топлив, растворителей, ультрафиолетового и ионизирующего излучений, озона, а также высокая удельная энергия когезии, благодаря чему резины на их основе отличаются уникальной прочностью и сопротивлением истиранию. Уретановые каучуки используются для изготовления массивных шин, конвейерных лент, уплотнителей, амортизаторов, искусственной кожи, подошв обуви, основы ковровых изделий. Фторосодержащие каучуки (СКФ-26, СКФ-32, СКФ-260, СКФ-460) отличаются высокой термостойкостью (до +250°C и выше), устойчивостью к действию многих агрессивных сред и к тепловому старению. Они негорючи, стабильны при хранении, нетоксичны. Их плотность 180—186 кг/м3, температура стеклования —20°C. Фтор-каучуки являются дорогостоящим материалом и применяются для изготовления уплотнительных деталей, используемых в химической промышленности, авиационной и космической технике.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Состав, свойства и основные виды каучуков» з дисципліни «Товарознавство сировини і матеріалів»
