Натуральный каучук содержится в млечном соке (латексе) каучуконосных растений; отдельные включения каучука имеются также в клетках коры и листьев этих растений. Натуральный каучук получают из латекса бразильской гевеи (Hevea brasiliensis), которая произрастает на плантациях в тропических странах. В Африке натуральный каучук добывают также из фикуса (Ficus elastica). Основная составная часть натурального каучука (91-96%) - это природный высокомолекулярный непредельный углеводородный биополимер полиизопрен (С 5 Н 8) n , (где n = 1000-3000), состоящий из повторяющихся звеньев 1,4-цис-изопрена и имеющий стереорегулярное строение. В макромолекулах натурального каучука, обладающих высокой гибкостью, 98-100% звеньев изопрена присоединены в положении 1,4 цис. Структурная формула 1,4-цис-полиизопрена: [-СН 2 С(СН 3)=СНСН 2 -] n .

Молекулярная масса натурального каучука составляет 1400-2600 тысяч единиц. В состав натурального каучука помимо каучукового углеводорода входят белковые вещества и аминокислоты (2-3%), смолы (2-3%), соединения металлов переменной валентности, вода (до 1%). Состав и количество содержащихся в натуральном природном каучуке некаучуковых примесей оказывают большое влияние на его физико-химические свойства и поведение при технологической обработке. Природный необработанный (сырой) каучук представляет собой белое или бесцветное вещество; жесткое и прозрачное при низких температурах, хрупкое и непрозрачное при температурах от 0 до 10 °C; мягкое, упругое и полупрозрачное при 20 °C. При нагреве до температуры 120 °C каучук превращается в смолоподобную жидкость, после застывания которой уже нельзя получить первоначальный продукт. При температурах выше 200-300 °С наблюдается пиролиз : натуральный каучук разлагается с образованием низкомолекулярных углеводородов.

Натуральный каучук - аморфный материал, он кристаллизуется при охлаждении (при температурах от -50 до 20 °С), причем максимальная скорость кристаллизации наблюдается при температуре -25 °С, а также при деформировании (например, при растяжении при комнатной температуре). Плотность натурального каучука 910-920 кг/м 3 ; температура стеклования от -69 до -74 °С; максимальная степень кристалличности 30-40%; температура плавления кристаллической фазы 15-40 °С (зависит от условий кристаллизации). Натуральный каучук не растворяется и практически не набухает в воде, спирте и ацетоне. Он хорошо растворяется в углеводородах и их производных (в бензоле , толуоле , ксилоле , бензине , четыреххлористом углероде, хлороформе, сероуглероде, циклогексане) с образованием коллоидных растворов. Каучук легко окисляется химическими окислителями, а также вступает в химические реакции с водородом, галогенами, серой.

Под действием ультрафиолетового и других ионизирующих излучений натуральный каучук деструктируется. В результате окислительной деструкции (старении каучука), которая происходит при комнатной температуре, уменьшаются его прочность и эластичность. Каучук - высокоэластичный пластичный материал, сохраняющий эластичность в широком интервале температур. Ценным свойством натурального каучука является его высокая когезионная прочность. Резины из натурального каучука эластичны, износостойки и морозостойки, характеризуются высокими динамическими свойствами, но не устойчивы к действию растворителей и масел, и менее, чем некоторые синтетические каучуки, теплостойки и атмосферостойки. Однако они устойчивы к действию большинства кислот, щелочей и растворов солей. Резины из натурального каучука используют в производстве шин, амортизаторов, изделий санитарии и гигиены.

Обладающее способностью кристаллизоваться. (необработанный) - углерод бесцветный или белый. Натуральный каучук не растворяется в спирте, воде, ацетоне и некоторых других жидкостях. В ароматических и жирных углеводородах (эфирах, бензоле, бензине и прочих) он набухает и впоследствии растворяется. В результате образуются которые достаточно широко используются в технических нуждах.

Натуральный каучук имеет однородную молекулярную структуру. Материал обладает высокими физическими и технологическими характеристиками, легко подвергается обработке на соответствующем оборудовании.

Натуральный каучук отличается высокой эластичностью (упругостью). Материал способен восстанавливать свою исходную форму, когда на него перестают воздействовать силы, вызвавшие его деформацию. Следует сказать, что эластичность сохраняется в достаточно широком температурном диапазоне. Однако продолжительное хранение провоцирует затвердение материала.

Натуральный каучук при температуре минус сто девяносто пять градусов прозрачный и жесткий, при температуре от нуля до десяти градусов - непрозрачный и хрупкий, при двадцати - полупрозрачный, упругий и мягкий. При нагревании свыше 50˚С материал становится пластичным и липким.

Свою эластичность он теряет при температуре больше восьмидесяти градусов, при ста двадцати градусах он переходит в смолоподобное жидкое состояние, после застывания получить первоначальный продукт невозможно. При повышении температуры до двухсот-двухсот пятидесяти градусов, натуральный каучук начинает разлагаться. В результате образуется ряд жидких и газообразных веществ.

Натуральный каучук является хорошим диэлектриком. Кроме того, материал обладает низкой газо- и водонепроницаемостью.

Материал достаточно медленно окисляется кислородом воздуха. Быстрее процесс происходит под влиянием химических окислителей.

Кроме всех прочих свойств, каучук обладает пластичностью. Он способен сохранять форму, которую приобрел под влиянием внешних воздействий. Пластичность, которая проявляется при механической обработке и нагревании, считается одной из отличительных характеристик материала. В связи с тем, что каучук обладает эластичными и пластичными свойствами, его называют также материалом пласто-эластичным.

Натуральный каучук, формула которого - (C5H8)n, включает в себя молекулы, содержащие большое число двойных связей. Материал достаточно легко вступает в химические реакции со многими веществами. Повышенная реакционная способность обусловлена ненасыщенной химической природой материала. Лучше всего взаимодействие происходит в тех растворах, в которых каучук представлен молекулами относительно крупных коллоидных частиц.

При растяжении или охлаждении отмечается переход материала в кристаллическое состояние из аморфного (кристаллизация). Этот процесс происходит в течение определенного времени, не так мгновенно. Кристаллы обладают небольшим размером, неопределенной геометрической формой, а грани их нечеткие.

Каучу́ки- натуральные или синтетические эластомеры,
характеризующиеся эластичностью, водонепроницаемо
стью и электроизоляционными свойствами, из которых
путём вулканизации получают резины и эбониты.

Природный каучук

Высокомолекулярный углеводород (C5H8)n, цисполимер изопрена; содержится в млечном соке
(латексе) гевеи, кок-сагыза (многолетнего травянистого растения
рода Одуванчик) и других каучуконосных растений. Растворим
в углеводородах и их производных
(бензине, 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 придает каучуку высокую эластичность в
широком интервале температур. Натуральный каучук
перерабатывают в резину. В сыром виде применяют не более 1 %
добываемого натурального каучука (резиновый клей). Каучук
открыт де ла Кондамином в Кито (Эквадор) в 1751 году. Более
60 % натурального каучука используют для изготовления
автомобильных шин. В промышленных масштабах натуральный
каучук производится в Индонезии, Малайзии, Вьетнаме и
Таиланде.

Синтетические каучуки

Первым синтетическим каучуком, имевшим промышленное значение,
был полибутадиеновый (дивиниловый) каучук, производившийся
синтезом по методу С. В. Лебедева (получение из этилового
спирта бутадиена с последующей анионной полимеризацией жидкого
бутадиена в присутствии натрия). В 1932 году в
Ярославле запущен завод СК-1, работающий на основе этого метода,
который стал первым в мире заводом по производству синтетического
каучука в промышленных масштабах.
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.
В настоящее время большая часть производимых каучуков
является бутадиен-стирольными или бутадиен-стиролакрилонитрильными сополимерами.

Синтетические каучуки

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
массовым в производстве и применении
каучуками с гетерозаместителями являются
хлоропреновые каучуки (неопрен) -
полимеры 2-хлорбутадиена.
В ограниченном масштабе производятся и
используются тиоколы - полисульфидные
каучуки,
получаемые поликонденсацией дигалогеналка
нов (1,2-дихлорэтана, 1,2-дихлорпропана)
и полисульфидов щелочных металлов.

Основные типы синтетических каучуков:

Изопреновый
Бутадиеновый
Бутадиен-метилстирольный
Бутилкаучук (изобутилен-изопреновый сополимер)
Этилен-пропиленовый (этилен-пропиленовый сополимер)
Бутадиен-нитрильный (бутадиен-акрилонитрильный
сополимер)
Хлоропреновый (поли-2-хлорбутадиен)
Силоксановый
Фторкаучуки
Тиоколы

Натуральный каучук получают из латекса, который
содержится в коре некоторых тропических и субтропических
деревьев. Было рассказано и о том, что каучук состоит из
мономерных звеньев, представляющих собой метилбута-1,3диен. Длина полимерной цепи у натуральных каучуков в
среднем составляет 5 000 звеньев. Эти звенья могут
существовать в двух изомерных формах:

Натуральный каучук представляет собой главным
образом цис-изомер. Такой изомер, содержащийся,
например, в резине, придает полимеру эластичные
свойства, транс-Изомер не обладает эластичными
свойствами. Натуральный каучук, состоящий из трансизомера метилбута-1,3-диена, называется гуттаперча
(от названия растущего в Малайе дерева перча).
Первые изделия из натурального каучука резиновые
трубки, ленты и водонепроницаемые материалы имели
не долгий срок службы, размягчались и становились
липкими в жаркую погоду. Кроме того, подобно другим
термопластам, натуральный каучук при охлаждении
становится твердым и хрупким. Это обусловлено
наличием некоторого сшивания между полимерными
цепями.

В 1838 г. американский
изобретатель Чарлз
Гудьяр обнаружил, что
указанный недостаток
можно преодолеть,
нагревая каучук вместе с
серой. Этот процесс
называется вулканизацией
и приводит к образованию
дисульфидных мостиковых
связей, «сшивающих»
полимерные цепи:

10.

Первый синтетический каучук был получен
путем полимеризации 2-хлоробута-1,3-диена:
Полученный продукт неопрен представляет
собой полимер, устойчивый к химическим воздействиям
и до сих пор используется с целью изготовления
шлангов для перекачки нефти и масел, а также сосудов
для хранения коррозионных химических веществ.

11.

Из бута-1,3-диена и его производных получают
разнообразные каучуки. Наиболее распространенным
из них является бутадиен-стирольный каучук. Его
получают путем сополимеризации фенилэтапена
(стирола) и бута-1,3-диена (бутадиена):

12.

Приблизительно от 60 до 70% всех каучуков используется для
изготовления шин. Около 4% получаемого каучука расходуется на
изготовление обуви. Для изготовления автомобильных шин обычно
используется бутадиен-стирольный каучук, который
характеризуется высокой износостойкостью и хорошей
сцепляемостью с дорожными покрытиями. Более крупные шины
изготовляют из смесей натурального и синтетического каучука, а
для авиационных шин используют только натуральный каучук.
Натуральный каучук обладает значительно лучшей
термостойкостью, чем синтетический.
Продукты из натурального и синтетического каучуков содержат
лишь около 60% чистого каучука. Для улучшения свойств каучука в
него вводят серу и другие добавки, а для повышения прочности и
жесткости резины в нее вводят наполнитель, например углеродную
сажу. Последнее обстоятельство объясняет черную окраску шин.
Кроме указанных веществ в процессе переработки каучуков в
некоторые материалы в них вводят различные масла, облегчающие
их механическую обработку и снижающие стоимость.

13.

В последние десятилетия масштабы получения
натурального каучука не удовлетворяют спрос на него,
и производство синтетического каучука все больше
доминирует над получением натурального каучука.

История каучука началась со времен Великих географических открытий. Когда Колумб вернулся в Испанию, он привез из Нового Света множество диковин. Одной из них был эластичный мяч из «древесной смолы», который отличался удивительной прыгучестью. Индейцы делали такие мячи из белого сока растения гевея, растущего на берегах р.Амазонки. Этот сок темнел и затвердевал на воздухе. Мячи считались священными и использовались в религиозных обрядах. У племен майя и ацтеков существовала командная игра с использованием мячей, напоминающая баскетбол. Впоследствии испанцы полюбили играть вывезенными из Южной Америки мячами. Модифицированная ими индейская игра послужила прообразом современного футбола.
Сок гевеи индейцы называли «каучу» – слезы млечного дерева («кау» – дерево, «учу» – течь, плакать). От этого слова образовалось современное название материала – каучук. Кроме эластичных мячей индейцы делали из каучука непромокаемые ткани, обувь, сосуды для воды, ярко раскрашенные шарики – детские игрушки.
Однако в Европе забыли про южноамериканскую диковинку до 18 в., когда члены французской экспедиции в Южной Америке обнаружили дерево, выделяющее удивительную, затвердевающую на воздухе смолу, которой дали название «резина» (по латыни resina – смола). В 1738 французский исследователь Ш.Кондамин представил в Парижской академии наук образцы каучука, изделия из него и описание способов добычи в странах Южной Америки. С тех пор начались поиски возможных способов применения этого вещества. Во Франции изобрели удобные подтяжки и подвязки из сплетенных с хлопком резиновых ниток. А после 1823, когда шотландец Ч.Макинтош придумал прокладывать тонкий слой резины между двумя кусками ткани, начался настоящий «резиновый бум». Непромокаемые плащи из этой ткани, которые стали называть в честь их создателя «макинтошами», получили широкое распространение. Примерно в то же время в Америке стало модно в дождливую погоду поверх башмаков носить неуклюжую индейскую резиновую обувь – галоши.
Огромную, хоть и недолгую популярность в Европе и Северной Америке резиновые изделия получили после того, как англичанин Чаффи изобрел прорезиненную ткань. Он растворял сырую резину в скипидаре, добавлял сажу и, с помощью специально сконструированной машины, наносил тонкий слой смеси на ткань. Из такого материала делали не только одежду, обувь и головные уборы, но и крыши домов и фургонов.
Однако у изделий из прорезиненной ткани был большой недостаток. – эластичность каучука проявляется лишь в небольшом интервале температур, поэтому в холодную погоду резиновые изделия твердели и могли растрескаться, а летом размягчались, превращаясь в липкую, издающую зловоние массу. Одежду и обувь на лето приходилось прятать в прохладный погреб, с прорезиненными крышами было хуже – приходилось терпеть неприятные запахи. Энтузиазм по поводу нового материала быстро иссяк. А когда однажды в Северо-Американских Соединенных Штатах выдалось жаркое лето, наступил кризис резиновой промышленности – вся ее продукция превратилась в мерзко пахнущий кисель. Фирмы по производству резины разорились.
И все бы забыли про макинтоши и галоши, если бы не американец Чарльз Нельсон Гудьир, который верил, что из каучука можно создать хороший материал. Он посвятил этой идее несколько лет и потратил все свои сбережения. Современники смеялись над ним: «Если вы увидите человека в резиновом пальто, резиновых ботинках, резиновом цилиндре и с резиновым кошельком, а в кошельке ни единого цента, то можете не сомневаться – это Гудьир». Однако Гудьир упорно смешивал каучук со всем подряд: с солью, перцем, песком, маслом и даже с супом и, в конце концов, добился успеха. В 1839 он обнаружил, что добавляя в каучук немного серы и нагревая, можно улучшить его прочность, твердость, эластичность и тепло- и морозоустойчивость. Сейчас именно новый материал, изобретенный Гудьиром, принято называть резиной, а открытый им процесс – вулканизацией каучука.
История упорного изобретателя имеет счастливый конец: предложение о покупке патента на новый материал, обладающий отличными качествами, Гудьир получил, находясь в отчаянном финансовом положении – у него к этому времени был долг в 35 000 долларов, который вскоре он смог оплатить. С этого времени начинается бурный рост производства каучука. Еще при жизни Гудьира только в резиновой промышленности США работало больше 60 000 человек. Кстати, в России, в Санкт-Петербурге предприятие по производству резиновых изделий открылось в 1860.ne Вторая половина 19 в. – время процветания Бразилии, которая долгое время была монополистом по выращиванию деревьев-каучуконосов. Центр каучуконосных районов, Манаус, был богатейшим городом западного полушария. Достаточно упомянуть, что великолепный оперный театр в затерянном в джунглях Манаусе не только строили лучшие французские архитекторы, но даже стройматериалы для него привозились из Европы.
Неудивительно, что Бразилия берегла источник своего богатства. Вывоз семян гевеи был запрещен под страхом смертной казни. Однако в 1876 британский шпион Генри Уикхем в трюмах английского судна «Амазонас» тайно вывез 70 000 семян гевеи. В британских колониях Юго-Восточной Азии были заложены первые плантации каучуконосов. На мировом рынке появился натуральный английский каучук, более дешевый, чем бразильский.
А мир завоевывали разнообразные изделия из резины – транспортерные ленты конвейеров и электроизоляция, «резинки» для белья, резиновая обувь, детские воздушные шары и т.д. Но основное применение этот материал получил с изобретением и распространением резиновых экипажных, а затем автомобильных шин.
Изобретение резиновых шин вместо металлических сначала было встречено без энтузиазма, хотя экипажи с металлическими шинами были не слишком комфортны – за страшный шум и тряску в Англии их называли «истребителями воробьев». Новые тихие экипажи на цельнолитых массивных шинах в Америке были запрещены. Они считались опасными, так как не предупреждали прохожих о приближении экипажа. В России тихие конные экипажи на резиновом ходу также вызывали недовольство – они обдавали грязью не успевших посторониться пешеходов. Поэтому московские власти вынесли решение специально помечать такие экипажи: «Дабы обиженные шинниками обыватели могли заметить своих обидчиков, чтобы привлечь их к законной ответственности, экипажи на резиновом ходу должны снабжаться номерными знаками особого цвета, чем обычные номера извозчиков».
Природный каучук. Строение и свойства. С изобретением конвейерного метода сборки автомобилей потребность в резине стала настолько велика, что настоятельно возник вопрос об ограниченности производства природного сырья. Надо было искать другие источники каучука. Поэтому неудивительно, что в конце 19 – первой половине 20 в. во многих странах исследовались строение каучука, его физические и химические свойства, эластичность, процесс вулканизации. То, что при нагревании из каучука можно получить молекулы изопрена
долгое время объясняли с помощью теории К.Харриеса, который считал, что каучук состоит из множества колец-звеньев изопрена, которые составляют устойчивую мицеллу, т.е. он представляет собой обычную коллоидную частицу. Оппонентом К.Харриеса выступал Г.Штаудингер, доказавший, что каучук является высокомолекулярным соединением, т.е. состоит из обычных, хотя и гигантских молекул, атомы в которых связаны ковалентными связями. На основании своих исследований каучука и резины он выдвинул теорию цепного строения макромолекул, предположил существование разветвленных макромолекул и трехмерной полимерной сетки.

">

Для получения натурального каучука млечный сок гевеи (латекс) добывают методом подсечки, надрезая кору дерева. Натуральный латекс, представляющий собой водную эмульсию каучука, содержит 34–37% каучука, 52-60% воды, а также белки, смолы углеводы и минеральные вещества. Из латекса каучук коагулируют органическими кислотами, промывают водой и прокатывают в листы, которые сушат и коптят дымом. Копчение предохраняет каучук от окисления и действия микроорганизмов.
В натуральном каучуке содержится 91–96% углеводорода полиизопрена (C 5 H 8) n , а также белки и аминокислоты, жирные кислоты, каротин, небольшие количества солей меди, марганца, железа и др. примеси. Полиизопрен натурального каучука является стереорегулярным полимером. Практически все звенья изопрена 98–100% в макромолекуле присоединены в цис-1,4-положении:

Молекула натурального каучука может содержать 20–40 тыс. элементарных звеньев, его молекулярная масса составляет от 1 400 000–2 600 000, он нерастворим в воде, зато хорошо растворяется в большинстве органических растворителей.
Интересно, что существует природный геометрический изомер каучука – гуттаперча, представляющая собой транс-1,4-полиизопрен:

Различия в пространственном расположении заместителей у каучука и гуттаперчи приводят к тому, что и форма макромолекул этих веществ тоже различна. Молекулы каучука закручены в клубки. Если ленту из каучука растягивать, деформировать, то молекулярные клубки будут выпрямляться в направлении прилагаемой сил, и лента будет удлиняться. Однако молекулам каучука энергетически выгоднее находиться в первоначальном состоянии, поэтому, если натяжение прекратить, молекулы опять свернутся в клубки, и размеры ленты станут прежними. Конечно, нельзя увеличивать нагрузку на ленту до бесконечности – рано или поздно деформация будет необратимой, лента порвется.
Молекулы гуттаперчи не закручены в клубки так, как каучук. Они вытянуты даже без нагрузок, поэтому гуттаперча менее эластична.
Эластичность – это способность к обратимой деформации, особое свойство некоторых полимеров, характерное для лишь при определенных значениях температур. При нагревании каучук из эластичного состояния переходит в вязкотекучее. Силы взаимодействия между молекулами ослабевают, полимер не сохраняет форму и напоминает очень вязкую жидкость. При охлаждении каучук из эластичного переходит в стеклообразное состояние, становится похож на твердое тело. Такой полимер легко и обратимо не растягивается при приложении нагрузки. Он сразу рвется, если нагрузка слишком велика. Полимеры в стеклообразном состоянии могут быть хрупкими, их можно сломать или даже разбить, например, морозной зимой может растрескаться сумка из кожзаменителя, т.к. при низких температурах он переходит в стеклообразное состояние).
Что же происходит с каучуком при вулканизации? Когда каучук нагревают с серой, макромолекулы каучука «сшиваются» друг с другом серными мостиками. Из отдельных макромолекул каучука образуется единая трехмерная пространственная сетка. Изделие из такого материала (резины) прочнее, чем из каучука, и сохраняет свою эластичность в более широком интервале температур.
Сейчас известно много вулканизирующих агентов, однако при производстве резины по-прежнему широко используют серу. В качестве ускорителей вулканизации применяют 2-меркаптобензтиазол и некоторые его производные. Возможна и радиационная вулканизация и вулканизация с помощью органических пероксидов. Вулканизации обычно подвергают смесь каучука с различными добавками, придающими резине необходимые свойства, и наполнителями, снижающими стоимость резины (сажа, мел).

">

С появлением технологии производства синтетических каучуков, резиновая промышленность перестала быть всецело зависимой от природного каучука, однако синтетический каучук не вытеснил природный, объем производства которого по-прежнему возрастает, а доля натурального каучука в общем объеме производства каучука составляет 30%. Ведущие мировые производители натурального каучука – страны Юго-Восточной Азии (Таиланд, Индонезия, Малайзия, Вьетнам, Китай). Благодаря уникальным свойствам натурального каучука, он незаменим при производстве крупногабаритных шин, способных выдерживать нагрузки до 75 тонн. Лучшие фирмы-производители изготавливают покрышки для шин легковых автомобилей из смеси натурального и синтетического каучука, поэтому до сих пор главной областью применения натурального каучука остается шинная промышленность (70%). Кроме того, натуральный каучук применяется при изготовлении конвейерных лент высокой мощности, антикоррозийных покрытий котлов и труб, клея, тонкостенных высокопрочных мелких изделий, в медицине и т.д.
Во многих странах в начале 20 в. исследовались местные виды растений. В Советском Союзе систематический поиск растений-каучуконосов предпринимался в 1930-х, общий список таких растений составил 903 вида. Наиболее эффективные каучуконосы, в частности Тянь-Шанский одуванчик кок-сагыз, выращивали на полях России, Украины, Казахстана, работали заводы по выделению каучука, который по качеству считался не уступающим каучуку из гевеи. В конце 1950-х с увеличением производства синтетического каучука возделывание одуванчика-каучуконоса было прекращено.

Каучуками называют натуральные или синтетические полимеры, обладающие высокими эластичными свойствами в процессе эксплуатации. Каучуки могут растягиваться до размеров, многократно превышающих их первоначальную длину.

Каучуки эластичны и водонепроницаемы. Они не проводят электрический ток, что позволяет применять их в качестве изолирующих материалов. Они не растворяются в воде, хорошо растворимы в бензине, бензоле, эфире и других летучих жидкостях. Из них получают резины и эбониты.

История открытия каучуков

Название «каучук» произошло от слова «каучу» (кау- дерево, учу – течь). Так индейцы называли сок гевеи. Это дерево, растущее на берегах Амазонки. Белый сок этого дерева темнел и становился твёрдым на воздухе. Индейцы делали из него обувь, непромокаемые ткани, сосуды для воды и другие предметы обихода. С некоторыми из этих предметов европейцев познакомил Колумб, вернувшийся в Испанию из Нового Света. Но всерьёз каучуком заинтересовались только в XVIII в., когда французская экспедиция обнаружила в Южной Америке дерево, смола которого застывала на воздухе. Это вещество назвали резиной и начали думать над тем, где же можно применить его. В 1823 г. шотландский химик и изобретатель Чарльз Макинтош предложил делать прокладку из резины между двумя слоями ткани. Непромокаемые плащи, сделанные из этой ткани, получили название «макинтош». Позже англичанин Чаффи придумал прорезиненную ткань. Но изделия из этой ткани твердели и трескались на холоде, а летом превращалась в липкую смесь с неприятным запахом.

В 1839 г. американец Чарльз Нельсон Гудьир, добавив в каучук немного серы и, нагрев эту смесь, изобрёл новый материал с повышенной прочностью, эластичностью, устойчивый к нагреванию и к холоду. Именно этот материал называют сейчас резиной, а процесс его получения – вулканизацией. С этого времени изделия из резины завоевали весь мир.

Синтетический каучук

С изобретением автомобильных шин потребность в резине выросла настолько, что природного сырья стало не хватать для производства каучука. И вопросом получения синтетического каучука занялись учёные.

В 1879 г. французский химик Г.Бушарда, обработав вещество изопрен соляной кислотой, получил каучукоподобное вещество. А в 1901 г. русский химик И. Кондаков создал эластичный полимер из диметилбутадиена. В 1910 г. впервые был получен синтетический полибутадиеновый (дивиниловый) каучук по методу русского учёного-химика Сергея Васильевича Лебедева. Началось промышленное производство каучука.

Типы синтетических каучуков

Современная промышленность производит синтетические каучуки. Кроме бутадиенового каучука, полученного С.В. Лебедевым, выпускаются и другие виды синтетических каучуков, по своим свойствам превосходящие натуральные каучуки.

Синтетические каучуки получают полимеризацией. В процессе полимеризации макромолекула полимера образуется путём присоединения молекул мономеров. Абсолютно все каучуки имеют большую длину молекул полимеров.

Изопреновый каучук получают полимеризацией изопрена.

n СН 2 =С(СН 3)-СН=СН 2 → (-СН 2 -С(СН 3)=СН-СН 2 -) n

Натуральный каучук также является изопреновым каучуком. Поэтому синтетический изопреновый каучук, как и натуральный, обладает высокой эластичностью и прочностью. Применяют его в производстве шин, обуви, конвейерных лент, медицинских изделий.

Бутадиеновый каучук получают полимеризацией бутадиена. Этот каучук обладают высокой износоустойчивостью. Он широко используется при изготовлении шин.

Бутан-стирольный каучук получается в результате сополимеризации (полимеризации с участием двух мономеров) бутадиена 1,3 и стирола . Применяется для производства шин, резиновой обуви и других резиновых изделий высокого качества.

Бутадиен-нитрильный каучук . Этот каучук получают полимеризацией бутадиена с акрилонитрилом . Он обладает высокой масло- и бензостойкостью. Применяется в производстве сальников.

Винилпиридиновый каучук создаётся полимеризацией винилпиридина с диеновыми углеводородами. Он имеет отличную склеиваемость. И резины из него получаются морозоустойчивые, маслостойкие и бензостойкие.

Кремнийорганические каучуки – полимеры, молекула которых состоит из мономеров, содержащих атомы кремния. Их называют силиконами. Они широко применяются в медицине. Из них создают различные протезы, трубки для переливания крови и т.д. Жидкие кремнийорганические каучуки используются также как герметики.

Синтетические каучуки получили широкое распространение во многих отраслях современной промышленности. Каучуки являются основой резиновых смесей, из которых вулканизацией получают резину. А из резины выпускают несколько десятков тысяч разнообразных изделий, применяемых в самых различных отраслях промышленности, транспорта, сельского хозяйства, а также в быту.