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):
Смотрите также
Кинетическое и термодинамическое исследование физико-химических процессов
Сущность
физико-химических методов анализа заключается в том, что на основании измерения
величины, характеризующей какое-нибудь свойство раствора, определяют
концентрацию в нем исследуемого ...
Реологические свойства САН и АБС пластиков
...
Периодический закон и Периодическая система элементов.
В 1969 году ученый
мир отметил юбилейную дату – 100-летие со дня открытия Периодического закона
химических элементов. В статье, посвященной столетию этого закона академик И.В.
Петрянов–Соколов писа ...