Что делают из каучука: Натуральный и синтетический каучук — свойства каучука | ПластЭксперт

Каучук — виды, получение и применение

В наше время почти любая область жизнедеятельности предполагает применение каучука. Это производство шин, кабеля, труб, строительный и отделочный материал, его используют в обувной, медицинской и других областях промышленности. Но что же такое «каучук», каковы виды каучука и как его получают?

Еще в конце 15 века индейцы Северной Америки из сока дерева гевеи научились получать каучук, который использовали при изготовлении обуви и других вещей. При надрезе коры гевеи происходило выделение капель молочно-белого сока – латекса. Этот сок индейцы назвали «слезы дерева», что звучит как кау-учу. Отсюда и название – каучук.

Открытие Америки Христофором Колумбом способствовало распространению чудесного материала в Европу, где путем проб и ошибок впервые получили резину. С появлением автомобильной промышленности в 20 веке спрос на резину, а, значит, и на каучук стал расти. В то время стоимость изделий из каучука была очень высокой. Это связано с тем, что в год с одного дерева гевеи можно получит всего 1—2 кг каучука, а на производство, например, шин требовалось в 50 больше.

Вскоре возникла нехватка, дефицит получаемого из сока гевеи каучука (натуральный каучук). Ученые занялись поиском решений этой проблемы. И, наконец, в 20-е годы 20 века русский учёный С.В. Лебедев получил первый синтетический каучук путем полимеризации 1,3-бутадиена (дивинила) на натриевом катализаторе. Позже натриевый катализатор заменили катализатором Циглера-Натта (Al(C₂H₅)₃∙TiCl₄), что дало возможность получения полибутадиена и полиизопрена — синтетического каучука, обладающего нужными свойствами эластичности и прочности. Синтетический каучук стал настолько популярен, что к концу 20 века почти полностью вытеснил натуральный каучук.

В настоящее время получают различные виды каучука. Все синтетические каучуки принято классифицировать на:

• Каучуки общего назначения. Используются в массовом производстве таких изделий, как шины, транспортерные ленты, резиновая обувь и т. п., в которых реализуется такое свойство резины как эластичность:

1. Бутадиеновый (СКД; СКБ)
2. Изопреновый (СКИ)
3. Хлоропреновый (наирит)
4. Бутадиен-стирольный (CKC, CKMC)
5. Этиленпропиленовый (СКЭП, СКЭПТ)
6. Бутилкаучук (БК) и др.

• Каучуки специального назначения.Применяеются в производстве изделий, обладающих не только эластичностью, но и стойкостью к воздействию различных агрессивных сред, тепло- и морозостойкостью и другими уникальными свойствами. Синтетических:

1. Бутадиен-нитрильный (СКН)
2. Полисуль­фидный (тикол)
3. Кремнийорганический (CKT)
4. Уретановый (СКУ)
5. Фторосодержащий (СКФ)
6. Винилпиридиновый, метил­винилпиридиновый (МБП) и др.

Сравнительная характеристика и область применения каучуков представлены в таблице, а получение некоторых из них описано в разделе Свойства и получение алкадиенов:

Виды и область применения каучуков:

 

Вулканизация каучука

Важное практическое значение имеет вулканизированный продукт – резина. Вулканизация каучука представляет собой специально обработанную смесь каучука и серы при воздействии температуры. Линейные молекулы каучука в местах двойных связей сшиваются атомами серы, образуя дисульфидные мостики.. Такой продукт имеет трехмерную структуру и обладает повышенной прочностью, эластичностью, изностойкостью и другими полезными свойствами. При массовой доле серы 1-5 % — продукт эластичный, мягкий; 30% — жесткий, твердый (эбонит).

 

Состав резины

• Каучук натуральный или синтетический
• Вулканизирующий агент – сера, тиурам , селен, перекиси, ионизирующая радиация.
• Ускорители вулканизации — полисульфиды, оксиды свинца, магния
• Антиоксиданты (вещества замедляющие скорость старения резины) — альдоль, неозон Д, парафин, воск)
• Пластификаторы (вещества, улучшающие эластичность резины) — пара­фин, вазелин, стеариновую кислоту, битумы, дибутилфталат, рас­тительные масла. Их массовая доля составляет 8—30 % от массы каучука.
• Наполнители активные и неактивные. Активные наполнители — кремнекислота, оксид цинка; неактивные наполнители — мел, тальк, барит
• Регенерат (продукт переработки старых резиновых изделий и отходов резинового производства).
• Красители — минеральные или органические красящие вещества.

Назначение будущего изделия, условий его эксплуатации, технических требований к нему и т.д. определяет выбор каучука и состава резиновой смеси.

Производство изделий из резины включает этапы смешения каучука с ингредиентами в смесителях, изготовления полуфабрикатов и их раскроя, сборки заготовок изделия при помощи сборочного оборудования и вулканизацию изделий в прессах, котлах, автоклавах и др.

 

Синтетические каучуки — от создания до ТАИФа — Реальное время

Группа компаний ТАИФ производит почти половину мирового объема изопреновых каучуков и около 18% бутиловых каучуков

Фото: Роман Хасаев

От жевательных резинок до автомобильных шин и компонентов ударопрочных пластиков — без каучуков современный мир представить просто невозможно: из них изготовлены хирургические перчатки и поливочные шланги, каучуки есть в медицинском оборудовании, автомобилях, самолетах, кораблях, космической и компьютерной технике, продукции военно-промышленного комплекса, нефтедобывающем и нефтеперерабатывающем оборудовании, обуви, одежде, без них не обойтись в дорожном и жилом строительстве, в сельском хозяйстве и на химических производствах… Проще сказать, где их нет, чем перечислить все отрасли, где они используются. И спрос на каучуки растет постоянно. Если в 2005 году совокупное общемировое потребление натуральных и синтетических каучуков едва превысило 21 млн тонн, то в 2018-м оно достигло уже 29,3 млн тонн и, по прогнозам экспертов, в 2019-м вырастет еще на миллион, где на натуральные каучуки придется 14,23 млн тонн, на синтетические — 15,8 млн тонн. Согласно данным, представленным на недавнем общем собрании акционеров, в минувшем году Группа компаний ТАИФ произвела почти 725 тыс. тонн синтетических каучуков, тем самым в очередной раз подтвердив право входить в топ-10 крупнейших мировых производителей СК. О том, как на протяжении последних полутора десятков лет менялся мировой рынок каучуков, а вместе с ним развивались каучуковые производства ТАИФа — в материале «Реального времени».

Из истории каучуков

Процесс вулканизации натурального каучука — то есть получения из него резины, был запатентован еще в 1840-х годах Чарлзом Гудийером. А в 1846-м шотландский ученый Роберт Томпсон изобрел и запатентовал пневматическую шину. Правда, на тот момент изобретение не получило дальнейшего развития, так как тонкой резины, необходимой для таких более комфортных шин, в мире было недостаточно. Затишье длилось недолго. 1888 год — еще один шотландец, Джон Данлоп, представил публике сначала пневматическую шину для велосипедов, потом — для экипажей, затем — для автомобилей, а мир охватила каучуковая лихорадка. Материал оказался настолько востребован, что в тропические леса Бразилии потянулись искатели счастья, готовые рисковать жизнью и здоровьем в поисках каучуконосов и возможности разбогатеть. Спрос на каучук рос небывалыми темпами. Правдами и неправдами из Бразилии, несмотря на запрет правительства страны, вывозились семена гевеи. В Юго-Восточной Азии росли плантации каучуконосов, но каучуков не хватало. А изобретения шли одно за другим:

— 1891 год — братья Мишлен запатентовали съемную шину;

— 1894 год — Э. Дж. Пеннингтон представил баллонную шину;

— 1903 год — компания «Гудийер» запатентовала бескамерную шину, так описывается история в специальном издании «Популярная нефтехимия».

Изготовление пневматических шин в компании «Goodyear» — конец XIX века. Фото с сайта trans.info

Дефицит натуральных каучуков заставил ученых со всего мира искать альтернативу, Попыток было много. В конце XIX века Густав Бушард, химик из Франции, обработал изопрен соляной кислотой. В итоге получилось что-то похожее на каучук, но слабо пригодное для получения резины. В самом начале XX века Иван Кондаков, русский подданный, сумел синтезировать эластичный полимер. Позже в Германии на основе его разработок была выпущена пробная партия синтетического каучука. В 1909 году еще один немец — Фриц Гофман — запатентовал процесс производства СК. Но больше прав претендовать на авторство в изобретении искусственного аналога натурального каучука имеет все-таки Россия. Профессор Лебедев в том же 1909 году на заседании Химического общества представил доклад о термополимеризации углеводородов типа дивинила и предоставил научному сообществу образцы синтетического каучука. Стоит отметить, что на основании именно этого изобретения впервые в мире было создано промышленное производство синтетических каучуков. Работу в этом направлении профессор продолжил и после революции 1917 года, был награжден орденом Ленина и избран в Академию наук СССР. А синтетический каучук начал свое победное шествие по миру, составляя достойную конкуренцию натуральным каучукам, а по ряду параметров, например стабильности характеристик, и серьезно превосходя его.

Шины для самых больших в мире грузовиков тоже изготавливаются из синтетического каучука от ТАИФа. Фото Yandex.ru

Нефтехимия вокруг

Каждый знает о том, что есть нефтехимия, но мало кто задумывается о том — как много вещей, созданных этой промышленностью, окружает нас. Например — синтетические каучуки. В России крупнейший их производитель — ПАО «Нижнекамскнефтехим», входящее в Группу компаний ТАИФ.

Ученые подсчитали, что на настоящий момент производится около 40 тыс. наименований изделий из резины и каучуков для всех направлений промышленности и просто жизни. Практически в каждой семье сегодня есть автомобиль, а иногда и не один. По дорогам колесят многочисленные легковые машины и автобусы, крутят педали велосипедисты, спешат доставить грузы грузовики, на полях трудятся тракторы и комбайны. В покрышках, что на колесах всего этого транспорта, есть доля, причем значительная, нижнекамского каучука. И не только в России.

Гиганты БелАЗы тоже «обуты» в нижнекамский каучук. Шины для самых больших грузовиков в мире, способных поднять до 450 тонн за раз, изготавливает «Белшина», давно приобретающая каучуки марок СКИ, СКД-Н, ГБК у ПАО «Нижнекамскнефтехим». Также крупным потребителем синтетических каучуков марок СКИ, СКД-Н, ГБК и БК от ГК ТАИФ является Алтайский шинный комбинат, чьи грузовые шины и колеса для сельскохозяйственной техники хорошо известны на всем постсоветском пространстве, а также в Румынии, Монголии, Афганистане, Эфиопии, Гвинее. 7,5 млн шин, выпускаемых в год тремя заводами публичной компании Cordiant, расходятся не только по всей России, но и более чем в 50 странах мира, включая Западную и Восточную Европу, США, и серьезно конкурируют как на российском, так и на зарубежном рынках с продукцией крупнейшего в РФ производителя шин — ПАО «Нижнекамскшина», в год производящего более 11 млн штук шин для легковых и грузовых автомобилей, сельскохозяйственной, строительной и специальной техники. И Cordiant, и «Нижнекамскшина» свою продукцию выпускают тоже из синтетических каучуков СКИ, СКД-Н, ГБК и БК от «Нижнекамскнефтехима». В числе потребителей синтетических каучуков от НКНХ практически все производители шин в России и СНГ. В ГК ТАИФ отмечают, что готовы обеспечивать в полном объеме растущие потребности в качественных синтетических каучуках российских производителей шин. Мощностей производств Группы компаний для этого — хватает.

В числе потребителей продукции ПАО «Нижнекамскнефтехим», причем ключевых, и такие гиганты рынка автомобильных шин с мировыми именами, как Michelin, Pirelli, Continental, Bridgestone, Goodyear. Плодотворное сотрудничество сторон длится уже долгие годы.

«Я благодарю за сотрудничество, за технологические усилия, которые вы совершили», — обратился к руководству ТАИФа генеральный директор Pirelli Марко Трончетти Провера, когда в 2017 году компании подписывали очередное долгосрочное соглашение о сотрудничестве, в рамках которого ПАО «Нижнекамскнефтехим» еще как минимум 5 лет гарантированно будет поставлять произведенные им синтетические каучуки на заводы итальянского концерна.

В 2017 году Pirelli и ТАИФ подписали очередное 5-летнее соглашение о сотрудничестве. Фото с сайта auto-motor-und-sport.de.

Татарстанский каучук выигрывает гонки «Формулы-1» и проходит этапы Дакара, покоряет бездорожье и шелестит по ровному полотну скоростных автобанов. И сами дороги не обходятся без каучуков: термоэластопласты — специальные добавки к асфальтовому покрытию, обеспечивающие дорогам большую прочность, сопротивляемость истиранию и перепадам температур, содержат каучук и во многом благодаря именно ему приобретают такие свойства. Производство таких битумов ТАИФ планирует наладить. Термоэластопласты, произведенные «Нижнекамскнефтехимом», намерен включить в состав специальных битумов «ТАИФ-НК». Компонент пригодится не только в Татарстане. Российский климат суров, и качественные, долговечные дороги нужны повсюду.

Приобретая в магазине жевательную резинку, никто и не подозревает, что на 20% она состоит… из синтетического каучука. В мире не много компаний, обладающих специальной рецептурой и готовых гарантировать соблюдение особых очень жестких санитарных условий при его изготовлении. ПАО «Нижнекамскнефтехим» с 2014 года наладил производство такого каучука в промышленных масштабах и сегодня поставляет свою продукцию для американской транснациональной компании Mondelez International, производящей продукты питания и, в частности, жевательную резинку под брендом Dentyne.

Жевательная резинка на 20% состоит из синтетического каучука. Фото с сайта find.myge.city

К слову, жвачка — далеко не единственный товар на полках продовольственных магазинов, который имеет отношение к продукции «Нижнекамскнефтехима». Из стирольных пластиков с включением СК делают упаковку для йогуртов, одноразовую посуду.

А еще из стирольных пластиков делают компакт-диски, детали интерьера и корпусы бытовой техники, детские игрушки и дорожные чемоданы, контейнеры для пищи, емкости для бытовой химии и огромные емкости для хранения продуктов нефтепереработки, кислот, щелочей. Такие пластики применяются при изготовлении электроприборов и медицинского оборудования, а кроме того, деталей внутренней отделки автомобилей, включая приборные панели, ряд элементов конструкции, например, радиаторных решеток.

Не обойтись без синтетических каучуков в космической отрасли и авиастроении. В каждом авиалайнере, кроме специальных шин, еще около 10 тыс. резиновых деталей. Можно смело утверждать, что практически в каждом самолете есть частичка ТАИФа.

В каждом самолете есть немножко ТАИФа. Фото с сайта yandex.ru

О том, что татарстанский каучук есть в медицинских приборах, уже говорилось выше. Но и резиновая лента, удерживающая одноразовую маску на лице, тоже синтетический каучук. И шланги отсосов. И эластичные бинты, и повязки, помогающие быстрее восстановиться после травмы… В любой операционной, в палате, в приемном покое каждой больницы, поликлиники можно легко насчитать несколько десятков, а то и сотен предметов, где использован синтетический каучук. А если учесть, что больше половины общего его объема в России произведено ТАИФом, то не будет ошибкой сказать, что к успехам отрасли здравоохранения страны Группа компаний также имеет непосредственное отношение.

Продолжать можно бесконечно: элементы детских колясок, специальные игрушки, что дают грызть малышам, у которых прорезаются зубки, и соски на бутылочках для кормления — тоже синтетический каучук. А значит — ТАИФ.

Июнь 2018 г. На ПАО «Нижнекамскнефтехим» введено в промышленную эксплуатацию производство изобутилена мощностью 160 тыс. тонн в год. Фото Романа Хасаева

Когда другие снижали производство

Химический комплекс — один из базовых сегментов российской промышленности. А ПАО «Нижнекамскнефтехим» (входит в ГК ТАИФ) — ключевой ее игрок. Об этом говорят цифры: если в относительно благополучном 2005 году все российские производители синтетических каучуков выдали 1141,5 тыс. тонн продукции, из которых на долю НКНХ пришлось 333,3 тыс. тонн, или 29,2% от всего произведенного в России синтетического каучука, то в кризисном 2009 году, когда российские производители СК были вынуждены сокращать объемы и в целом по стране было выпущено лишь 976,7 тыс. тонн каучуков, «Нижнекамскнефтехим» отчитался о производстве уже 425 тыс. тонн, или 43,5% от всех российских каучуков, и продолжил наращивать мощности. Как, впрочем, и в последующие годы. В 2012 году, при общероссийском объеме 1253,3 тыс. тонн, на долю Группы компаний ТАИФ из них приходится уже 589 тыс. тонн. В 2014-м — из 1148,4 тыс. тонн в целом по стране, ПАО «Нижнекамскнефтехим» произвел 618,5 тыс. тонн, или почти 54% от всего российского каучука. К концу 2018 года все российские производители СК выпустили лишь 1044,1 тыс. тонн продукции, а доля НКНХ в этих объемах достигла рекордных 69% от общего объема всех произведенных в России синтетических каучуков, или 724,9 тыс. тонн. К собственному результату 13-летней давности — более чем двукратный прирост.

За 13 лет ГК ТАИФ более чем вдвое нарастила объемы производства синтетических каучуков. Фото Романа Хасаева

«В 2004 году мы третьими в мире запустили галобутилкаучуки. До этого выпускали только СКИ и БК. По ГБК мы начинали с мощности в 35 тыс. тонн в год, а сейчас уже выпускаем суммарно 220 тыс. тонн БК и ГБК. Развитие шло достаточно медленно, но мы занимались серьезно именно каучуковыми производствами. Сначала основным направлением было производство каучука для изготовления грузовых шин, а позже, вместе с развитием «Нижнекамскнефтехима», активно начало расти и производство каучуков для легковых шин. Эти СК были в основном на базе полибутадиена на кобальтовой основе. Еще в 2003 году, совместно с научно-технологическим центром, начались работы по созданию «зеленого» каучука на неодимовом катализаторе. Уже тогда вопросы экологичности шин ставились достаточно жестко. И с 2004 года запустили производство на 40 тыс. тонн в год синтетических каучуков на неодимовом катализаторе — СКДН. И достаточно быстро вышли на 180 тыс. тонн в год. Это все были отечественные наработки. Наш НТЦ вообще очень силен в каучуковой тематике. С самого начала во всех пусках с нами участвовал, активно помогал в доведении каучуков до нужной кондиции, в повышении качества. Постепенно мы наращивали и марочный ассортимент, и объемы производства», — провел для журналиста «Реального времени» краткий экскурс в историю начальник департамента по управлению и стратегическому развитию Группы «Нижнекамскнефтехим» Хамит Гильманов.

Хамит Гильманов: «Постепенно мы наращивали и марочный ассортимент, и объемы производства». Фото с сайта nknh. ru

«Нижнекамскнефтехим» всегда был одним из крупнейших продуцентов синтетических каучуков в мире. Наша доля на рынке СКИ увеличилась с 30,8% в 2004 году до 47,5% в 2018 году. По бутиловым каучукам мы выросли с 10,3% в 2004 году до 17,9% в 2018 году. По бутадиеновым каучукам — с 1,1% в 2004 году (мы тогда делали первые шаги в синтезе полибутадиена и выпускали каучук на кобальтовой каталитической системе) до 5,6% в 2018 году. Сейчас мы уверенно входим в топ-10 мировых производителей СК», — подчеркнул в интервью «Реальному времени» генеральный директор ПАО «Нижнекамскнефтехим» Азат Бикмурзин.

Условия нельзя назвать комфортными для производства

На стоимость синтетических каучуков и развитие отрасли в целом влияет целый комплекс факторов: тут и валютные котировки, и стоимость нефти, газа и продуктов нефтепереработки, и цены на натуральные каучуки, и объемы производства в целом, а значит — насыщенность рынка предложениями и активность производств резинотехнических изделий. Даже политическая обстановка, где одним из самых эффективных методов воздействия на оппонентов остается экономический рычаг, непосредственно влияет на мировые рынки.

С 2002 по 2012 годы мировой спрос на каучуки активно рос. Натуральные каучуки за 10 лет выросли в цене на 266%, на что отреагировали производители: площади под каучуконосы были расширены и засажены новыми деревьями. Производства синтетических каучуков на волне роста спроса также начали активно расширяться и наращивать объемы и ассортимент.

Новые посадки каучуконосов начали давать урожай спустя 7 лет, рынок стал получать больше натурального каучука и, перестав испытывать голод, отреагировал стабилизацией цен. К 2012 году спрос на природный каучук в Китае — крупнейшем потребителе этого сырья — замедлился, а затем начал падать. Схожие тенденции наблюдались и на мировом рынке. С 2019 года началось снижение спроса на новые автомобили и ослабление роста глобальной экономики в целом. Крупнейшие производители натурального каучука в мире Таиланд, Малайзия и Индонезия — на тот момент на их долю приходилось 70% всего природного каучука — договорились о снижении объемов поставки сырья, а также вырубке старых каучуконосов. Тем не менее цены продолжили падать. С 2011 года по настоящий момент стоимость натуральных каучуков рухнула более чем в 3,5 раза. На этой волне определенные сложности возникли и у производителей синтетических каучуков:

«Последние годы экономические условия нельзя назвать комфортными для производства и реализации синтетических каучуков. Примерно с 2013—2014 годов мировой рынок синтетических каучуков характеризуется избытком производственных мощностей. Волна новых проектов, которые были начаты в мире (преимущественно в Азии) на пике цен в 2010—2011 годах, к 2013— 2014 годам сделала мировой рынок СК избыточным. Ввод в эксплуатацию новых производств пришелся на период спада цен и спроса на синтетические каучуки. Негативная ситуация, к сожалению, наблюдается и сегодня: рынок находится в состоянии хронического избытка предложения. Поэтому между производителями идет острая конкурентная борьба сразу на двух фронтах: технологическом (это конкуренция технологий и качества) и на издержках. Выживают в этой борьбе те, кто может предложить интересные научно-технические решения и при этом оставаться конкурентоспособным по цене», — пояснил Азат Бикмурзин.

Азат Бикмурзин: «В рыночной конкурентной борьбе выживают те, кто может предложить интересные научно-технические решения по конкурентной цене». Фото предоставлено пресс-службой НКНХ

Торговая война между США и Китаем, обернувшаяся спадом производства и реализации транспортных средств, привела к падению спроса на шины, что негативно сказалось на потреблении как натуральных, так и синтетических каучуков. В 2019 году экономики ведущих потребителей каучуков продолжили снижение: в Индии производство автотранспортных средств упало к уровню 2018 года еще более чем на 18%, в Китае — почти на 14%. Эксперты ожидают заметных позитивных тенденций на рынке производства натуральных каучуков не раньше, чем через 3—5 лет.

«Эта перемена должна позитивным образом отразиться на мировой конъюнктуре синтетического каучука. Возрастет спрос, начнут расти цены. Мы понимаем цикличность рынка синтетических каучуков и знаем, что нашим торговым партнерам понадобится наш каучук в больших объемах, чем мы поставляем им сейчас. Поэтому мы стараемся использовать это время для подготовки к периоду высокого спроса. Мы занимаемся модернизацией своих производственных цепочек синтетических каучуков, преследуя две цели: оптимизацию собственных затрат и наращение объемов производства. Мы работаем над расширением ассортимента выпускаемых каучуков, делая ставку на специальные каучуки, которые способны дать нашим партнерам преимущества в эксплуатационных характеристиках выпускаемых ими шин», — подчеркнул Азат Бикмурзин.

Новые производства и расширение ассортимента — в ежегодном режиме

«Каждый год без исключения Группой ТАИФ на ПАО «Нижнекамскнефтехим» вводятся производства по выпуску новой продукции или реализуются мероприятия по расширению марочного ассортимента на действующих мощностях. Так, в период с 2004 по 2007 год состоялся торжественный пуск каучуковых производств: ГБК (2004 г. ), СКД-Н (2004 г.) и СКД-Л (2007 г.). Начиная с 2003 года и до 2014-го нами последовательно были введены в эксплуатацию производства пластиков: четыре линии полистиролов, АБС-пластиков, полипропилена и полиэтилена. В 2016 году было освоено производство линейных альфа-олефинов, в том числе используемых при производстве линейных марок ПЭ. Начиная с 2019 года выпускается новая марка неодимового полибутадиенового каучука СКДН 44М1, которая характеризуется более узкой полидисперсностью, что оказывает положительное влияние на эксплуатационные характеристики автомобильных шин», — рассказал генеральный директор ПАО «Нижнекамскнефтехим».

Ежегодно ГК ТАИФ вводятся новые мощности или расширяется марочный ассортимент выпускаемой продукции. Фото Романа Хасаева

В 2020 году планируется ввести в эксплуатацию установку по производству растворного бутадиен-стирольного каучука (ДССК) мощностью 60 тыс. тонн в год.

«Создание производства растворного бутадиен-стирольного каучука (ДССК) — один из наиболее значимых проектов ПАО «Нижнекамскнефтехим» в области развития каучуков. Этот вид каучука является индикатором развития каучуковой отрасли в мире. Все ведущие производители синтетических каучуков Asahi Kasei, JSR, Kumho, Trinseo, Arlanxeo, Versalis, Michelin и т. д. имеют в своем портфеле бутадиен-стирольные марки, производимые в растворе. При этом сегодня марки ДССК все больше смещаются в сторону каучуков специального назначения, и в мире пользуются большим спросом функционализированные марки ДССК. Использование таких каучуков при изготовлении протектора покрышки обеспечивает оптимальный баланс сопротивления качению, сцепления с мокрой дорогой и износостойкости», — пояснил Азат Бикмурзин.

На пилотной установке ПАО «Нижнекамскнефтехим» уже разработана технология получения трех новых марок: ДССК-621, ДССК-628 и ДССК-610. Все разработанные марки соответствуют четвертому и пятому поколениям каучуков по рабочим характеристикам и экологичности. С запуском установки ДССК ПАО «Нижнекамскнефтехим» станет одним из немногих в мире производств, выпускающим все основные виды растворных синтетических каучуков для шинной промышленности.

Но останавливаться на достигнутом не планируют: ТАИФом уже запущены проекты и по выпуску катализатора дегидрирования КДИ-М, МПЭГ, ТПЭГ, реализуются новые, еще более масштабные: строительство этиленового комплекса и комплекса по производству метанола, к 2021 году планируется завершить возведение собственной ПГУ мощностью в 495 МВт.

Стоит отметить, что расширяя производственные возможности и ассортимент выпускаемых каучуков, компании Группы ТАИФ самое пристальное внимание уделяют вопросам экологии. Так, комплекс по производству метанола, мощностью в 500 тыс. тонн в год, который планируется построить на промышленной площадке «Нижнекамскнефтехима», будет построен на месте трех других устаревших производств. Использование надежного современного оборудования, замкнутых систем охлаждения и целого ряда новаций, о которых представители предприятия рассказали на состоявшихся в июле общественных слушаниях, позволят втрое снизить нагрузку на окружающую среду: объемы выбросов в атмосферу, забор и использование речной воды и т. д., по сравнению с производствами, на месте которых вырастет комплекс.

«Свое производство метанола «Нижнекамскнефтехиму» нужно. Сейчас он привозной. Это и опасность при перевозке, и испарения при разгрузке и промывке цистерн (в год на нижнекамское производство доставляется более 4 тыс. цистерн с метанолом). А ведь стоки после промывки тоже требуют основательной очистки. Недавно реконструированные биоочистные сооружения НКНХ с задачей справляются и будут справляться впредь. Но если объемы стоков сократятся — будет еще лучше. Опять же необходимо хранить достаточный для бесперебойного производства объем. А с открытием собственного комплекса необходимое количество метанола будет производиться прямо на месте. Никаких открытых участков: природный газ приходит по трубе, производится необходимое количество метанола, который сразу идет на передел. Ничего не нужно никуда везти, отгружать, создавать запасы, которые нужно хранить. Что может быть лучше? Это и безопаснее», — высказал свое мнение Хамит Гильманов.

В планах ГК ТАИФ нарастить объемы производства синтетических каучуков до миллиона тонн в год. Фото Романа Хасаева

С вводом в эксплуатацию комплекса по производству метанола ГК ТАИФ сможет полностью обеспечивать себя всем необходимым для производства синтетических каучуков. Четыре основных вида мономеров — используемые в технологиях ПАО «Нижнекамскнефтехим», изобутилен, бутадиен 1-3, изопрен и стирол — компания производит самостоятельно. Некоторый дефицит бутадиена, который образуется с запуском в 2020 году комплекса ДССК, будет компенсирован с запуском нового комплекса. С вводом этих мощностей в эксплуатацию общий годовой объем производимых НКНХ синтетических каучуков вырастет. Идут переговоры о приобретении лицензии на производство изоцианатов MDI и TDI, с последующим освоением технологии выпуска полиуретанов. В России их пока не делает никто. Основные компоненты для этих производств также появятся в продуктовой линейке с запуском нового этиленового производства.

Хамит Гильманов: «Наши каучуки всегда считались хорошими»

На настоящий момент марочный ассортимент синтетических каучуков Группы ТАИФ насчитывает восемь направлений:

• изопреновый каучук СКИ-3 используется в резинотехнической, шинной и других отраслях промышленности;
• бутиловый каучук БК-1675 предназначен для изготовления автокамер, диафрагм для форматоров вулканизаторов. Кроме того, активно применяется в строительной, резинотехнической, легкой промышленности, эффективен для изготовления антикоррозионных, герметизирующих и гидроизолирующих покрытий, различных мастик, паст, герметиков и клеев;
• бромбутиловый каучук ББК используется в шинной и резинотехнической промышленности, а также при изготовлении медицинских изделий;
• хлорбутиловый каучук ХБК, как и ББК, применяется в шинной и резинотехнической промышленности и для изготовления медицинских изделий;
• бутадиеновый каучук на неодимовой каталитической системе СКД-Н применяется в шинной промышленности и при изготовлении широкой линейки резинотехнических изделий;
• бутадиеновый каучук на литиевой каталитической системе СКД-L используется при модификации стирольных пластиков, повышая ударную вязкость ударопрочного полистирола;
• бутадиен-стирольный каучук (блочный сополимер) ДССК 2012 предназначен для использования в производстве пластмасс и резинотехнических изделий.

Марочный ассортимент синтетических каучуков ГК ТАИФ, насчитывает восемь направлений. Фото Романа Хасаева

Основные потребители каучуков Группы ТАИФ — европейские, американские и японские шинные компании: Michelin, Goodyear, Pirelli, Continental, Bridgestone, белорусская «Белшина» и другие. То, что ведущие компании мира отдают предпочтение именно нижнекамскому каучуку, объясняется просто: ПАО «Нижнекамскнефтехим» всегда ориентировано на потребителя. Создавая новые и модернизируя существующие производства синтетических каучуков, Группа ТАИФ всегда стремится к одному: производить и предлагать своим партнерам только качественную продукцию.

«Все ведущие мировые компании всегда считали и считают каучук производства «Нижнекамскнефтехима» одним из самых лучших. Проблем с реализацией у нас никогда не было. Более того — его часто не хватало. Немалая часть произведенной нами продукции отгружалась татарстанским и российским производителям шин, остальное отправлялось на экспорт. Те несколько видов ДССК, что уже разработаны и произведены на нашей пилотной установке, к слову, лучшей в России, предназначаются для шинных производств, для строительной отрасли, в частности, в качестве добавки, повышающей износостойкость дорожного полотна, а также для модификации пластиков, уже небольшими партиями разошлись на тестирование по передовым профильным фирмам мира и получили положительные отзывы.

Наши каучуки всегда считались хорошими, и мы ценим и делаем все для поддержания этой репутации», — пояснил Хамит Гильманов.

«Почему известные крупнейшие мировые производители шин выбирают именно наш каучук? Этот вопрос лучше задать им самим. Сам я думаю, что во многом это комбинация целого ряда факторов: высокое качество, большой опыт выпуска синтетических каучуков и профессионализм производственной и коммерческой команды, удобство работы с нами, так как мы готовы предложить почти весь ассортимент синтетических каучуков, необходимых для шинной промышленности на всех этапах производства — от протектора до гермослоя. В Группе ТАИФ высокий уровень вертикальной интеграции производств, позволяющий реализовать всю производственную цепочку от мономеров до каучуков. Кроме того, нас отличают конкурентоспособность и ответственность: мы не меняем условия по уже заключенным договорам. Так, даже терпя сильный убыток, мы исполнили перед нашими партнерами все обязательства по изопреновому каучуку в прошлом году и продолжаем исполнять в этом», — подчеркнул Азат Бикмурзин.

Продукция каучуковых производств ГК ТАИФ, такие марки, как СКДL и ДССК-2012, активно используется в производстве модифицированных пластиков, как ударопрочных, так и тех, что используются при изготовлении пищевой упаковки, игрушек и других товаров народного потребления. Обеспечив собственные мощности по производству таких пластиков, «Нижнекамскнефтехим» реализует произведенный СК на экспорт. Продукция востребована в Саудовской Аравии, Китае, Тайване, Бразилии, Малайзии и в ряде других стран.

Каучуки ГК ТАИФ востребованы в 50 странах мира. Фото Романа Хасаева

Потребители синтетических каучуков НКНХ — компании с мировыми именами. И свои заводы они открывают по всему миру. А вместе с этим ширится и география поставок. На настоящий момент это порядка 50 стран. Но не только в покорении новых рынков видит возможности для расширения продаж ГК ТАИФ. Еще более широкие возможности, уверен производитель, открываются в освоении новых ниш применения синтетических каучуков.

Арсений Фавстрицкий

ПромышленностьНефтехимия Татарстан НижнекамскнефтехимТАИФ

Состав шин.

Из чего делают шины?

Любой шинный продукт имеет те или иные свойства в первую очередь благодаря своему составу. Шинный коктейль, пожалуй, самый значительный фактор влияющий на технические характеристики той или иной модели. Изготовители автошин обычно держат в строжайшем секрете состав резиновой смеси своих изделий, это является коммерческой тайной любой компании. Но так или иначе, основные компоненты резины известны всем, как и известно об их химических свойствах, которые отражаются на качестве передвижения. Главные составляющие материалы, используемые при производстве, влияющие на технические показатели автошины: Натуральный каучук.  Компонент добываемый из сока бразильской гевеи. На данный момент используется чаще всего в резиновом составе боковин моделей, гарантирую эластичность и упругость. Таким образом существенно улучшается маневренность. Натуральный каучук обладает белым молочным цветом, поэтому до того как стали использовать синтетический каучук шины обладали белым цветом. Искусственный каучук. Главный элемент в шинном коктейле, занимает большую долю резинового состава и непосредственно влияет на ходовые показатели. Натуральный каучук использовался на протяжении львиной часть 20 века, до тех пор пока не был синтезирован искусственный каучук (Бутадиен-стирольный, изопреновый, бутилкаучук и т.д.). От твердости каучуковой смеси зависит показатели износа, сцепления и торможения. То есть основные технические свойства. В зависимости от предназначения резины производители обозначают необходимую жесткость. Например, для высокоскоростных моделей состав используется более жесткий каучук, а для классических дождевых — более мягкий (так как такая резина хорошо сцепляется с мокрой дорогой). Технический углерод (ТУ) или сажа. Представленный материал занимает 1/3 состава и, как правило, обозначает для изделия такие характеристики как износоустойчивость и прочность. Также дает изделию характерную цветовую гамму. Технический углерод синтезируют путём деструкции природного газа, то есть, по сути, данный материал является отходом при добыче природного газа. Шины произведенные в СССР включали в себя большую долю сажи, по причине легкодоступности материала. К сожалению данный материал экологически вредный, поэтому с каждым годом производители стараются сократить его долю в своих изделиях. Диоксид кремния или силика. Заменой технического углерода являются специфические кремниевые кислоты в различных вариациях. Силика используется, прежде всего, в производстве зимней автошины. Она лучше чем ТУ внедряется в соединения каучука и не вытесняется из смеси подобно саже (черные следы идущие от шины ничто иное как вытесненный из состава технический углерод). Диоксид кремния обеспечивает резину эластичностью, мягкостью, комфортностью и великолепным сцеплением с мокрой дорогой. Но главным преимуществом кремниевой кислоты является стойкость к низким температурам. Шины с большим содержанием силики обычно характеризуются как экологически чистые. Сера. Сера используется как вспомогательный элемент для связи молекул вышеописанных полимеров. Это отражается на целостности, прочности и эластичности шины. Натуральные масла или смолы. Смягчающие элементы природного происхождения (например рапсовое масло или канола). Обычно используются в зимних моделях. Помимо прочего используется большое количество уникальных натуральных элементовдля предоставления тех или иных свойств. Например крахмал кукурузы снижает сопротивление качению, а молотая скорлупа грецкого ореха увеличивает сцепление на заледенелой поверхности. Резиновая смесь того или иного изделия — залог безопасного передвижения того или иного автотранспорта. При выборе шины обязательно нужно поинтересоваться у продавца составом резины. Как правило, чем дороже автошины, тем шинный коктейли в них более сложный и, соответственно, более эффективный. При выборе следует учитывать и предназначенность шины. Например для UHP-класса необходим жесткий резиновый состав, а для зимней шины нужен мягкий, с большой долей силики. Есть много нюансов, поэтому лучше всего следует обратиться к профессионалам.

Каучук: свойства, виды, применение | NUR.KZ

Каучук: pixabay.com

В составе млечного сока некоторых растений содержится латекс. Именно на основе этой белой жидкости и создается каучук. Данный материал обладает эластичностью, он не проницаем для воды и не проводит электрический ток. Сегодня производится не только натуральный каучук, но и его разнообразные синтетические аналоги. Все они сырье для изготовления изоляционных материалов, обуви и одежды, шин.

Каучук: история открытия

Если бы мы могли спросить, что такое каучук, у индейцев, то они бы ответили, что это слезы деревьев. Именно так дословно переводится данный термин с древнего языка тупи-гуарани. До открытия Америки европейцы о таком чудесном материале ничего не слышали. В Новом Свете они впервые увидели мячи, обувь и прочие изделия из эластичного и прочного материала.

Всё дело в том, что уникальное каучуковое дерево — источник каучука — произрастает только на экваторе, в небольшом поясе в 1500 км шириной. В так называемой гевее бразильской содержится много латекса, и она легко отдает его человеку.

Лес: pixabay.com

В наших широтах похожим млечным соком обладают одуванчики, молочай и полынь. Однако ни его количество, ни качество не позволяют производить из него каучуки. Вот почему только древним народам американского континента этот материал оказался отлично знаком, а история открытия каучука связана с эпохой географических открытий.

Вскоре предприимчивые европейцы научились выращивать гевею в промышленных масштабах и распространили уникальное сырье по всему миру. Более того, в 1839 году на основе каучука была синтезирована резина. Ученый Чарльз Гудьир попробовал нагревать его с серой и получил еще более прочный и удобный материал. Процесс назвали вулканизацией, а резиновые изделия быстро покорили планету.

Каучук: свойства

Какими качествами наделен природный каучук? Этот полимер абсолютно уникален и меняет свои свойства в зависимости от температуры окружающей среды. Он может быть и высокоэластичным, и текучим, и даже стеклообразным.

Каучук: pixabay.com

В диапазоне от 20 до 30 °С для материала характерны:

• белая окраска или отсутствие цвета;
• аморфная рыхлая структура;
• способность растворяться только в бензине, бензоле, эфире;
• нерастворимость в воде и спиртах.

Среди важных свойств каучука следует отметить:

• упругость и эластичность. Каучуковое изделие можно растянуть на 1000%, и даже после этого оно быстро возвращается в исходное состояние. Данное качество теряется только при очень длительном хранении;
• мягкость при комнатной температуре и проявление пластичности при нагревании. Если подобрать правильные условия работы с материалом, то форму, полученную при его тепловой обработке, удастся сохранить;
• непроницаемость для электричества, тепла, газов и воды. Это свойство делает применение каучука очень удобным во всех сферах. Изготовленные из него изделия обладают длительным сроком хранения и мало подвержены воздействиям окружающей среды.

Каучук: pixabay.com

Вот почему ни один из известных ранее материалов не смог сравниться с каучуком и тем более конкурировать с ним.

Читайте также: Зимняя резина: сложности выбора

Каучук: виды и применение

Два основных вида данного материала — это природный и синтетический каучук. Последний в свою очередь сегодня представлен широким разнообразием подвидов. Всё дело в том, что не так-то просто выращивать специальные деревья и добывать их млечный сок. На это также требуется много времени. Поэтому с момента знакомства с каучуком ученые начали искать способы производства его искусственных заменителей.

Первой молекулой, на основе которой ученым удалось создать синтетический аналог каучука, стал 1,3-бутадиен. Полученный дивиниловый каучук по свойствам оказался очень похож на натуральный. Резина, полученная после его вулканизации, также была прочной, пластичной и эластичной. Из нее начали изготавливать обувь, шины, ленты для конвейеров и медицинские изделия.

Каучук: pixabay.com

По аналогичному принципу ученые разработали также бутадиен-стирольный, бутадиен-нитрильный, винилпиридиновый и изопреновый каучук. Свойства каждого нового полимера несколько отличались и позволяли расширить области их применения.

Далее ассортимент каучуков расширился за счет введения в структуру молекул новых фрагментов, а именно появился:

• кремнийорганический каучук. Из него изготавливают трубки для переливания крови, искусственные сердечные клапаны, а также кабель и провода;
• полиуретановый каучук. Необходим для получения износостойкой резины;
• фторсодержащий каучук. В отличие от природного аналога не разрушается даже при температуре выше 200 °C;
• хлоропреновый каучук. Устойчив к действию окислителей и большинства растворителей.

Также сегодня известны неорганический, вспененный каучук и многие другие виды.

Каучук: pixabay.com

Что касается применения, то синтетические каучуки, наряду с натуральными, широко используются в производстве резины. Последняя важна в изготовлении обуви и одежды, искусственной кожи, медицинских изделий, военных деталей, шин для автомобилей, изоляционных материалов и многого другого. К примеру, сегодня модным украшением стал каучуковый браслет.

Природа приготовила для человека много загадок. Их понимание всегда выводило цивилизацию на новый уровень. Так произошло и с каучуком. Ученым удалось не только исследовать уникальный материал, но и создать его искусственные аналоги, а вместе с тем — индустрию резиновых изделий.

Читайте также: Шины: признаки, что вам пора купить новые

Оригинал статьи: https://www.nur.kz/leisure/interesting-facts/1828951-kaucuk-svojstva-vidy-primenenie/

Натуральный каучук — виды, характеристики, свойства

26.10.2020

// Каучуки

Под каучуком понимают твердое тело, которое имеет способность кристаллизоваться, сохранять свою форму. Ресурс набухает и потом растворяется в углеводородах, вследствие чего образовываются коллоидные растворы, активно применяемые в технической сфере.  

Натуральный каучук формула

Натуральный каучук обладает множественными двойными связями, его общая формула выглядит так: (C5H8) n. Символ n представляет уровень полимеризации, достигает приблизительно 1000-3000 единиц.

В процессе совершения химического исследования каучука становится очевидно, что он включает лишь водород и углерод, потому и относится к углеводородам, что подтверждает формула. Молекулярный вес некоторых единиц является больше полумиллиона грамм на моль. Следовательно, каучук представляет собой натуральный полимер изопрена.

В случае представления формулы не атомарно тонкой ее вполне можно рассмотреть в микроскоп – она длинная. Если еще формулу растянуть по максимуму, получится линия подобная зигзагу, что объясняется разновидностью углеродных связей.

Известно, что в изопрене могут чередоваться двойные и одинарные связи, тогда молекулы вращаются лишь возле одинарных. Такие колебания влияют на молекулу, под некоторым давлением она изгибается и ее концы сближаются в состоянии покоя. Она имеет сходство с круглой пружиной, что дает возможность легко растягиваться, увеличивать собственные размеры в момент разведения концов. 

Получение натурального каучука

Главный сырьевой источник натурального каучука – это сок конкретной растительности, могущей выделять латекс, то есть, жидкость белого цвета с наличием особенных характеристик. Сам латекс представляет собой широко распространенную составляющую растений, его можно встретить у представителей каучуконосных различных ботанических групп.

Он присутствует во всяких частях растений, потому те и делятся на отдельные виды:

·        латексные — вещество собирается в соке;

·        хлоренхимные – когда вещество собирается в молодых побегах и листве;

·        паренхимные – когда вещество собирается в стеблях и корнях;

·        травянистые растения, относящиеся к семейству сложноцветных, происходит накопление каучука в подземных органах и в минимальном количестве. Данные растения обычно не употребляются в процессе промышленного изготовления каучука.

 

Известные каучуконосные виды растений – деревья, произрастают на экваторе, данный пояс достигает ширины 1300 км, именуется «каучуковым поясом». Здесь занимаются выращиванием специальных деревьев, которые предназначаются для промышленных целей. В большинстве случаев натуральный продукт получают из латекса тропических деревьев, точнее, гевеи бразильской. Процедура проходит быстро и несложно: на корне пятилетнего дерева делают небольшой надрез, и с одной гевеи выходит два-три килограмма каучука.

Для получения каучука из бразильской гевеи, млечный сок подвергают специальной процедуре свертывания, постепенно добавляя муравьиную кислоту. После тщательного промывания водой, полученное вещество прокатывают, добиваются формы листа, затем коптят.

Применение натурального каучука

В чистом виде натуральный каучук практически не используется из-за его поведения в низких и повышенных температурах. А вот вулканизированный натуральный каучук чаще всего служит сырьем для производства резины и всевозможных изделий из нее. В первую очередь, именно шинная промышленность нуждается в каучуке природного происхождения. Из него производят летние и зимние шины, а также шины для велосипедов, автомобилей, тракторов, специальной техники.

Стоит понимать, что для производства резины и шин, в том числе, используется не только каучук, но и различные наполнители, пластификаторы, противостарители, катализаторы и другие вещества. Это необходимо для ускорения или упрощения процесса производства или же для придания дополнительных свойств изделиям. Например, противостарители нужны для замедления старения резины и тем самым увеличения срока эксплуатации изделий из нее, а катализаторы вводят для того, чтобы ускорить процесс вулканизации.

Виды натурального каучука

В 1969 году вступил в действие стандарт, регламентирующий качества природного продукта. В нем весь каучук разделен на 8 типов, состоящих из 35 сортов. К основным можно отнести:

• рифленый смокед-шит, иногда его называют копченый лист;
• светлый креп, он имеет светло-кремовый цвет и множество других.

Качество природного каучука оценивают по результатам осмотра и верификации его с эталонным образцом. Кроме этого, применяется классификация каучука в соответствии с техническими нормами и правилами. В них нормируются количества допустимых примесей.

Свойства натурального каучука

Натуральный каучук имеет высокие физические и технологические свойства, позволяет совершать обработку на оборудовании предприятий резиновой промышленности. Главное и нестандартное свойство – это эластичность, то есть способность возвращаться к начальной форме после того, как прекратится влияние сил, вызывающих деформацию.

Натуральный каучук настолько эластичен, что даже при малейших усилиях может показывать изменения растяжения до 1000%, тогда как для стандартных тел данная величина составляет не больше 1%. Это качество сохраняется в больших пределах температуры, что выделяет материал среди других. Когда температуры повышена, он становится липким, мягким, в условиях холода — хрупким и твердым. Если каучук хранить на протяжении длительного времени, то он станет очень твердым. Температура 80 °С – это условия, при которых он утратит эластичность, а 120 °С – станет жидкостью, похожей на смолу, после чего уже не вернется к первоначальному виду. Такому преображению помешает процесс, заключающийся в окислении главного вещества – углеводорода. Если температура поднимется до 250 °С, каучук начнет разлагаться, вследствие чего возникнет множество жидких и газообразных веществ. Каучук можно назвать отличным диэлектриком, обладающим пониженной газопроницаемостью и водопроницаемостью.

Вместе с эластичностью материл обладает еще ярко выраженной пластичностью, что сразу очевидно при его изучении. Он может сохранять свою форму, которая получилась под сильным воздействием внешней среды. Если сказать по-другому, то пластичность каучука – это способность деформироваться, что станет необратимым процессом. Она является отличительной характеристикой материала, проявляется в момент сильного нагревания и обработки механического типа. Потому как каучук имеет, вышеперечисленные свойства, в настоящее время его называют пласто-эластическим материалом и широко используют в современной промышленности.

Когда происходит растяжение или охлаждение, разворачивается необычный процесс, заключающийся в переходе из аморфного состояния в кристаллической. По-другому он называется кристаллизацией, на его полное осуществление необходимо внушительное количество времени. При всем этом, когда происходит растяжение каучук может нагреваться от теплоты, появляющейся в результате процесса кристаллизации.

Кристаллы материала отличаются миниатюрностью, не имеют четких очертаний и граней, конкретной формы. При наличии температурных показателей примерно – 70 °С теряется полностью эластичность, возникает масса, подобная обычному стеклу. Вообще каучуки, относящиеся к аморфным веществам, способны преображаться, приобретая три физические формы: стекло, вязко-текучая жидкость и материал с высокой эластичностью. Именно третье состояние обычное для природного каучука.

«Супермаркет» каучуков – Картина дня – Коммерсантъ

«Нижнекамскнефтехим» в апреле планирует запустить производство дивинил-стирольного синтетического каучука и к концу года довести объемы до полной загрузки мощностей — 60 тыс. тонн в год. В январе предприятие уже получило первый брикет нового продукта. Генеральный директор АО «ТАИФ», председатель совета директоров ПАО «Нижнекамскнефтехим» Руслан Шигабутдинов назвал предприятие «супермаркетом каучуков», способным предложить весь спектр необходимых компонентов для производства самых лучших шин на все виды транспорта и виды техники.

«Нижнекамскнефтехим» запускает производство дивинил-стирольного синтетического каучука (ДССК). 25 января 2021 года в 21:00 на новом заводе компания получила первый брикет ДССК. Промышленный выпуск она планирует начать уже в апреле, а концу года довести объемы производства до проектных параметров — 60 тыс. тонн в год. Новое производство уже сейчас на 90% обеспечено кадрами.

«Тестирования пилотных образцов ДССК ведущими мировыми производителями автомобильных шин уже проведены. До конца марта производители шин ожидают получить пробные партии промышленных образцов нового каучука от «Нижнекамскнефтехима» для продолжения тестирования. К концу года завод ДССК намерен сформировать пакет заказов и приступить к работе с полной нагрузкой»,— говорит генеральный директор «Нижнекамскнефтехима» Айрат Сафин.

Под выпуск ДССК «Нижнекамскнефтехим» создал новые промышленные площади. Их проектирование и строительство велось с 1 февраля 2018 года, когда генеральный директор предприятия подписал приказ о создании структурного подразделения «Производство ДССК». В 2019 году после получения положительного заключения Главгосэкспертизы России на проектную документацию началось возведение корпусов. С тех пор на объекте смонтировали порядка 27 тыс. кубометров конструктивного бетона, около 7 тыс. тонн металлоконструкций, установили 580 единиц оборудования, проложили более 150 км трубопровода.

В итоге производство отвечает всем международным стандартам промышленной и экологической безопасности. Примененная в цехе выделения, дегазации, сушки, упаковки и комплектации ДССК установка очистки воздушных выбросов предотвращает попадание загрязняющих веществ в атмосферу. Установка при высокой температуре окисляет загрязняющие вещества, которые преобразуются в углекислый газ и воду. Таким образом, степень очистки составляет не менее 99%.

До ввода производства ДССК «Нижнекамскнефтехим» выпускал семь видов каучуков. Компания является крупнейшим в мире производителем синтетического изопренового каучука, третьим в мире поставщиком бутилового каучука. В номенклатуре выпускаемой продукции — 120 наименований. В структуре экспортных продаж ведущую позицию занимают синтетические каучуки. Компания экспортирует продукцию более чем в 50 стран Европы, Америки и Юго-Восточной Азии.

«Нижнекамскнефтехим» сегодня однозначно можно назвать «супермаркетом» каучука. Очень мало компаний в мире, которые производят практически всю линейку каучуков. ДССК — это самый последний современный функционализированный каучук 5-го поколения»,— отмечает генеральный директор АО «ТАИФ», председатель совета директоров ПАО «Нижнекамскнефтехим» Руслан Шигабутдинов. «Мы — клиентоориентированная, глобальная компания, которая может предложить весь спектр необходимых компонентов для производства самых лучших шин на все виды транспорта и виды техники»,— заверяет он.

На предприятии уверены, что освоение выпуска ДССК позволит нивелировать падение спроса на синтетические каучуки на мировом рынке, которое наблюдается с 2019 года из-за снижения продаж автомобилей и, соответственно, шин. В 2020 году в связи с мерами по борьбе с коронавирусом ситуация усугубилась, и отгрузки каучука шинным компаниям практически приостановились.

На «Нижнекамскнефтехиме» делают ставку на конкурентные преимущества ДССК. Этот каучук применяется в рецептуре резины протектора шины и обеспечивает ее лучшее сцепление с мокрой дорогой. Также он позволяет экономить топливо, поскольку шины из ДССК имеют низкое сопротивление качению, за счет чего снижается расход бензина и повышается экологичность машины. Именно поэтому шины из ДССК считаются «зелеными». Покрышки с применением этого каучука также отличаются хорошей износостойкостью, морозостойкостью и низким уровнем шума.

В компании ожидают высокий спрос на ДССК, именно поэтому выпуск первого брикета нового каучука на предприятии называют историческим моментом. «Это важный продукт и для “Нижнекамскнефтехима”, и для будущих наших потребителей»,— сказал Айрат Сафин, поздравляя коллектив с очередной производственной победой.

Каучук — описание, получение, применение, характеристики. | ТДХИМ

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

Природный каучук

Высокомолекулярный углеводород (C5H8)n, цис- полимер изопрена; содержится в млечном соке (латексе) гевеи, кок-сагыза (разновидности одуванчика) и других растений. 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 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). Более 60 % натурального каучука используют для изготовления автомобильных шин. В промышленных масштабах натуральный каучук производится в Индонезии, Малайзии, Вьетнаме.

Синтетические каучуки

Первым синтетическим каучуком, имевшим промышленное значение, был полибутадиеновый (дивиниловый) каучук, производившийся синтезом по методу С. В. Лебедева (анионная полимеризация жидкого бутадиена в присутствии натрия), однако из-за невысоких механических качеств нашёл ограниченное применение.
В Германии бутадиен-натриевый каучук нашёл довольно широкое применение под названием «Буна».

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-стирол-акрилонитрильными сополимерами.

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 дигалогеналканов (1,2-дихлорэтана, 1,2-дихлорпропана) и полисульфидов щелочных металлов.

Первой страной, наладившей масштабное производство синтетического каучука, стал СССР. В 1931 году был построен опытный завод в Ленинграде. 7 июля 1932 года был запущен первый промышленный завод по производству синтетического каучука — ярославский СК-1; в этот день была получена первая в мире промышленная партия синтетического (натрий-бутадиенового) каучука. В 1932 году в СССР строились три крупных завода по производству синтетического каучука: СК-1 в Ярославле, СК-2 в Воронеже (запущен осенью 1932 года) и СК-3 в Ефремове (запущен в 1933 году). В 1932 году начал производить синтетический каучук завод «Красный Треугольник». В 1961 на Куйбышевском заводе СК (ныне Тольяттикаучук) впервые в промышленном масштабе получили дивинил-альфа-метилстирольный каучук. Здесь его стали делать по новой технологии – не из пищевого сырья, а из нефтехимических продуктов. В 1964 году на заводе впервые в мире в промышленном масштабе получили изопреновый каучук, аналогичный натуральному каучуку. В 1982 году в Тольятти стали выпускать новую для страны марку — бутилкаучук.

Основные типы синтетических каучуков:

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

Промышленное применение

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

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

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 наполнителя используется порошок селитры (калийной или аммиачной) или перхлората аммония, который в топливе играет роль окислителя.

Производство каучука для промышленного использования

Процесс производства каучука

Производство каучука — это многоэтапный процесс, который начинается с каучукового дерева или нефтехимии и заканчивается широким спектром конечных продуктов. Резиновые штампы, обувь, резиновые ленты, гидрокостюмы для серферов, шланги и множество промышленных товаров изготавливаются из каучука.

Каучук обрабатывался людьми уже с 1600 г. до н.э., когда ранние коренные жители Мезоамерики производили стабилизированный каучук для контейнеров, гидроизоляции и мячей для отдыха.

Процесс затвердевания каучука — вулканизация — был заново открыт Чарльзом Гудьиром в 1839 году, когда он случайно уронил натуральный каучук на горячую плиту, где он затвердел и стабилизировался по мере «приготовления».

Сегодня существует такой спрос на каучук, что большая его часть является синтетическим, а не натуральным каучуком, который получают из каучуковых деревьев. Процесс создания этих двух типов совершенно различен, но оба производят некоторые из основных объектов для современной промышленности.

Типы каучука

Процесс производства каучука зависит от типа каучука, о котором вы говорите.Способ изготовления натурального каучука полностью отличается от способа изготовления синтетического каучука. Натуральный каучук начинается с латекса каучукового дерева, а синтетический каучук начинается с нефтехимической основы.

Один вид каучукового дерева в основном отвечает за большую часть существующего сегодня натурального каучука, произрастающего в Южной Америке и распространенного на плантациях Юго-Восточной Азии. Разные каучуковые деревья производят разные составы каучука.

Как производят натуральный каучук

Когда сборщики сдирают кору с каучукового дерева, они разрывают каналы растения.Это выпускает латекс, молочно-белое вещество. Оттуда латекс стекает по канавкам в большие чашки, где он собирается резиновыми сборщиками и отправляется на переработку в известную нам резину.

Как латекс перерабатывается в натуральный каучук?

Технически переработка каучука начинается в момент сбора урожая, когда сборщики берут латексный сок из каучуковых деревьев.

Затем латекс фильтруется и упаковывается в бочки, а затем отправляется на изготовление листов.Для этого в латекс добавляют кислоту, в результате чего материал становится комковатым. Эту комковатую жидкость можно раскатывать в листы на мельнице, которая удаляет воду для сушки и копчения.

Далее следует предварительная вулканизация, при которой листы латекса обрабатываются химическими веществами и при слабом, мягком нагреве.

Когда латекс готов для изготовления копченых листов каучука, компании добавляют в латекс кислоту. Это приводит к слипанию материала. Затем комковатая жидкость раскатывается в листы на мельнице.При этом удаляется вода, поэтому листы можно сушить и коптить.

Наконец, латекс подвергается предварительной вулканизации. Предвулканизация включает химическую обработку и мягкий нагрев при низких температурах. При дальнейшем нагреве материал превращается в затвердевшую черную резину, с которой мы все так хорошо знакомы.

Что такое синтетический каучук?

Производство синтетического каучука начинается с использования нефтехимических продуктов на химических заводах, включая неопрен (полихлоропрен) и эмульсионный стирол-бутадиеновый каучук (E-SBR), синтетический каучук, который входит в состав большинства автомобильных шин.

Производство синтетического каучука начинается с нефти, угля или других углеводородов, которые перерабатываются для получения лигроина. Затем нафта соединяется с природным газом для получения мономеров, таких как бутадиен, стирол, изопрен, хлоропрен, этилен или пропилен.

Затем вещество полимеризуется с использованием катализатора и технологического пара. В результате образуются цепочки полимеров для создания каучука, который при необходимости можно дополнительно вулканизировать.

Свойства натурального каучука в сравнении с синтетическим каучуком

Синтетические каучуки доступны во многих формах благодаря широкому спектру применения на промышленном рынке.Несколько примеров включают стирол-бутадиеновый каучук, полибутадиеновый каучук и полиизопреновый каучук.

Поскольку синтетический каучук используется по-разному, его свойства варьируются от формы к форме. Но в целом между натуральным и синтетическим каучуком есть несколько четких различий, которые важно отметить.

Свойства натурального каучука

Натуральный каучук устойчив к сколам и разрывам благодаря своей высокой прочности на растяжение. Однако более вероятны повреждения от воздействия тепла, света и озона.Его липкие свойства, особенно по отношению к стальному корду, делают его обычным в автомобильных шинах.

Синтетический каучук

Синтетический каучук более устойчив к истиранию, чем натуральный каучук. Его устойчивость к жиру и маслу также делает его популярным выбором для агрессивных сред.

Синтетический каучук также обладает высокой устойчивостью к теплу и времени — многие разновидности синтетического каучука даже огнестойки. Это делает его распространенным выбором для электрической изоляции. Синтетический каучук также эластичен даже при относительно низких температурах.

Синтетический каучук сегодня чаще используется из-за его доступности и простоты производства, а также в особых случаях, когда требуется его устойчивость к экстремальным температурам и коррозии.

Чтобы проверить свойства вашего натурального или синтетического каучука в различных средах и ситуациях, свяжитесь с ACE Products and Consulting.

Использование синтетического каучука 

Различные типы синтетического каучука используются для различных резиновых изделий в зависимости от уникальных свойств сорта.

Полихлоропрен (CR):

• Чехлы для ноутбуков
• Прокладки
• Ремни автомобильных вентиляторов
• Шланги

Стирол-бутадиен (SBR):

• Автобусные шины
• Шины для самолетов
• Конвейерные ленты
• Подошвы для обуви

Этилен-пропилен-диеновый мономер (EPDM):

• Солнечные коллекторы тепла
• Механические вибраторы
• Электрическая изоляция
• Радиаторы

Акрилонитрилбутадиен (NBR):

• Лабораторные перчатки
• Сальники
• Синтетическая кожа
• Клиновые ремни
• Уплотнительные кольца

Полисилоксан (SI):

• Покрытия
• Герметики
• Пресс-формы (в стоматологии и т. д.))

Существует множество других применений различных синтетических каучуков, от жевательной резинки до спортивных товаров, ремней и молдингов.

Натуральный каучук обычно используется для производства высокопроизводительных автомобильных шин, которым необходима отличная прочность на разрыв даже при высоких температурах, вызванных трением. Шины для самолетов, тяжелых грузовиков и даже сложных шин для гоночных автомобилей часто изготавливаются из натурального каучука.

Что такое силиконовая резина?

Силиконовый каучук, как и каучук, является эластомером.Чтобы отличить их друг от друга, необходимо взглянуть на атомную структуру двух веществ. Силиконовая основа состоит из кремния и кислорода, в то время как у большинства каучуков основа состоит из углерод-углеродных связей.

Силикон

обычно нереактивен, стабилен и устойчив к экстремальным условиям окружающей среды. По сравнению с резиной силикон более устойчив к воздействию высоких температур, химикатов и озона.

Использование силиконовой резины

Желательные свойства силикона и отвержденного силиконового каучука делают его широко распространенным продуктом.

Силиконовый каучук можно найти в изоляторах, автомобилях, продуктах для приготовления пищи, выпечки и хранения продуктов, одежде, особенно спортивной, и обуви. Силиконовый каучук также широко используется в электронике, медицинских приборах и силиконовых герметиках для домашнего ремонта.

Услуги по тестированию резины от ACE Products and Consulting

Готовы испытать возможности вашего натурального или синтетического каучукового материала? Современная лаборатория ACE, аккредитованная по стандарту ISO/IEC 17025, и эксперты по тестированию резины всегда готовы помочь.

Расскажите нам о своих задачах и целях сегодня — мы готовы приступить к работе!

Что такое натуральный каучук и почему мы ищем новые источники? · Границы для молодых умов

Аннотация

Что такое каучук и откуда он берется? Каучук — это натуральный продукт, производимый растениями, и он присутствует во многих товарах, используемых в нашей повседневной жизни. Каучук играл важную роль в истории человечества на протяжении всего развития человеческих цивилизаций.Он по-прежнему играет важную роль, поэтому нам необходимо искать новые источники каучука. В настоящее время 99% используемого нами натурального каучука добывается из дерева под названием Hevea brasiliensis . В этой статье мы даем некоторые подробности о лучших альтернативных источниках каучука, доступных в настоящее время.

Что такое натуральный каучук?

Натуральный каучук производится из растений и классифицируется как полимер . Полимер — это химическое соединение, в котором большие молекулы состоят из множества меньших молекул того же типа.Некоторые полимеры существуют в природе, а другие производятся в лабораториях и на заводах.

Натуральный каучук — один из важнейших полимеров для человеческого общества. Натуральный каучук является важным сырьем, используемым при создании более 40 000 продуктов. Он используется в медицинских устройствах, хирургических перчатках, авиационных и автомобильных шинах, пустышках, одежде, игрушках и т. д. Натуральный каучук получают из латекса , жидкости молочного цвета, присутствующей либо в латексных сосудах (протоках), либо в клетках каучука. -производящие растения.Около 20 000 видов растений производят латекс, но только 2 500 видов содержат каучук в своем латексе. Биологическая функция каучука для растений до конца не известна. Однако было показано, что каучук может помочь растениям зажить после их повреждения, покрывая раны и останавливая кровотечение. Это блокирует проникновение вредоносных бактерий и вирусов в растения.

К свойствам резины относятся высокая прочность и способность многократно растягиваться без разрыва.Натуральные каучуковые смеси обладают исключительной эластичностью, хорошими электроизоляционными свойствами и устойчивы ко многим коррозионно-активным веществам [1].

Синтетический (искусственный) каучук можно производить с помощью химического процесса, но люди не смогли произвести синтетический каучук, обладающий всеми свойствами натурального каучука. Таким образом, натуральный каучук не может быть заменен синтетическим каучуком в большинстве его применений. Вот почему натуральный каучук по-прежнему очень важен для человеческого общества [2].

История натурального каучука

Еще в 1600 г. до н.э.C. Мезоамериканские народы в Мексике и Центральной Америке использовали жидкую резину для изготовления лекарств, в ритуалах и для рисования. Только после завоевания Америки использование каучука достигло западного мира. Христофор Колумб был ответственен за поиск каучука в начале 1490-х годов. Туземцы Гаити играли в футбол мячом из резины, а позже, в 1615 году, Фрай Хуан де Торквемада писал о коренных и испанских поселенцах Южной Америки, которые носили обувь, одежду и головные уборы, сделанные путем погружения ткани в латекс, что делало эти предметы более прочными и водонепроницаемыми. .Но у резины были некоторые проблемы: в теплую погоду она становилась липкой, а в холодную — твердела и трескалась.

Спустя столетие, в 1734 году, Шарль Мари де ла Кондамин отправился в путешествие по Южной Америке. Там он нашел два разных дерева, содержащих латекс: Hevea brasiliensis (рис. 1B) и Castilla elastica [3], но только первое стало важным источником натурального каучука. Причина, по которой дерево гевея превзошло дерево кастилия, заключалась в способе транспортировки его латекса по стволу.Дерево гевеи имеет соединенные латексные трубки (рис. 1А), которые образуют сеть, тогда как дерево кастилия не образует связанной системы. Благодаря своей связанной системе дерево гевеи выделяет латекс, когда на его стволе делается специальный надрез (рис. 2). Без соединений латексных трубок дерево Кастилья не выделяет латекс, что затрудняет сбор каучука.

• Рисунок 1 — (A) Hevea brasiliensis сечение ствола и увеличение продольного сечения соединенных трубок.
• (B) A Плантация Hevea brasiliensis и рисунок листьев, цветов и плодов этого растения.

• Рисунок 2 — Hevea brasiliensis со специальным разрезом для извлечения латекса.

В 1839 году Чарльз Гудиер изобрел процесс вулканизации , решив многие проблемы, связанные с каучуком. Вулканизация — это процесс обработки каучука серой и теплом для его упрочнения при сохранении эластичности.Предотвращает плавление резины летом и растрескивание зимой. Через несколько лет после этого важного открытия, в 1888 году, Данлоп изобрел резиновую шину, наполненную воздухом, что сделало резину чрезвычайно важным сырьем во всем мире. Резина стала важным материалом для промышленной революции.

С 1850 по 1920 год бизнесмены подталкивали предпринимателей и торговцев к увеличению количества каучука, добываемого из амазонских деревьев. В этот период бразильская Амазонка была единственным источником каучука, и они контролировали цены, что делало каучук дорогим.В то же время, по мере развития промышленности в Европе и США, каучуку находили все больше применений [4]. Каучук был настолько важным материалом для бразильцев, что они запретили экспорт семян или саженцев каучука. Однако в 1876 году Х. А. Уикхему удалось контрабандой переправить 70 000 семян каучука, спрятанных в банановых листьях, и привезти их в Англию. Из этих семян выжило только 1900 саженцев, которые были отправлены в Малайзию, чтобы начать первые плантации каучука в Азии. Это стало началом конца Бразилии как основного производителя каучука в мире.Спустя 12 лет производство каучука на новых плантациях в Малайзии стало таким же конкурентоспособным, как и на Амазонии, и вскоре эти плантации стали основным мировым поставщиком натурального каучука (рис. 3).

• Рисунок 3 — (A) Hevea brasiliensis возникла на Амазонке и попала в Малайзию, основного производителя натурального каучука.
• (B) Гевея бразильская . (C) Альтернативный источник каучука, гваюла ( Parthenium argentatum ). (D) Альтернативный источник каучука, казахский одуванчик ( Taraxacum koksaghyz ).

Генри Николас Ридли был ученым, который стал директором Сингапурского ботанического сада в 1888 году. Работая там, он обнаружил первые 11 каучуковых деревьев, посаженных в Малайзии, и начал способствовать созданию плантаций каучуковых деревьев. Некоторое время спустя он разработал революционный метод сбора латекса с дерева Hevea путем непрерывного постукивания.Выстукивание — это процесс удаления латекса с дерева. Это открытие позволило достичь гораздо более высокого выхода латекса, и каучук стал важным материалом в развитии Сингапура. Новые плантации были более конкурентоспособны по цене, поэтому с конца девятнадцатого века до Первой мировой войны сбор каучука из диких источников в тропической Америке резко сократился. Во время войны поставки каучука были прекращены. США, Германия и Россия начали поиск альтернативных источников каучука, натурального или синтетического, поскольку амазонские деревья не давали достаточного количества каучука для своих нужд [3].В этих странах было запущено несколько исследовательских программ, но после войны поставки каучука с малайзийских плантаций возобновились, и усилия по поиску новых источников каучука почти прекратились.

В настоящее время около 90% натурального каучука производится в Азии, при этом Таиланд и Индонезия являются наиболее важными поставщиками каучука (поставляют более 60% натурального каучука в мире).

Почему мы ищем новые источники каучука?

В последние годы снова начался поиск альтернативных источников каучука.На это есть три основные причины:

1. Угроза дереву Hevea brasiliensis и получению из него каучука

Во-первых, каучуковые деревья подвержены нескольким заболеваниям, а поскольку азиатские каучуковые плантации начинались всего с горстки семян, все деревья генетически очень похожи. Меньшая генетическая изменчивость означает более низкую способность бороться с болезнями растений. Если одно дерево заболевает, болезнь может быстро распространиться на всю плантацию.На сегодняшний день наиболее важным и опасным заболеванием, которым страдает Hevea brasiliensis , называется южноамериканская пятнистость листьев. Это заболевание может привести к опустошению целой плантации. Он по-прежнему ограничен тропической Америкой, но если он прибудет в Азию, это может означать конец каучуковых плантаций. В естественных условиях каучуковые деревья обычно растут с большим пространством между ними. В природе серьезное повреждение Hevea южноамериканской пятнистостью листьев является необычным, поскольку другие виды деревьев, растущие между каучуковыми деревьями, не восприимчивы к болезни и действуют как барьеры.Но на плантациях, где каучуковые деревья растут очень близко друг к другу, он может стать смертельным.

Во-вторых, серьезной угрозой для рынка натурального каучука является очень конкурентный и быстрорастущий рынок пальмового масла и его побочных продуктов. Растет спрос как на каучук, так и на пальмовое масло, но в Малайзии площади, на которых выращивается бразильская гевея, не уменьшаются, однако площади, предназначенные для выращивания масличной пальмы, увеличиваются. Если непрерывный рост плантаций масличной пальмы не прекратится, либо естественный лес, либо плантации гевеи должны будут сократиться, чтобы освободить место для новых урожаев масличных пальм.

И последнее, но не менее важное: нарезка резины – работа малооплачиваемая и тяжелая. Молодые люди, как правило, выбирают более привлекательную работу, что может привести к нехватке квалифицированных сборщиков каучука.

2. Резина из Hevea brasiliensis может вызывать серьезную аллергию

Протеины латекса в каучуке, изготовленном из Hevea brasiliensis , могут вызывать сильную аллергию у некоторых людей, даже при воздействии на них очень малых количеств.Белки латекса очень трудно отделить от каучука в процессе очистки. Поскольку эти аллергии могут быть очень опасными, альтернатива каучуку, которая не содержит эти латексные белки, была бы выгодной.

3. Hevea brasiliensis производится только в одном месте

Условия, необходимые для выращивания этих каучуковых деревьев, очень специфичны и встречаются только в определенных регионах мира. Большая часть нашего натурального каучука производится в небольшом регионе Азии, что делает поставки уязвимыми к повреждениям. Если азиатские плантации не смогут производить достаточно каучука, мировых запасов каучука может не хватить. Было бы полезно найти другие растения, производящие каучук, которые можно было бы выращивать в других регионах мира.

Существуют ли альтернативные источники каучука?

Не все каучукосодержащие заводы производят качественный каучук. Некоторые растения, которые рассматривались в качестве альтернативных источников каучука, включают гваюлу, русский одуванчик, каучуковую щетку, золотарник, подсолнечник, смоковницу и салат.Два из этих растений кажутся лучшими альтернативами Hevea brasiliensis : гваюла и русский одуванчик.

Guayule ( Parthenium argentatum ) — местный кустарник северного плоскогорья Мексики, который обычно растет на известняковых почвах в районах с очень малым количеством осадков (рис. 3C). Гуаюла лучше всего растет при температуре от 18 до 49,5°C. В этих условиях он может прожить 30–40 лет. Каучук содержится в стеблях и корнях гваюлы, а также в отдельных клетках растения, а не в латексных сосудах или трубках. Содержание каучука в гваюле увеличивается в течение нескольких лет. Менее 1% каучука в мире производится из гваюлы. Каучук этого растения изучается для биомедицинских применений, поскольку он не вызывает аллергии. Чтобы извлечь каучук из растения, ткань гваюлы необходимо тщательно размягчить и раздробить, чтобы освободить частицы каучука, содержащиеся в отдельных клетках. Качество каучука из гваюлы недостаточно для всех целей, потому что в нем больше примесей, чем в каучуке из Hevea brasiliensis .

Другой хороший вариант для каучука, российский или казахский одуванчик ( Taraxacum koksaghyz ), это быстрорастущее растение с высококачественным каучуком, которое было обнаружено в 1931 году в Казахстане (рис. 3D). Казахский одуванчик растет очень близко к земле, его можно выращивать в регионах с умеренными температурами, и он дает желтые цветочные головки (они выглядят как цветок, но представляют собой плотную группу маленьких цветков без стебля). Казахский одуванчик содержит каучук в листьях, цветках и корнях, но только каучук в корнях пригоден для экстракции из-за его более высокого качества и количества. Для получения каучука российские одуванчики необходимо либо прессовать, либо смешивать [5]. У казахских одуванчиков есть еще одно преимущество — они также производят углевод, называемый инулином, который представляет собой вещество, которое можно использовать в пищевых продуктах, а также для производства лекарств от рака, биотоплива или даже биопластиков (пластиков, изготовленных из натуральных продуктов). На данный момент добывать каучук из казахских одуванчиков все еще слишком дорого. Мы надеемся, что благодаря исследованиям можно будет разработать растение с более крупным корнем и более высоким содержанием каучука.

Заключение

Несмотря на то, что каучуковое дерево является лучшим доступным на сегодняшний день источником каучука, оно сталкивается с некоторыми серьезными угрозами. Каучук производится только из растений, выращенных в определенных уникальных районах. Чтобы расширить источники натурального каучука и избежать опасностей ограниченного производства, мы должны искать новые каучукосодержащие заводы и совершенствовать уже известные, чтобы попытаться сделать их экономически конкурентоспособными.

Глоссарий

Полимер : ↑ Химическое соединение с большими молекулами, состоящими из множества меньших молекул того же типа.Некоторые полимеры существуют в природе, а другие производятся в лабораториях и на заводах.

Латекс : ↑ Беловатая молочная жидкость, содержащая белки, крахмал, алкалоиды и т. д., вырабатываемая многими растениями. В некоторых растениях он также содержит каучук.

Hevea Brasiliensis : ↑ Это дерево произрастает на Амазонке. Это очень важно с экономической точки зрения, потому что латекс, собранный с дерева, является основным источником натурального каучука.

Вулканизация : ↑ Процесс обработки каучука серой и теплом для его упрочнения при сохранении его эластичности.

Выстукивание резины : ↑ Процесс сбора латекса с каучукового дерева. Перед восходом солнца в коре дерева делают сборную бороздку, а латекс собирают ближе к вечеру.

Извлечение каучука : ↑ Действие по получению или отделению каучука от корневой ткани.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Мы хотели бы поблагодарить Наталью Карреро, Лауру Баркер и Марселя Принса за их вклад в рецензирование текста.

Проект AIR получил финансирование от исследовательской и инновационной программы Horizon 2020 Европейского Союза в рамках соглашения о гранте Марии Склодовской-Кюри № 752921.

---

Каталожные номера

[1] ↑ Vijayaram, TR 2009. Технический обзор резины. Междунар. Дж. Дес. Произв. Тех. 3:25–36.

[2] ↑ Ван Бейлен, Дж. , и Пуарье, Ю. 2007. Гуаюла и русский одуванчик как альтернативные источники натурального каучука. Крит. Преподобный Биотех. 27:217–31. дои: 10.1080/07388550701775927

[3] ↑ Whaley, WG 1948. Каучук — основной источник производства в Америке. Экон. Бот. 2:198–216. дои: 10.1007/BF02859004

[4] ↑ Уллан де ла Роса, Ф. Дж. 2004. Эпоха каучо в Амазонасе (1870–1920): modelos de explotación y relaciones sociales de producción. Анал. Мус. Являюсь. 12:183–204.

[5] ↑ ван Бейлен, Дж., и Пуарье, Ю. 2007. Создание новых культур для производства натурального каучука. Тенденции биотехнологии. 25:522–9. doi: 10.1016/j.tibtech.2007.08.009

Каковы наиболее важные области применения резиновых изделий?

3 декабря 2019 г. | Джастин Сэмюэл

Давайте рассмотрим множество применений каучука. Каучук, природный полимер, был одним из самых популярных и универсальных материалов современности.

Если бы не тот факт, что у многих людей, особенно в медицинском сообществе, есть аллергия на латекс (разновидность резины), это было бы еще более распространенным явлением, чем сейчас.

Использование каучука сегодня варьируется от автомобильных и велосипедных шин до медицинского оборудования и мячей, используемых в нескольких популярных видах спорта. В этой статье мы рассмотрим эти области применения, а также обсудим, как появился каучук.

Из чего сделан каучук и как он сделан?

Сырой каучук получают из сока дерева гевеи, произрастающего в тропических лесах Южной Америки.Хотя гевея является предпочтительным видом каучукового дерева, в настоящее время она растет в большем количестве на Шри-Ланке и в других частях Юго-Восточной Азии.

Коренные жители тропических лесов веками использовали каучук, в основном для изготовления игрушек и непромокаемой обуви, когда об этом стало известно. Различные прибывшие европейские исследователи узнали об этом веществе и даже отправили часть его обратно в Европу.

Только в 1839 году американец Чарльз Гудиер пролил смесь жидкой резины и серы на плиту, в результате чего она затвердела, но осталась гибкой, так родилась резина, которую мы знаем сегодня.

Не случайно у него на плите одновременно оказались каучук и сера. Всего за несколько лет до этого он купил процесс для незавершенного способа обработки сырой резины серой, чтобы придать ей прочность и устойчивость к атмосферным воздействиям.

Гудиер назвал процесс вулканизации в честь римского бога огня и кузни. В то время как он продолжал совершенствовать процесс, спрос на каучук резко возрос во всем мире, поскольку для новой замечательной версии каучука были найдены новые применения.

После многих личных и деловых трудностей Гудиер умер без гроша в кармане в 1860 году. Но в 1898 году в его честь была основана компания Goodyear Tire and Rubber Company.

Каково использование каучука? Вулканизированная резина

обладает многими качествами, которые делают ее столь популярной и широко используемой. Среди них его способность защищать что-либо без зазоров или утечек, его прочность и долговечность, а также его способность поглощать удары (электрические или иные).

Это одни из качеств, необходимых для множества применений, которые мы перечислим и обсудим ниже.Но, во-первых, давайте посмотрим на раннее использование каучука, которое навсегда изменило направление больниц и медицинского обслуживания.

Больница Джона Хопкинса и доктор Холстед

Первым и новаторским применением каучука стало изобретение латексных хирургических перчаток выдающимся хирургом Уильямом Стюартом Холстедом из больницы Джонса Хопкинса в Балтиморе.

Халстед заинтересовался защитой рук, когда у хирургической медсестры (на которой он позже женится) развилось очень неприятное состояние кожи на руках из-за многократного мытья рук.

Осознав это, Холстед взял на себя задачу разработать некоторые спецификации для пары перчаток, которые подошли бы его медсестре. Затем он обратился со своей проблемой в только что основанную компанию Goodyear Tire and Rubber Company и попросил их о помощи.

Перчатки, которые они отправили обратно, пользовались огромным успехом – их хорошо приняла не только медсестра, но и весь персонал операционной, и вскоре они потребовали, чтобы вся хирургическая бригада была оснащена латексными хирургическими перчатками.

По большей части медицинское сообщество 19-го века довольно вяло относилось к протоколам стерильных операционных.Когда использование латексных хирургических перчаток стало популярным, показатели успешности операций резко возросли.

Обычные вещи из резины

Мы разделили их по категориям, поскольку в этой короткой статье мы не можем обсуждать каждый элемент по отдельности, хотя мы были бы рады, если бы могли.

Однако мы надеемся, что это позволит вам сформировать мысленные картины времени и мест, где вы сталкиваетесь с изделиями на основе каучука, чтобы вы могли видеть, сколько их на самом деле.

Транспорт

Использование на транспорте сочетает в себе такие качества резины, как амортизация, плотное прилегание и нескользкость.

• Шины и камеры
• Рельсовые подкладки для железнодорожных путей
• Стеклоочистители
• Приводные ремни
• Тормозные колодки (автомобили и велосипеды)

Товары для искусства, школы и офиса

Использование здесь интересно, поскольку оно, как правило, связано либо с нанесением, либо с удалением чернил или родственного вещества.

• Ластики для карандашей
• Ластик для десен
• Резинки
• Брайзеры для чернил для печати
• Резиновые накладки на пальцы

Одежда и предметы личного пользования

Все они квалифицируются как подходящие и/или защищающие.

• Подошвы для обуви
• Резиновые сапоги
• Презервативы/зубные прокладки
• Одежда из лайкры

Спорт и отдых

Здесь мы видим множество применений качества «отскока» резины, которое, как мы полагаем, является типом сопротивления или упругости.

• Хоккейные шайбы
• Коврики для детской площадки
• Игрушки для собак
• Волан для бадминтона
• Акваланг
• Воздушные шары
• Мячи для гольфа
• Бейсбольные мячи
• Плавательные шапочки и зажимы для носа
• Супер Пинкис

Здравоохранение и детские товары

Многое из того, что относится к этой категории, включает простоту очистки или стерилизации, способность выдерживать нагрев и гибкость при подаче жидкостей.

• Литые щитки
• Грелки
• Соски для детских бутылочек
• Пустышки
• Шланги и трубки
• Катетеры
• Дыхательные мешки

Промышленное использование

Здесь мы видим потребность в защите, устойчивости, прилегании, легкой очистке и амортизации.

• Конвейерные ленты
• Резиновые подшипники
• Крылья дока
• Уплотнительные кольца для труб
• Защитная одежда и обувь
• Ролики
• Формовочные изделия
• Шланги
• Напольное покрытие и/или напольные коврики
• Высокопроизводительные резиновые детали для формовки, литья и нанесения покрытий. Более подробная информация доступна для них!

Товары для дома

Домашнее использование включает в себя весь спектр лучших качеств каучука, и это здорово, поскольку в домашнем хозяйстве происходит много разных дел.

• Латексная краска для дома
• Кулинарные лопатки (скребки для чаши)
• Накладки для ковров
• Коврики для душа
• Перчатки для мытья посуды
• Укупорочные средства для банок
• Напольные коврики
• Прорезиненные ткани
• Утеплитель
• Детали и покрытия матрасов

Мы уверены, что едва коснулись всех областей применения каучука, поэтому, если вы думаете о большем, сообщите нам об этом.

Там, где резина встречается с дорогой

Если использование каучука сегодня вообще сократится, то это будет из-за роста числа случаев аллергии на латекс, которая может быть весьма серьезной.

Но, благодаря разработкам в области полимерных материалов, которые имитируют свойства резины и даже могут быть вулканизированы, как резина, это вызывает меньше беспокойства, чем это было всего несколько лет назад.

Неопрен является одним из первых примеров этих материалов), а нитрил (нитрил-бутадиеновый каучук или NBR) также является очень популярной синтетической альтернативой латексу.

Мы надеемся, что вам понравилось наше небольшое путешествие по истории и использованию каучука, а также некоторых его альтернатив. Каучук, настоящий или синтетический, всегда будет иметь множество применений.

И когда вы думаете о резиновых изделиях, вспомните нас.

Как производится резина? | Coruba

Резина — невероятно распространенный и универсальный материал, используемый для изготовления многих предметов, таких как резинки, обувь, шапочки для плавания и шланги. Действительно, половина всего производимого каучука идет на производство автомобильных шин.Как такой жизненно важный материал, как производится резина и откуда она берется?

© Panya Studio / Adobe Stock

Происхождение каучука

Человечество использует прочную и эластичную природу каучука для изготовления изделий уже более 1000 лет. Хотя ранние формы каучука производились из природных источников, по мере роста спроса на этот материал ученые разработали в лабораториях искусственный или синтетический каучук, имитирующий натуральный материал.В наши дни большая часть производимого каучука относится к синтетическому типу.

Натуральный каучук

Натуральный каучук производится путем извлечения жидкого сока, называемого латексом, из определенных видов деревьев. Существует более 2500 видов деревьев, которые производят этот сок (включая такие растения, как одуванчики), но подавляющее большинство латекса для производства каучука происходит от дерева Hevea brasiliensis или каучукового дерева, которое метко названо. Эти деревья родом из Южной Америки, но сегодня они обычно встречаются в Юго-Восточной Азии.

Латекс собирают с деревьев, разрезая кору и собирая жидкий сок в чашечки. Этот процесс называется постукиванием. Чтобы сок не застывал, в него добавляют нашатырный спирт. Затем к смеси добавляют кислоту для извлечения каучука в процессе, называемом коагуляцией. Это может занять около 12 часов.

Затем смесь пропускают через вальцы для удаления лишней воды. После этого слои резины вешают на стеллажи в коптильнях или оставляют сохнуть на воздухе.Через несколько дней их складывают в тюки, готовые к переработке.

Синтетический каучук

Во время Первой мировой войны, когда источники натурального каучука стали дефицитными, немецкие ученые разработали искусственный каучук. Хотя эти ранние формы каучука уступали по качеству натуральному каучуку, по мере развития исследований синтетический каучук улучшался. Сегодня синтетический каучук так же прочен и надежен, как и натуральный каучук.

Синтетический каучук отличается от натурального каучука тем, что он производится путем связывания молекул полимера в лаборатории.

Обработка резины

Как натуральный, так и синтетический каучук должны пройти ряд процессов, чтобы превратить его в полезный продукт. Эти этапы могут быть немного изменены в зависимости от предполагаемого использования конечного продукта.

Во-первых, в резину добавляют химикаты, чтобы сделать ее стабильной. Без этого резина станет хрупкой, если станет холодной, или станет липкой при высоких температурах. Обычно в резиновую смесь добавляют наполнитель из сажи для повышения ее прочности и долговечности.

Затем каучук тщательно перемешивают и дают ему остыть, прежде чем придать ему форму. Ему можно придать форму, вдавливая его в валки, что называется каландрированием, или выдавливая его через отверстия для изготовления полых трубок, что называется экструзией.

Вулканизация

Чтобы сделать каучук прочным и долговечным, он, наконец, проходит фазу термообработки, известную как вулканизация. Здесь каучук варится (часто с серой) для создания дополнительных связей или поперечных связей между молекулами каучука, чтобы они не распадались. Чарльз Гудьир случайно обнаружил этот процесс, когда бросил немного резины на горячую плиту и заметил, что тепло делает резину более твердой и прочной.

После вулканизации из каучука удаляются любые дефекты, после чего ему придается форма или форма в конечный продукт.

Как одно из самых важных изобретений, каучук и сегодня по-прежнему широко используется.

Если вам требуется широкий ассортимент высококачественных резиновых изделий, от матов до уплотнений и профилей, обратите внимание на Coruba.

Знаете ли вы эти распространенные резиновые изделия?

Вы когда-нибудь задумывались, из чего сделаны предметы повседневного обихода? Вы будете удивлены, узнав, что каучук был переработан в повседневные товары, которые вы знаете и любите.

Но откуда Резина ? Конечно же, сок тропических деревьев! Однако не всегда он так обильно присутствовал в предметах. В 1830-х годах резиновые изделия устарели из-за нестабильной структуры каучука. Но затем Чарльз Гудиер придумал процесс вулканизации, который превратил неустойчивую резину в гораздо более прочный и надежный компонент.

Вулканизация — это процесс, при котором натуральный латекс нагревается при высоких температурах, а затем смешивается с кислотой для получения более прочной формы каучука. До вулканизации резина теряла свою текстуру с течением времени. Летом он превращался в липкую массу, а зимой становился твердой, нерушимой массой.

Перенесемся в 2020 год; теперь резина вездесуща в вещах, которые мы используем каждый день. От карандаша до автомобиля, резину можно найти почти везде, если поискать.

Чтобы помочь вам определить резиновые изделия  вокруг себя, мы решили составить список предметов, изготовленных из резины, но вы об этом не догадывались.

Вот три удивительные вещи, сделанные из резины.

Резиновое изделие: Матрасы

Да, это правда! Матрасы частично сделаны из резины. Хотя матрасы в основном сделаны из губки, они содержат значительное количество каучука, что придает им структурную стабильность и сцепление.

Кроме того, ваши подушки и диванные подушки содержат значительное количество резины.

Резиновые изделия: резиновые сапоги и пальто

Ваши ботинки и плащи изготовлены из материалов, отталкивающих воду. И именно поэтому они обычно изготавливаются из одного или нескольких комбинированных материалов. Обычно для изготовления плащей и ботинок используются два материала: хлопок, полиэстер, нейлон или вискоза. Тем не менее, один компонент, который присутствует каждый раз, это, как вы уже догадались, РЕЗИНА!

Ваши сапоги и плащи действительно сделаны из резины, хотя вы можете этого не узнать.

Резиновые изделия: спасательные жилеты и поплавки

Так как резина водостойкая, она ни при каких обстоятельствах не повреждается водой. Кроме того, он очень эластичен. Поэтому из резины получаются отличные поплавки и спасательные жилеты. Кроме того, он также используется для изготовления многих игрушек для плавания и плотов для плавания, в которые люди любят играть в летний сезон.

Если бы не резина, мы бы не смогли наслаждаться временем в воде и с водой в жаркие летние дни.

От садовых инструментов и кухонной утвари до предметов ухода за собой, каучук можно найти везде! Высокая термостойкость и водостойкость, а также гибкость в сочетании с доступной ценой делают резину отличным материалом для изготовления любых предметов.

Узнайте больше о резиновых изделиях

Хотите узнать больше о каучуке? Свяжитесь с нами по адресу BSV TIRE RECYCLE и получите ответы на все вопросы, связанные с резиной!

Университет Акрона, Огайо

Вернуться к указателю планов уроков
Версия для печати

Пластмасса и резина: в чем разница?

Классы: 5-8
Автор: Адриенн Стадд
Источник: Оригинал

---

Аннотация

На этом уроке учащиеся используют навыки наблюдения, чтобы классифицировать 10-15 обычных предметов домашнего обихода на две группы в зависимости от их физических свойств. На самом деле все предметы изготовлены из резины или пластика.

---

Цели

Что студенты должны знать в результате этого урока?

• Учащиеся будут различать наблюдение и вывод
• Учащиеся найдут сходства и различия между товарами для дома
• Учащиеся будут сортировать и классифицировать группу из 10-15 предметов
• Учащиеся обосновывают свою систему классификации

Что учащиеся должны уметь делать в результате этого урока?

• Учащиеся должны уметь использовать навыки наблюдения, чтобы классифицировать группу предметов на основе свойств предметов.Благодаря этой деятельности учащиеся должны иметь возможность оценивать различные точки зрения и различать наблюдение и вывод.

---

Материалы

• Линейка
• Весы или весы
• 4-5 комплектов из 10-15 предметов из резины или пластика
• Примеры:
  • Резина: резинка, баллон, защитные чехлы для обуви, эластичный пояс брюк, латексные перчатки, резиновая трубка, резинки для упражнений, велосипедная шина
  • Пластик: мешок для мусора, пластиковый пакет для покупок, пластиковая пищевая упаковка, соломинка для питья, пластиковая трубка, бутылка с водой, игрушки, контейнер для хранения продуктов

---

Процедуры

Зацепление

Представьте себе, что вы идете в киномагазин за новейшим DVD, который вы так долго ждали. Вместо того, чтобы аккуратно расставить DVD на полках, все DVD в магазине сложены в большую кучу посреди магазина. В чем проблема? (скорее всего, не сможет своевременно найти выбранный DVD или даже определить, есть ли он в наличии)

Всем классом обсудите причины разделения вещей на категории или группы. Проведите мозговой штурм и составьте список вещей, которые заказаны или объединены в группы. (животный мир, книги в библиотеке, одежда в магазине, еда в продуктовом магазине)

В чем преимущество этих категорий? (можно определить, что есть в наличии, требуется меньше времени, чтобы что-то найти, можно провести инвентаризацию, позволяет общаться между людьми)

Скажите учащимся, что они будут распределять 10-15 предметов на две группы в зависимости от физических свойств предметов.Элементы должны быть размещены с использованием наблюдений, а не умозаключений. Напомните учащимся, что наблюдения — это то, что они могут измерить, увидеть или почувствовать. Выводы – это суждения, сделанные на основе наблюдения. Поднимите учебник.

Попросите учащихся быстро записать 3 наблюдения и 1 вывод для книги. (Наблюдения: книга синего цвета, в твердой обложке, на обложке изображено яблоко. Вывод: книгу будет легко читать, книгу будет трудно читать, иллюстрации в книге полезны, книга тяжелая.) Попросите учащихся рассказать сидящему рядом с ними человеку ответы, которые они записали, прежде чем обсуждать несколько примеров в классе.

Оценка: Контролируйте понимание учащимися сортировки и группировки, оценивая ответы, которые они дают во время мозгового штурма по сортировке. Прежде чем продолжить, убедитесь, что учащиеся понимают разницу между выводами и наблюдениями.

Разведка

Объясните учащимся процедуры сортировки.Во время наблюдений учащиеся могут трогать и рассматривать все образцы. Учащиеся могут использовать весы или весы и линейку для сбора наблюдений. Однако учащиеся могут, например, не использовать чувство вкуса. Затем напомните учащимся, что их чувства используются для наблюдений. Они не должны делать догадки или выводы при сортировке этих объектов.

Разместите 10-15 резиновых и пластиковых предметов на каждом из 4-5 лабораторных мест или столов в комнате, но не говорите учащимся, что они являются примерами пластмассы и резины, потому что учащиеся должны смотреть на физические свойства, а не пытаться Идентифицируйте предметы как соответствующие чужим ярлыкам.Учащиеся должны уметь манипулировать образцами, чтобы определить их свойства. Попросите учащихся создать две отдельные категории на листе бумаги и перечислить каждый элемент в одной из этих категорий.

Попросите учеников собраться в группы по 3-5 человек (метод группирования и фактическое количество групп определяются учителем). Студенты могут перемещать элементы в своем списке из одной категории в другую после обсуждения с членами группы, если они того пожелают. Группе необходимо разработать две категории и озаглавить их.Поощряйте обсуждение способов сортировки и группировки предметов, но не подводите учащихся к классификации пластика и резины.

Оценка: Следите за работой учащихся во время сортировки, чтобы убедиться, что они проводят тщательные наблюдения и используют безопасные методы. Можно отвечать на вопросы учащихся о процедурах, но не подводить учащихся к классификации пластика и резины.

Пояснение

Поделитесь групповой работой со всем классом.Каждая группа должна представить свои две категории с обоснованием. Поощряйте обсуждение системы каждой группы. Всем классом посмотрите на сходства и различия между системами каждой группы.

Скажите учащимся, что они классифицировали предметы. Классифицировать — значит поместить объекты в группы на основе сходства.

Скажите учащимся, что одним из способов классификации этих материалов является «пластик» или «резина». (Скажите учащимся, что эластичное вещество может растягиваться и возвращаться обратно.Резина обладает упругими свойствами в разной степени. Пластик, с другой стороны, не такой эластичный. Он имеет тенденцию к деформации при растяжении, что также известно как сужение. )

Всем классом заполните таблицу для пластмассы и резины. Поместите все пластиковые предметы в пластиковую колонку и все резиновые элементы в резиновую колонку.

Попросите класс составить список дополнительных элементов, которые нужно добавить в каждый столбец. (большие шины, ручки, фломастеры, жевательная резинка)

Попросите учащихся ответить на следующее задание, написав несколько предложений.Придумайте предмет, который можно было бы назвать пластиковым или резиновым. Каковы его физические свойства? Как кто-то будет использовать ваш предмет? (Пример: я бы сделал банджи-шнур для карандаша. Эластичный шнур будет очень тонким и маленьким, но очень эластичным или эластичным. Он будет сделан из резины. Люди будут использовать мое изобретение, чтобы следить за своими карандашами. Это также предотвратит падение карандашей.)

Оценка: Следите за правильностью ответов учащихся на вопросы, заданные в ходе обсуждения классификации и идентификации пластмасс и каучука.

Разработка

Обсудите идею о том, что пластик бывает разных форм. «Пластик может быть гибким или жестким, прозрачным или непрозрачным. Он может выглядеть как кожа, дерево или шелк. Из него можно делать игрушки или сердечные клапаны». (1.)

Обсудите свойства каучука. Резина также используется во многих наших повседневных товарах, от воздушных шаров до трубок, бинтов, шин и амортизаторов. Сегодня каучук может быть натуральным или синтетическим. Однако большинство из них являются синтетическими и производятся с использованием сырой нефти.Сырая нефть является невозобновляемым ресурсом. Процесс переработки каучука может быть сложным, но у него есть много преимуществ. (2.)

Какой материал вы бы использовали при изготовлении контейнера для защиты яйца в капле? Почему? (Пример: я бы использовал резину для защиты яйца при падении яйца, потому что он может быть очень эластичным, как показано на поясе и резиновой трубке в классе. Это свойство позволяет материалу распределять энергию во время удара, как в амортизаторах для защиты яйцо. )

Какой материал вы бы использовали при создании новой игрушки? Почему? (Пример: я бы использовал пластмассу, чтобы сделать новую игрушку, потому что пластмасса очень универсальна, о чем свидетельствуют пластиковый пакет и бутылка с водой в классе.Я мог сделать игрушку практически любого размера, и она могла быть как кожаной, так и прозрачной.)

Какой материал вы бы использовали при создании нового инструмента? Почему? (Пример: я бы сделал пластиковую отвертку. Электрики могли бы использовать отвертку, потому что она не проводит электричество. Однако отвертка все равно была бы прочной.)

Необязательное обсуждение: Объясните, что вас беспокоит, если вдруг из вашей повседневной жизни исчезнет весь пластик или резина. Объясните, как изменится жизнь и с какими проблемами вы можете столкнуться или какие улучшения можно внести в вашу жизнь.

Оценка: Задайте перечисленные вопросы, чтобы определить понимание учащимися физических свойств пластмассы или резины. Следите за полнотой и точностью ответов учащихся. (Вопросы оставлены открытыми, чтобы позволить учащимся проявить творческий подход и побудить учащихся обосновать свое мнение.)

---

Предпосылки

Учащиеся должны были предварительно обсудить идею о наблюдении с помощью органов чувств. Наблюдения включают измерения.

Студенты должны были предварительно обсудить идею о том, что вывод подобен догадке или суждению, сделанному на основе наблюдения.

Учащиеся должны уметь читать на линейке и пользоваться весами.

Учащиеся должны уметь определять физические свойства объекта. Физические свойства — это внешний вид объекта, его размер, масса, форма, цвет и т. д.

---

Лучшие методы преподавания

• Цикл обучения
• Практическое/интеллектуальное обучение
• Запрос
• Обсуждение
• Наводящие вопросы

---

Соответствие стандартам

Стандарты NGSS:

• MS-PS1-3 Соберите и осмыслите информацию, чтобы описать, что синтетические материалы происходят из природных ресурсов и влияют на общество.

Общие базовые стандарты:

• RST.6-8.1 Приведите конкретные текстовые свидетельства для поддержки анализа научных и технических текстов.
• RST.6-8.3 При проведении экспериментов, проведении измерений или выполнении технических задач строго следуйте многоступенчатой ​​процедуре.
• WHST.6-8.2 Написание информативных/пояснительных текстов, включая повествование об исторических событиях, научных процедурах/экспериментах или технических процессах.

Национальные стандарты:

• Наука как исследование 5-8 классы
• Естествознание 5-8 классы

Стандарты штата Огайо:

• Научные исследования 6–8 классов, контрольные показатели A и B
• 6–8 классы Наука и технологии: эталонный тест A

---

Знание содержания

Справочная информация: Что такое пластмассы и резина?

Пластмассы используются во множестве продуктов.Бутылки с водой, диваны, одежда и пакеты с едой — вот лишь несколько примеров. Пластик может быть гибким или жестким, прозрачным или непрозрачным. Это может быть кожа, дерево или шелк. Из него можно сделать игрушки или сердечные клапаны. Существует более 10 000 различных видов пластика. Основным сырьем для пластика являются нефть и/или природный газ, (1.) которые являются невозобновляемыми ресурсами. Пластмассы повсюду, и их можно перерабатывать.

Резина

также используется во многих наших повседневных товарах, от воздушных шаров до трубок, бинтов, шин и амортизаторов.Сегодня каучук может быть натуральным или синтетическим. Однако большинство из них являются синтетическими и производятся с использованием сырой нефти. Сырая нефть является невозобновляемым ресурсом. Процесс переработки каучука может быть сложным, но у него есть много преимуществ. (2.)

Классификация: классифицировать — значит помещать объекты в группы на основе сходства. Люди используют классификацию, чтобы упорядочить и упростить свою повседневную жизнь. Книги классифицируются в библиотеке по десятичной системе Дьюи. Магазины классифицируют фильмы по жанрам, а затем по алфавиту.Ученые используют классификацию для изучения всего, от звезд до живых существ. Классификация также позволяет эффективно общаться между людьми.

Физические свойства: Физические свойства — это внешний вид объекта, его размер, масса, форма, цвет и т. д. Во время урока учащиеся должны проводить метрические измерения массы и размера объектов.

---

Безопасность

• Во время манипуляций с предметами следует надевать защитные очки.
• Учащимся с аллергией на латекс могут потребоваться дополнительные материалы.
• Нет проблем с утилизацией.

---

Приложения

Учащиеся ежедневно сортируют и классифицируют объекты. Кроме того, их жизнь упрощается уже существующей классификацией и организацией. Пластмасса и резина также являются предметами, которые учащиеся используют ежедневно, возможно, не осознавая, что это за материал, который они используют.

---

Оценка

Вы только что открыли свой «ящик для мусора» дома, чтобы найти множество предметов. Чтобы помочь вам найти объекты в будущем, классифицируйте объекты, поместив их в три разные категории. Первой категорией будет резина. Второй будет пластиковым. Вы можете пометить третью категорию названием по вашему выбору. Пожалуйста, включите не менее 15 пунктов в вашу систему классификации. Какие предметы вы выбираете, зависит от вас, однако все предметы должны быть предметами, которые поместятся в «ящик для мусора».

Пример:

• Резина: резинка, цепочка для ключей, попрыгунчик, воздушный шар
• Пластик: пластиковый пакет, пластиковая ложка, линейка, свисток, пластиковая игрушка, механический карандаш
• Металл: скрепка, скобы, ключ, монета, гвоздь

---

Другие соображения

Предложения по группированию: Разделите учащихся на группы по 3-5 человек.Следите за группами, чтобы убедиться, что все учащиеся участвуют в групповом обсуждении. Все учащиеся должны участвовать в групповой презентации перед классом.

Темп/Рекомендуемое время: Этот урок займет примерно 2 академических часа.

---

Рабочие листы в формате PDF

Учащиеся составят свои собственные таблицы и смогут использовать свои листы для завершения классификации и ответов на вопросы.

Все о натуральном каучуке — свойства, области применения и использование

Если вы хотите узнать больше о натуральном каучуке, будь то для поиска или просто для самообразования, эта статья для вас.Мы подготовили это краткое руководство по основам этого материала, включая его определение, свойства, способ производства и применение.

Что такое натуральный каучук?

Натуральный каучук состоит из длинных цепей изопренового полимера, слабо связанных между собой. Цепи снова прикрепляются, когда их разъединяют; это придает резине эластичность. В отличие от синтетических каучуков, которые производятся из нефтехимических продуктов, натуральный каучук производится из латексного сока каучуковых деревьев (хотя другие растения также производят латекс, каучуковые деревья наиболее эффективны в производстве каучука, что делает их поставщиками латекса на 99%). из натурального каучука).

Свойства натурального каучука

Натуральный каучук обладает гибкостью и прочностью, а также отсутствием примесей и уязвимостью к условиям окружающей среды и углеводородам. По сравнению с другими каучуками натуральный каучук является одним из самых гибких типов, он устойчив к воде и некоторым химическим веществам. Он также устойчив к порезам, разрывам, износу, усталости и истиранию с рабочим диапазоном от -58 до 212 градусов по Фаренгейту. Кроме того, он обладает высокой прочностью на растяжение и легко прилипает к другим материалам.

Однако натуральный каучук не так эффективен при сопротивлении теплу, свету и озону, как другие каучуки, такие как неопрен. Материал также зависит от дерева, из которого он изготовлен, а также от содержания природных примесей. Хотя натуральный каучук устойчив к воде и некоторым химическим веществам, он по-прежнему уязвим для топлива, масла и неполярных растворителей.

Как сделать натуральный каучук?

Натуральный каучук сначала должен быть получен из каучукового дерева, а затем обработан химическими веществами и нагреванием для использования в производстве. Дерево спиливают, и сок капает в чашу. На данный момент треть латекса представляет собой каучук, находящийся в коллоидной суспензии, а еще треть — вода. Чтобы превратить латекс в каучук, латекс смешивают с муравьиной кислотой, чтобы каучук коагулировал в творог, который затем промывают и прессуют в блоки или прессуют в листы, которые затем коптят.

Затем каучук пропускают через оборудование для жевания, чтобы сделать его более пригодным для обработки, а затем смешивают с химикатами для улучшения его свойств. Наконец, он превращается в форму путем каландрирования или экструзии, а затем вулканизируется, что делает его более прочным, эластичным и упругим.Вулканизация включает нагревание каучука с некоторым количеством серы в скороварке при температуре около 320 градусов по Фаренгейту, хотя его также можно подвергнуть вулканизации паром, микроволновой печью или отправить через псевдоожиженный слой или расплавленные соли металлов. Вулканизация сшивает молекулярные цепи полиизопрена, повышая прочность и химическую стойкость, а также устраняя липкость сырой резины. Несмотря на то, что искусственный каучук был изобретен в 1930-х годах, натуральный каучук по-прежнему широко используется сегодня, составляя немногим менее половины рынка.

Для чего используется натуральный каучук?

Натуральный каучук используется в приложениях, требующих высокого уровня износостойкости и термостойкости. Благодаря своей прочности и сжимаемости натуральный каучук используется в инженерных целях, таких как антивибрационные опоры, приводные муфты, пружины, подшипники, резиновые ленты и клеи. Но большая часть — 50% натурального каучука — используется в высокопроизводительных шинах для гоночных автомобилей, автобусов и самолетов благодаря своей прочности и термостойкости. Он также используется в шлангах, автомобильных деталях, поролоновых матрасах и аккумуляторных ящиках.

Однако, благодаря своим адгезионным свойствам, натуральный каучук также используется в резиновом цементе и материалах для стабилизации грунта, используемых вокруг новых дорог. Даже сырой каучук иногда используется для клея и как часть подошвы обуви. Кроме того, около 10% латекса, собранного с деревьев, просто перерабатывается до 60% раствора каучука для изготовления таких изделий, как латексные перчатки, или для использования в качестве покрытия.

Заключение

В этом руководстве обобщены определение, свойства, производственный процесс и области применения натурального каучука.Мы надеемся, что эта информация поможет вам в поиске поставщика. Для получения дополнительной информации о различных типах резины вы можете прочитать наш справочник по резине. Если вы больше заинтересованы в поиске поставщиков, мы приглашаем вас посетить сайт Thomasnet, где у нас есть профили более 70 поставщиков натурального каучука.

Источники:

1. https://www.cmu.edu/gelfand/education/k12-teachers/polymers/natural-synthetic-polymers/
2. https://www.explainthatstuff.com/rubber.html
3. https://www.britannica.com/science/rubber-chemical-compound#ref948933
4. https://sciencing.com/properties-natural-synthetic-rubber-7686133.