Каучук фото – фото и картинки натуральный каучук, скачать изображения на Depositphotos®

Картинки синтетический каучук, Стоковые Фотографии и Роялти-Фри Изображения синтетический каучук

Картинки синтетический каучук, Стоковые Фотографии и Роялти-Фри Изображения синтетический каучук | Depositphotos®

tawintaew

5616 x 3744

Vlad61

2736 x 3648

tawintaew

3744 x 5616

tawintaew

3223 x 4835

wuttichok

4928 x 3264

grigvovan

3778 x 3709

Baloncici

3500 x 2333

Quagmire

2848 x 2848

natalt

2953 x 2953

benjaminlion

4288 x 2848

Quagmire

2694 x 2694

csakisti

2592 x 2592

XXLPhoto

3872 x 2592

OlegDoroshenko

3888 x 2592

Nomadsoul1

4714 x 3840

natalt

6644 x 4724

natalt

3543 x 3543

belchonock

4568 x 3456

aruba2000

5472 x 3648

csakisti

3888 x 2592

lzf

5760 x 3840

rdonar

3200 x 2400

slickspics

4288 x 2848

Nomadsoul1

5760 x 3840

aruba2000

5472 x 3648

eldadcarin

3187 x 5616

StanislavUvarov

4200 x 2800

Nomadsoul1

5760 x 3840

natalt

3456 x 3456

PathomP

3872 x 2592

kues

2000 x 2128

scanrail

6000 x 4000

natalt

5626 x 4724

StockerNumber2

6000 x 3375

PathomP

3872 x 2592

aruba2000

5472 x 3648

natalt

3159 x 4134

EugenePartyzan

2200 x 3300

monticello

6016 x 4000

newlight

5184 x 3456

tropper2000

4399 x 3042

monticello

4240 x 5561

trgowanlock

4875 x 2438

kues

2000 x 2128

Nomadsoul1

5760 x 3840

aruba2000

5472 x 3648

jianghongyan

5912 x 3944

ru.depositphotos.com

Картинки каучуки, Стоковые Фотографии и Роялти-Фри Изображения каучуки

Картинки каучуки, Стоковые Фотографии и Роялти-Фри Изображения каучуки | Depositphotos®

lobur

4152 x 3360

ksena32

5909 x 3966

DLeonis

2900 x 2175

ksena32

5805 x 3836

vvoennyy

3467 x 5200

vvoennyy

4200 x 3215

MAJIVECKA

3872 x 2592

furtaev

3744 x 5616

billiondigital

5616 x 3744

vvoennyy

6000 x 4324

lobur

5197 x 3576

Zoooom

3744 x 5616

vvoennyy

3200 x 4800

richardmlee

5000 x 3750

vvoennyy

4100 x 3087

ksena32

5044 x 3396

billiondigital

5616 x 3744

vvoennyy

3280 x 4500

ra3rn_

4926 x 3284

cellar-door

3252 x 4878

ksena32

6285 x 4070

Zoooom

4827 x 3218

ksena32

3641 x 4912

vvoennyy

3000 x 4500

lobur

5616 x 3744

vvoennyy

2856 x 4000

schankz

5184 x 3456

idal

3510 x 2838

ksena32

5948 x 4173

chrisdorney

4259 x 4965

leonidp

4724 x 3150

vvoennyy

3085 x 4500

AnkevanWyk

3872 x 2592

penywise

2964 x 2592

idal

3591 x 2748

cellar-door

3218 x 4843

vanell

4000 x 2667

vvoennyy

3491 x 4800

robertprzybysz

3840 x 5760

goldution

3070 x 2000

MAJIVECKA

2592 x 3872

billiondigital

5616 x 3744

Alexx60

4016 x 4016

Neirfys

5033 x 3369

vectorass

3008 x 2000

rozdolyanskiy

3750 x 2107

Jultud

4774 x 3684

ru.depositphotos.com

Что такое каучук?

Природа позаботилась о том, чтобы произвести на свет всё необходимое для нашего комфорта и упрощения жизни. Однако очень часто ресурсы для изобретения и создания полезных вещей находятся в дали от цивилизации. Так случилось и с каучуком. Сырьё, которое много веков использовали индейцы в диких джунглях, теперь приходится к месту и в современном быту. Сегодня мы Вам расскажем об удивительном дереве гевея и об интересных фактах, связанных с каучуком.

Каучук — гибкий материал, который добывают из бразильской гевеи — дерево, которое растёт в странах с тропическим климатом. В основном гевея культивируется и произрастает в таких странах как: Бразилия, Малайзия, Индонезия, Шри-Ланка и Тайланд.

Как добывают природный каучук?
Бразильская гевея — это основной источник натурального каучука. Для его добычи дерево должно расти не менее семи лет. Для извлечения каучука на стволе дерева необходимо сделать узкий, спералеподобный рубец. Белый сок, стекающий в ёмкость, закреплённую под срезом, — и есть каучук. За два часа после разреза собирается приблизительно 150 грамм сока. Надрезы необходимо делать не чаще одного раза в две недели. Далее смола сгущается и застывает, формируется в сгустки и высыхает окончательно. Таким образом получается необработанный натуральный каучук, который бывает двух видов:

• дикий каучук, добытый из деревьев, кустов и лозы гевеи, растущей в натуральных природных условиях;
• плантационный каучук;

Природный (натуральный) каучук был известен ещё индейцам доколумбовской Америки, который они извлекали из сока деревьев гевеи, растущих вдоль реки Амазонка. Колумб привёз в Америку прорезиненный мяч с острова Гаити. Описывал он это так: “Индейцы были вовлечены в игру с мячом из застывшего белого сока, стекающего из разрезов на дереве гевея”. Островитяне считали, что дерево плачет, в связи с этим они прозвали это растение “плачущим деревом” (на индийском слово “кау” означает дерево, а “учу” означает «плакать»). Испанцам полюбился этот спортивный снаряд, вывезенный из Южной Америки. Эти мячи обладали высокой эластичностью и прыгучестью. Считается, что эта игра туземцев стала прообразом современного баскетбола. Но в Европе этим дивным материалом так и не заинтересовались, а вскоре и вовсе забыли, вплоть до 18 века.
Натуральный каучук был открыт для Европы вновь благодаря французской исследовательской экспедиции, которую возглавлял математик Шарль Ла Кондамин. В 1751 году исследователь представил образцы привезённого материала Парижской Академии наук. Кондамин дал этому материалу новое название — “латекс”, что в переводе с французского означает “кофе с молоком”. Но не найдя никакой пользы от каучука для себя и цивилизации в целом, француз потерял интерес к этому материалу.

Через несколько десятков лет исследователь из Англии по имени Джозеф Пристли внезапно обнаружил, что сырой каучук можно с пользой применять на практике. Кусочки каучука легко счищали линии, нанесённые графитовым карандашом. Молекулы графита притягивались к каучуку благодаря трению по бумаге, вызывая электростатическое напряжение. Пристли этому веществу дал название “резина” (от англ. Rubber — стирать). И долгое время каучук использовался только в этих целях. Ещё через 20 лет (в 1791 году) английский фабрикант Самуель Пив придумал уникальное по тем меркам непромокаемое пальто. Ткань этого пальто была прорезиненной каучуком, с тех пор начался “каучуковый бум”. Спустя еще 30 лет французы разработали прорезиненные подтяжки и подвязки с каучуковыми и хлопковыми нитками.

Так как каучук является крайне востребованным материалом, опыты над ним проводятся и в наши дни. Учёные пытаются найти альтернативные способы его добычи. В мире каучук добывается только традиционным способом, голландские учёные работают над новым способом добывания каучука из одуванчиков.
В Конгрессе США полагают, что поля из одуванчиков обретут стратегическое значение. Ведь уже в настоящее время компонент этого растения используют для производства резины для военной и обрабатывающей промышленности.

hsl.guru

Что такое каучук, его виды :: SYL.ru

Здесь мы рассмотрим вопрос о том, что такое каучук. В частности, будет определено значение термина, разнообразие видов в соответствие со способом образования. Также ознакомимся с возможными вариантами его эксплуатации, которые применяются человеком.

Природа и каучук

Что такое каучук? Это ряд натуральных и синтетических эластомеров, которые характеризуются показателями эластичности, водонепроницаемости, а также изолируют электричество. Примером таких веществ служит резина, полученная методом вулканизации.

Углерод в высокомолекулярном виде (C5H8)_n является цис-полимером изопрена. Он находится в млечных соках гевеи (латексе), кок-сагызе (многолетнем травянистом растении рода Одуванчики) и других видах каучуконосных растений. Вещество растворяется в углеводородах и наборе производных соединений, связанных с ними. Вода, спирт и ацетон не могут растворить натуральные каучуки; в этих жидкостях он даже не набухает почти.

Уменьшение прочности и эластичности происходит при удержании каучука при 15 градусах и выше. Это происходит из-за присоединения кислорода, который приводит к окислительной деструкции. Воздействие температурами от двухсот градусов по Цельсию показали, что натуральный каучук разлагается на низкомолекулярные углеводороды. Взаимодействие такого вещества с хлористой кислотой приводит к образованию сетчатых структур макромолекулярных размеров. Это дает каучуку большие показатели эластичности в интервале температур с малыми и большими значениями.

Синтетика

Первый патент на процесс создания синтетического каучука посредством полимеризации бутадиена с применением Na в роли катализатора выдали в 1910 году на территории Англии. Сходная форма производства с английской отслеживалась в мало масштабном создании на территории Германии. Активное начало наблюдалось в годы Первой мировой войны. На территории современной РФ развитие технологий по получению подобной синтетики началось развиваться с 1915 года. Именно в этом году началось бутадиеновое производство.

Основными производителями каучука во времена Первой и Второй мировой войны были США, СССР и Германия. Производить собственный каучук СССР начало на заводе СК-1 в 1932г.; осуществляли методом С. В. Лебедева (создание бутадиена из этиловых спиртов, а также анионная полимеризация жидкости бутадиена в присутствии Na).

Снижение затратных расходов

После того как были изобретены катализаторы Циглера-Натта, стоимость синтеза каучука резко и сильно упала.

Изопропеновый вид вещества – это каучук, полученный в ходе полимеризации изопрена. При этом в реакции участвуют катализаторы: металлический литий и перекисные соединения. Отличительной чертой изопропеновых каучуков является высокая клейкость и незначительная разница в эластичности.

Если структура соединения включает в себя гетероатомы, принимающие вид заместителей, то она будет обладать устойчивостью к воздействию растворителей, топлива и масел. Также каучук будет устойчивым к действию света, а дополнительным бонусом становится улучшение механических свойств.

Видовое разнообразие

Что такое каучук, нам уже известно. Теперь остановимся на классификации синтетического разнообразия данного вещества и кратко опишем некоторые из них:

• Изопреновые каучуки – получают, применяя новые комплексные катализаторы для полимеризации стереоспецифического характера в растворителях.
• Бутадиен-метилстирольная группа – продукт сополимеризации таких веществ, как бутадиен — 1,3 и стирол или метилстирол.
• Бутилкаучук – итог реакции низкотемпературной сополимеризации изобутиленовых веществ и 1-5 % каких-либо диолефинов, чаще всего изопрена.
• Бутадиены.
• Этилен-пропиленовые каучуки.
• Тиоколы.
• Фторкаучуки.
• Силоксановые каучуки.
• Хлоропрены (поли-два-хлорбутадиен).

Применение в промышленности

Разобравшись, что такое каучук, ответим на вопрос, как его используют.

Больше всего используется каучук при производстве резины для шин автомобилей, авиации и велосипедов. Также из этих соединений изготавливают ряд специальных резин, позволяющих совершать различные операции, при этом используют каучук для звуко-, тепло-, гидро- и воздухоизоляции. Этим перечень применения не ограничен. Они применяются в создании санитарной, вентиляционной, гидравлической, пневматической и даже вакуумной систем, которые потом будут эксплуатировать для нужд.

Паронит – еще один вид каучука – обладает высокой термостойкостью, что позволяет использовать его при сборке двигателей внутреннего сгорания. Армирование паронита сеткой из металла повышает его механические свойства.

Данный материал применяют в случаях, когда необходимо изолировать электричество. Также используют при производстве медицинских аппаратов и контрацептивов.

Ракетная техника также не обходится без этого чудесного соединения. На основе каучука создают твердое ракетное топливо, в котором их полимерная основа служит горючим. Наполнителем служит порошок селитры. Также порошок можно заменять на перхлорат аммония, играющий роль топливного окислителя.

www.syl.ru

Отраслевая энциклопедия. Окна, двери, мебель

Происхождение названия

Слово «каучук» происходит от двух слов языка тупи-гуарани: «кау» — дерево, «учу» — течь, плакать. «Каучу» — сок гевеи, первого и самого главного каучуконоса. Европейцы прибавили к этому слову всего одну букву.

Получение натурального каучука

Натуральный каучук получают коагуляцией млечного сока (латекса) каучуконосных растений. Основной компонент каучука — углеводород полиизопрен (91-96%).

Распространение каучуконосов

Природный каучук встречается в очень многих растениях, не составляющих одного определённого ботанического семейства. В зависимости от того, в каких тканях накапливается каучук, каучуконосные растения делят на:

• паренхимные — каучук в корнях и стеблях;
• хлоренхимные — каучук в листьях и зелёных тканях молодых побегов;
• латексные — каучук в млечном соке.

Травянистые латексные каучуконосные растения из семейства сложноцветных (кок-сагыз, крым-сагыз и другие), произрастающие в умеренной зоне, в том числе в южных республиках, содержащие каучук в небольшом количестве в корнях, промышленного значения не имеют.

Среди травянистых растений России есть всем знакомые одуванчик, полынь и молочай, которые тоже содержат млечный сок.

Промышленное значение имеют латексные деревья, которые не только накапливают каучук в большом количестве, но и легко его отдают; из них наиважнейшее — гевея бразильская (Hevea brasiliensis), дающая по разным оценкам от 90 до 96% мирового производства натурального каучука.

Сырой каучук из других растительных источников обычно засорён примесями смол, которые должны быть удалены. Такие сырые каучуки содержат гуттаперчу — продукт некоторых тропических деревьев семейства сапотовых (Sapotaceae).

В течение Второй мировой войны (1939-1945) по экономическим причинам были культивированы другие, нетропические источники каучука: гуайуль (guayule) мексиканского происхождения, а также одуванчик кок-сагыз (Taraxatum kok- saghyz), произрастающий на территории Западного Туркестана.

Каучуконосы лучше всего произрастают не далее 10° от экватора на север и юг. Поэтому эта полоса шириной 1300 километров по обе стороны от экватора известна как «каучуковый пояс». Дело в том, что для каучуконосов требуется очень тёплый и влажный климат и плодородная почва. Развитие автомобильной промышленности значительно повысило потребности в резине и, соответственно, в каучуке. Поэтому появились новые плантации гевей: молодые деревца из Южной Америки посадили в Малайзии, на Шри-Ланке и в Индонезии. Они отлично прижились и дают большой урожай.

Сбор латекса и производство натурального каучука

Это высокое стройное дерево может достигать 45 метров в высоту при 2,5—2,8 м в обхвате. Родиной гевеи является бассейн Амазонки — великой водной магистрали. Отсюда вывозился первый каучук в Европу.

Каучук в гевее содержится в млечном соке — латексе, распределённом в млечных каналах, которые образуют в стволе концентрические кольца.

Латекс состоит из мельчайших частичек жидкости, твёрдых частиц и других примесей. Только около 33% латекса составляет каучук, 66% вода и около 1% другие вещества.

Для сбора латекса с деревьев на коре делается диагональный остроугольный надрез, вершиной угла направленный вниз, затем надрез расширяют до 0,3—0,5 от окружности ствола. Из надреза выделяется латекс и стекает в небольшую чашу. С каждого надреза получается около 30 мл латекса. После этого обычно на следующий день ниже первоначального надреза обдирается тонкая полоска коры, чтобы получить новый сок. Когда надрезы достигают поверхности земли, ствол оставляют в покое, чтобы он смог восстановить кору на дереве перед новой подсочкой. На 1 гектаре высаживается около 250 деревьев, в год с 1 гектара получают около 450 кг сухого необработанного каучука. Со специально выведенных высокоурожайных деревьев можно получить 2225 кг с гектара в год, были разработаны опытные деревья с урожайностью до 3335 кг с гектара в год.

Полученный латекс растягивают, разбавляют водой и подвергают коагуляции путём обработки кислотой, чтобы частицы каучука в латексе сцепились друг с другом. Затем производят протягивание между валками, придавая листам толщину 0,25 дюйма (?0,6 см), полученные листы высушивают путём обдувания сухим тёплым воздухом или дымом, и отправляют на погрузку.

Физические и химические свойства натурального каучука

• Натуральный каучук — аморфное, способное кристаллизоваться твёрдое тело.
  
• Природный необработанный (сырой) каучук — белый или бесцветный углеводород.
  

• Он не набухает и не растворяется в воде, спирте, ацетоне и ряде других жидкостей. Набухая и затем растворяясь в жирных и ароматических углеводородах (бензине, бензоле, эфире и других) и их производных, каучук образует коллоидные растворы, широко используемые в технике.
  
• Натуральный каучук однороден по своей молекулярной структуре, отличается высокими физическими свойствами, а также технологическими, то есть, способностью обрабатываться на оборудовании заводов резиновой промышленности.
  

• Особенно важным и специфическим свойством каучука является его эластичность (упругость) — способность каучука восстанавливать свою первоначальную форму после прекращения действия сил, вызвавших деформацию.
  

Каучук — высокоэластичный продукт, обладает при действии даже малых усилий обратимой деформацией растяжения до 1000%, а у обычных твёрдых тел эта величина не превышает 1%. Эластичность каучука сохраняется в широких температурных пределах, и это является характерным его свойством. Но при долгом хранении каучук твердеет.

При температуре жидкого воздуха –195°C он жёсткий и прозрачный; от 0 ° до 10 °C — хрупкий и уже непрозрачный, а при 20 °C — мягкий, упругий и полупрозрачный. При нагреве свыше 50 °C он становится пластичным и липким; при температуре 80 °C натуральный каучук теряет эластичность; при 120 °C — превращается в смолоподобную жидкость, после застывания которой уже невозможно получить первоначальный продукт. Если поднять температуру до 200—250 °C, то каучук разлагается с образованием ряда газообразных и жидких продуктов.

• Каучук — хороший диэлектрик, он имеет низкую водо- и газопроницаемость.
  

• Каучук не растворяется в воде, щёлочи и слабых кислотах; в этиловом спирте его растворимость небольшая, а в сероуглероде, хлороформе и бензине он сначала набухает, а уж затем растворяется.
• Легко окисляется химическими окислителями, медленно — кислородом воздуха.
• Теплопроводность каучука в 100 раз меньше теплопроводности стали.
• Наряду с эластичностью, каучук ещё и пластичен — он сохраняет форму, приобретённую под действием внешних сил. Пластичность каучука, проявляющаяся при нагревании и механической обработке, является одним из отличительных свойств каучука. Так как каучуку присущи эластические и пластические свойства, то его часто называют пласто-эластическим материалом.
• При охлаждении или растяжении натурального каучука наблюдается переход его из аморфного в кристаллическое состояние (кристаллизация). Процесс происходит не мгновенно, а во времени. При этом в случае растяжения каучук нагревается за счёт выделяющейся теплоты кристаллизации. Кристаллы каучука очень малы, они лишены чётких граней и определённой геометрической формы.

При температуре около –70 °C каучук полностью теряет эластичность и превращается в стеклообразную массу.

• Вообще все каучуки, как аморфные материалы, могут находиться в трёх физических состояниях: стеклообразном, высокоэластическом и вязкотекучем.
  

Высокоэластическое состояние для каучука наиболее типично.

• Каучук легко вступает в химические реакции с целым рядом веществ: кислородом (O2), водородом (h3), галогенами (Cl2, Br2), серой (S) и другими. Эта высокая реакционная способность каучука объясняется его ненасыщенной химической природой. Особенно хорошо реакции проходят в растворах каучука, в которых каучук находится в виде молекул сравнительно крупных коллоидных частиц.

Почти все химические реакции приводят к изменению физических и химических свойств каучука: растворимости, прочности, эластичности и других. Кислород и, особенно, озон, окисляют каучук уже при комнатной температуре. Внедряясь в сложные и большие молекулы каучука, молекулы кислорода разрывают их на более мелкие, и каучук, деструктурируясь, становится хрупким и теряет свои ценные технические свойства.

Процесс окисления лежит также в основе одного из превращений каучука — перехода его из твёрдого в пластичное состояние.

Вклад участников

Сотников Виталий Александрович

www.wikipro.ru

Натуральный каучук. Описание

Каучук натуральный представляет собой аморфное тело, обладающее способностью кристаллизоваться. Природный материал (необработанный) – углерод бесцветный или белый. Натуральный каучук не растворяется в спирте, воде, ацетоне и некоторых других жидкостях. В ароматических и жирных углеводородах (эфирах, бензоле, бензине и прочих) он набухает и впоследствии растворяется. В результате образуются коллоидные растворы, которые достаточно широко используются в технических нуждах.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

fb.ru

КАУЧУК | Энциклопедия Кругосвет

Содержание статьи

КАУЧУК натуральный (НК) – природный полимер 1,4-цис-полиизопрен, получаемый из натурального латекса коагуляцией (осаждением) кислотами. Синтетические каучуки (СК) – большая группа полимерных материалов разнообразного строения и назначения. Каучуки относятся к эластомерам – высокомолекулярным соединениям, обладающим в определенном температурном интервале способностью к большим обратимым деформациям.

Натуральный каучук.

История открытия и применения. История каучука началась со времен Великих географических открытий. Когда Колумб вернулся в Испанию, он привез из Нового Света множество диковин. Одной из них был эластичный мяч из «древесной смолы», который отличался удивительной прыгучестью. Индейцы делали такие мячи из белого сока растения гевея, растущего на берегах р.Амазонки. Этот сок темнел и затвердевал на воздухе. Мячи считались священными и использовались в религиозных обрядах. У племен майя и ацтеков существовала командная игра с использованием мячей, напоминающая баскетбол. Впоследствии испанцы полюбили играть вывезенными из Южной Америки мячами. Модифицированная ими индейская игра послужила прообразом современного футбола.

Сок гевеи индейцы называли «каучу» – слезы млечного дерева («кау» – дерево, «учу» – течь, плакать). От этого слова образовалось современное название материала – каучук. Кроме эластичных мячей индейцы делали из каучука непромокаемые ткани, обувь, сосуды для воды, ярко раскрашенные шарики – детские игрушки.

Однако в Европе забыли про южноамериканскую диковинку до 18 в., когда члены французской экспедиции в Южной Америке обнаружили дерево, выделяющее удивительную, затвердевающую на воздухе смолу, которой дали название «резина» (по латыни resina – смола). В 1738 французский исследователь Ш.Кондамин представил в Парижской академии наук образцы каучука, изделия из него и описание способов добычи в странах Южной Америки. С тех пор начались поиски возможных способов применения этого вещества. Во Франции изобрели удобные подтяжки и подвязки из сплетенных с хлопком резиновых ниток. А после 1823, когда шотландец Ч.Макинтош придумал прокладывать тонкий слой резины между двумя кусками ткани, начался настоящий «резиновый бум». Непромокаемые плащи из этой ткани, которые стали называть в честь их создателя «макинтошами», получили широкое распространение. Примерно в то же время в Америке стало модно в дождливую погоду поверх башмаков носить неуклюжую индейскую резиновую обувь – галоши.

Огромную, хоть и недолгую популярность в Европе и Северной Америке резиновые изделия получили после того, как англичанин Чаффи изобрел прорезиненную ткань. Он растворял сырую резину в скипидаре, добавлял сажу и, с помощью специально сконструированной машины, наносил тонкий слой смеси на ткань. Из такого материала делали не только одежду, обувь и головные уборы, но и крыши домов и фургонов.

Однако у изделий из прорезиненной ткани был большой недостаток. – эластичность каучука проявляется лишь в небольшом интервале температур, поэтому в холодную погоду резиновые изделия твердели и могли растрескаться, а летом размягчались, превращаясь в липкую, издающую зловоние массу. Одежду и обувь на лето приходилось прятать в прохладный погреб, с прорезиненными крышами было хуже – приходилось терпеть неприятные запахи. Энтузиазм по поводу нового материала быстро иссяк. А когда однажды в Северо-Американских Соединенных Штатах выдалось жаркое лето, наступил кризис резиновой промышленности – вся ее продукция превратилась в мерзко пахнущий кисель. Фирмы по производству резины разорились.

И все бы забыли про макинтоши и галоши, если бы не американец Чарльз Нельсон Гудьир, который верил, что из каучука можно создать хороший материал. Он посвятил этой идее несколько лет и потратил все свои сбережения. Современники смеялись над ним: «Если вы увидите человека в резиновом пальто, резиновых ботинках, резиновом цилиндре и с резиновым кошельком, а в кошельке ни единого цента, то можете не сомневаться – это Гудьир». Однако Гудьир упорно смешивал каучук со всем подряд: с солью, перцем, песком, маслом и даже с супом и, в конце концов, добился успеха. В 1839 он обнаружил, что добавляя в каучук немного серы и нагревая, можно улучшить его прочность, твердость, эластичность и тепло- и морозоустойчивость. Сейчас именно новый материал, изобретенный Гудьиром, принято называть резиной, а открытый им процесс – вулканизацией каучука.

История упорного изобретателя имеет счастливый конец: предложение о покупке патента на новый материал, обладающий отличными качествами, Гудьир получил, находясь в отчаянном финансовом положении – у него к этому времени был долг в 35 000 долларов, который вскоре он смог оплатить. С этого времени начинается бурный рост производства каучука. Еще при жизни Гудьира только в резиновой промышленности США работало больше 60 000 человек. Кстати, в России, в Санкт-Петербурге предприятие по производству резиновых изделий открылось в 1860.ne Вторая половина 19 в. – время процветания Бразилии, которая долгое время была монополистом по выращиванию деревьев-каучуконосов. Центр каучуконосных районов, Манаус, был богатейшим городом западного полушария. Достаточно упомянуть, что великолепный оперный театр в затерянном в джунглях Манаусе не только строили лучшие французские архитекторы, но даже стройматериалы для него привозились из Европы.

Неудивительно, что Бразилия берегла источник своего богатства. Вывоз семян гевеи был запрещен под страхом смертной казни. Однако в 1876 британский шпион Генри Уикхем в трюмах английского судна «Амазонас» тайно вывез 70 000 семян гевеи. В британских колониях Юго-Восточной Азии были заложены первые плантации каучуконосов. На мировом рынке появился натуральный английский каучук, более дешевый, чем бразильский.

А мир завоевывали разнообразные изделия из резины – транспортерные ленты конвейеров и электроизоляция, «резинки» для белья, резиновая обувь, детские воздушные шары и т.д. Но основное применение этот материал получил с изобретением и распространением резиновых экипажных, а затем автомобильных шин.

Изобретение резиновых шин вместо металлических сначала было встречено без энтузиазма, хотя экипажи с металлическими шинами были не слишком комфортны – за страшный шум и тряску в Англии их называли «истребителями воробьев». Новые тихие экипажи на цельнолитых массивных шинах в Америке были запрещены. Они считались опасными, так как не предупреждали прохожих о приближении экипажа. В России тихие конные экипажи на резиновом ходу также вызывали недовольство – они обдавали грязью не успевших посторониться пешеходов. Поэтому московские власти вынесли решение специально помечать такие экипажи: «Дабы обиженные шинниками обыватели могли заметить своих обидчиков, чтобы привлечь их к законной ответственности, экипажи на резиновом ходу должны снабжаться номерными знаками особого цвета, чем обычные номера извозчиков».

Природный каучук. Строение и свойства.

С изобретением конвейерного метода сборки автомобилей потребность в резине стала настолько велика, что настоятельно возник вопрос об ограниченности производства природного сырья. Надо было искать другие источники каучука. Поэтому неудивительно, что в конце 19 – первой половине 20 в. во многих странах исследовались строение каучука, его физические и химические свойства, эластичность, процесс вулканизации. То, что при нагревании из каучука можно получить молекулы изопрена

долгое время объясняли с помощью теории К.Харриеса, который считал, что каучук состоит из множества колец-звеньев изопрена, которые составляют устойчивую мицеллу, т.е. он представляет собой обычную коллоидную частицу. Оппонентом К.Харриеса выступал Г.Штаудингер, доказавший, что каучук является высокомолекулярным соединением, т.е. состоит из обычных, хотя и гигантских молекул, атомы в которых связаны ковалентными связями. На основании своих исследований каучука и резины он выдвинул теорию цепного строения макромолекул, предположил существование разветвленных макромолекул и трехмерной полимерной сетки.

Для получения натурального каучука млечный сок гевеи (латекс) добывают методом подсечки, надрезая кору дерева. Натуральный латекс, представляющий собой водную эмульсию каучука, содержит 34–37% каучука, 52-60% воды, а также белки, смолы углеводы и минеральные вещества. Из латекса каучук коагулируют органическими кислотами, промывают водой и прокатывают в листы, которые сушат и коптят дымом. Копчение предохраняет каучук от окисления и действия микроорганизмов.

В натуральном каучуке содержится 91–96% углеводорода полиизопрена (C₅H₈)_n, а также белки и аминокислоты, жирные кислоты, каротин, небольшие количества солей меди, марганца, железа и др. примеси. Полиизопрен натурального каучука является стереорегулярным полимером. Практически все звенья изопрена 98–100% в макромолекуле присоединены в цис-1,4-положении:

Молекула натурального каучука может содержать 20–40 тыс. элементарных звеньев, его молекулярная масса составляет от 1 400 000–2 600 000, он нерастворим в воде, зато хорошо растворяется в большинстве органических растворителей.

Интересно, что существует природный геометрический изомер каучука – гуттаперча, представляющая собой транс-1,4-полиизопрен:

Различия в пространственном расположении заместителей у каучука и гуттаперчи приводят к тому, что и форма макромолекул этих веществ тоже различна. Молекулы каучука закручены в клубки. Если ленту из каучука растягивать, деформировать, то молекулярные клубки будут выпрямляться в направлении прилагаемой сил, и лента будет удлиняться. Однако молекулам каучука энергетически выгоднее находиться в первоначальном состоянии, поэтому, если натяжение прекратить, молекулы опять свернутся в клубки, и размеры ленты станут прежними. Конечно, нельзя увеличивать нагрузку на ленту до бесконечности – рано или поздно деформация будет необратимой, лента порвется.

Молекулы гуттаперчи не закручены в клубки так, как каучук. Они вытянуты даже без нагрузок, поэтому гуттаперча менее эластична.

Эластичность – это способность к обратимой деформации, особое свойство некоторых полимеров, характерное для лишь при определенных значениях температур. При нагревании каучук из эластичного состояния переходит в вязкотекучее. Силы взаимодействия между молекулами ослабевают, полимер не сохраняет форму и напоминает очень вязкую жидкость. При охлаждении каучук из эластичного переходит в стеклообразное состояние, становится похож на твердое тело. Такой полимер легко и обратимо не растягивается при приложении нагрузки. Он сразу рвется, если нагрузка слишком велика. Полимеры в стеклообразном состоянии могут быть хрупкими, их можно сломать или даже разбить, например, морозной зимой может растрескаться сумка из кожзаменителя, т.к. при низких температурах он переходит в стеклообразное состояние).

Что же происходит с каучуком при вулканизации? Когда каучук нагревают с серой, макромолекулы каучука «сшиваются» друг с другом серными мостиками. Из отдельных макромолекул каучука образуется единая трехмерная пространственная сетка. Изделие из такого материала (резины) прочнее, чем из каучука, и сохраняет свою эластичность в более широком интервале температур.

Сейчас известно много вулканизирующих агентов, однако при производстве резины по-прежнему широко используют серу. В качестве ускорителей вулканизации применяют 2-меркаптобензтиазол и некоторые его производные. Возможна и радиационная вулканизация и вулканизация с помощью органических пероксидов. Вулканизации обычно подвергают смесь каучука с различными добавками, придающими резине необходимые свойства, и наполнителями, снижающими стоимость резины (сажа, мел).

С появлением технологии производства синтетических каучуков, резиновая промышленность перестала быть всецело зависимой от природного каучука, однако синтетический каучук не вытеснил природный, объем производства которого по-прежнему возрастает, а доля натурального каучука в общем объеме производства каучука составляет 30%. Ведущие мировые производители натурального каучука – страны Юго-Восточной Азии (Таиланд, Индонезия, Малайзия, Вьетнам, Китай). Благодаря уникальным свойствам натурального каучука, он незаменим при производстве крупногабаритных шин, способных выдерживать нагрузки до 75 тонн. Лучшие фирмы-производители изготавливают покрышки для шин легковых автомобилей из смеси натурального и синтетического каучука, поэтому до сих пор главной областью применения натурального каучука остается шинная промышленность (70%). Кроме того, натуральный каучук применяется при изготовлении конвейерных лент высокой мощности, антикоррозийных покрытий котлов и труб, клея, тонкостенных высокопрочных мелких изделий, в медицине и т.д.

Во многих странах в начале 20 в. исследовались местные виды растений. В Советском Союзе систематический поиск растений-каучуконосов предпринимался в 1930-х, общий список таких растений составил 903 вида. Наиболее эффективные каучуконосы, в частности Тянь-Шанский одуванчик кок-сагыз, выращивали на полях России, Украины, Казахстана, работали заводы по выделению каучука, который по качеству считался не уступающим каучуку из гевеи. В конце 1950-х с увеличением производства синтетического каучука возделывание одуванчика-каучуконоса было прекращено.

Синтетический каучук.

История создания.

Исследованиями в области получения синтетического каучука на грани 19–20 вв. занимались многие научные лаборатории мира. Этому способствовал не только бурный рост потребления натурального каучука, но географические факторы. Страны, удаленные от т.н. «пояса каучука» – экваториальной зоны, попадали в зависимость от импорта.

Впервые каучукоподобное вещество при обработке изопрена (2-метилбутадиена-1,3) соляной кислотой получил в 1879 французский химик Г.Бушарда. Русский химик И.Кондаков (г.Юрьев) синтезировал эластичный полимер из диметилбутадиена в 1901. Первые промышленные партии синтетического каучука – диметилкаучука – были выпущены на основе разработок Кондакова в 1916 в Германии. Было получено около 3000 т синтетического каучука, из которого изготовляли аккумуляторные коробки для подводных лодок, однако широкого распространения диметилкаучук не получил и его производство было прекращено.

Основателем первого в мире крупномасштабного производства синтетического каучука по праву считается русский ученый С.В.Лебедев, посвятивший проблеме полимеризации диенов значительную часть своей научной деятельности. Он впервые получил синтетический бутадиеновый каучук в 1910. А магистерская работа Лебедева, посвященная исследованию кинетики полимеризации дивинила (бутадиена-1,3) и его производных, в 1914 была награждена премией Российской Академии наук. К процессу полимеризации бутадиена Лебедев вернулся в 1932, когда правительство СССР объявило конкурс на разработку промышленного производства синтетического каучука. Лебедевым и его сотрудниками был успешно разработан недорогой и эффективный метод. В качестве катализатора полимеризации бутадиена было предложено использовать металлический натрий, и полимер, полученный по данному методу, носит название натрий-бутадиеновый каучук. Настоящей находкой был одностадийный способ получения бутадиена из этилового спирта на смешанном цинкалюминиевом катализаторе:

2CH₃CH₂OH ® 2H₂O + CH₂=CH–CH=CH₂ + H₂

В условиях аграрного в то время Советского Союза использование в качестве исходного продукта этанола, получаемого из растительного сырья, значительно удешевляло производство.

Благодаря работам Лебедева промышленное широкомасштабное производство синтетического каучука начато в Советском Союзе в 1932 – впервые в мире (следующей была Германия, которая начала производить синтетический каучук только в 1936). Значение этого события трудно переоценить: возможность оснастить отечественную технику шинами собственного производства сыграла важную роль в победе над фашистской Германией.

С 1932 и вплоть до 1990 СССР по объемам производства синтетического каучука занимал первое место в мире. И сегодня Россия сохраняет позиции экспортера мирового значения. На внутреннем рынке остается примерно половина продукции. Основными потребителями синтетического каучука являются шинные заводы, а около 40 процентов каучука идет на широкий ассортимент резинотехнических изделий (более 50 000), среди которых наиболее заметное место занимают технические изделия из мягкой резины, подошвы для обуви, ленточные транспортеры, разнообразные трубы и шланги всех видов, электроизоляция, герметики, клеи, краски на латексной основе и т.д.

Синтетические каучуки (СК). Классификация, получение и применение.

Сейчас производится широкий ассортимент синтетических каучуков, различных по составу и потребительским свойствам. Обычно каучуки классифицируют и называют по названию мономеров, использованных для их получения (изопреновые, бутадиеновые каучуки), или по характерной группе атомов, входящих в их состав (полисульфидные, кремнийорганические и т.д.).

Основным методом получения синтетических каучуков является полимеризация диенов и алкенов. Наиболее широко в качестве мономеров для производства каучуков используются бутадиен, изопрен, стирол, хлоропрен, изобутен, этилен, акрилонитрил и др.

Полисульфидные, полиуретановые и некоторые другие каучуки синтезируют с помощью реакции поликонденсации. По областям применения их принято разделять на каучуки общего и специального назначения. Каучуки общего назначения обладают комплексом свойств, позволяющим применять их для производства широкого круга изделий, для которых необходимо основное свойство резин – высокая эластичность при обычных температурах (шины, транспортёрные ленты, обувь и др.). Каучуки специального назначения должны обладать свойствами, обеспечивающими работоспособность изделий в специфических, часто экстремальных условиях: стойкостью к действию растворителей, масел, кислорода, озона, тепло-и морозостойкостью (т. е. способностью сохранять высокую эластичность в широком диапазоне температур) и др. специфическими свойствами. Существуют особые группы синтетических каучуков, такие, как водные дисперсии каучуков – латексы; жидкие каучуки – отверждающиеся олигомеры; наполненные каучуки – смеси каучука с наполнителями или пластификаторами.

Примеры некоторых синтетических каучуков.

Среди каучуков общего назначения по-прежнему широко распространены бутадиеновые СКД. (стереорегулярный 1,4-цис-полибутадиен)

и изопреновые (1,4-цис-полиизопрен) каучуки.

Они обладают высокой прочностью, эластичностью, износостойкостью и невысокой стоимостью, что обуславливает их широкое применение в производстве разнообразных резиновых изделий. Для модификации потребительских свойств каучуков широко используют сополимеризацию – диен полимеризуют с добавлением какого-либо алкена. Такой полимер состоит из элементарных звеньев двух различных типов. Таким сополимером является еще один распространенный СК – бутадиенстирольный каучук (СКС),

который применяется не только при производстве резиновых изделий, но также является основой строительного латекса и латексно-эмульсионных красок.

Бутилкаучук (БК) – сополимер 2-метилпропена с небольшим количеством изопрена –

относится уже к каучукам специального назначения, т.к. обладает высокой стойкостью к различным воздействиям, поэтому его используют для электроизоляции, антикоррозионных и теплостойких покрытий.

Полихлоропреновые каучуки (наирит, неопрен) –

один из наиболее давно известных видов синтетических каучуков – разработаны компанией «Дюпон» в 1930-х. Обладают высокой масло-, бензо-, озоностойкостью. С высокой масло-, бензо- и теплостойкостью связано также и применение бутадиенакрилонитрильного (СКН) каучука.

Высокая прочность при растяжении и стойкость к различным воздействиям полиуретанов обуславливает их разнообразное применение – от искусственной кожи для производства обуви до изготовления износостойких покрытий, клеев и герметиков.

В экстремальных условиях «работают» фторкаучуки – сополимеры фторированных или частично фторированных алкенов. Высокая теплостойкость, инертность к воздействиям агрессивных сред – растворителей, кислот, сильных окислителей, негорючесть, стойкость к УФ-облучению позволяет использовать эти уникальные вещества для работы в условиях высоких температур, в агрессивных средах для изоляции проводов и антикоррозионной защиты аппаратуры.

А вот кремнийорганические каучуки – полиорганосилоксаны –

помимо тепло- и морозостойкости и высоких электроизоляционных свойств обладают еще и физиологической инертностью, что обуславливает их применение в изделиях пищевого и медицинского назначения.

Екатерина Менделеева

www.krugosvet.ru