Історія каучуку
Синтетичний каучук. Історія створення. Застосування.
Вперше каучукоподобное речовина при обробці ізопрену (2-метілбутадіен-1,3) соляною кислотою отримав в 1879 французький хімік Г.Бушарда. український хімік І.Кондаков (Г. Юри) синтезував еластичний полімер з діметілбутадіена в 1901. Перші промислові партії синтетичного каучуку - діметілкаучука - були випущені на основі розробок Кондакова в 1916 в Німеччині. Було отримано близько 3000 т синтетичного каучуку, з якого виготовляли акумуляторні коробки для підводних човнів, проте широкого поширення діметілкаучук не отримав і його виробництво було припинено.
Засновником першого в світі великомасштабного виробництва синтетичного каучуку по праву вважається український вчений С.В.Лебедєв, який присвятив проблемі полімеризації дієнів значну частину своєї наукової діяльності. Він вперше отримав синтетичний бутадієновий каучук в 1910. А магістерська робота Лебедєва, присвячена дослідженню кінетики полімеризації дивина (бутадієну-1,3) і його похідних, в 1914 була нагороджена премією української Академії наук. До процесу полімеризації бутадієну Лебедєв повернувся в 1932, коли уряд СРСР оголосив конкурс на розробку промислового виробництва синтетичного каучуку. Лебедєвим і його співробітниками було успішно розроблений недорогий і ефективний метод. В якості каталізатора полімеризації бутадієну було запропоновано використовувати металевий натрій, і полімер, отриманий за цим методом, носить назву натрій-бутадієновий каучук. Справжньою знахідкою був одностадійний спосіб отримання бутадієну з етилового спирту на змішаному цінкалюмініевом каталізаторі:
Синтетичні каучуки (СК).
Основним методом отримання синтетичних каучуків є полімеризація дієнів і алкенів. Найбільш широко в якості мономерів для виробництва каучуку використовуються бутадієн, ізопрен, стирол, хлоропрен, ізобутіл, етилен, акрилонитрил і ін.
Полісульфідні, поліуретанові і деякі інші каучуки синтезують за допомогою реакції поліконденсації. По областях застосування їх прийнято розділяти на каучуки загального і спеціального призначення. Каучуки загального призначення мають комплекс властивостей, що дозволяє застосовувати їх для виробництва широкого кола виробів, для яких необхідно основна властивість гум - висока еластичність при звичайних температурах (шини, транспортерні стрічки, взуття та ін.). Каучуки спеціального призначення повинні мати властивості, що забезпечують працездатність виробів в специфічних, часто екстремальних умовах: стійкістю до дії розчинників, масел, кисню, озону, тепло-і морозостійкістю (т. Е. Здатність зберігати високу еластичність в широкому діапазоні температур) і ін. Специфічними властивостями. Існують особливі групи синтетичних каучуків, такі, як водні дисперсії каучуків - латекси; рідкі каучуки - отверждающиеся олігомери; наповнені каучуки - суміші каучуку з наповнювачами або пластифікаторами.
Приклади деяких синтетичних каучуків. Серед каучуків загального призначення, як і раніше широко поширені бутадієновий СКД. (Стереорегулярний 1,4-цис-полібутадієн)
і ізопренові (1,4-цис-поліізопрен) каучуки.
Вони мають високу міцність, еластичністю, зносостійкістю і невисокою вартістю, що обумовлює їх широке застосування у виробництві різноманітних гумових виробів. Для модифікації споживчих властивостей каучуку широко використовують сополимеризацию - диен полимеризуют з додаванням будь-якого алкена. Такий полімер складається з елементарних ланок двох різних типів. Таким сополімером є ще один поширений СК - бутадієновий каучук (СКС),
який застосовується не тільки при виробництві гумових виробів, але також є основою будівельного латексу і латексно-емульсійних фарб.
Бутилкаучук (БК) - сополімер 2-метилпропіл з невеликою кількістю ізопрену -
відноситься вже до каучукам спеціального призначення, тому що має високу стійкість до різних впливів, тому його використовують для електроізоляції, антикорозійних і теплостійких покриттів.
Поліхлоропреновие каучуки (наїріт, неопрен) -
один з найбільш давно відомих видів синтетичних каучуків - розроблені компанією «Дюпон» в 1930-х. Мають високу масло-, бензо-, озоностійкістю. З високою масло-, бензо- і теплостійкість пов'язано також і застосування бутадіенакрілонітрільного (СКН) каучуку.
Висока міцність при розтягуванні і стійкість до різних впливів поліуретанів обумовлює їх різноманітне застосування - від штучної шкіри для виробництва взуття до виготовлення зносостійких покриттів, клеїв і герметиків.
В екстремальних умовах «працюють» фторкаучук - сополімери фторованих або частково фторованих алкенів. Висока теплостійкість, інертність до впливів агресивних середовищ - розчинників, кислот, сильних окислювачів, негорючість, стійкість до УФ-опромінення дозволяє використовувати ці унікальні речовини для роботи в умовах високих температур, в агресивних середовищах для ізоляції проводів і антикорозійного захисту апаратури.
А ось кремнийорганические каучуки - поліорганосилоксани -
крім тепло- і морозостійкості і високих електроізоляційних властивостей володіють ще і фізіологічної інертністю, що обумовлює їх застосування у виробах харчового і медичного призначення.