Каучуки.
Каучуки –эластичные материалы, из которых путём специальной
обработки получают резину. В технике из каучуков изготовляют шины
для автотранспорта, самолётов, велосипедов; каучуки применяют для
электроизоляции, а также производства промышленных товаров и
медицинских приборов.
Натуральный (природный) каучук (НК) представляет собой
высокомолекулярный непредельный углеводород, молекулы которого
содержат большое количество двойных связей; состав его может быть
выражен формулой (С5Н8)n (где значение n составляет от 1000 до
3000); он является полимером изопрена: СН3 СН3 1 2| 3 4 1 2 | 3 4
nCН2 = C ѕCН=СН2 ®(ѕСН2ѕС=СHѕСН2ѕ)n изопрен натуральный каучук
(полиизопрен)
Как видно из этой схемы, при полимеризации изопрена раскрываются
обе его двойные связи, а в элементарном звене полимера двойная
связь возникает на новом месте-между атомами углерода 2 и 3.
Природный каучук содержится в млечном соке каучуконосных растений,
главным образом, тропических (например, бразильского дерева гевея).
Другой природный продукт - гуттаперча - также является полимером
изопрена, но с иной конфигурацией молекул. Сырой каучук липок,
непрочен, а при небольшом понижении температуры становится хрупким.
Чтобы придать изготовлением из каучука изделиям необходимую
прочность и эластичность, каучук подвергаютвулканизации-вводят в
него серу и затем нагревают. Вулканизованный каучук называется
резиной. При вулканизации сера присоединяется к двойным связям
макромолекул каучука и «сшивает» их, образуя дисульфидные
«мостики». Sѕ… Sѕ… | Ѕ S S 1 2| 3 4 1 2| 3 4
…ѕCH2ѕCѕCHѕCH2ѕCH2ѕCѕCHѕCH2ѕ… Ѕ Ѕ Ѕ Ѕ CH3 S CH3 S Ѕ Ѕ CH3 S CH3 S 1
2| 3Ѕ 4 1 2| 3Ѕ 4 …ѕCH2ѕCѕCHѕCH2ѕCH2ѕCѕCHѕCH2ѕ… Ѕ Ѕ S S Ѕ Ѕ Sѕ…
Sѕ…
В результате вулканизации каучук теряет пластичность, становится
упругим. Отсутствие в нашей стране природного каучука вызвало
необходимость в разработке метода искусственного получения этого
важнейшего для народного хозяйства материала. Советскими химиками
был найден и впервые в мире осуществлён (1928-1930) в промышленном
масштабе способ получениясинтетического каучука. По способу,
предложенному С. В. Лебедевым (1874-1934), исходным материалом для
производства синтетического каучука (СК) служит непредельный
углеводород бутадиен, или дивинил, который полимеризуется подобно
изопрену: 1 2 3 4 1 2 3 4 nСН2=СНѕСH=CH2®(ѕCH2ѕCH=CHѕCH2ѕ)n
бутадиен синтетический каучук (дивинил) (полибутадиен)
По Лебедеву, исходный бутадиен получают из этилового спирта. Теперь
разработано получение его из бутана попутного нефтяного газа.
В настоящее время химическая промышленность производит много
различных видов синтетических каучуков, превосходящих по некоторым
свойствам натуральный каучук. Кроме полибутадиенового каучука
(СКБ), широко применяетсясополимерные каучуки-продукты совместной
полимеризации (сополимеризации)бутадиена с другими непредельными
соединениями, например со стиролом (СКС) или с акрилонитрилом
(СКН): 1 2 3 4 (ѕCH2ѕCH=CHѕCH2ѕCH2ѕCHѕ)n Ѕ C6H5 бутадиен-стирольный
каучук 1 2 3 4 ( ѕСH2ѕCH=CHѕCH2ѕCH2ѕCHѕ)n Ѕ CєN бутадиен-нитрильный
каучук
В молекулах этих каучуков звенья бутадиена чередуются со звеньями
соответственно стирола и акрилонитрила.
В СССР разработало и внедрено в производство получение
синтетического полиизопренового каучука (СКИ), близкого по
свойствам к натуральному каучуку.