Cauciucul natural se găsește în seva lăptoasă (latex) a plantelor de cauciuc; Incluziunile individuale de cauciuc sunt, de asemenea, prezente în celulele scoarței și frunzelor acestor plante. Cauciucul natural este obținut din latexul plantei de cauciuc brazilian (Hevea brasiliensis), care crește pe plantațiile din țările tropicale. În Africa, cauciucul natural este extras și din arborele ficus (Ficus elastica). Componenta principală a cauciucului natural (91-96%) este un biopolimer natural de hidrocarburi nesaturate cu molecule înalte poliizopren (C 5 H 8) n, (unde n = 1000-3000), constând din unități repetate de 1,4-cis- izopren și având o structură stereoregulată. În macromoleculele de cauciuc natural, care sunt foarte flexibile, 98-100% din unitățile de izopren sunt atașate la poziția 1,4 cis. Formula structurală a 1,4-cis-poliizopren: [-CH2C(CH3)=CHCH2-] n.

Greutatea moleculară a cauciucului natural este de 1400-2600 mii de unități. Pe lângă hidrocarbura cauciucului, compoziția cauciucului natural include proteine ​​și aminoacizi (2-3%), rășini (2-3%), compuși metalici cu valență variabilă, apă (până la 1%). Compoziția și cantitatea de impurități care nu sunt cauciucate conținute în cauciucul natural au o mare influență asupra proprietăților fizice ale acestuia. proprietăți chimiceși comportamentul de procesare. Cauciucul natural netratat (brut) este o substanță albă sau incoloră; tare și transparentă temperaturi scăzute, fragil și opac la temperaturi de la 0 la 10 °C; moale, elastic și translucid la 20 °C. Când este încălzit la o temperatură de 120 °C, cauciucul se transformă într-un lichid asemănător rășinii, după care se întărește nu mai este posibil să se obțină produsul original. La temperaturi peste 200-300 ° C, se observă piroliza: cauciucul natural se descompune cu formarea de hidrocarburi cu greutate moleculară mică.

Cauciucul natural este un material amorf, se cristalizează atunci când este răcit (la temperaturi de la -50 la 20 ° C), cu rata maximă de cristalizare observată la o temperatură de -25 ° C, precum și în timpul deformării (de exemplu, atunci când este întins). la temperatura camerei). Densitatea cauciucului natural este de 910-920 kg/m 3 ; temperatura de tranziție sticloasă de la -69 la -74 °C; gradul maxim de cristalinitate 30-40%; temperatura de topire a fazei cristaline este de 15-40 °C (în funcție de condițiile de cristalizare). Cauciucul natural nu se dizolvă și practic nu se umflă în apă, alcool și acetonă. Se dizolvă bine în hidrocarburi și derivații acestora (în benzen, toluen, xilen, benzină, tetraclorură de carbon, cloroform, disulfură de carbon, ciclohexan) pentru a forma soluții coloidale. Cauciucul este ușor oxidat de agenții oxidanți chimici și, de asemenea, intră în reacții chimice cu hidrogenul, halogenii și sulful.

Sub influența radiațiilor ultraviolete și a altor radiații ionizante, cauciucul natural este distrus. Ca urmare a distrugerii oxidative (îmbătrânirea cauciucului), care are loc la temperatura camerei, rezistența și elasticitatea acestuia scad. Cauciucul este un material plastic foarte elastic care menține elasticitatea pe o gamă largă de temperaturi. O proprietate valoroasă a cauciucului natural este rezistența sa ridicată de coeziune. Cauciucurile din cauciuc natural sunt elastice, rezistente la uzură și la îngheț, caracterizate prin proprietăți dinamice ridicate, dar nu sunt rezistente la solvenți și uleiuri și sunt mai puțin rezistente la căldură și la intemperii decât unele cauciucuri sintetice. Cu toate acestea, sunt rezistente la majoritatea acizilor, alcalinelor și soluțiilor de sare. Cauciucurile din cauciuc natural sunt folosite la producerea de anvelope, amortizoare, produse de salubritate si igiena.

Având capacitatea de a cristaliza. (brut) - carbonul este incolor sau alb. Cauciucul natural nu se dizolvă în alcool, apă, acetonă și alte lichide. În hidrocarburile aromatice și grase (eteri, benzen, benzină și altele), se umflă și ulterior se dizolvă. Ca urmare, se formează ele care sunt utilizate pe scară largă în nevoile tehnice.

Cauciucul natural are o structură moleculară uniformă. Materialul are caracteristici fizice și tehnologice înalte și poate fi prelucrat cu ușurință folosind echipamente adecvate.

Cauciucul natural se caracterizează prin elasticitate (rezistență) ridicată. Materialul este capabil să-și refacă forma inițială atunci când forțele care i-au cauzat deformarea încetează să acționeze asupra lui. Trebuie spus că elasticitatea se menține pe un interval de temperatură destul de larg. Cu toate acestea, depozitarea prelungită face ca materialul să se întărească.

Cauciucul natural la o temperatură de minus o sută nouăzeci și cinci de grade este transparent și dur, la o temperatură de la zero la zece grade este opac și fragil, la douăzeci este translucid, elastic și moale. Când este încălzit peste 50°C, materialul devine plastic și lipicios.

Își pierde elasticitatea la temperaturi peste optzeci de grade la o sută douăzeci de grade se transformă într-o stare lichidă asemănătoare cu rășina, este imposibil de obținut produsul original; Când temperatura crește la două sute până la două sute cincizeci de grade, cauciucul natural începe să se descompună. Ca rezultat, se formează o serie de substanțe lichide și gazoase.

Cauciucul natural este un bun dielectric. În plus, materialul are rezistență scăzută la gaz și apă.

Materialul este oxidat destul de lent de oxigenul atmosferic. Procesul are loc mai rapid sub influența agenților chimici oxidanți.

Pe lângă toate celelalte proprietăți, cauciucul are plasticitate. Este capabil să mențină forma pe care a dobândit-o sub influența influențelor externe. Plasticitatea, care se manifestă în timpul prelucrării mecanice și încălzirii, este considerată una dintre caracteristicile distinctive ale materialului. Datorită faptului că cauciucul are proprietăți elastice și plastice, este numit și material plastic-elastic.

Cauciucul natural, a cărui formulă este (C5H8)n, include molecule care conțin un număr mare de legături duble. Materialul intră destul de ușor în reacții chimice cu multe substanțe. Reactivitatea crescută se datorează naturii chimice nesaturate a materialului. Interacțiunea are loc cel mai bine în acele soluții în care cauciucul este reprezentat de molecule de particule coloidale relativ mari.

Când este întins sau răcit, materialul trece la o stare cristalină dintr-o stare amorfă (cristalizare). Acest proces are loc într-o perioadă de timp, nu atât de instantaneu. Cristalele sunt de dimensiuni mici, au o formă geometrică nedefinită, iar marginile lor sunt neclare.

Cauciucurile sunt elastomeri naturali sau sintetici,
caracterizat prin elasticitate, impermeabil
proprietăţile de izolare electrică, dintre care
Cauciucul și cauciucul dur sunt produse prin vulcanizare.

Cauciuc natural

Hidrocarbură cu greutate moleculară mare (C5H8)n, izopren cipolimer; găsit în sucul de lapte
(latex) Hevea, Kok-saghyz (plantă erbacee perenă)
genul Păpădie) și alte plante de cauciuc. Să ne dizolvăm
în hidrocarburi şi derivaţii acestora
(benzină, cloroform, disulfură de carbon etc.). În apă, alcool,
acetonă, cauciucul natural practic nu se umflă și nu
se dizolvă. Deja la temperatura camerei natural
cauciucul atașează oxigenul, are loc oxidarea
distrugerea (îmbătrânirea cauciucului), în timp ce sa
rezistență și elasticitate. La temperaturi peste 200 °C
cauciucul natural se descompune pentru a se forma
hidrocarburi cu greutate moleculară mică. Când interacționați
cauciuc natural cu sulf, clorură de sulf, organic
peroxizi (vulcanizare) o legătură are loc prin atomi
sulf de legături macromoleculare lungi cu formarea
structuri de plasă. Acest lucru conferă cauciucului o elasticitate ridicată
gamă largă de temperatură. Cauciuc natural
prelucrat în cauciuc. În formă brută, nu utilizați mai mult de 1%
cauciuc natural extras (clei de cauciuc). Cauciuc
descoperit de de la Condamine la Quito (Ecuador) în 1751. Mai mult
60% cauciuc natural este folosit pentru a face
cauciucuri auto. La scară industrială, natural
cauciucul este produs în Indonezia, Malaezia, Vietnam și
Tailanda.

Cauciucuri sintetice

Primul cauciuc sintetic de importanță industrială a fost
a fost produs cauciuc polibutadien (divinil).
sinteza conform metodei lui S. V. Lebedev (preparare din etil
alcool butadien urmat de polimerizarea anionica a lichidului
butadienă în prezenţă de sodiu). În 1932 în
Uzina SK-1 care funcționează pe baza acestei metode a fost lansată la Yaroslavl,
care a devenit prima fabrică din lume pentru producerea de materiale sintetice
cauciuc la scară industrială.
Cauciucurile izoprene sunt cauciucuri sintetice obținute
polimerizarea izoprenului în prezența catalizatorilor -
litiu metalic, compuși peroxidici. Spre deosebire de altele
cauciucuri sintetice cauciucuri izopren, similare cu cele naturale
cauciuc, au o aderență ridicată și sunt ușor inferioare acestuia
în elasticitate.
În prezent, cea mai mare parte a cauciucului produs
este copolimeri butadienă-stiren sau butadienă-stiren-acrilonitril.

Cauciucuri sintetice

Cauciucuri cu heteroatomi ca
substituenți sau având-i în lor
compoziţia sunt adesea caracterizate de înalte
rezistență la solvenți, combustibili
si uleiuri, rezistente la
lumina soarelui, dar au cel mai rău
proprietăți mecanice. Cele mai multe
producție și utilizare în masă
cauciucurile cu heterosubstituenţi sunt
cauciucuri din cloropren (neopren) -
polimeri ai 2-clorbutadienei.
Produs la scară limitată
se folosesc tiocoli - polisulfură
cauciucuri,
obţinut prin policondensarea dihalogenului
nou (1,2-dicloretan, 1,2-diclorpropan)
și polisulfuri de metale alcaline.

Principalele tipuri de cauciucuri sintetice:

Izopren
butadienă
Butadienă-metilstiren
Cauciuc butilic (copolimer izobutilenă-izopren)
Etilenă-propilenă (copolimer etilenă-propilenă)
Butadienă-nitril (butadienă-acrilonitril
copolimer)
Cloropren (poli-2-clorbutadienă)
Siloxan
Cauciucuri fluorurate
Thiokols

Cauciucul natural este obținut din latex, care
găsite în scoarța unor tropicale și subtropicale
copaci. S-a mai spus că cauciucul constă din
unități monomerice reprezentând metil buta-1,3dienă. Lungimea lanțului polimeric din cauciuc natural este
media este de 5.000 de link-uri. Aceste link-uri pot
există sub două forme izomerice:

Cauciucul natural este principalul
deci un izomer cis. Acest izomer conținea
de exemplu, în cauciuc, dă polimerului elastic
proprietăți, izomerul trans nu are elastic
proprietăți. Cauciucul natural format din izomerul trans metil bute-1,3-dienă se numește gutapercă.
(de la numele arborelui de ardei care crește în Malaya).
Primele produse din cauciuc natural
tuburi, benzi și materiale impermeabile au fost
durată de viață nu lungă, s-a înmuiat și a devenit
lipicios pe vreme caldă. Mai mult, ca și alții
termoplastice, cauciuc natural la răcire
devine dură și fragilă. Acest lucru se datorează
prezența unor legături încrucișate între polimeri
lanţuri.

În 1838 americanul
inventatorul Charles
Goodyear a descoperit asta
dezavantaj declarat
poate fi depășită
încălzirea cauciucului cu
sulf. Acest proces
numită vulcanizare
și duce la formare
punte disulfură
conexiuni care „cosă împreună”
lanțuri polimerice:

10.

A fost produs primul cauciuc sintetic
prin polimerizarea 2-clorobuta-1,3-dienei:
Produsul rezultat din neopren este
este un polimer rezistent la chimicale
și este încă folosit în scopul de a face
furtunuri pentru pomparea uleiului și uleiurilor, precum și a vaselor
pentru depozitarea substanțelor chimice corozive.

11.

Din buta-1,3-dienă și derivații săi se obține
diverse cauciucuri. Cel mai frecvent
unul dintre ele este cauciucul stiren-butadien. Lui
obţinut prin copolimerizarea fenilstepenei
(stiren) și buta-1,3-dienă (butadienă):

12.

Aproximativ 60 până la 70% din toate cauciucurile sunt folosite pentru
fabricarea anvelopelor. Aproximativ 4% din cauciucul rezultat este cheltuit
confectionarea pantofilor. Pentru producția de anvelope auto de obicei
se foloseste cauciucul stiren-butadien, care
caracterizat prin rezistență ridicată la uzură și bună
aderenta la suprafata drumului. Anvelope mai mari
sunt realizate din amestecuri de cauciuc natural și sintetic și
Pentru anvelopele de avioane se folosește numai cauciuc natural.
Cauciucul natural are mult mai bine
rezistență la căldură decât cea sintetică.
Produsele din cauciuc natural și sintetic conțin
doar aproximativ 60% cauciuc pur. Pentru a îmbunătăți proprietățile cauciucului în
se introduc în el sulf și alți aditivi și pentru a crește rezistența și
duritatea cauciucului, se introduce în el un material de umplutură, de exemplu carbon
Eu plantez. Această din urmă împrejurare explică culoarea neagră a anvelopelor.
Pe lângă substanțele specificate în timpul prelucrării cauciucurilor în
unele materiale conţin diverse uleiuri care facilitează
prelucrarea lor mecanică și reducerea costurilor.

13.

În ultimele decenii, amploarea obținerii
cauciucul natural nu satisface cererea pentru el,
iar producţia de cauciuc sintetic este din ce în ce mai mare
domină producția de cauciuc natural.

Istoria cauciucului a început din timpul Marelui descoperiri geografice. Când Columb s-a întors în Spania, a adus înapoi multe minuni din Lumea Nouă. Una dintre ele a fost o minge elastică din „rășină de lemn”, care se distingea printr-o abilitate uimitoare de sărituri. Indienii au făcut astfel de bile din seva albă a plantei Hevea, care crește pe malul râului Amazon. Acest suc s-a întunecat și s-a întărit în aer. Bilele erau considerate sacre și erau folosite în ceremoniile religioase. Triburile mayași și azteci au avut un joc de echipă folosind mingi, amintind de baschet. Ulterior, spaniolii s-au îndrăgostit de a juca cu mingi aduse din America de Sud. Jocul indian pe care l-au modificat a servit drept prototip al fotbalului modern.
Indienii au numit sucul plantei Hevea „cauchu” - lacrimile copacului lăptos („kau” - copac, „uchu” - curgere, plâns). Din acest cuvânt s-a format denumirea modernă a materialului - cauciuc. Pe lângă bile elastice, indienii făceau țesături impermeabile, pantofi, vase de apă și bile viu colorate - jucării pentru copii - din cauciuc.
Cu toate acestea, în Europa au uitat de curiozitatea sud-americană până în secolul al XVIII-lea, când membrii expediției franceze spre America de Sud a descoperit un copac care secretă o rășină uimitoare care se întărește în aer, căreia i s-a dat numele de „cauciuc” (în latină resina - rășină). În 1738, cercetătorul francez C. Condamine a prezentat la Academia de Științe din Paris mostre de cauciuc, produse fabricate din acesta și o descriere a metodelor de extracție din America de Sud. De atunci au început căutările moduri posibile utilizarea acestei substanțe. În Franța, bretele și jartierele confortabile au fost inventate din fire de cauciuc țesute cu bumbac. Și după 1823, când scoțianul C. Mackintosh a venit cu ideea de a așeza un strat subțire de cauciuc între două bucăți de țesătură, a început un adevărat „boom de cauciuc”. Pelerinele de ploaie impermeabile realizate din această țesătură, care au început să fie numite „mackintoshes” în onoarea creatorului lor, s-au răspândit. Aproximativ în aceeași perioadă, în America a devenit la modă să poarte pantofi din cauciuc indieni stângaci - galoșuri - peste cizme pe vreme ploioasă.
Popularitate uriașă, deși de scurtă durată în Europa și America de Nord produsele din cauciuc au fost obținute după ce englezul Chaffee a inventat materialul cauciucat. A dizolvat cauciucul brut în terebentină, a adăugat negru de fum și, folosind o mașină special concepută, a aplicat un strat subțire de amestec pe țesătură. Din un astfel de material au fost realizate nu numai haine, pantofi și pălării, ci și acoperișurile caselor și ale dubelor.
Cu toate acestea, produsele fabricate din material cauciucat au avut un mare dezavantaj. – elasticitatea cauciucului se manifestă numai într-un interval mic de temperatură, prin urmare, pe vreme rece, produsele din cauciuc s-au întărit și ar putea crăpa, iar vara s-au înmuiat, transformându-se într-o masă lipicioasă, împuțită. Hainele și încălțămintea trebuiau ascunse într-o pivniță răcoroasă pentru vara cu acoperișuri cauciucate, era mai rău - trebuia să suporti mirosuri neplăcute. Entuziasmul pentru noul material a dispărut rapid. Și când într-o zi a fost o vară fierbinte în Statele Unite ale Americii de Nord, a apărut o criză în industria cauciucului - toate produsele sale s-au transformat într-un jeleu urât mirositor. Companiile de cauciuc au dat faliment.
Și toată lumea ar fi uitat de mackintosh-uri și galoșuri dacă nu ar fi fost americanul Charles Nelson Goodyear, care credea că cauciucul poate fi folosit pentru a crea lucruri bune. El a dedicat câțiva ani acestei idei și și-a cheltuit toate economiile. Contemporanii râdeau de el: „Dacă vezi un bărbat îmbrăcat într-o haină de cauciuc, cizme de cauciuc, o pălărie de top de cauciuc și un portofel de cauciuc și nu există nici măcar un cent în portofel, atunci poți fi sigur că acesta este Goodyear.” Cu toate acestea, Goodyear a amestecat constant cauciucul cu totul: sare, piper, nisip, ulei și chiar supă și, în cele din urmă, a obținut succes. În 1839, el a descoperit că, adăugând puțin sulf în cauciuc și încălzindu-l, i-ar putea îmbunătăți rezistența, duritatea, elasticitatea și rezistența la căldură și frig. Chiar acum material nou, inventat de Goodyear, se numește de obicei cauciuc, iar procesul descoperit de el se numește vulcanizare a cauciucului.
Povestea inventatorului persistent are un final fericit: Goodyear a primit o ofertă de a cumpăra un brevet pentru un material nou cu calități excelente, în timp ce se afla într-o situație financiară disperată - până atunci avea o datorie de 35.000 de dolari, pe care a putut să o plătească în curând. oprit. Din acest moment, a început creșterea rapidă a producției de cauciuc. În timpul vieții Goodyear, peste 60.000 de oameni au fost angajați numai în industria cauciucului din SUA. Apropo, în Rusia, la Sankt Petersburg, o întreprindere pentru producția de produse din cauciuc a fost deschisă în 1860.ne A doua jumătate a secolului al XIX-lea. - un timp de prosperitate pentru Brazilia, care a avut multă vreme un monopolist în cultivarea arborilor de cauciuc. Centrul regiunilor cauciucate, Manaus, era cel mai bogat oraș din emisfera vestică. Este suficient să menționăm că magnifica operă din Manaus, pierdută în junglă, nu a fost construită doar de cei mai buni arhitecți francezi, ci chiar și materialele de construcție pentru aceasta au fost aduse din Europa.
Nu este surprinzător că Brazilia a păzit sursa bogăției sale. Exportul semințelor de Hevea a fost interzis sub pedeapsa cu moartea. Cu toate acestea, în 1876, spionul britanic Henry Wickham a scos în secret 70.000 de semințe de Hevea din calele navei engleze Amazonas. Primele plantații de cauciuc au fost înființate în coloniile britanice din Asia de Sud-Est. Pe piața mondială a apărut cauciucul natural englezesc, mai ieftin decât cauciucul brazilian.
Și lumea a fost cucerită de o varietate de produse din cauciuc - benzi transportoare și izolație electrică, benzi elastice pentru rufe, pantofi de cauciuc, încălțăminte pentru copii baloane etc. Dar acest material și-a primit principala utilizare odată cu inventarea și distribuția căruciorului din cauciuc și apoi a anvelopelor pentru mașini.
Invenția anvelopelor din cauciuc în locul celor din metal a fost inițial întâlnită fără entuziasm, deși echipajele cu anvelope metalice nu erau foarte confortabile - în Anglia erau numiți „luptători de vrăbii” din cauza zgomotului și tremuratului teribil. Noile vagoane silențioase pe anvelope solide solide au fost interzise în America. Au fost considerați periculoși pentru că nu au avertizat trecătorii cu privire la apropierea echipajului. În Rusia, trăsurile liniștite trase de cai pe roți de cauciuc au provocat și nemulțumiri - aruncau cu noroi în pietonii care nu au avut timp să se dea deoparte. Prin urmare, autoritățile de la Moscova au decis să marcheze în mod special astfel de trăsuri: „Pentru ca oamenii obișnuiți jigniți de lucrătorii anvelopelor să-și poată observa infractorii și să-i aducă la răspundere legală, vagoanele de cauciuc trebuie să fie echipate cu plăcuțe de înmatriculare de o culoare specială decât șoferul obișnuit de taxi. numere.”
Cauciuc natural. Structură și proprietăți. Odată cu inventarea metodei transportoare de asamblare a mașinilor, nevoia de cauciuc a devenit atât de mare încât a apărut urgent problema producției limitate de materii prime naturale. A fost necesar să se caute alte surse de cauciuc. Prin urmare, nu este surprinzător că la sfârșitul secolului al XIX-lea - prima jumătate a secolului al XX-lea. În multe țări, au fost studiate structura cauciucului, proprietățile sale fizice și chimice, elasticitatea și procesul de vulcanizare. Faptul că atunci când sunt încălzite, moleculele de izopren pot fi obținute din cauciuc
multă vreme a fost explicată folosind teoria lui K. Harries, care credea că cauciucul este format din multe inele de izopren care formează o micelă stabilă, adică. este o particulă coloidală obișnuită. Adversarul lui K. Harries a fost G. Staudinger, care a dovedit că cauciucul este un compus cu molecul mare, adică. constă din molecule obișnuite, deși gigantice, ale căror atomi sunt legați legături covalente. Pe baza studiilor sale despre cauciuc și cauciuc, el a prezentat teoria structurii în lanț a macromoleculelor și a sugerat existența macromoleculelor ramificate și a unei rețele tridimensionale de polimeri.

">

Pentru a obține cauciuc natural, seva lăptoasă a plantei Hevea (latex) este extrasă prin tăierea scoarței copacului. Latexul natural, care este o emulsie apoasă de cauciuc, conține 34–37% cauciuc, 52–60% apă, precum și proteine, rășini, carbohidrați și minerale. Cauciucul latex este coagulat cu acizi organici, spalat cu apa si rulat in foi, care sunt uscate si afumate. Fumatul protejează cauciucul de oxidare și de acțiunea microorganismelor.
Cauciucul natural conține 91–96% hidrocarbură poliizopren (C 5 H 8) n, precum și proteine ​​și aminoacizi, acizi grași, caroten, cantități mici de cupru, mangan, săruri de fier și alte impurități. Poliizoprenul din cauciuc natural este un polimer stereoregulat. Aproape toate unitățile de izopren 98–100% din macromoleculă sunt atașate în poziția cis-1,4:

O moleculă de cauciuc natural poate conține 20–40 de mii de unități elementare, greutatea sa moleculară variază de la 1.400.000–2.600.000, este insolubilă în apă, dar se dizolvă bine în majoritatea solvenților organici.
Interesant, există un izomer geometric natural al cauciucului - gutaperca, care este trans-1,4-poliizopren:

Diferențele în aranjarea spațială a substituenților din cauciuc și gutapercă duc la faptul că forma macromoleculelor acestor substanțe este, de asemenea, diferită. Moleculele de cauciuc sunt răsucite în bile. Dacă o bandă de cauciuc este întinsă și deformată, bobinele moleculare se vor îndrepta în direcția forței aplicate, iar banda se va lungi. Cu toate acestea, este mai favorabil din punct de vedere energetic ca moleculele de cauciuc să fie în starea lor inițială, prin urmare, dacă tensiunea este oprită, moleculele se vor ondula din nou în bile, iar dimensiunile benzii vor deveni aceleași. Desigur, nu puteți crește sarcina pe bandă la infinit - mai devreme sau mai târziu deformarea va fi ireversibilă și banda se va rupe.
Moleculele de gutapercă nu sunt ondulate în bile ca cauciucul. Sunt alungite chiar și fără sarcină, astfel încât gutaperca este mai puțin elastică.
Elasticitatea este capacitatea de a suferi deformare reversibilă, o proprietate specială a unor polimeri, caracteristică doar la anumite temperaturi. Când este încălzit, cauciucul trece de la o stare elastică la o stare vâscoasă. Forțele de interacțiune dintre molecule slăbesc, polimerul nu își păstrează forma și seamănă cu un lichid foarte vâscos. Când este răcit, cauciucul trece de la o stare elastică la o stare sticloasă, devenind ca un solid. Un astfel de polimer nu se întinde ușor și reversibil atunci când se aplică o sarcină. Se rupe imediat dacă sarcina este prea mare. Polimerii în stare sticloasă pot fi casanți, se pot rupe sau chiar rupe, de exemplu, o pungă din piele se poate crăpa într-o iarnă geroasă, deoarece. la temperaturi scăzute se transformă în stare sticloasă).
Ce se întâmplă cu cauciucul în timpul vulcanizării? Când cauciucul este încălzit cu sulf, macromoleculele cauciucului sunt „reticulate” între ele prin punți de sulf. O singură rețea spațială tridimensională este formată din macromolecule individuale de cauciuc. Un produs realizat dintr-un astfel de material (cauciuc) este mai rezistent decât cauciucul și își păstrează elasticitatea într-un interval mai larg de temperatură.
Mulți agenți de vulcanizare sunt acum cunoscuți, dar sulful este încă utilizat pe scară largă în producția de cauciuc. 2-mercaptobenztiazolul și unii dintre derivații săi sunt utilizați ca acceleratori de vulcanizare. Vulcanizarea prin radiații și vulcanizarea folosind peroxizi organici sunt de asemenea posibile. Vulcanizarea se realizează de obicei pe un amestec de cauciuc cu diverși aditivi care conferă cauciucului proprietățile necesare și materiale de umplutură care reduc costul cauciucului (funingine, cretă).

">

Odată cu apariția tehnologiei de producție a cauciucului sintetic, industria cauciucului a încetat să mai fie dependentă în totalitate de cauciucul natural, dar cauciucul sintetic nu a înlocuit cauciucul natural, al cărui volum de producție este încă în creștere, iar ponderea cauciucului natural în totalul cauciucului. producția este de 30%. Principalii producători mondiali de cauciuc natural sunt țările din Asia de Sud-Est (Thailanda, Indonezia, Malaezia, Vietnam, China). Datorită proprietăți unice cauciuc natural, este indispensabil în producția de anvelope mari capabile să reziste la sarcini de până la 75 de tone. Cele mai bune companii producătoare produc anvelope pentru anvelopele autoturismelor dintr-un amestec de cauciuc natural și sintetic, astfel că principala zonă de aplicare a cauciucului natural este încă industria anvelopelor (70%). În plus, cauciucul natural este utilizat la fabricarea benzilor transportoare de mare putere, a acoperirilor anticorozive pentru cazane și țevi, adeziv, produse mici de înaltă rezistență cu pereți subțiri, în medicină etc.
În multe țări la începutul secolului al XX-lea. au fost studiate specii de plante locale. În Uniunea Sovietică, o căutare sistematică a plantelor de cauciuc a fost întreprinsă în anii 1930, lista totală a acestor plante se ridica la 903 specii. Cele mai eficiente fabrici de cauciuc, în special Kok-sagyz de păpădie Tien Shan, au fost cultivate în câmpurile din Rusia, Ucraina și Kazahstan. La sfârșitul anilor 1950, odată cu creșterea producției de cauciuc sintetic, cultivarea păpădiei de cauciuc a fost abandonată.

Cauciucurile sunt polimeri naturali sau sintetici care au proprietăți elastice ridicate în timpul funcționării. Cauciucurile se pot întinde la dimensiuni de multe ori lungimea lor inițială.

Cauciucurile sunt elastice și impermeabile. Nu conduc curentul electric, ceea ce le permite să fie utilizate ca materiale izolante. Sunt insolubile în apă, foarte solubile în benzină, benzen, eter și alte lichide volatile. Din ele se obțin cauciucuri și ebonite.

Istoria descoperirii cauciucului

Numele „cauciuc” provine de la cuvântul „cauchu” (vacă - copac, învăța - să curgă). Așa numeau indienii sucul de Hevea. Acesta este un copac care crește pe malurile Amazonului. Seva albă a acestui copac s-a întunecat și a devenit solidă în aer. Indienii făceau din ea pantofi, țesături impermeabile, vase de apă și alte articole de uz casnic. Unele dintre aceste obiecte au fost introduse europenilor de către Columb, care s-a întors în Spania din Lumea Nouă. Dar au devenit serios interesați de cauciuc abia în secolul al XVIII-lea, când o expediție franceză a descoperit un copac în America de Sud a cărui rășină s-a întărit în aer. Această substanță a fost numită cauciuc și au început să se gândească unde ar putea fi folosită. În 1823, chimistul și inventatorul scoțian Charles Mackintosh a propus realizarea unei garnituri de cauciuc între două straturi de material. Mantelele de ploaie rezistente la apă realizate din această țesătură se numesc „mackintosh”. Mai târziu, englezul Chaffee a venit cu material cauciucat. Dar produsele realizate din această țesătură s-au întărit și crăpat la frig, iar vara s-a transformat într-un amestec lipicios cu miros neplăcut.

În 1839, americanul Charles Nelson Goodyear, adăugând puțin sulf în cauciuc și încălzind acest amestec, a inventat un nou material cu rezistență sporită, elasticitate, rezistent la căldură și frig. Acest material se numește acum cauciuc, iar procesul de producere a acestuia se numește vulcanizare. De atunci, produsele din cauciuc au cucerit întreaga lume.

Cauciuc sintetic

Odată cu inventarea anvelopelor auto, cererea de cauciuc a crescut atât de mult încât materiile prime naturale au devenit rare pentru producția de cauciuc. Și oamenii de știință au abordat problema obținerii cauciucului sintetic.

În 1879, chimistul francez G. Bouchard, după ce a tratat substanța izoprenă cu acid clorhidric, a obținut o substanță asemănătoare cauciucului. Și în 1901, chimistul rus I. Kondakov a creat un polimer elastic din dimetilbutadienă. În 1910, cauciucul sintetic polibutadien (divinil) a fost obținut pentru prima dată folosind metoda chimistului rus Serghei Vasilyevich Lebedev. A început producție industrială cauciuc.

Tipuri de cauciucuri sintetice

Industria modernă produce cauciucuri sintetice. Pe lângă cauciucul butadien obținut de S.V. Lebedev, sunt produse și alte tipuri de cauciucuri sintetice, proprietățile lor superioare cauciucurilor naturale.

Cauciucurile sintetice sunt produse prin polimerizare. În timpul procesului de polimerizare, se formează o macromoleculă de polimer prin adăugarea de molecule de monomer. Absolut toate cauciucurile au molecule lungi de polimer.

Cauciuc izopren obţinut prin polimerizarea izoprenului.

n CH2 =C(CH3)-CH=CH2 → (-CH2-C(CH3)=CH-CH2-) n

Cauciucul natural este, de asemenea, cauciuc izopren. Prin urmare, cauciucul sintetic izopren, ca și cauciucul natural, are elasticitate și rezistență ridicate. Este utilizat în producția de anvelope, pantofi, benzi transportoare și produse medicale.

Cauciuc butadien obţinut prin polimerizarea butadienei. Acest cauciuc are o rezistență ridicată la uzură. Este utilizat pe scară largă la fabricarea anvelopelor.

Cauciuc butan-stiren se obţine prin copolimerizarea (polimerizarea cu doi monomeri) a 1,3 butadienei şi stirenului. Folosit pentru producția de anvelope, pantofi din cauciuc și alte produse din cauciuc de înaltă calitate.

Cauciuc nitril butadien. Acest cauciuc este produs prin polimerizarea butadienei cu acrilonitril. Are rezistență ridicată la ulei și benzină. Folosit în producția de sigilii.

Cauciuc vinilpiridin este creat prin polimerizarea vinilpiridinei cu hidrocarburi diene. Are o aderență excelentă. Și cauciucurile fabricate din acesta sunt rezistente la îngheț, la ulei și la benzină.

Cauciucuri siliconice– polimeri, a căror moleculă este formată din monomeri care conțin atomi de siliciu. Se numesc siliconi. Sunt utilizate pe scară largă în medicină. Sunt folosite pentru a crea diverse proteze, tuburi pentru transfuzii de sange etc. Cauciucurile siliconice lichide sunt, de asemenea, folosite ca etanșanti.

Cauciucurile sintetice sunt utilizate pe scară largă în multe ramuri ale industriei moderne. Cauciucurile stau la baza compusilor de cauciuc din care cauciucul este obtinut prin vulcanizare. Și câteva zeci de mii de produse diferite sunt produse din cauciuc, utilizate într-o mare varietate de industrii, transport, agricultură, precum și în viața de zi cu zi.