Синтетичні каучуки. Гума

Синтетичні каучуки.

 

Гума. Точні синтетичні волокна.

• Каучуки — полімерні матеріали рослинного або синтетичного походження, з яких виготовляють гуму та гумові вироби. Вони дуже важливі для людства, хоча б тому, що без шин не можуть функціонувати ні автомобільний, ні повітряний транспорт.

 

Каучуки і волокна

• Найхарактерніша властивість каучуків — еластичність, тобто здатність після деформації відновлювати свою форму. Але при нагріванні або охолодженні така властивість втрачається. Ці матеріали відзначаються ще й високою міцністю та зносостійкістю.

 

Більшість каучуків — це полімери дієнових вуглеводнів та їх похідних.

Природний (натуральний) каучук міститься в соку деяких рослин (гевеї, фікуса, кульбаби), який нагадує молоко і є емульсією каучуку у воді.

Синтетичні каучуки не лише виявилися замінниками натурального, а й набули широкого застосування.  
  

 

Залежно від мономера (мономерів) розрізняють бутадієновий, бутадієн-стирольний, ізопреновии (аналог природного), хлоропреновий каучуки та ін.

Уперше синтетичні каучуки почали виробляти в Радянському Союзі в 1932 р. за технологією, розробленою академіком С. В. Лебєдєвим. їх синтезують за реакціями полімеризації , більшість яких відбувається за участю каталізаторів.

Найбільше випускають бутадієн-стирольного каучуку, здійснюючи сумісну полімеризацію бутадієну і стирену. Приєднання молекули стирену відбувається в основному за положеннями 1 і 4 молекули бутадієну. Спрощена схема реакції:

За фізичними властивостями бутадієн-стирольний каучук схожий на натуральний.

Каучуки є сировиною для виробництва гуми. Основу цієї технології становить процес вулканізації — нагрівання каучуку із сіркою. Каучук змішують з наповнювачами (глиною, сажею, крейдою, кремнеземом), барвниками, речовинами, які подовжують термін еластичності гуми.

 

Потім до суміші добавляють сірку. В результаті взаємодії каучуку із сіркою відбувається зшивання карбонових ланцюгів за допомогою сульфідних «містків» S – S з утворенням просторової структури.

Але частина подвійних зв'язків зберігається. Якщо взяти надлишок сірки, то всі подвійні зв'язки будуть «витрачені» на зшивання й утвориться твердий термореактивний матеріал — ебоніт. Його використовують для виготовлення електротехнічних деталей, хімічної апаратури.

Серед інших сфер застосування каучуків — виробництво на їхній основі клеїв, деяких пластмас, штучної шкіри, взуття, плитки для підлоги, електроізоляційних оболонок.

Волокна — це довгі гнучкі нитки, які виробляють із природних або синтетичних полімерів і використовують для виготовлення пряжі й текстильних виробів.

Розрізняють природні, або натуральні, і хімічні волокна.

Синтетичні волокна виробляють із органічних сполук, здійснюючи хімічні реакції. До волокон цього типу належать капрон, найлон, енант, нітрон, лавсан та ін.

Синтетичні волокна міцніші, еластичніші, довговічніші за природні. Вони мають і недоліки — малу гігроскопічність, здатність до електризації. Тому до синтетичних волокон додають природні волокна і речовини- антистатики. 
  

Капрон, найлон і енант — поліамідні волокна. Зовні капронове волокно нагадує натуральний шовк, але є набагато міцнішим. Із синтетичних нього виготовляють канати, риболовні сітки, волокон тканини, трикотажні вироби.

Найлон є продуктом поліконденсації гексаметилендіаміну й адипінової кислоти:

Чудові штучні хутра, трикотаж, декоративні тканини виготовляють із поліакрилонітрильного волокна — нітрону. Це волокно має значну термо- і світлостійкість, високу еластичність. Його добувають із поліакрилонітрилу — продукту полімеризації акрилонітрилу:

  

Лавсан [-О-СН2-СН2-О-СО-С6Н4-СО-]n — поліестерне волокно. Цей полімер утворюється під час реакції поліконденсації між етиленгліколем і терефталевою кислотою. За зовнішнім виглядом і властивостями лавсанове волокно нагадує вовну, проте є міцнішим, а вироби з нього не потребують прасування.