Натуральный и синтетический каучук. Характеристики резины

Каучук - это полимер, который может быть натуральным или искусственным. Натуральный каучук получают благодаря латекс, который производится из многих видов тропических растений. Но практически все производство натурального каучука в мире происходит за счет извлечения латекса из Каучуковое дерево(Hevea brasiliensis).

В стволе этого дерева делают надрезы, и белая жидкость стекает, собирается в чаши, и ее необходимо часто собирать, чтобы избежать загрязнения и гниения.

Латекс (натуральный каучук) добывается из каучукового дерева (Hevea brasiliensis).
Латекс (натуральный каучук) добывается из каучукового дерева (Hevea brasiliensis)

Каучуковый полимер - это аддитивный полимер, известный как полиизопрен, так как образуется при добавлении 1,4 мономеров изопрена (метилбут-1,3-диена):

Реакция полимеризации изопрена для производства полиизопрена

Эта реакция здесь упрощена, потому что у деревьев они намного сложнее и нуждаются в ферментах, действующих в качестве катализаторов. Значение n в приведенной выше формуле полиизопрена составляет порядка 5000, а натуральный каучук состоит примерно на 35% из этого полимера. См. Макромолекулу полиизопрена ниже:

Молекулярная структура полиизопрена, основного компонента натурального каучука.

Однако натуральный каучук имеет некоторые свойства, затрудняющие его использование. Например, в холодную погоду он становится твердым и ломким, а в жару - мягким и липким.

Следовательно, он должен пройти процесс, называемый вулканизация, который был обнаружен в 1839 году Чарльзом Гудиером. Это добавление серы к полиизопрену, которая разрывает его двойные связи и образует серные мостики, которые связывают боковые цепи и создают гистерезис. нижней резины (если ее, например, сжать, она быстро вернется к исходной форме), низкая остаточная деформация и большая эластичность. Таким образом, из каучука можно производить множество продуктов.

Имитируя реакцию, происходящую в каучуковых деревьях, ученые начали проводить реакции полимеризации с добавлением диеновых соединений, производя несколько типов синтетических каучуков. В зависимости от типа мономера, используемого для производства полимера, получаются каучуки с разными свойствами.

Не останавливайся сейчас... После рекламы есть еще кое-что;)

На сегодняшний день наиболее распространенными синтетическими каучуками являются каучуки, получаемые путем полимеризации ацетилена (бута-1,3-диена), который образует полибутадиен, и из хлоропрена (2-хлорбут-1,3-диен), который дает полихлоропрен, или же полинеопрен, или просто, неопрен:

Реакции полимеризации полибутадиена и полихлоропрена

В настоящее время синтетический каучук используется больше, чем натуральный каучук. Считаются как натуральные, так и синтетические эластомеры, то есть вещества, которые под действием напряжения изменяются от неупорядоченных перегруппировок к линейным обратимым образом.

Резина, используемая в шинах, является синтетической, известной как Буна-С, образованный эритреном (буt-1,3-диен) и стиролом (винилбензол), что на английском языке пишется sтиренаотсюда буква «S» в конце. «На» также происходит от действия натрия (Na - от лат. втриумф) в качестве катализатора:

Сополимеризация Buna-S

Буна-С - это сополимер, образованный добавлением различных мономеров. Другими примерами синтетических каучуков, которые также являются сополимерами, являются: Буна-Н, который используется в топливных баках, шлангах и прокладках, а также АБС, который также используется в производстве шин, телефонов, корпусов для электроприборов и упаковки.

Буна-Н образован эритреном (бут-1,3-диен), откуда происходит префикс «бу», и акрилонитрилом, откуда происходит нитрильная группа и, следовательно, «N» в конце. Na происходит от натрия, который действует как катализатор в реакции полимеризации этого сополимера:

Сополимеризация Buna-N

ABS образован объединением трех мономеров: акрилонитрила (A), бут-1,3-диена (B) и стирола (S). стирол):

Сополимеризация АБС


Дженнифер Фогача
Окончила химический факультет

Коагуляция и флокуляция. Флокуляция при очистке воды

Коагуляция и флокуляция. Флокуляция при очистке воды

Мы хорошо понимаем, что вода необходима для поддержания жизни на нашей планете и необходима для р...

read more
Типы загрязнения воды. Примеры загрязнения воды

Типы загрязнения воды. Примеры загрязнения воды

THE Воды на самом деле это очень важное вещество для возникновения и развития жизни на нашей план...

read more
Биогаз. Биогаз: состав и применение

Биогаз. Биогаз: состав и применение

Он используется в качестве возобновляемого топлива в котлах, транспортных средствах и т.д.; в осн...

read more