Каучук натуральный

Каучук натуральный (далее К) полимер растительного происхождения, вулканизацией которого получают резину. К относится к группе эластомеров — высокомолекулярных соединений, обладающих способностью к большим обратимым деформациям при комнатной и более низких температурах (см. также Высокоэластическое состояние). К содержится в млечном соке (латексе) каучуконосных растений; отдельные включения каучука имеются также в клетках коры и листьев этих растений. Добывают К главным образом из латекса бразильской гевеи, которая произрастает на плантациях в тропических странах. Крупнейший производитель К — Малайзия (свыше 40% мирового производства).

Термин "каучук" происходит от названия "каучу", которым жители Бразилии обозначали продукт, добываемый из гевеи, растущей на берегах р. Амазонки ("кау" — дерево, "учу" — течь, плакать). Историю К ведут обычно с 1738, когда французский исследователь Ш. Кондамин представил в АН в Париже образцы каучука, изделия из него и описание способов добычи в странах Южной Америки. Промышленное применение К оказалось возможным после открытия процесса вулканизации (Ч. Гудьир — США, 1839; Т. Гэнкок — Великобритания, 1843). Основные данные о строении К были получены в 70-х гг. 19 в. и позднее Г. Бушарда, Г. Штаудингером, немецким ученым К. Гарриесом. Обширные исследования вулканизации К принадлежат Б. В. Бызову, Б. А. Догадкину, И. И. Остромысленскому, американскому ученому Э. Х. Фармеру и др. Исследованию физических свойств и разработке теории эластичности К посвящены работы советских ученых А. П. Александрова, В. А. Каргина, П. П. Кобеко, американских исследователей Е. Гута, Л. Р. Г. Трелоара, Ф. Т. Уолла и др.

При получении К латекс извлекают подсочкой коры деревьев; из латекса каучук выделяют коагуляцией с помощью муравьиной, щавелевой или уксусной кислоты. Образующийся рыхлый сгусток (коагулюм) промывают водой и прокатывают на вальцах для получения листов, которые сушат и обычно коптят в камерах, наполненных дымом. Копчение придает К устойчивость против окисления и действия микроорганизмов.

В соответствии с "Международным стандартом по качеству и упаковке натурального каучука" (1969) К подразделяют на 8 международных типов, включающих 35 международных сортов. Основные типы К — рифленый смокед-шит (продукт светло-янтарного цвета — "копченый лист") и светлый креп (продукт светло-кремового цвета, перед выделением которого в латекс вводят специальные отбеливающие вещества, например бисульфит К этого типа копчению не подвергают). Качество К международных типов и сортов оценивают на основании внешнего осмотра и сравнения с эталоном. Существует также классификация К по техническим стандартам, в которых регламентируется содержание примесей в каучуке. Наряду с К общего назначения выпускают каучуки специальных типов, например с улучшенными технологическими или механическими свойствами, изготовляемые в порошкообразной выпускной форме, и др. Ведутся обширные опытные и исследовательские работы как в направлении улучшения качества К, так и повышения продуктивности каучуконосов.

Основная составная часть К — углеводород каучука (91—96%), который рассматривают как полиизопрен (₅₈) _n. К содержит также 2,2—3,8% и аминокислот, 1,5—4,0% веществ, извлекаемых ацетоном (так называемый ацетоновый экстракт — олеиновая, стеариновая, линолевая кислоты, каротин и др.), соединения металлов переменной валентности — меди (до 0,0008%), (до 0,001%), (до 0,01%), песок и некоторые др. примеси. К относятся к стереорегулярным полимерам; 98—100% звеньев изопрена в его макромолекуле присоединены в положении 1,4 цис:

Молекулярная масса К 1 400 000 — 2 600 000, содержание двойных связей в макромолекуле 95—98,5% от теоретического значения. Плотность К 0,91—0,92 г/см³, показатель преломления 1,5191, температура стеклования от —70 до —72 °С, удельная теплоемкость 1,880 кдж/(кг^.К)(0,449 кал/(г^.°С)), теплопроводность 0,14 вт/(м^.К) (0,12 ккал/(м^.ч^.°С)), диэлектрическая проницаемость при частоте 1 кгц 2,37—2,45, удельная электропроводность 25,7^.10^–18 ом^–1.см^–1.

Каучук стоек к действию воды; хорошо растворим в бензоле, толуоле, ксилоле, бензине, четыреххлористом сероуглероде, циклогексане. При температурах выше 10 °С К аморфен. Длительное хранение при более низких температурах или растяжение при комнатной температуре вызывают частичную К К числу ценных свойств К относится его высокая когезионная прочность (см. Когезия). Этим свойством обусловлена в значительной степени незаменимость К в производстве некоторых деталей шин. Технологический недостаток К, связанный с его высокой молекулярной массой, — необходимость пластикации (см. Пластикация каучуков) перед введением ингредиентов резиновой смеси.

Наиболее распространенный вулканизующий агент для К — сера; в качестве ускорителей вулканизации применяют 2-меркаптобензтиазол (каптакс), его сульфенамидные производные (например, сантокюр), дибензтиазолилдисульфид (альтакс), тетраметилтиурамдисульфид (тиурам) и др. Возможны также радиационная вулканизация К и вулканизация с помощью органических перекисей или алкилфеноло-формальдегидных смол.

К обусловливает высокую прочность при растяжении резин на его основе. При введении активных наполнителей прочность резин изменяется незначительно, но существенно повышаются некоторые др. механические свойства (см. табл.). Резины из К характеризуются хорошей эластичностью, износо- и морозостойкостью и высокими динамическими свойствами, но низкой стойкостью к действию растворителей, масел, а также меньшей, чем у некоторых синтетических каучуков, тепло- и атмосферостойкостью.

Свойства резин из натурального каучука

Показатели	Ненаполненная резина	Резина, наполненная газовой канальной сажей
Модуль при растяжении 500%, Мн/м² (кгс/см²)	1,5—4,5 (15—45)	12—22 (120—220)
Прочность при растяжении, Мн/м² (кгс/см²)	28—34 (280—340)	30—34 (300—340)
Относительное удлинение, %	700—900	600—800
Сопротивление раздиру, кн/м, или кгс/см	40—50	120—170
Твердость по ТМ–2	30—40	50—75

Основная область применения К — производство шин. Его используют также в производстве резинотехнических изделий (транспортерные ленты, приводные ремни, амортизаторы, уплотнители), электроизоляционных материалов, резиновых изделий народного потребления, при изготовлении резиновых клеев. Некоторое количество К используют в виде латекса (см. Латексы, Латексные изделия). Объем производства К в 1971 составил около 3 млн. т. Благодаря созданию стереорегулярных синтетических каучуков, а также широкого ассортимента синтетических каучуков специального назначения, потребление К в некоторых отраслях промышленности сокращается (см. Каучуки синтетические).

Лит.: Вызов Б. В., Природный каучук, Л., 1932; Догадкин Б. А., эластомеров, М., 1972; Справочник резинщика. Материалы резинового производства, М., 1971, с. 21.

	Copyright © 1999-2023 Oval.ru, All Rights Reserved.