Каучуки общего назначения

К каучукам общего назначения относятся бутадиеновые, бутадиен-стирольные, изопреновые, бутилкаучук, хлоропреновый, этилпропиленовый.

Бутадиеновые каучуки (СКБ, СКД) Каучук на основе бутадиена был первым типом синтетического каучука. Метод получения бутадиена из этилового спирта и его полимеризации был разработан русским ученым С. В. Лебедевым и впервые реализован в промышленном масштабе в нашей стране. В 1931 в Ленинграде были получены первые 260 кг синтетического каучука по методу Лебедева. Полимеризация бутадиена протекает по следующей схеме:

nСН₂ = СН — СН = CH₂? (- СН₂ — СН = СН — СН₂ —)_n

в присутствии металлического натрия в качестве катализатора. Поэтому бутадиеновый каучук (СКБ) называют еще натрий-бутадиеновым. Натрий-бутадиеновый каучук имеет более низкий молекулярный вес и значительно меньшую регулярность строения по сравнению с натуральным каучуком. Вследствие этого натрий-бутадиеновый каучук по сравнению с натуральным имеет малую клейкость, пониженную эластичность, низкую прочность ненаполненных смесей и незначительную морозостойкость. Однако натрий-бутадиеновый каучук значительно дешевле и более доступен, чем натуральный каучук. Он может применяться в резиновой, кабельной, обувной и других отраслях промышленности. В связи с вышеуказанными недостатками и с появлением других типов синтетических каучуков производство натрий-бутадиенового каучука резко сократилось.

В настоящее время в промышленном масштабе производится каучук, получаемый полимеризацией бутадиена в присутствии катализаторов Циглера — Натта. Такой каучук, называемый дивинильным (СКД) имеет высокую регулярность строения. Каучук СКД обладает рядом ценных свойств. Резины на его основе, уступая резинам из натурального каучука по прочности, превосходят их значительно по эластичности и по устойчивости к истиранию, что открывает широкие перспективы для применения этого каучука в производстве автомобильных шин.

Бутадиен-стирольный каучук (СКС) Получают совместной полимеризацией бутадиена и стирола:

Бутадиен-стирольный каучук (СКС) является универсальным типом каучука общего назначения и применяется главным образом для изготовления шин и других резинотехнических изделий, а также в обувной промышленности. Резины из бутадиен-стирольного каучука имеют высокую прочность к истирающим нагрузкам. По этому показателю они не уступают резинам из натурального каучука и превосходят их по устойчивости к окислению, но уступают по эластичности и морозостойкости. Бутадиен-стирольный каучук менее водои газопроницаем, чем натуральный каучук.

Кроме бутадиен-стирольного каучука в промышленности находят применение бутадиен-метилстирольный, получаемый сополимеризацией бутадиена и метилстирола:

Хлоропреновый каучук (наирит) Хлоропреновый каучук, вырабатываемый в нашей стране под названием наирит, получается при полимеризации хлоропрена:

Хлоропреновый каучук характеризуется повышенной маслои бензостойкостью, имеет высокую теплои светостойкость, обладает высокой клеящей способностью, но имеет низкую морозостойкость. Для вулканизации хлоропренового каучука вместо серы берут оксиды цинка, ртути или других металлов, которые образуют поперечные связи между макромолекулами каучука.

Хлоропреновый каучук широко применяется в кабельной промышленности, в производстве маслои бензостойких резин, а также в антикоррозионных покрытиях и в производстве клея. Весьма широко хлоропреновый каучук применяется в обувном производстве.

Изопреновый каучук (СКИ-3).

Изопреновый каучук вырабатывается в нашей стране под маркой СКИ-3. По своему составу он идентичен натуральному каучуку и образуется при полимеризации изопрена с применением специальных катализаторов:

Отличается изопреновый каучук от натурального только несколько меньшей регулярностью строения макромолекулы. По своему комплексу свойств изопреновый каучук очень близок к натуральному. В связи с этим изопреновый каучук предназначается для широкого использования взамен натурального каучука в производстве автомобильных шин для тяжелых грузовых машин и автобусов.

Карбоксилатные каучуки Синтетические каучуки, молекулы которых содержат карбоксильные группы называют карбоксилатными.

Карбоксилатные каучуки получают сополимеризацией изопрена или бутадиена СН₂ = СН — СН = СН₂

с метакриловой кислотой.

Основной метод получения карбоксилатных каучуков — эмульсионная полимеризация. Содержание звеньев метакриловой кислоты составляет 1 — 5%. Резины из карбоксилатных каучуков характеризуются исключительно высоким сопротивлением разрастанию трещин при многократном изгибе, а также высокой износостойкостью. Они превосходят резины из натурального и бутадиенового каучука по сопротивлению старению при 100−150⁰С.

Карбоксилатные каучуки применяют для изготовления низа резиновой обуви, шинного протектора, велокамер, различных маслостойких резино-теxничecкиx изделий.

Композиции карбоксилатных каучуков с поливиниловым спиртом обладающие гидрофильными свойствами, используют в качестве заменителя натуральной кожи.

Для сравнения и анализа технических свойств различных синтетических каучуков общего назначения и резин на их основе в табл.3 и на рис. 1 представлены их характеристики.

Таблица 3. Некоторые характеристики механических свойств каучуков общего назначения и резин на их основе.

В настоящее время успешно решена проблема создания синтетических каучуков регулярного строения, которые по физико-механическим показателям приближаются к натуральному каучуку, а по некоторым характеристикам даже его превосходят. Так, например, дивиниловый каучук регулярного строения, уступая натуральному по эластичности и прочности, обладает высокой износостойкостью, превосходя по этому показателю натуральный каучук на 15%.