Бутадиеновые каучуки

Бутадие́новые каучуки

Дивиниловые каучуки, группа синтетических каучуков — продуктов полимеризации бутадиена. При полимеризации молекулы бутадиена (1) могут соединяться с участием любой из двух или обеих двойных связей, образуя полимеры с различной конфигурацией химических звеньев в макромолекуле:

Для конфигурации 1, 4 возможны 2 изомера — цис (II) и транс (III) (см. Изомерия):

В зависимости от условий полимеризации и природы катализатора получают Б. к., различающиеся содержанием в их макромолекулах звеньев конфигурации 1, 4 (как цис-, так и транс-структуры) и звеньев конфигурации 1, 2.

Катализаторами при получении Б. к. служат щелочные металлы (главным образом натрий), комплексные соединения типа CoCl₂ + Al (C₂H₅)2Cl, TiCl₄ + Al (C₂H₅)₃ и др. (так называемые координационно-ионные катализаторы Циглера — Натты) и металлорганические соединения (например, бутиллитий). В присутствии щелочных металлов получают нестереорегулярные Б. к., содержащие 60—66% звеньев 1,2 и 34—40% звеньев 1,4 (в основном трансструктуры). В присутствии других названных выше катализаторов протекает реакция стереоспецифической полимеризации (см. Полимеризация), приводящая к образованию стереорегулярных полимеров, которые содержат до 98% звеньев 1,4, в том числе 32—98% звеньев цис-структуры. Содержание последних определяется типом катализатора. Б. к. с высоким содержанием звеньев 1,4-цис (93—98%) получают на кобальтовых, со средним (87— 95%) — на титановых, с низким (35— 40%) — на литийорганических катализаторах.

Наиболее распространённый нестереорегулярный натрий-бутадиеновый каучук (СКБ) был первым в мире промышленным синтетическим каучуком. Его производство по способу акад. С. В. Лебедева было организовано в СССР в 1932. Стереорегулярные Б. к. были впервые получены Дж. Наттой в Италии. В СССР производство стереорегулярного каучука СКД организовано в 1965. Стереорегулярные Б. к., позволяющие получать резины, превосходящие по эластичности и износостойкости резины из натурального каучука, приобрели наибольшее значение.

Б. к. различной структуры имеют одинаковую плотность (900—920 кг/м³ или 0,90—0,92 г/см³), близкие диэлектрические свойства [удельное объёмное электрическое сопротивление 1—10 Том /м (1014—1015 ом /см), диэлектрическая проницаемость 2,4—2,8], растворимы в бензине, бензоле, хлороформе и др. растворителях. Температура стеклования стереорегулярных Б. к. от —95 °С (для Б. к. с низким содержанием звеньев 1,4-цис) до —122°С (для Б. к. с высоким содержанием этих звеньев), нестереорегулярного СКБ — около —52 °С. При нагревании, действии кислорода, озона, ультрафиолетовых лучей, ионизирующих излучений Б. к. претерпевают структурные превращения, сопровождающиеся уменьшением их растворимости. Скорость этих превращений снижается с увеличением содержания в Б. к. звеньев конфигурации 1, 2.

Для вулканизации стереорегулярных Б. к. применяют серу, органические дисульфиды, перекиси, алкилфеноло-формальдегидные смолы, для нестереорегулярных — главным образом серу. Наполнителями служат преимущественно активные сажи. Саженаполненные резины из стереорегулярных Б. к. существенно превосходят резины из нестереорегулярных Б. к. по прочности, эластичности, износо- и морозостойкости (см. табл.).

Стереорегулярные Б. к. с различным содержанием звеньев 1,4-цис выпускают в ряде зарубежных стран. Торговые марки: америпол СВ, цис-4, буден, диен (США), полисар тактин (Канада), буна СВ (ФРГ), интен (Великобритания), нипол BR, асаден (Япония) и др.

Свойства резин из отечественных бутадиеновых каучуков

* Каучук содержит 90—93% структуры 1,4-цис.

Б. к. относятся к каучукам общего назначения. Стереорегулярные Б. к. применяют главным образом в производстве шин, а также транспортёрных лент, различных износо- и морозостойких изделий. Каучук СКБ используют в производстве различных технических и бытовых резиновых изделий. Мощности производства стереорегулярных Б. к. в капиталистических странах в 1969 составляли ~750 тыс. т.

Лит. см. при ст. Каучуки синтетические.