каучуки синтетические

КАУЧУКИ СИНТЕТИЧЕСКИЕ (СК)

синтетич. полимеры, способные перерабатываться в резину путем вулканизации. Составляют осн. массу эластомеров.

Классификация. Обычно приняты классификация и наименование К. с. по мономерам, использованным для их получения (изопреновые, бутадиеновые, бутадиен-стирольные и т. п.), или по характерной группировке (атомам) в основной цепи или(и) боковых группах (напр., полисульфидные, уретановые, кремнийорг., фторкаучуки). К. с. подразделяют также по др. признакам, напр., по содержанию наполнителей — на ненаполненные и наполненные каучуки, по мол. массе (консистенции) и выпускной форме — на твердые, жидкие (см. жидкие каучуки) и порошкообразные. Часть К. с. выпускают в виде водных дисперсий -латексов синтетических. Особая группа К. с.-термоэластопласты. По областям применения К. с. разделяют на каучуки общего и спец. назначения (см. табл.). К первым относят К. с. с комплексом достаточно высоких техн. свойств (прочностью, эластичностью, износостойкостью, усталостной выносливостью и др.), пригодные для массового изготовления широкого круга изделий, ко вторым — каучуки, одно или неск. свойств которых обеспечивают выполнение специфич. требований к изделиям и их работоспособность часто в экстремальных условиях эксплуатации.

Свойства. К. с. — аморфные или сравнительно слабо кристаллизующиеся полимеры с высокой гибкостью и относительно малым межмол. взаимод. цепей, что обусловливает их высокую конформац. подвижность в широком интервале температур. Характеристикой подвижности цепей может служить температура стеклования каучуков. Ее значения в значит, мере определяют комплекс их деформационных и прочностных свойств. Ненасыщ. К. с. присоединяют H₂, галогены, тиолы, кар-боновые и тиокислоты, нитрозосоед., глиоксаль, хлораль, эпоксидируются надкислотами, циклизуются под действием кислот, сшиваются серой, пероксидами, малеиновым ангидридом, динитрозосоединениями. Хим. свойства таких К. с. определяются содержанием и положением двойных связей, природой и положением заместителей (боковых групп). Насыщ. К. с. значительно менее активны. Их хим. свойства определяются прочностью связей в основной цепи и типом боковых групп. Окисление под действием O₂ и O₃, ускоряющееся при воздействии света и нагревании, вызывает деструкцию и структурирование (сшивание) К. с. Для защиты от окисления в них вводят антиоксиданты в количестве 0,15–2,0% по массе. Гарантийный срок хранения К. с. составляет обычно 0,5–2 г. Термостойкость К. с. выше, чем НК. Наиб. термостойки каучуки с неорг. основной цепью (напр., кремнийорганические) и фторкаучуки. Под действием ионизирующих излучений большинство К. с. сшивается; бутилкаучук и полиизобутилен, содержащие в цепи четвертичные атомы С, деструктируются. Большинство К. с. менее склонно к механодеструкции, чем НК. Совр. марки К. с. не требуется подвергать пластикации. Ненасыщ. каучуки обычно вулканизуют с применением серных вулканизующих систем, насыщенные-орг. пероксидами, ионизирующими излучениями и др.

Получение и применение. Полимеризация — осн. метод получения К. с. из диенов и олефинов. Поликонденсацией синтезируют гл. обр. полисульфидные, уретановые и некоторые др. По технол. оформлению процессы можно разделить на эмульсионные и растворные. Первые осуществляют, как правило, под влиянием инициаторов радикальных, вторые — в присут. ионных катализаторов полимеризации.

Наиболее распространенные мономеры для производства К. с. — бутадиен, изопрен, стирол, α-метилстирол, хлоропрен, изобутилен, этилен, пропилен, акрилонитрил. Крупнотоннажные производства К. с. — непрерывные технол. процессы, осуществляемые в батареях (каскадах) реакторов емкостью 15–20 м³ каждый, снабженных интенсивными перемешивающими устройствами и рубашками, через которые циркулирует хладагент. Тепло может отводиться и за счет испарения мономера или растворителя. Полученные К. с. выделяют из эмульсии или раствора, подвергают сушке, брикетированию (обычно масса брикета ~ 30 кг) и упаковке. Перспективно производство каучуков в сыпучей (порошкообразной или гранулированной) форме, что позволяет резко снизить энергозатраты при их переработке и автоматизировать процесс изготовления резиновых смесей. Контроль выпускаемых К. с. ведется по их мол. параметрам, составу, пластоэластич. свойствам, вулканизац. характеристикам смесей и физ.-мех. показателям резин в стандартных рецептах. Из К. с. изготовляют св. 50000 разл. изделий. Осн. области применения: шины, РТИ, резиновая обувь, изоляция проводов и кабелей и др. (см. также табл.). К. с. впервые получен Г. Бушарда в 1879 при обработке изопрена (продукта сухой перегонки НК) соляной кислотой. Крупное пром. производство К. с. — натрийбутадиенового (СКБ) — осуществлено впервые в СССР в 1932 по способу С. В. Лебедева. В 1985 мировое производство К. с. достигло 12 млн. т/год; их производят 29 стран, в т. ч. (тыс. т): США — 2026, Япония — 1158, Франция — 544, ФРГ — 448, Великобритания -270, Бразилия — 266; СССР занимает по объему производства К. с. первое место в мире. В 80-е гг. доля К. с. в общем балансе каучуков составила ~ 74%.

^{Лит.: Соболев В. М., Бородина И. В., Промышленные синтетические каучуки, М., 1977; Догадкин Б. А., Донцов А. А., Шершнсв В. А., Химия эластомеров, 2 изд., М., 1981; Синтетический каучук, под ред. И. В. Гармонова, 2 изд.. Л., 1983.}

_{Б. Д. Бабицкий, Ф. Е. Куперман}