Каучуки.
Каучуки –эластичные материалы, из которых путём специальной обработки получают резину. В технике из каучуков изготовляют шины для автотранспорта, самолётов, велосипедов; каучуки применяют для электроизоляции, а также производства промышленных товаров и медицинских приборов.
Натуральный (природный) каучук (НК) представляет собой высокомолекулярный непредельный углеводород, молекулы которого содержат большое количество двойных связей; состав его может быть выражен формулой (С5Н8)n (где значение n составляет от 1000 до 3000); он является полимером изопрена: СН3 СН3 1 2| 3 4 1 2 | 3 4 nCН2 = C ѕCН=СН2 ®(ѕСН2ѕС=СHѕСН2ѕ)n изопрен натуральный каучук (полиизопрен)
Как видно из этой схемы, при полимеризации изопрена раскрываются обе его двойные связи, а в элементарном звене полимера двойная связь возникает на новом месте-между атомами углерода 2 и 3.
Природный каучук содержится в млечном соке каучуконосных растений, главным образом, тропических (например, бразильского дерева гевея). Другой природный продукт - гуттаперча - также является полимером изопрена, но с иной конфигурацией молекул. Сырой каучук липок, непрочен, а при небольшом понижении температуры становится хрупким. Чтобы придать изготовлением из каучука изделиям необходимую прочность и эластичность, каучук подвергаютвулканизации-вводят в него серу и затем нагревают. Вулканизованный каучук называется резиной. При вулканизации сера присоединяется к двойным связям макромолекул каучука и «сшивает» их, образуя дисульфидные «мостики». Sѕ… Sѕ… | Ѕ S S 1 2| 3 4 1 2| 3 4 …ѕCH2ѕCѕCHѕCH2ѕCH2ѕCѕCHѕCH2ѕ… Ѕ Ѕ Ѕ Ѕ CH3 S CH3 S Ѕ Ѕ CH3 S CH3 S 1 2| 3Ѕ 4 1 2| 3Ѕ 4 …ѕCH2ѕCѕCHѕCH2ѕCH2ѕCѕCHѕCH2ѕ… Ѕ Ѕ S S Ѕ Ѕ Sѕ… Sѕ…
В результате вулканизации каучук теряет пластичность, становится упругим. Отсутствие в нашей стране природного каучука вызвало необходимость в разработке метода искусственного получения этого важнейшего для народного хозяйства материала. Советскими химиками был найден и впервые в мире осуществлён (1928-1930) в промышленном масштабе способ получениясинтетического каучука. По способу, предложенному С. В. Лебедевым (1874-1934), исходным материалом для производства синтетического каучука (СК) служит непредельный углеводород бутадиен, или дивинил, который полимеризуется подобно изопрену: 1 2 3 4 1 2 3 4 nСН2=СНѕСH=CH2®(ѕCH2ѕCH=CHѕCH2ѕ)n бутадиен синтетический каучук (дивинил) (полибутадиен)
По Лебедеву, исходный бутадиен получают из этилового спирта. Теперь разработано получение его из бутана попутного нефтяного газа.
В настоящее время химическая промышленность производит много различных видов синтетических каучуков, превосходящих по некоторым свойствам натуральный каучук. Кроме полибутадиенового каучука (СКБ), широко применяетсясополимерные каучуки-продукты совместной полимеризации (сополимеризации)бутадиена с другими непредельными соединениями, например со стиролом (СКС) или с акрилонитрилом (СКН): 1 2 3 4 (ѕCH2ѕCH=CHѕCH2ѕCH2ѕCHѕ)n Ѕ C6H5 бутадиен-стирольный каучук 1 2 3 4 ( ѕСH2ѕCH=CHѕCH2ѕCH2ѕCHѕ)n Ѕ CєN бутадиен-нитрильный каучук
В молекулах этих каучуков звенья бутадиена чередуются со звеньями соответственно стирола и акрилонитрила.
В СССР разработало и внедрено в производство получение синтетического полиизопренового каучука (СКИ), близкого по свойствам к натуральному каучуку.