2.7. Бутадиен-нитрильные каучуки

Бутадиен-нитрильные каучуки - продукты эмульсионной сополимеризации бутадиена и нитрила акриловой кислоты (НАК), которая может проводиться как при высоких, так и при низких температурах. Поэтому получаются нерегулярные некристаллизующиеся сополимеры, состоящие из статистически чередующихся звеньев бутадиена и НАК:

 СН₂ – СН = СН - СН₂ – СН₂ - СН .

|

CN

В России эти каучуки маркируют как СКН и выпускают четырех групп в зависимости от содержания НАК: СКН-18 (очень низкое), СКН-27 (среднее), СКН-40 (высокое), СКН-50 (очень высокое). Каучук маркируется и как БНК, например БНКС-40АМН, где С - алкилсульфонатный эмульгатор, 40 – содержание связанного акрилонитрила, А - низкотемпературная полимеризация, М – пластичный, мягкий, Н- нетемнеющий стабилизатор.

Все свойства бутадиен-нитрильных каучуков зависят от содержания полярных нитрильных групп, присутствие которых существенно увеличивает межмолекулярное взаимодействие в каучуке и плотность цепей, стойкость к набуханию в алифатических углеводородах, но повышает температуру стеклования, водопоглощение и ухудшает диэлектрические свойства.

Все типы БНК имеют высокую жесткость, затрудняющую их переработку.

Наполненные резины на основе БНК отличаются высокой стойкостью к набуханию в алифатических углеводородах, жирах и растительных маслах, но сильно набухают в полярных и ароматических углеводородах. Резины имеют высокую стойкость к тепловому старению, поскольку при окислении каучука образуются промежуточные продукты, обладающие свойствами ингибиторов окисления.

С увеличением содержания акрилонитрила повышаются прочностные свойства, твердость, износостойкость, стойкость к действию масел и растворителей, к тепловому старению, но одновременно ухудшаются морозостойкость и эластичность вулканизатов.

Бутадиен-нитрильные каучуки используют для изготовления различных уплотнителей, втулок, прокладок, мягкой тары для горючего и масел, шлангов, транспортерных лент, печатных валов и офсетных пластин.

На основе БНК изготавливают клеевые составы, имеющие хорошую адгезию к латунированному металлу, а прочность крепления к алюминию и его сплавам, стали, чугуну, латуни, бронзе, цинку, магнию выше прочности самого вулканизата.

2.8. Хлоропреновые каучуки

Хлоропреновые каучуки - это продукты гомо- и сополимеризации хлоропрена (2-хлорбутадиена-1,3). Они отличаются высокой степенью регулярности структуры и содержат 85-87% звеньев 1,4-транс, 10-13% звеньев 1,4-цис-структуры и 2-3% звеньев структуры 1,2- и 3,4:

Н

~ Н₂С СН₂ ~ С - СН₂ ~

C=C ~ СН₂ - С

Cl Н Cl

1,4-цис1,4-транс

Cl

|

~ СН - СН₂ ~ ~ Н₂С - С ~

| |

Cl - С = СН₂ СН = СН₂

3,4 1,2

Полимеризацию хлоропрена проводят в эмульсии при обязательном введении регуляторов молекулярной массы, позволяющих получать несшитый, неразветвленный полимер. В качестве регуляторов молекулярной массы используют серу, меркаптаны и их композицию. В случае серного регулирования в цепях каучука образуются сульфидные мостики, разрушение которых снижает молекулярную массу. Поэтому способ регулирования молекулярной массы определяет основные различия марок полихлоропрена.

За счет регулярной структуры каучуки кристаллизуются при хранении и при небольших степенях растяжения, что обеспечивает высокую прочность тонких пленок.

Несмотря на непредельность основных цепей, полихлоропрены отличаются высокой стойкостью ко всем видам агрессивных воздействий. Это связано с тем, что реакционная способность двойных связей в 1,4-звеньях резко снижена за счет их экранирования электроотрицательными атомами хлора.

Наличие значительного количества атомов хлора в полихлоропрене придает ему негорючесть, стойкость к набуханию в алифатических углеводородах и высокую адгезию к металлам.

Хлоропреновые каучуки в основном характеризуются удовлетворительными технологическими свойствами и перерабатываются на обычном оборудовании, но требуют распарки (особенно в зимнее время) и пластикации.

Резины на основе хлоропреновых каучуков обладают прекрасной атмосферо-, озоно-, маслобензостойкостью, стойкостью к действию кислот, щелочей, растворов солей, газообразных хлора и хлористого водорода и др., огнестойкостью, но сравнительно низкой морозостойкостью. По атмосферостойкости хлоропреновые резины превосходят резины на основе всех углеводородных каучуков.

Полихлоропрены совместимы со многими полярными и неполярными каучуками, что позволяет повысить озоно- и атмосферостойкость резин общего назначения.

Основной потребитель хлоропреновых каучуков - промышленность РТИ, изготавливающая изделия, работающие в агрессивных средах: прокладки и диафрагмы насосов, рукава для перекачки нефти и нефтепродуктов, конвейерные ленты, приводные ремни, наружные оболочки гибких кабелей, прорезиненные ткани для изготовления складных емкостей для хранения нефтепродуктов и других жидких и сыпучих веществ, обкладки химической аппаратуры. Из каучуков с высокой склонностью к кристаллизации изготавливают клеи, используемые для замены клеев из натуральной гуттаперчи. Особой областью применения полихлоропренов является производство тонкослойных изделий из латексов: оболочек метеорологических шаров-зондов, защитных перчаток и т.п.