22.2. Технология каучука и резины

Ассортимент резиновых изделий насчитывает более 40000 наименований. Это резиновые детали, прорезиненные ткани, металл с резиной и т.д. За счет диэлектрических свойств и газо-водонепроницаемости резина применяется в электротехнической промышленности, производстве кабелей, надувных ангаров, лодок и т. д., за счет высокой эластичности – в производстве автошин, приводных ремней, трубопроводов и т.д.

Сырьем является сырой каучук. Макромолекула каучука находится в свернутом состоянии и после снятия нагрузки свертывается снова (этим обусловлена эластичность резины). Для каучуковой резины применяются натуральный и синтетический каучуки. Натуральный каучук (НК) – полиизопрен. Синтетические каучуки состоят из одного мономера. Их называют гомополярными, двух и более – сополимерными.

Натуральный каучук до 1932 года был единственным сырьем для получения резины. Его добывают из латекса, млечного сока тропического дерева гевея. На месте добычи латекса млечный сок обрабатывают кислотами, при этом происходит коагуляция, затем осуществляется промывка смеси водой. Полученный продукт прокатывают через вальцы и получают листы, которые подвергаются сушке. Кислород, озон и другие окислители вызывают деструкцию каучука. Это явление называется старением. Для производства автомобильных шин используют 60% получаемого натурального каучука.

22.3. Резины общего назначения

К группе резин общего назначения относят вулканизаты неполярных каучуков –НК, СКБ, СКС, СКИ.

НК - натуральный каучук – является полимером изопрена (С₅Н₈)n.Он растворяется в жирных и ароматических растворителях (бензине, бензоле, хлороформе, сероуглероде и др.), образуя вязкие растворы, применяемые в качестве клеев. При нагреве выше 80-100^оС каучук становится пластичным и при 200^оС начинает разлагаться. При температуре –70^оС НК становится хрупким. Обычно НК аморфен. Однако при длительном хранении возможна его кристаллизация. Кристаллическая фаза возникает также при растяжении каучука, что значительно увеличивает его прочность. Для получения резины НК вулканизуют серой. Резины на основе НК отличаются высокой эластичностью, водо- и газонепроницаемостью, высокими электроизоляционными свойствами:

СКБ – синтетический каучук бутадиеновый (дивинильный) получают по методу С.В.Лебедева. Формула полибутадиена (C₄H₆)n. Он является некристаллизующимся каучуком и имеет низкий предел прочности при растяжении, поэтому в резину на его основе необходимо вводить усиливающие наполнители. Морозостойкость бутадиенового каучука невысокая (от -40 до-45^оС). Он набухает в тех же растворителях, что и НК. Стереорегулярный дивинильный каучук СКД по основным техническим свойствам приближается к НК. Дивинильные каучуки вулканизуются серой аналогично натуральному каучуку.

СКС- бутадиенстирольный кучук – получается при совместной полимеризации бутадиена (C₄H₆) и стирола . Это самый распространенный каучук общего назначения.

В зависимости от процентного содержания стирола каучук выпускают нескольких марок: СКС-10, СКС-30, СКС-50. Свойства каучука зависят от содержания стирольных звеньев. Так, например, чем больше стирола, тем выше прочность, но ниже морозостойкость. Из наиболее распространенного каучука СКС-30получают резины с хорошим сопротивлением старению и хорошо работающие при многократных деформациях. По газонепроницаемости и диэлектрическим свойствам они равноценны резинам на основе НК. Каучук СКС-10 можно применять при низких температурах (от –74 до – 77^о С). При подборе соответствующих наполнителей можно получить резины с высокой механической прочностью.

СКИ- синтетический каучук изопреновый – продукт полимеризации изопрена(С₅Н₈). Получение СКИ стало возможным в связи с применением новых видов катализаторов. По строению, химическим и физико-механическим свойствам СКИ близок к НК. Промышленностью выпускаются каучуки СКИ-3 и СКИ-3П, наиболее близкие по свойствам к НК; каучук СКИ-3Д, предназначенный для получения электроизоляционных резин, СКИ-3В – для вакуумной техники.

Резины общего назначения могут работать в среде воды, воздуха, слабых растворов кислот и щелочей. Интервал рабочих температур составляет от –35 до 130^о С. Из этих резин изготовляют шины, ремни, рукава, конвейерные ленты, изоляцию кабелей, различные резинотехнические изделия.

Резины специального назначения. Специальные резины подразделяются на несколько видов: маслобензостойкие, теплостойкие, светоозоностойкие, износостойкие, электротехнические, стойкие к гидравлическим жидкостям.