Повідомлення учнів про синтетичні каучуки

Група 1. Бутадієн-стирольний каучук Бутадієн-стирольний каучук має чудове сполучення функціональних властивостей у різних сферах застосування. Цей каучук уважають найкращим каучуком загального призначення завдяки чудовим властивостям високої стійкості до стирання й високого відсотка наповнюваності. Зі збільшенням умісту ланок стиролу (б-метилстиролу) у сополімері знижується еластичність каучуку, погіршується морозостійкість, але збільшуються показники міцності. Характерною ознакою бутадієн-стирольних (б-метилстирольних) каучуків є низький опір розриву ненаповнених вулканізатів. Ці каучуки мають більш високу температуру склювання порівняно з натуральним каучуком і поступаються натуральному каучуку за морозостійкістю. Важливою перевагою бутадієн-стирольних каучуків перед натуральним каучуком є менша схильність до утворення тріщин, більш висока зносостійкість, пароі водонепроникність, кращий опір тепловому, озонному і світловому старінню. Хороші діелектричні властивості мають каучуки з високим умістом стиролу (кількість стиролу в суміші мономерів — 50 вагових % і вище).

Група 2. Полібутадієновий каучук Переважна частина полібутадієнового каучуку наразі виробляється 1,4-цис-типу, але деякі мають змішану структуру ланок. Будучи ненасиченим каучуком, він легко вулканізується із сіркою. Полібутадієновий каучук має чудову стійкість до низьких температур і стирання. Але при цьому він не має високої міцності на розтягування і зазвичай наповнюється зміцнювальними добавками. Він також має меншу міцність на розтягування, погану технологічну переробку й погане зчеплення з дорогою порівняно з натуральним каучуком. Тому в рецептурах гумовотехнічних виробів він перемішується з натуральним каучуком або бутадієн-стирольним каучуком.

Полібутадієнові каучуки у великій кількості використовуються в сумішах з іншими еластомерами — для надання хороших властивостей гістерезису і стійкості до стирання. Суміші полібутадієну з бутадієн-стирольним або натуральним каучуками широко використовуються в легкових і вантажних шинах для поліпшення стійкості до розтріскування. Крім цього, полібутадієновий каучук застосовується як модифікатор у сумішах з іншими еластомерами для поліпшення морозостійких властивостей, стійкості до теплового старіння, стирання й розтріскування.

Група 3. Бутилкаучук Бутилкаучук має унікальну здатність утримувати повітря, що забезпечує йому безумовний пріоритет у шинній промисловості для виробництва камер і діафрагм. Автомобільні камери з бутилкаучуку зберігають вихідний тиск повітря у 8−10 разів довше, ніж аналогічні камери з натурального каучуку, що підвищує термін служби шини мінімум на 10−18% порівняно з натуральним каучуком. Каучук стійкий до впливу озону й має гарну стійкість до полярних розчинників, водних розчинів кислот і окисних реагентів. Він має також хорошу стійкість до тваринних масел і рослинних олій, але нестійкий до впливу мінеральних олій.

Міцність на розрив бутилкаучуку небагато менша порівняно з натуральним каучуком, високою є стійкість до стирання. До недоліків бутилкаучуку належать його низька швидкість вулканізації, незадовільна адгезія до металів, погана сумісність із деякими інгредієнтами, незначна еластичність за звичайних температур, високе теплотворення за багаторазових деформацій.

Деякі із цих істотних недоліків бутилкаучуку (такі, як низька швидкість вулканізації, що перешкоджає його застосуванню в сумішах з іншими каучуками, низька адгезія до багатьох матеріалів, особливо металів) усуваються частковою зміною хімічної природи полімеру.

Група 4. Етиленпропіленові каучуки Етиленпропіленові каучуки — найлегші каучуки, які мають густину від 0,86 до 0,87. Властивості залежать від умісту й варіації етиленових ланок у сополімерних ланках. Етиленпропіленовий каучук не містить подвійних зв’язків у молекулі, безбарвний, має чудову стійкість до впливу тепла, світла, кисню й озону. Для насичених етиленпропіленових каучуків застосовується пероксидна вулканізація. Каучук етиленпропілендієновий, що містить часткову ненасиченість зв’язків, можна вулканізувати із сіркою. Він небагато менш стійкий до старіння, ніж етиленпропіленовий каучук.

Насичений характер сополімеру етилену з пропіленом позначається на властивостях гум на основі цього каучуку. Стійкість цих каучуків до тепла і старіння набагато краща, ніж у бутадієн-стирольного й натурального каучуків. Готові гумові вироби мають також чудову стійкість до неорганічних або високополярних рідин, таких як кислоти, луги та спирти. Властивості гуми на основі цього виду каучуку не змінюються після витримування її впродовж п’ятнадцяти діб за температури 25 °C у 75%-й і 90%-й сульфатній кислоті й у 30%-й нітратній кислоті.

Усі види етиленпропіленових каучуків наповнюються зміцнювальними наповнювачами, такими як сажа, щоб надати хороших механічних властивостей. Електричні, ізоляційні й діелектричні властивості чистого етиленпропіленового каучуку — екстраординарні, але також залежать від вибору інгредієнтів-наповнювачів. їхні еластичні властивості кращі, ніж у багатьох синтетичних каучуків, але вони не досягають рівня натурального каучуку й бутадієн-стирольного каучуку. Ці каучуки мають два значні недоліки: їх не можна перемішати з іншими простими каучуками й вони нестійкі до впливу масла.

Найскладнішими проблемами, що стримують використання етиленпропіленових каучуків у шинному виробництві, є незадовільна міцність із кордом і неможливість співвулканізації протекторних гум з гумами на основі інших каучуків.

Група 5. Цис-1,4-поліізопреновий каучук Синтетичний каучук цис-1,4-поліізопрен досить легкий (густина — від 0,90 до 0,91). Полізопреновий каучук на всі 100% складається з вуглеводневого каучуку (за винятком маслонаповнених марок), на відміну від натурального каучуку, що містить у своєму складі протеїни, смоли та ін. (до 6%).

Незважаючи на хімічну ідентичність із натуральним каучуком синтетичний полізопреновий каучук має значні відмінності в перевагах і недоліках порівняно з натуральним каучуком. У той час як натуральний каучук не дуже однорідний у кольорі, в’язкості й чистоті, синтетичний поліізопрен більш однорідний, легкий у переробці, світліший у кольорі й більш чистий. Але він має трохи гірші характеристики в міцності сирого полімеру (ця характеристика особливо важлива у виготовленні шини) і в модулі. Поліізопреновий каучук має більш високе подовження, ніж натуральний каучук.