ЦИКЛООЛЕФИНОВЫЕ КАУЧУКИ

Синтетический каучук

ЦИКЛООЛЕФИНОВЫЕ КАУЧУКИ

Бурное развитие мировой автомобильной промышленности, авиации, военной техники привело к тому, что каучука добываемого в природе и предназначенного для производства резины, стало катастрофически не хватать. Плантации, разбросанные по всему миру стали не в состоянии обеспечить потребности промышленности. И тогда, во многом благодаря российским ученым на рынок вышел синтетический каучук.

История синтетического каучука

Введение

На самом деле, к промышленному производству синтетического сырья ученые и производственники шли порядка ста лет. Каучук был синтезирован во второй половине XIX века. Но технология производства, необходимое оборудование разработали только в ХХ веке. Все необходимое для производства синтетического каучука было представлено С.В. Лебедевым, российским ученым.

С тех пор, ученые – химики, производственники приложили немало сил для совершенствования этого сырья, разработки новых марок этого сырья и пр.

Виды синтетических каучуков

За время с момента организации промышленного производства синтетического каучука прошло почти сто лет. И специалисты в области органической химии за это время разработали и внедрили в производство большое количество видов этого сырья. Ниже приведен небольшой список.

Виды синтетического каучука

Виды синтетического каучука

Каучук бутадиеновый – основная область его применения это производство шин и камер. Параметры этой продукции выполненной из бутадиенового сырья существенно выше чем изделий этого класса но изготовленных из природного (натурального) качества. Кроме автомобильной промышленности бутадиеновый каучук применяют для производства химически стойкой резины и эбонита.

Бутилкаучук обладает уникальной способностью по удержанию воздуха. Именно это обеспечило его преимущества перед другими материалами при изготовлении покрышек, камер, диафрагм и пр.

На основании многократных испытаний, проводимых на заводах по производству покрышек и можно утверждать, что камеры, изготовленные из этого сорта синтетического каучука, удерживают давление воздуха в 8 – 10 раз больше, чем аналогичные изделия, выполненные из природного каучука.

Бутилкаучук отличается от природного еще и тем, что стойко воспринимает воздействие озона, не реагирует на действие к маслам разного типа (животному, растительному), но вместе с тем, этот материал необходимо оградить от контактов с минеральными маслами.

Если сравнивать параметры прочности, то натуральный продукт выигрывает с существенным отрывом.  Между тем, этот материал обладает низкой скоростью вулканизации, плохая адгезия к металлическим поверхностям. Быстрое нагревание при знакопеременных деформациях и в довершение, низкая эластичность при нормальной температуре и влажности.

Полихлоропреновый каучук или хлоропреновый, как иногда его называют, поставляется потребителю в виде светло-желтой массы. К основным свойствам этого материала можно отнести:

  • стойкость к воздействию огня;
  • адгезия к тканям, металлу и многим другим материалам;
  • невосприимчивость к действию озона, атмосферных явлений, в частности, к низким температурам.

Хлоропреновый каучук под воздействием растяжения кристаллизуется. Это его свойство, позволяет резинам, произведенным на его основе показывать высокие прочностные характеристики.

Предприятие химического производства каучука

Предприятия химической промышленности выпускают множество типов синтетических каучуков, причем некоторые из них превосходят натуральные. Широкое применение получили так называемые сополимерные соединения, получение при совместной реакции бутадиена и с ненасыщенными соединениями, например, такими как стирольный каучук СКС.

Ведя речь о сырье искусственного происхождения нельзя забывать и таком веществе как латекс синтетический. Это, по сути, раствор искусственного каучука и других полимерных веществ, например, полистирола.

Латексы синтетические применяют для изготовления клеев, водоэмульсионных красок. Их применяют и в строительстве при создании полимербетона.

Формула строения

Каждый вид синтетического каучука имеет свою химическую формулу

Молекулы изопрена  CH2=C(CH3)-CH=CH2  2-метилбутадиен-1,3;

бутадиеновый CH2=CH-CH=CH2 бутадиен-1,3;

дивиниловый CH2=CH-CH=CH2 бутадиен-1,3

Хлоропреновый CH2=C(Cl)-CH=CH2 2-хлорбутадиен-1,3

Бутадиен-стирольный состоит из молекул CH2=CH-CH=CH2 бутадиен-1,3 и C6H5- CH=CH2 стирол

Свойства и применение

Свойства синтетического каучука во многом превышают основные параметры натурального продукта. Так, его плотность меньше плотности воды и поэтому он спокойно плавает.

Химические свойства синтетического каучука позволяют ему не растворяться в воде, именно это позволяет его использовать для изготовления покрытий не проницаемых для воды. Это свойство позволяет их использовать для шитья одежды, спортивного инвентаря и пр. Такие вещества как бензин, бензол растворяют каучуки.

Это свойство позволяет их применять для производства клеевых составов. Каучук – это диэлектрик, которые широко применяют для создания изоляторов силового и слаботочного оборудования. Каучуки обладают гибкостью, прочностью, и повышенной стойкость к истиранию.

Кроме этого каучуки сохраняют свои свойства при циклических деформациях.

Применение синтетического каучука

Синтетические каучуки подразделяют на общие и специальные. К общим относят:

  • изопреновые;
  • бутадиен-стирольные и пр.

Их основные свойства – морозостойкость, высокая износостойкость. Кроме этого они обладают высокой масло бензо- и озоностойкостью.

Бутадиеновые каучуки(ПБ), иногда их называют дивиниловыми, относят к материалам общего назначения. Их применяют для изготовления проекторных и обкладочных резин для шин (каркаса, боковины и пр.).  Этот материал применяют для производства материалов, применяемых в кабельной промышленности, инструмента для абразивной обработки металла и других материалов, антифрикционных изделий.

Сырье на основании этилен — пропилена используют для создания ударопрочных полимеров, шин для велосипедов, тканей с водоотталкивающими свойствами, конвейерных лент для работы в термически сложных условиях.

Фторокремнийорганические каучуки (фторсиликоны или фторкаучки). Особенностью этих материалов – это сочетание стойкости к действию температуры, как низкой, так и высокой и различным агрессивным средам. Кроме того, сырье этого класса отличается стойкостью к истиранию, воздействию открытого пламени.

Он не пропускает газы. Его диэлектрические свойства позволяют его применять для создания изоляции, как для силовых кабелей, так и слаботочной аппаратуры. Это сырье применяют для производства материалов, применяемых для гумирования емкостей, предназначенных для транспортировки агрессивных веществ.

Еще одно важное свойство этих материалов – стойкость к радиации.

Отличия искусственного материала от природного заключаются в том, что при получении синтетического сырья применяют множество сополимеров и химических элементов, которые добавляют новые характеристики этому материалу.

Устойчивый спрос на синтетический каучук привел к появлению целой отрасли, которая задействована на производстве этого сырья. На рынке этого сырья отмечается постоянный рост спроса на эту продукцию.

Лидером по потреблению синтетического сырья можно считать самую динамично, развивающуюся экономику мира – китайскую.

Динамика рынка показывает, что после кризисных явлений 2008 – 2009 года, и падения спроса на эту продукцию в пределах 4%, на сегодня прирост сбыта составляет до 7%, от прошлогоднего уровня.

Среди стран, которые лидируют по производству синтетического сырья надо назвать КНР, РФ, США и ряд других.

, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Каучуки | Химия онлайн

ЦИКЛООЛЕФИНОВЫЕ КАУЧУКИ

Каучуки – природные или синтетические продукты полимеризации некоторых диеновых углеводородов с сопряженными связями. Важнейшими физическими свойствами каучуков являются эластичность (способность восстанавливать форму) и непроницаемость для воды и газов.

Каучуки – это эластичные высокомолекулярные материалы (эластомеры), из которых методом вулканизации (нагреванием с серой) получают резину.

Особенно важное значение имеют получаемые из непредельных  углеводородов полимеры, в том числе искусственные каучуки. Все каучуки делятся на натуральные и синтетические, последние в свою очередь в зависимости от вещества, используемого для синтеза, делятся на бутадиеновый, изопреновый и хлорпреновый каучуки.

Натуральный каучук или гуттаперча

Натуральный каучук получают из латекса – млечного сока гевеи. Чтобы заставить его вытекать, на коре дерева делают V-образные надрезы. Со здорового дерева латекс можно собирать в течение 30 лет. Индейцы назвали его «кау чу», т.е. «слезы дерева».

Сбор ка­у­чу­ка с рас­те­ния гевея

История открытия и применения каучука

Натуральный (природный) каучук по химическому составу представляет собой высокомолекулярный непредельный углеводород состава (С5Н8)n, где n составляет 1000—3000 единиц. При нагревании без доступа воздуха каучук распадается с образованием диенового углеводорода – 2-метилбутадиена-1,3 или изопрена.

Каучук, в котором все элементарные звенья находятся или в цис- , или в транс-конфигурации, называется стереорегулярным.

фильм «Натуральный каучук»

Натуральный каучук – это стереорегулярный полимер, в котором молекулы изопрена соединены друг с другом по схеме 1,4- присоединения с цис-конфигурацией полимерной цепи:

цис-полиизопрен (каучук)

В природных условиях натуральный каучук образуется не путем полимеризации изопрена, а другим, более сложным способом.

Молекулярная масса натурального каучука колеблется в пределах от 7·104 до 2,5·106.

Транс-полимер изопрена также встречается в природе в виде гуттаперчи:

Цис-форма более эластична, т.к. легко скручивается в клубок.

Транс-форма  менее эластична, т.к. макромолекулы более вытянуты.

Важнейшее физическое свойство каучука – эластичность, т.е способность обратимо растягиваться под действием даже небольшой силы. Другое важное свойство – непроницаемость для воды и газов. Основной недостаток каучука – чувствительность к высоким и низким температурам. При нагревании каучук размягчается и теряет эластичнсть, а при охлаждении становится хрупким и также теряет эластичность.

Эти недостатки можно преодолеть, если нагреть каучук вместе с серой. Этот процесс называется вулканизацией каучука.

Синтетические каучуки

Первый синтетический каучук, полученный по методу С.В. Лебедева при полимеризации дивинила под действием металлического натрия, представлял собой полимер нерегулярного строения со смешанным типом звеньев 1,2- и 1,4-присоединения:

В пятидесятые годы отечественные ученые осуществили каталитическую стереополимеризацию диеновых углеводородов и получили стереорегулярный каучук (структурные звенья и функциональные группы расположены в пространстве в определенном порядке), близкий по свойствам к натуральному каучуку.

В настоящее время в промышленности выпускают каучук, в котором содержание звеньев изопрена, соединенных в положении 1,4, достигает 99%, тогда как в натуральном каучуке они составляют 98%.

Кроме того, в промышленности получают синтетические каучуки на основе других мономеров – например, изобутилена, хлоропрена, и натуральный каучук утратил свое монопольное положение.

Учебный фильм «Каучук»

Учебный фильм «Каучук»

Вулканизация каучуков

Для улучшения качества натуральных и синтетических каучуков их превращают в резину.

Резина – это вулканизированный каучук с наполнителем (сажа). Суть процесса вулканизации состоит в том, что атомы серы присоединяются к линейным (нитевидным) молекулам каучука по месту двойных связей и как бы сшивают эти молекулы друг с другом дисульфидными мостиками, образуя трехмерный сетчатый полимер:

В результате вулканизации липкий и непрочный каучук превращается в упругую и эластичную резину. Резина прочнее каучука и более устойчива к изменению температуры.

Наполненные активной сажей каучуки в виде резин используют для изготовления автомобильных шин и других резиновых изделий.

Строение резины

В зависимости от количества сшивающего агента (серы) можно получать сетки с различной частотой сшивки.

Для вулканизации каучука берётся немного серы 2 – 3 % от общей массы. Если добавить к каучуку более 30 % серы, то она присоединится по линии разрыва почти всех π–связей и образуется  предельно сшитый натуральный каучук – эбонит, который не обладает эластичностью и представляет собой твердый материал.

Наиболее массовое применение каучуков — это производство резин для автомобильных, авиационных и велосипедных шин.

Из каучуков изготавливаются специальные резины огромного разнообразия уплотнений для целей тепло- звуко- воздухо- гидроизоляции разъёмных элементов зданий, в санитарной и вентиляционной технике, в гидравлической, пневматической и вакуумной технике.

Каучуки применяют для электроизоляции, производства медицинских приборов и средств контрацепции.

В ракетной технике синтетические каучуки используются в качестве полимерной основы при изготовлении твёрдого ракетного топлива, в котором они играют роль горючего, а в качестве наполнителя используется порошок селитры (калийной или аммиачной) или перхлората аммония, который в топливе играет роль окислителя.

ЦОР

Изделия из резины

Натуральный каучук

Алкадиены

Химическая энциклопедия. Статьи на букву

ЦИКЛООЛЕФИНОВЫЕ КАУЧУКИ

Приглашаем посетить сайт

Русский язык (rus-yaz.niv.ru)

Предыдущая страница  Следующая страница

Статьи на букву «Ц» (часть 2, «ЦИК»-«ЦИТ»)

Циклические соединения

Статья большая, находится на отдельной странице.

ЦИКЛОАЗОХРОМ

ЦИКЛОАЗОХРОМ (ЦАХ, го-ЦАХ, гексаоксациклоазохром), мол. м. 1149,01; синий порошок, реагент для спектрофотометрич. определения свинца Определение проводят в 0,01-0,06 М р-ре НС1, HNO3 или H2SO4. Раствор Ц. имеет синюю окраску ( 640 нм), комплекса со Рb — изумрудно-зеленую ( 720 нм, e 1,5-105). Определению не мешают Hg, Ag, As(V), Cd, Sb(III), Zn, In, тартраты, цитраты, фториды, сульфосалициловая к-та. Предел обнаружения до 2 мкг/л.Ц. получают азосочетанием диазониевого производного бис-(2-аминофенилового) эфира с хромотроповой к-той в щелочной среде.Лит.: Петрова Т. В. [и др.], «Ж. аналит. химии», 1988, т. 43, № 12, с. 2221-28.А. В. Михайлова.

ЦИКЛОАЛКАНЫ

ЦИКЛОАЛКАНЫ (циклопарафины, полиметилены, цикланы), насыщенные моноциклич. углеводороды. Ц. и их производные относятся к алициклическим соединениям.По числу атомов С. в цикле Ц. делят на малые (3 или 4 атома), обычные (5-7), средние (8-12) и большие (13 и более).Названия Ц. образуют, прибавляя префикс «цикло» к названию ациклич. неразветвленного алкана с тем же числом атомов углерода, напр. циклогексан.Осн. природный источник Ц.- нефть (см. Нафтены).Низшие Ц.- циклопропан и циклобутан — газы, остальные Ц.- жидкости или твердые в-ва (табл.), плохо раств. в воде, легко — в орг. р-рителях.

ЦИКЛОАЛКЕНЫ

ЦИКЛОАЛКЕНЫ — то же, что циклоолефины.

Циклобутадиеновые комплексы переходных металлов

Циклобутадиеновые комплексы переходных металлов — содержат в качестве лиганда циклобутадиен С 4 Н 4 или его замещенные. Связь металла с лигандом осуществляется по p-типу. Циклобутадиеновые комплексы (Ц. к.) получены для большинства переходных металлов и содержат, как правило, один циклобутадиеновый лиганд, напр. [Mo(CO)5(C4H4)], [Со(С 4 Н 4 )(С 5 Н 5)]; соед. с двумя лигандами малочисленны, напр. [Mo(CO)2(C4Ph4)2]. Ц. к. могут быть моно- и биядерными. Получен также бис(тетрафенилциклобутадиен)никель — первый сэндвичевый комплекс, содержащий только Циклобутадиеновые лиганды.Циклобугадиеновый лиганд имеет плоскую квадратную структуру с выравненными связями С Ч С (длины всех связей близки к 0,145 нм), атом металла расположен на одинаковом расстоянии от всех четырёх атомов углерода кольца.Ц. к. термически устойчивы. Связь кольца с металлом достаточно прочная. Многие р-ции протекают с сохранением этой связи, напр. электроф. замещение атомов Н в кольце (ацетилирование, хлорметилирование, меркурирование и др.), замещение др. лигандов. При окислении Ц. к. ионами нек-рых металлов (Се 4+, Ag+) выделяется своб. циклобутадиен. Ц. к. могут переносить циклобутадиеновый лиганд с одного металла на другой (гл. обр. с Pd на Ni, Fe, Mo, W), что является одновременно и методом синтеза новых Ц. к.Получают Ц. к. р-цией ацетиленов с производными металлов, дегалогенированием галогензамещенных циклобутанов или циклобутенов либо фотолизом a-пирона в присут. карбонилов металлов, напр.:Трикарбонил( -Хциклобутадиен)железо — источник циклобутадиена в орг. синтезе.Лит.: Методы элементоорганической химии. Типы металлоорганических соединений переходных металлов, под ред. А. Н. Несмеянова, К. А. Кочешкова, кн. 2, М., 1975, с. 542-84.Д. А. Леменовский.

ЦИКЛОГЕКСАН

ЦИКЛОГЕКСАН — мол. м. 84,16; бесцв. жидкость с характерным запахом; т. пл. 6,5

ЦИКЛОГЕКСАНОЛ

ЦИКЛОГЕКСАНОЛ — мол. м. 100,16; маслянистая бесцв. жидкость; в чистом виде — гигроскопич. кристаллы с запахом камфоры и сивушного масла; т. пл. 25,1

ЦИКЛОГЕКСАНОН

ЦИКЛОГЕКСАНОН — мол. м. 98,14; маслянистая бесцв. жидкость с запахом ацетона и мяты; т. пл. -16,4

ЦИКЛОДОДЕКАН

ЦИКЛОДОДЕКАН (додекаметилен), мол. м. 168,32; прозрачные бесцв. кристаллы; т. пл. 61-63

ЦИКЛОНАЛЬ

ЦИКЛОНАЛЬ [мирак-альдегид, эмпеталь, 4-(4-метил-3-пентенил)-3-циклогексенкарбальдегид], мол. м. 192,30; бесцв. или слегка желтоватая маслянистая жидкость, обладает запахом цветов с оттенком свежей зелени; т. кип. 142-144

ЦИКЛОНЫ

ЦИКЛОНЫ — устройства для отделения твердых частиц от газа; центробежные пылеуловители (см. Пылеулавливание), конструктивные элементы к-рых обеспечивают вращат.-поступат. движение газового потока.Принципиально Ц. работает по след. схеме (рис. 1). Обеспыливаемый газ поступает в образующую кольцевое пространство аппарата цилиндрич. часть, где движется по спирали с возрастающей скоростью от периферии к центру, спускается по наружной спирали, затем поднимается по внутр. спирали и выходит через выхлопную трубу. Под действием центробежной силы частицы пыли отбрасываются к стенке Ц. и вместе с частью газа попадают в бункер. Часть освободившегося от пыли газа возвращается из бункера в Ц. через центр пылеотводящего отверстия, давая начало внутр. вихрю. Рис. 1. Схема течения газовых потоков в циклоне: 1, 4 — входной и отводящий патрубки; 2 — корпус; 3 — пылевой бункер.Отделение частиц от попавшего в бункер газа происходит при перемене направления их движения на 180

ЦИКЛООКТАТЕТРАЕН

ЦИКЛООКТАТЕТРАЕН (ф-ла I), мол. м. 104,14; золотисто-желтая жидкость; т. пл. -7

Циклоолефиновые каучуки

Циклоолефиновые каучуки — продукты гомополимеризации циклоолефинов.В зависимости от условий циклоолефины могут полимери-зоваться по двойной связи или с раскрытием цикла; в первом случае образуется полимер, содержащий циклы в цепи, во втором — каучукоподобный полимер с открытой цепью, как, напр., в случае циклопентена:При этом открытоцепные полимеры могут иметь цис- или транс -конфигурацию.Направление полимеризации зависит от природы переходного металла, входящего в состав каталитич. комплекса. Так, катализаторами синтеза карбоциклич. полимеров служат соед. V и Сr, открытоцепных — соед. W, Та, Nb, Mo, Ti, Re, алюминийорг. соединения.Наиб. практич. интерес представляют полимеры с открытой цепью (мол. м. больше 200 000), получаемые полимеризацией циклопентена, циклооктена и норборнена,- соотв. полипентенамеры, полиоктенамеры и полинорборнен, к-рые по строению и св-вам близки полидиенам.Среди полипентенамеров лучшими эксплуатац. св-вами обладает цис -изомер, напр. по морозостойкости он превосходит все известные углеводородные каучуки. Его т-ра стеклования ок. -120

ЦИКЛООЛЕФИНЫ

ЦИКЛООЛЕФИНЫ (циклоалкены, циклены), ненасыщ. моноциклич. углеводороды общей ф-лы С n Н 2n_2. Ц. и их производные относятся к алициклическим соединениям. По числу атомов С в цикле Ц. подразделяют на малые (3 и 4 атома), обычные (5-7), средние (8-12) и большие (13 и более). Названия Ц. образуют из названий соответствующих циклоалканов, заменяя окончание «ан» на «ен», напр. циклооктен.Многие природные соед.- функциональные производные Ц. Так, из масла семян Sterculia foetida выделена стеркуловая к-та [8-(2-октилциклопропенил)октановая к-та], из губки Calyx nicadensis — калистерол — производное холестерина, содержащее в молекуле циклопропеновое кольцо. Из прир. источников выделен также антибиотик пинитрицин (гидроксиметилциклопропенон); один из распространенных орг. объектов в космич. пространстве — карбен циклопропенилиден.Низшие Ц.- циклопропен и циклобутен — газы, остальные Ц.- жидкости (табл.), не раств. в воде, хорошо раств. в большинстве орг. р-рителей (углеводороды, спирты, простые и сложные эфиры). Жидкие Ц. часто образуют азеотропные смеси с разл. соед., напр. для циклогексена известны азеотропные смеси с водой, метанолом, этанолом, уксусной к-той, бензолом.

ЦИКЛОПАРАФИНЫ

ЦИКЛОПАРАФИНЫ — то же, что циклоалканы.

Циклопентадиенильные комплексы переходных металлов

Статья большая, находится на отдельной странице.

ЦИКЛОПЕНТЕН

ЦИКЛОПЕНТЕН — мол. м. 68,11; жидкость с резким запахом; т. пл. -135,1

ЦИКЛОПРИСОЕДИНЕНИЕ

Статья большая, находится на отдельной странице.

ЦИКЛОПРОПАН

ЦИКЛОПРОПАН (триметилен), мол. м. 42,08; бесцв. газ, т. пл. -127

ЦИКЛОСЕРИН

ЦИКЛОСЕРИН (D-4-амино-З-изоксазолидинон), мол. м. 102,09; бесцв. кристаллы, т. пл. 153-156

Циклотронный резонанс

Статья большая, находится на отдельной странице.

ЦИКЛОФАНЫ

Статья большая, находится на отдельной странице.

ЦИКЛОФОСФАН

ЦИКЛОФОСФАН {моногидрат 2-оксо-2-[ди(2-хлорэтил)амино]тетрагидро-2,1,3-фосфоксазина, циклофосфамид, цитоксан, эндоксан, метоксан и др.}, мол. м. 279,10; бесцв. кристаллы, раств. в воде (1 : 50), этаноле, хлороформе, бензоле, диоксане, трудно раств. в диэтиловом эфире, ацетоне, изотонич. р-ре NaCl. Получают конденсацией дихлорангидрида N,N-ди(2-хлорэтил)амидофосфорной к-ты с 3-амино-1-пропанолом в присут. триэтиламина в р-ре этилацетата с послед. обработкой продукта конденсации водой.Ц. относится к азотистым аналогам иприта, алкилирует нуклеоф. центры биологически важных компонентов клетки, гл. обр. нуклеиновых к-т и белков, нарушает структуру митохондрий, избирательно снижает внутриклеточный уровень дифосфопиридиннуклеотида в опухолях. Вне организма неактивен. В микросомах печени в присут. трифосфопиридиннуклеотида и оксидаз метаболирует с образованием биологически активной формы — N-ди(2-хлорэтил)диамидофосфорной к-ты. Ц. применяют при разл. опухолевых заболеваниях. Он проявляет иммунодепрессивные св-ва.Лит.: Проценко Л. Д., Булкина З. П., Химия и фармакология синтетических противоопухолевых препаратов, К., 1985, с. 63.Д. С. Соколова.

ЦИНЕОЛ

ЦИНЕОЛ (1,8-цинеол, 1,8-эпокси-n-ментан, эвкалиптол, ф-ла I), мол. м. 154,25; вязкая жидкость с камфорным запахом и жгучим вкусом; т. пл. 1

ЦИНК

ЦИНК (лат. Zincum), Zn, хим. элемент II гр. периодич. системы; ат. н. 30, ат. м. 65,39. Природный Ц. состоит из 5 стабильных нуклидов: 64Zn (48,6%), 66Zn (27,9%), 67Zn (4,1%), 68Zn (18,8%) и 70Zn (0,6%). Известен ряд радиоактивных нуклидов, важнейший из них — 65Zn с Т 1/2244 сут. Конфигурация внеш. электронных оболочек атома 3d104s2;степень окисления + 2; энергия ионизации при последоват. переходе от Zn0 к Zn3+ 9,39, 17,96 и 39,70 эВ; сродство к электрону 0,09 эВ; электроотрицательность по Полингу 1,66; атомный радиус 0,139 нм, ионный радиус (в скобках указано коорди-нац. число) Zn2+ 0,060 нм (4), 0,068 нм (5), 0,0740 нм (6), 0,090 нм (8).Ц. в земной коре 7-10-3 % по массе, в воде морей и океанов 0,01 мг/л. Известно более 70 минералов Ц., из них важнейшие: сфалерит (цинковая обманка) — кубич. модификация ZnS, его светлая разновидность — клейофан, черная — марматит; вюрцит (вюртцит) — гексагон. модификация ZnS; смитсонит ZnCO3; каламин Zn4(OH)2Si2O7 хH2O; цинкит ZnO; виллемит Zn2SiO4; франклинит ZnFe2O4. Минералы Ц. обычно ассоциируются с минералами Рb и Сu в полиметаллич. рудах. Постоянные спутники Ц. в рудах -рассеянные элементы — Cd, In, а также Ge, Ga, Tl. Свойства. Ц.- голубовато-белый металл. Кристаллич. решетка гексагон. плотноупакованная, а -0,26649 нм, с =0,49468 нм, z =2, пространств. группа С6/mmm; т. пл. 419,58

Цинка ацетат

Zn(CH3COO)2, бесцв. кристаллы тетрагон. сингонии (а=1,113 нм, с =1,095 нм, z = 8); плотн. 1,84 г/см 3; -1078 кДж/моль; раств. в воде (28,5% по массе при 20

Цинка галогениды

Цинка галогениды — бесцв. кристаллы тетрагон. сингонии (табл.; см. также Цинка хлорид). Фторид ZnF2 кристаллизуется в структурном типе рутила; при высоких давлениях получены также моноклинная модификация со структурой типа ZrO2, кубич. типа флюорита и ромбич. со структурой типа -РbО 2; ур-ние температурной зависимости давления пара lgp(мм рт. ст.) = 26,90 — 13650/Т+ 5,03 lg Т(1148 — 1778К); гигроскопичен, мало раств. в воде (1,62% при 20

Цинка гидроксид

Цинка гидроксид — см. Цинка оксид.

Цинка оксид

ZnO, бесцв. кристаллы гексагон. сингонии (а= 0,32495 нм, с =0,52069 нм, z =2, пространств. группа Р63/ тс); т. возг. 1800

Цинка сплавы

Статья большая, находится на отдельной странице.

Цинка сульфат

ZnSO4, бесцв. кристаллы ромбич. сингонии (а = 0,6731 нм, b =0,8581 нм, с =0,4760 нм, z = 4, пространств. группа Рпта); плотн. 3,54 г/см 3; 99,14 Дж/(моль x К); -982,01 кДж/моль; 110,62 Дж/(моль x К); при нагр. до 600-800

Цинка сульфид

Цинка сульфид — см. Цинка халъкогениды.

Цинка халькогениды

Статья большая, находится на отдельной странице.

Цинка хлорид

ZnCl2, бесцв., очень гигроскопичные кристаллы; известен в 3 модификациях: а — тетрагон. сингонии (а = 0,540 нм, с=1,035 нм, z = 4, пространств, группа I42 моноклинной сингонии (а = 0,654 нм, b=1,131нм, с= 1,233 нм,= 90

Каучук

ЦИКЛООЛЕФИНОВЫЕ КАУЧУКИ

Каучу́ки — натуральные или синтетические эластомеры, характеризующиеся эластичностью, водонепроницаемостью и электроизоляционными свойствами, из которых путём вулканизации получают резины и эбониты.

Природный каучук

Высокомолекулярный углеводород (C5H8)n, цис- полимер изопрена; содержится в млечном соке (латексе) гевеи, кок-сагыза (разновидности одуванчика) и других растений. Растворим в углеводородах и их производных (бензине, бензоле, хлороформе, сероуглероде и т. д.).

В воде, спирте, ацетоне натуральный каучук практически не набухает и не растворяется. Уже при комнатной температуре натуральный каучук присоединяет кислород, происходит окислительная деструкция (старение каучука), при этом уменьшается его прочность и эластичность.

При температуре выше 200 °C натуральный каучук разлагается с образованием низкомолекулярных углеводородов.

При взаимодействии натурального каучука с серой, хлористой серой, органическими пероксидами (вулканизация) происходит соединение через атомы серы длинных макромолекулярных связей с образованием сетчатых структур. Это придает каучуку высокую эластичность в широком интервале температур.

Натуральный каучук перерабатывают в резину. В сыром виде применяют не более 1 % добываемого натурального каучука (резиновый клей). Более 60 % натурального каучука используют для изготовления автомобильных шин. В промышленных масштабах натуральный каучук производится в Индонезии, Малайзии, Вьетнаме.

Синтетические каучуки

Первым синтетическим каучуком, имевшим промышленное значение, был полибутадиеновый (дивиниловый) каучук, производившийся синтезом по методу С. В.

Лебедева (анионная полимеризация жидкого бутадиена в присутствии натрия), однако из-за невысоких механических качеств нашёл ограниченное применение.

В Германии бутадиен-натриевый каучук нашёл довольно широкое применение под названием «Буна».

Изопреновые каучуки — синтетические каучуки, получаемые полимеризацией изопрена в присутствии катализаторов — металлического лития, перекисных соединений. В отличие от других синтетических каучуков изопреновые каучуки, подобно натуральному каучуку, обладают высокой клейкостью и незначительно уступают ему в эластичности.

В настоящее время большая часть производимых каучуков является бутадиен-стирольными или бутадиен-стирол-акрилонитрильными сополимерами.

Каучуки с гетероатомами в качестве заместителей или имеющими их в своём составе часто характеризуются высокой стойкостью к действию растворителей, топлив и масел, устойчивостью к действию солнечного света, но обладают худшими механическими свойствами. Наиболее массовым в производстве и применении каучуками с гетерозаместителями являются хлоропреновые каучуки (неопрен) — полимеры 2-хлорбутадиена.

В ограниченном масштабе производятся и используются тиоколы — полисульфидные каучуки, получаемые поликонденсацией дигалогеналканов (1,2-дихлорэтана, 1,2-дихлорпропана) и полисульфидов щелочных металлов.

Первой страной, наладившей масштабное производство синтетического каучука, стал СССР. В 1931 году был построен опытный завод в Ленинграде.

7 июля 1932 года был запущен первый промышленный завод по производству синтетического каучука — ярославский СК-1; в этот день была получена первая в мире промышленная партия синтетического (натрий-бутадиенового) каучука.

В 1932 году в СССР строились три крупных завода по производству синтетического каучука: СК-1 в Ярославле, СК-2 в Воронеже (запущен осенью 1932 года) и СК-3 в Ефремове (запущен в 1933 году). В 1932 году начал производить синтетический каучук завод «Красный Треугольник».

В 1961 на Куйбышевском заводе СК (ныне Тольяттикаучук) впервые в промышленном масштабе получили дивинил-альфа-метилстирольный каучук. Здесь его стали делать по новой технологии – не из пищевого сырья, а из нефтехимических продуктов. В 1964 году на заводе впервые в мире в промышленном масштабе получили изопреновый каучук, аналогичный натуральному каучуку. В 1982 году в Тольятти стали выпускать новую для страны марку — бутилкаучук.

Основные типы синтетических каучуков:

  • Изопреновый
  • Бутадиеновый каучук
  • Бутадиен-метилстирольный каучук
  • Бутилкаучук (изобутилен-изопреновый сополимер)
  • Этилен-пропиленовый (этилен-пропиленовый сополимер)
  • Бутадиен-нитрильный (бутадиен-акрилонитрильный сополимер)
  • Хлоропреновый (поли-2-хлорбутадиен)
  • Силоксановый каучук
  • Фторкаучуки
  • Тиоколы

Промышленное применение

Наиболее массовое применение каучуков — это производство резин для автомобильных, авиационных и велосипедных шин.

Из каучуков изготавливаются специальные резины огромного разнообразия уплотнений для целей тепло- звуко- воздухо- гидроизоляции разъёмных элементов зданий, в санитарной и вентиляционной технике, в гидравлической, пневматической и вакуумной технике.

Каучуки применяют для электроизоляции, производства медицинских приборов и средств контрацепции.

В ракетной технике синтетические каучуки используются в качестве полимерной основы при изготовлении твёрдого ракетного топлива, в котором они играют роль горючего, а в качестве наполнителя используется порошок селитры (калийной или аммиачной) или перхлората аммония, который в топливе играет роль окислителя.

Каучуки синтетические

ЦИКЛООЛЕФИНОВЫЕ КАУЧУКИ

Синтетические каучуки общего назначения Синтетические каучуки специального назначения
Применяются в тех же резиновых изделиях, что и натуральный каучук Для таких изделий (шины, РТИ) важно главное свойство резины — эластичность. Используются в изделиях, которые должны обладать специальными свойствами: морозо- и теплостойкостью, масло- и бензостойкостью, стойкостью к действию озона, кислорода или иными свойствами, которые отсутствуют у натурального каучука.
  • Бутадиеновые СКД (1,4-цис-Полибутадиен)
  • Изопреновые каучуки СКИ (1,4-цис-Полиизопрен)
  • Этилен-пропиленовые
  • Бутадиен-стирольные СКС
  • Хлоропреновые (наирит)
  • Бутилкаучук БК
  • СКЭП (сополимеры этилена с пропиленом)
  • СКЭПТ (сополимеры этилена с пропиленом и третьим мономером)
  • Бутадиен-нитрильные СКН
  • Кремнийорганические СКТ (силиконы)
  • Уретановые каучуки СКУ (полиуретаны)
  • Фторкаучуки СКФ
  • Полисульфидные каучуки (тиокол)
  • Хлорсульфированный полиэтилен ХСПЭ

Существуют особые группы синтетических каучуков, такие, как:

  • наполненные каучуки — смеси каучука с наполнителями или пластификаторами
  • водные дисперсии каучуков — латексы
  • жидкие каучуки — отверждающиеся олигомеры

Первое промышленное производство синтетического каучука (натрий-бутадиенового) было начато в СССР в 1932 году. Произошло это благодаря тому, что страна нуждалась в сырьевой базе для резиновой промышленности. Природных каучуконосов на территории Советского Союза было недостаточно или не было вовсе, из других стран каучук не завозился.

Применение каучуков

Каучуки применяют для электроизоляции, изготовления медицинских приборов, средств контрацепции, тканей, обуви, строительных материалов, лент, ремней, трубок. Всего около 50 тысяч наименований изделий.

Наиболее массовое использование каучуков — это изготовление резин для авиационных, автомобильных, велосипедных и прочих шин.

В ракетной технике синтетические каучуки используются как полимерная основа при изготовлении твёрдого ракетного топлива.

Основные виды синтетических каучуков

Кремнийорганические каучуки (силиконовые) — один из видов кремнийорганических соединений невысокой молекулярной массы. Физиологически инертны. Используются в производстве трубок для переливания крови, оболочек кабелей и проводов, протезов (искусственных клапанов сердца), изделий пищевого назначения. Жидкие кремнийорганические каучуки — герметики.

Изопреновые каучуки — синтетические полиизопрены. Резины из изопреновых каучуков отличаются эластичностью и высокой механической прочностью. Заменяют натуральный каучук в производстве конвейерных лент, резин, шин, обуви, спортивных и медицинских изделий.

Бутадиен-нитрильные каучуки (дивинилнитрильные, нитрильные, СКН, БНК) — продукт сополимеризации бутадиена с акрилонитрилом. Резины из БНК масло- и бензостойки (производство конвейерных лент, сальников).

Бутадиеновые (дивиниловые) каучуки — продукт полимеризации бутадиена — первый в мире синтетический промышленный каучук, получен в Советском Союзе в 1932 году.

Нестереорегуляторный бутадиеновый каучук применяется главным образом для производства кислото- и щёлочестойкой резины, эбонита, стереорегуляторный — в производстве шин (по износоустойчивости превосходят шины из натурального каучука).

Бутадиен-стирольные (дивинилстирольные, стирольные, СКС, БКС) каучуки — продукт сополимеризации бутадиена со стиролом. Резины из БСК прочны, износостойки: автомобильные шины, конвейерные ленты, резиновая обувь.

Бутилкаучук — продукт полимеризации изобутилена с небольшими количествами изопрена. Резины на основе бутилкаучука устойчивы к химическим реагентам, атмосферостойки, обладают хорошими электроизоляционными свойствами, низкой газопроницаемостью (изоляция кабелей и проводов, производство камер автомобильных шин).

Хлоропреновый каучук (наирит, неопрен) — продукт полимеризации хлоропрена. Резины из хлорпренового каучука атмосферо-, масло-, бензостойки. Применяется в производстве конвейерных лент, ремней, рукавов, клеёв.

Уретановые каучуки — полиуретаны, получаемые взаимодействием полиэфиров с концентрированными ОН-группами и диизоцианатов. Высокие износостойкость, прочность, масло- и бензостойкость, устойчивость к действию озона, света, радиации, вибростойкость. Массивные шины, износостойкие покрытия, подошвы для обуви, клеи, герметики, искусственная кожа.

Полиизобутилен — гомополимер изобутилена. Высокая устойчивость к агрессивным средам, водо-, газонепроницаемость, хорошие диэлектрические свойства, озоностойкость, термостойкость. Электроизоляция, прорезиненные ткани, антикоррозийные покрытия, герметизирующие составы, клеи.

Этилен-пропиленновые каучуки — сополимеры этилена с пропиленом и третьим диеновым мономером. Высокие тепло-, озоно-, атмосферостойкость, стойкость к окислению, действию воды, кислот и щелочей, высокие диэлектрические свойства. Автокамеры, прорезиненные ткани, теплостойкие резинотехнические изделия, изоляция кабелей и проводов.

Фторкаучуки — продукты полимеризации фторорганических соединений, преимущественно смесей винилиденфторида с трифторхлорэтиленом или с гексафторпропиленом. Резины из фторкаучуков термостойки, негорючи, устойчивы к окислителям, топливам, маслам. Используются в основном для производства различных уплотнителей, эксплуатируемых при температуре выше 200 градусов.

Названия некоторых резин, коды ASTM (American Standard (of) Testing Materials) и по-русски

Особенности полимерного материала фторкаучука

ЦИКЛООЛЕФИНОВЫЕ КАУЧУКИ

Среди всего разнообразия синтетических материалов отдельное место занимает особая группа – эластомеры.

Эти полимеры отличаются от других разновидностей уникальными физическими свойствами, главное из которых – возможность в несколько раз увеличивать свои размеры под действием кратковременной или длительной нагрузки.

После снятия напряжения, материал возвращает изначальную форму практически без искажений. Именно благодаря своей эластичности эти полимеры стали основной альтернативой натуральных каучуков и латекса в производстве синтетических резин.

Одним из наиболее распространенных эластомеров стал фторкаучук, который обладает своими уникальными характеристиками и физическими свойствами, что позволило материалу получить широкое распространение в химической промышленности и потребительской сфере.

Метод получения и основные свойства

Фторированные синтетические каучуки получают благодаря способу радикальной полимеризации простых мономеров в эмульсии с добавлением фтора. Основным сырьем для химической реакции служит винилдефторит, который соединяют с перфторметилвинилом, трихлорэтиленом или гексахлорпропиленом. В зависимости от компонентов, итоговое вещество может обладать различными свойствами.

Вне зависимости от состава, фторкаучуки обладают следующими особенностями:

  • высокая механическая прочность. Один из наиболее важных показателей среди всех эластомеров, благодаря которому значительно уменьшается физический износ изделий даже под действием абразивов;
  • широкий диапазон рабочих температур. Материал невосприимчив к резким перепадам и стабильно сохраняет свои свойства при граничных положительных и отрицательных значениях температуры;
  • устойчивость к воздействию агрессивных химических веществ. Дополнительно материал не подвержен разрушению при контакте со смазками, маслами и бензином, что является редкой характеристикой для большинства эластомеров;
  • полимер не поддерживает горение.

Кроме того, синтетический фторированный каучук имеет довольно высокую стойкость к радиоактивным излучениям и неплохие диэлектрические свойства.

Благодаря своим химическим и физическим характеристикам этот каучук является единственным среди широкой группы эластомеров, который используется в особо неблагоприятных условиях, там, где аналоги (натуральный или углеводородный каучук) нельзя применить из-за быстрого разрушения.

Области применения и основные разновидности

Во всем мире фторкаучуки известны под двумя маркировками – FPM (обобщающая аббревиатура для всех материалов данной группы) и Viton (резиновый полуфабрикат на основе фторкаучука, запатентованный компанией DuPont). Для американского рынка существует свое название – FKM, а на рынке постсоветского пространства эти эластомеры обозначаются как СКФ (синтетический каучук фторированный).

Сегодня на рынке России существует два основных материала, состав которых не изменился со времен их разработки и производства в СССР – СКФ-26 и СКФ-32. По сути, это начальное сырье (базовая основа) для производства синтетических резин с определенными характеристиками.

Фторкаучук, свойства которого незначительно меняются в зависимости от молекулярного состава, используется в таких отраслях промышленности:

  • автомобилестроение;
  • нефтеперерабатывающие комплексы;
  • транспорт и химическая промышленность;
  • фармация и пищевая промышленность.

Кроме того, синтетические резины, полученные на основе этого полимера, широко применяют в условиях пониженных температур и тяжелого климата. Наиболее наглядный пример – геологическая разведка и освоение новых месторождений в Полярных широтах.

Из резины различной толщины и плотности изготавливают прокладки, уплотнители, сальники и соединительные элементы, которые обладают высокой износостойкости и обеспечивают бесперебойную работу механизмов и узлов в экстремальных условиях.

Вместо итогов

Благодаря изобретению и успешному синтезу фторкаучуков значительно улучшились физико-химические показатели искусственных резин на их основе. Это позволило наладить выпуск различных уплотнительных изделий, которые широко используют в механизмах, работающих в тяжелых климатических условиях.

Материал не нуждается в дополнительном армировании и обладает высокими эксплуатационными характеристиками. На данный момент не существует аналогов среди других органических и синтетических эластомеров по износостойкости и механической прочности.

Ознакомится с материалом, описывающим основу для всех эластичных полимеров, можно в статье “Основные свойства и характеристики форполимеров“.

Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.

×
Рекомендуем посмотреть