каучук натуральный

КАУЧУК НАТУРАЛЬНЫЙ (НК)

1,4-цис-полиизопрен [—CH₂С(CH₃)=CHCH₂—]_n, получаемый в осн. коагуляцией кислотами (уксусной, муравьиной и др.) латекса натурального. Продукт коагуляции-коагулюм — превращают в листы или измельчают, промывают, сушат и упаковывают в кипы или брикетируют. Важнейшие пром. типы НК-рифленый смокед-шитс (RSS; коагулюм лосле сушки подвергают копчению в спец. камерах) и светлый креп (PCR; при его получении в латекс для отбеливания добавляют NaHSO₃). Сорт в каждом типе НК оценивается визуально. Получил значит, развитие (после 1965) выпуск технически классифицир. марок НК (SMR, SIR, SCR, TTR и др.) с регламентированными вязкостью, цветом, скоростью вулканизации и свойствами вулканизатов. Пром. сорта НК включают 5–7% по массе некаучуковых веществ (белков, липидов, жирных кислот, золы и др.), влияющих на его стабильность и перерабатываемость. Полиизопрен НК содержит 100% звеньев, присоединенных в положении 1,4 цис-конфигурации, непредельность его составляет 95,0–98,5%. Характеризуется широким (часто бимодальным) ММР. Среднечисловая мол. м. 100 тыс. — 300 тыс., среднемассовая 1,3–2,6 млн. В НК имеются азот- и кислородсодержащие функц. группы, по которым происходит сшивание каучука, начинающееся при подсочке дерева во время получения латекса и продолжающееся при хранении каучука. Растворимость НК в хороших растворителях (бензол, толуол, бензин, CHCl₃, CCl₄ и др.) 60–85%. Плотность 0,91 г/см³; т. стекл. от −69 до −74 °C; n²⁰_D 1,5190–1,5195 (смокед-шитс), 1,5218–1,5222 (светлый креп); плота, энергии когезии 261–292 МДж/м³; С° 1,88 кДж/(кгК); ΔH⁰_сгор −45,25 МДж/кг; теплопроводность 0,13 Вт/(мК); термич. коэф. объемного расширения (62–67)∙10⁻⁵ °C⁻¹; коэф. газопроницаемости [м²/(Па∙с)]: 369∙10⁻¹⁸ (H₂), 175∙10⁻¹⁸ (O₂), 60,4∙10⁻¹⁸ (N₂): ε (1 кГц) 2,37–2,70; tgd (1 кГц) 0,001–0,003; р10¹² — 10¹⁵ Ом∙м; диэлектрич. прочность 3,937 В/мм. НК кристаллизуется при охлаждении и деформировании (в недеформир. состоянии — при температурах от −50 до 20 °C, с макс. скоростью при −25 °C). Макс. степень кристалличности 30–40%, температура плавления кристаллич. фазы 15–40 °C в зависимости от условий кристаллизации. Нагревание очищенного НК в отсутствие света и O₂ вызывает деструкцию и структурирование, приводит к уменьшению ненасыщенности и гелеобразованию. При температурах выше 280–300 °C наблюдается пиролиз. Под действием УФ света и др. ионизирующих излучений НК преим. деструктируется. При нагр. и облучении УФ светом в присутствии O₂ преобладают термо- и фотоокислит. деструкции НК. Озон вызывает растрескивание растянутых вулканизатов НК (озонное растрескивание). Вследствие кристаллизации НК при хранении его подвергают перед переработкой декристаллизации (распарке) горячим воздухом при 50–70 °C или токами высокой частоты. Из-за низкой исходной пластичности (до 0,1–0,2) его пластицируют в резиносмесителях (при 100–150 °C), на вальцах (30–60 °C) и др. обычно до пластичности 0,25–0,50. Наиб. эффективна высокотемпературная пластикация НК в присутствии 0,3–0,5 мас. ч. ускорителей (производных тиофенолов, дисульфидов и др.). Разработаны марки SMR, не требующие предварит. декристаллизации и пластикации. НК технологически совместим с др. ненасыщ. каучуками, полиэтиленом, сополимерами стирола. При приготовлении резиновых смесей на основе НК используют серные, изоцианатные и др. вулканизующие системы, активные и неактивные (в т. ч. светлые и цветные) наполнители, антиоксиданты, антиозонанты, пластификаторы и др. обычно применяемые ингредиенты. Изготовление и переработку смесей, вулканизацию изделий проводят на обычном оборудовании резиновых заводов. НК характеризуется уникальным комплексом техн. свойств: высокими клейкостью и когезионной прочностью резиновых смесей; эластичностью, прочностью и сопротивлением раздиру резин, в т. ч. ненаполненных и наполненных неактивными наполнителями, хорошими сопротивлением росту трещин, морозо- и износостойкостью, тягово-сцепными свойствами. Резины на основе НК (их свойства см. в табл.) хорошо противостоят действию большинства кислот (не являющихся окислителями), щелочей, растворов солей, но не стойки к действию масел и топлив.

^{СВОЙСТВА ВУЛКАНИЗАТОВ НАТУРАЛЬНОГО КАУЧУКА}

НК-каучук общего назначения. Его применяют в производстве шин (~60% всего НК), РТИ (транспортерных лент, приводных ремней, рукавов, амортизаторов, прокладок, уплотнителей и др.), клеев, эбонитов, электроизоляц. материалов, губчатых резин, резиновых изделий бытового, санитарно-гигиенич., мед., пищ. и спортивного назначения и др. Мировое производство НК ок. 4,3 млн. т/год (1985). Крупные производители НК-Малайзия, Индонезия, Таиланд, Индия, Шри-Ланка, КНР, СРВ.

^{Лит.: Догадкин Б. А., Химия эластомеров, 2 изд., М., 1981; Kirk-Othmer encyclopedia, 3 ed.. v. 20, N. Y., 1982, p. 468–91; Natural Rubber Science and Technology, ed. A. D. Roberts, N. Y., 1988.}

_{В. А. Гречановский, Ф. Е. Куперман}