Синтетикалық каучуктердің сипаттамасы

1. Синтетикалық  каучуктердің сипаттамасы.

Алу жолдары, қолдануы және  жіктелуі. Кәзіргі  кезде,  әр түрлі өнімділік  қасиеттер  мен   құрамы,  кен ассортименті  синтетикалық  каучуктер өндіріледі.  Каучуктертердің  жіктелуі мономерлерден атау бойынша (изопрендік, бутадиендік каучуктер), немесе атом топтар бойынша (полисульфидтық, кремнийорганикалық және т.б.).

Синтетикалық  каучуктерді негізігі алу жолдары диен  және  алкендердің  полимеризациялану.  Каучуктердің  өндіру  үшін  мономерлер ретінде   бутадиен, изопрен, стирол, хлоропрен, изобутен, этилен, акрилонитрил және т.б. алынады.   
Полисульфидтық, полиуретандық  және  басқа  каучуктерді   поликонденсация   арқылы  алады.  Қолдану  аймақтар  бойынша  оларды   арнайы  және  жалпы  назначения. Жалпы  нзначения  каучуктер қасиеті -  қалыпты  температуралардағы   жоғары  эластикалығы.  Арнайы каучуктер экстремальдік  және ерекше  жағдайларда  келесі  қасиеттерге  ие  болу керек:  еріткіш,  май, оттек,  озон, жылу-және аязға  тұрақты   болу керек.

Синтетикалық  каучуктердің  ерекше  топтары   болады,  мысалы,  каучуктердің  сулы  дисперсиялары – латекс,  сұйық каучуктер – қататын  олигомерлер,  толтырылған  каучуктер -  каучук пен  толтырғыш немесе   пластификатордын  қоспасы.

Жалпы  манзды  каучуктердін бірі   бутадиен синтетикалық  каучуктер (стереорегулярный 1,4-цис-полибутадиен)

Және изопренді (1,4-цис-полиизопрен) каучук.

Олар  жоғары   тұрақты,  эластикалық,   арзан  және   көп   ауқытта  пайдалануымен   сипатталады.  Оларды  резинадан  жасалған  бұйымдар   өндірісінде  өте  көп  қолданады. Каучуктердің  өндірістік  қасиеттерін  модификациялау  үшін   сополимеризацияны  - диенді  басқа   алкендермен  полимерлейді, қолданады.   Бұндай   полимер   екі   түрлі   элементарлық  звенолардан  турады.   Мысалы,  бутадиенстиролды  синтетикалық  каучук

(СКС),

Ол  тек  зезиналық  бюұйымдардада  қолданбай,  құрылыс  латекстің  және   латексті-эмульсиялық  бояулардын  негізі  болып  саналады.

 

2. Бутадиендік  каучук.

1,3-бутадиен  полимерлері. Ен манызды  стереорегулярды   бутадиен  каучуктер,  оларды  ерітінде  синтездейді   Циглер-Натта  катализатор немесе  литийорганикалық  катализатор қатысуымен.  Бутадиен  звенолары 1,4-цис (ф-ла I), 1,4-транс (II) и 1,2 (III) конфигурацияда болуы мүмкін.  Звенолардын  қатынасы  катализатор  табиғатымен  және полимеризация  жағдайымен  анықталанады: ( табл. 1).  

Табл. 1. –  Бутадин  каучуктердің  макромолекуланын  структурасы

	Содержание звеньев. %
Катализатор (инициатор) полимеризации	1,4-цис	1,4-транс	1,2
	Полимеризация в растворе
Комплексный кобальтовый Никелевый Титановый Литийорганический То же + донор электронов Алфиновый	93-98 93-98 87-95 30-50 5-10 0-15	1-4 1-4 2- 8 45-55 10-15 55-75	1-4 1- 4 2- 5 10-15 75-85 20-30
	Полимеризация в массе
Метлллич, Na Металлич. Li	10-15 30-35	15-25 45-55	65-70 15-20
	Полимеризация в эмульсии
Свободнорадикальный инициатор	10-20	60-75	15-25

Стереорегулярдық бутадиен каучуктердін ортасанды молекулалық масса 100-250 мын, эмульсиялықты - 40-100 мын.  Полидисперстік  индексі ( -среднемассовая мол. масса) катализатор типтен және  полимеризация  жағдайларға  тәуелді. Мысалы, литийорганикалық  қатысында алынатын бутадиен  каучук 1,1-2,0, ал   титандық -1,5-5,0 болады. 

Ен  полидисеперленген  бутадиен  каучуктер- масса  және   эмульсияда  синтезделген   ( > 10).  Бұл каучуктердің   макромолекулалар  наиб. Разветвленностью сипатталанады.

Бутадиен  каучуктер  ароматты  көмірсутектерде ,  циклогександа,  С7 және  одан  жоғары  алифатты   көмірсутектерде  жақсы  ериді.  Каучуктердің  физикалық  қасиеттері   макромалекуланын  құрамына  тәуелді  болады ( табл. 2).

Табл. 2 – Бутадиен каучуктердің  физикалық  қасиеттер

Содержание звеньев, %			Т. стекл., °С	Плотность энергии когезии, кДж/моль
1,4-цис	1 ,4-транс	1,2
87-95	2-8	2-5	- 105	4,31
30-50	45-55	10-15	-95	4,61
10-20	60-75	15-25	-85	4,98
10-15	15-25	65-70	-50	6,62

 

3. Бутадиен-стиролды каучуктер, дивинил-стиролды каучуктер, синтетикалық каучуктер,  бутадиена (I) и стирола (II) (или a-метилстирола) жалпы формулы сополимеризациянын  өнімдері :

Бутадиен-стиролды  каучукты  ~5°С (төментемпературалық) немесе ~50°С (жоғарытемпературалық) сулы  эмульсияда  мономерлердің  сополимеризация  арқылы  алады.  Каучукте   байланысқан   стиролдын  мөлшері   8,23 немесе 45% жуық. Бутадиен-стиролды  каучук -  ашық-сары  түсті   өнім , тығыздығы 900—990 кг/м3 (0,90—0,99 г/см3);

Ароматты және  алифатты  көмірсутектерде  ериді,    кетон және  суйық пен  концентрлі  қышқылдардың  әсеріне  тұрақты. 

Бұл  каучукты  вулкандау  үшін  күкіртті  қолданады;  көп  таралған   вулкандау  жылдадатқыштар  — 2-меркаптобензиазол сульфенамидты  туындылар.  Резиналық қоспалардын  құрамында ,бұл  жылдамдатқыштар,    подвулканизацияға  жоғары  тұрақтылығымен  сипатталады.   Бутадиен-стиролдық  куачуктердің  негізіндегі  толықтырғыш  ретінде  белсенді   күйелер  қолданады .

Бутадиен-стиролдық  каучуктерден  жасалған   резиналар  құрамында 8% байланысқан  стирол болса, олар    аязға тұрақты  және   жоғары  эластикалық  қасиетерімен  сипатталанады (см. табл.).. 

Показатели	СКС-10 или СКМС-10 (~8)*	СКС-30 или СКСМ-30 (~23)	СКС-50 или СКСМ-50 (~45)
Прочность при растяжении, Мн/м2 (кгс /см2) Сопротивление раздиру, кн/м, или кгс/см.. Эластичность по отскоку, %.......... Износостойкость, см3/(квт ч) Температура хрупкости, °С	20(200) 70 42 260 —75	23(230) 90 40 230 —52	27 (270) 95 32 200 —14

* Байланыстырылған   стиролдын   мөлшері, %

 

1. Изопрендік  каучуктер.

 Изопрендік  каучуктер -  изопреннің   полимеризация  өнімдері.  Катализатор  ретінде   комплекстік   қосылыстар  AlR3+TiX4, где R — алкил, Х — галоген типті,  литийорганикалық  катализаторлар қолданады.

Изопрендік  каучуктердің  макромолекулалар 1,4-цис (I) структуранын  звенолардын  жоғары  мөлшерімен  (65—99%) және 1,4-транс (II) және  звенолары 3,4 (III). сипатталанады. 

Изопрендік  каучуктердін  1,4-цис (92—99%) звенолар  жоғары  мөлшерді  комплекстік  катализаторларда  синтездейді.

 

 

 

Изопрен каучуктердін  тығыздығы 0,910—0,920 г/см3,  шыныағынды температурасы 70 °С жуық.  Каучуктар  төртхлорлы көмірсутекте,  хлороформ,  монохлорбензол және  толуол  ерітінділерде  ериді.  Спиртта және  кетондарда   ерімиді.

Ароматтық  майларда  изопрендік  каучуктердің ісінуі 500%. Изопрендік  каучуктер  концентрленген  қышқылдар,  сілтілер  және  суға  тұрақты.   Каучуктердін  макромолекулалардын  құрамында   жоғары мөлшерде қанықпаған  байланыстар  бар  болғандықтан ,  олар  тотығу  процесстерге төмен  тұрақтылығымен   сипатталанады.  Табиғи  каучуктер  сияқты, изопрен  каучуктар   созу  нәтижесінде (0 °С жоғары) немесе  созусыз ( 0 °С төмен)  кристалданады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пайдаланылған  әдебиеттер

 

1 Гадмор  З., Гогос К. Теоретические основы  переработки полимеров. –М.: Химия, 1984. -628с.

2. Горнер  Р.В. Теоретические основы переработки  полимеров. –М.: Химия, 1979.-489с.

3 Агутин  М.С. Афанасьев Н.В. Теоретические  основы переработки пластмасс. –М.: МХТИ им. Д.И. Менделеева. 1974. -318с.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Жоспар

1. Синтетикалық  каучуктердің сипаттамасы
2. Бутадиендік  каучук.
3. Бутадиен-стиролды каучуктер
4. Изопрендік  каучуктер.