Искусственный каучук: Синтетический каучук — Что такое Синтетический каучук?

Содержание

Синтетический каучук — получение, история и виды

Синтетический каучук — это синтетический эластомер, который обладает эластичными, водонепроницаемыми и электроизоляционными свойствами. В основном это полимеры, синтезированные из побочных продуктов нефти. Синтетический каучук используется для производства различных типов резины, при этом используется процесс вулканизации. Ежегодно производится около 32 миллионов тонн каучука, из которых две трети являются синтетическими. Рынок синтетических каучуков оценивается примерно в 56 миллиардов долларов США в 2020 году.  Синтетический каучук, как и натуральный каучук, используется в автомобильной промышленности для изготовления шин, резиновых профилей для дверей и окон, резинотехнических изделий, шлангов, ремней, матов, напольных покрытий и много другого.

Не смотря на то, что Вторая мировая война стала движущей силой появления синтетического каучука в промышленных масштабах, когда правительства начали строить заводы, чтобы сбалансировать дефицит натурального каучука, были и другие причины после войны, которые привели к разработке альтернативы или заменителей натурального каучука. Вот некоторые важные факторы, которые влияли на производство синтетического каучука:

  • Рост цен на натуральный каучук на мировом рынке в ответ на общее состояние экономики
  • Политические события, которые отрезали покупателей от поставщиков сырья
  • Большие транспортные расходы
  • Региональные ограничения в отношении создания каучуковых плантаций
  • Увеличение мирового спроса на каучук.

Производство синтетического каучука

Синтетический каучук в промышленном масштабе производится методами растворной или эмульсионной полимеризации. Полимеры, изготовленные в растворе, обычно имеют больше линейных молекул (то есть меньше разветвлений боковых цепей от основной цепи полимера), а также более узкое распределение молекулярного веса (то есть, большую длину) и обладают хорошей текучестью. Кроме того, размещение мономерных звеньев в молекуле полимера может контролироваться более точно, когда полимеризация проводится в растворе. Мономер или мономеры растворяют в углеводородном растворителе, обычно в гексане или циклогексане, и полимеризуют, используя металлоорганический катализатор, такой как бутиллитий.

При эмульсионной полимеризации мономер (или мономеры) эмульгируется в воде с подходящим мылом (например, стеарат натрия), применяемым в качестве поверхностно-активного вещества, и добавляется водорастворимый свободнорадикальный катализатор (например, персульфат калия, пероксиды, окислительно-восстановительная система), чтобы вызвать полимеризацию. После того как полимеризация достигнет желаемого уровня, реакцию останавливают добавлением ингибитора радикалов. Около 10 процентов синтетического эластомера, получаемого эмульсионным методом, продается в виде латекса. Остаток коагулируют с подкисленным соляным раствором, промывают, сушат и прессуют в брикеты весом 35 кг.

К примеру, когда проводится «горячая» эмульсионная полимеризация SBR (при 50 °C) — молекулы полимера более разветвлены, а когда проводят «холодную» полимеризацию (при 5 °C ) — они более линейны и, как правило, имеют более высокую молекулярную массу, которая придает свойства, улучшающие сопротивление истиранию и износостойкость шин. В некоторых случаях полимеризация продолжается для того, чтобы получить продукты с такой высокой молекулярной массой, которая сделала бы связи трудноразрушимыми. В этих случаях перед коагуляцией добавляют около 30 процентов тяжелой нефти, чтобы получить «растянутые маслом» эластомеры с превосходной износостойкостью.

История синтетического каучука

Происхождение эластомеров, образующих основу синтетического каучука, можно проследить до первой половины 19-го века, когда были предприняты попытки определить состав и структуру натурального каучука с целью воспроизведения данного материала. В 1838 году немецкий ученый  Химли получил летучий дистиллят из этого вещества, и в 1860 году англичанин Ч. Гревилл Уильямс путем перегонки разделил каучук на три составляющие — масло, деготь и «спирт», причем последняя часть представляет собой более летучую фракцию и основной компонент, который Уильямс назвал изопрен. Француз Жорж Бушардо с помощью газообразного хлористого водорода и длительной дистилляции превратил изопрен в каучукообразное вещество в 1875 году, а в 1882 году другой британец, У. А. Тилден, произвел изопрен с помощью разрушительной перегонки скипидара. Тилден также назначил изопрену структурную формулу Ch3 = C (Ch4) ―CH = Ch3.

Все изложенное выше было попытками воспроизвести натуральный каучук. Только когда был прекращен поиск химических эквивалентов натурального каучука и были подчеркнуты сопоставимые физические свойства, появился синтетический каучук. Выбор пал на бутадиен (Ch3 = Ch3CH = Ch3), соединение, подобное изопрену, в качестве основы для синтетического продукта. Несколько значительных вкладов поступило из России. В 1901 году Иван Кондаков обнаружил, что диметилбутадиен при нагревании с калием производит резиноподобное вещество, а в 1910 году С.В. Лебедев полимеризовал бутадиен, который он получил из этилового спирта. Во время Первой мировой войны Германия под воздействием блокады, введенной союзниками, начала производство «метилового каучука» с использованием процесса Кондакова. По современным меркам это был худший заменитель, и после войны немецкие производители вернулись к более дешевому и более качественному натуральному продукту. Однако исследования и эксперименты продолжались, и в 1926 году немец Г. Эберт преуспел в производстве полимеризованного натрием каучука из бутадиена. В течение следующего десятилетия этот материал превратился в различные типы бутадиеновых каучуков «буна» (так называемые из начальных слогов двух материалов, использованных для их изготовления: бутадиена и натрия).

В Советском Союзе производство полибутадиена с использованием процесса Лебедева было начато в 1932–33 годах с использованием картофеля и известняка в качестве сырья. К 1940 году в Советском Союзе была крупнейшая в мире индустрия синтетического каучука, производившая более 50 000 тонн в год. В то же время в Германии был разработан первый синтетический эластомер, который можно было использовать для замены натурального каучука и производства шин удовлетворительного качества. Farben Вальтера Бока и Эдуарда Чункура, которые синтезировали каучуковый сополимер стирола и бутадиена в 1929 году, используя процесс эмульсии. Немцы называли эту резину Buna S; англичане называли его SBR, или стирол-бутадиеновый каучук. Поскольку стирол и бутадиен могут быть получены из нефти, зернового спирта или угля, SBR пользовался большим спросом во время Второй мировой войны. Были произведены огромные объемы — до 100 000 тонн в год в Германии и Советском Союзе. Около 800 000 тонн в год SBR производилось в Соединенных Штатах, где оно получило обозначение военного времени GR-S (government rubber-styrene). Во время войны немецкие инженеры-химики усовершенствовали низкотемпературную или «холодную» полимеризацию SBR, производя более однородный продукт.

Другие важные синтетические эластомеры были открыты за десятилетия до Второй мировой войны, хотя ни один из них не был пригоден для изготовления шин. Среди них были полисульфиды, синтезированные в Соединенных Штатах Джозефом Патриком в 1926 году и коммерциализированные после 1930 года в виде маслостойких тиокольных каучуков; полихлоропрен, обнаруженный Арнольдом Коллинзом в 1931 году и коммерциализированный компанией DuPont в 1932 году как Duprene (позднее неопрен), высокопрочный маслостойкий каучук; нитрильный каучук (NBR), маслостойкий сополимер акрилонитрила и бутадиена, синтезированный Эрихом Конрадом и Чункуром в 1930 году и известный как Buna N в Германии;  бутилкаучук (IIR), сополимер изопрена и изобутилена, открытый в 1937 году американцами Р.М. Томасом и В. Дж. Спарксом в Standard Oil Company (Нью-Джерси).

После Второй мировой войны растущая изощренность в синтетической химии привела к открытию многих новых полимеров и эластомеров. В 1953–54 годах два химика, Карл Циглер из Германии и Джулио Натта из Италии, разработали семейство металлоорганических катализаторов, которые были способны точно контролировать расположение и порядок звеньев вдоль полимерной цепи и, таким образом, создавать регулярные (стереоспецифические) структуры. С использованием таких катализаторов изопрен полимеризовался таким образом, что каждый элемент в цепи был связан со своим предшественником в цис-конфигурации, практически идентичной структуре натурального каучука. Таким образом, был изготовлен практически 100-процентный цис-полиизопрен, «синтетический натуральный каучук». В 1961 году тот же тип катализатора с бутадиеном, что и мономер, был использован для производства цис-1,4-полибутадиена, каучука, который, как было установлено, обладает превосходной стойкостью к истиранию, особенно в шинах, подвергающихся воздействию тяжелых условий эксплуатации.

Несколько других достижений характеризовали послевоенные годы. Например, были получены блок-сополимеры, в которых длинная последовательность одного химического звена сопровождается в одной и той же молекуле длинной последовательностью другого, с использованием множества различных единиц и длин последовательностей. Были представлены новые маслостойкие и термостойкие эластомеры, в том числе стирол-акрилонитрильные сополимеры, полисульфиды и хлорированный и хлорсульфонированный полиэтилен. В некоторой степени, был  достигнут контроль над широким диапазоном молекулярной длины, присутствующим в большинстве полимеров, поэтому во многих случаях могут быть получены узкие или широкие распределения с совершенно разными вязкостными свойствами. Кроме того, полимеры были синтезированы с разветвленными молекулами, или со многими маленькими ветвями вдоль главной цепи, или с несколькими длинными «плечами», излучающими из центральной точки, что дает различные свойства текучести и более легкое поперечное сшивание.

В 1993 году мировое потребление синтетического каучука достигло девяти миллионов тонн. Около 55 процентов всего производимого синтетического каучука используется в автомобильных шинах.

Синтетический каучук — типы и использование

Как упоминалось выше, существует несколько основных видов синтетического каучука. Тип каучука подбирается в зависимости от условий эксплуатации и необходимых физико-химических свойств готового изделия. Вот основные типы синтетических каучуков и краткое описание их областей применения.

Стирол-бутадиен-каучук (SBR): резина общего назначения, обладающая лучшей стойкостью к истиранию, плохим сопротивлением низким температурам, низкой эластичностью, хорошей стойкостью к старению и нагреву, отличный электроизоляционный материал. Используется в шинной промышленности, для производства конвейерных лент, уплотнений, резинотехнических изделий.

Полибутадиеновый каучук (BR): этот синтетический каучук не используется сам по себе. Он смешивается с SBR или NR. Он гибок при низких температурах и обладает хорошей эластичностью. Используется в шинах, сцеплениях, подшипниках двигателя, конвейерных лентах, резинотехнических изделиях, уплотнениях для питьевой воды.

Изопреновый каучук (IR): это более однородный, чистый, прозрачный каучук. Используется в технических изделиях, таких как строительные секции, нагревательные шланги, охлаждающие шланги для транспортных средств, высокопроизводительные шины, посуда для пищевых продуктов.

Акрилонитрил-бутадиеновый каучук (NBR): этот синтетический каучук обладает устойчивостью к топливу и маслу, хорошими температурными свойствами и стойкостью к истиранию. Используется в автомобильных деталях, масляных шлангах, резинотехнических изделиях, ковриках, плитах, уплотнениях, роликах и для пищевых продуктов, таких как молоко.

Хлоропреновый каучук (CR): устойчив к смазке, маслам, старению, истиранию и атмосферным воздействиям, обладает огнестойкостью. Используется в конвейерных лентах, приводных ремнях, сцеплениях, всех видах резинотехнических изделий, тросах, пневматических подвесных системах.

Бутилкаучук (IIR): этот синтетический каучук устойчив к старению, озону и химическим веществам. Обладает хорошими механическими и изоляционными свойствами. Обладает низкой проницаемостью для газов и износостойкостью. Используется в автомобильных шлангах, уплотнениях, мембранах, покрышках, резинотканевых изделиях, шлангах, изоляции кабелей.

Завод резинотехнических изделий «Каучук» имеет опыт работы с большим количеством каучуков в производстве изделий, а также производит собственные резиновые смеси на основе всех видов каучуков. Наши опытные инженеры-технологи могут подобрать для вас рецептуру резиновой смеси, которая будет отвечать всем вашим требованиям и поможет вам создать изделие, которое даст вам преимущество в условиях рыночной конкуренции. Обращайтесь за консультацией по контактам на сайте.

Синтетический каучук — виды, характеристики, свойства

24.04.2020

// Каучуки

Прошло много лет, когда путешественники привезли мяч из острова Эспаньола. Предмет прыгал после броска, чем удивлял пришельцев. Индейцы называли материал для изготовления эластичного шара «каучук», отсюда и пошло наименование каучуков – эластомеров,природных и синтетических продуктов. Ученые в течение 100 лет трудились над созданием синтетического сырья. По формулам и методам русского химика Лебедева С.В. в 1927 г. был создан синтетический каучук, а в 1932 г. выпущены первые партии резиновой продукции. Сейчас трудно представить промышленность и повседневную жизнь без изделий, получаемых вулканизацией элементов.

Синтетический каучук формула

Синтетические эластомеры принадлежат к высокомолекулярным соединениям, характерной особенностью которых является большой уровень эластичности. Визуально молекулярное строение каучука можно представить в виде углеродных цепей, состоящих из скрученных кубиков. Под воздействием нагрузок они могут вытягиваться и скручиваться.

По основному компоненту, исходному мономеру дано учеными название, разработана химическая формула синтетического каучука:

  • бутадиенового – Ch4=CH-CH=Ch4;
  • дивинилового – Ch4=CH-CH=Ch4;
  • хлоропренового – Ch4=C(Cl)-CH=Ch4;
  • молекула изопрена Ch4=C(Ch5)-CH=Ch4.

Продукция из синтетических материалов по параметрам во многом превышает свойства натуральных веществ. К примеру, предметы плавают и не растворяются в воде из-за меньшей плотности, чем у Н2О.

Получение синтетического каучука

Учеными постоянно совершенствуется синтез искусственных полимеров, чтобы добиться качества большего, чем у природных элементов. Таким примером служат вещества сополимеры:

  • стирол;
  • бутадиен;
  • акрилонитрил.

По такой схеме получал Лебедев синтетический каучук

Когда возникает полимеризация, бутадиен чередуется в цепочке с другим мономером, усиливая свойства. Российские химики создают классические синтетические материалы по свойствам, не уступающим натуральным веществам. Получение резины происходит посредством вулканизации каучука и его наполнителя – сажи. Это вид технологического процесса, который позволяет взаимодействовать основному мономеру с реагентом, происходит образование единой пространственной сетки под воздействием молекулярного соединения.

Каучук после вулканизации становится продуктом с большим уровнем:

  • прочности;
  • эластичности;
  • пластичности.

Технология изготовления превращает хрупкое и непрочное вещество в резину, устойчивую к внешним факторам или эбонит с усиленной твердостью.

Производство синтетического каучука

Повышенный спрос на полимерное вещество привел к организации целых отраслей, задействованных на производство сырья. Каучуки разделяют по общему и специальному назначению. Материалы из первого подразделения идут на выпуск продукции, где необходима эластичность при обычной температуре. Специальные каучуки выпускают для изделий с экстремальным назначением, на которые будет воздействовать мороз, огонь, озон и кислород.

Применение синтетического каучука

В мире существует широкий ассортимент изделий из искусственного каучука:
  • изоляционные материалы;
  • твердое ракетное топливо;
  • уплотнители;
  • лаки;
  • ленты;
  • покрытия;
  • шланги;
  • перчатки;
  • обувь;
  • игрушки;
  • мебель;
  • ластики.

Среди товаров из синтетических эластомеров лидирует резина для шин транспортных средств. Стоит подчеркнуть использование медицинских пластырей. Каучук соединили с лекарственными веществами и получили удобное, безвредное средство. Но самым важным открытием стала имплантация органов человека:

  • трахеи;
  • сердца;
  • сосудов;
  • суставов;
  • нижних и верхних конечностей.

Каждый человек имеет личный опыт применения одежды, автомобильных покрышек или изоляции проводов.

Виды синтетического каучука

Использование каучуков многопрофильное. Производители опираются на особенности каждого вида, созданного изобретателями. К основным относятся синтетические каучуки:

  • изопреновые;
  • бутадиеновые;
  • бутадиен-метилстирольные;
  • бутилкаучуки;
  • этиленпропиленовые;
  • бутадиен-нитрильные;
  • хлоропреновые;
  • силоксановые;
  • фторкаучуки;
  • тиоколы.
  • Изопреновый каучук создали в процессе полимеризации изопрена с катализатором. Вещество клейкое и эластичное.

Продукты, в состав которых входят гетератомы стойкие к растворителям, топливу, маслам. Но в них снижены механические свойства.

В массовом производстве большее применение нашли каучуки с содержанием хлорбутадиенов. Тиоколы используют в ограниченных масштабах.

Интересно, что автомобильная промышленность воодушевила ученых на изобретение искусственного каучука. Сока дерева гевеи было недостаточно, чтобы удовлетворить потребности резины. Сейчас популярность синтетического средства вытеснило натуральный продукт, уступающий по многим показателям. В настоящее время существует примерно 30 видов материала, которые разделяются на 220 марок.


Синтетические каучуки — База знаний

Синтетические каучуки

Данные продукты нефтеперерабатывающей промышленности также относятся к полимерным материалам, хотя имеют мало общего с предыдущими веществами. Главное физическое отличие синтетических каучуков от остальной группы полимеров заключается в том, что они не термопластичны. Их относят к группе эластомеров, то есть веществ, которые в своем нормальном состоянии способны деформироваться под действием нагрузки. После того, как давление прекращается, они возвращаются в первичную форму. В мире существует альтернатива данным веществам. Называется она природными каучуками и производится из сока дерева гевея. Масштабов производства натурального материала недостаточно для того, чтобы удовлетворить потребности рынка. Особенно ярко это было продемонстрировано во время Второй мировой войны, когда большая часть плантаций гевеи находилась под контролем Японии. Это стало толчком к развитию данного направления нефтехимии в Западных странах. На сегодняшний день синтетические материалы занимают практически 65% всего рынка каучуков.

В качестве мономеров каучуковых цепочек выступают вещества, сопряженные диены. Их отличие в том, что они имеют две двойные связи между атомами углерода. Самым востребованным из них является дивинил (1,3-бутадиен):

Рис. 22

Вторым по важности мономером является изопрен – вещество, которое очень близко к дивинилу, но имеет на один атом углерода больше:

Рис. 23

Интересной особенностью реакции полимеризации является то, что между 2 и 3 атомом молекулы образуется двойная связь, в то время как между 1 и 4 – одинарная:

Рис. 24

Благодаря таким двойным связям, материал имеет повышенную эластичность, которая характерна только для этого рода полимеров.

Стоит также понимать, что между исходными каучуками и готовой резиной есть очень большая разница. Резины производятся на основе каучука в процессе вулканизации. При термической обработке с добавлением специального ингредиента (вулканизатора) отдельные молекулярные цепочки переориентируются в поперечном направлении, что придает материалу большей прочности. Чаще всего дополнительным элементом выступает сера.

История синтетических каучуков

Своей широкой популярностью каучуки обязаны сразу нескольким открытиям. Несмотря на то, что материал был известен тысячи лет, его практически не использовали, поскольку он не имел достаточной прочности. В 1840 году Джон Гудийер смог существенно улучшить свойства каучука, открыв процесс вулканизации. Уже через шесть лет его технология смогла найти практическое применение. Роберт Томпсон запатентовал первую в мире пневматическую шину. Ее существенным преимуществом были износостойкость и комфортабельность. По сравнению с деревянными колесами тогдашних экипажей, шина была настоящей находкой. К сожалению, технологию не удалось поставить на промышленные рельсы, поскольку не было возможности производить тонкую резину.

Только через сорок лет шотландский изобретатель Джон Данлоп смог усовершенствовать процесс производства резины. На основанном им предприятии производились шины для велосипедов, экипажей, а потом автомобилей. И вот тогда каучук стал действительно востребованным в Европе. В Бразилию стали съезжаться миллионы людей, которые хотели добывать сырье и продавать его в Старом Свете.

Однако промысел просуществовал совсем недолго. Вывоз семян гевеи был запрещен властями Бразилии. Но при этом они так и не смогли уберечь себя от воровства. Уже в 1886 Генри Уикгем смог похитить около ста тысяч семян этого дерева. После того, как гевея была привезена в Азию, потребовалось некоторое время на организацию плантаций. Меньше чем через десятилетие Азия стала основным поставщиком натурального каучука на мировом рынке. Цейлон и Малайзия предложили более низкие цены, тем самым вытеснив Бразилию с рынка. Спрос на каучуковую резину рос с каждым днем. Связано это было с новыми изобретениями в производстве шин и популяризацией автомобильного транспорта. Уже в 1891 году была изобретена первая сменная шина братьями Мишлен. А всего через девять лет компания «Гудиер» представила свои первые бескамерные шины. Быстрое развитие автомобильной промышленности привел к серьезному увеличению роста спроса на каучуковые резины. Но натуральный материал не мог удовлетворить всех потребителей – возникла серьезная потребность в альтернативе натуральному каучуку.

Быстро найти синтетическую замену не смогли. Было проведено множество экспериментов, которые давали лишь частичный результат. Самого большого успеха удалось добиться русскому ученому Ивану Кандакову. Ему удалось синтезировать эластичный полимер. Однако открытый материал не нашел широкого применения. Только в 1909 году в Германии удалось получить первый синтетический каучук. В основу были положены наработки русского химика. Патент на производство синтетического каучука был зарегистрирован на имя немецкого химика Фринца Гофмана.

В этом же году в России был представлен доклад выдающегося химика Сергея Лебедева. Он продемонстрировал всем свое открытие. Оно заключалось в получении эластичного полимерного материала путем термополимеризации. Интересной особенностью этого открытия стало то, что именно данный принцип был положен в основу промышленного производства синтетического каучука. Это было первое предприятие своего рода не только на территории России, но и во всем мире.

Первая мировая война и переворот, устроенный большевиками, стали толчком для развития новой отрасли промышленности. Перед Советским Союзом встала серьезная проблема. Получать натуральный каучук было невозможно, поскольку страна находилось в блокаде. Единственным вариантом оставалось создать собственное производство синтетического каучука. Поэтому в 1926 году было проведен конкурс на разработку промышленного проекта по производству синтетического каучука. Было предложено два варианта. В первом случае химик Бызов предлагал получать эластичный полимер из добываемого нефтяного сырья. Однако тогдашние мощности не позволяли наладить серийное производство. В связи с этим на конкурсе победил проект Лебедева. Согласно его идеи синтезировать каучук стоило на основе бутадиена, который изготавливался путем переработки этилового спирта. За свой проект Лебедев получил звание академика наук и орден Ленина. Производство оказалось настолько инновационным, что в его существование долго не могли поверить в Западных странах, называя его не более чем выдумкой и обманом.

Первое предприятие по данному проекту было открыто в Ярославле в 1932 году. Следом за ним были основаны предприятия в Воронеже, Казани и Ефремове. Каждое предприятие имело одинаковые производственные мощности. В общем случае страна могла получать 40 тыс. тонн синтетического каучука в год. Предприятия открывались в близком месте от сырьевой базы. Поскольку в качестве основы использовался этиловый спирт, то и размещались заводы вблизи от плантаций картофеля. В качестве катализатора процесса производства использовался натрий. Такой способ производства не мог похвастаться высокой эффективностью. Его главным достоинством была невысокая цена, что было очень важно для страны в тот момент.

Вторым производителем синтетического каучука в мире стала Германия. Интересно, что причины у страны были те же, что у СССР. После начала Второй мировой войны страна оказалась в эконмической блокаде. Именно это стало толчком к открытию собственных производственных мощностей для изготовления синтетического каучука. Первым предприятием стал завод в городе Шкопау. Процесс производства полимера серьезно отличался и был более совершенным. Синтетический каучук производился путем реакции сополимеризации. При этом использовался стирол и бутадиен. Все это происходило в водной среде, что позволяло получить качественный полимер. Производство имело высокую эффективность, и уже до конца войны группа предприятий могла производить практически 180 тыс. тонн в год.

США также были вынуждены открыть собственное производство, поскольку все плантации гевеи в Азии оказались под контролем Японии, а поставки прекратились сразу же после атаки на Перл-Харбор. В итоге правительство приняло кардинальное решение начать собственное производство синтетического каучука. Всего за несколько лет в стране было открыто более полусотни заводов по производству данного полимера. Интересным фактом является то, что после окончания войны все производственные мощности перешли в собственность правительства.

Поскольку победу в войне одержал антигитлеровский блок, то производственные мощности Германии были разделены между союзниками. Советскому Союзу удалось получить завод из города Шкопау. Он был полностью демонтирован и вывезен в Воронеж. После освоения нового способа производства СССР стал лидером в производстве синтетического каучука.

В конечном итоге, на основе бутадиеностиролового каучука были разработаны собственные виды полимера. При этом никто не забыл про более традиционный способ производства полимера. Было принято решение изготавливать каучук на основе искусственного спирта, а не натурального, что еще больше удешевило его себестоимость. Открылось несколько предприятий. После этого разрабатывались технологии по производству полимера с помощью различных продуктов нефтехимии. Производства стали выпускать полиизопреновый синтетический каучук. Этот материал очень близок по своим качествам к натуральному сырью.

Производство синтетических каучуков

Упрощенная блок-схема производства различных типов синтетического полимера представлена ниже:

Рис. 25

Производство синтетического каучука имеет свои особенности и сложности. Главной из них является необходимость синтезировать большое количество разнообразных мономеров. Именно поэтому процесс газофракционирования так важен в нефтеперерабатывающей промышленности – он позволяет получить на выходе индивидуальные фракции необходимых легких углеродов. Наиболее интересными для данной отрасли являются бутан и изобутан, которые также получают на нефтеперерабатывающих заводах. После процедуры пиролиза и разделения сырье передается на дальнейшую переработку.

Первым этапом дальнейшего производства является дегидрирование веществ. Таким образом удается получить двойные связи углеродов после того, как будут удалены лишние атомы водорода. После такой процедуры удается добыть изопрен и бутадиен. Это самые важные материалы для процесса полимеризации синтетического каучука. Вещества производятся другими способами. Например, при пиролизе жидких газов удается получить изопрен. Кроме того, данное вещество возможно получить на основе изобутилена и формальдегида.

Поскольку синтетический каучук представляет собой сополимер, то в качестве дополнительных веществ часто используется стирол и его производные. Например, распространенной «добавкой» является метилстирола, который получается в результате добавления полипропилена вместо этилена. Важным веществом может также стать акрилонитрил. Его изготавливают на основе аммиака и пропилена. В зависимости от способа производства удается получить несколько полимерных материалов каучуковой группы. В Российской Федерации принята классификация, согласно которой полибутадиеновый каучук имеет маркировку СКД, сополимер бутадиена и стирола может иметь маркировку БСК и ДССК. Отличие всех этих материалов заключается в способе производства полимер и применяемых для этого основ. В результате удается изготовить огромное разнообразие эластичных полимеров. Наиболее распространенным является изопреновый каучук (СКИ), который по своим качествам очень близок к натуральному. Одной из его разновидностей является бутилкаучук (БК), химическое название которого изопрен-изобутиленовый.

В отдельные группы также выделяют сополимеры этилена и пропилена, в которые добавляется небольшая часть диенов. Отнести их к чистым каучукам нельзя, но они нашли широкое применение в определенных сферах. Для получения определенных качеств в полимеры часто добавляют хром и бром. Они включаются в цепочки полимеров, придавая им нужные характеристики.

Одной из наиболее востребованных современных групп каучуков являются ТЭП. Расшифровывается аббревиатура как термоэластопласты. То есть данные вещества обладают свойствами всех полимеров. Они достаточно пластичны в нормальном состоянии и могут быть обработаны традиционными для термопластов методами.

Синтетические каучуки в СИБУРе

Производством каучука занимаются несколько предприятий холдинга, которые расположены в Воронеже, Тольятти и Красноярске. Холдинг является одним из крупнейших производителей эластичных полимеров в мире, занимая шестую позицию в списке. Все предприятия холдинга выпускают большинство известных типов синтетического каучука. В качестве сырьевой базы используется бутадиен, изопрен собственного производства, а в качестве сополимеров – стирол, акрилонитрил и изобутилен.

Предприятия используют преимущественно собственное сырье. Поставляется оно в цистернах с «СИБУР-Нефтехима», завода в Томске и некоторых предприятий компании «Лукойл». В большинстве своем сырье поступает в виде веществ с различным составом, после чего проходит процесс фракционирования на месте. Очень много сополимеров поставляются от сторонних производителей, что позволяет обеспечить производственные мощности холдинга постоянной загрузкой. Одним из партнеров компании является белорусский производитель «Полимир».

После того, как мономеры пройдут необходимую очистку, они поддаются полимеризации. Для получения различных типов материалов используются различные вещества и среды производства. Очень часто применяется водяная суспензия, в которую могут добавляться небольшие кусочки готового каучука. Именно вокруг таких частичек собираются остальные, что и позволяет получить готовые материалы. Существенное отличие имеет производство изопрена. Для этого используется среда из углеводородных растворителей.

После проведения реакции полимеризации полученные материалы очищают от ненужных примесей (воды, растворителей и т.д.). Интересной особенностью производства является то, что большая часть продукции поставляется в другие страны. Главным потребителем является Китай. Кроме того, на основе некоторых типов каучуков производятся экологические шины компании «Континентал». Также на Воронежском предприятии изготавливаются многие разновидности ТЭП, которые нашли свое применение во многих специализированных сферах. Компания СИБУР занимается выпуском синтетического каучука и внедрением большого количества современных технологий.

Применение синтетических каучуков

Большая часть продукции резинового типа производится на основе синтетических каучуков. Вещество используется для производства материалов для любой сферы промышленности, в том числе и пищевой. На основе резин выпускают автомобильные шины, изоляционные материалы, медицинские костюмы, непромокаемую одежду, обувь и т.д. Самым крупным потребителем материалов на основе синтетического каучука являются автомобильные компании. Именно шины являются наиболее востребованным товаром из синтетического каучука. В настоящее время в мире действует около пятисот заводов по производству автомобильных покрышек, которые выпускают более одного миллиарда единиц товара в год.

Очень важными материалами также являются ТЭП полимеры. Они используются при производстве большого количества строительных материалов. Самой важной сферой применения этих полимеров является дорожное строительство. Положительные качества материала позволяют продлить срок службы дорожного покрытия практически в три раза. На сегодняшний день применение ТЭП при строительстве дорог является обязательным условием. В Китае уже практически сто процентов дорожного покрытия изготавливается с применением ТЭП полимеров в качестве вяжущих веществ. Такая технология позволила бы решить постоянную проблему нашей страны.

Важным применением синтетических каучуков является производство латекса. Его присадки добавляются в строительные лакокрасочные материалы, пропиточные жидкости, отделочные материалы и многое другое. Кроме того, на основе этой группы производятся товары народного потребления, игрушки, медицинские инструменты, элементы одежды, обуви и т.д. В любой сфере деятельности человека, где возникает потребность в эластичных материалах, применяются синтетические каучуки. При этом искусственные полимеры обладают гораздо большим набором положительных качеств, чем их натуральные аналоги.

Каучук искусственный Каучук синтетический — Справочник химика 21

    Классификация. По методам получения все высокомолекулярные соединения можно разделить на три группы природные (например, белки, нуклеиновые кислоты, целлюлоза, натуральный каучук), синтетические (полиэтилен, полихлорвинил и др.) и искусственные, которые получены путем химической модификации природных полимеров. [c.378]
    Все высокомолекулярные соединения делятся на две группы природные (натуральный каучук, естественные смолы, целлюлоза, белки, крахмал, камеди) и искусственные (искусственные смолы, различные пластические массы, производные целлюлозы, синтетические каучуки). Иногда высокомолекулярные вещества подразделяются не на две, а на три группы природные, искусственные и синтетические, В группу синтетических соединений входят все полимеры, полученные путем синтеза низкомолекулярных веществ (капрон, найлон, полиэтилен). К числу искусственных высокомолекулярных веществ относятся соединения, получаемые в результате химической обработки природных высокополимерных соединений (в большинстве случаев это производные целлюлозы). [c.327]

    В дальнейшем развитии химической промышленности взят курс на целеустремленное расширение действующих и создание новых базовых производств для всемерного увеличения выпуска синтетических каучуков, искусственных и синтетических волокон, пластических масс, минеральных удобрений, ядохимикатов и другой химической продукции. [c.367]

    Из латексов получают многие материалы, изготовление которых непосредственно из каучука вообще невозможно или крайне затруднительно (пенорезина, водоразбавляемые краски, искусственные кожи, адгезивы и др.). Поэтому еще до второй мировой войны латекс натурального каучука заменил каучук при изготовлении ряда изделий, несмотря на недостаточную разработанность технологии его использования (и более высокую стоимость каучука в латексе). Появление синтетических латексов сначала в виде полупродуктов эмульсионного каучука, а затем и в виде готовых продуктов со специфическими свойствами привело к возникновению ряда принципиально новых производств. [c.586]

    В результате многочисленных исследований, осуществленных огромной армией химиков, физиков и технологов, было установлено не только строение некоторых природных высокомолекулярных соединений, но и найдены пути синтеза заменителей их из доступных видов сырья. Возникли новые отрасли промышленности, нача- лось производство синтетического каучука, искусственных и синтетических волокон, пластических масс, лаков и красок, заменителей кожи и т. д. [c.5]

    Вещества с резким запахом, плохо растворимые в воде и стабильные в ней. Содержатся в сточных водах производств основного органического синтеза, синтетического каучука, искусственных и синтетических волокон, лаков и красок, эмульгаторов, растворителей, теплоносителей и др. [c.92]


    Решению этих вопросов способствовало также стремление ряда индустриальных стран освободиться от импорта важных сырьевых материалов и к замене их искусственными материалами, производимыми в своей стране. Пластические массы, синтетический каучук, искусственное и синтетическое волокно, искусственная кожа—все это родственные материалы, и получаются они аналогичными методами. Роднит их общая структура,—все они построены из больших молекул и носят общее название высокомолекулярные соединения . Действительно, молекулярный вес их в тысячи и десятки тысяч раз больше молекулярного веса таких веществ, как вода, спирт, бензол, бензин, нефть, глицерин, масла, воск и т. д. Так, молекулярный вес стеарина, из которого изготовляют свечи, равен 284, [c.8]

    Переработка и производство органических продуктов занимают в современной химической промышленности ведущее место по количеству выпускаемой продукции и особенно по многообразию изготовляемых веществ. Искусственные газообразные, жидкие и твердые топлива, антидетонаторы, органические кислоты, спирты, эфиры, красители, лекарственные и душистые вещества, пластмассы, синтетический каучук, искусственное и синтетическое волокно, органические инсектициды, моющие средства, взрывчатые вещества — вот далеко не полный перечень основных продуктов, вырабатываемых предприятиями промышленности органического синтеза. [c.7]

    Высокомолекулярные соединения. Пластмассы. Высокомолекулярными называются соединения, молекулы которых построены из нескольких тысяч или даже десятков тысяч атомов. Такие вещества содержатся и в природных материалах (целлюлоза, крахмал и др.), и получаются искусственно (например, синтетический каучук). [c.159]

    Важнейшие направления использования полимеров. Полимеры применяются в производстве пластмасс, различных видов каучука, искусственных и синтетических волокон, ионообменных смол, пленок, клеев, поверхностных покрытий. [c.363]

    В настоящее время в СССР создана мощная промышленность синтетического каучука, искусственных и синтетических волокон, сажевая промышленность больших успехов достигла наука. Все это создает широкие перспективы для дальнейшего развития шинной промышленности СССР. [c.18]

    Кроме изучения красящих веществ, за этот период были достигнуты чрезвычайно крупные успехи в заводском синтезировании других важных веществ, например, искусственного каучука, синтетических волокон, пластических масс, растворителей, лаков и многих других. [c.7]

    Синтетические полимерные материалы (синтетич. каучук, искусственное и синтетическое волокно, пластмассы) 1499 3737 11220 11932 [c.282]

    Химической промышленности ФРГ более свойственна предметная специализация, т. е. специализация по выпуску определенных готовых продуктов заводы синтетического каучука, искусственных и синтетических волокон, суперфосфатные. Предметная специализация особенно распространена среди большого количества мелких и средних предприятий, занимающихся выработкой продуктов потребительского назначения лаков и красок, фармацевтических препаратов, парфюмерных и косметических изделий, мыла и моющих средств. [c.61]

    Большинство пз указанных соединений в свою очередь являются сырьем для дальнейшего органического синтеза. Из них производятся пластические массы, синтетические каучуки различных типов, искусственное волокно, удобрения, синтетические моющие средства, высокооктановые компоненты моторного топлива, взрывчатые вещества, смазочные масла, растворители в многие другие продукты. Например, в США более 80% синтетического каучука, почти 80% синтетических моющих средств,, более 75% аммиака для производства удобрений и 75% спирта [c.3]

    Нефть и газ — это основные источники энергии в современном мире. На топливах, полученных из них, работают двигатели сухопутного, воздушного и водного транспорта, тепловые электростанции. Нефть и газ перерабатывают в химическое сырье для производства пластических масс, синтетических каучуков, искусственных волокон. В настоящее время насчитывается около 100 различных процессов первичной и вторичной переработки нефти, реализованных в промышленности. Намечается внедрение новых, весьма перспективных разработок, направленных на улучшение качества продукции и совершенствование технологии. [c.3]

    Основные продукты, получаемые из ацетилена хлористый винил, трихлорэтилен, уксусная кислота, ацетальдегид и др., в свою очередь являются полупродуктами в производстве синтетического каучука, синтетических и искусственных волокон, ядохимикатов и гербицидов. [c.330]

    Приведенный перечень процессов, безусловно, не охватывает полностью все направления бурного развития нефтехимии, однако эти процессы отвечают перспективам ближайших лет, непосредственно связанных с расширением производства синтетических каучуков, искусственных волокон, пластических масс, минеральных удобрений и гербицидов. [c.339]


    Наиболее широко применяются синтетические материалы на органической основе — высокомолекулярные полимерные материалы, молекулы которых имеют гигантские размеры по сравнению с молекулами простых органических веществ. К числу таких материалов относятся многочисленные материалы, разнообразные по свойствам и назначению. Из числа этих материалов в химическом машиностроении широко используются пластические массы, материалы на основе каучуков (натурального и синтетического) и искусственные графито-угольные материалы. [c.388]

    Исключительно важное значение приобретает химическая переработка нефти и газа в связи с развитием нефтехимических производств, т. е. отраслей химической промышленности, базирующихся на нефтяном сырье. Таковы процессы производства этилового спирта, полиэтилена, синтетического каучука, искусственного волокиа, моющих средств и др. Как правило, все эти продукты производят на основе углеводородов двух классов — непредельных и ароматических. Непредельные углеводороды присутствуют только в нефтепродуктах вторичного происхождения, т. е. крекинга. Ароматические углеводороды содержатся в прямогонных фракциях в ограниченных [c.12]

    Водород—для получения аммиака и др. органических соединений [2]. Пиролизом и дегидрогенизацией метана получают ацетилен, высококачественную сажу и водород. Алканы природного горючего газа служат источником получения низкомолекулярных алкенов, в первую очередь этилена, пропилена, бутилена, а также бутадиена, являющихся в свою очередь сырьем многочисленных синтезов, которыми получают синтетический каучук, искусственные волокна, пластические массы и др. [3]. [c.322]

    Благодаря созданию ряда оригинальных методов синтеза полимеров и применению новых систем инициаторов и катализаторов получены новые виды пластических масс, синтетических каучуков, химических волокон, пленок, быстро развивается производство синтетических термически стойких материалов, искусственной кожи, синтетических клеев, герметизирующих составов, компаундов, ионитовых поглотителей и т. д. Применение разнообразных методов исследования позволило детально изучить зависимость химических, механических, электрических и других свойств полимеров от их строения. [c.7]

    Качественно новый уровень химических знаний позволил достичь более действенных практических результатов в области методов органического синтеза и управления химическими процессами. В результате этого многотоннажные производства таких материалов, как пластмассы, искусственные волокна, синтетический каучук, моющие средства и т. п., стали базироваться на нефтяном сырье, а производство азотных удобрений — на азоте воздуха. [c.10]

    На нефтепромыслах вводились в строй газобензиновые установки и установки стабилизации нефти. Это являлось прочной основой обеспечения сырьем бурно развивающейся химической промышленности и химизации страны. Значение нефти и газа в народном хозяйстве еще более увеличилось в связи с применением их как важного сырья для расширения производства минеральных удобрений, синтетического каучука, искусственного волокна, [c.41]

    Гетерогенный катализ. Гетерогенный катализ позволяет интенсифицировать производственные процессы, использовать более доступные и дешевые исходные материалы, получать новые вещества с нужными свойствами. В настоящее время гетерогенно-каталитические процессы используются в таких важнейших производствах, как получение серной кислоты, синтез аммиака, метанола, получение синтетического топлива, искусственного каучука, пластических масс и т. д. [c.270]

    После проверки и обсуждения поступивших материалов жюри конкурса вынесло решение, в котором отмечалось, что осуществление производства синтетического каучука по предложению С. В. Лебедева для полной замены потребляемого резиновой промышленностью натурального каучука возможно на базе отечественного сырья (картофеля) и современного по тому времени отечественного оборудования. Однако, признавая оригинальность способа С. В. Лебедева, жюри конкурса отметило, что это предложение не удовлетворяет условиям конкурса по качеству искусственного каучука и в нем не дано описание схемы заводских установок с соответствующими расчетами для определения приблизительной стоимости конечного продукта. Учитывая, что предложение С. В. Лебедева пе отвечает всем условиям конкурса, жюри приняло решение о частичном его премировании. Это решение было утверждено Президиумом ВСНХ в мае 1928 г. Тогда же было принято решение о необходимости внедрения работ С. В. Лебедева в полузаводском масштабе, изыскав для этого необходимые средства. На основании этого решения Главное управление химической промышленности (Главхим) ВСНХ СССР в сентябре 1928 г. создало лабораторию синтетического каучука Резинотреста при ЛГУ. Эта лаборатория явилась первым отраслевым научно-исследовательским центром в области синтеза каучука и обеспечила менее чем за 1,5 года выдачу данных для проектирования и строительства опытного завода по методу С. В. Лебедева. [c.249]

    Вйзвитие производства полимерны.х. материалов— пластических масо, синтетического каучука, искусственного и синтетического волокна — и першективы широкого использования их в различных отраслях народного хозяйства и быта вызывают необходимость своевременной гигненическон оценки этих материалов. [c.82]

    Б 926 г. Высший Совет Народного Хозяйства СССР объявил конкурс а создание синтетического, искусственного каучука, который должен был заменить натуральный. Победителем конкурса оказался крупнейший советский химик Сергей Васильевич Лебедев. Тот, кто видел портрет Лебедева, иаписанный его женой, прекрасным художником Анной Петровной Остроумовой-Лебедевой, запомнил красивое, вдохновенное лицо ученого. С. В. Лебедев сделал каучук из бутадиена НгС == = СН — СН — СНг, который можно получить из спирта. При полимеризации в присутствии металлического натрия бутадиен дает полибутадиен, обладающий многими ценными свойствами натурального каучука (—НгС — СН = СН —СНг—) п. [c.169]

    Карбонильные соединения. Альдегиды могут содержаться в сточных водах производств синтетических смол, пластических масс, искусственного каучука, синтетических жирных кислот и др. Их обычно определяют колориметрически с фуксинсернистой кислотой или формиатом гидроксиламмония, [c.48]

    Следующей жертвой синтеза стал естественный каучук, начавший свою карьеру в Европе тоже во второй половике прошлого века с изготовления макинтошей и затем упрочивший свое положение шинахми и сотнями разнообразных изделий, и теперь шаг за шагом вытесняемый синтетическими каучуками. Синтетические каучуки, растущее производство которых впервые началось в СССР в 1934 г., вслед за бакелитами и вместе с ними явились первыми чисто синтетическими высокомолекулярными материалами. Р1х современник — полусинтетическая вискоза, производимая химической переработкой древесины. Сороковые годы нашего века принесли, начиная с найлона, ряд великолепных синтетических волокон, пригодных для производства тканей и мехов, более дешевых и прочных, чем любые естественные, и несравнимых с ними по цене. Синтетическая кожа или, точнее, заменители кожи все больше вытесняют кожаные подошвы и верха обуви, а также кожу в технических изделиях. Особенно перспективен далеко превосходящий кожу новый материал кор-фам (США). Мы не знаем, долго ли продлится в нашей одежде и обуви мирное сосуществование естественного и искусственного волокна и кожи, но ясно одно, что совершенствование и удешевление этих заменителей идет такими темпами, что сельскохозяйственные продукты обречены. [c.492]

    Успехи органической химии позволяют производить ряд ценных органических продуктов из самого разнообразного сырья. Так, напрнмер, этиловый спирт, используемый в громадных количествах в производстве синтетического каучука, искусственных волокон, илас ическпх масс, взрывчатых веществ, эфиров и т. п., можно получать из пищевых продуктов (зерна, картофеля, сахарной свеклы), гидролизом древесины и гидратацией этилена. Этилен же, в свою очередь, получается при химической переработке природных газов, нефти и других видов топлива. Вначале пищевое сырье в производстве спирта стала вытеснять древесина. Из 1 т древесины при гидролизе получается около 160 кг этилового спирта, что заменяет 1,6 т картофеля или 0,6 т зерна. Производство гидролизного спирта обходится дещевле, чем из пищевого сырья. При комплексной химической переработке древесина используется вместо пищевого сырья также в производстве глицерина, кормового сахара, кормовых дрожжей, уксусной, лимонной и молочной кислот и других продуктов. Особенно быстро развивается производство синтетического спирта гидратацией этилена таким образом, растительное сырье вытесняется минеральным. Себестоимость синтетического спирта из нефтяных газов в три раза ниже, чем из пищевого сырья. Интенсивно развивается также производство синтетического каучука из бутан-бутиленовой фракции попутных нефтяных газов, поэтому этиловый спирт потерял доминирующее значение в производстве. синтетического каучука. Из продуктов переработки газов и нефти ныне вырабатывают также уксусную кислоту, глицерин и жиры для производства моющих средств. При этом экономятся громадные количества пищевого сырья и получается более дешевая продукция. [c.23]

    В годы послевоенных пятилеток в переработку нефти были внедрены новые вторичные процессы—каталитический крекинг, каталитический риформинг на платиновом катализаторе, гидро-очистка дистиллятов, — позволивн ие улучшить качество нефтепродуктов, значительно увеличить производство топлив, углеводородного сырья для органического синтеза. Широкое развитие получило промышленное использование нефтяного сырья для производства синтетических жирных кислот, синтетического спирта, полиолефинов, искусственных волокон, синтетического каучука, минеральных удобрений. Применени( нефтяного сырья позволило высвободить значительные количестг а пишевых продуктов (зерна, картофеля, жиров), которые ранге расходовались на технические цели. [c.18]

    Контактная электризация твердых тел наблюдается при-дроблении, размоле, просеивании, пневмотранспорте и движении в аппаратах пылевидных и сыпучих материалов в производствах искусственных и синтетических волокон, стеклопластиков, каучука, резины, фотопленок при прорезинивании тканей, каландрованни, вальцевании при использовании ременных передач и транспортных лент и т. д. Степень электризации твердых веществ зависит от нх физико-химических свойств, плотности их контакта и скорости движения, относительной влажности воздуха и др. Накопление электрических зарядов на твердых диэлектриках (степень их электризации) определяется главным образом их поверхностной и объемной электризацией. Хороша электризуются твердые диэлектрики, различные пластмассы, волокна, смолы, стеклоиатериалы, синтетические и натуральные каучуки, резины. [c.111]

    Химия высокомолекулярных соединений как самостоятельная область науки появилась в начале 20-х годов XX века. Это новое направление в органической химии получило весьма бурное развитие в связи с возникновением и ростом таких важных в жизни современного общества ветвей науки и отраслей промышленности, как производство синтетического каучука, искусственного волокна, плгГстических масс и др. В настоящее время химия высокомолекулярных сое рнений является одним из мощных факторов воздействия науки на технический прогресс. Непрерывно и систематически создаются новые вещества, не имеющие себе аналогов в природе, которые находят самое широкое применение в технике в качестве конструктивных материалов, в быту, в медицине и др. [c.11]

    Помимо непредельных углеводородов с одной двойной связью, для производства синтетических материалов, главным образом искусственного каучука, широко применяются диолифины, т. е. непредельные углеводороды с двумя двойными связями  [c.324]

    Природные газы представляют собой неисчерпаемый источник для получения различных органических соединений, причем катализ в этих процессах играет первостепенную роль. На базе природных газов и газов нефтепереработки промышленность получает топливо, растворители, хлор- и нитросоединения, каучуки, пластические массы, синтетические волокна и т. п. Некоторые природные газы содержат, кроме углеводородов, СОз, N2, НдЗ, Не. Природные газы и газы нефтепереработки, богатые СО,, используют для получения сухого льда, богатые Н. З—для получения элементарной серы. Особое значение имеют газы, содержашие Не (до 3—4%), который применяют для создания искусственной атмосферы при работах под давлением, в качестве примесей к анестезируюш,им ве-И1ествам, для замены воздуха при. электроплавке магния и т. д. [c.678]

    Синтетический каучук. Вскоре после установления химического строения натурального каучука были предприняты попытки получить каучук или каучукоподобные вещества синтетическим путем. Поскольку эталоном при этом служил натуральный каучук, то во всех работах по синтезу искусственного каучука стремились осуществить полимеризацию изопрена или изопреноподобных соединений. [c.952]

    Продукты нефтехимии полимерные материалы и пластические массы, синтетические волокна, каучук, моющие средства, спирты, альдегиды и многие другие — с успехом применяются в ра )личпых отраслях народного хозяйства. Так, использование полимерных материалов в значительной степени определяет технический прогресс в автомобильной, авиационной, электротехнической промышленности и др. Автомобильная промышленность, например, превратилась в крупного потребителя пластмасс, искусственного и синтетического волокон, синтетического каучука и резины, лаков и красок. Применение пластмасс дает возможность заменить сотни тысяч тонн металла, сократить производственные площади, уменьшить потребность в инструменте и оснастке, позволяет в 3— 5 раз облегчить вес деталей. При этом значительно сокращается количество технологических операций и их трудоемкость, в результате чего себестоимость продукции резко снижается. [c.12]

    Большое значение приобретают поверхностно-активные вещесг-ва в связи с развитием производства синтетических материалов и изделий на их основе — искусственного и синтетического волокна, пластических масс, синтетического каучука, искусственной кожи, искусственного меха и других. Поверхностно-активные вещестаа широко применяют для приготовления смол и пластических масс, при пылеулавливании в шахтах и химических производствах, прп выработке эмульсий ядохимикатов для сельского хозяйства, эмульгаторов в пищевой промышленности, деэмульгаторов для обезвоживания нефтей, диспергаторов-пептизаторов для получения тонкодисперсных красителей, графита, ингибиторов коррозии оборудо- [c.17]

    Химические товары. Справочник / Сост. Т. П, Унанянц, Г, Я, Ба-харевский, А. И. Шерешевский (М., Химия, 1967—1974. Т. 1—5). В т. 1 описаны различные неорганические продукты, регуляторы роста растений, средства защиты растений, антисептики в т. 2 — красители, растворители, пластификаторы, кремнийорганические соединения, ПАВ и другие продукты органического синтеза в т. 3 — лаки, краски, грунтовки, итаклевки, подмазки, пластмассы, герметики в т. 4 — различные полимеры и изделия из них (каучуки, клеи, крепители, резинотехнические, асбестовые изделия, целлюлоза и ее производные, искусственные и синтетические волокна). Всего в справочнике охарактеризовано около 3000 химических товаров и изделий. [c.181]


Каучук искусственный натуральный, строение — Справочник химика 21

    Синтетическими каучуками называются промышленные продукты, обладающие свойствами каучукоподобного материала и способные к вулканизации. По своему химическому составу и строению они отличаются от натурального каучука, и поэтому их следовало бы скорее называть искусственными каучуками. По своей физической структуре синтетические каучуки несколько отличаются от натурального каучука и, как правило, обладают меньшим (в среднем) молекулярным весом. По некоторым отдельным свойствам синтетические каучуки превосходят натуральный каучук, и это придает им особую ценность как промышленному сырью для резиновой промышленности. [c.20]
    Карл Д. Гарриес (1866—1923), ученик Гофмана и Э. Фишера, был профессором в Киле. Самые важные его экспериментальные исследования посвящены изучению действия озона на ненасыщенные органические соединения и строения натурального каучука. Основательно изучил озониды. Его исследования по каучуку суммированы в книге Исследования натуральных и искусственных сортов каучука (1919) 58. [c.350]

    Мы специально начали эту главу с открытия, связанного с резиновыми шинами. С возрастанием потребности в резине началась, по существу, новая глава в истории химии — получение и изучение строения высокомолекулярных соединений. Резиновые шины оказались очень удобной обувью для автомобилей. Замечательные свойства резины — упругость, эластичность, долговечность стали нужны повсюду. Сначала потребность в каучуке удовлетворялась за счет плантаций гевеи, но очень скоро этих естественных ресурсов стало не хватать. Тогда начались поиски искусственных материалов, способных заменить натуральный каучук. Эти поиски были успешно завершены. Во многих странах удалось найти способы получения искусственного синтетического каучука. В нашей стране промышленное получение такого каучука было осуществлено на основе работ С. В. Лебедева и других ученых. [c.137]

    Искусственный синтез каучука СКИ (изопренового), аналогичного натуральному, не может рассматриваться как предел. Возможности искусственного химического синтеза гораздо шире, чем природного биосинтеза каучука в растениях. Помимо полиизопрена в последние годы синтезирован также и полибутадиен регулярного строения с преобладанием звеньев цис-, А (около 90%). [c.296]

    К рассматриваемому классу веществ, называемых полимерами, относятся все волокна — как натуральные, так и полученные искусственным путем. Такие волокна, как шерсть, волосы, щетина, хлопок, лен, джут, мышечная ткань животных, шелк, найлон, терилен, при всем разнообразии химической структуры сравнимы по прочностным характеристикам. Очевидно, что волокнообразующие свойства этих материалов должны определяться каким-то общим фактором. Аналогично натуральный каучук и все синтетические каучуки, сырьем для которых обычно служат продукты переработки нефти, состоят из больших молекул. Хотя механические свойства каучуков, обладающих высокой эластичностью, очень сильно отличаются от свойств волокон, в строении молекул этих двух типов веществ много общего. Несколько ниже будет показано, что различия между волокнами и каучуками не так уж велики, и часто один материал может быть превращен в другой путем довольно простой химической обработки. [c.8]


    В нижеследующем изложении для практического удобства изучения будет сознательно нарушен чисто химический принцип построения материала. Будут изложены сведения о натуральных полимерах (кроме каучука), об основных группах синтетических полимеров и отдельно будет сказано о натуральных и искусственных каучуках. Кроме того, в соответствующие разделы включены данные о некоторых веществах неполимерного строения, широко используемых в производстве полимеров в качестве стабилизаторов, антиоксидантов, ускорителей [c.168]

    Полимеры изопрена можно получить искусственным путем они имеют ту же самую непредельную цепь и те же заместители (СНз-группу), что и натуральный каучук. Но полиизопрен, полученный в результате свободно-радикальной полимеризации, о которой уже говорилось выше, совсем не похож ва натуральный каучук по пространственному строению, натуральный каучук имеет 1 ис-конфигурацию (почти) всех двойных связей, а синтетический каучук представляет смесь цш- и трснс-изомеров. Синтетический каучук, полностью сходный с натуральным по своему пространственному строению, не удалось получить вплоть до 1955 г., поскольку для его получения потребовался совершенно новый тип катализатора, который обусловливает и совершенно иной механизм полимеризации (разд. 8.24). [c.255]

    Синтетический каучук. Вскоре после установления химического строения натурального каучука были предприняты попытки получить каучук или каучукоподобные вещества синтетическим путем. Поскольку эталоном при этом служил натуральный каучук, то во всех работах по синтезу искусственного каучука стремились осуществить полимеризацию изопрена или изопреноподобных соединений. [c.952]

    Полимеры, молекулярные цени которых построены беспорядочно, не способны образовывать правильную плотную структуру. Напротив, полимерные цепи, построенные регулярно, могут плотно укладываться и создавать кристаллические образования вдоль цени. Кристаллиты могут образовываться даже в присутствии боковых групп, если они расположены регулярно. Многие природные полимеры, например натуральный каучук или шерсть, являются кристаллическими. К кристаллизующимся полимерам относятся также искусственно созданные полимеры найлон и саран. В последнее время путем стереоспецифической полимеризации удается получать линейные полимеры высокорегулярного строения вместо разветвленных цепей со случайно расположенными боковыми группами. Довольно просто свернуть в спираль шланг для полива так, чтобы его витки были уложены ровными рядами. Однако, если попытаться также ровно уложить перекрученный шланг, то сделать это будет совсем не просто. То же самое относится к полимерам. Если отдельные группы расположены беспорядочно по длине молекулярной цепи или если цепи перепутаны, то уложить их тесно друг к другу невозможно. Если же молекулы строго линейны и боковые группы располагаются регулярно через определенные интервалы, то существует возможность настолько тесно уложить молекулярные цепи, что действие межмолекулярных сил приведет к образованию кристаллитов. В таких полимерах, как линейный полиэтилен или изо-тактический полипропилен, кристаллиты образуются самопроизвольно при охлаждении из расплава. [c.58]

    Однако лишь в конце 50-х годов удалось точно воспроизвести строение молекулы натурального каучука в лабораторных условиях, а затем наладить его производство в промышленных масштабах. И до сих пор это единственная природная гигантская молекула, которую человеку удалось получить искусственно и наладить крупномасштабное производство. Секрет успеха — стереоспецифи-ческий контроль. Природа при всех происходящих в ней превращениях молекул проявляет абсолютную точность в пространственной ориентации атомов образующейся молекулы. Это в первую очередь обусловлено стереоспецифичностью действия ферментов, катализирующих превращения молекул, происходящие в природе. В системах, создаваемых искусственно, столь строгий стереохимический контроль трудно осуществить. [c.87]

    Высокомолекулярные полимеры —обширная группа материалов, объединенных по признаку химического строения. Эта группа включает натуральный и синтетический каучуки и их вулкани-заты, пластмассы, шерсть, искусственное волокно и многое другое. Среди различных свойств высокомолекулярных полимеров особенно большое значение имеют механические свойства. Выбор полимера как материала для изделия во многих случаях определяется механическими свойствами. Когда главное значение имеют химические, электрические или другие свойства полимера, все же приходится учитывать и механические свойства, так как всякое изделие неизбежно подвергается механическим воздействиям. [c.7]


Сферы и области применения синтетического каучука. Где применяется синтетический каучук.

После изобретения процесса вулканизации начался настоящий «каучуковый бум». Люди стали производить всевозможные товары из натурального каучука, а спрос на них рос с огромной скоростью. Несмотря на то, что существовали огромные плантации дерева Гевеи, натурального каучука уже не хватало. Поэтому появилась необходимость создать каучук химическим способом.

История создания синтетического каучука

Над созданием синтетического каучука работали многие ученые мира. Такое внимание к созданию этого вида каучука росло не только из-за нехватки Гевеи, но и потому что многие страны были зависимы от импорта натурального каучука. Вещества каучукоподобной природы впервые удалось получить в 1879 году, но они не нашли своего применения в больших масштабах, как того требовалось.

Лишь в 1910 году русский ученый Сергей Лебедев смог создать бутадиеновый каучук, применяемый в промышленных целях. На данный момент существует немалое количество разных видов синтетического каучука. Все они различаются по технологии производства и свойствам, то есть сферы и области применения синтетических каучуков тоже разные.

Применение синтетических каучуков общего назначения

Как было сказано ранее, существует не один вид синтетического каучука, а несколько. Все они делятся на две большие группы – общего и специального назначения. Разберем сперва те, что относятся к первой группе. Каучуки общего назначения обычно не должны иметь какие-то особенные свойства, например, повышенную износостойкость, морозостойкость, особую прочность, так как используются для производства товаров общего характера, для которых вышеперечисленные свойства, по сути, не нужны. Также может быть такое, что каучук уже имеет какие-то свойства, достаточные для изготовления определенного товара за счет своей технологии производства. Рассмотрим все это на примерах.

К каучукам общего назначения относят бутадиен – стирольный каучук, этиленпропиленовый каучук, бутилкаучук, полибутадиеновый каучук и другие. Бутадиен – стирольный каучук превосходит натуральный каучук по показателям износостойкости, водонепроницаемости, прочности, но уступает по показателям морозостойкости. Он применяется в шинной промышленности, резиново – технической, обувной и кабельной. Помимо этого, этот вид каучука активно применяется в строительной сфере для производства красок и строительного латекса.

Весьма интересным синтетическим каучуком является бутилкаучук. Он используется в шинной промышленности для производства автомобильных камер и диафрагм, так как хорошо удерживает воздух и долго сохраняет его исходное давление, тем самым повышает срок эксплуатации шин. Помимо этого бутилкаучук применяется в кабельной промышленности для изготовления изоляции кабелей и электропроводов, для производства химически стойких перчаток, спортивных мячей, конвейерных лент, доильных аппаратов и даже твердого ракетного топлива.

Применение синтетических каучуков специального назначения

Сферы и области применения синтетических каучуков специального назначения не такие обширные, так как предназначены для придания конкретного свойства изделию резиново – технической промышленности. Например, шинам особой морозостойкости, обувной резиновой подошве высокой износостойкости. К таким каучукам относят хлоропреновый каучук, бутадиен – нитрильный, полисульфидные каучуки и другие.

Хлоропреновый каучук характеризируется высокой устойчивостью к действию высоких температур, а также масел и бензина. Это обуславливает его применение в кабельной и нефтяной промышленности. Так как бутадиен – нитрильный каучук стойкий к агрессивным средам и действию внешний неблагоприятных факторов, его активно используют для производства защитных покрытий, резиновых изделий (стойких к бензину и маслам), токопроводящих резин. Также его используют в обувной, нефтяной и полиграфической промышленности.

Стоит отметить, что синтетический каучук не уступает по свойствам натуральному каучуку, а даже превосходит его в этом. Подробнее об истории создания, свойствах и сферах применения натурального каучука Вы можете узнать из нашей статьи «Сферы и области применения натурального каучука».

Синтетический каучук и материалы на основе каучука

Каучук синтетический
— получается синтетическим путём эластичные каучукоподобные материалы, применяемые подобно натуральному для изготовления резины и резиновых изделий.
Все виды каучука представляют собой высокополимерные органические соединения цепного строения, получающиеся в результате полимеризации мономеров-каучукогенов (соединений, содержащих ненасыщенные связи способных полимеризоваться с образованием высоэластичных продуктов).

Производство синтетического каучука

Производство синтетического каучука складывается из двух основных процессов:

  1. получения мономеров (каучукогенов) и
  2. полимеризации последних.

Источники каучукогенов в настоящее время:

  • бутадиен (дивинил),
  • хлоропрен,
  • изопрен,
  • изобутилен и др.

В качестве второго компонента при полимермзации применяют мономеры — стирол, нитрил акриловой кислоты и др. Сырьём для получения этих каучукогенов служат газы крекинга нефти, природный и попутный газы, ацетилен, этиловый спирт и др.

Наиболее важное промышленное значение имеет бутадиен, из которого получают 70% всей массы каучука. Процесс полимеризации каучукогенов заключается в нагревании мономеров в присутствии катализатора.

Процесс может быть проведён в массе мономера, в растворе и в водной эмульсии, последний приём получил наибольшее распространение.

При полимеризации исходная эмульсия превращается в суспензию полимера, так например синтетический латекс, который далее коагулируют, а выделяющийся при этом каучук промывают и сушат.

Основные виды синтетического каучука получают полимеризацией бутадиена, качестве катализатора применяется металлический натрий (натрий-бутадиеновый каучук), а также бутадиена совместно с другими виниловыми производными (бутадиен-стирольный каучук, бутадиен-нитрил акриловый каучук).

Большое промышленное значение имеют также полихлоропреновый каучук, получаемый полимеризацией хлоропрена, и бутилкаучук, образующийся при полимеризации изобутилена и небольших количеств изопрена. В последнее время разработаны методы получения изопренового каучука, приближающегося по комплексу эластичных свойств к натуральному каучуку.

Основные виды каучука способны, подобно каучуку натуральному, вулканизоваться с образованием высокоэластичных или твёрдых продуктов.

К категории синтетического каучука относят также и др. эластичные каучукоподобные материалы, в основе которых лежат цепи из атомов кремния, углерода и кислорода (термостойкие силиконовые каучуки) или из атомов углерода и серы (полисульфидные каучуки), некоторые виды поливинилхлоридных смол и т. д.

Физические и химические свойства отдельных видов синтетических каучуков зависят от:

  • состава полимеризуемой смеси,
  • условий полимеризации и
  • обработки полимера.

Некоторые виды, в например полиизобутилен, силиконовый каучук и т. п., представляют собой полностью насыщенные соединения и поэтому вулканизацию их осуществляют не с помощью серы, а с применением других веществ (органич. перекиси и т. д.). Их объединяет с другими видами каучука только одно общее свойство — высокая эластичность вулканизатов, наиболее характерная для каучука натурального и каучукоподобных материалов.

Латексовые эмульсии

Каучук является типичным высокомолекулярным соединением, отличаясь от других полимеров способностью сильно и обратимо деформироваться при небольших усилиях.

Каждая макромолекула каучука представляет собой отдельный скрученный гибкий клубок.

В процессе вулканизации, например серой, макромолекулы «сшиваются» между собой и каучук приобретает свойство самопроизвольно восстанавливать при деформации первоначальную форму.

Свойство вулканизоваться присуще из всех полимеров лишь каучуку.

Каучуки бывают природные и искусственные, получаемые на заводе.

Из нескольких десятков различных искусственных каучуков, вырабатываемых в настоящее время, хлоропреновые каучуки, в состав которых входит, помимо углеводородов, также хлор, обладают рядом ценных свойств и дешевы в производстве.

Водные эмульсии хлоропренового латекса, а также смеси латекса и битума в последнее время начали применяться в Чехии для целей гидроизоляции. Такая гидроизоляция обладает крупными достоинствами. В частности, ее наносят в холодном состоянии и она достаточно прочно схватывается с поверхностью бетона или металла. Ее можно наносить на влажные и вертикальные поверхности.
Исходные материалы — латекс и битум не являются дефицитными и в то же время достаточно дешевы.

Для получения латексового покрытия применяют 30%-ную эмульсию хлоропренового латекса и 5—10%-ный раствор хлористого кальция. Оба эти вещества, выходя из сопел распылителя, соединяются между собой, при этом выпадает каучук, образующий упруго-эластичную пленку. При этом вниз стекает выделяющаяся при реакции вода.

Полученная латексовая пленка прочна и эластична, она не горит и надежно герметизирует защищаемую поверхность. Ее стойкость против кислот и агрессивных вод проверена. Для повышения схватываемости латекса с изолируемой поверхностью, и особенно влажной, последнюю предварительно обраба­тывают раствором алкопрена или эпоксидной смолы.
В битумно-латексовой эмульсии латекс составляет всего 10—15%.
Холодным способом, т. е. распылением, можно наносить также битумную эмульсию в чистом виде. Коагулятором для такой эмульсии является хлористый кальций.

Клеи

Многими ценными свойствами обладают клеевые композиции, приготовленные из водной дисперсии полимера, а именно латекса и гидравлического цемента.
Клей чаще всего состоит из 1 в. ч. 60— 70%-ного латекса и 2 в. ч. цемента. Для удешевления в его состав вводят песок, асбест или другой мелкий заполнитель.

Порядок склейки латексцементным клеем таков: клеевой раствор намазывают на склеиваемые поверхности, которые затем соединяют и выдерживают в течение суток, когда клей набирает около 30% от полной прочности склеивания. Полную прочность он набирает в течение 4—7 дней. С повышением температуры до 40° прочность соединения ускоряется.

Склеиваемые поверхности предварительно очищают от пыли и масла, влажность поверхности значения не имеет.
Латексцементный клей не воспламеняется и не токсичен. Для гидроизоляции швов и стыков строительных конструкций начал применяться, по рекомендации ВНИИНСМ двухфазный эластичный пористый герметизирующий материал, состоящий из легкой, эластичной, весьма пористой и стойкой во времени синтетической основы (пенополиуретана) и заполняющей ее поры смеси высоковязких аморфных смол, имеющих высокие гидрофобные и антисептические свойства. При сжатии материал становится водонепроницаемым.

Программа США по синтетическому каучуку — Национальный исторический памятник химии

Партнерство промышленности, науки и правительстваo решает кризис предложения каучука

Технология, выбранная для производства синтетического каучука, была основана на исследованиях Buna S, потому что Buna S можно смешивать с натуральным каучуком и измельчать на тех же машинах, а также потому, что сырье (мономеры) было доступно. Эта резина особенно подходила для протекторов шин, поскольку она сопротивлялась абразивному износу; и он сохраняет более острые отпечатки в формах, каландровых валках и экструдерах, чем натуральный каучук.Однако синтетический каучук было труднее изготовить, имел меньшую липкость и требовал большего количества клея для изготовления шины, чем натуральный каучук. Эти проблемы необходимо было преодолеть, чтобы получить надежную резину общего назначения.

26 марта 1942 года представители компаний и правительства США согласовали «взаимный рецепт» производства каучука GR-S. Рецепт состоял из мономеров бутадиена (75%) и стирола (25%), персульфата калия в качестве катализатора или инициатора, мыла в качестве эмульгатора, воды и модификатора, додецилмеркаптана.Поскольку GR-S требует других условий смешивания, ускорителей, антиоксидантов, типов и количества технического углерода, чем натуральный каучук, руководители программы поняли, что для решения существующих и потенциальных проблем производства GR-S потребуется программа исследований и разработок.

Роберт Р. Уильямс из Bell Telephone Laboratories организовал и координировал исследования резиновой промышленности, в которых участвовали Национальное бюро стандартов, Bell Labs и такие крупные исследовательские университеты, как Иллинойсский университет, Университет Миннесоты и Чикагский университет. .Первое из многих заседаний Комитета по исследованиям сополимеров состоялось 29 декабря 1942 года в Акроне, штат Огайо, для обмена последней информацией между организациями, работающими над различными аспектами исследований синтетического каучука. Помимо представителей правительства, крупных компаний и университетов, в нем участвовали представители Columbian Carbon Company, Case School of Applied Science (ныне Case Western Reserve University), Принстонского университета и Университета Акрона. Принадлежность участников этой встречи демонстрирует широкое участие в программе.На более поздних встречах присутствовали делегаты Phillips Petroleum, General Tyre, Polymer Corporation и Корнельского университета.

В ходе совместных усилий компании поделились результатами более чем 200 патентов. Участвовавшие в нем американские ученые и инженеры улучшили процесс полимеризации, произвели модификаторы, которые позволили существующему технологическому оборудованию обеспечить равные скорости производства натурального каучука, определенные марки технического углерода для конкретных применений и производство модифицированного бутадиена для повышения эффективности.Лаборатории университета разработали более совершенные аналитические методы для обеспечения лучшего контроля качества и провели фундаментальные исследования механизма полимеризации GR-S и химической структуры каучука. Научные и промышленные участники разъяснили факторы, влияющие на скорость полимеризации, молекулярную массу полимера и распределение веса.

Каучуковые компании обладали технологиями и несли ответственность за строительство заводов по производству синтетического каучука. Правительство предоставило не менее важный компонент — капитал.В. И. Берт, инженер Б. Ф. Гудрича, возглавил комитет, который спроектировал и построил первый правительственный завод GR-S. Уолтер Пиггот, также из Goodrich, возглавлял технический комитет по производству GR-S.

Несколько заводов были разбросаны по всей стране, одни для полимеризации, другие для производства мономеров. Первые заводы были построены и введены в эксплуатацию в рекордные сроки — девять месяцев.

Компания Firestone произвела первый тюк синтетического каучука в рамках программы 26 апреля 1942 года, за ней последовали Goodyear 18 мая, United States Rubber Corporation 4 сентября и Goodrich 27 ноября.В 1942 году эти четыре завода произвели 2241 тонну синтетического каучука. К 1945 году Соединенные Штаты производили около 920 000 тонн синтетического каучука в год, 85 процентов которого составлял каучук GR-S. Из этих 85 процентов четыре основные компании производили 547 500 тонн в год (70%).

Исследования продолжались после окончания войны в августе 1945 года. Синтетический каучук был усовершенствован, и после того, как заводы военного времени снова служили во время Корейского конфликта, он стал неотъемлемой частью резиновой промышленности.Производство GR-S вернулось в частные руки в 1955 году, когда правительство продало заводы. По мере приближения 20-го века резиновая промышленность выросла до международного предприятия с оборотом около 60 миллиардов долларов, которое насчитывает около 15 000 предприятий, работающих в Соединенных Штатах. Синтетический каучук является жизненно важной частью транспортной, аэрокосмической, энергетической, электронной промышленности и производства потребительских товаров.

К началу

История производства синтетического каучука

Отслеживание упругости синтетического каучука промышленность от ее создания до текущих задач предлагает ценные уроки для сегодняшней расширяющейся отрасли

Дорис Де Гусман / Нью-Йорк

«ЦИВИЛИЗАЦИЯ, какой мы ее знаем сегодня, полностью зависит от резина.Это слуга, который буквально следует за нами из из люльки в могилу.»

Как сказал покойный химик Ральф Вольф в выпуске за октябрь 1964 г. Rubber World, ничто не стало настолько повсеместным и незаменим как синтетический каучук.

Материал, рожденный войной, синтетический каучук стал одним из самых важные творения человека, когда прогресс современного цивилизация все еще зависела от неустойчивости глобального поставка натурального каучука.

В 1906 году мировое производство натурального каучука составляло 60 000 тонн, уже недостаточная сумма для растущего спроса, созданного растущая автомобильная промышленность, по данным 1990 г. книга: Синтетический каучук — История отрасли, опубликована Международной Институт производителей синтетического каучука (IISRP).

В том же году менеджеры немецкой компании Bayer решили предложить цену 20000 золотых марок — эквивалент 5000 долларов на тот момент — за химик в своей компании, чтобы изобрести в течение трех лет удовлетворительный заменитель резины при условии, что цена резина не превышала 10 баллов / кг.

Как раз вовремя, когда цена на натуральный каучук перевалила за 26 марок за кг (3 доллара за фунт) в 1909 г., Фриц Хофманн, главный химик Фармацевтическое подразделение Bayer представило первый образец синтетический полиизопрен.

«Однако изопреновый каучук имел ограниченную долговечность. Из-за этого Bayer обратила внимание на производство более дешевого метилового каучука в 1910 году », — говорит Рон Коммандер, ЛАНКСЕСС ‘руководитель бутилкаучуковый бизнес.Компания ранее была Bayer подразделение химического и полимерного бизнеса, которое было выделено в 2004 г.

После 1910 г. более низкие цены на натуральный каучук уменьшили привлекательность разработки синтетического каучука, по мнению IISRP. Опытный завод по производству метилового каучука из г. диметилбутадиен появился в 1911 г., но только в 1915 г. Во время Первой мировой войны коммерческое производство проходило в Германии.

«Война обычно была катализатором пробуждения интереса к синтетический каучук «, — говорит Марк Михалович, историк-консультант. для химического Фонд наследия (CHF).»Механизированная война требует множество резиновых шлангов, ремней, прокладок, шин и т. д. для резервуаров, самолеты и тому подобное. Во время Первой мировой войны британские военно-морские блокады, тем не менее, не позволял Германии получать натуральный каучук из Юго-Восточная Азия.»

Свыше 24000 тонн метилового каучука было произведено между 1914 и 1918 гг., Согласно IISRP. Синтетические каучуки были все еще не очень хороши, говорит Михалович, и использовались только во время той войны.

«Немцы знали, что резина была совершенно неадекватной, как и Остальная часть мира.С британскими ограничениями на резину предложение и определение США, Германии и В Советском Союзе поиски синтетического каучука еще не закончились ». он говорит.

ВОЛАТИЛЬНОСТЬ СОДЕЙСТВУЕТ РОСТУ

С 1914 по 1922 год цены на натуральный каучук колебались от По данным швейцарского франка, от 11,5 центов за фунт до 1,02 доллара за фунт. Еще один дефицит произошел в 1925 году, что привело к увеличению мирового естественного цена резины до $ 1,12 / фунт.

При росте цен до более чем 1 долл. США за фунт новое исследование было снова предпринята в 1926 году IG Farbenindustrie (известная как IG Фарбен), немецкий конгломерат, образованный в 1925 году, в который входили Bayer, BASF, Agfa, Hoechst и другие мелкие фирмы.

США также стремились разработать синтетические каучуки, поскольку 1925 г. страна потребляла около 76% мировой подача резины. В 1930-х годах появился новый синтетический каучук. разработка и производство по всему миру, согласно историки.

Тиокол, каучук со слабым запахом, полученный из смеси этилендихлорид и полисульфат были случайно открыл американский химик Джозеф Патрик в 1924 году, и коммерческое производство началось в Ярдли, штат Нью-Джерси, в 1930 году.

В отличие от натурального каучука, тиокол ​​устойчив к маслам и растворителям — отсюда его спрос, даже когда он продавался по 30 центов за фунт, примерно в два-три раза дороже натурального каучука на время, согласно CHF.

В 1929 году Арнольд Коллинз из американской компании DuPont разработал полихлоропреновый каучук, теперь известный как неопрен, который был коммерциализирована в 1933 году. Несколько американских резиновых компаний также начали разрабатывать собственные сополимерные каучуки, такие как Chemigum Goodyear и Б.Ф. Гудрич Америпол.Standard Oil (ныне ExxonMobil), тем временем, разработал бутилкаучук в 1937 году.

Самым заметным открытием 1930-х годов было то, что И.Г. Вальтер Бок и Эдуард Чункур из Farben полимеризовали синтетический каучук Buna-S из бутадиена и стирола в водная эмульсия. Теперь известный как бутадиен-стирольный каучук. (SBR), Буна-С производилась в больших количествах в Германия к 1935 году.

Ученые IG Farben также разработали нитриловый каучук Buna-N в 1931, теперь известный как NBR, а серийное производство началось в 1935 году.По словам LANXESS, 1937 год стал большим годом для химии полимеров. Командир.

«Это было тогда, когда самый важный класс антиоксидантов, антиозонанты и антифлексные крекинг-агенты также были обнаружил, — говорит он. — В том же году Отто Байер разработал метод, ставший основой химии полиуретана (ПУ), что привело к развитию клеевого сырья и промоторы адгезии «.

РОЖДЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

К 1940 году в Советском Союзе был самый большой синтетический каучук. промышленность — в основном из полибутадиенового каучука, согласно IISRP.

С приближением Второй мировой войны Германия быстро догоняла рост производства с 40 000 тонн в 1940 г. до 70 000 тонн в 1941 году. Между тем в США едва хватило 8 000 тонн. тонн всего синтетического каучука в 1941 г., при этом большая часть он не подходит для производства шин.

Этот факт, не говоря уже о растущей оккупации Японии в Юго-Восточная Азия сильно обеспокоила правительство США, которое привело к созданию US Rubber Reserve Company (RRC) в Июнь 1940 г.

«RRC координировал исследования и разработки синтетического каучука. и производство среди нескольких компаний и университетов. Это в рамках этой программы был усовершенствован современный SBR и большинство были построены первые производственные предприятия в США «, — говорится в сообщении. Михалович.

Вторая мировая война выявила лучшее в каучуке и химическая промышленность, отмечает Генри Инман, автор книги The Резиновые зеркальные отражения первых 100 резиновых дивизионов Годы.Ожидается, что книга выйдет весной следующего года, чтобы отпраздновать 100-летие американца Каучуковое отделение химического общества.

«Вы никогда бы не увидели в нашей жизни, и даже наши внуков, совместные усилия, которые потребовали место в то время с программой синтетического каучука «, — говорит Инман. «У вас есть правительство, частные предприятия и научные круги все работают над одной целью, делятся патентами и соглашений и эксплуатации этих объектов от имени Америка.»

По программе RRC все произведенные синтетические каучуки были приведенные кодовые наименования, начинающиеся с «GR» — для гос. резины.

Производство GR-S, аналога немецкой Buna-S, было оценивается в 3271 длинную тонну (3323 тонны) к середине 1942 года, и к 1945 г. он увеличился до 756 тыс. длинных тонн.

«Сделка началась примерно в 1943 году, когда правительство взял под свой контроль около 51 завода, — говорит Инман. для производства в общей сложности 845 000 длинных тонн синтетических материалов в год. производство резины.»

К 1945 году производство синтетического каучука превысило 830 000 тонн в год. при финансировании правительством США строительства 15 SBR заводы, два завода по производству бутилкаучука, производство 16 бутадиена сооружения и пять заводов по производству стирола стоимостью около 750 млн долларов США, согласно IISRP.

«Предложение было в семь раз больше, чем пиковое значение в Германии. производства в 1943 году «, — говорит управляющий директор IISRP и Генеральный директор Джеймс МакГроу. «В период с 1946 по 1955 год большинство заводов позже были проданы частным компаниям.Следующая эволюция была быстрое расширение в послевоенный период, которое продолжалось через 1960-е годы «.

НАПРЯЖЕНИЕ В БУДУЩЕЕ

К середине 1950-х годов потребление каучука в США было почти разделено. поровну между натуральным и синтетическим каучуком, а остальные в мире потребляется только 10% синтетики.

Теперь синтетический каучук занимает большую долю рынка и в основном конкурирует с натуральным каучуком всего в нескольких областях, например как в случае с шинами, — говорит Макгроу.Около 80% синтетических каучуков используется в автомобильной промышленности.

«Рыночная доля синтетического и натурального каучука колебалась на уровне — около 60:40 за последние несколько лет, — говорит он. экономические силы могут повлиять на это соотношение, основной сдвиг не ожидается, если не произойдет каких-либо непредвиденных геополитических событие или сельскохозяйственный переход от натурального каучука к еще один более прибыльный товарный продукт ».

Ожидается, что спрос на натуральный и синтетический каучук постоянно расширяться в высоких темпах, с разделением рынок оставался неизменным в течение 2011 года.

«Мировое потребление каучука, по прогнозам, будет увеличиваться на 4% в год. до 26,5 млн тонн в 2011 г. », — Об этом сообщает Freedonia. «Прибыль будет обеспечена за счет стабильного роста в мировое производство автомобилей, особенно из развивающихся такие страны, как Китай, Индия, Латинская Америка и Восточная Европа ».

Доля синтетического каучука в мировом потреблении каучука последняя по данным Международного исследования каучука. Группа (IRSG).

«Мировое производство синтетического каучука в прошлом году было оценено на 13,6 млн тонн и потребление на 13,2 млн тонн », — сообщает IRSG. экономист Док № «Мировое производство натурального каучука последнее год составил 9,9 млн тонн, а потребление — 9,7 млн ​​тонн ».

Средняя стоимость экспорта синтетического каучука США в прошлом году составила 2 012 $ / тонна. Цена на натуральный каучук составляла 2321 доллар за тонну, говорится в сообщении. IRSG.

Серьезная проблема для промышленности синтетического каучука в наши дни, по словам Макгроу, это высокая стоимость и крайне ограниченная подача сырья.

«Дефицит вынудил некоторые компании свернуть производство и эта ситуация вполне может быть в обозримом будущем будущее », — заключает он.

Есть ли у вас какие-нибудь воспоминания о первых днях промышленность синтетического каучука? Поделитесь своим опытом на ICIS Connect

ДЛЯ РЕЗИНЫ НУЖНЫ ХИМИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА

Репортаж журнала Oil, Paint and Drug Reporter, октябрь. 20, 1941, стр.5.

Производители резины обнаруживают, что им не хватает химическое вещество, которое они не знали, что использовали. Это анилин, а резиновая промышленность обычно берет от 30-40% годовой производство. Но сначала его превращают в ускорители и антиоксиданты, и резиновые мужчины получают их при различных имена и никогда не удосужились узнать, откуда они пришли, пока оборонные нужды начали сокращать поставки анилина.

Резиновых человечков тоже щипали оксидом цинка, который составляет около 1/8 веса многих производимых каучуков продукты.Фактором компенсации является растущее использование регенерированный каучук, который уже содержал оксид цинка, углерод черный и другие химические вещества, и поэтому меньшие количества этих необходимы в смеси.

Прочтите книгу Дорис де Гусман блог зеленой химии

Истоки синтетического каучука до Второй мировой войны

Главная | Блог | Истоки синтетического каучука до Второй мировой войны

Опубликовано admin Январь 22, 2015

Истоки синтетического каучука начались еще в 1879 году, когда один из видов синтетического каучука был создан французом Густавом Бушардо.Он создал полимер изопрена в своей лаборатории. Поскольку автомобильные шины увеличили спрос на резину, в 1909 году группа немецких ученых во главе с Фрицем Хофманном также создала первый настоящий синтетический каучук, который представлял собой полимеризованный метилизопрен. В 1910 году Сергей Васильевич Лебедев работал с полимером каучука, синтезированным из бутадиена. Этот русский создал синтетический каучук, который стал основой первого крупномасштабного промышленного производства перед Первой мировой войной.

В 20-е годы цены на каучук выросли в результате политических проблем во всем мире.Из-за колебаний цен стоимость натурального каучука привела к принятию Закона Стивенсона в 1921 году. По сути, этот Закон создал картель, который регулировал производство и поддерживал цены на каучук. Первая мировая война привела к нехватке резины, и это заставило мир искать альтернативные формы синтетического каучука. Позже, в 1925 году, натуральный каучук подорожал до такой степени, что предприятия изучали методы создания нового синтетического каучука, конкурирующего с натуральным каучуком.

В 1931 году два ученых Герман Штаудингер (Германия) и Уоллес Карозерс (США) изобрели новый синтетический каучук под названием неопрен, продукт компании DuPont, под руководством Э.К. Болтон. Обладая высокой устойчивостью к воздействию тепла и химикатов, таких как масло и бензин, неопрен нашел множество применений в автомобильном и промышленном оборудовании. Позже, в 1935 году, немецкие ученые изобрели серию синтетических каучуков, получивших название Buna Rubber, которые являются уникальными, поскольку в них используются сополимеры. Это полимеры, состоящие из двух мономеров в чередующейся последовательности.

Находясь на грани Второй мировой войны, поставки натурального каучука были прекращены из-за японских войск в южной части Тихого океана, мир нуждался в новых поставках синтетических каучуков.

Stern Rubber Company использует множество различных синтетических каучуков для формования и экструзии резины. Мы используем синтетический каучук из SBR (стирол-бутадиен), неопрена, EPDM (этилен-пропилен-диеновый мономер), силикона, бутила, полиуретана, нитрила, эпихлоргидрина и фторэластомера. Компания Stern Rubber подбирает формулу вашей резины в соответствии с вашими потребностями и измельчает ее на наших собственных фрезерных станках. В Stern Rubber Company знания каучука — это то, что мы предлагаем, и у нас есть решения для удовлетворения ваших потребностей.

каучук: Синтетический каучук | Infoplease

Более десятка основных классов синтетического каучука состоят из сырья, полученного из нефти, угля, нефти, природного газа и ацетилена. Многие из них являются сополимерами, т.е. полимерами, состоящими более чем из одного мономера. Изменяя состав, можно добиться определенных свойств, необходимых для специальных применений. Первыми синтетическими каучуками были сополимеры стирола и бутадиена, Buna S и SBR, которые по своим свойствам наиболее близки к свойствам натурального каучука.SBR является наиболее часто используемым эластомером из-за его низкой стоимости и хороших свойств; используется в основном для шин. Другими эластомерами общего назначения являются цис, -полибутадиен и цис, -полиизопрен, свойства которых также близки к свойствам натурального каучука.

К специальным эластомерам относятся сополимеры акрилонитрила и бутадиена, которые первоначально назывались Buna N, а теперь известны как нитрильные эластомеры или каучуки NBR. Они обладают отличной маслостойкостью и широко используются для изготовления эластичных муфт, шлангов и деталей стиральных машин.Бутилкаучуки представляют собой сополимеры изобутилена и 1,3% изопрена; они ценны из-за их хорошей устойчивости к истиранию, низкой газопроницаемости и высокой диэлектрической прочности. Неопрен (полихлоропрен) особенно полезен при повышенных температурах и используется в тяжелых условиях. Этилен-пропиленовые каучуки (RPDM), обладающие высокой устойчивостью к атмосферным воздействиям и солнечному свету, используются для изготовления автомобильных деталей, шлангов, электроизоляции и обуви. Уретановые эластомеры, называемые спандексом, состоят из блоков уретана и блоков полиэфира или полиэфира; уретановые блоки обеспечивают прочность и термостойкость, полиэфирные и полиэфирные блоки обеспечивают эластичность; они представляют собой наиболее универсальное семейство эластомеров из-за их твердости, прочности, маслостойкости и характеристик старения.Они заменили резину в эластичных материалах. Другие области применения варьируются от колес самолетов до подушек сидений. Другие синтетические материалы обладают высокой маслостойкостью, но их высокая стоимость ограничивает их использование. Силиконовые каучуки представляют собой органические производные неорганических полимеров, например, полимер диметисиландиола. Очень стабильные и гибкие в широком диапазоне температур, они используются для изоляции проводов и кабелей.

Колумбийская электронная энциклопедия, 6-е изд. Авторское право © 2012, Columbia University Press.Все права защищены.

См. Другие статьи в энциклопедии по: Органическая химия

Список типов синтетического каучука — Что такое синтетический каучук? | Николь Мартейнс

Что такое синтетический каучук?

Некоторые химические вещества добавляются в виде природного каучука, он называется синтетическим каучуком. Он используется в производстве различных продуктов как заменитель натурального каучука. Использование велосипедов расширилось в 1890-х годах, особенно их шин. Это вызвало повышенный спрос на резину.В истории цены на каучук и его стоимость начали повышаться к 1925 году в цене на натуральный каучук. Этот прирост был настолько быстрым, что многие компании начали производить синтетический каучук, чтобы конкурировать с натуральным каучуком.

Синтетический каучук считается материалом с улучшенными свойствами. обладающий свойствами, сопоставимыми с натуральным каучуком или даже лучше. На рынке доступны различные виды резины. Здесь вы можете найти различные типы синтетического каучука и их отличительные качества.

Типы синтетического каучука:

EPDM:

Это короткая форма этилен-пропилендинового мономерного каучука. EPDM является самым популярным и полезным в синтетических каучуках и используется во многих целях. Эта резина очень устойчива к нагреванию и окислению. Подходит для постоянного использования при температуре до 150 градусов. У него вообще хорошая водо- и влагостойкость. Он играл важную роль в жизни каждого человека, принося облегчение.
EPDM используется для устранения протечек кровли. Жидкий EPDM используется с предварительно отмеренным бутылочным катализатором, чтобы вызвать уникальную химическую сшивку, приводящую к очень прочной связи.

Акриловый каучук:

Синтетический каучук, содержащий акрилонитрил, представляет собой акриловый каучук. Его устойчивость к горячему маслу и окислению хорошая, но плохая устойчивость к воде или влаге. Он подходит для непрерывного использования при температурах до 150 градусов Цельсия и примерно до 180 градусов Цельсия.

Бутадиеновый каучук (BR):

Диеновый каучук считается наиболее эластичным типом каучука. Типичное применение — смесь BR и натурального каучука в грузовых шинах.

Бутилкаучук (IIR):

Вследствие низкого уровня ненасыщенности между длинными сегментами полиизобутилена основными качествами бутилкаучука являются превосходные и хорошие гибкие свойства. Для удовлетворения конкретных потребностей обработки и собственности были разработаны сорта.

Хлорсульфированный полиэтилен (CSM) / Hypalon:

Некоторые продукты, в которых используется хлорсульфированный полиэтиленовый каучук, включают резиновые прокладки, шланги, уплотнения клапанов, прокладки и т. Д.Разнообразие продуктов производится с использованием CSM. Некоторые из популярных применений и применения гипалона или хлорсульфированного полиэтилена: Строительная промышленность использует CSM для кровельных мембран, облицовок и крышек для переносных резервуаров для воды и т. Д.

Фторэластомеры (FKM):

Viton Чтобы улучшить Идея о фторэластомерах, вам необходимо узнать об этом. Он разработан для работы при очень высоких температурах… Он обеспечивает исключительную стойкость к химическим веществам, маслу и теплу.Он используется для множества высокопроизводительных приложений в автомобильной, аэрокосмической и нефтехимической отраслях.

Изопреновый каучук (IR):

Изопреновый каучук похож на натуральный каучук, но производится искусственно или синтетически.

Физические свойства IR каучука в целом несколько уступают свойствам натурального каучука, но, в принципе, эти два типа каучука очень похожи.

Это бесцветная, прозрачная вязкая жидкая резина почти без запаха.

Нитрильный каучук (NBR):

Нитрильный каучук известен как синтетический каучук, получаемый полимеризацией акрилонитрила с бутадиеном.

. Этот тип синтетического каучука широко используется во многих областях.

Перфторэластомер (FFKM):

Перфторэластомеры — это тип синтетического каучука, обладающий еще большей термостойкостью и химической стойкостью, чем фторэластомеры. Перфторэластомеры широко используются в качестве уплотнений на оборудовании для обработки полупроводниковых пластин.

Полихлоропрен (CR) / Неопрен:

Хлоропреновый каучук (CR), другое название — неопрен. один из первых маслостойких синтетических каучуков. Это хорошая резина общего назначения с отличным балансом физических и химических свойств. Его химическая, маслостойкость, озоно- и термостойкость лучше, чем у натурального каучука.

Полисульфидный каучук (PSR):

Преимущества полисульфидного каучука Этот каучук очень мягкий, эластичный и долговечный.

Эта резина со свинцовым креативом имеет неприятный запах.

Силиконовый каучук (SiR):

Силиконовый каучук особенным качеством является его более высокая термостойкость. Следующим преимуществом является химическая стабильность, которая помогает ему, обеспечивая лучшую электрическую изоляцию.

Бутадиен-стирольный каучук (SBR):

Бутадиен-стирольный каучук — результат исследований синтетического каучука. Под влиянием нехватки натурального каучука немецкий химик разработал серию синтетических эластомеров.

31,5 Натуральные и синтетические каучуки

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
  1. Натуральный каучук
  2. Синтетический каучук
  3. Полимеризация 1,3-бутадиена
  4. Синтетический каучук
    1. Натуральный каучук
  5. Внешние ссылки
  6. Ссылки
  7. Проблема
  8. Ответы
  9. пример полимера эластомерного типа, где полимер имеет способность возвращаться к своей исходной форме после растяжения или деформации.В состоянии покоя каучуковый полимер наматывается. Эластичные свойства проистекают из его способности растягивать цепи, но когда напряжение снимается, цепи возвращаются в исходное положение. Большинство молекул каучукового полимера содержат, по крайней мере, некоторые звенья, полученные из сопряженных диеновых мономеров (см. Полимеризация сопряженных диенов). Такие сопряженные диеновые мономеры имеют конструктивную основу из по меньшей мере четырех атомов углерода с реактивным ядром с двойной одинарной и двойной связью (C = C-C = C).Большинство, если не практически все такие диены подвергаются 1,4-присоединению к полимерной цепи, где 1 и 4 относятся к 1-му и 4-му атомам углерода звена основной цепи, которые становятся одинарными связями с остальной частью полимерной цепи. Двойные связи диена превращаются в одинарные связи, а одинарная связь между ними превращается в двойную связь Z- или E-конфигурации, в зависимости от условий полимеризации. Таким образом, основа устройства становится такой (-C-C = C-C-). Резина приобретает эластичность, когда образованная двойная связь принимает Z-образную форму.Для 1,3-бутадиена Z эквивалентно цис , а E эквивалентно конфигурации транс .

    Натуральный каучук

    Натуральный каучук — это добавочный полимер, который получают в виде молочно-белой жидкости, известной как латекс, из тропического каучукового дерева. Натуральный каучук получают из мономера изопрена (2-метил-1,3-бутадиен), который, как упоминалось выше, представляет собой сопряженный диеновый углеводород. В натуральном каучуке большинство двойных волокон, образующихся в полимерной цепи, имеют Z-конфигурацию, что обеспечивает эластомерные качества натурального каучука.

    Чарльз Гудиер случайно обнаружил, что при смешивании серы и каучука свойства каучука улучшаются, становятся более жесткими, устойчивыми к жаре и холоду и повышаются эластичность. Позже этот процесс был назван вулканизацией в честь римского бога огня. Вулканизация заставляет более короткие цепи сшиваться через серу с более длинными цепями. Разработка вулканизированной резины для автомобильных шин в значительной степени помогла этой отрасли.

    Синтетический каучук

    Важные сопряженные диены, используемые в синтетических каучуках, включают изопрен (2-метил-1,3-бутадиен), 1,3-бутадиен и хлоропрен (2-хлор-1,3-бутадиен).Полимеризованный 1,3-бутадиен чаще всего называют просто полибутадиеном. Полимеризованный хлоропрен был разработан DuPont и получил торговое название Neoprene .

    В ряде случаев мономеры, не являющиеся диенами, также используются для определенных типов синтетического каучука, часто сополимеризованного с диенами. Одними из наиболее коммерчески важных аддитивных полимеров являются сополимеры. Это полимеры, полученные путем полимеризации смеси двух или более мономеров. Примером является стирол-бутадиеновый каучук (SBR), который представляет собой сополимер 1,3-бутадиена и стирола, смешанный в соотношении 3: 1 соответственно.

    Каучук SBR был разработан во время Второй мировой войны, когда прекратились поставки натурального каучука. SBR более устойчив к истиранию и окислению, чем натуральный каучук, и его также можно вулканизировать. Более 40% производимого синтетического каучука составляет SBR, который используется в производстве шин. Небольшое количество используется для жевательной резинки в невулканизированной форме.

    Нитрильный каучук сополимеризуется из бутадиена и акрилонитрила (H 2 C = CH-CN). Бутилкаучук сополимеризуется из изобутилена [который представляет собой метилпропен H 2 C = C (CH 3 ) 2 ] и небольшого процента изопрена. Силиконовый каучук и другие соединения, химически называемые полисилоксанами , происходят не из сопряженных диенов, а имеют повторяющиеся звенья, такие как -O-SiR 2 , где R — некоторая группа органических радикалов, такая как метил. О силиконовых полимерах есть отдельная страница.

    Конъюгированные диены (алкены с двумя двойными связями и одинарной связью между ними) могут быть полимеризованы с образованием важных соединений, таких как каучук. Это происходит в различных формах как в природе, так и в лаборатории.Взаимодействие между двойными связями в нескольких цепях приводит к поперечным связям, которые создают эластичность внутри соединения.

    Полимеризация 1,3-бутадиена

    Для синтеза резиновых смесей 1,3-бутадиен должен быть полимеризован. Ниже приведена простая иллюстрация того, как это соединение образует цепочку. Полимеризация 1,4 намного полезнее для реакций полимеризации.

    Выше зеленые структуры представляют основные звенья синтезируемых полимеров, а красный цвет представляет связи между этими звеньями, которые образуют эти полимеры.Будет ли образован продукт 1,3 или 1,4, зависит от того, контролируется ли реакция термически или кинетически.

    Синтетический каучук

    Самым важным синтетическим каучуком является неопрен, который получают путем полимеризации 2-хлор-1,3-бутадиена.

    На этой иллюстрации пунктирные линии представляют собой повторение одних и тех же основных единиц, поэтому как продукты, так и реагенты являются полимерами. Реакция протекает по механизму, аналогичному механизму Фриделя-Крафтса.Сшивка между атомом хлора одной цепи и двойной связью другой способствует общей эластичности неопрена. Это поперечное сшивание происходит, когда цепи лежат рядом друг с другом под случайными углами, и притяжение между двойными связями предотвращает их скольжение вперед и назад.

    Натуральный каучук

    Синтез каучука в природе в чем-то похож на искусственный синтез каучука, за исключением того, что он происходит на заводе. Вместо 2-хлор-1,3-бутадиена, используемого при синтезе неопрена, натуральный каучук синтезируется из 2-метил-1,3-бутадиена.Как электрофил, растение синтезирует пирофосфат 3-метил-3-бутенилпирофосфат из фосфорной кислоты и 3-метил-3-бутен-1-ола. Этот пирофосфат затем катализирует реакцию, которая приводит к натуральному каучуку.

    3-метил-3-бутенилпирофосфат (OPP) затем используется в полимеризации натурального каучука, поскольку он отталкивает электроны от 2-метил-1,3-бутадиена (см. Раздел вопросов по этому процессу).

    Ссылки

    1. Воллхардт, Питер, и Нил Э.Шор. Органическая химия: структура и функции . Нью-Йорк: W. H. Freeman & Company, 2007.
    2. Buehr, Walter. Каучук: натуральный и синтетический . Morrow, 1964.

    Задача

    Изобразите механизм естественного синтеза каучука из 3-метил-3-бутенилпирофосфата и 2-метил-1,3-бутадиена. Покажите стрелками движение электронов.

    Ответ

    Соавторы

    • Чарльз Офардт, почетный профессор, Элмхерстский колледж; Виртуальный Chembook
    • Пользователь: H Padleckas

    Процесс производства синтетического каучука

    10 сентября, 2020

    Синтетический каучук — это любой искусственный эластомер.Это полимеры, полученные из побочных продуктов нефти. Синтетический каучук, как и натуральный каучук, имеет несколько применений в автомобильном секторе, включая шины, дверные и оконные профили, уплотнения, такие как уплотнительные кольца и прокладки, шланги, ремни, маты и полы.

    Хотя натуральный каучук является одновременно возобновляемым ресурсом и чрезвычайно универсальным материалом, есть некоторые потребности, которые он не может удовлетворить. Натуральный каучук плавится при температуре около 180 ° C, что означает, что его нельзя использовать в приложениях, где температура может превышать этот предел.Кроме того, он слишком хрупкий для использования в приложениях, где он должен быть гибким или податливым без потери структурной целостности.

    Структура ядра каучука

    — это то, чему ученые пытались подражать в течение многих лет. Это привело к появлению широкого ассортимента высококачественных синтетических каучуков, специально предназначенных для удовлетворения потребностей конкретных отраслей и секторов.

    устойчивость

    Синтетический каучук отличается от натурального каучука тем, что он не встречается в природе, хотя он разделяет многие из его определяющих характеристик с обработанным латексом.

    Промышленность по производству синтетического каучука в целом является частью глобальных усилий по повышению устойчивости производства каучука в целом, поскольку базовые соединения в синтетическом каучуке представляют собой преимущественно полимеры, синтезированные из побочных продуктов нефти.

    Aquaseal Rubber Ltd всегда ищет способы дальнейшего повышения уровня устойчивости за счет сокращения количества невозобновляемых ресурсов, используемых в нашем производственном процессе.

    Что такое процесс производства синтетического каучука?

    Процесс производства синтетического каучука включает несколько важных этапов, каждый из которых может незначительно изменяться в зависимости от выбранного типа каучука.Приведенные ниже этапы в общих чертах описывают общие этапы обработки и производства типичного синтетического каучука.

    1. Углеводородная смесь (из нефти или угля) создается и очищается.
    2. Нафта; легковоспламеняющаяся жидкая углеводородная смесь, используемая для производства бензина и пластмасс; сочетается с природными газами. В результате этой реакции образуются мономеры, которые связывают молекулы вместе с образованием полимеров. Обычные мономеры, используемые для изготовления синтетических каучуков, включают стирол-бутадиеновый каучук (SBR), нитриловый каучук (NBR) и бутилкаучук (IIR).
    3. Химические вещества используются для превращения отдельных полимеров в полимерные цепи. Это образует каучуковое вещество.
    4. В процессе, называемом вулканизацией, каучуковое вещество перерабатывается в резиновое изделие. Вулканизация работает путем преобразования полимеров в более прочный материал за счет добавления ускорителей, таких как сера.
    5. Затем каучук формуют в желаемую форму перед тем, как пройти контроль качества.

    Виды синтетического каучука

    Несмотря на то, что синтетический каучук является искусственным, он столь же надежен, как и его натуральный аналог.В Aquaseal Rubber мы обрабатываем и производим ряд различных синтетических каучуков, каждый для разных целей.

    • Неопрен
      Неопреновые каучуки на основе полихлоропрена; полимер, состоящий из хлоропрена, ацетилена и соляной кислоты. Aquaseal создает высококачественный неопрен, изменяя химическую структуру полихлоропрена и добавляя дополнительные элементы, чтобы конечный продукт обладал широким спектром химических свойств.
    • Этилен-пропилен-диеновый мономер (EPDM)
      EPDM-каучук на основе этилена и пропилена.Aquaseal добавляет к этим соединениям небольшое количество диена, чтобы мы могли отвердить резину серой. Это изменяет их химическую структуру на структуру ненасыщенного полимера, в результате чего получается EPDM.
    • Бутадиен-стирольный каучук (SBR)
      SBR — это полимерид, который мы создаем с использованием стирола и бутадиена. Эти соединения получают из нефти на нефтеперерабатывающем заводе, прежде чем мы объединим их в соотношении 25/75 для стирола / бутадиена.
    • Бутилкаучук
      Бутилкаучук — это сополимер, созданный с использованием изобутилена и изопрена. Изобутилен представляет собой соединение, состоящее из метила и пропилена, а изопрен делает каучук ненасыщенным и способным к вулканизации.
    • Фторэластомеры
      Фторэластомеры — это семейство сополимеров, изначально состоящих из гексафторпропилена и винилидена. Aquaseal изменяет консистенцию наших фторэластомеров в зависимости от потребностей нашего клиента — мы можем предложить высочайшую долговечную надежность даже в самых суровых условиях.
    • Силикон
      Силиконовый каучук — это неорганический полимер, состоящий из силикона и кислорода, который Aquaseal может модифицировать, добавляя различные химические вещества для улучшения характеристик.Добавление фтора в состав силиконового каучука сделает его устойчивым к растворителям; фенил улучшит гибкость при низких температурах и противостоит гамма-излучению; а винил делает вулканизацию более эффективной.
    • Каучук Buna N
      Каучук Buna N (также известный как стандартный нитриловый каучук) — это синтетическая резиновая смесь, состоящая из акрилонитрила и бутадиена — двух сополимеров. Поскольку акрилонитрил представляет собой летучую органическую жидкость, при его смешивании с бутадиеном (синтетическим химическим соединением) происходит реакция, в результате которой образуется каучук Buna N.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *