Основные типы, свойства и области применения каучуков и резин.

История появления:

Еще в конце 15 века индейцы Северной Америки из сока дерева гевеи научились получать каучук, который использовали при изготовлении обуви и других вещей. При надрезе коры гевеи происходило выделение капель молочно-белого сока – латекса. Этот сок индейцы назвали «слезы дерева», что звучит как кау-учу. Отсюда и название – каучук.[4]

Открытие Америки Христофором Колумбом способствовало распространению чудесного материала в Европу, где путем проб и ошибок впервые получили резину. С появлением автомобильной промышленности в 20 веке спрос на резину, а, значит, и на каучук стал расти. В то время стоимость изделий из каучука была очень высокой. Это связано с тем, что в год с одного дерева гевеи можно получит всего 1—2 кг каучука, а на производство, например, шин требовалось в 50 больше.[4]

Вскоре возникла нехватка, дефицит получаемого из сока гевеи каучука (натуральный каучук). Ученые занялись поиском решений этой проблемы. И, наконец, в 20-е годы 20 века русский учёный С.В. Лебедев получил первый синтетический каучук путем полимеризации 1,3-бутадиена (дивинила) на натриевом катализаторе. Позже натриевый катализатор заменили катализатором Циглера-Натта (Al(C2H5)3∙TiCl4), что дало возможность получения полибутадиена и полиизопрена — синтетического каучука, обладающего нужными свойствами эластичности и прочности. Синтетический каучук стал настолько популярен, что к концу 20 века почти полностью вытеснил натуральный каучук. [4]

Что же представляет собой каучук синтетического происхождения? Производят его из синтетических полимерных соединений, которые вулканизируют до превращения в резину. В частности, в России подобными производствами занимаются в Красноярске и Тольятти.[5]

Синтетический каучук — высокополимерное соединение, получаемое из бутадиена, изопрена, стирола, неопрена, изобутилена, хлоропрена, нитрила акриловой кислоты, которые полимеризуют или сополимеризуют. Получаемый материал имеет похожие свойства с натуральным. Так, его молекулы также представляют собою длинные и частично разветвленные цепи из многих тысяч мономеров. Средняя молекулярная масса, как правило, составляет от нескольких сотен тысяч до миллионов. Во время полимеризации некоторые цепи связываются друг с другом во многих местах с помощью двойных связей. Таким образом, вулканизируемое вещество химически представляет собой высокомолекулярную пространственную сетку с соответствующими физико-химическими свойствами. [5]

Виды каучука:

[4]

[7]

Превращение каучуков в резину и получение резиновых изделий подразделяется на три стадии: приготовление сырой резиновой смеси, заготовительно-сборочные операции, вулканизацию изделий и их отделку. Резиновые смеси изготовляют путем смешивания каучуков с ингредиентами: наполнителями, ускорителями пластификации, пластификаторами, вулканизаторами, ускорителями вулканизации, противостарителями, красителями и т. д. [6]

Количество каучука и ингредиентов колеблется в за­висимости от назначения резинового изделия. В качестве наполнителей широко применяют сажу, активированный мел, каолин, оксид цинка; вулканизаторов — серу и ее соединения; пластификаторов – мазут, гудрон, смазочные масла, канифоль, смолы. Приготовление резиновой смеси проводится в закрытых резиносмесителях и на каландрах (или валках). Ответственной операцией является вулканизация. В процессе вулканизации при температуре + 130-160°С и давлении 18 — 20 МПа сера химически присоединяется к молекулам каучука, «сшивая» их в трехмерную структуру, образуя резину. [6]

Резина является важным конструкционным материалом для машино- и приборостроения. Различные сорта резины обладают высокой эластичностью (упругое удлинение при растяжении достигает 700-800 %), хорошими вибро- и водостойкостью, повышенной химической стойкостью против кислот и их растворов, механической прочностью; резина хорошо сопротивляется истиранию. Эти свойства достигаются при вулканизации резиновых смесей (сырой резины). Созданы электропроводная, магнитная и другие резины с новыми свойствами.[6]

Резины подразделяются на следующие основные группы: резины общего назначения (температуры эксплуатации от – 50 до +150 °С), теплостойкие (150-200 °С и выше), морозостойкие (до – 150 °С), масло- и бензостойкие, диэлектрические, электропроводящие, магнитные, фрикционные и др.[6]

Резиновые смеси составляют на основе каучука, массовое содержание которого в различных изделиях колеблется от 5 до 95 %; смеси содержат также мягчители, наполнители, вулканизирующие вещества, противостарители, красители.[6]

В машиностроении резиновые изделия применяют для движущихся устройств (шин, приводных ремней, транспортных лент), в магистралях для транспортирования жидкостей, газов (напорные и всасывающие рукава, соединительные шланги, трубки), в качестве опор, буферов, изоляции, уплотнителей (сальники, манжеты, прокладочные пластины, кольца) и др.[6]

Список литературы.

1.Лабораторное оборудование. – URL: https://www.prof-pribori.ru/laboratornoe-oborudovanie/ (дата обращения 06.03.2021).

2.Варакин А.Н. Фотоотчёт лаборатории и оборудования кафедры: дериватограф, прибор для определения высокотемпературного критического кислородного индекса STANTON REDCROFT, ИК-спектрометр SPECORD-M-80, фотоколориметр, консистометр Хеплера.

3.Официальный сайт Инжинирингового центра РГУ им. А.Н. Косыгина - URL:http://www.eclegprom.ru/ (дата обращения 07.03.2021).

4.Каучук — виды, получение и применение – URL: http://zadachi-po-khimii.ru/organic-chemistry/kauchuk-vidy-poluchenie-i-primenenie.html (дата обращения 18.03.2021)

5.Каучук: свойства и области применения – URL: http://plastweb.ru/kauchuk-svoystva-i-oblasti-primeneniya/ (дата обращения 18.03.2021)

6. Сообщение на тему каучуки и резины – URL: https://crast.ru/instrumenty/soobshhenie-na-temu-kauchuki-i-reziny

7. Абзалилова Л. Р. Традиционные и инновационные материалы в промышленности синтетических каучуков в России и мире: учебное пособие; 2013 г. (дата обращения 18.03.2021)

Заключение руководителя практики от Университета

(полученные знания и умения, уровень овладения компетенциями,                        предусмотренными программой практики)

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Руководитель практики

от Университета            ________________ ____ Середина М.А.., доц.

                                                 (подпись)                                 (фамилия, инициалы)

«___»________20 21 _г.