«Каучук натуральный»

полимер растительного происхождения, вулканизацией (См. Вулканизация) которого получают резину (См. Резина). К. н. относится к группе эластомеров (См. Эластомеры)— высокомолекулярных соединений, обладающих способностью к большим обратимым деформациям при комнатной и более низких температурах (см. также Высокоэластическое состояние). К. н. содержится в млечном соке (латексе) каучуконосных растений (См. Каучуконосные растения); отдельные включения каучука имеются также в клетках коры и листьев этих растений. Добывают К. н. главным образом из латекса бразильской гевеи (См. Гевея), которая произрастает на плантациях в тропических странах. Крупнейший производитель К. н. — Малайзия (свыше 40% мирового производства).

Термин «каучук» происходит от названия «каучу», которым жители Бразилии обозначали продукт, добываемый из гевеи, растущей на берегах р. Амазонки («кау» — дерево, «учу» — течь, плакать). Историю К. н. ведут обычно с 1738, когда французский исследователь Ш. Кондамин представил в АН в Париже образцы каучука, изделия из него и описание способов добычи в странах Южной Америки. Промышленное применение К. н. оказалось возможным после открытия процесса вулканизации (Ч. Гудьир — США, 1839; Т. Гэнкок — Великобритания, 1843). Основные данные о строении К. н. были получены в 70-х гг. 19 в. и позднее Г. Бушарда, Г. Штаудингером, немецким учёным К. Гарриесом. Обширные исследования вулканизации К. н. принадлежат Б. В. Бызову,Б. А. Догадкину, И. И. Остромысленскому (См. Остромысленский), американскому учёному Э. Х. Фармеру и др. Исследованию физических свойств и разработке теории эластичности К. н. посвящены работы советских учёных А. П. Александрова,В. А. Каргина, П. П. Кобеко, американских исследователей Е. Гута, Л. Р. Г. Трелоара, Ф. Т. Уолла и др.

При получении К. н. латекс извлекают подсочкой коры деревьев; из латекса каучук выделяют коагуляцией (См. Коагуляция) с помощью муравьиной, щавелевой или уксусной кислоты. Образующийся рыхлый сгусток (коагулюм) промывают водой и прокатывают на вальцах для получения листов, которые сушат и обычно коптят в камерах, наполненных дымом. Копчение придаёт К. н. устойчивость против окисления и действия микроорганизмов.

В соответствии с «Международным стандартом по качеству и упаковке натурального каучука» (1969) К. н. подразделяют на 8 международных типов, включающих 35 международных сортов. Основные типы К. н. — рифлёный смокед-шит (продукт светло-янтарного цвета — «копчёный лист») и светлый креп (продукт светло-кремового цвета, перед выделением которого в латекс вводят специальные отбеливающие вещества, например бисульфит натрия; К. н. этого типа копчению не подвергают). Качество К. н. международных типов и сортов оценивают на основании внешнего осмотра и сравнения с эталоном. Существует также классификация К. н. по техническим стандартам, в которых регламентируется содержание примесей в каучуке. Наряду с К. н. общего назначения выпускают каучуки специальных типов, например с улучшенными технологическими или механическими свойствами, изготовляемые в порошкообразной выпускной форме, и др. Ведутся обширные опытные и исследовательские работы как в направлении улучшения качества К. н., так и повышения продуктивности каучуконосов.

Основная составная часть К. н. — углеводород каучука (91—96%), который рассматривают как полиизопрен (C₅H₈) _n. К. н. содержит также 2,2—3,8% белков и аминокислот, 1,5—4,0% веществ, извлекаемых ацетоном (так называемый ацетоновый экстракт — олеиновая, стеариновая, линолевая кислоты, каротин и др.), соединения металлов переменной валентности — меди (до 0,0008%), марганца (до 0,001%), железа (до 0,01%), песок и некоторые др. примеси. К. н. относятся кстереорегулярным полимерам (См. Стереорегулярные полимеры); 98—100% звеньев изопрена в его макромолекуле присоединены в положении 1,4 цис:

Молекулярная масса К. н. 1 400 000 — 2 600 000, содержание двойных связей в макромолекуле 95—98,5% от теоретического значения. Плотность К. н. 0,91—0,92 г/см³, показатель преломления 1,5191, температура стеклования от —70 до —72 °С, удельная теплоёмкость 1,880кдж/(кг^. К)[0,449кал/(г^.°С)],теплопроводность 0,14 вт/(м^. К) [0,12 ккал/(м^. ч^.°С)], диэлектрическая проницаемость при частоте 1 кгц 2,37—2,45, удельная электропроводность 25,7^.10^–18 ом^–1. см^–1.

Каучук стоек к действию воды; хорошо растворим в бензоле, толуоле, ксилоле, бензине, четырёххлористом углероде, хлороформе, сероуглероде, циклогексане. При температурах выше 10 °С К. н. аморфен. Длительное хранение при более низких температурах или растяжение при комнатной температуре вызывают частичную кристаллизацию К. н. К числу ценных свойств К. н. относится его высокая когезионная прочность (см. Когезия). Этим свойством обусловлена в значительной степени незаменимость К. н. в производстве некоторых деталей шин. Технологический недостаток К. н., связанный с его высокой молекулярной массой, — необходимость пластикации (см. Пластикация каучуков) перед введением ингредиентов резиновой смеси (См. Резиновая смесь).

Наиболее распространённый вулканизующий агент для К. н. — сера; в качестве ускорителей вулканизации применяют 2-меркаптобензтиазол (каптакс), его сульфенамидные производные (например, сантокюр), дибензтиазолилдисульфид (альтакс), тетраметилтиурамдисульфид (тиурам) и др. Возможны также радиационная вулканизация К. н. и вулканизация с помощью органических перекисей или алкилфеноло-формальдегидных смол.

Кристаллизация К. н. обусловливает высокую прочность при растяжении резин на его основе. При введении активных наполнителей прочность резин изменяется незначительно, но существенно повышаются некоторые др. механические свойства (см. табл.). Резины из К. н. характеризуются хорошей эластичностью, износо- и морозостойкостью и высокими динамическими свойствами, но низкой стойкостью к действию растворителей, масел, а также меньшей, чем у некоторых синтетических каучуков, тепло- и атмосферостойкостью.

Свойства резин из натурального каучука

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

| Показатели    | Ненаполненная резина   | Резина, наполненная газовой  |

|       |       | канальной сажей    |

|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Модуль при растяжении 500%,      | 1,5—4,5 (15—45)    | 12—22 (120—220)   |

| Мн/м² (кгс/см²)       |       |       |

|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Прочность при растяжении, Мн/м² | 28—34 (280—340)   | 30—34 (300—340)   |

|       |       |       |

| (кгс/см²)         |       |       |

|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Относительное удлинение, % | 700—900        | 600—800        |

|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Сопротивление раздиру, кн/м,       | 40—50           | 120—170        |

| или кгс/см      |       |       |

|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Твёрдость по ТМ–2        | 30—40           | 50—75    |

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Основная область применения К. н. — производство шин. Его используют также в производстве резинотехнических изделий (транспортёрные ленты, приводные ремни, амортизаторы, уплотнители), электроизоляционных материалов, резиновых изделий народного потребления, при изготовлении резиновых клеев (См. Резиновые клеи). Некоторое количество К. н. используют в виде латекса (см. Латексы,Латексные изделия).Объём производства К. н. в 1971 составил около 3 млн. т. Благодаря созданию стереорегулярных синтетических каучуков, а также широкого ассортимента синтетических каучуков специального назначения, потребление К. н. в некоторых отраслях промышленности сокращается (см. Каучуки синтетические).

Лит.: Вызов Б. В., Природный каучук, Л., 1932; Догадкин Б. А., Химия эластомеров, М., 1972; Справочник резинщика. Материалы резинового производства, М., 1971, с. 21.

КАУЧУК НАТУРАЛЬНЫЙ (НК) - получают коагуляцией латекса каучуконосных растений, главным образом бразильской гевеи. Основной компонент - полиизопрен. Вулканизацией НК получают прочную и эластичную резину. Применяется в производстве шин, амортизаторов, изделий санитарии и гигиены и др.

КАУЧУК НАТУРАЛЬНЫЙ

эластичный материал, получаемый коагуляцией млечного сока (латекса) каучуконосных растений. Осн. компонент К. н.— углеводород полиизопрен (91—96% ). В зависимости от того, в каких тканях накапливается К. н., каучуконосные растения делят на латексные (каучук содержится в млечном соке), паренхимные (в паренхиме осевых органов — стеблей, корней), хлоренхимные (в зелёных тканях молодых побегов и листьях). Пром. значение имеют латексные деревья, к-рые не только накапливают каучук в большом кол-ве, но и легко его отдают; из них наиважнейшее — гевея бразильская, дающая 95% мирового произ-ва К. н. Травянистые латексные каучуконосные растения из сем. сложноцветных (кок-сагыз, тау-сагыз, крым-сагыз и др.), произрастающие в умеренной зоне, в т. ч. в СССР, содержат каучук в небольшом кол-ве в корнях и пром. значения не имеют. К паренхимным каучуконосным растениям относится гваюла (родом из Мексики), к хлоренхимным — ряд видов из родов крестовник, василёк и др. Вулканизацией К. н. получают прочную и эластичную резину (иногда резиновые изделия получают непосредственно из латекса).

(НК), 1,4-цис-полиизопрен [ЧСН ₂ С(СН ₃)=СНСН ₂ Ч]_n, получаемый в осн. коагуляцией к-тами (уксусной, муравьиной и др.) латекса натурального. Продукт коагуляции-коагулюм - превращают в листы или измельчают, промывают, сушат и упаковывают в кипы или брикетируют. Важнейшие пром. типы НК-рифленый смокед-шитс (RSS; коагулюм лосле сушки подвергают копчению в спец. камерах) и светлый креп (PCR; при его получении в латекс для отбеливания добавляют NaHSO₃). Сорт в каждом типе НК оценивается визуально. Получил значит, развитие (после 1965) выпуск технически классифицир. марок НК (SMR, SIR, SCR, TTR и др.) с регламентированными вязкостью, цветом, скоростью вулканизации и св-вами вулканизатов. Пром. сорта НК включают 5-7% по массе некаучуковых в-в (белков, липидов, жирных к-т, золы и др.), влияющих на его стабильность и перерабатываемость. Полиизопрен НК содержит 100% звеньев, присоединенных в положении 1,4 циc-конфигурации, непредельность его составляет 95,0-98,5%. Характеризуется широким (часто бимодальным) ММР. Среднечисловая мол. м. 100 тыс. - 300 тыс., среднемассовая 1,3-2,6 млн. В НК имеются азот- и кислородсодержащие функц. группы, по к-рым происходит сшивание каучука, начинающееся при подсочке дерева во время получения латекса и продолжающееся при хранении каучука. Р-римость НК в хороших р-рителях (бензол, толуол, бензин, СНС1₃, СС1₄ и др.) 60-85%. Плотн. 0,91 г/см ³; т. стекл. от -69 до -74°С; n²⁰_D1,5190-1,5195 (смокед-шитс), 1,5218-1,5222 (светлый креп); плота, энергии когезии 261-292 МДж/м ³; С°1,88 кДж/(кгК); DH⁰ _сгор -45,25 МДж/кг; теплопроводность 0,13 Вт/(мК); термич. коэф. объемного расширения (62-67).10^-5 °С ^-1; коэф. газопроницаемости [м ²/(Па. с)]: 369.10^-18 (Н ₂), 175.10^-18 (О ₂), 60,4^.10^-18 (N₂): e (1 кГц) 2,37-2,70; tgd (1 кГц) 0,001-0,003; р10¹² - 10¹⁵ Ом. м; диэлектрич. прочность 3,937 В/мм. НК кристаллизуется при охлаждении и деформировании (в недеформир. состоянии - при т-рах от -50 до 20 °С, с макс, скоростью при Ч 25 °С). Макс, степень кристалличности 30-40%, т-ра плавления кристаллич. фазы 15-40°С в зависимости от условий кристаллизации. Нагревание очищенного НК в отсутствие света и О ₂ вызывает деструкцию и структурирование, приводит к уменьшению ненасыщенности и гелеобразованию. При т-рах выше 280-300 °С наблюдается пиролиз. Под действием УФ света и др. ионизирующих излучений НК преим. деструктируется. При нагр. и облучении УФ светом в присут. О ₂ преобладают термо- и фотоокислит. деструкции НК. Озон вызывает растрескивание растянутых вулканизатов НК (озонное растрескивание). Вследствие кристаллизации НК при хранении его подвергают перед переработкой декристаллизации (распарке) горячим воздухом при 50-70 °С или токами высокой частоты. Из-за низкой исходной пластичности (до 0,1-0,2) его пластицируют в резиносмесителях (при 100-150 °С), на вальцах (30-60 °С) и др. обычно до пластичности 0,25-0,50. Наиб, эффективна высокотемпературная пластикация НК в присут. 0,3-0,5 маc. ч. ускорителей (производных тиофенолов, дисульфидов и др.). Разработаны марки SMR, не требующие предварит, декристаллизации и пластикации. НК технологически совместим с др. ненасыщ. каучуками, полиэтиленом, сополимерами стирола. При приготовлении резиновых смесей на основе НК используют серные, изоцианатные и др. вулканизующие системы, активные и неактивные (в т. ч. светлые и цветные) наполнители, антиоксиданты, антиозонанты, пластификаторы и др. обычно применяемые ингредиенты. Изготовление и переработку смесей, вулканизацию изделий проводят на обычном оборудовании резиновых заводов. НК характеризуется уникальным комплексом техн. св-в: высокими клейкостью и когезионной прочностью резиновых смесей; эластичностью, прочностью и сопротивлением раздиру резин, в т. ч. ненаполненных и наполненных неактивными наполнителями, хорошими сопротивлением росту трещин, морозо- и износостойкостью, тягово-сцепными св-вами. Резины на основе НК (их св-ва см. в табл.) хорошо противостоят действию большинства к-т (не являющихся окислителями), щелочей, р-ров солей, но не стойки к действию масел и топлив.

СВОЙСТВА ВУЛКАНИЗАТОВ НАТУРАЛЬНОГО КАУЧУКА

НК-каучук общего назначения. Его применяют в произ-ве шин (~60% всего НК), РТИ (транспортерных лент, приводных ремней, рукавов, амортизаторов, прокладок, уплотнителей и др.), клеев, эбонитов, электроизоляц. материалов, губчатых резин, резиновых изделий бытового, санитарно-гигиенич., мед., пищ. и спортивного назначения и др. Мировое произ-во НК ок. 4,3 млн. т/год (1985). Крупные производители НК-Малайзия, Индонезия, Таиланд, Индия, Шри-Ланка, КНР, СРВ. Лит.: Догадкин Б. А., Химия эластомеров, 2 изд., М., 1981; Kirk-Othmer encyclopedia, 3 ed.. v. 20, N. Y., 1982, p. 468-91; Natural Rubber Science and Technology, ed. A. D. Roberts, N. Y., 1988. В. А. Гречановский. Ф. Е. Куперман.

каучу́к натура́льный

(НК), получают коагуляцией латекса каучуконосных растений, главным образом бразильской гевеи. Основной компонент — полиизопрен. Вулканизацией НК получают прочную и эластичную резину. Применяется в производстве шин, амортизаторов, изделий санитарии и гигиены и многого другого.

* * *

КАУЧУ́К НАТУРА́ЛЬНЫЙ (НК), получают коагуляцией латекса(см. ЛАТЕКС) каучуконосных растений, главным образом бразильской гевеи. Основной компонент — полиизопрен. Вулканизацией НК получают прочную и эластичную резину. Применяется в производстве шин, амортизаторов, изделий санитарии и гигиены и др.

[франц. caoutchouc; первоисточник: кау - дерево и учу - плакать, течь (на языке южноамериканских индейцев тупи)], НК, [-СН₂СН(СН₂)=СНСН₂-]_nприродный полимер, обладающий при обычных темп-pax высокоэластич. св-вами (см. Высокоэластическое состояние) и используемый для получения резины (см. также Вулканизация). Содержится преим. в млечном соке (латексе) каучуконосных растений; добывается гл. обр. из бразильской гевеи. Латекс извлекают подсочкой коры дерева; каучук выделяют коагуляцией с помощью муравьиной или уксусной к-т. Важнейшие типы - рифлёный смокед-шит (продукт светло-янтарного цвета) исветлый креп (продукт светло-кремового цвета). Осн. составная часть НК (91 - 96%) - углеводород, рассматриваемый как полиизопрен (C₅H₈)_n, в к-ром 98 100% звеньев изопрена присоединены в положении 1,4-цис (см. Изомерия). Плотн. 910 - 920 кг/м². Стоек к действию воды, хорошо растворим во мн. органич. растворителях, сильно набухает в маслах. При длит. хранении ниже 10 °С, а также при растяжении кристаллизуется, что обусловливает высокую прочность при растяжении ненаполненных резин (~ 30 МПа). Резины характеризуются также высокой эластичностью (относит. удлинение 600 - 900%), износо-и морозостойкостью; сравнительно невысокой атмосферостойкостью. Осн. обл. применения - произ-во шин. Используется также для изготовления конвейерных лент, приводных ремней, амортизаторов. значит. часть НК применяют в виде латекса.