Из чего состоит резина: Что такое резина? Технология производства, состав и свойства

Что такое резина? Технология производства, состав и свойства

Автор статьи

Хватков Дмитрий

Консультант в сфере производства резиновых покрытий

Резина (слово произошло от латинского «resina» — «смола») представляет собой эластичный материал, получаемый методом температурной стабилизации (вулканизации) натурального и синтетического каучука.

Вулканизация — сложный технологический процесс, в ходе которого каучук под воздействием высокой температуры взаимодействует с вулканизирующим реагентом (обычно серой). В процессе вулканизации происходит сшивание молекул каучука в единую пространственную сетку. В результате получается эластичный полимер (резина) структура которого представлена хаотично расположенными цепочками углерода, которые прочно соединены между собой атомами серы. В процессе вулканизации натуральный или синтетический каучук становится резиной.

В нормальном состоянии цепочки углерода имеют скрученный вид. При растяжении они раскручиваются, но при отмене растягивающего усилия быстро возвращаются в прежнюю форму.

Именно это свойство сделало резину незаменимым материалом в самых разных сферах — от изготовления приводных ремней и уплотнителей до производства автомобильных шин.

Состав резины

Кроме каучука, в состав резины входят и другие компоненты:

• ускорители вулканизации
• активаторы
• добавки-пластификаторы
• противостарители
• активные наполнители или усилители
• неактивные наполнители
• красители
• ингредиенты специального назначения

В состав резины также могут входить ароматизаторы (душистые вещества), различные модификаторы, антипирены (огнезащита) и другие компоненты. Для повышения скорости вулканизации производители используют различные катализаторы-ускорители.

Натуральный и синтетический каучук — в чем разница

Основное различие между натуральным каучуком и его синтетическим аналогом заключается в том, что натуральный каучук — это полимер природного происхождения, полученный из млечного сока дерева под названием гевея (Hevea brasiliensis).

Синтетический каучук — это искусственно произведенный полимер.

Синтетический каучук — искусственно созданный полимерный материал, во многом копирующий натуральный каучук по свойствам и характеристикам. Получают материал методом полимеризации бутадиена, изопрена, стирола, изобутилена и других химических веществ. Синтетические каучуки состоят из длинных разветвленных молекулярных цепей с двойными связями.

Самая распространенная разновидность синтетического каучука — изопреновый. Этот материал максимально приближен к натуральному по своим характеристикам и молекулярной структуре. Именно изопреновый каучук нашел широкое применение в производстве шин (часто в комбинации с другими каучуками).

Свойства и характеристики резины

Резина представляет интерес благодаря своей эластичности. Этот универсальный материал способен подвергаться большим обратимым деформациям при различных температурах. Свойства и характеристики каждого типа резины зависят от типа каучука, из которого изготовлен материал. Качества резины могут меняться в широких пределах при применении различных исходных материалов, их пропорций, рецептуры или модификации.

Резина в общем виде обладает следующими уникальными свойствами:

• эластичность
• способность поглощать ударные нагрузки и вибрацию
• малая теплопроводность
• высокая механическая прочность
• износостойкость
• газо- и водонепроницаемость
• устойчивость к агрессивным средам

Резина является хорошим диамагнетиком и диэлектриком. Существуют специальные марки резин, проводящих электрический ток. Срок эксплуатации резиновых изделий может исчисляться десятилетиями.

Область применения резины

Изделия из резины находят самое широкое применение во всех отраслях промышленности и народного хозяйства. Резина используется в производстве всевозможных уплотнителей, обуви, приводных ремней, транспортерных лент конвейеров, напольных покрытий и широкого спектра других резинотехнических изделий. Резиновая смесь используется для изготовления прорезиненных тканей.

Основное применение резина находит в производстве шин — автомобильных, мотоциклетных, велосипедных и авиационных.

Вторичное использование автомобильных шин

Утилизация и переработка автомобильных покрышек с каждым годом приобретает все большее экологическое и экономическое значение. Это связано с тем, что порядка 80% всех производимых в мире шин созданы из синтетического каучука который получают из нефти — невозобновляемого природного ресурса. Вторичная переработка покрышек способствует сохранению природных запасов нефти. Утилизация резиновых отходов также стимулирует развитие ресурсосберегающих технологий, позволяет сократить площади свалок, улучшить экологическую обстановку.

Из продуктов переработки отслуживших свой век автомобильных покрышек можно изготовить новую востребованную продукцию:

• новые автомобильные шины;
• различные резинотехнические изделия;
• гидроизоляционные материалы;
• подошвы для обуви;
• тротуарную резиновую плитку, брусчатку, поребрики и бордюры;
• промышленные напольные покрытия;
• бесшовные и рулонные покрытия из резиновой крошки и др.

Основным сырьем для изготовления резиновых напольных покрытий является фракционированная резиновая крошка — продукт механической переработки старых автомобильных шин. Технологический процесс изготовления резиновой крошки заключается в измельчении автопокрышек, удалении нерезиновых компонентов и сортировке гранул по фракциям.

Измельчение покрышек с целью получения резиновой крошки — одно из наиболее перспективных направлений переработки. Полученный материал является ценным сырьем для производства широкого ассортимента травмобезопасных резиновых покрытий.

С чего начинается шина

Они должны плакать. Плакать белыми тягучими слезами, раз в пять дней. Иначе мы не сможем ездить.

Круглый предмет падает на землю и магическим образом отскакивает от нее прямо в руки индейцу: команда Колумба зачарована увиденным. Разбитый подагрой американец гладит латекс утюгом, варит, жарит и запекает его на кухне. Его голодная семья с ужасом наблюдает за опытами: ах, если б только латекс был съедобным! Чарльз Гудьир наконец изобретает технологию превращения латекса в более прочный и стабильный материал под названием резина, но счастья ему она не приносит. Он умирает больным, нищим и безвестным. Англичанин Генри Уикхэм тайком вывозит тысячи семян гевеи из Бразилии. Гевею высаживают в британских колониях на Малайском полуострове, и через какое-то время крупнейшая южноамериканская страна превращается из монополиста латекса в его импортера! Это лишь несколько эпизодов из жизни латекса, материала с невероятно захватывающей историей…

Микроциклус, злой и ужасный

Несколько месяцев назад «TechInsider» решила выяснить, из чего делают автомобильные шины, и так увлеклась расследованием, что несколько дней провела в бразильском штате Байя, на каучуковых плантациях.

Направлявшиеся на Токийский автосалон автомобильные журналисты, с которыми мы встретились в аэропорту «Шереметьево-2», могли бы удивиться, что мы с ними летим в разные концы света. Ведь сегодня практически 95% натуральной резины производится в Юго-Восточной Азии, главным образом в Индонезии, Таиланде и Малайзии. Туда обычно и отправляются все желающие узнать, как «выращивают шины».

На родине же этого материала, в Бразилии, сегодня производится менее 1% латекса в мире! И все же в штат Байя мы отправлялись не случайно: только здесь и еще в Париже находится лаборатория по изучению гриба Microcyclus ulei. По вине этого паразита мир в скором будущем может остаться без натуральной резины!

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Если бы не микроциклус, Бразилии сегодня не приходилось бы закупать за рубежом более 100 000 т латекса. Нынешние объемы производства этого материала в стране покрывают лишь 40% национального спроса. Проблема в том, что местный микроскопический грибок с остервенением набрасывается на листья гевеи, поражает их, а деревья, тратя все свои силы на восстановление листьев, больше не способны производить латекс. Настоящим провалом обернулся проект Fordlandia, инициированный в 1920-х годах Генри Фордом. Чтобы не закупать латекс у англичан, изобретатель конвейера открыл огромную каучуковую плантацию недалеко от Амазонки в Бразилии, но из-за поражения растений грибком и ряда организационных просчетов американская компания понесла огромные убытки и в конце концов решила избавиться от плантации.

Беда не обошла стороной и одну из самых крупных шинных компаний в мире — Michelin. Плантация, на которой мы находимся, была куплена французской компанией в 1984 году у терпевшей огромные убытки американской фирмы Fire-stone (ныне подразделение Bridge-stone). Сделка оказалась крайне неудачной для французов. Выяснилось, что многие деревья на плантации поражены микроциклусом. Химические способы борьбы дороги и малоэффективны: над плантацией должны были постоянно кружить самолеты с химикатами, и все равно таким образом грибок не уничтожить. К тому же цены на натуральную резину на международном рынке резко упали.

От индейской игры пок-та-пок до гигантской шинной индустрии современности, резина вот уже три тысячелетия присутствует в жизни человечества.
1600 лет до нашей эры. Обитатели Мезоамерики, историко-культурного региона, простирающегося от центра Мексики до Никарагуа, начинают играть в пок-та-пок. Мяч для этой древнейшей командной игры, похожей на баскетбол с элементами волейбола, делали из белого сока растения Castilla elastica. Чтобы латекс затвердел и стал прыгучим, индейцы смешивали его с соком лозы Ipomoea alba. В течение 10 минут полученный раствор затвердевал и приобретал свойства, присущие резине. Это был древней аналог вулканизации,  придуманной три тысячелетия спустя Чарльзом Гудьиром. Индейцы также использовали латекс для изготовления непромокаемых тканей, обуви и емкостей для хранения воды и продуктов. 

1452 год. Колумб открывает Америку и знакомится с прыгающими мячиками из латекса. О них Колумб упоминает как о забавной диковинке, не придавая ей какого-то значения. В результате последующие три столетия европейцы даже не задумываются о том, что резина – стоящий материал.  
1731 год. Французский географ Шарль Кондамин во время путешествия в Южную Америку открывает для себя латекс и, впечатленный свойствами этого материала, привозит его в Европу. Латексом наконец-то заинтересовываются ученые и коммерсанты. В 1770 году англичанин Джозеф Пристли представляет миру каучуковый ластик, затем латексом начинают пропитывать ткань. Первым крупным производителем непромокаемых плащей становится английский химик Чарльз Макинтош – вскоре его фамилия становится нарицательной. 
1839 год. Люди в галошах и макинтошах больше не боятся дождливой погоды, но теперь их страшат перепады температуры. В холодные дни их одежда становится ломкой, а в жару размягчается, превращаясь в липкую массу. Кроме того, от нее исходит неприятный запах. Химики проводят бесчисленные эксперименты, пытаясь сделать латекс более стабильным. В результате процесс вулканизации каучука совершенно случайно открыл Чарльз Гудьир. Выяснилось, что при нагревании с серой латекс теряет липкость и ломкость. 
1876 год. Англичанин Генри Уикхэм тайком вывозит из Бразилии, поставлявшей каучук всей Европе, партию семян гевеи. Растения высаживают в британских колониях на Малайском полуострове. Дерево отлично прижилось и спустя годы именно эти места стали основным местом добычи каучука, тогда как природные запасы каучука в Бразилии постепенно истощились.
1901 год. Русский ученый Кондаков синтезирует каучук из бутадиена. В России эта технология применения не нашла, но на основе ее немцы разработали свою технологию производства шин для армейских машин.
Конец 1920-х годов. В России и Германии разрабатывают метод создания недорогой и неплохой резины. Спустя 15 лет в США синтезируют неопрен, который по ряду качеств превосходит натуральную резину.
Конец XX века. За счет применения в составе шин кремнезема удалось снизить коэффициент сопротивления качения на 30%, уменьшив расход топлива автомобиля примерно на 6–9%.

Война объявлена

Руководству Michelin надо было незамедлительно принимать решение. Можно было, например, наладить на плантации производство других культур, но шинная компания не видела смысла заниматься новым для себя бизнесом. Другой альтернативой была продажа земли, но тогда бы пришлось уволить всех работников плантации. Движимые идеями социальной ответственности топ-менеджеры Michelin решили сохранить рабочие места. Компания пошла на беспрецедентный ход: была объявлена полномасштабная война с микроциклусом. Совместно с французским научным центром CIRAD компания занялась длительными исследованиями, чтобы найти эффективные методы борьбы с грибком.

Чего боятся в Азии

Первоначально ученые хотели вывести растения, полностью невосприимчивые к заболеванию, но выяснилось, что грибок легко мутирует, а значит, через некоторое время появятся новые виды паразита, которые будут уничтожать и «защищенные» сорта гевеи. Выходом из ситуации стало выведение сортов, которые страдают от грибка, но в минимальной мере: заболевание практически не сказывается на урожае. После двух десятилетий научной работы было выведено 14 сортов высокопроизводительной гевеи, устойчивой к грибу-паразиту. Впервые в истории человек нашел эффективный способ борьбы с паразитом каучукового дерева!

Поскольку микроциклус поражает только листья гевеи и водится только в Южной Америке, где латекса производится сравнительно немного, победа ученых может показаться незначительной. Однако специалисты утверждают, что появление микроциклуса в Азии — всего лишь вопрос времени. Если это случится, то всей авиации азиатских стран не хватит для борьбы с ним химическими средствами, и миру придется на некоторое время остаться без натуральной резины. Десять миллионов человек, работающих в отрасли, рискуют потерять работу. И только высадкой устойчивых к грибку растений можно спасти ситуацию.

Любопытно, что слово «каучук», которое в России часто используют для обозначения натуральной резины или застывшего сока гевеи, в других языках относится только к дереву. Вас поймут, если вы скажете по-английски или по-португальски «каучуковое дерево» или «каучуковая плантация», но не поймут, что вы имеете в виду, если скажете просто «каучук». Правильней всего называть застывший сок растения гевеи латексом. С помощью вулканизации, технологии, изобретенной Чарльзом Гудьиром, латекс превращают в натуральную резину — более прочный и устойчивый к воздействиям температуры материал.

Фабрика слез

Перед нами высокие деревья, рассаженные в определенном порядке. Раз в пять дней специально обученный человек надрезает дерево на уровне груди, и с него, как молоко, стекает сок растения в подвешенный ниже горшочек. Когда с дерева стекал сок, индейцам казалось, что оно плачет. Поэтому они стали называть это растение «плачущим деревом» — от индейских слов кау («дерево») и учу («плакать»).

Ни в коем случае не стоит поддаваться искушению попробовать сок гевеи на вкус. Дело в том, что при взаимодействии с кислородом воздуха сок превращается в эластичную твердую массу. Так что выпить сока просто не удастся: получится лишь покушать резину.

Сколько «шин» вырастает на одной гевее? Ответ зависит от того, какие колеса мы имеем в виду. Если легковые, то ежегодного урожая одной гевеи (а это около 5 кг латекса) может хватить на несколько десятков шин. Если же брать грузовые, то для производства одного колеса может потребоваться несколько деревьев. И дело тут вовсе не в том, что шины для коммерческого транспорта больше и тяжелее. Достоинство натурального материала, в отличие от синтетики, — его высокая ходимость и способность выдерживать серьезные вертикальные нагрузки. Это как раз то, что нужно грузовикам! Поэтому некоторые шины грузовиков и автобусов могут состоять на 85% из натурального каучука, хотя обычно в них содержится 30−40% этого материала. В шинах легковых автомобилей натуральной резины всего 15−20%: ресурс шин для обычных машин не самая важная характеристика.

В авиационных шинах низкая истираемость и способность выдерживать высокие нагрузки — самые главные характеристики. Поэтому их делают исключительно из натуральной резины. В случае с шинами для «Формулы-1» срок службы мало кого волнует, куда важнее коэффициент сцепления колеса с дорожным полотном, поэтому эти колеса состоят только из синтетической резины. По крайней мере так предполагает директор нашей плантации Жерар Бокё, давний сотрудник компании Michelin. Информация о составе «формульных» шин, разумеется, держится в секрете, но до недавнего времени болиды «Формулы-1» ездили как на покрышках Bridgestone (нынешний монополист), так и Michelin. Так что можно полагать, что наш хозяин владеет «инсайдерской» информацией.

Жерар Бокё — интересный собеседник. Выращиванием латекса он занимается около 30 лет и не понаслышке знает, что происходит в этой области. Оказывается, за последние десятилетия благодаря научным исследованиям производительность некоторых плантаций возросла примерно втрое!

Но все равно эти успехи не останавливают роста суммарной площади каучуковых плантаций в мире. С каждым годом мировая потребность в резине увеличивается примерно на 3%. Примерно 40% всей производимой резины — натуральная, так что каучуковых деревьев в мире становится все больше. Параллельно строятся новые заводы по производству искусственной резины. «Кстати, вы знаете, что СССР была первой в мире страной, начавшей крупномасштабное производство искусственной резины?» — интересуется у русской группы Жерар. Конечно! Правда, стоит признать, что первыми искусственную резину открыли все-таки немцы. Им пришлось это сделать.

Как прожить без гевеи?

Если бы ночью во время Первой мировой в лагерь австро-немецких войск проник лазутчик, то его внимание несомненно привлекли бы армейские грузовики противника. Точнее, способ их стоянки. Практически все они были поддомкрачены и «спали» с вывешенными колесами. Необычное зрелище объяснялось просто: впервые в истории в массовом порядке немецкие военные «обули» свои машины в шины из синтетического каучука.

Когда началась Первая мировая, Великобритания устроила каучуковую блокаду Германии, так что немецким военным ничего не оставалось, как ездить на истершихся покрышках. Разумеется, это сильно нервировало немецкое командование, поэтому генералы вскоре вспомнили, что всего за несколько лет до войны кайзеру Вильгельму II был подарен автомобиль на шинах из искусственной резины. Их произвели на свет немецкие химики. Ходили слухи, что кайзер шинами остался доволен, а когда служебный автомобиль прошел 6000 км без единого прокола (впечатляющий показатель для того времени), даже предложил перевести на «метиловые» шины весь парк своих автомобилей. Однако «непрокалываемые» шины были не так хороши, как полагал кайзер. Они не прокалывались и не сдувались просто потому, что не были пневматическими и целиком состояли из синтетического каучука!

Известие о том, что немецкая армия вскоре будет снабжена «кайзеровскими» шинами, первоначально было воспринято с радостью. Но когда их установили на армейские машины, водители приуныли. Выяснилось, что метиловая резина окисляется под воздействием кислорода воздуха. Кроме того, было замечено, что если грузовик оставить ночевать на таких шинах, то они деформируются. Поэтому военным приходилось снимать нагрузку с шин при длительной стоянке.

Когда война закончилась, немецкие водители вспоминали те шины как страшный сон. И тем не менее то, что немцы выпускали синтетическую резину в промышленных масштабах (за время войны было произведено 2500 т), уже само по себе было достижением. После войны ученые многих стран начали заниматься синтезом резины, но особенно серьезно к делу подошли в нашей стране.

Советский каучук

Еще в 1901 году русский химик Иван Кондаков синтезировал эластичный полимер из диметилбутадиена. Именно этот способ немцы взяли за основу при производстве синтетической резины. Однако в России никогда такой резины не производили. До Первой мировой наши заводы покупали за рубежом до 12 000 т латекса ежегодно, с приходом советской власти объемы импорта возросли еще больше, что не могло не огорчать руководство страны.

В конце 1920-х годов Сталин заявил: «У нас в стране имеется все, кроме каучука. Но через год-два и у нас будет свой каучук». Чтобы удовлетворить призыв вождя, советские ботаники стали искать растения, способные заменить гевею. Выяснилось, что каучук можно производить из одуванчика кок-сагыз, росшего в горах Средней Азии. Его начали выращивать в советских колхозах, но ожидания не оправдались: импортируемый латекс был и качественней, и дешевле.

Поскольку ботаники не справились с заданием, отдуваться пришлось химикам. И здесь стране повезло: исследователь Сергей Лебедев, который еще до революции пытался синтезировать резину, смог в сжатые сроки предложить недорогой способ получения искусственного латекса. По технологии Лебедева его производили из бутадиена, который, в свою очередь, изготавливали из спирта. В 1931 году в Ленинграде заработал единственный в мире на тот момент завод по выпуску синтетического каучука. После удачного дебюта тут же строятся заводы-гиганты по производству синтетической резины в Ярославле, Воронеже и Ефремове. .. С 1934 по 1936 год объемы выпуска синтетического каучука возросли с 11 000 до 40 000 т. Так что в 1937 году уже более 70% резины в СССР изготавливали из отечественного синтетического латекса.

Примерно в то же самое время, что и в Советском Союзе, технологию получения искусственного латекса на основе бутадиена разработали и в Германии. Однако в ходе очередной войны немцам она не пригодилась. Малайские запасы каучука на этот раз контролировала Япония, а роль державы, страдающей от резинового голода, выпала Соединенным Штатам. Поскольку Америка никогда не испытывала нужды в этом материале, опыта производства синтетической резины у нее не было. Зато здесь трудились многие известные химики и технологи, так что буквально за несколько месяцев было налажено производство резины по технологии, аналогичной той, что применялась в СССР. Чуть позднее в Америке появился и другой синтетической латекс, получивший название неопрен. Было выяснено, что новый материал более устойчив к органическим растворителям, чем натуральная резина. Впервые в истории было четко продемонстрировано, что синтетический материал может не просто быть заменителем природного, но и превосходить его по качеству. С тех пор были разработаны десятки заменителей латекса, каждый для конкретной задачи. А шинные производители нашли оптимальное соотношение между натуральной резиной и синтетикой для каждого типа колес.

Рецепт шины

Однако шина состоит не только из резины. Один из непременных элементов состава шины и резины как таковой — сера. Она используется в ходе процесса вулканизации и превращает липкий и ломкий латекс в прочную, устойчивую к воздействию температуры резину.

Примерно с 1915 года в шины стали также добавлять сажу. Именно благодаря этому наполнителю шины имеют черный цвет. Ведь сам латекс белый. Молекулы углерода, встраивающиеся в цепочки латекса, дополнительно упрочняют состав, предотвращают вероятность образования трещин. Углеродные добавки также повышают износостойкость протектора.

Сравнительно недавно в шинах стали использовать новый наполнитель — кремнезем. Благодаря этому удалось снизить сопротивление качения колес (а соответственно, и расходы топлива) и при этом обеспечить хорошее сцепление колес с дорожным полотном при низкой температуре, не потеряв в ходимости шин.

Ну а что нас ждет в будущем? Какими будут шины через 10−20 лет? Специалисты нескольких шинных компаний, которым мы задали этот вопрос, не дали нам точного рецепта таких шин, но сообщили, что состав протектора будет изощренней; вполне возможно, что найдут применение новые материалы, новые типы синтетической резины. А вот соотношение между натуральной и синтетической резиной в шинах будущего, скорее всего, сильно не изменится. По крайней мере производители на это надеются. Микроциклус пока еще живет только в Южной Америке…

Резина | Тропические растения, нефть и природный газ

Грузовые шины извлекаются из форм

Просмотреть все СМИ

Ключевые люди:

Тан Ченг Лок Пол В. Личфилд Генри Николас Ридли Джованни Баттиста Пирелли Карл Дитрих Харрис

Похожие темы:

полиизопрен латекс вулканизация гуттаперча поролон

См. всю соответствующую информацию →

каучук , эластичное вещество, полученное из экссудации некоторых тропических растений (натуральный каучук) или полученное из нефти и природного газа (синтетический каучук). Из-за своей эластичности, устойчивости и прочности резина является основным компонентом шин, используемых в автомобильных транспортных средствах, самолетах и ​​велосипедах. Более половины всего производимого каучука идет на автомобильные шины; остальное идет на механические детали, такие как крепления, прокладки, ремни и шланги, а также на потребительские товары, такие как обувь, одежда, мебель и игрушки.

Основными химическими компонентами каучука являются эластомеры, или «эластичные полимеры», большие молекулы, похожие на цепи, которые могут растягиваться на большие длины и при этом восстанавливать свою первоначальную форму. Первым распространенным эластомером был полиизопрен, из которого изготавливают натуральный каучук. Натуральный каучук, образующийся в живом организме, состоит из твердых частиц, взвешенных в жидкости молочного цвета, называемой латексом, которая циркулирует во внутренних частях коры многих тропических и субтропических деревьев и кустарников, но преимущественно 9. 0025 Hevea brasiliensis , высокое дерево хвойных пород, происходящее из Бразилии. Натуральный каучук был впервые научно описан Шарлем-Мари де Ла Кондамин и Франсуа Френо из Франции после экспедиции в Южную Америку в 1735 году. Английский химик Джозеф Пристли дал ему название «каучук» в 1770 году, когда обнаружил, что им можно стирать карандаши. Метки. Большой коммерческий успех пришел к нему только после того, как в 1839 году Чарльз Гудиер изобрел процесс вулканизации.

Натуральный каучук и сегодня продолжает занимать важное место на рынке; его устойчивость к накоплению тепла делает его ценным для шин, используемых на гоночных автомобилях, грузовиках, автобусах и самолетах. Тем не менее, он составляет менее половины промышленно производимого каучука; остальное — каучук, полученный синтетическим путем с помощью химических процессов, которые были частично известны в 19 веке.го века, но не применялись в коммерческих целях до второй половины 20 века, после Второй мировой войны. К наиболее важным синтетическим каучукам относятся бутадиеновый каучук, бутадиен-стирольный каучук, неопрен, полисульфидные каучуки (тиоколи), бутилкаучук и силиконы. Синтетические каучуки, как и натуральные каучуки, могут быть усилены вулканизацией, улучшены и модифицированы для специальных целей путем армирования другими материалами.

Основные свойства полимеров, используемых для производства основных товарных каучуков, приведены в таблице.

Викторина «Британника»

Строительные блоки предметов повседневного обихода

Свойства и применение коммерчески важных эластомеров

тип полимера	температура стеклования (°C)	температура плавления (°С)	термостойкость*	маслостойкость*	сопротивление изгибу*	типичные продукты и области применения
*E = отлично, G = хорошо, F = удовлетворительно, P = плохо.
полиизопрен (натуральный каучук, изопреновый каучук)	−70	25	п	п	Е	шины, пружины, обувь, клеи
стирол-бутадиеновый сополимер (стирол-бутадиеновый каучук)	−60		п	п	г	протекторы шин, клеи, ремни
полибутадиен (бутадиеновый каучук)	−100	5	п	п	Ф	протекторы шин, обувь, конвейерные ленты
акрилонитрил-бутадиеновый сополимер (нитриловый каучук)	от −50 до −25		г	г	Ф	прокладки топливных шлангов, ролики
изобутилен-изопреновый сополимер (бутилкаучук)	−70	−5	Ф	п	Ф	покрышки, оконные рейки
этилен-пропиленовый мономер (EPM), этилен-пропилен-диеновый мономер (EPDM)	−55		Ф	п	Ф	гибкие уплотнения, электрическая изоляция
полихлоропрен (неопрен)	−50	25	г	г	г	шланги, ремни, пружины, прокладки
полисульфид (тиокол)	−50		Ф	Е	Ф	уплотнения, прокладки, ракетное топливо
полидиметилсилоксан (силикон)	−125	−50	г	Ф	Ф	уплотнения, прокладки, хирургические имплантаты
фторэластомер	−10		Е	Е	Ф	Уплотнительные кольца, уплотнения, прокладки
полиакрилатный эластомер	от -15 до -40		г	г	Ф	шланги, ремни, уплотнения, ткани с покрытием
полиэтилен (хлорированный, хлорсульфированный)	−70		г	г	Ф	Уплотнительные кольца, уплотнения, прокладки
стирол-изопрен-стирол (SIS), стирол-бутадиен-стирол (SBS) блок-сополимер	−60		п	п	Ф	автомобильные детали, обувь, клеи
Смесь EPDM-полипропилен	−50		Ф	п	Ф	обувь, гибкие чехлы

Каучуковое дерево

В промышленных масштабах натуральный каучук получают почти исключительно из Hevea brasiliensis, дерева, произрастающего в Южной Америке, где оно растет в диком виде до высоты 34 метров (120 футов). Однако выращиваемое на плантациях дерево вырастает только до 24 метров (80 футов), потому что углерод, необходимый для роста, также является важным компонентом каучука. Поскольку только атмосферный углекислый газ может поставлять растению углерод, этот элемент необходимо распределять между двумя потребностями, когда дерево находится в активном производстве. Кроме того, с листвой, ограниченной верхушкой дерева (для облегчения постукивания), потребление углекислого газа меньше, чем у дикого дерева. Другие деревья, кустарники и травянистые растения производят каучук, но поскольку ни одно из них не сравнится по эффективности с Hevea brasiliensis, Промышленные ботаники сосредоточили свои усилия исключительно на этом виде.

При выращивании гевеи , соблюдаются естественные контуры земли, деревья защищены от ветра. Покровные культуры, посаженные рядом с каучуковыми деревьями, удерживают дождевую воду на склоне и помогают удобрять почву, фиксируя атмосферный азот. Также используются стандартные методы садоводства, такие как выращивание в питомниках выносливых подвоев и прививка к ним, ручное опыление и вегетативное размножение (клонирование) для получения генетически однородного продукта.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Гевея растет только в пределах четко определенной области тропиков и субтропиков, где никогда не бывает морозов. Сильное годовое количество осадков около 2500 мм (100 дюймов) имеет важное значение, с упором на влажную весну. Вследствие этих требований площади выращивания ограничены. Юго-Восточная Азия особенно хорошо расположена для выращивания каучука; то же самое относится и к частям Южной Азии и Западной Африки. Выращивание Гевея в Бразилии, ее естественная среда обитания, была практически уничтожена фитофторозом в начале 20 века.

Как делают каучук (упрощенная версия)

Каучук бывает двух видов: натуральный и синтетический. Оба сделаны по-разному, и есть много вариантов. Натуральный каучук изготавливается из латекса, производимого деревьями и растениями, и в сочетании с кислотой, водой, теплом, кислородом, сажей и серой превращается в прочную и гибкую резину. Синтетический каучук производится с помощью химического процесса: связывания молекул полимера вместе с использованием различных химических веществ для производства различных типов синтетического каучука.

Что такое каучук?

Резина представляет собой упругое вещество, имеющее множество назначений и различные формы. Технический термин для каучука — эластомер (полимер), и существует два типа; натуральный каучук и синтетический каучук.

Типы каучука

Натуральный каучук

Натуральный каучук также называется латексом или индийским каучуком и представляет собой эластичное вещество, изготовленное из натуральных продуктов, таких как деревья или растения.

Синтетический каучук

Синтетический каучук изготавливается искусственным или искусственным путем путем химической реакции между различными полимерами. Существует множество различных синтетических каучуков. См. наиболее распространенные здесь ниже:

1. Стирол-бутадиеновые каучуки (SBR) Этот тип в основном используется для производства шин для автомобилей, грузовиков и велосипедов.
2. Нитрил-бутадиеновый каучук (NBR) Этот вид каучука используется во многих продуктах, например, в шлангах, уплотнениях, лабораторных и чистящих перчатках и обуви.
3. Хлоропреновый каучук (CR) в основном используется в неопрене: очень известном продукте для гидрокостюмов. Узнайте больше о том, как производится неопрен.
4. Силикон r Резина (СИ) используется во многих продуктах для приготовления пищи, выпечки и продуктов для хранения продуктов, а также существует множество силиконовых герметиков.
5. Резина EPDM (этилен-пропилен-диеновый мономер) Этот вид резины обладает хорошими изоляционными и водонепроницаемыми свойствами и в основном используется для уплотнений. Уплотнения для крыш домов, окон, а также дверей морозильной камеры или холодильника.

Как производится каучук?

Существует два вида каучука, и оба они производятся по-разному.

Производится натуральный каучук

1. Латекс представляет собой жидкость молочного цвета, которую извлекают из каучукового дерева или растения (называется латексный сбор).
2. Жидкость молочного цвета фильтруется и подвергается реакции с кислотой для стимуляции процесса коагуляции.
3. После коагуляции латекс готов к прокатке, чтобы отжать воду и вывесить сушиться на солнце.
4. Обычно технический углерод добавляют для повышения прочности и долговечности. Технический углерод — это черный порох, который является побочным продуктом сжигания тяжелых нефтепродуктов.
5. Вулканизация: отверждение каучука путем обработки его серой при высокой температуре. Этот процесс создает дополнительные связи или поперечные связи между молекулами каучука, поэтому они не распадаются.

Синтетический каучук производится

Синтетический каучук производится разными способами и может иметь множество свойств. В этом случае ниже поясняется, как изготавливается шина.

1. Сначала мономеры стирол и бутадиен извлекаются из нефти или нефти.
2. Использование двух мономеров бутадиена и стирола в химической реакции приведет к получению полимера Стирол-бутадиен . Это тоже белая жидкость молочного цвета, похожая на латекс из каучуковых деревьев.
3. Следующие фазы практически такие же, как у натурального каучука. Порошок сажи добавляется для повышения прочности и долговечности.
4. Вулканизация: отверждение каучука путем обработки его серой при высокой температуре.

Из чего сделан каучук?

Натуральный каучук

Натуральный каучук можно изготовить из более чем 2500 растений, но самые распространенные и лучшие из них вы прочтете ниже.

Каучуковые деревья

Каучуковые деревья производят латекс: желтое или белое жидкое молочное вещество. Наиболее часто используемым деревом для производства натурального каучука является бразильская гевея. Но есть еще много деревьев, которые также производят определенную форму латекса. См. некоторые из этих деревьев в списке ниже.

• Hevea brasiliensis, также называемая каучуковым деревом Para
• Castilla elastica
• Гуттаперча

Каучуковые растения

Многие цветочные растения также производят тот же вид латекса, который можно использовать для производства каучука. Но этот метод менее популярен и не так часто используется в производстве. Я предполагаю, что причина этого в том, что сбор урожая довольно сложен и менее эффективен.

• Ландольфия
• Одуванчик
• Молочай

Синтетический каучук

Синтетический каучук может быть изготовлен из различных материалов (мономеров и полимеров) посредством химической реакции. Большинство этих мономеров или полимеров извлекаются из:

• Нефть или нефть
• Уголь
• Известняк

Где производится каучук?

Большая часть натурального каучука производится в Таиланде, Индонезии и Малайзии.

Большая часть синтетического каучука производится в США и Китае. Вот список компаний, производящих синтетический каучук.

Почему резина является хорошим материалом для гидрокостюмов?

Резина очень хорошего качества и используется во многих продуктах. Но почему мы используем резину для гидрокостюмов? Большинство гидрокостюмов изготовлены из хлоропренового каучука, также называемого неопреном. Неопрен представляет собой синтетический каучук. Почему этот неопрен так хорош для гидрокостюмов?

Хороший теплоизолятор.

Это основная причина, по которой резина используется в гидрокостюмах. Так как он не проводит тепло. Особенно неопрен является хорошим изолятором, потому что он наполнен множеством микропузырьков воздуха или газа. Воздух хорошо известен как хороший изолятор.

Водонепроницаемая

Резина водонепроницаемая, не пропускает воду и не впитывает воду. Кроме того, материал не станет слабым и не потеряет своих качеств при контакте с водой.

Обладает хорошей эластичностью и гибкостью.

Все виды каучука эластичны, некоторые из них более эластичны, некоторые менее. Степень гибкости в основном определяется процессом вулканизации во время производства. Гибкость и эластичность гидрокостюма очень важны.

Он прочный и долговечный

Еще одним хорошим свойством каучука является то, что он очень прочный и долговечный.