КАУЧУК НАТУРАЛЬНЫЙ (НК) (английский - caoutchouc, из языка тупи-гуарани «кау» - дерево и «учу» - течь, плакать), эластомерный продукт, выделяемый из млечного сока (латекса) некоторых каучуконосных растений, в основном гевеи бразильской. Началом промышленного применения каучука натурального стало открытие в конце 1830-х годов процесса вулканизации серой, в результате чего были получены ценные конструкционные материалы: высокоэластичный - резина и твёрдый (при использовании большого количества серы) - эбонит. В промышленности каучук натуральный получают в основном коагуляцией латекса уксусной или муравьиной кислотой с последующей промывкой и сушкой выделенного продукта. Основные свойства каучука натурального определяются его главной составной частью - полимером 1,4-цис-полиизопреном (формула) со средней молекулярной массой около 1,3·10 6 и широким бимодальным молекулярно-массовым распределением. В составе каучука натурального присутствуют также азотсодержащие соединения, химически связанные с молекулами основного полимера (главным образом протеины - 2-5% по массе), высшие жирные кислоты и их эфиры (3-5%), минеральные вещества (0,2-2%) и влага. Соотношение компонентов, зависящее от условий произрастания каучуконоса и от способа выделения каучука, является основным фактором, определяющим типы и сорта натурального каучука.
Латекс можно формовать для изготовления таких предметов, как резиновые перчатки, путем вставки фарфоровых или белых гипсовых форм в концентрированный латекс. Латексный слой приклеивают к литейной форме и экстрагируют после вулканизации. Используется в цементах, изоляционных лентах, клейких лентах и в качестве изоляции для одеял и обуви. Его устойчивость к воде и большинству жидких химикатов используется для изготовления водонепроницаемой одежды, водолазных костюмов, химических трубок и прокладок цистерн, обрабатывающих машин и вагонов для поездов.
При температуре ниже 10°С каучук натуральный затвердевает в результате кристаллизации 1,4-цис-полиизопрена (скорость кристаллизации максимальна при -25°С) и перед использованием требует декристаллизации (распарки). Температура стеклования полимера от -69 до -72°С, t пл около 40°С, плотность 913 кг/м 3 . Каучук натуральный растворим в углеводородах и их хлорпроизводных, сероуглероде. Высокая молекулярная масса и связанная с ней высокая вязкость затрудняют переработку каучука натурального и обусловливают необходимость проведения процесса механической или термоокислительной деструкции - пластикации.
Из-за его устойчивости к электричеству мягкая резина используется в изоляционных материалах, защитных перчатках, обуви и одеялах, а твердая резина используется для телефонных корпусов, деталей машин, счетчиков и других электрических приборов. Коэффициент трения каучука, высокий на сухих и низких поверхностях на влажных поверхностях, используется для трансмиссионных ремней и подшипников, смазанных водой в глубоких скважинах. В британских владениях Индии, Цейлона, Малайзии и Малайского архипелага плантации заняли около тысячи гектаров.
Пластицированный каучук натуральный хорошо смешивается с ингредиентами резиновых смесей в закрытых резиносмесителях или на вальцах, структурируется серной вулканизующей системой. Резиновые смеси на основе каучука натурального обладают хорошими адгезионными свойствами, когезионной прочностью, легко перерабатываются каландрованием и шприцеванием. Резины характеризуются высокими эластичностью, морозостойкостью, динамическими и упругопрочностными свойствами, но имеют малую стойкость к действию агрессивных сред, сильно набухают в углеводородах, подвержены быстрому озонному растрескиванию и старению, при котором преобладают процессы термоокислительной деструкции. При использовании активных высокодисперсных наполнителей значительно повышаются модуль упругости резин, твёрдость и износостойкость.
Другим типом специальной резины является тиокол, который получают путем сополимеризации этилендихлорида и тетрасульфида натрия. Он может быть обработан и вулканизирован как натуральный каучук и устойчив к действию масел и органических растворителей, используемых в лаках; используется для электрической изоляции, потому что она не ухудшается светом или электричеством.
Многие другие типы синтетического каучука получают способами, аналогичными описанным выше. Некоторые изменения, внесенные в процессы полимеризации, улучшили качество продуктов и уменьшили затраты. Одним из самых больших достижений было использование нефти в качестве добавки, снижение затрат за счет хранения большого количества накопленного синтетического каучука. Благодаря этому удалось выпускать шины длительное время. Двумя другими важными достижениями являются разработка синтетической резиновой пены, которая используется в обивке, матрацах и подушках, а также смятой поверхности грубой резины для обувной промышленности.
Комплекс ценных технических свойств резин на основе каучука натурального, экологическая безопасность производства обусловливают его широкое применение как самостоятельно, так и в смеси с другими каучуками при изготовлении пневматических шин, разнообразных резинотехнических изделий (конвейерных лент, виброизоляторов, уплотнителей и др.), изделий санитарно-гигиенического, медицинского, пищевого, спортивного назначения. На основе каучука натурального изготавливают клеи и эбониты. Основными производителями каучука натурального являются страны Юго-Восточной Азии - Таиланд, Малайзия, Индонезия, Вьетнам. Мировое производство каучука натурального в 2004 году составило 8,25 миллионов тонн.
Для отделения каучука от указанной эмульсии используют несколько агентов коагуляции. Оператор погружает заключительную часть латексной палочки и вращает ее в дым и огонь, пока латекс не свернется. Также используются лимонные соки и некоторые фрукты и стебли, которые являются кислыми. Повторите это, пока не получите резиновый бункер на 5 кг. . Д.; будучи в состоянии быть образован двумя перекрывающимися слоями, одна внутренняя часть более высокого качества, как правило, красная и другая черная внешность, подкрепления. 2 - Промежуточные тканевые трубки одного или нескольких слоев из резины и шерстяных тканей, интеркалированные для того, чтобы они выдерживали большие давления. 3 - Многожильные резиновые трубки, из которых внутренняя облицовка изготовлена из высококачественной резины, снаружи покрыта одной или двумя нитями из льна, шелка и т.д. в соответствии с его применением.
Лит.: Натуральный каучук / Под редакцией А. Робертса. М., 1990. Ч. 1-2; Агаянц И. М. Пять столетий каучука и резины. М., 2002.
А. М. Буканов.
Историческая справка. Каучук натуральный традиционно использовался индейцами Центральной и Южной Америки: по сообщениям испанских авторов 16-17 века, из него делали мячи, им пропитывали одежду и глиняные сосуды для придания им водонепроницаемости. В 1736 году описание свойств каучука натурального было сделано Ш. М. де ла Кондамином. Загустевший сок гевеи был назван французскими путешественниками «резина» (résine, от латинского resina - смола). В 1823 Ч. Макинтошем изобретена водонепроницаемая ткань, из которой стали изготавливать верхнюю одежду (плащ макинтош). Изобретение вулканизации положило начало бурному росту добычи каучука натурального («каучуковому буму») в Бразилии. Сформировалась профессиональная группа сборщиков каучука натурального (серингейро). В 1876 англичанин Г. А. Уикем тайно вывез в трюме парохода семена гевеи, тем самым положив конец монополии Бразилии на добычу каучука натурального. В британских колониях Юго-Восточной Азии были заложены первые плантации гевеи. На мировом рынке появился каучук натуральный английского производства, более дешёвый, чем бразильский.
Резиновые ремни состоят не только из этого материала, но и из множества высококачественных хлопчатобумажных тканей, которые прорезинены и перекрываются, чтобы получить толщину, требуемую механическим напряжением, которое лента должна передавать. Производство резиновых листов.
Резиновые листы предназначены для листов, изготовленных из высококачественной резиновой посадки путем механической обработки. Они имеют мало содержания смолы, так как их обилие делает их хрупкими при простуде. Производство резиновых губок. Резиновые губки устойчивы к большинству химических веществ, которых нет в естественных губках. Он также сохраняет гибкость и эластичность. Они могут быть выполнены в обычных формах и любых размерах. Добавляя красящие материалы, все губки могут быть изготовлены.
Сейчас каучук является одним из наиболее важных полимеров. По мере развития техники роль его все больше возрастает. В настоящее время ассортимент резиновых изделий составляет свыше 40 тыс. наименований.
Натуральный каучук. Натуральный каучук содержится в млечном соке некоторых тропических деревьев-каучуконосов. В настоящее время практически весь натуральный каучук добывают из деревьев гевеи. Добываемый из деревьев-каучуконосов млечный сок (латекс) содержит в среднем 55-60% воды и 35-40% каучука в виде мелких глобул. Для выделения каучука латекс обрабатывают уксусной или муравьиной кислотой, в результате чего происходит коагуляция (слипание) глобул каучука.
Производство хирургических труб и труб. В этих изделиях используются резиновые листы. При изготовлении зондов используются оправки внутреннего диаметра зонда, оправа несколько раз погружается в резиновый раствор до достижения толщины 1 мм. Производство водонепроницаемых тканей.
Для изготовления тканей используются два метода, наиболее экономичным является использование пленки гидроизоляции для ткани, которая должна быть гидроизолирована, равномерно протянутой с помощью каландра. Первый процесс имеет множество применений в тканях, предназначенных для изделий с низкой ценой, а водонепроницаемые ткани высокого качества и прочности используются для авиации, воздухоплавания, шин, тонких непроницаемых, изготавливаются по второму методу.
По химическому составу натуральный каучук представляет собой смесь высокомолекулярных непредельных углеводородов. Исследования показали, что основной частью натурального каучука являются звенья изопрена.
Длинные молекулы натурального каучука беспорядочно свернуты в клубки и непрерывно изменяют форму.
Этим и объясняется его высокая эластичность, по при - 60 °С прекращается беспорядочное движение молекул, каучук теряет свою эластичность и становится хрупким.
Сырой каучук замешивают на мельницах и мельницах, состоящих из двух роликов, вращающихся с разной скоростью. Каучук смягчается, вероятно, из-за поломки его длинных молекул на более короткие. После замешивания добавьте. Каждый из этих ингредиентов служит определенной цели. Углеродная сажа, служит для повышения стойкости к истиранию. Оксид цинка является ускорителем вулканизации, а регенерированный каучук используется для уменьшения мощности готовой шины. Химические вещества, действующие в качестве ускорителей, включены для сокращения времени вулканизации и защиты готовой резины от старения под действием света и воздуха.
По внешнему виду натуральный каучук представляет собой упругое смолоподобное вещество светло-коричневого цвета. Он хорошо растворяется во многих органических растворителях: углеводородах (предельных и аро-
матических), в простых и сложных эфирах и т. д. В спиртах и минеральных маслах набухает. При 120°С он размягчается, а при дальнейшем нагревании переходит в коричневую смолоподобную жидкость. При 250 °С разла-
гается с выделением газообразных и жидких продуктов, главным образом изопрена, дипептена. Каучук не проводит электрического тока, газонепроницаем, что дает возможность применять материалы, приготовленные на его основе, в электрической и радиотехнической аппаратуре.
Умягчители или пластификаторы - это масла или пластификаторы, это минеральные или растительные масла, воски и смола. Из жевательных машин резина проходит через каландры, которые состоят из трех полых роликов, расположенных один поверх другого. Каучук должен быть ламинирован в тонкие листы, а хлопчатобумажные ткани также вставлены между роликами, так что изделие представляет собой тонкий лист, прикрепленный к ткани.
Прорезиненную ткань разрезают на полоски. Таким образом, канаты будут формировать угол и будут иметь большее сопротивление. Полоски образованы на сердечнике для получения рамы шины. Вокруг рамы формируется поверхность прокатки, которая представляет собой полоску жевательной и сложной резины, наконец, наносимую на обод. Край представляет собой очень жесткую резиновую полосу, которая несет проволочные нити и образует край шины, который должен контактировать с фланцем колеса. Смонтированная шина помещается в форму, в которой был вырезан рисунок протектора.
Каучук является реакционноспособным веществом. Он взаимодействует с водородом, галогенами, галогеиводородами, нитро- и нитрозосоединениями и т. д. Особенно активно воздействуют на каучук кислород и другие окислители.
При взаимодействии каучука с хлором наряду с реакцией присоединения протекает реакция замещения. Образующийся хлоркаучук химически устойчив и растворим в бензине, но при нагревании до 70°С размягчается, а при 180-200°С разлагается с выделением хлористого водорода НС1. Хлоркаучук широко используют для производства химически стойких лаков и красок, стойких клеев и т. п.
Тепло подается парами, и давление заставляет серу вулканизировать резину. Производство внутренних трубок или трубок несколько схоже. Каучук жевали, добавляя ингредиенты формулы, но вместо того, чтобы ламинировать его на полоски, он вынужден проходить через экструзионную машину. Это машина, подобная колбасе, и состоит из ролика, который вращается в полости цилиндра, заставляя резину через штамп, производящую резиновую трубку, эту трубку разрезают на соответствующую длину, сращивают концы, образующие кольцо, надутые и вулканизированные паровым котлом.
Окисление каучука протекает автокаталитически. На скорость окисления оказывает большое влияние присутствие солей меди, железа, марганца, кобальта, которые ускоряют реакцию окисления. Озоном каучук окисляется более энергично, чем кислородом воздуха, при этом образуются озонид каучука и оксиозонид каучука.
Различные перекиси воздействуют на каучук аналогично атмосферному кислороду, только более энергично.
Хотя производство и производство шин и автомобильных камер действительно представляют собой производство резины, каждое изделие из резины требует специальных композиционных формул, а также очень своеобразных компонентов и манипуляций. Состав резины сжимается и значительно изменяется в зависимости от каждого продукта, который должен быть изготовлен.
Несмотря на то, что каучук производится в Южной Америке, резина производится главным образом в Юго-Восточной Азии. В некоторых странах мелкое производство больше: в Индонезии 84% натурального каучука производится небольшими производителями. В других странах, таких как Камбоджа, Лаос и Вьетнам, широко распространена промышленная резина.
Из всех видов каучуков натуральный каучук наиболее пожароопасен, он имеет сравнительно низкую температуру воспламенения (129°С). Разложение каучука при температуре выше 250 С С, сопровождающееся выделением различных газообразных продуктов, способствует образованию взрывоопасных концентраций продуктов разложения и при определенных условиях может повлечь за собой взрыв.
Расширение производства резиновой продукции и перерабатывающей промышленности часто обвиняют в том, что они терпят или даже поощряют плохие социальные и экологические методы, такие как. Использование детского труда связано с отсутствием консультаций с местными сообществами по искоренению обезлесения прав на землю и незаконному вторжению в охраняемые районы. Злоупотребления правами трудящихся и плохие условия труда. . Однако каустическая промышленность имеет большой потенциал для обеспечения процветания и экономического развития общин и мелких сельских землевладельцев в некоторых из беднейших регионов мира.
При горении каучук плавится и растекается, образуя подвижную среду, способствующую распространению пожара и затрудняющую процесс тушения пожара. Температура горения каучука зависит от условий протекания горения и может достигать 1500-1700°С. Пламя - яркое, коптящее, характеризуется большим тепловым излучением.
Натуральный каучук широко применяют в автомобилестроении, авиастроении, в военной технике. Большое количество натурального каучука используют в производстве шин для самолетов, больших грузовых автомо-
билей, работающих под большими нагрузками.
Для выращивания каучуковых деревьев требуется большое количество рабочей силы, что может улучшить доступ к труду в сельских районах. И резиновая древесина, собранная из резиновых деревьев, которые прошли свой пик производства латекса, также может поставлять ответственные рынки древесины.
Внедрение ответственной практики производства и поставок
Устойчивая интенсификация сокращения производства экологических и социальных рисков производственной практики интеграция производства каучука с малыми производителями в устойчивые ландшафты Улучшение условий жизни производителей резины мелких фермеров и их сообществ. Мы также проводили оценки по производству резины с различными международными стандартами и внутренними стандартами компаний, в частности, в Африке и резиновыми плантациями в Камбодже.
Синтетические каучуки. Быстрое развитие техники во второй половине XIX столетия потребовало больше каучука. Это заставило исследователей заняться изысканием методов получения синтетического каучука. Выделяющуюся роль в исследованиях по синтезу каучуков сыграли работы русских и советских ученых: А. М. Бутлерова, А. Е. Фаворского, Б. 3. Вызова, С. В. Лебедева и др. Они показали, что каучук можно получить не только из изопрена, но и из других диеновых углеводородов. Синтетические каучуки имеют следующие преимущества по сравнению с натуральными:
Об авторе: Джина Паола Сьерра является антропологом в Университете Экстернадо Колумбии
Фотография Расинов и Ко, Богота. Фотография Верланжина и Мейера, Пара, Бразилия. Валькарсель. Путумайо процесс. Эксплуатация природного каучука в больших масштабах произошла в Колумбии за относительно короткий период чуть более полувека, хотя его социально-территориальные эффекты были такого масштаба, что они по-прежнему ощущаются в некоторых районах страны. Каковы характеристики различных фаз этого великого цикла производства латекса в области, ранее забытой национальным руководством и жителями основных центров страны?
1. Производство синтетического каучука может быть организовано в любых масштабах; оно не зависит от климатических условий.
2. Синтетический каучук можно получать с заранее заданными свойствами.
3. Производство синтетического каучука более экономично, чем натурального.
К недостаткам синтетического каучука относится малая клейкость, пониженная эластичность и низкая прочность по сравнению с натуральными каучуками.
В этой статье представлены некоторые элементы, которые характеризуют фазу апогея, известную как «резиновая лихорадка». Природный каучук был известен в Амазонке задолго до завоевания, так как индейцы давно обнаружили плачущее дерево. Кроме того, был введен двигатель внутреннего сгорания и использование асфальта. Промышленные связи быстро сдвинули окончательные требования к требованиям к товарам. Экономия во времени перемещения жителей Нью-Йорка или Лондона привела к цепи, которая достигла колумбийских джунглей.
Тем не менее, опыт, накопленный в процессах экстракции хины, а также некоторые улучшения, связанные с транспортировкой продукта и речной коммуникации, были важны для успеха последних резиновых проектов. Рост хины и после резины был большим вкладом в процессы миграции и колонизации юга страны. Кроме того, они внесли заметные улучшения в средства связи, поскольку для транспортировки и экспорта продуктов необходимо было инвестировать в более быстрые режимы, что улучшило, например, развитие реки вдоль реки Магдалена.
Основным сырьем для получения синтетических каучуков служат нефтяные газы, гидролизный и синтетический этиловый спирт, ацетилен. Процесс производства синтетических каучуков сводится к получению каучу-
когенов (низкомолекулярных непредельных соединений) и их полимеризации. Из каучукогенов наибольшее применение имеют:
бутадиен (дивинил), который является основным каучукогеном, получаемым из бутана, этанола, ацетилена и т. д.;
изопрен, получаемый из крекинг-газов;
диметилбутадиен, получаемый из ацетона;
хлоропрен, получаемый из ацетилена и хлора;
изобутилен, получаемый из продуктов каталитического крекинга нефти;
стирол, получаемый конденсацией бензола и этилена в присутствии А1С1 3 ;
нитрил акриловой кислоты, получаемый каталитическим дегидрированием этиленциангидрина.
Натрийбутадиеновый каучук (СКБ). Этот каучук является пластичным продуктом с плотностью 890 - 920 кг/м 3 , диэлектрической проницаемостью 2,8, температурой стеклования от - 48 до - 73 °С. Химические свойства натрийбутадиенового каучука аналогичны свойствам натурального. Он реагирует с бромом. В отличие от натурального каучука при окислении кислородом натрийбутадиеновый каучук становится твердым и жестким; под действием света изменяет линейную структуру на сетчатую, в связи с этим он превращается в нерастворимый полимер. По отношению к растворителям ведет себя так же, как и натуральный каучук, но не набухает в метаноле, этаноле, ацетоне и анилине. Растворим в бензоле и углеводородах жирного ряда и их галогенпроизводных. Растворы каучука носят характер коллоидных.
Каучук горюч, горит ярким коптящим пламенем. Теплота сгорания 45360 кДж/кг, температура горения 1550-1560°С, температура воспламенения 220°С, температура самовоспламенения 352 °С, склонен при определенных условиях к химическому самовозгоранию.
СКБ являются каучуками общего назначения и применяются в резиновой, кабельной, обувной и других отраслях промышленности. Из них изготавливают мягкие и эбонитовые изделия, резиновую обувь, наружные оболочки различных кабелей и т. д. Резины из СКВ при содержании сажи до 60% имеют предел прочности 13-16 МПа, относительное удлинение до 600%, хорошо сопротивляются тепловому старению и многократным де-
формациям.
Хлоропреновые каучуки. Хлоропреновыми каучуками называются полимеры хлоропрена с другими мономерами, получаемыми полимеризацией. Хлоропрен обладает высокой полимеризационной активностью. Скорость его полимеризации в сотни раз превышает скорость полимеризации изопрена. В результате полимеризации образуются полимеры, лучшим из которых по своим техническим свойствам является пластичный и растворимый -полимер.
Наирит со временем твердеет даже при обычных температурах, но при механических и тепловых нагрузках его эластичные свойства восстанавливаются. Плотность его 1230 кг/м 3 , диэлектрическая проницаемость 6,87. Наирит хорошо обрабатывается на обычном оборудовании резиновых заводов и не требует специальной пластификации. Сырые смеси обладают хорошей клейкостью. Каучуки типа наирит в основном горючи.
Резины на основе наирита - свето- и озоностойки, хорошо сопротивляются истиранию, некоторые из них не горючи и имеют повышенную маслостойкость (не набухают в маслах).
Наирит предназначен для широкого применения в резиновой и кабельной промышленности. Из наирита изготавливают ремни, транспортные ленты, рукава, формовые изделия, наружные оболочки кабелей, специальные озоно- и маслостойкие изделия. В кабельной промыш-
ленности в производстве защитных оболочек для морских кабелей 1 т наирита заменяет 6 т свинца.
13 СВОЙСТВА И ПОЖАРНАЯ ОПАСНОСТЬ ВЕЩЕСТВ,
ПРИМЕНЯЕМЫХ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ