stringtranslate.com

Синтетическая резина

Синтетический каучук представляет собой искусственный эластомер . Это полимеры , синтезированные из побочных продуктов нефти . Ежегодно в США производится около 32 миллионов тонн каучуков , две трети из которых являются синтетическими. Синтетический каучук, как и натуральный каучук , широко используется в автомобильной промышленности для изготовления шин , дверных и оконных профилей, уплотнений , таких как уплотнительные кольца и прокладки , шлангов , ремней , ковриков и напольных покрытий . Они предлагают различный диапазон физических и химических свойств, которые могут повысить надежность данного продукта или применения. Синтетические каучуки превосходят натуральные каучуки по двум основным параметрам: термическая стабильность и устойчивость к маслам и родственным соединениям. [1] Они более устойчивы к окислителям, таким как кислород и озон , которые могут сократить срок службы таких продуктов, как шины.

История синтетического каучука

Джон Бойд Данлоп ( ок.  1915 )

Расширенное использование велосипедов и особенно их пневматических шин , начиная с 1890-х годов, привело к увеличению спроса на резину. В 1909 году группе под руководством Фрица Хофмана , работавшей в лаборатории Байера в Эльберфельде , Германия, удалось полимеризовать изопрен , создав первый синтетический каучук. [2] [3]

Исследования, опубликованные в 1930 году независимо русским Лебедевым, американцем Уоллесом Каротерсом и немецким учёным Германом Штаудингером, привели в 1931 году к одному из первых успешных синтетических каучуков, известному как неопрен , который был разработан в компании «Дюпон» под руководством Э. К. Болтона . Неопрен обладает высокой устойчивостью к теплу и химическим веществам, таким как масло и бензин , и используется в топливных шлангах и в качестве изоляционного материала в машинах. Компания Thiokol применила свое название к конкурирующему типу каучука на основе дихлорида этилена . [4]

В 1935 году немецкие химики синтезировали первый из серии синтетических каучуков, известных как буна-каучуки . Это были сополимеры , то есть полимеры состояли из двух мономеров, расположенных в чередующейся последовательности. Другие бренды включали Koroseal , который Уолдо Семон разработал в 1935 году, и Sovprene , который советские исследователи создали в 1940 году. [5]

Вторая Мировая Война

Лист синтетического каучука, сходящий с прокатного стана завода Гудрича (1941 г.)
Плакат времен Второй мировой войны о шинах из синтетического каучука

Производство синтетического каучука в Соединенных Штатах значительно расширилось во время Второй мировой войны, поскольку к середине 1942 года державы Оси контролировали почти все ограниченные мировые запасы натурального каучука, после завоевания Японией большей части Азии, особенно в британских колониях в Юго-Восточной Азии . Малайя (ныне Малайзия ) и Голландская Ост-Индия (ныне Индонезия ), откуда поступает большая часть мировых поставок натурального каучука. [6]

Целями бомбардировок нацистской Германии в ходе операции Pointblank были завод Шкопау (50 000 тонн в год) и завод синтетического каучука Хюльс возле Реклингхаузена (30 000, 17%), [7] и завод по производству шин и камер Kölnische Gummifäden Fabrik в Дойце на восточном берегу. Рейна. [8] Феррара , Италия, завод синтетического каучука (возле речного моста) подвергся бомбардировке 23 августа 1944 года. [ 9] Три других предприятия по производству синтетического каучука находились в Людвигсхафене/Оппау (15 000), Ганновере/Лиммере (рекламация, 20 000), и Леверкузен (5000). Завод синтетического каучука в Освенциме , в оккупированной нацистами Польше, строился 5 марта 1944 года [10] и управлялся компанией IG Farben и снабжался рабским трудом СС из связанного с ним лагеря Освенцим III (Моновиц) . [11] [12]

Типы

Наиболее распространенным синтетическим каучуком является бутадиен-стирольный каучук (SBR) , получаемый в результате сополимеризации стирола и 1,3-бутадиена . Другие синтетические каучуки включают:

Многие их варианты могут быть получены с использованием смесей мономеров и различных катализаторов, которые позволяют контролировать стереохимию . [13]

Полиизобутилен или бутилкаучук обычно используется в камерах или накладках шин из-за его устойчивости к диффузии воздуха через накладку. Это гораздо менее эластичный материал, чем цис- полибутадиен , который часто используется в боковинах шин для минимизации потерь энергии и накопления тепла. Он настолько эластичен, что его используют в супермячах . Эластомер, широко используемый для наружных листов, таких как кровельные покрытия, представляет собой хайпалон или хлорсульфированный полиэтилен . Синтетические каучуки, такие как EPR, также можно использовать для электроизоляции.

Резинка

Силиконовая резина также представляет собой синтетический эластомер, состоящий из силиконовых полимеров. Силиконовые каучуки широко используются в промышленности и имеют множество рецептур. Силиконовые каучуки часто представляют собой одно- или двухкомпонентные полимеры и могут содержать наполнители для улучшения свойств или снижения стоимости. Силиконовая резина, как правило, инерционна, стабильна и устойчива к экстремальным условиям окружающей среды и температурам.

Натуральный и синтетический каучук

Химическая структура цис- полиизопрена , основного компонента натурального каучука. Синтетический цис-полиизопрен и природный цис-полиизопрен получают из разных предшественников разными химическими путями.

Натуральный каучук , получаемый из латекса гевеи бразильской , в основном представляет собой полицис - изопрен .

Синтетический каучук, как и другие полимеры , изготавливается из различных мономеров на основе нефти .

Некоторые синтетические каучуки менее чувствительны к озоновому растрескиванию , чем натуральный каучук. Натуральный каучук чувствителен из-за двойных связей в структуре его цепи, но некоторые синтетические каучуки не обладают этими связями и поэтому более устойчивы к озоновому растрескиванию. Примеры включают витоновый каучук, EPDM и бутилкаучук .

Новым классом синтетического каучука являются термопластичные эластомеры , которые можно легко формовать в отличие от обычного вулканизированного каучука из натурального каучука . Их структура стабилизируется за счет сшивки кристаллитами в случае полиуретанов или аморфными доменами в случае блок - сополимеров СБС .

Рекомендации

  1. ^ Тредингем, Десмонд; Обрехт, Вернер; Видер, Вольфганг (2011). Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a23_239.pub5. ISBN 978-3527306732.
  2. ^ Движущая сила резины , Леверкузен, Германия: LANXESS AG : 20
  3. ^ Михалович, Марк (2000). «Направление Германия: плохая замена». История резины.
  4. ^ Эдвардс, Дуглас К. (2001). «Глава 5 – Жидкая резина». В Бхоумике, Анил К.; Стивенс, Ховард (ред.). Справочник по эластомерам, второе издание (первое изд.). Марсель Деккер Inc. с. 135. ИСБН 0-8247-0383-9. Проверено 8 февраля 2015 г.
  5. ↑ Текущая биография 1940, «СЕМОН, УОЛДО ЛОНСБЕРИ», стр. 723–724.
  6. ^ Гропман, Алан Л. (1996). Мобилизация промышленности США во Второй мировой войне . Институт национальных стратегических исследований. п. 115. ИСБН 0788136461.
  7. ^ Стормонт, Джон В. (март 1946 г.) [лето 1945 г.], AAFRH-19: Комбинированное наступление бомбардировщиков; С апреля по декабрь 1943 г. , Президентская библиотека Дуайта Д. Эйзенхауэра : Коллекция военных архивов ХХ века, 1918–1950 гг. Серия I: Исторические исследования. Вставка 35: Историческое управление ВВС; Штаб ВВС армии, стр. 74–5, 81, СЕКРЕТНО... Классификация отменена... 10 ИЮНЯ 1959 г.{{citation}}: CS1 maint: местоположение ( ссылка )
  8. ^ Герни, Джин (майор, ВВС США) (1962), Война в воздухе: иллюстрированная история боевых действий ВВС Второй мировой войны , Нью-Йорк: Bonanza Books, стр. 215{{citation}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  9. ^ «Армейские ВВС во Второй мировой войне». 11 февраля 2009 г. Архивировано из оригинала 11 февраля 2009 г.
  10. ^ Уильямсон, Чарльз К. (5 марта 1944 г.), План завершения комбинированного бомбардировочного наступления (приложения C и F) , Хьюз, РД; Кэбелл, CP; Назарро, JJ; Бендер, ФП; И Кригглсворт, У.Дж., Президентская библиотека Дуайта Д. Эйзенхауэра: СМИТ, УОЛТЕР БЕДЕЛЛ: Коллекция документов Второй мировой войны, 1941–1945; Ячейка №: 48: Штаб-квартира ВВС США, РАССЕКРЕЧЕНО... 24.04.74{{citation}}: CS1 maint: местоположение ( ссылка )
  11. ^ Штайнбахер, Сибилла (2005). Освенцим: история . Перевод Уайтсайда, Шона (1-е изд. Ecco). Нью-Йорк: Экко. п. 45. ИСБН 978-0060825812.
  12. ^ Герберт, Вернон; Бисио, Аттилио (11 декабря 1985 г.). Синтетический каучук: проект, который должен был добиться успеха . Вклад в экономику и экономическую историю. Гринвуд Пресс. п. 32 и след. ISBN 978-0313246340.
  13. ^ Греве, Хайнц-Германн; Тредингем, Десмонд (2000). «Резина, 1. Обзор». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a23_221. ISBN 978-3527306732.