Неопрен (также полихлоропрен ) — семейство синтетических каучуков , получаемых полимеризацией хлоропрена . [1] Неопрен обладает хорошей химической стабильностью и сохраняет гибкость в широком диапазоне температур. Неопрен продается либо в твердом каучуке, либо в форме латекса и используется в широком спектре коммерческих применений, таких как чехлы для ноутбуков , ортопедические корсеты (запястья, колени и т. д.), электроизоляция , медицинские перчатки , эластомерные материалы, наносимые жидкими и листовыми материалами. мембраны или прокладки, а также автомобильные ремни вентилятора . [2]
Неопрен получают путем радикальной полимеризации хлоропрена. В промышленном производстве этот полимер получают свободнорадикальной эмульсионной полимеризацией. Полимеризацию инициируют персульфатом калия . Бифункциональные нуклеофилы, оксиды металлов (например, оксид цинка) и тиомочевины используются для сшивания отдельных цепей полимера. [3]
Неопрен был изобретен учеными DuPont 17 апреля 1930 года, после того как Элмер К. Болтон из DuPont посетил лекцию отца Джулиуса Артура Ньюланда , профессора химии в Университете Нотр-Дам . Исследования Ньюланда были сосредоточены на химии ацетилена , и в ходе своей работы он произвел дивинилацетилен, желе, которое при пропускании над дихлоридом серы превращается в эластичное соединение, похожее на каучук . После того, как компания DuPont приобрела права на патент у университета, Уоллес Каротерс из DuPont взял на себя коммерческое развитие открытия Ньюланда в сотрудничестве с самим Ньюландом и химиками DuPont Арнольдом Коллинзом , Ирой Уильямс и Джеймсом Кирби. [6] Коллинз сосредоточился на моновинилацетилене и позволил ему взаимодействовать с газообразным хлористым водородом, производя хлоропрен . [7]
Компания DuPont впервые выпустила это соединение на рынок в 1931 году под торговым названием DuPrene [8] , но его коммерческие возможности были ограничены оригинальным производственным процессом, из-за которого продукт имел неприятный запах. [9] Был разработан новый процесс, который устранил побочные продукты, вызывающие запах, и вдвое сократил производственные затраты, и компания начала продавать материал производителям готовой конечной продукции. [9] Чтобы не допустить нанесения ущерба репутации продукта некачественными производителями, товарный знак DuPrene был ограничен и распространялся только на материалы, продаваемые DuPont. [9] Поскольку сама компания не производила никаких конечных продуктов, содержащих дюпрен, товарный знак был исключен в 1937 году и заменен общим названием «неопрен», в попытке «подчеркнуть, что материал является ингредиентом, а не готовым потребительским продуктом». ". [10] Затем DuPont активно работала над созданием спроса на свою продукцию, реализуя маркетинговую стратегию, которая включала публикацию собственного технического журнала, в котором широко освещалось использование неопрена, а также рекламировалась продукция других компаний на основе неопрена. [9] К 1939 году продажи неопрена принесли компании прибыль более 300 000 долларов США (что эквивалентно 6 300 000 долларов США в 2022 году). [9]
Неопрен более устойчив к деградации, чем натуральный или синтетический каучук . Эта относительная инертность делает неопрен хорошо подходящим для таких требовательных применений , как прокладки , шланги и антикоррозийные покрытия . [1] Его можно использовать в качестве основы для клеев , шумоизоляции в силовых трансформаторах , а также в качестве прокладки во внешних металлических ящиках для защиты содержимого и обеспечения плотного прилегания. Он противостоит горению лучше, чем каучуки исключительно на углеводородной основе, [11] , что приводит к его использованию в уплотнителях противопожарных дверей и в боевой одежде, такой как перчатки и маски для лица. Благодаря своей устойчивости к экстремальным условиям неопрен используется для облицовки свалок. Температура горения неопрена составляет около 260 °C (500 °F). [12]
В своем естественном состоянии неопрен представляет собой очень гибкий резиноподобный материал с изоляционными свойствами, подобными резине или другим твердым пластикам.
Неопреновая пена используется во многих областях и производится как с закрытыми, так и с открытыми порами. Форма с закрытыми порами водонепроницаема , менее сжимаема и более дорога. Форма с открытыми порами может быть воздухопроницаемой . Он производится путем вспенивания резины газообразным азотом , где крошечные закрытые и отделенные пузырьки газа также могут служить изоляцией. Газообразный азот чаще всего используется для вспенивания пенопрена из-за его инертности, огнестойкости и большого диапазона температур обработки. [13]
Неопрен используется в качестве компонента эластомерных опор мостов , чтобы выдерживать большие нагрузки, допуская при этом небольшие горизонтальные перемещения. [14]
Неопрен — популярный материал для изготовления защитной одежды для занятий водными видами спорта. Вспененный неопрен обычно используется для изготовления куликов , гидрокостюмов и сухих костюмов для нахлыста , поскольку он обеспечивает отличную изоляцию от холода. Пена довольно плавучая, и дайверы компенсируют это, надев утяжелители. [15] Поскольку вспененный неопрен содержит газовые карманы, материал сжимается под давлением воды, становясь тоньше на большей глубине; гидрокостюм из неопрена толщиной 7 мм обеспечивает гораздо меньшую защиту от воздействия на глубине 100 футов, чем на поверхности. Недавним достижением в области неопрена для гидрокостюмов является его «супергибкий» вариант, в котором в трикотажной подкладке используется спандекс для большей гибкости и растяжения. [16] [17] Сухой костюм похож на гидрокостюм, но в нем используется более толстый и прочный неопрен, что позволяет создать полностью водонепроницаемый костюм, пригодный для ношения в очень холодной или загрязненной воде. [ нужна цитата ]
В последнее время неопрен стал любимым материалом для образа жизни и других аксессуаров для дома, включая чехлы для ноутбуков , держатели для планшетов , пульты дистанционного управления , коврики для мыши и замшу для езды на велосипеде.
В электропианино Rhodes использовались молоточки из неопрена после замены войлочных молоточков примерно в 1970 году .
Неопрен также используется для изготовления диффузоров динамиков и пэдов для занятий на барабанах. [19]
В гидропонных и аэрируемых садовых системах используются небольшие неопреновые вставки, которые удерживают растения на месте во время размножения черенками или использования сетчатых стаканчиков. Вставки сравнительно небольшие, размером от 1,5 до 5 дюймов (от 4 до 13 см). Неопрен является хорошим выбором для поддержки растений из-за его гибкости и мягкости, позволяющих надежно удерживать растения на месте без риска повреждения стебля. Неопреновые покрытия для корней также помогают блокировать попадание света в корневую камеру гидропонных систем, обеспечивая лучший рост корней и помогая сдерживать рост водорослей. [ нужна цитата ]
Во время глобальной пандемии COVID-19 некоторые эксперты в области здравоохранения назвали неопрен эффективным материалом для изготовления самодельных масок для лица. [20] Некоторые коммерческие производители масок для лица, использующие неопрен, заявляют, что фильтрация частиц размером до 0,1 микрона составляет 99,9%. [21] Установлено, что размер коронавируса составляет в среднем 0,125 микрона. [22]
Neoprene is used for Halloween masks and masks used for face protection, for insulating CPU sockets when extreme overclocking at subzero temperatures, to make waterproof automotive seat covers, in liquid and sheet-applied elastomeric roof membranes or flashings, and in a neoprene-spandex mixture for manufacture of wheelchair positioning harnesses.
In tabletop wargames, neoprene mats printed with grassy, sandy, icy, or other natural features have become popular gaming surfaces. They are durable, firm and stable, and attractive in appearance, and also favoured for their ability to roll up in storage but lie flat when unrolled.
Because of its chemical resistance and overall durability, neoprene is sometimes used in the manufacture of dishwashing gloves, especially as an alternative to latex.
In fashion, neoprene has been used by designers such as Gareth Pugh, Balenciaga, Rick Owens, Lanvin and Vera Wang. This trend, promoted by street style bloggers such as Jim Joquico of Fashion Chameleon,[23] gained traction and trickled down to mainstream fashion around 2014.
Some people are allergic to neoprene while others can get dermatitis from thiourea residues left from its production. The most common accelerator in the vulcanization of polychloroprene is ethylene thiourea (ETU), which has been classified as reprotoxic. The European rubber industry project called SafeRubber focused on alternatives to the use of ETU.[24]
