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.
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]
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]
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.
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 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 .
СЕКРЕТНО... Классификация отменена... 10 ИЮНЯ 1959 г.
{{citation}}
: CS1 maint: местоположение ( ссылка ){{citation}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )РАССЕКРЕЧЕНО... 24.04.74
{{citation}}
: CS1 maint: местоположение ( ссылка )