Диеновые углеводороды (стр. 2 из 3)
Все каучуки синтетические делят обычно на каучуки общего и специального назначения (см. табл.). Первые применяют в производстве изделий, в которых реализуется основное свойство резин — высокая эластичность при обычных температурах (шины, транспортёрные ленты, обувь и др.), вторые — в производстве таких изделий, которые должны обладать стойкостью к действию растворителей, масел, кислорода, озона, тепло-и морозостойкостью (т. е. способностью сохранять высокоэластические свойства в широком диапазоне температур) и др. специфическими свойствами. Классификация каучуков синтетических по областям их применения в известной мере условна, т. к. многие каучуки обладают комплексом свойств, позволяющим применять их как каучуки общего и специального назначения. С др. стороны, к некоторым изделиям общего назначения иногда предъявляют специального требования. Так, выпускают морозостойкие шины, масло- и бензостойкую резиновую обувь и др. Разработаны полимеры, называют термоэластопластами, в которых сочетаются свойства эластомеров и термопластичных полимеров; благодаря этому они могут быть переработаны в резиновые изделия, минуя стадию вулканизации. Особые группы К. с.: водные дисперсии каучуков (латексы); жидкие каучуки (олигомеры, отверждающиеся с образованием резиноподобных материалов); наполненные каучуки.
Наиболее распространённые способы получения каучуков — эмульсионная и стереоспецифическая полимеризация. При полимеризации возможно регулирование молекулярной массы каучуков. Это позволяет исключить при переработке каучуков энергоёмкую стадию пластикации (. Технологические процессы получения каучуков. (в большинстве случаев непрерывные) включают также стадии выделения каучука из дисперсий или растворов (например, коагуляцией или осаждением), очистку каучука от остатков катализаторов, эмульгаторов и др. примесей, сушку, брикетирование и упаковку каучука. Важнейшие мономеры для синтеза каучуков — бутадиен, изопрен, стирол и др. — получают главным образом из попутных нефтяных газов и газов крекинга; например, бутадиен может быть получен каталитическим дегидрированием н-бутана. Кроме этих мономеров, применяют также акрилонитрил, фторолефины, некоторые кремнийорганические соединения и др.
Успешное решение проблемы промышленного синтеза каучука относится к числу наиболее значительных достижений науки и техники 20 в. Синтез каучука в крупном заводском масштабе впервые в мире был осуществлен в 1932 в СССР по способу, разработанному С. В. Лебедевым: полимеризацией на металлическом натрии 1,3-бутадиена, полученного из этилового спирта, был синтезирован натрий-бутадиеновый каучук СКВ. В 1938 было организовано промышленное производство бутадиен-стирольных каучуков в Германии, в 1942 — крупное производство К. с. в США. К 1972 К. с. выпускали более чем в 20 странах. СССР по объёму производства К. с. занимает одно из ведущих мест.
Мировое производство каучуков возрастает быстрыми темпами. Так, если в 1950 доля каучуков в общем объёме производства натурального и синтетического каучуков в капиталистических странах составляла около 22%, в 1960 около 48%, то к 1971 она возросла до ~60% (~5 млн. т К. с. и ~ 3 млн. т натурального каучука). Интенсивный рост выпуска каучуков объясняется значительно более низкой себестоимостью производства наиболее массовых каучуков общего назначения (в частности, бутадиен-стирольных) по сравнению с себестоимостью производства натурального каучука, а также невозможностью использования натурального каучука в некоторых изделиях специального назначения — тепло-, масло-, бензостойких и др. К относительному сокращению потребления натурального каучука привело также создание бутадиеновых и изопреновых стереорегулярных К. с., оказавшихся конкурентоспособными с натуральным каучуком в производстве некоторых шин, например для легковых автомобилей, и др. изделий.
Номенклатура резиновых изделий, изготовляемых на основе каучуков, насчитывает около 50 тыс. наименований. Наиболее крупный потребитель каучуков — шинная промышленность (более 50% общего объёма потребления каучуков.). Технический прогресс в различных отраслях промышленности выдвигает перед промышленностью каучуков задачу создания каучуков, в которых должны сочетаться высокая термостойкость, стойкость к действию ионизирующих излучений, масло- и бензостойкость и др. Эта задача может быть, в частности, решена путём синтеза каучуков из мономеров, содержащих неорганические элементы — бор, фосфор, азот, фтор, кремний. Важнейшие промышленные синтетические каучуки
| Название каучуков и их отечественные марки | Химический состав | Специальные свойства |
| Каучуки общего назначения | ||
| Бутадиеновые СКД | 1,4-цис-Полибутадиен | — |
| Бутадиен-стирольные (a-метилстирольные) CKC (CKMC) | Сополимеры бутадиена со стиролом (a-метилстиролом) | — |
| Изопреновые СКИ | 1,4-цис-Полиизопрен | — |
| Этиленпропиленовые | ||
| СКЭП | Сополимеры этилена с про- пиленом | Стойкость к окислению, действию химических агентов, атмосферостойкость |
| СКЭПТ | Сополимеры этилена с про- пиленом и с третьим со- мономером | |
| Бутилкаучук БК | Сополимеры изобутилена с небольшим количеством изопрена | Газонепроницаемость, атмосферостойкость |
| Хлоропреновые (наирит) | Полихлоропрен | Удовлетворительная масло- и бензостойкость |
| Каучуки специального назначения | ||
| Бутадиен-нитрильные CKH | Сополимеры бутадиена с акрилонитрилом | Масло- и бензостойкость |
| Полисульфидные (тиокол) | Полисульфиды | То же |
| Кремнийорганические CKT | Полиорганосилоксаны | Тепло- и морозостойкость, высокие электроизоляционные свойства, физиологическая инертность |
| Фторкаучуки СКФ | Сополимеры фторолефинов | Тепло-, масло-, атмосферо- и ог- нестойкость, стойкость к действию агрессивных сред |
| Уретановые СКУ | Полиуретаны | Высокая прочность при растяжении и износостойкость |
| Хлорсульфированный полиэтилен ХСПЭ | Полиэтилен, содержащий хлорсульфоновые группы | Атмосферо-, тепло- и износостойкость |
Волокна химические
Волокна химические, волокна, получаемые из органических природных и синтетических полимеров. В зависимости от вида исходного сырья волокна подразделяются на синтетические (из синтетических полимеров) и искусственные (из природных полимеров). Иногда к волокнм относят также волокна, получаемые из неорганических соединений (стеклянные, металлические, базальтовые, кварцевые). В. х. выпускают в промышленности в виде: 1) моноволокна (одиночное волокно большой длины); 2) штапельного волокна (короткие отрезки тонких волокон); 3) филаментных нитей (пучок, состоящий из большого числа тонких и очень длинных волокон, соединённых посредством крутки), филаментные нити в зависимости от назначения разделяются на текстильные и технические, или кордные нити (более толстые нити повышенной прочности и крутки).
Историческая справка. Возможность получения волокон из различных веществ (клей, смолы) предсказывалась ещё в 17 и 18 вв., но только в 1853 англичанин Аудемарс впервые предложил формовать бесконечные тонкие нити из раствора нитроцеллюлозы в смеси спирта с эфиром, а в 1891 французский инженер И. де Шардонне впервые организовал выпуск подобных нитей в производственном масштабе. С этого времени началось быстрое развитие производства химического волокон. В 1896 освоено производство медно-аммиачного волокна из растворов целлюлозы в смеси водного аммиака и гидроокиси меди. В 1893 англичанами Кроссом, Бивеном и Бидлом предложен способ получения вискозных волокон из водно-щелочных растворов ксантогената целлюлозы, осуществлённый в промышленном масштабе в 1905. В 1918—20 разработан способ производства ацетатного волокна из раствора частично омыленной ацетилцеллюлозы в ацетоне, а в 1935 организовано производство белковых волокон из молочного казеина. Производство синтетических волокон началось с выпуска в 1932 поливинилхлоридного волокна (Германия). В 1940 в промышленном масштабе выпущено наиболее известное синтетическое волокно — полиамидное (США). Производство в промышленном масштабе полиэфирных, полиакрилонитрильных и полиолефиновых синтетических волокон осуществлено в 1954—60.
Свойства. Волокна химические часто обладают высокой разрывной прочностью [до 1200 Мн/м2 (120 кгс/мм2)], значительным разрывным удлинением, хорошей формоустойчивостью, несминаемостью, высокой устойчивостью к многократным и знакопеременным нагружениям, стойкостью к действиям света, влаги, плесени, бактерий, хемо- и термостойкостью. Физико-механические и физико-химические свойства волокна можно изменять в процессах формования, вытягивания, отделки и тепловой обработки, а также путём модификации как исходного сырья (полимера), так и самого волокна. Это позволяет создавать даже из одного исходного волокнообразующего полимера волокна, обладающие разнообразными текстильными и другими свойствами (табл.). Волокна можно использовать в смесях с природными волокнами при изготовлении новых ассортиментов текстильных изделий, значительно улучшая качество и внешний вид последних.
Производство. Для производства волокна из большого числа существующих полимеров применяют лишь те, которые состоят из гибких и длинных макромолекул, линейных или слаборазветвлённых, имеют достаточно высокую молекулярную массу и обладают способностью плавиться без разложения или растворяться в доступных растворителях. Такие полимеры принято называть волокнообразующими. Процесс складывается из следующих операций: 1) приготовления прядильных растворов или расплавов; 2) формования волокна; 3) отделки сформованного волокна.