Получение из каучука резины: Ошибка 403

Содержание

Каучук. Применение каучука и резины

Каучук – это эластичная масса, основное сырье для изготовления резиновых изделий. Каучук получают из растений или синтетическим способом. Почти весь каучук, появляющийся на мировом рынке, получается путем подсочки и собирания вытекающего латекса (млечного сока) из гевеи. В коре ствола делаются косые надрезы, ниже которых подставляют чашечки, куда стекает латекс. Процесс вытекания латекса продолжается примерно 1,5 часа.

Для предохранения от преждевременного свертывания к латексу прибавляют формалин, гидросернистый натрий и тому подобные. Содержание каучука в латексе зависит от многих обстоятельств: от возраста деревьев, от свойств почвы, от времени года, от времени подсочки, от погоды, от чистоты подсочки и так далее.

Удельный вес латекса (при содержании 35 г в 100 см³) – 0,9794. При этом вязкость свежего латекса при 30 градусах Цельсия равна 12—15 (по сравнению с вязкостью воды). При хранении латекса вязкость понижается; в присутствии аммиака она уменьшается почти вдвое. Концентрация у свежего латекса водородных ионов – от 5,8 до 6,4; при хранении она падает; самостоятельное свертывание латекса наступает при концентрации водородных ионов в 4,8—5,6.

Разность потенциалов между окружающей жидкостью и поверхностью частиц (латекс с аммиаком) равна 35 m V. Размер каучуковых частиц изменяется от 0,5 до 5 мк. В латексе с 35% каучука количество капель в 1 см³ составляет около 200 млн. Капли каучука находятся в броуновском движении. Частицы каучука в латексе бывают различной формы. Мелкие частицы в латексе гевеи имеют вид шариков, более крупные — грушевидны, а самые крупные кроме того имеют хвостообразные отростки.

Эластомерный синтетический каучук

Каучук и изделия из него имеют огромное значение в промышленности и в повседневной жизни. В чистом виде каучук применяется очень редко и в основном находит применение в виде резины. Сейчас резиновые изделия встречаются практически на каждом шагу, но до XVIII века каучук не мог найти себе применения. Его применение началось с изобретения школьной принадлежности – гуммиластик, который использовали для того чтобы стирать карандашные надписи. Ученым и изобретателям понравился эластичный материал и далее были изобретены подтяжки и резиновые нити. Сумасшедшую популярность каучук получил после изобретения шотландца Ч. Макинтоша. Он проложил тонкий пласт каучука между слоями ткани и получил таким образом непромокаемую ткань. Плащи из такого материала стали называть по имени изобретателя – макинтошами. Однако дальнейшие попытки найти применение каучуку не приводили к успеху. Изделия из каучука трескались на холоде, а на жаре плавились, источая ужасный запах. Так и забыли бы мы этот удивительный материал, если бы не любознательность американского изобретателя Чарлза Гудьира.

Гудьир посвятил множество лет в поисках избавления каучука от отрицательных качеств. Для этого он добавлял в чистый каучук всё что было под рукой: песок, соль, перец… И наконец, сера, добавленная в каучук, привела изобретателя к успеху! Он заметил, что при добавлении серы к каучуку образуется новый материал, который обладает приемлемой прочностью и температурной устойчивостью, сохраняя при этом свою эластичность. Полученный материал был назван резиной, а процесс получения резины – вулканизацией каучука.

Свойства нового материала стали объектом пристального изучения многих ученых и достаточно скоро и процесс вулканизации и само качество резины были значительно улучшены, что положило начало настоящему резиновому буму! Сейчас невозможно назвать ни одной отрасли промышленности и народного хозяйства, где бы не применялась резина. Из резины делают обувь, игрушки, автомобильные шины, электроизоляцию, конвейерные ленты, латексные перчатки и многое-многое другое!

Применение каучука в производстве автомобильных шин

Каучук — виды, получение и применение

1 Виды каучука

1.1 Вулканизация каучука

1.1.1 Состав резины

В наше время почти любая область жизнедеятельности предполагает применение каучука. Это производство шин, кабеля, труб, строительный и отделочный материал, его используют в обувной, медицинской и других областях промышленности. Но что же такое «каучук», каковы виды каучука и как его получают?

Еще в конце 15 века индейцы Северной Америки из сока дерева гевеи научились получать каучук, который использовали при изготовлении обуви и других вещей. При надрезе коры гевеи происходило выделение капель молочно-белого сока – латекса. Этот сок индейцы назвали «слезы дерева», что звучит как кау-учу. Отсюда и название – каучук.

Открытие Америки Христофором Колумбом способствовало распространению чудесного материала в Европу, где путем проб и ошибок впервые получили резину. С появлением автомобильной промышленности в 20 веке спрос на резину, а, значит, и на каучук стал расти. В то время стоимость изделий из каучука была очень высокой. Это связано с тем, что в год с одного дерева гевеи можно получит всего 1—2 кг каучука, а на производство, например, шин требовалось в 50 больше.

Вскоре возникла нехватка, дефицит получаемого из сока гевеи каучука (натуральный каучук). Ученые занялись поиском решений этой проблемы. И, наконец, в 20-е годы 20 века русский учёный С.В. Лебедев получил первый синтетический каучук путем полимеризации 1,3-бутадиена (дивинила) на натриевом катализаторе. Позже натриевый катализатор заменили катализатором Циглера-Натта (Al(C₂H₅)₃∙TiCl₄), что дало возможность получения полибутадиена и полиизопрена — синтетического каучука, обладающего нужными свойствами эластичности и прочности. Синтетический каучук стал настолько популярен, что к концу 20 века почти полностью вытеснил натуральный каучук.

В настоящее время получают различные виды каучука. Все синтетические каучуки принято классифицировать на:

Каучуки общего назначения. Используются в массовом производстве таких изделий, как шины, транспортерные ленты, резиновая обувь и т.п., в которых реализуется такое свойство резины как эластичность:

Бутадиеновый (СКД; СКБ)
Изопреновый (СКИ)
Хлоропреновый (наирит)
Бутадиен-стирольный (CKC, CKMC)
Этиленпропиленовый (СКЭП, СКЭПТ)
Бутилкаучук (БК) и др.

Каучуки специального назначения.Применяеются в производстве изделий, обладающих не только эластичностью, но и стойкостью к воздействию различных агрессивных сред, тепло- и морозостойкостью и другими уникальными свойствами. Синтетических:

Бутадиен-нитрильный (СКН)
Полисульфидный (тикол)
Кремнийорганический (CKT)
Уретановый (СКУ)
Фторосодержащий (СКФ)
Винилпиридиновый, метилвинилпиридиновый (МБП) и др.

Сравнительная характеристика и область применения каучуков представлены в таблице, а получение некоторых из них описано в разделе Свойства и получение алкадиенов:

Виды и область применения каучуков:

Важное практическое значение имеет вулканизированный продукт – резина. Вулканизация каучука представляет собой специально обработанную смесь каучука и серы при воздействии температуры. Линейные молекулы каучука в местах двойных связей сшиваются атомами серы, образуя дисульфидные мостики.. Такой продукт имеет трехмерную структуру и обладает повышенной прочностью, эластичностью, изностойкостью и другими полезными свойствами. При массовой доле серы 1-5 % — продукт эластичный, мягкий; 30% — жесткий, твердый (эбонит).

Состав резины

Каучук натуральный или синтетический
Вулканизирующий агент – сера, тиурам , селен, перекиси, ионизирующая радиация.
Ускорители вулканизации — полисульфиды, оксиды свинца, магния
Антиоксиданты (вещества замедляющие скорость старения резины) — альдоль, неозон Д, парафин, воск)
Пластификаторы (вещества, улучшающие эластичность резины) — парафин, вазелин, стеариновую кислоту, битумы, дибутилфталат, растительные масла. Их массовая доля составляет 8—30 % от массы каучука.
Наполнители активные и неактивные. Активные наполнители — кремнекислота, оксид цинка; неактивные наполнители — мел, тальк, барит
Регенерат (продукт переработки старых резиновых изделий и отходов резинового производства).
Красители — минеральные или органические красящие вещества.

Назначение будущего изделия, условий его эксплуатации, технических требований к нему и т.д. определяет выбор каучука и состава резиновой смеси.

Производство изделий из резины включает этапы смешения каучука с ингредиентами в смесителях, изготовления полуфабрикатов и их раскроя, сборки заготовок изделия при помощи сборочного оборудования и вулканизацию изделий в прессах, котлах, автоклавах и др.

Категории Алкены, алкадиены, ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Резина | Тропические растения, нефть и природный газ

Грузовые шины извлекаются из форм

См. все СМИ

Категория:

Наука и техника

Ключевые люди:: Тан Ченг Лок
Пол В. Личфилд
Генри Николас Ридли
Джованни Баттиста Пирелли
Карл Дитрих Харрис

Похожие темы:: полиизопрен
латекс
вулканизация
гуттаперча
поролон

См. всю соответствующую информацию →

каучук , эластичное вещество, полученное из экссудации некоторых тропических растений (натуральный каучук) или полученное из нефти и природного газа (синтетический каучук). Из-за своей эластичности, устойчивости и прочности резина является основным компонентом шин, используемых в автомобильных транспортных средствах, самолетах и велосипедах. Более половины всего производимого каучука идет на автомобильные шины; остальное идет на механические детали, такие как крепления, прокладки, ремни и шланги, а также на потребительские товары, такие как обувь, одежда, мебель и игрушки.

Основными химическими компонентами каучука являются эластомеры, или «эластичные полимеры», большие молекулы, похожие на цепи, которые могут растягиваться на большие длины и при этом восстанавливать свою первоначальную форму. Первым распространенным эластомером был полиизопрен, из которого изготавливают натуральный каучук. Натуральный каучук, образующийся в живом организме, состоит из твердых частиц, взвешенных в жидкости молочного цвета, называемой латексом, которая циркулирует во внутренних частях коры многих тропических и субтропических деревьев и кустарников, но преимущественно 9.0027 Hevea brasiliensis , высокое дерево хвойных пород, происходящее из Бразилии. Натуральный каучук был впервые научно описан Шарлем-Мари де Ла Кондамин и Франсуа Френо из Франции после экспедиции в Южную Америку в 1735 году. Английский химик Джозеф Пристли дал ему название «каучук» в 1770 году, когда обнаружил, что им можно стирать карандаши. Метки. Большой коммерческий успех пришел к нему только после того, как в 1839 году Чарльз Гудиер изобрел процесс вулканизации.

Натуральный каучук и сегодня продолжает занимать важное место на рынке; его устойчивость к накоплению тепла делает его ценным для шин, используемых на гоночных автомобилях, грузовиках, автобусах и самолетах. Тем не менее, он составляет менее половины промышленно производимого каучука; остальное — каучук, полученный синтетическим путем с помощью химических процессов, которые были частично известны в 19 веке.го века, но не применялись в коммерческих целях до второй половины 20 века, после Второй мировой войны. К наиболее важным синтетическим каучукам относятся бутадиеновый каучук, бутадиен-стирольный каучук, неопрен, полисульфидные каучуки (тиоколи), бутилкаучук и силиконы. Синтетические каучуки, как и натуральные каучуки, могут быть усилены вулканизацией, улучшены и модифицированы для специальных целей путем армирования другими материалами.

Основные свойства полимеров, используемых для производства основных товарных каучуков, приведены в таблице.

Викторина «Британника»

Строительные блоки предметов повседневного обихода

Свойства и применение коммерчески важных эластомеров
тип полимера	температура стеклования (°C)	температура плавления (°С)	термостойкость*	маслостойкость*	сопротивление изгибу*	типичные продукты и области применения
*E = отлично, G = хорошо, F = удовлетворительно, P = плохо.
полиизопрен (натуральный каучук, изопреновый каучук)	−70	25	п	п	Е	шины, пружины, обувь, клеи
стирол-бутадиеновый сополимер (стирол-бутадиеновый каучук)	−60		п	п	г	протекторы шин, клеи, ремни
полибутадиен (бутадиеновый каучук)	−100	5	п	п	Ф	протекторы шин, обувь, конвейерные ленты
акрилонитрил-бутадиеновый сополимер (нитриловый каучук)	от −50 до −25		г	г	Ф	прокладки топливных шлангов, ролики
изобутилен-изопреновый сополимер (бутилкаучук)	−70	−5	Ф	п	Ф	покрышки, оконные рейки
этилен-пропиленовый мономер (EPM), этилен-пропилен-диеновый мономер (EPDM)	−55		Ф	п	Ф	гибкие уплотнения, электрическая изоляция
полихлоропрен (неопрен)	−50	25	г	г	г	шланги, ремни, пружины, прокладки
полисульфид (тиокол)	−50		Ф	Е	Ф	уплотнения, прокладки, ракетное топливо
полидиметилсилоксан (силикон)	−125	−50	г	Ф	Ф	уплотнения, прокладки, хирургические имплантаты
фторэластомер	−10		Е	Е	Ф	Уплотнительные кольца, уплотнения, прокладки
полиакрилатный эластомер	от -15 до -40		г	г	Ф	шланги, ремни, уплотнения, ткани с покрытием
полиэтилен (хлорированный, хлорсульфированный)	−70		г	г	Ф	Уплотнительные кольца, уплотнения, прокладки
стирол-изопрен-стирол (SIS), стирол-бутадиен-стирол (SBS) блок-сополимер	−60		п	п	Ф	автомобильные детали, обувь, клеи
Смесь EPDM-полипропилен	−50		Ф	п	Ф	обувь, гибкие чехлы

Каучуковое дерево

В промышленных масштабах натуральный каучук получают почти исключительно из Hevea brasiliensis, дерева, произрастающего в Южной Америке, где оно растет в диком виде до высоты 34 метров (120 футов). Однако выращиваемое на плантациях дерево вырастает только до 24 метров (80 футов), потому что углерод, необходимый для роста, также является важным компонентом каучука. Поскольку только атмосферный углекислый газ может поставлять растению углерод, этот элемент необходимо распределять между двумя потребностями, когда дерево находится в активном производстве. Кроме того, с листвой, ограниченной верхушкой дерева (для облегчения постукивания), потребление углекислого газа меньше, чем у дикого дерева. Другие деревья, кустарники и травянистые растения производят каучук, но поскольку ни одно из них не сравнится по эффективности с Hevea brasiliensis, Промышленные ботаники сосредоточили свои усилия исключительно на этом виде.

При выращивании гевеи, соблюдаются естественные контуры земли, деревья защищены от ветра. Покровные культуры, посаженные рядом с каучуковыми деревьями, удерживают дождевую воду на склоне и помогают удобрять почву, фиксируя атмосферный азот. Также используются стандартные методы садоводства, такие как выращивание в питомниках выносливых подвоев и прививка к ним, ручное опыление и вегетативное размножение (клонирование) для получения генетически однородного продукта.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.

Подпишитесь сейчас

Гевея растет только в пределах четко определенной области тропиков и субтропиков, где никогда не бывает морозов. Сильное годовое количество осадков около 2500 мм (100 дюймов) имеет важное значение, с упором на влажную весну. Вследствие этих требований площади выращивания ограничены. Юго-Восточная Азия особенно хорошо расположена для выращивания каучука; то же самое относится и к частям Южной Азии и Западной Африки. Выращивание Гевея в Бразилии, ее родная среда обитания, была практически уничтожена фитофторозом в начале 20 века.

Как производится каучук? | Блог

Резина — невероятно распространенный и универсальный материал, используемый для изготовления многих предметов, таких как резинки, обувь, шапочки для плавания и шланги. Действительно, половина всего производимого каучука идет на производство автомобильных шин. Как такой жизненно важный материал, как производится резина и откуда она берется?

Происхождение каучука

Люди используют прочную и эластичную природу каучука для изготовления товаров уже более 1000 лет. Хотя ранние формы каучука производились из природных источников, по мере роста спроса на этот материал ученые разработали в лабораториях искусственный или синтетический каучук, имитирующий натуральный материал. В наши дни большая часть производимого каучука относится к синтетическому типу.

Натуральный каучук

Натуральный каучук получают путем извлечения жидкого сока, называемого латексом, из определенных видов деревьев. Существует более 2500 видов деревьев, которые производят этот сок (включая такие растения, как одуванчики), но подавляющее большинство латекса для производства каучука происходит от дерева Hevea brasiliensis или каучукового дерева, которое метко названо. Эти деревья родом из Южной Америки, но сегодня они обычно встречаются в Юго-Восточной Азии.

Латекс собирают с деревьев, разрезая кору и собирая жидкий сок в чашечки. Этот процесс называется постукиванием. Чтобы сок не застывал, в него добавляют нашатырный спирт. Затем к смеси добавляют кислоту для извлечения каучука в процессе, называемом коагуляцией. Это может занять около 12 часов.

Затем смесь пропускают через вальцы для удаления лишней воды. После этого слои резины вешают на стеллажи в коптильнях или оставляют сохнуть на воздухе. Через несколько дней их складывают в тюки, готовые к переработке.

Синтетический каучук

Когда во время Первой мировой войны стало не хватать источников натурального каучука, немецкие ученые разработали искусственный каучук. Хотя эти ранние формы каучука уступали по качеству натуральному каучуку, по мере развития исследований синтетический каучук улучшался. Сегодня синтетический каучук так же прочен и надежен, как и натуральный каучук.

Синтетический каучук отличается от натурального каучука тем, что он производится путем связывания молекул полимера в лаборатории.

Переработка каучука

Как натуральный, так и синтетический каучук должны пройти ряд процессов, чтобы превратить его в полезный продукт. Эти этапы могут быть немного изменены в зависимости от предполагаемого использования конечного продукта.

Во-первых, в резину добавляют химикаты, чтобы сделать ее стабильной. Без этого резина стала бы хрупкой, если бы остыла, или стала бы липкой при высоких температурах. Обычно в резиновую смесь добавляют наполнитель из сажи для повышения ее прочности и долговечности.

Затем каучук тщательно перемешивают и дают ему остыть, прежде чем придать ему форму. Ему можно придать форму, вдавливая его в валки, что называется каландрированием, или выдавливая его через отверстия для изготовления полых трубок, что называется экструзией.