Каучуки и ингредиенты резиновых смесей
Основным компонентом резины, как известно, является натуральный или синтетический каучук. В процессе изготовления резины каучук и другие ингредиенты (наполнители, вулканизующие агенты, ускорители вулканизации, активаторы ускорителей, мягчители, противостарители и иногда красители) смешивают на специальных машинах — вальцах или в закрытых смесителях. Полученная смесь, называемая сырой резиной, обладает пластичностью и может прокатываться в листы, формоваться, вытягиваться в виде шнура, трубки и т. п. При нагревании сырая резиновая смесь теряет пластичность и приобретает эластичность, превращаясь в так называемую вулканизованную резину или вулканизат.
Физико-механические и химические свойства резины существенно зависят от режима вулканизации и состава резиновой смеси. Для правильной оценки свойств резины и изготовляемых из нее деталей необходимо хотя бы в общих чертах ознакомиться с характеристиками основных компонентов, входящих в состав резиновой смеси.
Натуральный каучук (НК) получается из млечного сока (латекса) тропического растения — гевеи.
Натуральный каучук характеризуется высокой эластичностью, очень большим обратимым удлинением (до 1000%), незначительной гигроскопичностью и теплопроводностью, достаточной прочностью (800—4000 кн/м2 при растяжении), хорошими электроизоляционными свойствами. Он хорошо растворим в бензине, бензоле, хлорированных углеводородах и нерастворим в воде и спирте. Натуральный каучук обладает большой склеивающей способностью. Прочность его самослипания составляет 350— 500 кн/м2.
Резины из НК прочны, эластичны, имеют высокое сопротивление истиранию, морозостойки, но имеют невысокую масло-, озо-но- и теплостойкость. Они хорошо крепятся к металлам большинством известных методов и поэтому широко применяются для изготовления ответственных резино-металлических деталей.
Синтетический каучук (СК) впервые был получен в СССР в 1900 г. И. Л. Кондаковым; в дальнейшем акад. С. В. Лебедевым был разработан синтез каучука, на основании чего в 1932 г. в нашей стране были пущены первые заводы синтетического каучука. В настоящее время большинство синтетических каучуков как в СССР, так и в зарубежных странах получают по способу С. В. Лебедева. В соответствии с методом, разработанным С. В. Лебедевым, сначала из спирта получается бутадиен — основной продукт синтеза, а затем из бутадиена и его производных — хлоропрена, изопрена и др. получают каучук.
Развитие химии привело к созданию большого разнообразия исходных мономеров, расширивших ассортимент синтетических каучуков, значительно отличающихся один от другого своими свойствами.
Рассмотрим основные виды синтетического каучука, применяющиеся в настоящее время для изготовления резины:
Натрий-бутадиеновый каучук (СКВ). Исходным продуктом для получения натрий-бутадиенового каучука служит бутадиен, полимеризация которого производится с металлическим натрием, выполняющим роль катализатора.
СКВ выпускается в виде кусков белого или желтоватого цвета. Он хорошо растворим в бензине, бензоле и хлорированных углеводородах. Резины из СКВ не имеют высокой прочности: она не превышает обычно 0,5 Мн/м2 при растяжении. Они эластичны, но недостаточно маслостойки и теплостойки. Характерными свойствами резин из СКВ являются большая стойкость к агрессивным средам и хорошая прочность крепления к металлам по эбонитовой прослойке. Резины и эбониты из СКВ широко применяются для обкладки валов и химической аппаратуры.
Бутадиен-стирольный каучук (СКС) получается в результате совместной полимеризации бутадиена со стиролом. Свойства СКС зависят от соотношения бутадиена и стирола. Наиболее широкое применение имеют каучуки с содержанием около 30% стирола и 70% бутадиена. В СССР такой каучук выпускается под марками СКС-10 и СКС-30, в ФРГ — Буна S, в США — GR-S.
Каучук СКС-30 выпускается в виде лент розовато-коричневого цвета. Он растворим в бензине, бензоле и хлорированных углеводородах. Резины из СКС по прочности приближаются к резинам из НК. Они достаточно эластичны, имеют хорошее сопротивление истиранию, удовлетворительную морозостойкость и теплостойкость, но немаслостойки. Резины из СКС хорошо прикрепляются к металлам и поэтому широко применяются для изготовления резино-металлических деталей. В мировом производстве синтетических каучуков СКС занимает ведущее место.
Продолжение …