Каучук натуральний

Каучук натуральний, полімер рослинного походження, вулканізацією якого отримують гуму . До. н. відноситься до групи еластомерів — високомолекулярних з'єднань, що володіють здібністю до великих оборотних деформацій при кімнатною і нижчих температурах (див. також Високоеластичний стан ). До. н. міститься в молочному соку (латексі) каучуконосних рослин ; окремі включення каучуку є також в клітках кори і листя цих рослин. Добувають До. н. головним чином з латексу Бразільською гевеї, яка виростає на плантаціях в тропічних країнах. Найбільший виробник До. н. — Малайзія (понад 40% світового виробництва).

  Термін «каучук» походить від назви «каучу», якою жителі Бразилії позначали продукт, що добувається з гевеї, зростаючої на берегах р. Амазонки («кау» — дерево, «учу» — текти, плакати). Історію До. н. ведуть зазвичай з 1738, коли французький дослідник Ш. Кондамін представив в АН(Академія наук) у Парижі зразки каучуку, вироби з нього і опис способів видобутку в країнах Південної Америки. Промислове вживання До. н. виявилося можливим після відкриття процесу вулканізації (Ч. Гудьір — США, 1839; Т. Генкок — Великобританія, 1843). Основні дані про будову До. н. були отримані в 70-х рр. 19 ст і пізніше за Р. Бушарда, Р. Штаудінгером, німецьким ученим До. Гаррієсом. Обширні дослідження вулканізації До. н. належать Би. Ст Бизову, Би. А. Догадкину, І. І. Остромисленському, американському ученому Е. Х. Фармеру і ін. Дослідженню фізичних властивостей і розробці теорії еластичності До. н. присвячені роботи радянських учених А. П. Александрова, Ст А. Каргина, П. П. Кобеко, американських дослідників Е. Гута, Л. Р. Р. Трелоара, Ф. Т. Уолла і ін.

  При здобутті До. н. латекс витягують підсочкою кори дерев; з латексу каучук виділяють коагуляцією за допомогою мурашиної, щавлевої або оцетової кислоти. Рихлий згусток (коагулюм), що утворюється, промивають водою і прокатують на вальцях для здобуття листів, які сушать і зазвичай коптять в камерах, наповнених димом. Копчення додає До. н. стійкість проти окислення і дії мікроорганізмів.

  Відповідно до «Міжнародного стандарту за якістю і упаковці натурального каучуку» (1969) До. н. підрозділяють на 8 міжнародних типів, що включають 35 міжнародних сортів. Основні типи До. н. — рифлений смокед-шитій (продукт ясно-янтарного кольору — «копчений аркуш») і світлий креп (продукт ясно-кремового кольору, перед виділенням якого в латекс вводять спеціальні вибілюючі речовини, наприклад бісульфіт натрію; До. н. цього типа копченню не піддають). Якість До. н. міжнародних типів і сортів оцінюють на підставі зовнішнього огляду і порівняння з еталоном. Існує також класифікація До. н. по технічних стандартам, в яких регламентується вміст домішок в каучуку. Поряд з До. н. загального призначення випускають каучуки спеціальних типів, наприклад з покращуваними технологічними або механічними властивостями, що виготовляються в порошкоподібній випускній формі, і ін. Ведуться обширні дослідні і дослідницькі роботи як у напрямі поліпшення якості До. н., так і підвищення продуктивності каучуконосів.

  Основна складова частина До. н. — вуглеводень каучуку (91—96%), який розглядають як поліізопрен (C ₅ H ₈ ) _n . До. н. містить також 2,2—3,8% білків і амінокислот, 1,5—4,0% речовин, витягуваних ацетоном (так званий ацетоновий екстракт — олеїнова, стеаринова, лінолева кислоти, каротин і ін.), з'єднання металів змінної валентності — мідь (до 0,0008%), марганцю (до 0,001%), заліза (до 0,01%), пісок і деякі ін. домішки. До. н. відносяться до стереорегулярним полімерам ; 98—100% ланок ізопрена в його макромолекулі приєднано в положенні 1,4 цис:

  Молекулярна маса До. н. 1 400 000 — 2 600 000, вміст подвійних зв'язків в макромолекулі 95—98,5% від теоретичного значення. Щільність До. н. 0,91—0,92 г / см ³ , показник заломлення 1,5191, температура склування від —70 до —72 °С, питома теплоємність 1,880 кдж /( кг ^. До)[0,449 кал/(г ^. °С) ], теплопровідність 0,14 вт/ ( м-код ^. До ) [0,12 ккал /( м-код ^. ч ^. °С)], діелектрична проникність при частоті 1 кгц 2,37—2,45, питома електропровідність 25,7 ^. 10 ^–18 ом ^–1. см ^–1 .

  Каучук стійок до дії води; добре розчинимо в бензолі, толуолі, ксилолі, бензині, чотирихлористому вуглеці, хлороформі, сірковуглеці, циклогексані. При температурах вище 10 °С До. н. аморфний. Тривале зберігання при нижчих температурах або розтягування при кімнатній температурі викликають часткову кристалізацію До. н. До коштовних властивостей До. н. відноситься його висока когезійна міцність (див. Когезія ). Цією властивістю обумовлена в значній мірі незамінність До. н. у виробництві деяких деталей шин. Технологічний недолік До. н., пов'язаний з його високою молекулярною масою, — необхідність пластикації (див. Пластикація каучуків ) перед введенням інгредієнтів гумовою суміші .

  Найбільш поширений вулканізуючий агент для До. н. — сірка; як прискорювачі вулканізація застосовує 2-меркаптобензтіазол (каптакс), його сульфенамідниє похідні (наприклад, сантокюр), дібензтіазолілдісульфід (альтакс), тетраметілтіурамдісульфід (тіурам) і ін. Можливі також радіаційна вулканізація До. н. і вулканізація за допомогою органічних перекисів або смол алкилфеноло-формальдегідів.

  Кристалізація До. н. обумовлює високу міцність при розтягуванні гум на його основі. При введенні активних наповнювачів міцність гум змінюється трохи, але істотно підвищуються деякі ін. механічні властивості (див. таблиці.). Гуми з До. н. характеризуються хорошою еластичністю, ізносо- і морозостійкістю і високими динамічними властивостями, але низькою стійкістю до дії розчинників, масел, а також меншою, ніж в деяких синтетичних каучуків, тепло- і атмосферостійкістю.

  Властивості гум з натурального каучуку

  Основна сфера застосування До. н. — виробництво шин. Його використовують також у виробництві гумотехнічних виробів (транспортерні стрічки, пріводниє ремені, амортизатори, ущільнювачі), електроізоляційних матеріалів, гумових виробів народного вжитку, при виготовленні гумових клеїв . Деяка кількість До. н. використовують у вигляді латексу (див. Латекси, Латексні вироби ). Обсяг виробництва До. н. у 1971 склав близько 3 млн. т . Завдяки створенню стереорегулярних синтетичних каучуків, а також широкого асортименту синтетичних каучуків спеціального призначення, вжиток До. н. у деяких галузях промисловості скорочується (див. Каучуки синтетичні ).

  Літ.: Виклик Би. Ст, Природний каучук, Л., 1932; Догадкин Би. А., Хімія еластомерів, М., 1972; Довідник гумовика. Матеріали гумового виробництва, М., 1971, с. 21.