Каучук натуральный

Каучук натуральный, полимер растительного происхождения, вулканизацией которого получают резину. К. н. относится к группе эластомеров — высокомолекулярных соединений, обладающих способностью к большим обратимым деформациям при комнатной и более низких температурах (см. также Высокоэластическое состояние). К. н. содержится в млечном соке (латексе) каучуконосных растений; отдельные включения каучука имеются также в клетках коры и листьев этих растений. Добывают К. н. главным образом из латекса бразильской гевеи, которая произрастает на плантациях в тропических странах. Крупнейший производитель К. н. — Малайзия (свыше 40% мирового производства).

  Термин «каучук» происходит от названия «каучу», которым жители Бразилии обозначали продукт, добываемый из гевеи, растущей на берегах р. Амазонки («кау» — дерево, «учу» — течь, плакать). Историю К. н. ведут обычно с 1738, когда французский исследователь Ш. Кондамин представил в АН(Академия наук) в Париже образцы каучука, изделия из него и описание способов добычи в странах Южной Америки. Промышленное применение К. н. оказалось возможным после открытия процесса вулканизации (Ч. Гудьир — США, 1839; Т. Гэнкок — Великобритания, 1843). Основные данные о строении К. н. были получены в 70-х гг. 19 в. и позднее Г. Бушарда, Г. Штаудингером, немецким учёным К. Гарриесом. Обширные исследования вулканизации К. н. принадлежат Б. В. Бызову, Б. А. Догадкину, И. И. Остромысленскому, американскому учёному Э. Х. Фармеру и др. Исследованию физических свойств и разработке теории эластичности К. н. посвящены работы советских учёных А. П. Александрова, В. А. Каргина, П. П. Кобеко, американских исследователей Е. Гута, Л. Р. Г. Трелоара, Ф. Т. Уолла и др.

  При получении К. н. латекс извлекают подсочкой коры деревьев; из латекса каучук выделяют коагуляцией с помощью муравьиной, щавелевой или уксусной кислоты. Образующийся рыхлый сгусток (коагулюм) промывают водой и прокатывают на вальцах для получения листов, которые сушат и обычно коптят в камерах, наполненных дымом. Копчение придаёт К. н. устойчивость против окисления и действия микроорганизмов.

  В соответствии с «Международным стандартом по качеству и упаковке натурального каучука» (1969) К. н. подразделяют на 8 международных типов, включающих 35 международных сортов. Основные типы К. н. — рифлёный смокед-шит (продукт светло-янтарного цвета — «копчёный лист») и светлый креп (продукт светло-кремового цвета, перед выделением которого в латекс вводят специальные отбеливающие вещества, например бисульфит натрия; К. н. этого типа копчению не подвергают). Качество К. н. международных типов и сортов оценивают на основании внешнего осмотра и сравнения с эталоном. Существует также классификация К. н. по техническим стандартам, в которых регламентируется содержание примесей в каучуке. Наряду с К. н. общего назначения выпускают каучуки специальных типов, например с улучшенными технологическими или механическими свойствами, изготовляемые в порошкообразной выпускной форме, и др. Ведутся обширные опытные и исследовательские работы как в направлении улучшения качества К. н., так и повышения продуктивности каучуконосов.

  Основная составная часть К. н. — углеводород каучука (91—96%), который рассматривают как полиизопрен (C₅H₈) _n. К. н. содержит также 2,2—3,8% белков и аминокислот, 1,5—4,0% веществ, извлекаемых ацетоном (так называемый ацетоновый экстракт — олеиновая, стеариновая, линолевая кислоты, каротин и др.), соединения металлов переменной валентности — меди (до 0,0008%), марганца (до 0,001%), железа (до 0,01%), песок и некоторые др. примеси. К. н. относятся к стереорегулярным полимерам; 98—100% звеньев изопрена в его макромолекуле присоединены в положении 1,4 цис:

  Молекулярная масса К. н. 1 400 000 — 2 600 000, содержание двойных связей в макромолекуле 95—98,5% от теоретического значения. Плотность К. н. 0,91—0,92 г/см³, показатель преломления 1,5191, температура стеклования от —70 до —72 °С, удельная теплоёмкость 1,880 кдж/(кг^. К)[0,449 кал/(г^.°С)], теплопроводность 0,14 вт/(м^. К) [0,12 ккал/(м^. ч^.°С)], диэлектрическая проницаемость при частоте 1 кгц 2,37—2,45, удельная электропроводность 25,7^.10^–18 ом^–1. см^–1.

  Каучук стоек к действию воды; хорошо растворим в бензоле, толуоле, ксилоле, бензине, четырёххлористом углероде, хлороформе, сероуглероде, циклогексане. При температурах выше 10 °С К. н. аморфен. Длительное хранение при более низких температурах или растяжение при комнатной температуре вызывают частичную кристаллизацию К. н. К числу ценных свойств К. н. относится его высокая когезионная прочность (см. Когезия). Этим свойством обусловлена в значительной степени незаменимость К. н. в производстве некоторых деталей шин. Технологический недостаток К. н., связанный с его высокой молекулярной массой, — необходимость пластикации (см. Пластикация каучуков) перед введением ингредиентов резиновой смеси.

  Наиболее распространённый вулканизующий агент для К. н. — сера; в качестве ускорителей вулканизации применяют 2-меркаптобензтиазол (каптакс), его сульфенамидные производные (например, сантокюр), дибензтиазолилдисульфид (альтакс), тетраметилтиурамдисульфид (тиурам) и др. Возможны также радиационная вулканизация К. н. и вулканизация с помощью органических перекисей или алкилфеноло-формальдегидных смол.

  Кристаллизация К. н. обусловливает высокую прочность при растяжении резин на его основе. При введении активных наполнителей прочность резин изменяется незначительно, но существенно повышаются некоторые др. механические свойства (см. табл.). Резины из К. н. характеризуются хорошей эластичностью, износо- и морозостойкостью и высокими динамическими свойствами, но низкой стойкостью к действию растворителей, масел, а также меньшей, чем у некоторых синтетических каучуков, тепло- и атмосферостойкостью.

  Свойства резин из натурального каучука

  Основная область применения К. н. — производство шин. Его используют также в производстве резинотехнических изделий (транспортёрные ленты, приводные ремни, амортизаторы, уплотнители), электроизоляционных материалов, резиновых изделий народного потребления, при изготовлении резиновых клеев. Некоторое количество К. н. используют в виде латекса (см. Латексы, Латексные изделия). Объём производства К. н. в 1971 составил около 3 млн. т. Благодаря созданию стереорегулярных синтетических каучуков, а также широкого ассортимента синтетических каучуков специального назначения, потребление К. н. в некоторых отраслях промышленности сокращается (см. Каучуки синтетические).

  Лит.: Вызов Б. В., Природный каучук, Л., 1932; Догадкин Б. А., Химия эластомеров, М., 1972; Справочник резинщика. Материалы резинового производства, М., 1971, с. 21.