1. Табиғи каучукті алу
Табиғи каучуктердi алу көзi, тропикалық белдеуде өсетiн каучуктi өсiмдiктер болып табылады.
Бұрын барлық каучуктi жабайы тропикалық каучуктi өсiмдiктерден алатын. Бұл каучук ормандық деп аталды. Ормандық каучуктiң отаны Оңтүстiк Америка мен Азия арқылы өтетiн экваториалды тропикалық аумақ болып табылады. Алғаш рет ормандық каучук 3 т мөлшерiнде Европаға 1827 жылы әкелiндi. Қазiргi кезде оның шығарылуы жалпы өндiрiлетiн табиғи каучуктiң 1-2% құрайды.
Тұтас дерлiк табиғи каучук каучуктi өсiмдiктер плантациясынан (ботаникалық Euphorbiaceae тұқымдастығының бразилиялық гевеясынан) алынады. Гевея – биiктiгi 45 м-ге және диаметрi 0,8-1,5 м-ге дейiн жететiн мықты өсiмдiк. Бразилиялық гевея плантациясы ең бастысы тропикалық Оңтүстiк-Шығыс Азияда, Малайск архипелагында, Малакка жартыаралында, Цейлон аралында және т.б. орналасқан.
Қазiргi кезде табиғи каучуктiң плантациясының жалпы көлемi 3,5 млн. га асып кетедi.
Соңғы жылдары табиғи каучуктiң өндiрiлуi Африка елдерiнде 140 мың.т. жеттi.
Гевеяны отырғызу жиiлiгi шамамен 1 га-ға 500-760 ағаштан (орташа есеппен 600) келедi, бiрақ әлсiздерiн алып тастаса 250 аспайтын өсiмдiк қалады.
Жоғары өнiм беретiн сорттарын өсiру арқасында каучуктi жинауды 1700-2300 кг/га дейiн көтеруге мүмкiндiк туды.
Плантацияларда қасиеттерi жағынан бiрыңғайлау және сапасы жоғары каучуктердi алу жөнiнде тәжiрибелер жүргiзiледi. Негiзiнен жұмыстар латекстi сұйылтуды азайту және коагуляциялағандағы рН реттеуге жұмылдырылған. Жаңа әдiстер флокулянған дисперсияларды алуға немесе оны бiрқалыпты кептiруге мүмкiндiк беретiн, үздiксiз тәсiлмен ұсақ дисперстi коагулюмдi алуға бағытталған. Нәтижесiнде, тұрақты рН латекстi сұйылтпай алынған каучуктер бiрыңғай, модулдерi жоғары және механикалық қасиеттерi жоғары болатыны анықталды.
2. Силоксанды алу, құрылысы және қасиеттері
Силоксанды каучуктер - кремнийорганикалық полимерлер жалпы форму-ласы I [R и R'-алкилды немесе арильды топтар (негізінен. СН3), R:-OH, аз - СН3], вулкандағаннан кейін резинаға өтеді.
Буындардың макромолекулада таралуы статикалық түрде болады. Біздің өндірісте каучуктердің келесі маркалары шығарады: диметилсилоксанды каучук СКТ (R=R'=CH3, m=0) пен құрамында сонымен қатар 0,05-0,5 мол. % метилвинилсилоксанды буындар бар каучуктер – СКТВ (R=R'=СН3), СКТФТ (R=CH3, R'=CH2CH2CF3), СКТФВ coполимерлі каучуктер (құрамында R=R'=СН3 буындары мен 8-50 мол. % R=СН3, R'=С6Н5 буындар бар), СКТЭ (R=R'=СН3 мен 8 мол. % немесе R=R'=С2Н5 буындары көп).
Сонымен қатар каучуктерді блокты құрылымымен шығаруды қарастыру-да, мысалы [-(C6H5)2SiO-]n, блоктармен шамалы табиғи силоксанды, тізбек құрамында арилен-силоксанды буындар -(CH3)2SiC6H4Si(CH3)2p-, карборани-ленсилоксанды -(CH3)2SiCB10H10CSi(CH3)2O- Р, В, Ti атомдары мен басқа элементтер бар.
Бұл полимерлер жылуға жоғары тұрақтылығымен сипатталады.
Өндірістік каучуктердің ортамассалық молекулалық массасы (4-8).105. Сипаттамалы тұтқырлығының (в дл/г) 25 °С мол. массадан (М) тәуелділігі келесі теңдіктермен өрнектеледі: И = 2,15- 10-4М0,6 (СКТ үшін толуол); []=2,25310-4М0,61 (СКТФТ үшін этилацетат). Тығыздығы СКТ ~ 0,97 г/см3, = 1,4028.
Силоксанды каучуктерді алу. Силоксанды каучуктерді алудың екі әдісі бар – полимеризациялық және поликонденсациялық. Өнеркәсіпте ең кең тарағаны келесі схема бойынша циклосилоксандардағы Si—О-байланыстарды қайта топтасу реакцияларын қолдануға негізделген полимеризациялық әдіс:
Полимеризациялық әдіспен силоксанды каучуктерді алудың негізді схемасы 22 суретте көрсетілген:
22 сурет. Поликонденсациялық әдіспен силоксанды каучуктерді алудың негізді схемасы
Полимеризациялық әдіспен СКТ, СКТВ және т.б. негізгі маркілі силоксанды каучуктерді алады. Өнеркәсіпте азғана дәрежеде поликонденсация-лық әдістерді (ариленсилоксандарды, блоксополимерлерді және т.б.) пайдаланады, олар мына схема бойынша өтеді:
Жоғарыда келтірілген схемалардан көргендей, диоргано-дихлорсиландар-дың R2SiCl2 гидролизі силоксанды каучуктерді алудың екі әдістеріне де ортақ болып табылады.
Силоксанды каучуктердің ірі тоннажды өндірісіне арналған ең кең тараған мономер – әртүрлі үстемелермен активтелген кремний және метил-хлоридті тура синтездеп алынатын, қайнау температурасы 70°С диметил-дихлорсилан (CH3)2SiCl2 (ДДС). Сонымен бірге ДДС қатар қайнау темпера-туралары жақын үшметилхлорсилан (57 °С), метилүшхлорсилан (66 °С) бөгде қоспалар алынады. Бөгде қоспалар алынатын каучуктің сапасын төмендетеді: метилүшхлорсилан полимердің құрылымдануын тудырады және оның созылымдылығы төмендейді, ал үшметилхлорсилан полимердің молекулалық массасын кемітеді.
Поликонденсациялық әдіспен силоксанды каучуктерді алуда қолданы-латын диметилдихлорсилан құрамында 99,96% кем емес негізгі өнім болуы тиіс (массасы бойынша). Ол үшін тура синтез өнімін тиімділігі жоғары көп тарелкалы колонналарда ректификациялауға ұшыратады. Ректификациялауда энергия шығындары көп болады.
Өнеркәсіпте полимеризациялық әдіспен силоксанды каучуктерді аларда кремний атомдарының саны 3-тен 7-ге дейінгі циклосилоксандарды қолданады. Әсіресе кеңінен қолданылатыны октаметилциклотетра-силоксан немесе оның декаметилцикло-пентасилоксанмен қоспасы. Циклосилоксандар катализаторлар қатысуымен жоғары температурада сызықты өнімдер түзе ыдырайды:
Циклосилоксандарды полимерлеумен силоксанды каучукті алудың өнеркәсіптік процесі келесі сатылардан тұрады:
- ДДС гидролиздеу;
- циклосилоксандар түзе гидролизатты деполимерлеу;
- циклосилоксандарды полимерлеу;
- каучукті бөліп алу.