Реферат_КаучукРезина

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЯДЕРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИФИ»

(НИЯУ МИФИ)

Кафедра № -----

Реферат на тему

«Каучуки и резины»

Студент: -----. Группа: ---- Преподаватель: ------

Москва

2025

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОГЛАВЛЕНИЕ 2

Введение

Каучуки и их производные, резины, являются представителями группы эластомеров - полимеров, обладающих высокоэластичными свойствами. Они способны к очень большим деформациям (относительное удлинение может достигать 1000 %), которые почти полностью обратимы [1, с. 208].

Это свойство объясняется структурой их макромолекул: в ненапряжённом состоянии они имеют многочисленные витки и петли (см. рис 1), которые, после приложения нагрузки, распрямляются. Так как до достижения состояния "полного распрямления" расстояния между звеньями макромолекулы почти не меняются, то модуль упругости, характеризующий "реакцию" материала на растяжение, также остаётся малым, что приводит к большей величине относительного удлинения по сравнению с другими материалами [2].

Рисунок 1. Схема макромолекулы эластомера

"Родиной" каучука считается Новый свет: ещё до Великих географических открытий индейцы Южной Америки использовали каучук, полученный из переработки млечного сока гевеи бразильской, для изготовления тканей, мячей и непромокаемой обуви. Однако у природного каучука были довольно серьёзные недостатки: на холоде он становился хрупким, а на жаре – довольно липким.

Рисунок 2. Изготовление обуви из каучука индейцами.

Прибывшие из Европы колонисты по началу не придали особого внимания такому материалу, как каучук. В 1738 году Шарль Лакондамин представил его образец Французской академии наук, однако только в 1823 году изобретатель Чарльз Макинтош начал использовать его для изготовления непромокаемых галош, плащей и сумок. Уже в 1839 году впервые была получена резина путём вулканизации – процесса смешивания сырого каучука с серой с последующим нагревом, который был необходим для того, чтобы его упругие свойства не так сильно зависели от температуры.

Резина получила широкое распространение в машиностроении и электротехнике, а последующие мировые войны и вызванное ими нарушение логистических цепей привело к необходимости получения синтетических каучуков.

основная часть

Как уже отмечалось выше, для получения резины как сырьё используются каучуки. Рассмотрим подробнее процесс производства, основные свойства и сферы применения данных материалов.

1.1. Производство

Натуральный каучук (НК) получают из млечного сока (латекса) каучуконосных деревьев (гевеи бразильской, кок-сагыза, тау-сагыза), произрастающих в странах с тропическим климатом, однако каучуки также может быть и синтезированными (СК): это разнообразные продукты полимеризации углеводородов [3, c. 221]. Наиболее распространены натрий-бутадиеновый (СКВ), бутадиен-стирольный (CKC) каучуки.

Рисунок 3. Гевея бразильская, получение млечного сока

Для получения резины применяют процесс вулканизации, заключающийся в химическом взаимодействии каучука с серой (иногда применяются и иные вулканизаторы) в условиях нагрева свыше 100 °С.

Рисунок 4. Изменение структуры макромолекулы при вулканизации

При вулканизации длинные молекулы каучука связываются между собой узлами (см. рис. 4), что приводит к повышению эластичности, механической прочности и теплостойкости, вплоть до полного исчезновения снижается липкость и уменьшается степень взаимодействия с органическими растворителями. Отсюда следует, что вулканизацию можно проводить только тогда, когда резиновое изделие приобретает конечную форму [4, с. 324]. Общая схема производства резиновых изделий представлена на рис. 5.

Рисунок 5. Схема изготовления резиновых изделий

1.2. Основные свойства

Основное свойство каучука — очень высокая упругая деформация. Если для металлов упругая деформация составляет около 0,1 %, а для большинства полимеров при нормальных условиях не превышает 5 %, то каучук может растягиваться на 1000 % и более. При снятии нагрузки начинается процесс свертывания макромолекул, однако каучук не возвращается к исходным геометрическим размерам полностью, он приобретает заметную остаточную деформацию. Каучук теряет свои упругие свойства и под влиянием температуры окружающей среды: он не обладает тепло- и морозостойкостью, может набухать в органических растворителях, он липок. [3, c. 221]

Рисунок 6. Зигзагообразная форма макромолекулы каучука.

Эти недостатки значительно "подавлены" в резиновых материалах; помимо прочего, для них характерны высокая стойкость к истиранию, газо– и водонепроницаемость, химическая стойкость, электроизолирующие свойства и небольшая плотность. Механические же свойства резины (например, износостойкость и усталостная выносливость) существенно зависит от состава резиновой смеси [1, с. 208].

Некоторые физико-механические свойства каучуков и резин приведены в таблице 1 [5]:

Таблица 1

1.3. Применение

Список сфер, в которых применяются резины, чрезвычайно богат. В зависимости от требуемых свойств резины подразделяют на две группы: резины общего назначения, применяемые в производстве шин, конвейерных лент, изделий бытового назначения, а также резины специального назначения, обладающие специальными свойствами (маслобензостойкость, морозостойкость, износостойкость и др.)

Так, в автомобильной промышленности они используются также для производства резинотехнических изделий (прокладки и дискованные элементы), которые обеспечивают герметичность и защиту от попадания влаги и грязи. В строительстве - для изоляционных и уплотнительных материалов. Применение резины есть и в медицине – можно вспомнить те же резиновые перчатки, "преимуществом" которых является химическая инертность. Нельзя здесь забыть и про электротехнику с электроникой – резина применяется для создания изоляционных оболочек и покрытий. Помимо прочего, резина также используется для производства спортивного снаряжения.

Рисунок 7. Различные изделия из резины и каучука.

Заключение

Резины и каучуки, как представители группы эластомеров, обладают множеством свойств, чрезвычайно важных для конструирования – ключевым из них является высокая эластичность. Обработка каучука, в результате которой получаются резины, обеспечивает "стабилизацию" его физико-механических характеристик, что позволяет значительно расширить сферы использования данных материалов: от строительства и промышленности до медицины и электроники.

Список литературы

1. Материаловедение: учеб. для студентов вузов / В. С. Кушнер, А. С. Верещака, А. Г. Схиртлаздзе, Д. А. Негров, О. Ю. Бургонова.; под ред. В. С. Кушнера. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2008. – 232 с.

2. Статья "Каучуки и резины" образовательного ресурса Studme.org – URL: https://studme.org/73773/tehnika/kauchuki_reziny (Дата обращения 02.11.2025).

3. Материаловедение : учебник для студ. высш. учеб. заведений / Г. М. Волков, В .М .Зуев. — М. : Издательский центр «Академия», 2008. — 400 с.

4. Каучук и резина. Наука и технология. Монография. Пер. с английского: Научное издание / Дж. Марк, В. Эрман, Ф. Эйрич (ред.) — Долгопрудный: Издательский Дом «Интеллект», 2011. — 768 с.

5. Таблица "Физико-механические свойства каучуков и саженаполненных резин" с образовательного ресурса Studfiles – URL: https://studfile.net/preview/485118/page:10/ (Дата обращения 02.11.2025)