Натуральный каучук.

Натуральный каучук - природный продукт, содержащийся в млечном соке (латексе) каучуконосных растений или в виде отдельных включений в клетках их коры и листьев. Из всех каучуконосных растений лучшим является бразильская гевея. Из млечного сока гевеи добывается почти все количество обращающегося на мировом рынке натурального каучука. Латекс гевеи содержит около 30% каучука, 65% воды, 5% составляют белки, пептиды, минеральные соли, примеси.

Натуральный каучук - продукт биосинтеза, который по строению является полимером изопрена:

Макромолекулы натурального каучука имеют строго регулярное строение в пространстве. Звенья изопрена присоединены в положение 1,4, и метиленовые группы расположены по одну сторону двойной связи. Подобная структура называется 1,4 - цис - формой. 1,4 - транс - изомер полиизопрена называется гуттаперчей. Она добывается из сока гутоносных растений, эластическими свойствами не обладает, но является лучшим диэлектриком.

Натуральный каучук представляет собой твердую массу беловато - желтого (светлый кpeп) или темно - коричневого (смокед-шитс) цвета с плотностью 0,93-0,95 г/см³. Характеризуется высокой эластичностью, незначительной гигроскопичностью, достаточной прочностью и является хорошим диэлектриком. Хорошо растворим в бензине, дихлорэтане, бензоле и других растворителях. Обладает большой склеивающей способностью.

Натуральный каучук взаимодействует с кислородом, подвергаясь при этом деструкции с образованием растворимых в спирте продуктов окисления каучука.

При повышенных температурах натуральный каучук взаимодействует с серой, превращаясь в резину. Этот процесс носит название вулканизации. При вулканизации за счет раскрытия двойных связей полимера и образования сульфидных мостиков образуются поперечные связи между линейными макромолекулами и структура из линейной превращается в сшитую. При этом повышается модуль упругости, прочность вулканизатов на раздир, но утрачивается способность к растворению и плавлению. Химизм процесса вулканизации можно представить схемой:

Основные характеристики натурального каучука и его вулканизата представлены в таблице

Каучук	Модуль упругости, МН/м2	Удлинение, %	Модуль при растяжении на 500%, МН/м2
Нат. каучук	20-25	700-800	2,8-3,3
Вулканизат нат. каучука	25-34	550-650	12-13

Сочетание хороших технологических свойств натурального каучука с комплексом ценных свойств вулканизатов обусловило их широкое применение в производстве различных резиновых изделий общего и специального назначения, шин, изделий народного потребления, санитарии и гигиены. Однако натуральный каучук дефицитен, ресурсы его ограничены, а стоимость высока.

Синтетические каучуки

Для синтетических каучуков не обязательно полное совпадение свойств со свойствами натурального каучука. Однако, поскольку синтетические каучуки предназначаются в основном для изготовления различных резиновых изделий, наиболее приемлемым является определение этого термина, предложенное Б.А. Догадкиным: «Синтетическими каучуками будем называть получаемые в промышленном масштабе синтетические продукты, способные к вулканизации и обладающие в сыром или вулканизированном виде сходными с натуральным каучуком эластическими свойствами. Все они принадлежат к классу высокомолекулярных линейных полимеров, содержащих в своих цепях двойные связи. Последний признак и определяет их способность к вулканизации, что в свою очередь, обеспечивает их применение в резиновой промышленности, поскольку технология последней основана на использовании пластических свойств сырых резиновых смесей при изготовлении (формовании) изделий и на возможности сообщения этим смесям необходимых эластических свойств в результате последующей вулканизации».

Таким образом, характерными свойствами синтетических каучуков как полимерных материалов следует считать высокие эластические деформации и способность к вулканизации.

В настоящее время для получения синтетических каучуков используют различные мономеры. Среди них основное место занимают соединения с сопряженной системой двойных связей.

Каучуки, выпускаемые промышленностью, различаются по природе взятых мономеров, соотношению мономеров при сополимеризации, способам полимеризации и т. д. Однако, несмотря на большое разнообразие выпускаемых в промышленности каучуков, их можно подразделить на группы, объединяющие каучуки с более или менее близкими свойствами: полибутадиеновые (дивиниловые), сополимеры бутадиена со стиролом (бутадиен-стирольные), сополимеры бутадиена с акрилонитрилом (бутадиен-нитрильные), сополимеры изобутилена с диеновыми углеводородами (бутилкаучуки), хлоропреновые и др. В каждой группе имеются каучуки, полученные из одних и тех же мономеров. Охарактеризовав наиболее распространенный каучук каждой группы, можно достаточно точно перенести эту характеристику на другие марки каучуков, входящих в данную группу.