Из чего получают каучук: Натуральный и синтетический каучук – свойства каучука | ПластЭксперт

alexxlab | 15.12.1973 | 0 | Разное

Содержание

Природный каучук - получение, производство, применение, история

Природный каучук (натуральный каучук) — эластичное вещество, полученное из экссудаций (выхода жидкости) некоторых тропических растений (каучуковое дерево). Из-за своей эластичности, упругости и ударной вязкости природный каучук является основным компонентом шин, используемых в автомобильной технике, авиации и велосипедах. Более половины всей производимой резины идет на автомобильные шины; остальное идет на резинотехнические изделия, такие как уплотнения, прокладки, ремни и шланги и прочее, а также на потребительские товары, такие как обувь, одежда, мебель и игрушки.

Природный каучук — производство

Каучуковое дерево

С коммерческой точки зрения природный каучук (натуральный каучук) получают почти исключительно из гевеи бразильской — дерева, произрастающего в Южной Америке, где в дикой природе оно вырастает до 34 метров. Такое же дерево, культивируемое на плантациях, растет только до 24 метров, потому что углерод, необходимый для роста, также является важным компонентом каучука. Так как только углекислый газ в атмосфере может поставлять углерод растению, этот элемент должен быть распределен между двумя потребностями, когда дерево находится в стадии активного производства. Кроме того, листва, расположенная большей частью только на вершине дерева (чтобы облегчить подсочку), потребляет меньше углекислого газа, чем у дикого дерева. Другие деревья, кустарники и травянистые растения тоже производят каучук, но, поскольку ни одно из них не сравнится по эффективности с Hevea brasiliensis, отраслевые ботаники сосредоточили свои усилия исключительно на этом виде.

При выращивании гевеи соблюдаются естественный ландшафт земли, чтобы деревья были защищены от ветра. Покровные культуры, посаженные рядом с каучуковыми деревьями, удерживают дождевую воду на наклонной поверхности и помогают удобрять почву, фиксируя атмосферный азот. Также используются стандартные методы садоводства, такие как выращивание выносливых корневищ в питомнике и прививка на них, ручное опыление и вегетативное размножение (клонирование) для получения генетически однородного продукта.

Гевея растет только в четко определенных областях тропиков и субтропиков, где не бывает морозов. Обильные ежегодные осадки около 2500 мм имеют большое значение, при этом акцент делается на влажную весну. Как следствие этих требований, площади для выращивания этого дерева ограничены. Юго-Восточная Азия имеет хорошие условия для выращивания каучукового дерева; так же как и части Южной Азии и Западной Африки. Выращивание гевеи в Бразилии, ее естественной среде обитания, было практически уничтожено в результате упадка в начале 20-го века.

Подсочка и коагуляция

Когда кора дерева гевеи частично прорезается, из надреза вытекает молочная жидкость, которая высыхая, образует эластичную пленку. Биологическая функция этого латекса все еще неясна: он может помогать заживлению надрезов, защищая внутреннюю кору, или он может выполнять другие биохимические функции. Латекс состоит из водной суспензии мелких частиц диаметром около 0,5 микрона из цис-полиизопрена, линейного каучукового полимера с высокой молекулярной массой. Содержание каучука в суспензии составляет около 30 процентов.

Каучуковые деревья подсачивают примерно раз в два дня, получая чашку латекса, содержащую приблизительно 50 граммов твердого каучука каждый раз. Стандартный метод подсочки состоит в том, чтобы подрезать дерево ножом на половину окружности ствола, наклонив срез слева направо под углом 30 °, начиная с самой высокой точки, удобной для самотека. Каждый последующий разрез производится сразу под предшествующим. Деревья часто отдыхают в течение некоторого периода после многократной подсочки. Производство начинается, когда дереву 5 или 6 лет; при осторожном обращении срок полезного использования дерева может продлиться более 20 лет. При выращивании деревьев с плотностью 375 на гектар можно производить примерно 2500 кг каучука на гектар в год.

После сбора выпускаемого латекса каучук извлекается из эмульсии путем коагуляции с муравьиной кислотой, создавая крошки, которые напоминают молочный творог. Крошки промывают, сушат между валками и прессуют в блоки размером 67 на 33 на 18 см  и весом 33,3 кг. Затем блоки заворачивают в полиэтиленовую пленку и упаковывают в ящики для отправки.

Другая продукция представляет собой копченый лист, где коагулят прессуют в тонкие листы, которые промывают, а затем сушат над дымящимся огнем. Дым содержит природные фунгициды, которые защищают природный каучук от образования плесени и придают характерный янтарный цвет. Высушенные листы упаковываются в тюки весом 110 кг для отправки.

Около 10 процентов всего натурального каучука поставляется в виде латекса с концентрацией каучука около 60 процентов, который используется для изготовления изделий путем окунания, таких как хирургические перчатки, профилактические средства и игрушки.

Природный каучук — развитие промышленности

Если позволить латексу испаряться естественным образом, образующаяся резиновая пленка может быть высушена и спрессована в пригодные для использования изделия, такие как бутылки, обувь и шарики. Южноамериканские индейцы создавали такие изделия в ранние времена: например, резиновые шарики использовались в ритуальной игре ацтеков (называемой оллама) задолго до того, как Христофор Колумб исследовал Южную Америку и Карибские острова. Говорят, что во время своего второго путешествия в Новый Свет в 1493–96 годах Колумб видел, как туземцы на современном Гаити играют в игру с шарами, сделанными из резины. В 1615 году испанец рассказал, как индейцы, собрав молоко из надрезов, сделанных на разных деревьях, растерли его на плащах, а также получили сырую обувь и бутылки, покрыв глиняные заготовки и позволив им высохнуть.

Первые серьезные отчеты о производстве каучука и примитивной системе производства коренных американцев были сделаны в 18 веке Шарлем-Мари де ла Кондамином, членом французской географической экспедиции, отправленной в Южную Америку в 1735 году. Ла Кондамин описал «каучук» (французское написание родного термина «плачущая древесина») как сгущенный сок дерева гевеи, и в 1736 году он отправил образцы каучука в Европу. Первоначально новый материал был просто научным любопытством. Несколько лет спустя британский ученый Джозеф Пристли отметил его полезность для стирания следов карандаша с бумаги, и поэтому был изобретен популярный термин «ластик». Постепенно развиваются другие области применения, в частности, для гидроизоляции обуви и одежды.

Большой прогресс в создании настоящей резиновой промышленности произошел в начале 19-го века благодаря отдельным экспериментам шотландского химика Чарльза Макинтоша и английского изобретателя Томаса Хэнкока. Вклад Макинтоша состоял в повторном открытии в 1823 году каменноугольной нафты как дешевого и эффективного растворителя. Он поместил раствор каучука и нафты между двумя тканями и при этом избегал липких поверхностей, которые характерны для более ранних однотекстурных предметов одежды, обработанных каучуком. Вскоре после этого началось производство этих водонепроницаемых плащей с двойной текстурой, которые теперь называются «макинтошами».

Работа Хэнкока, который стал коллегой и партнером Макинтоша, имеет еще большее значение. Сначала он попытался растворить каучук в скипидаре, но его покрытые вручную ткани  были неудовлетворительными по текстуре поверхности и запаху. Затем он обратился к производству эластичной нити. Полоски каучука были вырезаны из импортированных кусков и нанесены в сыром виде на одежду и обувь. В 1820 году Хэнкок изобрел мастикатор, чтобы найти применение своим отходам. Созданная из полого деревянного цилиндра с зубьями, в которых вращался зубчатый валик с ручным приводом, эта крошечная машина, первоначально вмещавшая две унции резины, превзошла самые большие надежды Хэнкока. Вместо того, чтобы разрывать резину на куски, она производила достаточное трение, чтобы сварить куски резины в единую массу, которую можно было бы использовать при дальнейшем изготовлении.

Усилия Макинтоша и Хэнкока решили первоначальную проблему обращения с сырьем, но оставалось одно главное препятствие для полной эксплуатации природного каучука: он смягчался от жары и затвердевал от холода (что особенно раздражало в Северной Америке, где климат был более экстремальным, чем в Британии). Природный каучук также был липким, пахучим и скоропортящимся. Эти фундаментальные недостатки были устранены изобретением вулканизации в 1839 году Чарльзом Гудьером. Разработав смесь каучука, белого свинца и серы и термически обработав (процесс вулканизации) ее, Гудьер создал продукт – вначале называемый несгораемой резиной, потом вулканизированной резиной – который имел впечатляющую долговечность.

Вулканизация сделала возможной современную резиновую промышленность, позволив использовать это вещество в машинах и шинах для велосипедов, а затем и для автомобилей. Хотя последующие открытия усовершенствовали оригинальные методы Гудьера, процесс вулканизации остается в основном таким же, каким он был в его дни.

С появлением велосипеда и, несколько позже, автомобиля и изобретения твердой, а затем пневматической резиновой шины спрос на резину быстро рос. К 1900 году более 40 000 тонн природного каучука использовалось каждый год, примерно половина из Бразилии и половина из Центральной Африки, где каучук был получен главным образом из лоз ландольфии. Однако, как важный промышленный материал,  природный каучук требовался в больших количествах, который можно было легко получить из диких и широко рассредоточенных деревьев в бразильских джунглях или из африканских лоз, которые производили всего около одного килограмма на гектар и были уничтожены для получения каучука. Чтобы выращивать каучуковые деревья в других местах, в 1876 году семена дерева гевеи бразильской  из верхнего бассейна Ориноко были доставлены из Бразилии в Англию по инициативе Британского индийского офиса. Саженцы были выращены в садах Кью и отправлены на Цейлон (Шри-Ланка) и в Сингапур. Эти деревья были источником промышленности каучуковых плантаций в Азии, которая в настоящее время производит более 90 процентов мировых поставок натурального каучука. Промышленность развивалась в основном благодаря работе Генри Н. Ридли, директора Сингапурского ботанического сада с 1888 по 1912 годы. Ридли представил методы садоводства и подсочки, которые используются до сих пор. Общий объем мирового производства природного каучука достиг 3 млн. метрических тонн в год в начале 1970-х годов, превысил 4 млн. метрических тонн в год в начале 1980-х годов и достиг 10 млн. метрических тонн в год в 2008 году. Основные страны-производители каучука — Таиланд, Индонезия и Малайзия, за которыми следуют азиатские производители Китай, Индия, Филиппины, Вьетнам и Шри-Ланка, а также западноафриканские государства Нигерия, Кот-д’Ивуар, Камерун и Либерия.

Первое десятилетие 20-го века ознаменовалось созданием автомобиля в Европе и Северной Америке, и автомобильная промышленность оставалась полностью зависимой от натурального каучука для шин и других компонентов до Второй мировой войны. После вступления Японии в войну в 1941 году азиатские источники природного каучука, за исключением Шри-Ланки, были отрезаны от союзников. В ответ Соединенные Штаты и Советский Союз попытались выращивать альтернативные источники натурального каучука, такие как кустарник гуайюля и русский одуванчик. Эти попытки оказались безуспешными, но гораздо лучшие результаты были получены с синтетическим каучуком. В частности, Соединенные Штаты в одночасье развили производство синтетического каучука, достигнув объема производства 800 000 тонн в год. В конце войны, когда снова появился природный каучук, производство синтетического каучука в США резко упало, но к началу 1950-х годов появилась более совершенная и более однородная синтетика. Экспорт этих материалов стимулировал развитие промышленности синтетического каучука в Европе. В начале 1960-х годов производство натурального каучука было превзойдено производством синтетических эластомеров.

 

Каучук - виды, получение и применение

В наше время почти любая область жизнедеятельности предполагает применение каучука. Это производство шин, кабеля, труб, строительный и отделочный материал, его используют в обувной, медицинской и других областях промышленности. Но что же такое «каучук», каковы виды каучука и как его получают?

Еще в конце 15 века индейцы Северной Америки из сока дерева гевеи научились получать каучук, который использовали при изготовлении обуви и других вещей. При надрезе коры гевеи происходило выделение капель молочно-белого сока – латекса. Этот сок индейцы назвали «слезы дерева», что звучит как кау-учу. Отсюда и название – каучук.

Открытие Америки Христофором Колумбом способствовало распространению чудесного материала в Европу, где путем проб и ошибок впервые получили резину. С появлением автомобильной промышленности в 20 веке спрос на резину, а, значит, и на каучук стал расти. В то время стоимость изделий из каучука была очень высокой. Это связано с тем, что в год с одного дерева гевеи можно получит всего 1—2 кг каучука, а на производство, например, шин требовалось в 50 больше.

Вскоре возникла нехватка, дефицит получаемого из сока гевеи каучука (натуральный каучук). Ученые занялись поиском решений этой проблемы. И, наконец, в 20-е годы 20 века русский учёный С.В. Лебедев получил первый синтетический каучук путем полимеризации 1,3-бутадиена (дивинила) на натриевом катализаторе. Позже натриевый катализатор заменили катализатором Циглера-Натта (Al(C2H5)3∙TiCl4), что дало возможность получения полибутадиена и полиизопрена — синтетического каучука, обладающего нужными свойствами эластичности и прочности. Синтетический каучук стал настолько популярен, что к концу 20 века почти полностью вытеснил натуральный каучук.

В настоящее время получают различные виды каучука. Все синтетические каучуки принято классифицировать на:

  • Каучуки общего назначения. Используются в массовом производстве таких изделий, как шины, транспортерные ленты, резиновая обувь и т.п., в которых реализуется такое свойство резины как эластичность:
  1. Бутадиеновый (СКД; СКБ)
  2. Изопреновый (СКИ)
  3. Хлоропреновый (наирит)
  4. Бутадиен-стирольный (CKC, CKMC)
  5. Этиленпропиленовый (СКЭП, СКЭПТ)
  6. Бутилкаучук (БК) и др.
  • Каучуки специального назначения.Применяеются в производстве изделий, обладающих не только эластичностью, но и стойкостью к воздействию различных агрессивных сред, тепло- и морозостойкостью и другими уникальными свойствами. Синтетических:
  1. Бутадиен-нитрильный (СКН)
  2. Полисуль­фидный (тикол)
  3. Кремнийорганический (CKT)
  4. Уретановый (СКУ)
  5. Фторосодержащий (СКФ)
  6. Винилпиридиновый, метил­винилпиридиновый (МБП) и др.

Сравнительная характеристика и область применения каучуков представлены в таблице, а получение некоторых из них описано в разделе Свойства и получение алкадиенов:

Виды и область применения каучуков:

 

Вулканизация каучука

Важное практическое значение имеет вулканизированный продукт – резина. Вулканизация каучука представляет собой специально обработанную смесь каучука и серы при воздействии температуры. Линейные молекулы каучука в местах двойных связей сшиваются атомами серы, образуя дисульфидные мостики.. Такой продукт имеет трехмерную структуру и обладает повышенной прочностью, эластичностью, изностойкостью и другими полезными свойствами. При массовой доле серы 1-5 % — продукт эластичный, мягкий; 30% — жесткий, твердый (эбонит).

 

Состав резины

  • Каучук натуральный или синтетический
  • Вулканизирующий агент – сера, тиурам , селен, перекиси, ионизирующая радиация.
  • Ускорители вулканизации — полисульфиды, оксиды свинца, магния
  • Антиоксиданты (вещества замедляющие скорость старения резины) — альдоль, неозон Д, парафин, воск)
  • Пластификаторы (вещества, улучшающие эластичность резины) — пара­фин, вазелин, стеариновую кислоту, битумы, дибутилфталат, рас­тительные масла. Их массовая доля составляет 8—30 % от массы каучука.
  • Наполнители активные и неактивные. Активные наполнители — кремнекислота, оксид цинка; неактивные наполнители — мел, тальк, барит
  • Регенерат (продукт переработки старых резиновых изделий и отходов резинового производства).
  • Красители — минеральные или органические красящие вещества.

Назначение будущего изделия, условий его эксплуатации, технических требований к нему и т.д. определяет выбор каучука и состава резиновой смеси.

Производство изделий из резины включает этапы смешения каучука с ингредиентами в смесителях, изготовления полуфабрикатов и их раскроя, сборки заготовок изделия при помощи сборочного оборудования и вулканизацию изделий в прессах, котлах, автоклавах и др.

 

Каучук — описание, получение, применение, характеристики. | ТДХИМ

Каучу́ки — натуральные или синтетические эластомеры, характеризующиеся эластичностью, водонепроницаемостью и электроизоляционными свойствами, из которых путём вулканизации получают резины и эбониты.

Природный каучук

Высокомолекулярный углеводород (C5H8)n, цис- полимер изопрена; содержится в млечном соке (латексе) гевеи, кок-сагыза (разновидности одуванчика) и других растений. Растворим в углеводородах и их производных (бензине, бензоле, хлороформе, сероуглероде и т. д.). В воде, спирте, ацетоне натуральный каучук практически не набухает и не растворяется. Уже при комнатной температуре натуральный каучук присоединяет кислород, происходит окислительная деструкция (старение каучука), при этом уменьшается его прочность и эластичность. При температуре выше 200 °C натуральный каучук разлагается с образованием низкомолекулярных углеводородов. При взаимодействии натурального каучука с серой, хлористой серой, органическими пероксидами (вулканизация) происходит соединение через атомы серы длинных макромолекулярных связей с образованием сетчатых структур. Это придает каучуку высокую эластичность в широком интервале температур. Натуральный каучук перерабатывают в резину. В сыром виде применяют не более 1 % добываемого натурального каучука (резиновый клей). Более 60 % натурального каучука используют для изготовления автомобильных шин. В промышленных масштабах натуральный каучук производится в Индонезии, Малайзии, Вьетнаме.

Синтетические каучуки

Первым синтетическим каучуком, имевшим промышленное значение, был полибутадиеновый (дивиниловый) каучук, производившийся синтезом по методу С. В. Лебедева (анионная полимеризация жидкого бутадиена в присутствии натрия), однако из-за невысоких механических качеств нашёл ограниченное применение.
В Германии бутадиен-натриевый каучук нашёл довольно широкое применение под названием «Буна».

Изопреновые каучуки — синтетические каучуки, получаемые полимеризацией изопрена в присутствии катализаторов — металлического лития, перекисных соединений. В отличие от других синтетических каучуков изопреновые каучуки, подобно натуральному каучуку, обладают высокой клейкостью и незначительно уступают ему в эластичности.

В настоящее время большая часть производимых каучуков является бутадиен-стирольными или бутадиен-стирол-акрилонитрильными сополимерами.

Каучуки с гетероатомами в качестве заместителей или имеющими их в своём составе часто характеризуются высокой стойкостью к действию растворителей, топлив и масел, устойчивостью к действию солнечного света, но обладают худшими механическими свойствами. Наиболее массовым в производстве и применении каучуками с гетерозаместителями являются хлоропреновые каучуки (неопрен) — полимеры 2-хлорбутадиена.

В ограниченном масштабе производятся и используются тиоколы — полисульфидные каучуки, получаемые поликонденсацией дигалогеналканов (1,2-дихлорэтана, 1,2-дихлорпропана) и полисульфидов щелочных металлов.

Первой страной, наладившей масштабное производство синтетического каучука, стал СССР. В 1931 году был построен опытный завод в Ленинграде. 7 июля 1932 года был запущен первый промышленный завод по производству синтетического каучука — ярославский СК-1; в этот день была получена первая в мире промышленная партия синтетического (натрий-бутадиенового) каучука. В 1932 году в СССР строились три крупных завода по производству синтетического каучука: СК-1 в Ярославле, СК-2 в Воронеже (запущен осенью 1932 года) и СК-3 в Ефремове (запущен в 1933 году). В 1932 году начал производить синтетический каучук завод «Красный Треугольник». В 1961 на Куйбышевском заводе СК (ныне Тольяттикаучук) впервые в промышленном масштабе получили дивинил-альфа-метилстирольный каучук. Здесь его стали делать по новой технологии – не из пищевого сырья, а из нефтехимических продуктов. В 1964 году на заводе впервые в мире в промышленном масштабе получили изопреновый каучук, аналогичный натуральному каучуку. В 1982 году в Тольятти стали выпускать новую для страны марку — бутилкаучук.

Основные типы синтетических каучуков:

  • Изопреновый
  • Бутадиеновый каучук
  • Бутадиен-метилстирольный каучук
  • Бутилкаучук (изобутилен-изопреновый сополимер)
  • Этилен-пропиленовый (этилен-пропиленовый сополимер)
  • Бутадиен-нитрильный (бутадиен-акрилонитрильный сополимер)
  • Хлоропреновый (поли-2-хлорбутадиен)
  • Силоксановый каучук
  • Фторкаучуки
  • Тиоколы

Промышленное применение

Наиболее массовое применение каучуков — это производство резин для автомобильных, авиационных и велосипедных шин.

Из каучуков изготавливаются специальные резины огромного разнообразия уплотнений для целей тепло- звуко- воздухо- гидроизоляции разъёмных элементов зданий, в санитарной и вентиляционной технике, в гидравлической, пневматической и вакуумной технике.

Каучуки применяют для электроизоляции, производства медицинских приборов и средств контрацепции.

В ракетной технике синтетические каучуки используются в качестве полимерной основы при изготовлении твёрдого ракетного топлива, в котором они играют роль горючего, а в качестве наполнителя используется порошок селитры (калийной или аммиачной) или перхлората аммония, который в топливе играет роль окислителя.

Натуральный каучук: основные свойства, производство, применение

Каучук, говоря сухим языком, это полимер, натурального происхождения, в основании которого лежит полиизопрен. После проведения операции вулканизации из него получают резину.

Природный каучук

Натуральный каучук применяют при изготовлении покрышек, амортизирующих устройств, санитарных и гигиенических предметов.

История открытия натурального каучука

Человечество знает это сырье достаточно давно, по крайней мере, южноамериканские инки еще до прибытия на материк Христофора Колумба играли в мяч, сделанный из обработанного латекса.

Этот материал добывался из сока дерева под названием Гевея. Изначально он обладает белым цветом, но с течением времени, он начинает твердеть и менять цвет на темно-коричневый или черный.

Индейцы уже в те времена применяли его для изготовления тканей, обуви, емкостей для переноса и хранения воды и, конечно, использовали шарики, сделанные из этого материала, для развлечения.

Но предметы, изготовленные из натурального качества в теплую погоду, начинали прилипать, а в холодную становились очень хрупкими.

После того, как испанские моряки привезли натуральный каучук привезли в Старый свет, прошло более 300 лет, прежде чем его начали рассматривать, но как диковинный материал, а как сырье для производства разного типа продукции.

Предпринимались разные попытки изготовления обуви и одежды и, как правило, все кончалось неудачей. Это длилось до 1839 года, пока ученый Чарльз Гудьир (Charles Goodyear) не открыл процесс вулканизации каучука. На основании результатов ранее проведенных исследований, он провел эксперимент – на каучук нанес слой серы и положил на разогретую печь. Результатом такого эксперимента стало появление первого в мире образца резины. Этот процесс назвали вулканизацией.

История открытия натурального каучука

Изобретение процесса вулканизации привело к массовому внедрению натурального каучука. Уже с середины XIX века процесс производства изделий из резины принял массовый характер и того сырья, которое добывали из гевеи стало не хватать, не смотря на то, на острове Ява, Суматра были основаны плантации на котором выращивали это растение.

Таким образом, перед химиками встала задача по получению материала, способного заменить натуральное сырье. На решение этой задачи ушел целый век. В процессе, проводившихся исследований, которые проводились во многих странах, стало ясно, что для получения заменителя необходимо устранить следующие проблемы:

  1. Синтезировать изопрен из других материалов.
  2. Осуществить полимеризацию полученного изопрена.
  3. Выявить вещества, способные оставить распад каучука.

Лишь в тридцатых годах ХХ века ученые смогли создать установку по промышленному производству синтетического каучука. Кстати, сложно переоценить вклад отечественных ученых в решение задач по производству синтетического каучука.

Для синтеза искусственного сырья был использован дивинил, получаемый из спирта. То есть натуральный и синтетический каучук, производят на основе разных веществ.

Процесс производства натурального каучука

Производство натурального сырья основано на коагуляции латекса, так называют сок, выделяемый каучуконосами. Другими словами, в процессе производства, происходит укрупнение частиц мелкого размера, содержащихся в латексе в более крупные.

Получение натурального каучука

Как уже отмечалось, латекс, в том или ином виде содержится во многих растениях, прием он может находиться в корневой системе и стебле, такой каучук называют паренхимным, тот, который, содержится в листьях называют хлоренхимным, а тот, который находят в млечном соке называют латексным или латекс.

Практически весь натуральный каучук добывают из деревьев. С момента начала промышленной добычи этого сырья ни одно растение не превзошло гевею. Она изначально росла в Южной Америке и до сих пор из нее добывают 96% натурального продукта в мировой экономике. Млечный сок, который несет в себе латекс начинают добывать из этого растения с момента достижения им 12 лет. Одно дерево может выдать от 3 до 7,5 кг продукта в год. Как только дерево перестает выделять сок, его удаляют с плантации и отправляют на переработку.

Латекс состоит из:

  • воды до 70%;
  • натурального каучука – 25 – 70%;
  • протеина и натуральных минералов 1 – 2 %.

Для добычи латекса на стволе растения выполняют надрез в виде буквы V, из него добывают порядка 45- 60 г сырья. Добытое молочко сливают в один большой поддон. В нем добытое сырье отстаивают длительное время, и тут происходит реакция получения натурального каучука.

V-образный надрез на стволе дерева Гевея

Через определенное время молочко становится плотной массой, которую в последствии пропускают через валковый пресс. Это необходимо для избавления от лишней влаги. В итоге такой обработки образуется плотный брикет. На завершающем этапе, полученный полуфабрикат проходит сушку, и масса меняет цвет с белого на темный.

После сушки, полуфабрикаты готовят к отправке на предприятия по переработке натурального каучука. На них полученное сырье проходит операцию вулканизации каучука и происходит синтез готовой продукции – резины.

Промышленная революция, свершившаяся на рубеже XIX – XX веков вызвала рост потребности в каучуке. Это привело к тому, что стали появляться новые плантации и кроме Южной Америки гевею стали выращивать в Малайзии, во Вьетнаме и пр.

Производительность одного гектара плантации составляет порядка 1 – 2 тн каучука в год.

Промышленное применение

Самое массовое использование природного каучука на практике — это изготовление резины. В основе этого процесса лежит реакция вулканизации, разработанная еще в XIX веке.

Для получения резины, в сырье добавляют различные компоненты, способствующие образования длинномерных молекул, соединенных между собой поперечными связями. Такое строение и обеспечивает резине возможность сжатия и растяжения практически при любой температуре.

Промышленное применение натурального каучука

Продукт вулканизации – резина предназначается для применения различных отраслях. Е применяют для производства покрышек и камер для любой техники, работающей на колесном ходу.

Кроме того, каучук служит основой для производства различных уплотнений применяемых для работ по тепло-,гидро- и звукоизоляции. Без него не может обойтись и медицина, в частности при производстве перчаток, презервативов. Кроме того, множество изделий из него применяют в медицинских приборах и оборудовании.

Покрышки из натурального каучука
Натуральный каучук в роли уплотнителя

Каучук применяют и в такой отрасли как ракетная. Его используют как основу для производства твердого топлива для ракет. В частности он используется как топливо, а наполнителем выступает порошок селитры, а окислителем выступает перхлорат аммония.

Важнейшие виды натурального каучука

В 1969 году вступил в действие стандарт, регламентирующий качества природного продукта. В нем весь каучук разделен на 8 типов, состоящих из 35 сортов. К основным можно отнести:

  • рифленый смокед-шит, иногда его называют копченый лист;
  • светлый креп, он имеет светло-кремовый цвет и множество других.

Качество природного каучука оценивают по результатам осмотра и верификации его с эталонным образцом. Кроме этого, применяется классификация каучука в соответствии с техническими нормами и правилами. В них нормируются количества допустимых примесей.

Формы натурального каучука

Кроме природного каучука предприятия — изготовители проивзодят целую гамму продукции с разными технологическими параметрами и механическими характеристиками они могут быть произведены в различной форме, например, в порошкообразной форме. Компании-производители этого сырья постоянно ведут исследования в части улучшения качества природного каучука и роста отдачи каучуконосов.

Одна из разновидностей каучука – это гуттаперча, иногда ее называют балата. Ее добывают в Малайзии. Гуттаперча отличаеться меньшей эластичностью. Это вызвано тем, что она имеет другое строение макромолекул. Эту разновидность каучука в начале ХХ века использовалась для изоляции морских кабелей связи. Надо отметить, что этот полимер не нашел массового использования в промышленности. В наши дни ее применяют для изготовления жевательной резинки. Кроме этого ее применяют дантисты, для приготовления пломб. Еще одно применение гуттаперчи – изготовление мячей для гольфа.

Сорта марки RSS

Это изделие состоит из каучука, который обработали коагуляцией и просушенных при помощи дыма. После просушки, листы разделяют на три основных сорта. Сорт RSS1- это самый чистый продукт, но самым распространенным принято считать RSS3. Самым чистым сортом является RSS1, однако наиболее распространенным является RSS3. Сорта этой группы применяют тогда, когда необходимо максимально твердое сырье. Каучук этой марки идет на изготовление покрышек, облицовку стен и пр. Вместе с тем, эта марка считается самой трудной для обработки.

Производители натурального каучука руководствуются в своей работе нормативами TSR- Technically Specified Rubber – Технические Специализированные Каучуки. Эти нормы вступили в силу более 40 лет назад.

Этот нормативный документ регламентирует требования по качеству природного каучука, а также метода контроля каждого из существующих сортов продукции. В этом же документе предусмотрена единая система упаковки. Готовую продукцию укладывают в кипы в плотную полиэтилен. Вес такой кипы не должен превышать 35 кг. Готовые кипы, в количестве 36 штук, помещают на европоддон и обматывают пленкой. Вес такого поддона составляет 1260 кг.

В TSR внесены сорта природного каучука:

  • TSR CV сорт каучука со стабильной вязкостью;
  • TSR L сорт обладающей светлой окраской;
  • TSR 5, 10, 20 марки каучука синтезированного в результате коагуляции.

Все производители, которые производят и поставляют натуральный каучук, должны в обязательном порядке принять и следовать точным нормам для отдельных сортов продукции. В странах, где расположены самые крупные плантации, и мощности по производству каучука разработали и внедрили собственные нормы, на основании TSR, так в Индонезии работают нормы SIR, в Таиланде STR.

Сравнительные свойств каучуков и резин

Натуральный и синтетические каучуки нашли свое применение во многих отраслях промышленности, изделия из этих материалов мы каждый день видим на своей кухне или гараже. Проведем попытку сопоставления применяемости натурального и синтетического каучуков.

Основанием натурального каучука служит полиизопрен. Вулканизация позволяет изготавливать высококачественную резину, применяемую для изготовления покрышек, амортизационных устройств, предметов гигиены и санитарии.

Каучуки марки БСК (бутадиен-стирольные) тоже применяют для производства покрышек и камер для транспортных средств на колесном ходу. Кроме того из нее производят материалы, которые будут работать в условиях повышенной истираемости, например, ленты для конвейеров или подошвы для обуви. Еще один тип синтетических каучуков – изопреновый. Их применяют для изготовления спортивного инвентаря.

Кремнийорганические каучуки применяют для производства уплотнителей, иллюминаторов, трубопроводных систем для транспортировки воздуха с разной температурой. Свойства этого синтетического материала позволяют его использовать для работы с маслами, топливом и пр. Кроме этого, этот материал биоинертен, то есть не вступает в контакт с биологическими объектами и это позволяют его использовать для применения его для производства искусственных органов, например, эндопротезов.

Разработка и внедрение в серийное производство искусственных заменителей привело к расширению использования этих материалов в промышленности, строительстве и быту. Особенно это важно, потому что, многие параметры синтетических заменителей превосходят характеристики натуральных, например, стойкость к износу или воздействию УФ излучения.

Сравнительные свойства каучуков
Расшифровка сравнительных свойств каучуков

Но это не означает, что работы по производству и исследованию натуральных каучуков прекращены. Практически все компании, производящие натуральный продукт постоянно продолжают работы по его совершенствованию, модификации и повышению отдачи каучукового молочка с существующих плантаций. Дело в том, что у натурального сырья есть определенные свойства, которые недоступны для синтетических аналогов.

Мировой кризис 2008 года, природные катаклизмы в азиатском и южноамериканских регионах привели к снижению производства натурального каучука на 4%, но с течением времени его производство восстановилось и постоянно, но с разным ускорением, стремится в верх. Среди мировых лидеров по потреблению этого продукта можно назвать КНР – свыше 4 000 тыс. тонн в год, Индию – свыше 1 000, но более 70% из этого объема приходится на долю натурального продукта.

Состав и строение натурального каучука

Природный каучук – это высокомолекулярный углеводород. Его молекулы содержат, так называемые двойные связи, обеспечивающие этому материалу химические свойства каучука

Состав природного каучука может быть описан формулой (C5H8)n, где n может равняться числу от 1000 до 3000. Эта формула говорит о том, что натуральный продукт  – это изопрен.

Состав и строение натурального каучука

Молекула этого материала имеет большую длину, но даже с использованием современных электронных оптических устройств полностью ее рассмотреть не удается. Диаметр каучуковой молекулы равен диаметру одной молекулы. Если ее растянуть до определенного предела, то молекула примет зигзагообразную формулу. Это обеспечивают атомы углерода, которые являются основой этой молекулы. Именно способность этого материала возвращаться в исходное положение обеспечивает такие качества, как прочность и эластичность.

Растяжение каучука приводит к тому, что его молекулы раздвигаются в направлении, приложенного усилия. Если от него избавиться, то молекулы вернуться в первоначальное состояние.

Другими словами, молекулы природного сырья представляют собой пружину и ее можно растянуть до некоего предела. Основной компонент каучука – углеводород, состоящий из атомов углерода и водорода.

Из какого дерева получают каучук

В Южной Америке, Малайзии и Индонезии растет дерево под названием гевея. При надрезе ее коры выступает белый млечный сок – латекс. Его собирают: на дереве делают надрезы, из них сок течет в небольшие емкости, прикрепленные в нижней части ствола. Сок гевеи называют каучуком.

Потребность в каучуке огромна, ведь из него производят резину, а значит, автомобильные шины, резиновые трубки, подошвы, пробки, пипетки, игрушки и многое из того, чем мы пользуемся каждый день. Процесс превращения каучука в резину называется вулканизацией. Вулканизация – это "сшивание" молекул каучука при помощи атомов серы.

В Европе каучук стал известен лишь в начале XIX в. Применение нашло свойство каучука придавать непромокаемость материалу, которым его пропитывали. В Англии начали изготовлять плащи и галоши, пропитанные масляным раствором каучука. Но они не пользовались популярностью, потому что на морозе трескались, а летом размягчались и липли к телу. Надо было сделать такой каучук, который сохранял бы эластичность и прочность при разных температурах. И такой материал был открыт совершенно случайно. В 1839 г. американский ученый Ч. Гудьир нечаянно уронил кусочек каучука, перемешанного с серой, не на стол, а на горячую плиту. Кусочек обуглился, но в середине его светлела полоска необычного материала, который обладал желаемыми свойствами: прочностью и эластичностью. Этот материал впоследствии и назвали резиной.

Конечно, гевея на сегодняшний день не явлется единственным источником каучука. Человек научился производить синтетические каучуки из нефти.

Натуральный каучук- это переработанный растительный продукт, который может быть выделен из нескольких сотен видов деревьев и растений во многих регионах мира, включая экваториальные районы Африки, Юго-Восточную Азию и Южную Америку. Млечный сок, или латекс, промышленного каучукового дерева гевея (Hevea brasiliensis) обеспечивает практически все (более 99%) мировые поставки натурального каучука. Натуральный каучук также добывается из фикуса (Ficus elastica) и других африканских растений в таких районах добычи, как Берег Слоновой Кости, Мадагаскар, Сенегал и Сьерра Леоне. Натуральный транс-1,4-полиизопрен, известный как гуттаперча, или балата (balata), добывается из деревьев в Южной Америке и Индонезии. Гуттаперча дает меньше чистого каучука, чем цис-изомер. Другим потенциальным источником добычи промышленного натурального каучука является кустарник гуайоль (guayule) (Parthenium argentatum), который растет в жарких, засушливых районах, таких как юго-западные Соединенные Штаты.

Добыча каучука из гевей поделена между плантациями свыше 100 акров и маленькими фермами, обычно, менее 10 акров. Производительность промышленных каучуконосов постоянно возрастала с 1970-х годов. Возросшая производительность является, прежде всего, результатом развития и повторного засаживания площадей более скороспелыми, более высокоурожайными деревьями. Использование химических удобрений и борьба с заболеваниями каучуковых деревьев также внесли свой вклад в повышение производительности. Строгие меры контроля экспозиции воздействию гербицидов и пестицидов во время хранения, смешивания и опрыскивания, использование соответствующей защитной одежды и барьерных кремов, предоставление помещений для переодевания и обеспечение соответствующего медицинского надзора могут эффективно регулировать уровень опасности, связанный с применением сельскохозяйственных химикатов.

Для получения латекса каучуковые деревья обычно надрезаются по спирали сквозь кору дерева через день, хотя частота и метод надрезания могут варьироваться. Латекс собирается в чашки, привешенные на дерево под надрезами. Содержимое чашек переливается в большие контейнеры и перемещается на перерабатывающие станции. В качестве консерванта обычно добавляется аммиак. Аммиак разрывает частицы каучука и создает двухфазный продукт, состоящий на 30-40% из твердых веществ. Этот продукт далее концентрируется до 60% твердых веществ, образуя насыщенный аммиаком концентрат латекса, по весу содержащий 1.6% аммиака. Возможно также получение низко-аммиачного концентрата латекса (0.15-0.25% аммиака). Низко-аммиачный концентрат латекса требует добавления к латексу вторичного консерванта во избежание коагуляции и загрязнения. Вторичные консерванты включают в себя пентахлорофенат натрия, тетраметилтиурам дисульфид, диметилдитиокарбамат натрия и оксид цинка.
Главной опасностью для полевых рабочих является экспозиция воздействию химикатов, укусы животных и насекомых, опасности, связанные с острыми инструментами, применяемыми для разрезания коры деревьев. Возникающие в результате этого увечья должны быть соответствующим образом обработаны для сокращения риска попадания в организм инфекции. Превентивные (профилактические) и терапевтические меры могут уменьшить опасность, связанную с климатическими условиями и паразитами. Случаи малярии и желудочно-кишечных заболеваний на современных плантациях сократились благодаря профилактике, борьбе с москитами и санитарным мероприятиям.
Гуайолевый кустарник, растение-эндемик южного Техаса и севера центральной Мексики, содержит натуральный каучук в стволах и корнях. Для извлечения каучука может собираться весь куст.
Гуайолевый каучук практически идентичен каучуку гевеи, за исключением того, что гуайолевый каучук обладает меньшей прочностью сырца. Гуайолевый каучук в настоящий момент не представляет собой жизнеспособной коммерческой альтернативы каучуку гевеи.

В наше время почти любая область жизнедеятельности предполагает применение каучука. Это производство шин, кабеля, труб, строительный и отделочный материал, его используют в обувной, медицинской и других областях промышленности. Но что же такое «каучук», каковы виды каучука и как его получают?

Еще в конце 15 века индейцы Северной Америки из сока дерева гевеи научились получать каучук, который использовали при изготовлении обуви и других вещей. При надрезе коры гевеи происходило выделение капель молочно-белого сока – латекса. Этот сок индейцы назвали «слезы дерева», что звучит как кау-учу. Отсюда и название – каучук.

Открытие Америки Христофором Колумбом способствовало распространению чудесного материала в Европу, где путем проб и ошибок впервые получили резину. С появлением автомобильной промышленности в 20 веке спрос на резину, а, значит, и на каучук стал расти. В то время стоимость изделий из каучука была очень высокой. Это связано с тем, что в год с одного дерева гевеи можно получит всего 1—2 кг каучука, а на производство, например, шин требовалось в 50 больше.

Вскоре возникла нехватка, дефицит получаемого из сока гевеи каучука (натуральный каучук). Ученые занялись поиском решений этой проблемы. И, наконец, в 20-е годы 20 века русский учёный С.В. Лебедев получил первый синтетический каучук путем полимеризации 1,3-бутадиена (дивинила) на натриевом катализаторе. Позже натриевый катализатор заменили катализатором Циглера-Натта (Al(C2H5)3∙TiCl4), что дало возможность получения полибутадиена и полиизопрена — синтетического каучука, обладающего нужными свойствами эластичности и прочности. Синтетический каучук стал настолько популярен, что к концу 20 века почти полностью вытеснил натуральный каучук.

В настоящее время получают различные виды каучука. Все синтетические каучуки принято классифицировать на:

  • Каучуки общего назначения. Используются в массовом производстве таких изделий, как шины, транспортерные ленты, резиновая обувь и т.п., в которых реализуется такое свойство резины как эластичность:
  1. Бутадиеновый (СКД; СКБ)
  2. Изопреновый (СКИ)
  3. Хлоропреновый (наирит)
  4. Бутадиен-стирольный (CKC, CKMC)
  5. Этиленпропиленовый (СКЭП, СКЭПТ)
  6. Бутилкаучук (БК) и др.
  • Каучуки специального назначения.Применяеются в производстве изделий, обладающих не только эластичностью, но и стойкостью к воздействию различных агрессивных сред, тепло- и морозостойкостью и другими уникальными свойствами. Синтетических:
  1. Бутадиен-нитрильный (СКН)
  2. Полисуль­фидный (тикол)
  3. Кремнийорганический (CKT)
  4. Уретановый (СКУ)
  5. Фторосодержащий (СКФ)
  6. Винилпиридиновый, метил­винилпиридиновый (МБП) и др.

Сравнительная характеристика и область применения каучуков представлены в таблице, а получение некоторых из них описано в разделе Свойства и получение алкадиенов:

Виды и область применения каучуков:

Вулканизация каучука

Важное практическое значение имеет вулканизированный продукт – резина. Вулканизация каучука представляет собой специально обработанную смесь каучука и серы при воздействии температуры. Линейные молекулы каучука в местах двойных связей сшиваются атомами серы, образуя дисульфидные мостики.. Такой продукт имеет трехмерную структуру и обладает повышенной прочностью, эластичностью, изностойкостью и другими полезными свойствами. При массовой доле серы 1-5 % — продукт эластичный, мягкий; 30% — жесткий, твердый (эбонит).

Состав резины

  • Каучук натуральный или синтетический
  • Вулканизирующий агент – сера, тиурам , селен, перекиси, ионизирующая радиация.
  • Ускорители вулканизации — полисульфиды, оксиды свинца, магния
  • Антиоксиданты (вещества замедляющие скорость старения резины) — альдоль, неозон Д, парафин, воск)
  • Пластификаторы (вещества, улучшающие эластичность резины) — пара­фин, вазелин, стеариновую кислоту, битумы, дибутилфталат, рас­тительные масла. Их массовая доля составляет 8—30 % от массы каучука.
  • Наполнители активные и неактивные. Активные наполнители — кремнекислота, оксид цинка; неактивные наполнители — мел, тальк, барит
  • Регенерат (продукт переработки старых резиновых изделий и отходов резинового производства).
  • Красители — минеральные или органические красящие вещества.

Назначение будущего изделия, условий его эксплуатации, технических требований к нему и т.д. определяет выбор каучука и состава резиновой смеси.

Производство изделий из резины включает этапы смешения каучука с ингредиентами в смесителях, изготовления полуфабрикатов и их раскроя, сборки заготовок изделия при помощи сборочного оборудования и вулканизацию изделий в прессах, котлах, автоклавах и др.

Урок 16. натуральный каучук. синтетические каучуки - Химия - 10 класс

Химия, 10 класс

Урок № 16. Натуральный каучук. Синтетические каучуки

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме

  • Строение молекул каучуков;
  • природные источники каучука;
  • производство и практическое применение резины и эбонита;
  • производство и применение синтетических каучуков.

Урок посвящён знакомству с природным и синтетическими каучуками: бутадиеновым, дивиниловым, изопреновым, хлоропреновым и бутадиен-стирольным, а также с производными каучука – резиной и эбонитом. Учащиеся узнают о способах их получения, особенностях строения и областях применения.

Глоссарий

Вулканизация – нагревание каучука с серой, приводящее к сшивке полимерных цепей друг с другом и повышению прочности материала.

Каучук – эластичный полимер, продукт полимеризации диеновых углеводородов.

Латекс – сок дерева гевея.

Резина – эластичный материал, продукт вулканизации каучука с содержанием серы ниже 30%.

Сополимеризация – совместная полимеризация двух или более мономеров.

Стереорегулярность – упорядоченность цис- и транс-форм мономерных звеньев в полимерной цепи.

Эбонит – прочный и химически стойкий материал, продукт вулканизации каучука с содержанием серы выше 30%.

Эластичность – способность возвращаться в исходную форму после растяжения или сжатия.

Основная литература: Рудзитис, Г. Е., Фельдман, Ф. Г. Химия. 10 класс. Базовый уровень; учебник/ Г. Е. Рудзитис, Ф. Г, Фельдман – М.: Просвещение, 2018. – 224 с.

Дополнительная литература:

1. Рябов, М.А. Сборник задач, упражнений и тесто по химии. К учебникам Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман «Химия. 10 класс» и «Химия. 11 класс»: учебное пособие / М.А. Рябов. – М.: Экзамен. – 2013. – 256 с.

2. Рудзитис, Г.Е. Химия. 10 класс : учебное пособие для общеобразовательных организаций. Углублённый уровень / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – М. : Просвещение. – 2018. – 352 с.

Открытые электронные ресурсы:

  • Единое окно доступа к информационным ресурсам [Электронный ресурс]. М. 2005 – 2018. URL: http://window.edu.ru/ (дата обращения: 01.06.2018).

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ

С каучуками или их производными, такими, как резина, мы сталкиваемся ежедневно. Данные полимеры отличаются тем, что способны после механических деформаций (растяжения или сжатия) возвращаться в свою исходную форму. Это свойство называется эластичностью. Кроме того, каучук и резина водо- и газонепроницаемы и не проводят электрический ток, что позволяет изделия из них использовать для защиты от воды и как изоляторы.

Природный каучук добывают из латекса – сока дерева гевея, которое широко распространено в Бразилии и странах Азии (Китае, Малайзии, Вьетнаме). По химическому строению каучук является продуктом полимеризации изопрена. Высокая его эластичность – следствие того, что мономерные звенья в полимерной цепи имеют только цис-форму. Если цис- и транс-формы звеньев в цепи расположены упорядоченно, то такой полимер называется стереорегулярным.

Практическое применение природного каучука ограничивается его чувствительностью к высоким и низким температурам. Преодолеть этот недостаток можно, используя процесс вулканизации. При нагревании с серой двойные связи в молекуле каучука разрушаются, а атомы серы соединяют отдельные цепи между собой. Полученное таким образом вещество называется резиной. Если количество серы, добавленной при вулканизации, превышает 30%, то вместо резины образуется эбонит – прочный, стойкий к действию агрессивных веществ материал.

Каучук также можно синтезировать промышленным путем. Этот процесс называется синтезом Лебедева. Обычно с его помощью получают дивиниловый каучук. Следует отличать дивиниловый и бутадиеновый каучуки. Мономером для их получения служит одно и то же вещество (бутадиен-1,3), но дивиниловый каучук стереорегулярен (и, следовательно, эластичен), а бутадиеновый каучук – нет. Управлять стереорегулярностью получаемых полимеров можно при помощи катализаторов.

Подвергать полимеризации можно не одно вещество, а несколько. Такой процесс называется сополимеризацией (т.е. совместной полимеризацией). Например, при сополимеризации бутадиена и стирола будет получен бутадиен-стирольный каучук.

Дивиниловый и изопреновый каучуки используются для производства автомобильных шин. Менее эластичный бутадиеновый – для создания предметов быта, одежды и обуви. Из устойчивого хлоропренового каучука изготавливают кабели и трубопроводы, а из бутадиен-стирольного – ленты транспортеров.

ПРИМЕРЫ И РАЗБОР РЕШЕНИЙ ЗАДАЧ ТРЕНИРОВОЧНОГО МОДУЛЯ

1. Решение задачи на вычисление степени полимеризации полимера

Условие задачи: Рассчитайте степень полимеризации хлоропренового каучука с молярной массой 35400 г/моль

Шаг первый: вычислим молярную массу хлоропрена.

M (С4H5Cl) = 88.5 г/моль

Шаг второй: вспомним определение степени полимеризации.

Степень полимеризации – это число мономерных звеньев в полимерной цепи.

Значит, для вычисления степени полимеризации необходимо разделить молярную массу полимера на молярную массу мономерного звена, которая равна молярной массе мономера.

n = 35400 г/моль : 88.5 г/моль = 400.

Ответ: n = 400.

2. Решение задачи с вычислением выхода продукта реакции.

Условие задачи: Рассчитайте, сколько кг бутадиена необходимо взять, чтобы при его полимеризации с выходом 90% получить 234 кг дивинилового каучука.

Шаг первый:

Запишем уравнение реакции полимеризации:

Видно, что в этой реакции участвует одно исходное вещество и нет побочных продуктов. Значит, по закону сохранения массы теоретическая масса полученного каучука должна быть равна массе исходного бутадиена.

Шаг второй:

Обозначим исходную массу бутадиена за х:

m(C4H6)исх = х

Тогда теоретическая масса полученного каучука, равная ей, тоже х:

m(каучука) = х

Шаг третий:

Подставим известные из условия величины и введённую нами переменную х в формулу для расчёта выхода продукта реакции:

η = mпр/mтеор⋅100% = 243/х⋅100% = 90%

Шаг четвёртый:

Решая полученное уравнение, находим х = 270 кг.

Ответ: m(C4H6)исх = 270 кг.

Натуральный каучук - виды, характеристики, свойства

26.10.2020

// Каучуки

Под каучуком понимают твердое тело, которое имеет способность кристаллизоваться, сохранять свою форму. Ресурс набухает и потом растворяется в углеводородах, вследствие чего образовываются коллоидные растворы, активно применяемые в технической сфере. 

Натуральный каучук формула

Натуральный каучук обладает множественными двойными связями, его общая формула выглядит так: (C5H8) n. Символ n представляет уровень полимеризации, достигает приблизительно 1000-3000 единиц.

В процессе совершения химического исследования каучука становится очевидно, что он включает лишь водород и углерод, потому и относится к углеводородам, что подтверждает формула. Молекулярный вес некоторых единиц является больше полумиллиона грамм на моль. Следовательно, каучук представляет собой натуральный полимер изопрена.

В случае представления формулы не атомарно тонкой ее вполне можно рассмотреть в микроскоп – она длинная. Если еще формулу растянуть по максимуму, получится линия подобная зигзагу, что объясняется разновидностью углеродных связей.

Известно, что в изопрене могут чередоваться двойные и одинарные связи, тогда молекулы вращаются лишь возле одинарных. Такие колебания влияют на молекулу, под некоторым давлением она изгибается и ее концы сближаются в состоянии покоя. Она имеет сходство с круглой пружиной, что дает возможность легко растягиваться, увеличивать собственные размеры в момент разведения концов. 

Получение натурального каучука

Главный сырьевой источник натурального каучука – это сок конкретной растительности, могущей выделять латекс, то есть, жидкость белого цвета с наличием особенных характеристик. Сам латекс представляет собой широко распространенную составляющую растений, его можно встретить у представителей каучуконосных различных ботанических групп.

Он присутствует во всяких частях растений, потому те и делятся на отдельные виды:

·        латексные - вещество собирается в соке;

·        хлоренхимные – когда вещество собирается в молодых побегах и листве;

·        паренхимные – когда вещество собирается в стеблях и корнях;

·        травянистые растения, относящиеся к семейству сложноцветных, происходит накопление каучука в подземных органах и в минимальном количестве. Данные растения обычно не употребляются в процессе промышленного изготовления каучука.

 

Известные каучуконосные виды растений – деревья, произрастают на экваторе, данный пояс достигает ширины 1300 км, именуется «каучуковым поясом». Здесь занимаются выращиванием специальных деревьев, которые предназначаются для промышленных целей. В большинстве случаев натуральный продукт получают из латекса тропических деревьев, точнее, гевеи бразильской. Процедура проходит быстро и несложно: на корне пятилетнего дерева делают небольшой надрез, и с одной гевеи выходит два-три килограмма каучука.

Для получения каучука из бразильской гевеи, млечный сок подвергают специальной процедуре свертывания, постепенно добавляя муравьиную кислоту. После тщательного промывания водой, полученное вещество прокатывают, добиваются формы листа, затем коптят.

Применение натурального каучука

В чистом виде натуральный каучук практически не используется из-за его поведения в низких и повышенных температурах. А вот вулканизированный натуральный каучук чаще всего служит сырьем для производства резины и всевозможных изделий из нее. В первую очередь, именно шинная промышленность нуждается в каучуке природного происхождения. Из него производят летние и зимние шины, а также шины для велосипедов, автомобилей, тракторов, специальной техники.

Стоит понимать, что для производства резины и шин, в том числе, используется не только каучук, но и различные наполнители, пластификаторы, противостарители, катализаторы и другие вещества. Это необходимо для ускорения или упрощения процесса производства или же для придания дополнительных свойств изделиям. Например, противостарители нужны для замедления старения резины и тем самым увеличения срока эксплуатации изделий из нее, а катализаторы вводят для того, чтобы ускорить процесс вулканизации.

Виды натурального каучука

В 1969 году вступил в действие стандарт, регламентирующий качества природного продукта. В нем весь каучук разделен на 8 типов, состоящих из 35 сортов. К основным можно отнести:

  • рифленый смокед-шит, иногда его называют копченый лист;
  • светлый креп, он имеет светло-кремовый цвет и множество других.

Качество природного каучука оценивают по результатам осмотра и верификации его с эталонным образцом. Кроме этого, применяется классификация каучука в соответствии с техническими нормами и правилами. В них нормируются количества допустимых примесей.


Свойства натурального каучука

Натуральный каучук имеет высокие физические и технологические свойства, позволяет совершать обработку на оборудовании предприятий резиновой промышленности. Главное и нестандартное свойство – это эластичность, то есть способность возвращаться к начальной форме после того, как прекратится влияние сил, вызывающих деформацию.

Натуральный каучук настолько эластичен, что даже при малейших усилиях может показывать изменения растяжения до 1000%, тогда как для стандартных тел данная величина составляет не больше 1%. Это качество сохраняется в больших пределах температуры, что выделяет материал среди других. Когда температуры повышена, он становится липким, мягким, в условиях холода - хрупким и твердым. Если каучук хранить на протяжении длительного времени, то он станет очень твердым. Температура 80 °С – это условия, при которых он утратит эластичность, а 120 °С – станет жидкостью, похожей на смолу, после чего уже не вернется к первоначальному виду. Такому преображению помешает процесс, заключающийся в окислении главного вещества – углеводорода. Если температура поднимется до 250 °С, каучук начнет разлагаться, вследствие чего возникнет множество жидких и газообразных веществ. Каучук можно назвать отличным диэлектриком, обладающим пониженной газопроницаемостью и водопроницаемостью.

Вместе с эластичностью материл обладает еще ярко выраженной пластичностью, что сразу очевидно при его изучении. Он может сохранять свою форму, которая получилась под сильным воздействием внешней среды. Если сказать по-другому, то пластичность каучука – это способность деформироваться, что станет необратимым процессом. Она является отличительной характеристикой материала, проявляется в момент сильного нагревания и обработки механического типа. Потому как каучук имеет, вышеперечисленные свойства, в настоящее время его называют пласто-эластическим материалом и широко используют в современной промышленности.

Когда происходит растяжение или охлаждение, разворачивается необычный процесс, заключающийся в переходе из аморфного состояния в кристаллической. По-другому он называется кристаллизацией, на его полное осуществление необходимо внушительное количество времени. При всем этом, когда происходит растяжение каучук может нагреваться от теплоты, появляющейся в результате процесса кристаллизации.

Кристаллы материала отличаются миниатюрностью, не имеют четких очертаний и граней, конкретной формы. При наличии температурных показателей примерно – 70 °С теряется полностью эластичность, возникает масса, подобная обычному стеклу. Вообще каучуки, относящиеся к аморфным веществам, способны преображаться, приобретая три физические формы: стекло, вязко-текучая жидкость и материал с высокой эластичностью. Именно третье состояние обычное для природного каучука.


Как производится резина? | Coruba

Каучук - невероятно распространенный и универсальный материал, используемый для изготовления многих предметов, таких как резинки, обувь, шапочки для плавания и шланги. Действительно, половина всей производимой резины идет на изготовление автомобильных шин. Как такой жизненно важный материал, как производится резина и откуда она берется?

© Panya Studio / Adobe Stock

Происхождение каучука

Люди использовали прочную и эластичную природу резины для изготовления изделий более 1000 лет.Хотя ранние формы каучука производились из натуральных источников, по мере роста спроса на этот материал ученые разработали в лабораториях искусственный или синтетический каучук, имитирующий натуральный материал. В наши дни большая часть производимой резины является синтетической.

Натуральный каучук

Натуральный каучук производится путем извлечения жидкого сока, называемого латексом, из определенных видов деревьев. Существует более 2500 видов деревьев, которые производят этот сок (включая такие растения, как одуванчики), но подавляющее большинство латекса для производства каучука происходит из дерева Hevea brasiliensis или удачно названного каучукового дерева.Эти деревья произрастают в Южной Америке, но сегодня обычно встречаются в Юго-Восточной Азии.

Латекс собирают с деревьев, делая надрез в коре и собирая жидкий сок в чашки. Этот процесс называется постукиванием. Чтобы сок не затвердел, добавляют аммиак. Затем к смеси добавляют кислоту для извлечения каучука в процессе, называемом коагуляцией. Это может занять около 12 часов.

Затем смесь пропускают через вальцы для удаления излишков воды. После этого слои резины навешивают на стеллажи в коптильнях или оставляют сушиться на воздухе.Через несколько дней они будут сложены в тюки, готовые к переработке.

Синтетический каучук

Когда во время Первой мировой войны натуральный каучук стал дефицитом, немецкие ученые разработали искусственный каучук. Хотя эти ранние формы каучука уступали по качеству натуральному каучуку, по мере развития исследований синтетический каучук улучшился. Сегодня синтетический каучук такой же прочный и надежный, как и натуральный каучук.

Синтетический каучук отличается от натурального каучука тем, что его получают путем соединения молекул полимера в лаборатории.

Обработка резины

Как натуральный, так и синтетический каучук необходимо подвергнуть ряду процессов, чтобы превратить его в пригодный для использования продукт. Эти этапы можно немного адаптировать в зависимости от предполагаемого использования конечного продукта.

Во-первых, в резину добавляются химические вещества, чтобы сделать ее устойчивой. Без этого резина стала бы хрупкой, если она остыла, или стала бы липкой при высоких температурах.Обычно в каучуковую смесь добавляют наполнитель технического углерода, чтобы улучшить ее прочность и долговечность.

Затем каучук тщательно перемешивают и дают ему остыть перед формованием. Ему можно придать форму, вставив его в ролики, что называется каландрованием, или выдавив его через отверстия, чтобы получить полые трубы, что называется экструзией.

Вулканизация

Чтобы сделать резину прочной и долговечной, она, наконец, проходит этап термической обработки, известный как вулканизация.Здесь каучук готовится (часто с серой) для создания дополнительных связей или поперечных связей между молекулами каучука, чтобы они не развалились. Чарльз Гудиер случайно обнаружил этот процесс, когда он бросил немного резины на горячую плиту и заметил, как тепло делает резину более твердой и долговечной.

После вулканизации с резины удаляются все дефекты, и ей затем придают форму или формуют конечный продукт.

Как одно из самых важных изобретений, каучук и сегодня продолжает находить широкое применение.

Если вам требуется широкий ассортимент высококачественных резиновых изделий, от матов до уплотнений и профилей, не ищите ничего, кроме Coruba.

Как производится резина для промышленного использования

Процесс производства резины

Производство каучука - это многоступенчатый процесс, который начинается с каучукового дерева или нефтехимии и заканчивается широким спектром конечных продуктов. Резиновые штампы, обувь, резинки, гидрокостюмы для серферов, шланги и множество промышленных товаров - все это сделано из резины.

Каучук перерабатывался людьми еще с 1600 г. до н.э., когда первые культуры коренных народов Мезоамерики производили стабилизированный каучук для контейнеров, гидроизоляции и мячей для отдыха.

Процесс затвердевания резины - вулканизация - был заново открыт Чарльзом Гудиером в 1839 году, когда он случайно уронил натуральный каучук на горячую плиту, где он затвердел и стабилизировался во время «варки».

Сегодня существует такой спрос на каучук, что большая часть его синтетическая, а не натуральный каучук, который получают из каучуковых деревьев.Процесс создания этих двух типов сильно различается, но оба производят некоторые из важнейших объектов для современной промышленности.

Типы резины

Процесс изготовления резины зависит от типа резины, о которой вы говорите. Метод изготовления натурального каучука полностью отличается от метода изготовления синтетического каучука. Натуральный каучук начинается с латекса каучукового дерева, а синтетический каучук начинается с основы нефтехимии.

Один вид каучукового дерева в основном отвечает за большую часть существующего сегодня натурального каучука, произрастающего в Южной Америке и распространенного на плантациях Юго-Восточной Азии.Разные каучуковые деревья производят разные составы резины.

Как производится натуральный каучук

Когда толкатели отрывают кору каучукового дерева, они повреждают протоки растений. Это высвобождает латекс, вещество молочно-белого цвета. Оттуда латекс стекает по канавкам в большие чашки, где они собираются резиновыми толкателями и отправляются на переработку в известную нам резину.

Как латекс превращается в натуральный каучук?

Технически переработка резины начинается в момент сбора урожая, когда сборщики забирают латексный сок с каучуковых деревьев.

Затем латекс фильтруют и упаковывают в бочки, а затем отправляют на изготовление листов. Для этого в латекс добавляют кислоту, в результате чего материал становится комковатым. Эту комковатую жидкость можно свернуть в листы на мельнице, которая удаляет воду для сушки и копчения.

Затем следует предварительная вулканизация, при которой латексные листы обрабатываются химическими веществами и медленно нагреваются.

Когда латекс готов к превращению в дымчатые листы резины, компании добавляют в латекс кислоту.Это вызывает комкование материала. Затем скомканная жидкость раскатывается в листы на мельнице. Вода удаляется, и листы можно сушить и коптить.

Наконец, латекс подвергается предвулканизации. Превулканизация включает в себя химическую обработку и бережное нагревание при низких температурах. При дальнейшем нагревании материал превращается в затвердевшую черную резину, с которой все мы так хорошо знакомы.

Что такое синтетический каучук?

Производство синтетического каучука начинается с использования нефтехимических продуктов на химических заводах, включая неопрен (полихлоропрен) и эмульсионный бутадиен-стирольный каучук (E-SBR), синтетический каучук, из которого состоит большинство автомобильных шин.

Производство синтетического каучука начинается с нефти, угля или других углеводородов, которые очищаются для получения нафты. Затем нафта объединяется с природным газом для получения мономеров, таких как бутадиен, стирол, изопрен, хлоропрен, этилен или пропилен.

Затем вещество полимеризуется с использованием катализатора и технологического пара. В результате цепочки полимеров образуют резину, которую при необходимости можно вулканизировать.

Сравнение натурального каучука и синтетического каучука

Синтетические каучуки доступны во многих формах благодаря широкому спектру применения на промышленном рынке.Несколько примеров включают стирол-бутадиеновый каучук, полибутадиеновый каучук и полиизопреновый каучук.

Поскольку синтетический каучук используется по-разному, его свойства варьируются от формы к форме. Но в целом между натуральным и синтетическим каучуком есть несколько явных различий, которые важно отметить.

Свойства натурального каучука

Натуральный каучук устойчив к износу от сколов и разрывов благодаря своей высокой прочности на разрыв. Однако более вероятны повреждения от тепла, света и озона.Его липкие свойства, особенно по отношению к стальному корду, делают его обычным для автомобильных шин.

Синтетический каучук

Синтетический каучук более устойчив к истиранию, чем натуральный каучук. Устойчивость к жирам и маслам также делает его популярным выбором для работы в агрессивных средах.

Синтетический каучук также обладает высокой устойчивостью к нагреванию и времени - многие разновидности синтетического каучука даже являются огнестойкими. Это делает его обычным выбором для электрической изоляции. Синтетический каучук также эластичен даже при относительно низких температурах.

Синтетический каучук сегодня более широко используется из-за его доступности и простоты производства, а также в особых обстоятельствах, требующих его устойчивости к экстремальным температурам и коррозии.

Чтобы проверить свойства натурального или синтетического каучука в различных средах и ситуациях, обратитесь в ACE Products and Consulting.

Применение синтетического каучука

Для изготовления различных резиновых изделий используются разные типы синтетического каучука, в зависимости от уникальных свойств разновидности.

Полихлоропрен (CR):

  • Чехлы для ноутбуков
  • Прокладки
  • Ремни автомобильных вентиляторов
  • Шланги

Бутадиен-стирольный (SBR):

  • Шины для автобусов
  • Авиационные шины
  • Конвейерные ленты
  • Подошвы

Этилен-пропилен-диеновый мономер (EPDM):

  • Коллекторы солнечные панели
  • Вибраторы механические
  • Электроизоляция
  • Радиаторы

Акрилонитрилбутадиен (NBR):

  • Лабораторные перчатки
  • Манжеты сальники
  • Синтетическая кожа
  • Ремни клиновые
  • Кольца круглые

Полисилоксан (SI):

  • Покрытия
  • Герметики
  • Формы (в стоматологии и др.)

Существует бесчисленное множество других областей применения различных синтетических каучуков, от жевательной резинки до спортивных товаров и ремней и молдингов.

Натуральный каучук обычно используется для производства автомобильных шин с высокими эксплуатационными характеристиками, для которых требуется отличная прочность на разрыв даже при высоких температурах, вызванных трением. Шины для самолетов, шины для тяжелых грузовиков и даже шины для сложных гоночных автомобилей часто изготавливаются из натурального каучука.

Что такое силиконовая резина?

Силиконовый каучук, как и резина, является эластомером.Чтобы отличить их друг от друга, необходимо взглянуть на атомную структуру двух веществ. Основа силикона состоит из кремния и кислорода, в то время как у большинства каучуков основы состоят из углерод-углеродных связей.

Силикон обычно не реагирует, стабилен и устойчив к экстремальным условиям окружающей среды. По сравнению с резиной силикон более устойчив к нагреванию, химическим веществам и озону.

Силиконовая резина

Желаемые свойства силикона и вулканизированного силиконового каучука делают его обычным для широкого спектра продуктов.

Силиконовый каучук используется в изоляторах, автомобилях, кулинарии, выпечке и хранении пищевых продуктов, в одежде, особенно в спортивной, и обуви. Силиконовый каучук также часто встречается в электронике, медицинских устройствах и в силиконовых герметиках для домашнего ремонта.

Услуги по испытанию резины от ACE Products and Consulting

Готовы проверить пределы возможностей вашего натурального или синтетического каучука? Усовершенствованная аккредитованная лаборатория ACE по стандарту ISO / IEC 17025 и эксперты по испытанию резины всегда готовы помочь.

Расскажите нам о своих задачах и целях сегодня - мы готовы приступить к работе!

Процесс производства резины

Обновлено 15 декабря 2018 г.

Карен Дж. Блаттлер

В конце 1930-х годов Соединенные Штаты использовали более половины мировых поставок натурального каучука. Сегодня натуральный каучук содержится в более чем 50 000 производимых продуктов в Соединенных Штатах, а США ежегодно импортируют более 3 миллиардов фунтов натурального каучука. Однако более 70 процентов каучука, используемого в современных производственных процессах, составляет синтетический каучук.

Предпосылки создания натурального каучука

Натуральный каучук начинается с латекса. Латекс состоит из полимера, называемого полиизопреном, взвешенного в воде. Длинноцепочечные молекулы, состоящие из множества (поли) отдельных единиц (меров), соединенных вместе, образуют полимеры. Каучук - это особая форма полимера, называемая эластомером, что означает, что молекулы полимера растягиваются и изгибаются.

Более 2,500 заводов производят латекс - материал типа молочного сока. Молоча может быть самым знакомым для многих растением, производящим латекс, но коммерческий латекс получают из одного тропического дерева, Hevea brasiliensis.Как следует из названия, каучуковое дерево возникло в тропической Южной Америке. Более 3000 лет назад мезоамериканские цивилизации смешивали латекс с ипомеей, чтобы создать резину. Изменение соотношения латекса и ипомеи изменило свойства резины. От надувных мячей до резиновых сандалий мезоамериканцы знали и использовали резину.

До 1900 года большая часть натурального каучука производилась из диких деревьев Бразилии. В начале 20-го века спрос и предложение опережали производство в связи с ростом популярности велосипедов и автомобилей.Семена, вывезенные контрабандой из Бразилии, привели к плантациям каучуковых деревьев в Юго-Восточной Азии. К 1930-м годам натуральный каучук использовался в диапазоне от шин на транспортных средствах и самолетах до 32 фунтов, которые можно найти в солдатской обуви, одежде и снаряжении. К тому времени большая часть поставок каучука в США шла из Юго-Восточной Азии, но Вторая мировая война отключила США от большей части его поставок.

Процесс производства натурального каучука

Процесс производства натурального каучука начинается со сбора латекса из каучуковых деревьев.Сбор латекса с каучуковых деревьев начинается с надрезания или надрезания коры дерева. Латекс стекает в чашку, прикрепленную к нижней части среза дерева. Латексный материал многих деревьев накапливается в больших резервуарах.

Самый распространенный метод извлечения каучука из латекса - это коагуляция - процесс свертывания или уплотнения полиизопрена в массу. Этот процесс осуществляется путем добавления в латекс кислоты, такой как муравьиная кислота. Процесс коагуляции занимает около 12 часов.

Вода выдавливается из сгустка резины с помощью ряда роликов. Полученные тонкие листы толщиной около 1/8 дюйма сушат на деревянных стеллажах в коптильнях. Процесс сушки обычно занимает несколько дней. Полученная темно-коричневая резина, которая теперь называется ребристой дымовой завесой, складывается в тюки для отправки на переработчик.

Однако не вся резина дымится. Резина, высушенная горячим воздухом, а не курением, называется листом, высушенным на воздухе. В результате этого процесса получается резина лучшего качества.Каучук еще более высокого качества, называемый бледным крепом, требует двух стадий коагуляции с последующей сушкой на воздухе.

Создание синтетического каучука

На протяжении многих лет было разработано несколько различных типов синтетического каучука. Все происходит в результате полимеризации (связывания) молекул. Процесс, называемый аддитивной полимеризацией, объединяет молекулы в длинные цепи. Другой процесс, называемый конденсационной полимеризацией, удаляет часть молекулы, поскольку молекулы связаны друг с другом.Примеры аддитивных полимеров включают синтетические каучуки, изготовленные из полихлоропрена (неопреновый каучук), маслостойкий и бензиностойкий каучук и стирол-бутадиеновый каучук (SBR), используемый в качестве резины без отскока в шинах.

Первые серьезные поиски синтетического каучука начались в Германии во время Первой мировой войны. Британские блокады не позволили Германии получить натуральный каучук. Немецкие химики разработали полимер из звеньев 3-метилизопрена (2,3-диметил-1,3-бутадиен), [CH 2 = C (CH 3 ) C (CH 3 ) = Ch3], из ацетона. .Хотя этот заменитель, метилкаучук, уступал натуральному каучуку, к концу Первой мировой войны Германия производила 15 тонн в месяц.

Продолжение исследований привело к созданию синтетических каучуков более высокого качества. Самый распространенный тип синтетического каучука, используемый в настоящее время, Buna S (бутадиен-стирольный каучук или SBR), был разработан в 1929 году немецкой компанией I.G. Фарбен. В 1955 году американский химик Сэмюэл Эммет Хорн-младший разработал полимер, на 98 процентов состоящий из цис-1,4-полиизопрена, который ведет себя как натуральный каучук.Это вещество в сочетании с SBR используется для изготовления шин с 1961 года.

Обработка резины

Каучук, натуральный или синтетический, поступает на перерабатывающие предприятия в больших тюках. После того, как каучук поступает на завод, его обработка проходит в четыре этапа: компаундирование, смешивание, формование и вулканизация. Состав и метод резиновой смеси зависят от предполагаемого результата процесса изготовления резины.

Компаундирование добавляет химикаты и другие добавки для настройки резины для предполагаемого использования.Натуральный каучук меняется в зависимости от температуры, становясь хрупким при холода и липким, липким при нагревании. Химические вещества, добавленные во время смешивания, вступают в реакцию с каучуком в процессе вулканизации для стабилизации полимеров каучука. Дополнительные добавки могут включать армирующие наполнители для улучшения свойств резины или неусиливающие наполнители для удлинения резины, что снижает стоимость. Тип используемого наполнителя зависит от конечного продукта.

Наиболее часто используемым армирующим наполнителем является технический углерод, полученный из сажи.Технический углерод увеличивает прочность резины на разрыв и устойчивость к истиранию и разрыву. Технический углерод также улучшает стойкость резины к разрушению под воздействием ультрафиолета. Большинство резиновых изделий имеют черный цвет из-за наполнителя сажи.

В зависимости от планируемого использования резины, другие используемые добавки могут включать безводные силикаты алюминия в качестве усиливающих наполнителей, другие полимеры, переработанный каучук (обычно менее 10 процентов), составы, снижающие усталость, антиоксиданты, озоностойкие химические вещества, красящие пигменты. , пластификаторы, смягчающие масла и смазки для форм.

Добавки необходимо тщательно перемешать с резиной. Высокая вязкость (сопротивление текучести) резины затрудняет смешивание без повышения температуры резины до достаточно высокой (до 300 градусов по Фаренгейту), чтобы вызвать вулканизацию. Чтобы предотвратить преждевременную вулканизацию, смешивание обычно происходит в два этапа. На первом этапе в каучук примешиваются такие добавки, как технический углерод. Эта смесь называется маточной смесью. Как только резина остынет, в нее добавляют химические вещества для вулканизации.

Формование резиновых изделий происходит с использованием четырех основных методов: экструзии, каландрирования, нанесения покрытия или формования и литья. В зависимости от конечного продукта можно использовать более одной техники формования.

Экструзия состоит из продавливания высокопластичной резины через серию шнековых экструдеров. При каландрировании резина проходит через серию все более мелких зазоров между роликами. Процесс роликовой фильеры сочетает в себе экструзию и каландрирование, позволяя получить лучший продукт, чем любой отдельный процесс.

Покрытие использует процесс каландрирования для нанесения слоя резины или для вдавливания резины в ткань или другой материал. Покрытия, водонепроницаемые тканевые палатки и плащи, конвейерные ленты, а также надувные плоты изготавливаются путем покрытия материалов резиной.

Резиновые изделия, такие как подошвы и каблуки обуви, прокладки, уплотнения, присоски и ограничители для бутылок, отливаются с использованием форм. Литье также является этапом изготовления шин. Три основных метода формования резины - это компрессионное формование (используется, среди прочего, при производстве шин), литье под давлением и литье под давлением.Вулканизация резины происходит в процессе формования, а не на отдельном этапе.

Вулканизация завершает процесс производства резины. Вулканизация создает перекрестные связи между полимерами каучука, и процесс варьируется в зависимости от требований к конечному каучуковому продукту. Меньшее количество поперечных связей между каучуковыми полимерами создает более мягкую и податливую резину. Увеличение количества поперечных соединений снижает эластичность резины, что приводит к более твердой резине.Без вулканизации резина оставалась бы липкой в ​​горячем состоянии и хрупкой в ​​холодном состоянии и гнила бы намного быстрее.

Вулканизация, впервые обнаруженная в 1839 году Чарльзом Гудиером, потребовала добавления серы в резину и нагревания смеси до 280 F в течение примерно пяти часов. Современная вулканизация, как правило, использует меньшее количество серы в сочетании с другими химическими веществами, чтобы сократить время нагрева до 15-20 минут. Были разработаны альтернативные методы вулканизации, не использующие серу.

От липкого сока к резинке

Главная | Блог | Натуральный каучук - от липкого сока до годного к употреблению материала

Опубликовано admin Июнь 11, 2015

Натуральный каучук, используемый в Stern Rubber Company, производится из природного источника, так как это древесный сок. Многие потребители думают, что весь каучук связан с натуральным каучуком, но натуральный каучук - это только один тип каучука, который включает различные синтетические каучуки, такие как EPDM, силикон, полихлоропрен, фторуглерод, бутил, SBR и нитрил.

Натуральный каучук, который также называют индийским каучуком или каучуком , в научных терминах означает, что это полимеры органического соединения изопрена и классифицируется как эластомер. Каучук собирают с каучуковых деревьев, которые относятся к семейству деревьев семейства Euphorbiace; Наиболее распространены деревья Hevea brasilienisis или Sharinga. Натуральный каучук извлекается методом, называемым постукиванием, путем надрезов в коре и сбора жидкости в сосуды, прикрепленные к каучуковым деревьям.Жидкость представляет собой липкий молочный сок, называемый латексом, и требует нескольких шагов, прежде чем он будет продаваться как натуральный каучук.

Как только латекс собран с плантации, он срочно отправляется на перерабатывающий завод, что предотвращает естественную коагуляцию латекса и делает латекс бесполезным. На перерабатывающем предприятии рядом с плантацией латекс нагревают и смешивают с кислым аммиаком, в результате чего образуется каучукоподобный творог; сера может быть добавлена ​​для создания более твердой и стабильной смеси. Как и при приготовлении сыра, резиновый творог всплывает на поверхность жидкости, снимается с поверхности и проходит через тяжелые ролики для удаления излишков воды.
Формованные листы натурального каучука разрезаются и складываются для отправки на предприятия по формовке резины, такие как Stern Rubber Company.

В начале 1830-х годов натуральный каучук широко использовался, так как разразилась «каучуковая лихорадка», так как всем требовались изделия из «новой» водонепроницаемой резинки из Бразилии, и для удовлетворения спроса возникли фабрики. К сожалению, это исчезло так же быстро, как и появилось, поскольку публике надоедает грязь, которая замерзает зимой до костей, становится липкой и разваливается в жаркую летнюю жару.

Чарльзу Гудиеру приписывают изобретение процесса вулканизации натурального каучука (и процесса, который используется сегодня в каждой компании по формованию резины), который в конечном итоге решил проблемы, которые преследовали раннее коммерческое использование резиновой резинки, и получил широкое распространение. использовать вскоре после этого.

Расположенные в джунглях тропических лесов Амазонки в Бразилии, джунглях Азии, Малайзии, Таиланда и Индонезии, плантации по производству каучука производят большую часть натурального каучука в мире.Во время Второй мировой войны, когда Япония занимала большинство джунглей в Юго-Восточной Азии, Соединенным Штатам пришлось искать альтернативный источник каучука, поэтому были профинансированы исследования, в результате которых был создан синтетический каучук, который использовался для победы в войне.

Натуральный каучук - очень полезный каучук, который широко используется в Stern Rubber Company. Помимо того, что он чрезвычайно водонепроницаем; он также обладает высокой эластичностью и эластичностью и часто используется в пневматических устройствах, таких как шины. Натуральный каучук часто смешивают с синтетическим каучуком для оптимизации свойств обоих материалов.Хотя Stern Rubber их не производит, применение натурального каучука, с которым знакомо большинство людей, - это резиновые ленты. Некоторые из деталей, которые производятся на Stern Rubber, включают пробки для испытания пневматической сантехники, прокладки и присоски.


Hevea - обзор | Темы ScienceDirect

Каучук

Каучук представляет собой политерпен ( цис -1,4-полиизопрен), состоящий из 500-5000 изопреновых звеньев, соединенных линейно следующим образом:

Биосинтез каучука происходит последовательно за счет (1) образования ацетила -CoA, (2) превращение ацетил-CoA в изопентенилпирофосфат (IPP) посредством мевалоновой кислоты и (3) полимеризация IPP в каучук (Backhaus, 1985; Archer and Audley, 1987).Частицы каучука из индийского каучука, каучуковых деревьев и растений гваюлы содержат аналогичные белки, которые могут иметь общие функции в синтезе каучука и / или структуре частиц каучука (Siler and Cornish, 1993).

Каучук образован примерно 2000 видами растений, включая травы, кустарники, деревья и виноградные лозы. Он образуется только у двудольных покрытосеменных и не синтезируется однодольными, голосеменными или низшими растениями. Особенно хорошо представлены виды, производящие каучук, семейства Euphorbiaceae, Moraceae, Apocynaceae, Asclepiadaceae и Asteraceae.Большинство древесных растений, производящих каучук, являются тропическими, и гваюла считается единственным древесным растением умеренной зоны, которое производит достаточно каучука для его промышленного извлечения. Основным источником натурального каучука является тропическое дерево Hevea brasiliensis , которое относится к семейству Euphorbiaceae. Транс-изомер каучука, гуттаперча, получают в основном из Palaquium gutta , который относится к семейству Sapotaceae.

Каучук иногда встречается в клетках паренхимы, например, в гваюле.Чаще это происходит в виде суспендированных глобул в латексе, сложной жидкой системе, содержащей множество веществ в растворах или суспензиях. В состав латекса входят производные терпена, сахара, зерна крахмала, органические кислоты, стерины и ферменты. Точный состав латекса широко варьируется между видами и даже между отдельными растениями одного и того же вида. Зерна крахмала встречаются в латексе Euphorbia , но не в латексе Hevea . Помимо каучука, латекс Hevea содержит вакуолярные компоненты, называемые лютоидами, которые связаны одной мембраной, и частицы Фрея-Висслинга (органеллы с двойными мембранами, содержащие каротиноидные пигменты) (Backhaus, 1985).Латекс Ficus с высоким содержанием белка, латекс Papaver somniferum с высоким содержанием алкалоидов опия, а латекс Carica papaya является коммерческим источником фермента папаина. Чикл, используемый в жевательной резинке, получают из латекса тропического дерева Achras zapota , которое растет в Мексике, Центральной Америке и Венесуэле.

Каучук не входит в состав латекса всех растений и, если он присутствует, обычно находится в очень низких концентрациях. В коммерчески полезных количествах он встречается только у нескольких видов, особенно у Hevea brasiliensis. Содержание каучука в гевее составляет около 25% от сухого веса на объем выпускаемого латекса, что составляет около 2% от сухого веса растения. Напротив, растения гваюлы могут накапливать до 22% своего сухого веса в виде каучука. Это различие подчеркивает, что относительно небольшое количество клеток, латексных сосудов, синтезирует каучук в Hevea , тогда как практически все клетки паренхимы гваюлы могут продуцировать каучук. Тем не менее, общий выход каучука из Hevea намного выше, чем из гваюлы (Leong et al ., 1982). Ни латекс, ни каучук не используются растениями в качестве резервной пищи, хотя на синтез каучука выделяются большие объемы ресурсов. После образования каучук остается в растении, потому что растениям не хватает ферментов, способных его разлагать (Backhaus, 1985).

Физиологическая роль латекса в растениях является предположительной. Было высказано предположение, что латекс может служить водорегулирующей системой или резервной пищей для растений, испытывающих стресс. Однако убедительных доказательств в поддержку этих гипотез нет.Полхамус (1962) пришел к выводу, что каучук является конечным продуктом и не используется повторно в метаболизме. Маловероятно, что латекс функционирует как резервный корм, потому что содержание каучука в стрессированных растениях не снижается после того, как истощаются до 60% резервных углеводов (Hunter, 1994). После продолжительного периода светового голодания зерна крахмала в латексе Euphorbia esula перестали функционировать как пригодные для использования углеводы (Nissan and Foley, 1986). Существует множество доказательств того, что латекс действительно играет роль в защите растений от травоядных (Farrell et al ., 1991).

Как уже упоминалось, у некоторых видов латекс распределен по всему телу растения; в других случаях он ограничен клетками и трубками (латициферами), которые могут быть разветвленными или неразветвленными. Латициферы возникают двумя путями: они откладываются в зародышах или проростках, удлиняются и часто разветвляются на вершинах, или они образуются в результате камбиальной активности способом, аналогичным тому, которым инициируются сосуды. У молодых растений Hevea трубочки развиваются из продольного ряда клеток.Торцевые стенки между клетками дезорганизуются, и каждая серия клеток превращается в трубку (Metcalf, 1967). Латексные сосуды Hevea расположены концентрическими слоями в коре стебля, ветвей и корней (рис. 8.8) в виде трубок длиной до нескольких метров. Развитие латициферов подробно обсуждается Фаном (1988a, b, 1990).

РИСУНОК 8.8. Кора Hevea brasiliensis , демонстрирующая расположение латициферов во вторичной флоэме.

По материалам Vischer (1923); из Fahn (1990).Copyright © 1990

Резьба каучуковых деревьев обычно производится путем прорезания спиральной канавки в коре на полпути или более вокруг ствола под углом от 25 ° до 30 ° от горизонтали (рис. 8.9). Латекс стекает по канавке из открытых латексных сосудов и собирается на дне. Поскольку ядра и митохондрии в латициферах сконцентрированы в париетальной цитоплазме, большинство из них не удаляются во время постукивания. Первоначальный поток вызван эластичным сокращением латексных сосудов; позже, однако, происходит осмотическое движение воды в сосуды, и вязкость и концентрация каучука в латексе уменьшаются.Поток прекращается через несколько часов, потому что латекс коагулирует под воздействием воздуха, и каждый второй день со дна канавки удаляется тонкий слой, вызывая возобновление потока. Ранение стимулирует метаболическую активность флоэмы, и рибосомы, митохондрии, ферменты и частицы каучука, потерянные в оттоке, быстро регенерируются. Надрезание стеблей гевеи недостаточно глубокое, чтобы повредить камбий, поэтому кора регенерируется через несколько лет, и процесс можно начинать заново.

РИСУНОК 8.9. Постукивание по каучуковому дереву для производства латекса.

Фотография любезно предоставлена ​​Исследовательским институтом каучука, Куала-Лумпур, Малайзия.

Урожайность латекса сильно варьируется среди клонов Hevea , а также в зависимости от силы деревьев, сезона, густоты насаждений, возраста деревьев, участка и методов выращивания. Стебли деревьев с высоким урожаем каучука иногда прививают на устойчивые к болезням подвои. Постукивание каучуковых деревьев обычно снижает их рост, предположительно потому, что при регенерации латекса потребляются углеводы, которые в противном случае использовались бы для роста.

Давление и скорость потока латекса коррелируют с изменениями факторов окружающей среды, которые контролируют тургор в системе латексных сосудов (Raghavendra, 1991). Скорость потока обычно выше утром, когда тургор высок, чем днем, и снижается в сухую погоду (Buttery and Boatman, 1976). Низкий выход латекса в сухой сезон связан со склонностью к закупориванию латициферов (Devakumar et al ., 1988).

Поток латекса в Hevea можно значительно увеличить, применяя определенные химические вещества.В течение долгого времени для стимуляции потока использовались инъекции Cu и B при выпускном отверстии или внесение 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4-D) или α-нафталинуксусной кислоты (NAA). Эти соединения в значительной степени заменены на этифоны (Ethrel), которые в значительной степени стимулируют как скорость, так и продолжительность потока латекса (рис. 8.10). Обычно считается, что лютоиды в латексе разрушаются во время постукивания и вызывают коагуляцию и закупорку латексных сосудов. Этефон, по-видимому, уменьшает разрушение лютоидов, а также может увеличивать утолщение стенок латексных сосудов, что снижает вероятность их сокращения во время постукивания.Обработка Этефон также увеличивает pH латекса, который регулирует активность латекс-инвертазы, фермента, контролирующего использование сахарозы в метаболизме латекса (Eschbach et al ., 1984, 1986).

РИСУНОК 8.10. Влияние применения этифона на выход и содержание каучука в латексе четырех клонов Hevea brasiliensis (GT1, PR107, PB86 и LCB1320): открытые столбики до обработки; сплошные столбики через 1 неделю после лечения; серые столбики через 4 недели после лечения.

Из Eschbach et al. (1984). Physiol. Veg ., Gauthier-Villars Publishers. Авторское право © 1984

Ведущие страны-производители натурального каучука в мире

Каучуковая плантация в Керале, Индия.

Натуральный каучук или индийский каучук - это полимер изопрена, органического соединения. Также обнаруживаются незначительные примеси других органических соединений. Ряд стран Юго-Восточной Азии и Индии являются ведущими производителями натурального каучука в мире.Резиновые изделия, имеющие промышленное значение, производятся путем обработки латекса, собранного с каучукового дерева. Материал полезен благодаря своей высокой упругости, водонепроницаемости и большой степени растяжения.

Источники каучука

Натуральный каучук поступает из различных источников, наиболее распространенным из которых является каучуковое дерево Пара (Hevea brasiliensis).Хорошо растет при выращивании и дает латекс в течение нескольких лет. Лозы рода Landolphia дают урожай конголезского каучука. Эти виноградные лозы нельзя выращивать в культуре, и это привело к широкомасштабной эксплуатации дикорастущих растений в Конго. Латекс также присутствует в молоке одуванчиков, которое можно использовать для производства резины. Несколько других деревьев и растений также использовались для производства каучука.

История использования резины

Коренные культуры Мезоамерики первыми использовали каучук.Латекс из каучукового дерева Пара был извлечен для производства резины, которая использовалась для изготовления мячей для мезоамериканских игр с мячом. Позже культуры ацтеков и майя начали использовать резину для различных целей, например, для изготовления водонепроницаемых тканей и контейнеров. В 1736 году французский исследователь Шарль Мари де ла Кондамин представил каучук французской Королевской академии наук. Это привело к публикации первой научной статьи по каучуку. В 1770 году Джозеф Пристли обнаружил, что резину можно использовать для стирания карандашных следов с бумаги.Постепенно были обнаружены другие применения каучука, и его использование стало популярным по всей Европе. Вскоре началась торговля между Новым Светом и Европой. В 1876 году 70 000 семян каучукового дерева пара были контрабандой ввезены в английские сады Кью. Затем семена были доставлены в страны Южной и Юго-Восточной Азии, где растение начали выращивать. Вулканизация была открыта в 1839 году, и это привело к более широкому использованию каучука.

Выращивание каучуковых деревьев

Каучуковые деревья на плантациях имеют экономический срок службы около 32 лет.Деревьям необходимы хорошо дренированные и хорошо выветрившиеся почвы. Латеритный тип, аллювиальные, осадочные типы и нелатеритовые красные почвы лучше всего подходят для роста этих деревьев. Равномерно распределенные осадки с не менее 100 дождливыми днями в году и температурным диапазоном от 20 до 34 ° C являются оптимальными условиями для роста каучукового дерева гевеи. Для достижения наилучших результатов также необходимы влажность около 80%, 2000 солнечных часов и отсутствие сильного ветра.

Производство резины

В 2013 году в мире было произведено около 28 миллионов тонн каучука, из которых 44% пришлось на натуральный каучук.Таким образом, цена на натуральный каучук зависит от мировых цен на сырую нефть, поскольку синтетический каучук получают из нефти. В 2013 году на Таиланд, Индонезию и Малайзию вместе приходилось 72% мирового производства натурального каучука. Хотя дерево гевеи происходит из Южной Америки, выращивание там ограничено из-за высокой распространенности болезней листьев и других естественных хищников.

Ведущие страны-производители натурального каучука в мире

Рейтинг Площадь Объем производства, 2013 г. (в тоннах)
1 Таиланд 4,305,069
2 Индонезия 3,107,544
3 9023 904 904 904 904 904 904 904 904 900,000
5 Китай, материковая часть 864,806
6 Малайзия 826,421
7 Филиппины 902 904 904 904 904 904 904 904 9 Кот-д'Ивуар 289,563
10 Бразилия 185,725
11 Мьянма 174,100 904 27 904 904 904 1427 904 904 1427 904 904 904 028 Шри-Ланка 130,421
14 Либерия 74,750
15 Камерун 55,605
16 Мексика 51,397
902 904 904 904 904 904 21,440
19 Камбоджа 20,099
20 Эквадор 18,249
Оишимая Сен Наг по экономике
  1. Дом
  2. Экономика
  3. Ведущие страны-производители натурального каучука в мире

Натуральный каучук лучше синтетического? Вот что мы знаем

При выборе товаров для дома важно знать, откуда они пришли, из чего они сделаны и как используются.

Это особенно актуально для ковриков, которые могут повредить пол, если он сделан из неподходящих материалов.

Синтетический каучук - один из таких материалов.

В этом посте мы разберем разницу между натуральным каучуком и синтетическим каучуком , как они сделаны, где используется каждый материал и что с ним делать в вашем доме.

Давай копнем.

Что такое натуральный каучук?

Натуральный каучук - это сырье, производимое из латекса, органического вещества, полученного из сока различных пород деревьев.Латекс производят около 20 000 видов растений, но главным источником натурального каучука является каучуковое дерево.

Hevea brasiliensis - научное название дерева - произрастает в тропических лесах Амазонки в Южной Америке.

Натуральный каучуковый латекс извлекается из ствола дерева.

Этот каучук в виде латекса белого, молочного цвета, по химическому составу относится к полимерам.

Примечание: Полимер - это вещество с большими молекулами, которые встречаются в повторяющейся последовательности.

Уникальное качество этого полимера заключается в том, что после растяжения он возвращается к своей нормальной форме. Вот почему резина эластичная и эластичная.

Натуральный каучук и синтетический каучук: в чем разница?

Следует отметить, что не вся резина получается из деревьев. Его можно изготовить в лаборатории или на заводе-изготовителе. Он известен как синтетический каучук , .

Между синтетическим и натуральным каучуком есть несколько различий.

Натуральный каучук имеет более высокий предел прочности на разрыв, чем синтетический каучук. Прочность на растяжение - это максимальный предел, который любой материал может выдержать при растяжении.

С другой стороны, синтетический каучук более устойчив к износу, воздействию кислорода и экстремальным температурным условиям.

Еще одно преимущество синтетического каучука - его разнообразие. Он бывает разных типов, каждый из которых предназначен для конкретного использования.

Натуральный каучук не имеет изменений, потому что он встречается в природе и собирается для получения одного и того же продукта во всем мире.

При этом натуральный каучук имеет более мягкий запах, чем синтетический каучук, который имеет более резкий запах.

В целом, натуральный каучук имеет преимущество перед синтетическим, поскольку его нельзя полностью воспроизвести. Синтетический каучук обладает большинством качеств натурального каучука (например, гибкостью), но вы не можете сделать синтетический каучук, который полностью воспроизводит свойства натурального каучука.

На что обращать внимание при покупке натурального каучука

Выбирая изделия из натурального каучука, убедитесь, что они эластичны, осторожно растягивая их.Если то, что вы покупаете, не эластичное, возможно, это не резина. Силикон часто принимают за резину.

Кроме того, натуральный каучук нелипкий и имеет мягкий запах.

Из более мягкой резины производятся такие изделия, как резиновые ленты, а из более твердой резины - такие изделия, как коврики. При поиске коврика лучше всего подойдут коврики из натурального каучука. Эти коврики имеют превосходное сцепление и отлично удерживают коврики на месте.

Свойства натурального каучука

Натуральный каучук обладает очень желательными свойствами, что делает его отличным выбором для широкого спектра продуктов.

Одно из этих свойств - высокая прочность на разрыв, как упоминалось выше. В этом отношении натуральный каучук долговечен, потому что он не ломается и не ослабевает. Он также гибкий и не теряет эту способность со временем.

Это свойство натурального каучука также делает его очень простым в использовании при производстве тканей. Его эластичность может быть использована в текстильном производстве, переплетаясь с другими волокнами.

Он также имеет прочную молекулярную структуру, что делает его отличным изолятором.

Кроме того, он хорошо работает в качестве амортизатора, поскольку его прочная конструкция снижает вибрации, что делает его хорошей звукоизоляцией.

Еще одно невероятное свойство - экологичность. Он произведен из экологически чистого и возобновляемого источника.

Использование и примеры натурального каучука

Натуральный каучук используется для производства различных продуктов повседневного использования, в том числе:

  1. Игрушки
  2. Коврики
  3. Шины
  4. Перчатки хирургические
  5. Подушки безопасности
  6. Ластики
  7. Флотационные устройства

Мы рассмотрим нескользящие коврики, шины, изделия из латекса, напольные и кровельные покрытия.

Коврики нескользящие

Нескользящие коврики кладут под коврики в любых условиях, чтобы предотвратить скольжение, если поверхность гладкая. Это также предотвращает скручивание краев ковра; таким образом коврик ложится ровно.

Натуральный каучук - отличный материал для изготовления ковровых покрытий, поскольку он обладает более впечатляющими противоскользящими свойствами, чем ПВХ.

Ткань из натурального каучука делает его превосходным выбором для нескользящих ковровых подушек, таких как коврик Super Lock Natural.

Он экологичен и защищает пол намного лучше, чем пластиковый коврик. Пластиковые коврики иногда повреждают пол, оставляя пятна и обесцвечивание.

Шины

Производители автомобилей зависят от каучука, потому что он используется в производстве шин. Он обеспечивает уникальные рабочие характеристики, необходимые для безопасности и работы на дороге.

Натуральный каучук имеет прочное сцепление, что помогает водителю двигаться как по скользкой, так и по неровной дороге.Это обеспечивает безопасное вождение, поскольку автомобиль не скользит по бездорожью.

Резина также является изолятором, то есть не проводит тепло. Это предотвращает перегрев шин.

Транспортные средства перевозят тяжелые грузы, что стало возможным благодаря тому, что резина выдерживает давление и сохраняет форму, не повреждая ее.

Изделия из натурального латекса (перчатки, воздушные шары или шапочки для плавания)

Изделия из натурального каучука, такие как перчатки, воздушные шары и шапочки для плавания, имеют одну общую черту - их эластичность.

Изделия из резины хорошо подходят для перчаток и шапочек для плавания, потому что они долговечны - они могут прослужить до 40 лет. Эти предметы легко доступны и доступны по цене.

Кровля или пол

Натуральный каучук используется в строительстве для кровельных и напольных покрытий, поскольку он водостойкий.

Для крыш это предотвращает просачивание воды и действует как непроницаемое уплотнение.

Резиновая кровля долговечна и требует минимального ухода.Если крыша установлена ​​правильно, у вас никогда не будет трещин или протечек.

Из каучука изготавливаются одни из лучших плиток в строительстве благодаря их долговечности и прочности. У плитки есть захват, предотвращающий несчастные случаи, сохраняя при этом водонепроницаемость. Резиновые полы распространены в спортзалах, больницах и даже в домах.

Краткая история натурального каучука

Натуральный каучук был обнаружен еще в 1600 году до нашей эры. Согласно археологическим данным, племя ольмеков среди индейцев Южной Америки использовали его для изготовления лекарств.Спустя годы Христофор Колумб тоже наткнулся на каучук, примерно в то время, когда он прибыл в Америку.

В 1751 году французский ученый Шарль Мари де ла Кондамин провел исследование и представил доклад о свойствах натурального каучука, получаемого из каучуковых деревьев . Он изучил два типа деревьев: Hevea Brasiliensis (каучуковое дерево Пара) и C astilla Elastica (каучуковое дерево Панамы) - , оба производят каучук.

В его статье поясняется, что Hevea Brasiliensis был лучшим вариантом для сбора урожая, поскольку в его стволе имеется подключенная латексная сеть.Когда на стволе дерева делается надрез, латекс просачивается наружу или дерево «истекает кровью».

Castilla Elastica не имеет этой латексной сетки в стволе, что затрудняет сбор каучука, поскольку она не пропускает латекс. Исследования Кондамина привели к тому, что каучуковое дерево Пара было признано основным источником латекса.

Чарльз Гудиер, американский инженер, обнаружил вулканизацию резины в 1839 году. Это нагревание резины в присутствии серы или других химикатов для придания ей устойчивости к экстремальным температурам и холоду.Вулканизированная резина более эластична, чем была до нагрева.

источник изображения

Резиновая промышленность продолжала развиваться в Бразилии и Южной Америке в 1800-х годах. Фактически, Южная Америка стала главным производителем латекса в мире.

Знаете ли вы? Генри Викем контрабандой ввез в Великобританию десятки тысяч семян каучуковых деревьев.

Только около 3,5% из них выросли в саженцы каучуковых деревьев.

Sneaky Wickham отправил семена в Малайзию, Сингапур, Индию, Шри-Ланку и Индонезию.Рост распространился на акры, и сегодня каучук, производимый в Азии, составляет около 70% мировой промышленности натурального каучука.

Сегодня он остается ценным и незаменимым ресурсом, и промышленность по производству натурального каучука неуклонно растет благодаря растущему спросу. К 2027 году отрасль вырастет до 33,87 миллиарда долларов.

Часто задаваемые вопросы о натуральном каучуке

Токсичен ли натуральный каучук?

Нет, не токсичен. Поскольку каучук получают из растений, он настолько органичен, насколько это возможно.Однако у некоторых людей действительно есть аллергия на латекс.

Натуральный каучук - это то же самое, что латекс?

Нет, они не такие. Эти два термина используются как синонимы, но они разные. Латекс - это общий термин для любых полимеров в жидкой форме. При производстве каучука латекс натурального каучука представляет собой молочную субстанцию ​​из растений, из которых он производится.

Почему натуральный каучук лучше синтетического?

Натуральный каучук лучше синтетического, потому что он экологически чистый.У него более мягкий запах, он более гибкий и имеет очень высокое сопротивление при растяжении с большой силой.

Почему это называется резина?

В Англии 1600-х годов люди относились к резине как к чему-то, что может стирать следы или грязь. В 1751 году Чарльз Мари де ла Кондамин в своем исследовании обнаружил, что этот материал может стирать следы графитового карандаша с бумаги, и на основании этого качества было принято название «каучук».

Является ли резина канцерогеном?

Натуральный каучук не является канцерогеном из-за его органической природы.Что касается резины, производимой в лаборатории, некоторые химические соединения в ней могут вызывать рак, и люди, которые работают на производстве, могут подвергаться риску.

Каковы недостатки натурального каучука?

Натуральный каучук имеет несколько недостатков:

  1. Он быстро изнашивается, особенно под воздействием элементов, например, сильного солнечного света или кислорода.
  2. У некоторых людей аллергия на латекс, и его использование вызывает раздражение кожи.
  3. Обладает низкой устойчивостью к жирам и маслам - они вызывают повреждение резины.

Является ли латекс биоразлагаемым?

Да, это так. Поскольку он имеет растительное происхождение, его можно разложить, чтобы избежать загрязнения. Его синтетический аналог не поддается биологическому разложению.

Как долго служит натуральный каучук?

Срок службы натурального каучука составляет от 5 до 25 лет. Это зависит от того, для чего он используется, частоты и среды, в которой он используется. Он длится меньше времени при воздействии элементов, особенно экстремальных температур.

Насколько прочен натуральный каучук?

Он очень прочный, с пределом прочности на разрыв 20-25 МПа (сила на единицу площади).Для сравнения, прочность на разрыв натуральных волос составляет 10 МПа, а для нержавеющей стали - около 860 МПа.

Можно ли выбросить резину?

Да, потому что он поддается биологическому разложению. Тем не менее, вторичная переработка - лучший выбор для новых применений - в строительстве, покрытии детских площадок и спортивных покрытий, таких как баскетбольные площадки.

Другие материалы в ковровых покрытиях

Несмотря на то, что мы производим высококачественные коврики из натурального каучука, это не единственный материал, используемый для производства ковровых подушек.Другие материалы, такие как ПВХ и войлочная ткань, также позволяют производить высококачественные коврики. Вот как это сделать:

ПВХ

ПВХ - это аббревиатура от поливинилхлорида, одного из самых популярных синтетических полимеров в мире. Мы производим коврики из ПВХ в США.

Наши коврики из ПВХ уникальны в своем роде, потому что покрытие на них является прочным и поддерживает качество и целостность вашего пола. Другие коврики снижают качество полов из-за окрашивания, снятия изоляции и прилипания к полу.

Войлочная ткань

Фетровая ткань представляет собой смесь различных волокон, которые сжаты, спутаны или уплотнены вместе. Различные волокна в смеси могут быть натуральными волокнами, такими как шерсть, или синтетическими волокнами, такими как полиэстер и акрил.

Коврик из войлочной ткани - отличный выбор, потому что он защищает пол от вмятин от тяжелой мебели. Войлок - отличный звукоизоляционный изолятор, а войлочная подушка защитит ваш коврик от грязи.

Как мне узнать, какой нескользящий коврик купить?

Подходящий нескользящий коврик для вашего дома зависит от размера вашего ковра, материала вашего пола и личных предпочтений.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *