Введение
Любой искусственный эластомер
Синтетический каучук – это искусственный эластомер. Он представляет собой полимер, синтезированный из нефтепродуктов. В Соединенных Штатах ежегодно производится около 32 миллионов метрических тонн резины, причем две трети этого объема – синтетическая. Как и натуральный каучук, синтетический каучук широко используется в автомобильной промышленности для производства шин, профилей дверей и окон, уплотнителей, таких как уплотнительные кольца и прокладки, шлангов, ремней, ковриков и напольных покрытий. Он обладает широким спектром физических и химических свойств, которые могут повысить надежность конкретного продукта или области применения. Синтетические каучуки превосходят натуральные каучуки по двум основным параметрам: термостойкости и устойчивости к маслам и родственным соединениям. Они более устойчивы к окислителям, таким как кислород и озон, которые могут сократить срок службы изделий, например, шин.
A synthetic rubber is an artificial elastomer. They are polymers synthesized from petroleum byproducts. About 32 million metric tons of rubbers are produced annually in the United States, and of that amount two thirds are synthetic. Synthetic rubber, just like natural rubber, has many uses in the automotive industry for tires, door and window profiles, seals such as O rings and gaskets, hoses, belts, matting, and flooring. They offer a different range of physical and chemical properties which can improve the reliability of a given product or application. Synthetic rubbers are superior to natural rubbers in two major respects: thermal stability, and resistance to oils and related compounds. They are more resistant to oxidizing agents, such as oxygen and ozone which can reduce the life of products like tires.
История синтетического каучука
Расширение использования велосипедов, и особенно их пневматических шин, начиная с 1890-х годов, привело к увеличению спроса на каучук. В 1909 году группа под руководством Фрица Хофмана, работавшая в лаборатории Bayer в Эльберфельде (Германия), добилась полимеризации изопрена, создав первый синтетический каучук. Исследования, опубликованные в 1930 году независимо русским ученым Лебедевым, американцем Уоллесом Каротерсом и немецким ученым Германом Стаудингером, в 1931 году привели к созданию одного из первых успешных синтетических каучуков, известного как неопрен, который был разработан в компании DuPont под руководством Э. К. Болтона. Неопрен обладает высокой устойчивостью к воздействию тепла и химических веществ, таких как масло и бензин, и используется в топливных шлангах и в качестве изоляционного материала в машинах. Компания Thiokol присвоила свое название конкурирующему типу каучука на основе этилендихлорида. В 1935 году немецкие химики синтезировали первый из серии синтетических каучуков, известных как каучуки Буна. Это были сополимеры, то есть полимеры состояли из двух мономеров, чередующихся в последовательности. Среди других марок – Koroseal, разработанный Вальдо Семоном в 1935 году, и Sovprene, созданный советскими исследователями в 1940 году.
Вторая мировая война
Производство синтетического каучука в Соединенных Штатах значительно расширилось во время Второй мировой войны, поскольку страны Оси контролировали почти все мировые запасы натурального каучука к середине 1942 года, после японской оккупации большей части Азии, особенно в юго-восточноазиатских колониях Британской Малайи (ныне Малайзия) и Голландской Ост-Индии (ныне Индонезия), откуда поступала значительная часть мирового предложения натурального каучука. В рамках операции "Пойнтбланк" целями бомбардировок нацистской Германии были завод в Шкопау (50 000 тонн в год), завод синтетического каучука Hüls близ Реклингаузена (30 000, 17%), а также завод по производству шин и камер Kölnische Gummifäden Fabrik в Дюц на восточном берегу Рейна. Фабрика синтетического каучука в Ферраре, Италия (недалеко от речного моста), была разбомблена 23 августа 1944 года. Три других предприятия по производству синтетического каучука находились в Людвигсхафене/Оппау (15 000), Ганновере/Лиммере (регенерация, 20 000) и Леверкузене (5 000). Строительство завода синтетического каучука в Освенциме, в оккупированной нацистами Польше, велось 5 марта 1944 года под управлением IG Farben с использованием труда рабов, поставляемых СС из лагеря Аушвиц III (Моновиц).
Силиконовая резина
Силиконовая резина также является синтетическим эластомером, состоящим из силиконовых полимеров. Силиконовые каучуки широко применяются в промышленности и выпускаются в различных составах. Силиконовые каучуки часто бывают одно- или двухкомпонентными полимерами и могут содержать наполнители для улучшения характеристик или снижения себестоимости. Силиконовая резина обычно не вступает в реакции, стабильна и устойчива к воздействию экстремальных сред и температур.
Природный или синтетический каучук
Природный каучук, получаемый из латекса Hevea brasiliensis, состоит главным образом из полицис-изопрена. Синтетическая резина, как и другие полимеры, производится из различных мономеров, полученных из нефти. Некоторые синтетические каучуки менее восприимчивы к озоновому растрескиванию, чем натуральный каучук. Натуральный каучук чувствителен к этому из-за двойных связей в своей цепной структуре, но некоторые синтетические каучуки не содержат этих связей и поэтому более устойчивы к озоновому растрескиванию. Примеры включают каучук Viton, EPDM и бутилкаучук. Новый класс синтетических каучуков – это термопластичные эластомеры, которые легко формуются, в отличие от традиционного вулканизированного натурального каучука. Их структура стабилизируется с помощью поперечных связей в виде кристаллитов (в случае полиуретанов) или аморфных областей (в случае блочных сополимеров SBS).