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.

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).