ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Каучук и его упругие свойства из "Основы стереохимии" Строение каучука было установлено Гарриесом, показавшим, что при озонировании каучука образуется левулиновый альдегид . Однако приведенное выше схематическое строение каучука еще не дает полного представления о нем. Прежде всего в каучуке имеются двойные связи и, следовательно, надо считаться с возможностью существования ц с-/пранс-изомерии. Такая изомерия в полиизопреноидах действительно известна, что заметно сказывается на их свойствах. Подробнее это будет описано позднее. [c.466] Большинство твердых тел в той или иной мере обладает упругостью, т. е. способностью восстанавливать свою форму, временно изменившуюся под действием внешних механических сил. Способность различных тел к упругой деформации характеризуется модулем упругости, с помощью которого устанавливается количественная связь между приложенной к телу силой и изменением его длины (или объема). Обратимая растяжимость большинства твердых веществ невысока—порядка одного процента. Для природного каучука растяжимость очень велика и достигает 1000 и более процентов. Это значит, что каучук и каучукоподобные вещества можно растянуть в 10 и более раз и при снятии нагрузки они вновь принимают свои первоначальные размеры. Между упругостью обычных и каучукоподобных веществ существует не только это количественное различие сама природа явления в обоих случаях различна. [c.467] Упругость кристаллических твердых тел обусловлена тем, что небольшое увеличение (при приложении внешних сил) нормальных для данного вещества расстояний между молекулами (или ионами, если кристаллическая решетка ионная) сопровождается работой против сил кристаллической решетки (и вообще межмолекулярных сил). Именно эти силы и стремятся после снятия нагрузки вернуть молекулы (ионы) в их нормальное положение. [c.467] Для осуществления подобного механизма упругого растяжения необходим ряд условий, которые наиболее полно осуществляются именно в молекуле каучука и его аналогов, чем и объясняется, почему именно они, а не все соединения с нитевидными молекулами обладают каучукоподобной упругостью . [c.468] Прежде всего необходимо, чтобы молекулы были достаточно гибкими, способными легко принимать самые различные конформации в результате вращения вокруг простых связей. [c.468] Далее необходимо, чтобы межмолекулярные силы были и не слишком малы, и не слишком велики. При слишком малом межмо-лекулярном взаимодействии молекулы свободно отрывались бы друг от друга и вместо упругого растяжения наблюдалось бы течение, как у жидкостей или смол. Слишком большие межмолекулярные силы препятствовали бы скольжению молекул и их ориет иров-ке под действием растягивающей силы. Поэтому, например, такое вещество, как клетчатка, не обладает значительной упругостью. Между нитевидными молекулами клетчатки (которые к тому же обладают меньшей гибкостью, чем тонкие молекулы полизопре-ноидов) действуют значительные межмолекулярные силы, прежде всего в виде водородных связей между ОН-группами, входящими в состав разных цепей. Можно вообще предвидеть, что присутствие в макромолекуле полярных групп, сильно увеличивающих взаимодействие между молекулами, должно приводить к уменьшению упругого растяжения. [c.468] В связи со сказанным становится понятной сущность процесса вулканизации каучука. Сырой, необработанный каучук обладает лишь небольшой упругостью. Уже при небольшом повышении температуры он становится больше похожим на пластичную смолу. В процессе вулканизации происходит сшивание нитевидных молекул каучука при помощи серных мостиков . В результате этого несколько возрастает взаимодействие между цепями и увеличиваются упругие свойства каучука. При дальнейшей вулканизации число серных мостиков возрастает, их становится так много, что они прочно сшивают нитевидные молекулы каучука, закрепляя нх в неподвижном состоянии. Так каучук превращается в твердый неэластичный эбонит. [c.468] Аналогичную роль играют и наполни тел и—вещества, усиливающие взаимодействие между макромолекулами и увеличивающие прочность их связи. Пластифи ка тор ы, наоборот, увеличивают подвижность макромолекул. [c.468] Вернуться к основной статье