ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные принципы получения синтетических каучуков из "Общая химическая технология Том 2" Важнейшей предпосылкой расширения производства синтетических каучуков (сокращенно СК) является значительное развитие промышленности органического синтеза, вырабатывающей необходимые исходные продукты (мономеры). [c.731] Каучукоподобные полимеры могут быть получены также путем поликонденсации мономеров, вообще не имеющих двойных связей (полисульфидные, кремнийорганические и полиуретановые каучуки). [c.732] Большое значение для развития производства разнообразных высококачественных синтетических каучуков имеет использование новых методов синтеза полимеров. Методы получения блокполимеров и привитых полимеров, а также стереорегулярных полимеров, обладающих строго линейной структурой, находят все большее применение в синтезах каучукоподобных полимеров. [c.732] Тип связей между звеньями макромолекулы, обусловливающий возможность образования разветвлений, оказывает существенное влияние на свойства каучука, в частности на гибкость цепи, определяющую одно из важнейших технических качеств каучука—его морозостойкость. Этот показатель, характеризуемый температурой стеклования или кристаллизации, при которой каучук теряет эластические свойства, зависит от строения полимера, в том числе от типа связей между элементарными звеньями. [c.732] Чем больше связей 1—4 содержат макромолекулы каучука, тем лучше его морозостойкость. [c.732] Образование в процессе полимеризации связей, соединяющих элементарные звенья в положении 1 - 2, может привести к получению разветвленных полимеров, обладающих меньшей способностью к ориентации. При проведении процесса полимеризации диеновых соединений в таких условиях, в которых образование связей 1—2 сводится к минимуму, значительно улучшаются свойства каучука, в частности морозостойкость получаемых резиновых изделий. [c.733] Соотношение между количеством звеньев, соединенных связями 1 —2 и 1—4, при полимеризации в массе зависит от характера применяемого катализатора. Например, при получении синтетического полиизопренового каучука путем полимеризации в эмульсии в присутствии перекисей, в макромолекулах каучука наряду со звеньями, соединенными связями в положении 1—4, значительное число элементарных звеньев (около 10 — 15%) соединено связями в положениях 1—2 и 3—4. Если при полимеризации изопрена в качестве катализатора применяют литий или комплексные металлорганические соединения (например, комплексное соединение триалкиллалюминия с ИС ), то почти все звенья в макромолекуле каучука соединены в положении 1 —4 и имеют цис-конфигурацию. Благодаря такому строению полиизопреновый каучук, полученный в присутствии указанных катализаторов, наиболее близко приближается по строению и свойствам к натуральному каучуку. [c.733] Характер инициатора, применяемого при полимеризации в эмульсии, не влияет на соотношение этих типов связей. Температура полимеризации оказывает существенное влияние на степень разветвленности макромолекул. Чем ниже температура, тем меньше (при прочих равных условиях) степень разветвленности, тем больше звеньев, соединенных в положении 1 —4, и лучше свойства получаемого каучука. [c.733] Различное пространственное расположение элементарных звеньев в макромолекуле, т. е. соотношение транс-и цис-конфигураций, также существенно влияет на свойства полимера. В натуральном каучуке элементарные звенья расположены строго регулярно в цис-положении. При получении же синтетических каучуков в большинстве случаев образуются как цис-, так и транс-конфигурации, нерегулярно чередующиеся в макромолекуле. Такая нерегулярность структуры затрудняет кристаллизацию каучука при растяжении и обусловливает более низкую механическую прочность его. [c.733] Одним из основных методов регулирования соотношения цис- и транс-форм в синтетических каучуках является изменение температуры полимеризации или характера катализатора. Чем ниже температура, тем больше содержание транс-формы в молекуле бутадиенового каучука. Каучук, полученный при температуре полимеризации ниже —15°, содержит почти все звенья макромолекул в транс-форме. [c.733] Количество и характер боковых групп в элементарных звеньях макромолекул каучука оказывают большое влияние на его свойства. Такие важнейшие показатели свойств резины, как маслостойкость и бензостойкость, устойчивость к действию химических реагентов, к истиранию, газонепроницаемость, теплостойкость и светостойкость, зависят от химического состава полимера, т. е. от характера и количества боковых групп в элементарном звене. [c.733] Существенное влияние на свойства каучуков оказывает также присутствие элементарных звеньев моноолефинов в макромолекуле полимера. При сополимеризации диенов с моноолефинами уменьшается число двойных связей в макромолекулах каучука, благодаря чему повышается егО устойчивость к термоокислительным процессам и к старению. [c.734] Высокое качество синтетических каучуков достигается при достаточно высокой степени их полимеризации (с. п. = 2000—3000). Чем больше (до определенного предела) молекулярный вес полимера одного и того же химического состава, тем выше его механическая прочность, устойчивость к истиранию, к действию высоких и низких температур. Однако с увеличением молекулярного веса выше определенного оптимума, характерного для каждого типа каучука, значительно затрудняются процессы приготовления резиновых смесей (стр. 760) и переработки их в изделия. [c.734] Таким образом, основной задачей при синтезе каучука, не уступающего по свойствам натуральному, является получение полимера, макромолекулы которого обладают наиболее регулярным (однородным) строением—образование между звеньями связей преимущественно одного типа, одинаковое пространственное расположение звеньев в цепи, минимальное число боковых групп и ответвлений. [c.734] Синтетические каучуки, обладающие ценными техническими свойствами, отсутствующими у натурального каучука, могут быть получены при введении определенных функциональных групп в макромолекулы полимера. [c.734] Указанные закономерности необходимо учитывать при выборе мономеров и разработке условий их полимеризации или сополимеризации для получения синтетических каучуков различного назначения. [c.734] При производстве синтетических каучуков полимеризацию мономера проводят в массе (жидкофазная и газофазная полимеризация) или в эмульсии (эмульсионная полимеризация). [c.734] Вернуться к основной статье