Просмотр кода страницы Синтетические изопреновые каучуки

[[Файл:Polyisopren-Strukturen.svg|thumb|400px|Варианты [[Изомерия|изомерии]] при полимеризации изопрена]]
'''Синтетические изопреновые каучуки''' (СКИ) — продукты [[Полимеризация|полимеризации]] [[изопрен]]а. Эластичная темно-серая масса без характерного запаха. Химический состав изопрена приблизительно идентичен натуральному каучуку, поэтому свойства этих двух [[эластомер]]ов похожи.

Синтетические изопреновые каучуки хорошо совмещаются со всеми диеновыми каучуками. Важнейшее свойство — их способность к полимеризации, которая используется для получения синтетических каучуков.

Получают путем [[катализатор|каталитической]] [[Стереоизомеры|стереоспецифической]] полимеризации изопрена в [[растворитель|растворителях]]:

'''<sub>n</sub>СН<sub>2</sub>=С(СН<sub>3</sub>)-СН=СН<sub>2</sub> → (-СН<sub>2</sub>-С(СН<sub>3</sub>)=СН-СН<sub>2</sub>-)<sub>n</sub>'''

Эти синтетические каучуки являются в основном [[Цис-транс-изомерия|транс]]-1,4-полиизопренами. Полимеризация изопрена под действием таких инициаторов, как натрий или калий в малополярных растворителях, приводит к образованию 1,2-, 3,4- и транс-1,4-полиизопрена. Инициирование полимеризации литием в неполярном растворителе ведёт к получению каучука, содержащего 94 % [[Цис-транс-изомерия|цис]]-звеньев. Использование [[Катализаторы Циглера — Натта|катализаторов Циглера-Натта]] позволяет получить каучук, практически идентичный натуральному. При полимеризации изопрена в отсутствие стереохимического контроля в принципе возможно образование различных полимерных продуктов.

== История == 
Натуральный [[каучук]] — это изопреновый каучук. Поэтому перед учёными стояла задача получить синтетический изопреновый каучук. Синтез такого каучука был осуществлён. Но свойств натурального каучука в полной мере достичь не удавалось. Причину этого установили, когда изучили пространственное строение натурального каучука. Оказалось, что он имеет стереорегулярное строение, группы -СН<sub>3</sub> в макромолекулах каучука расположены не беспорядочно, а по одну и ту же сторону двойной связи в каждом звене, то есть находятся в цис-положении.

== Свойства ==
* рабочий диапазон температур: от −55 °C до +80 °C; низкая температура стеклования (около −70ºС);
* кристаллизация при растяжении или при охлаждении: полупериод [[Кристаллизация|кристаллизации]] нерастянутого каучука СКИ-3 — более 20 ч. Способность СКИ кристаллизоваться при растяжении и гибкость его макромолекул обусловливают высокую [[Упругость|эластичность]] и прочность ненаполненных и наполненных резин на его основе, а также хорошие динамические свойства. Наименьшее относительное удлинение, при котором наблюдается образование кристаллической фазы при 20 °C, составляет для резин на его основе 300—400 %;
* отличная эластичность по отскоку;
* очень хорошая прочность на раздир и истирание, прочность на разрыв;
* хорошая [[Изоляция (электротехника)|электроизоляционная стойкость]];
* растворимость = 16,8 (МДж/м³); хорошая водостойкость. 
* каучуки выпускают с заданной вязкостью. При переработке необходимо строго соблюдать температурные режимы смешения, разогрева и формования.

== Недостатки ==

Плохая стойкость к высокой температуре, [[озон]]у и солнечному свету.

Очень низкая стойкость к [[масло|маслам]], [[бензин]]ам и углеродным растворителям. 

Основным недостатком СКИ, связанным с особенностями молекулярной структуры и ММР, является пониженная когезионная прочность резиновых смесей на их основе (пониженная скоростью кристаллизации синтетического полиизопрена, отсутствие в макромолекулах функциональных полярных групп). При сборке неформовых, клееных и других изделий возникают затруднения, связанные с повышенной липкостью смесей и полуфабрикатов, недостаточной каркасностью, текучестью при транспортировке и хранении.

== Применение ==

Использование комплексных катализаторов на основе производных [[титан (элемент)|титана]] и [[алюминий|алюминия]] дает возможность получить каучуки типа СКИ-3 с высоким содержанием цис-1,4-звеньев, присоединенных почти исключительно по типу «голова к хвосту». СКИ-3 имеет регулярную структуру, содержит не каучуковые компоненты, а также отсутствуют функциональные группы в молекулярных цепях полимера. Каучук имеет узкое молекулярно-массовое распределение. 

Вследствие высокой непредельности вулканизацию СКИ-3 можно осуществлять с применением вулканизующих систем, содержащих серу и органические ускорители вулканизации, а также бессерными системами: [[тиурам]]ом, органическими перекисями, [[Фенолформальдегидная смола|фенолформальдегидными смолами]], производными малеимида и другими веществами. В промышленности применяются главным образом серные вулканизующие системы. Обычно температура вулканизации серных смесей на основе СКИ-3 равна 133—151 °C. Для них характерно наличие оптимума вулканизации по сопротивлению разрыву и небольшое плато вулканизации.

Поскольку СКИ склонен к кристаллизации, то вулканизаты на его основе, даже не наполненные, обладают высокой прочностью до 30 МПа. При повышенных температурах сопротивление раздиру и прочность понижаются. Благодаря отсутствию азотсодержащих веществ и малой зольности СКИ характеризуются хорошей водостойкостью и высокими диэлектрическими показателями.

== Ссылки и источники ==
* [http://www.polymertechnik.com/produkte/eigenschaften/ir.html Typische Eigenschaften von Isoprenkautschuk]{{Недоступная ссылка|date=Июнь 2018 |bot=InternetArchiveBot }} ([[немецкий язык|нем.]])
* [https://web.archive.org/web/20100207150934/http://www.kautschuk-isolierung.de/ Anwendung von Isoprenkautschuk bei der Rohrisolierung] ([[немецкий язык|нем.]])
* Гончаров А. І., Середа І.П. ''Хімічна технологія''. Ч.2. — Київ: Вища шк., 1980 р. — 280с. ([[украинский язык|укр.]])

{{Нет иллюстрации}}

[[Категория:Полимеры]]
[[Категория:Каучуки]]