Сторінка
1

Каучук і гума

Каучук і гума

Каучук - речовина, що одержується з каучуконосних рослин, що ростуть у тропіках і утримуючих молочну рідину (латекс) у коренях, стовбурі, гілках, чи листах плодах або під корою. Гума - продукт вулканізації композицій на основі каучуку. Латекс не є соком рослини, і його роль у життєдіяльності рослини до кінця не з'ясована. Латекс містить частки, що виділяються шляхом коагуляції у виді суцільної пружної маси, називаної сирим, чи неопрацьованим, каучуком.

ДЖЕРЕЛА НАТУРАЛЬНОГО КАУЧУКУ

Сирий натуральний каучук буває двох видів: 1) дикий каучук, що добувається з дерев, що виростають у природних умовах, кущів і лози; 2) плантаційний каучук, що добувається з оброблюваних людиною дерев і інших рослин. Протягом 19 ст. уся маса сирого каучуку промислового застосування являла собою дикий каучук, що добувався подсочкой гевеї бразильської в екваторіальних тропічних лісах Латинської Америки, з дерев і лози в екваторіальній Африці, на Малаккском півострові і Зондских островах.

ВЛАСТИВОСТІ КАУЧУКУ

Сирий каучук, призначений для наступного промислового застосування, є щільним аморфним еластичним матеріалом з питомою масою 0,91-0,92 г/см3 і показником переломлення 1,5191. Його склад неоднаковий для різних латексів і методів готування на плантації. Результати типового аналізу представлені в таблиці.

Вуглеводень каучуку - це поліізопрен, вуглеводнева полімерна хімічна сполука, що має загальну формулу (C5H8)n. Як саме в дереві синтезується вуглеводень каучуку, невідомо. Невулканізований каучук стає м'яким і липким в теплу погоду і тендітним - у холодну. При нагріванні вище 180 С за відсутністі повітря каучук розкладається і виділяє ізопрен.

Каучук відноситься до класу ненасичених органічних сполук, що виявляють значну хімічну активність при взаємодії з іншими реакційноздатними речовинами. Так, він реагує з соляною(HCl) кислотою з утворенням гідрохлориду каучуку, а також із хлором по механізмах приєднання і заміщення з утворенням хлорованого каучуку. Атмосферний кисень діє на каучук повільно, роблячи його твердим і тендітним; озон робить те ж саме швидше. Сильні окислювачі, наприклад азотна кислота, перманганат калію і перекис водню, окисляють каучук. Він стійкий до дії лугів і помірковано сильних кислот. Каучук реагує також з воднем, сіркою, сульфатною кислотами, оксидами азоту і багатьма іншими реакційноздатними сполуками, утворює похідні, частина з яких має промислове застосування.

Каучук не розчиняється у воді, спирті чи ацетоні, однак набухає і розчиняється в бензолі, толуолі, бензині, сірковуглеці, скіпідарі, хлороформі й інших галогеновмісних розчинниках, утворюючи в’язку масу, що застосовується в якості клея.

Вуглеводень каучуку присутній у латексі у виді суспензії дрібних часток, розмір яких складає від 0,1 до 0,5 мкм. Самі великі частки видно через ультрамікроскоп: вони знаходяться в стані безупинного руху, що може служити ілюстрацією явища броунівського руху.

Кожна каучукова частка несе негативний заряд. Якщо через латекс пропускати струм, то такі частки будуть рухатися до позитивного електрода (аноду) і осідати на ньому. Це явище використовується в промисловості для нанесення покриттів на металеві предмети. На поверхні каучукових часток присутні абсорбовані білки, що перешкоджають зближенню латексних часток і їхнії коагуляції. Заміняючи речовину, адсорбована на поверхні частки, можна змінити знак її заряду, і тоді каучукові частки будуть осідати на катоді.

Каучук володіє двома важливими властивостями, що обумовлюють його промислове застосування. У вулканізованому стані він пружний і після розтягання приймає первісну форму; у невулканізованому стані він пластичний, тобто тече під впливом чи тепла тиску.

Одна властивість каучуків унікальна: при розтяганні вони нагріваються, а при стиску - прохолоджуються. Навпаки, при нагріванні каучук стискується, а при охолодженні - розширюється, демонструючи явище, назване ефектом Джоуля. При розтяганні на декілька сотих відсотка молекули каучуку орієнтуються до такого ступеня, що його волокна дають рентгенограму, властиву кристалу. Молекули каучуку, добутого з гевеї, мають цис–конфігурацію, а молекули балати і гутаперчі - транс-конфігурацію. Будучи поганим провідником електрики, каучук використовується і як електричний ізолятор.

ОБРОБКА КАУЧУКУ І ВИРОБНИЦТВО ГУМИ

Пластикація. Одна з найважливіших властивостей каучуку - пластичність - використовується у виробництві гумових виробів. Щоб змішати каучук з іншими інгредієнтами гумової суміші, його потрібно спочатку пом’ягшують,або пластикують, шляхом механічної чи термічної обробки. Цей процес називається пластикацією каучуку. Відкриття Т.Хенкоком у 1820 році можливостей пластикации каучуку мало величезне значення для гумової промисловості. Його пластикатор складався із шипованного ротора, що обертається в шипованому підлогою циліндрі; цей пристрій мав ручний привід. У сучасній гумовій промисловості використовуються три типи подібних машин для введення інших компонентів гумової суміші в каучук. Це - каучукотерка, змішувач Бенбери і пластикатор Гордона.