Хімія. Рівень стандарту. 10 клас. Величко

§ 25. Синтетичні каучуки

Упродовж певного часу потреби промисловості задовольнялися природним каучуком, що його виготовляли з молочного соку (латексу) каучукового дерева (гевеї) (мал. 60).

Хімічна назва полімеру — поліізопрен:

Мал. 60. Збирання соку каучукового дерева Hevea brasiliensis. Латекс виділяється на зрізі

Природний каучук втрачає цю властивість за низької температури, стає твердим і крихким, а за високої температури — липким.

Свого часу це обмежувало його використання, наприклад для виготовлення водонепроникного одягу.

Проблему було розв’язано після відкриття процесу вулканізації каучуку. Виявилося, що внаслідок нагрівання каучуку із сіркою утворюється продукт, позбавлений цих вад: міцний, еластичний, стійкий проти зміни температури в широкому діапазоні.

Під час вулканізації сірка приєднується за місцем подвійних зв’язків, утворюючи дисульфідні містки, що ніби «зшивають» полімерні ланцюги між собою з утворенням полімеру просторової будови:

З вулканізованого каучуку виготовляють гуму, добавляючи наповнювачі для поліпшення якості матеріалу. Наповнювачами можуть бути сажа, кремнезем SiO2 або алюміній оксид Аl2О3, що надають гумі пружності та стійкості проти стирання.

Мал. 61. Цех шинного заводу

Залежно від умісту сірки можна добувати полімери різних ступенів еластичності й твердості. Для високовулканізованого каучуку, відомого під назвою ебоніт, характерні високі твердість і міцність.

Автомобільний транспорт, що розвивався, інші потреби техніки та й важкодоступність сировини змушували вчених шукати способи добування синтетичного каучуку.

Один із перших синтезів каучуку було проведено в 1931 р. за методом С. В. Лебедева. Це був бутадієновий каучук, що утворювався полімеризацією бутадієну — сполуки, що містить два подвійні зв’язки — за участі каталізатора (металічного натрію):

  • Складіть загальну формулу полімеру.

Нині промисловість виготовляє багато різних видів каучуків, за властивостями наближених до натурального. Це стало можливим завдяки застосуванню спеціальних каталізаторів. Сировиною є продукти переробки нафти.

Бутадієновий та ізопреновий — це каучуки загального призначення. Їх використовують для виготовлення шин та інших гумових виробів технічного, побутового призначення тощо (мал. 61).

До каучуків спеціального призначення належить хлоропреновий:

Це негорючий матеріал, а за властивостями світло-, термо-, маслостійкості цей каучук переважає натуральний.

ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ

  • 1. Поясніть відмінність у будові натурального ізопренового й синтетичного бутадієнового каучуків.
  • 2. Зобразіть фрагмент стереорегулярного ланцюга хлоропренового каучуку.
  • 3. У чому, на вашу думку, полягає значення синтезу за методом Лебедева?
  • 4. Назвіть галузі застосування синтетичних каучуків.