Склад і хімічну будову натурального каучуку. До складу каурка
Входять: уг іеводород каучуку (основна частина), волога, речовини ацетонового
Екстракту, азотовмісні речовини (головним чином протеїни), зола
Широких межах залежно від багатьох причин, найбільше значення з
Яких має спосіб приготування каучуку.
Основні властивості технічного каучуку визначаються наявністю в ньому
Високомолекулярного вуглеводню складу (<^Н8)П.
Вуглеводень каучуку містить ізопентеновие групи
- сну-з = сн-СН2- утворюються при полімеризації ізопрену.
Натуральний каучук являє собою поліізопрен, в молекулах якого ланки з'єднані в положенні 1,4-цис:
Каучук з гевеї повністю є 1,4-ЦНС-ізомером. ненасиченість каучуку
- 95 98% від теоретичної. У свіжому каучуку є також альдегідні групи, кількість яких значно коливається в залежності від походження каучуку; вони викликають сильне структурування і збільшення в'язкості каучуку МРІ зберіганні.
Середня молекулярна маса НК в латексі дорівнює 1,3-10 'при бімодальному молекулярно-масовий розподіл, яке характеризується слабко виражені піками в низкомолекулярной (10 ^) і високомолекулярної (більш 2-106) областях.
Фізичні властивості. Натуральний каучук в разі тривалого зберігання при температурі від 10 ° С і нижче кристалізується. Максимальна швидкість його кристалізації спостерігається при -25 ° С. Зовні кристалізація виражається в тому, що листи каучуку геряюг прозорість і тверднуть. Каучук плавиться при температурі 402С. Плавлення закристалізованого каучуку супроводжується поглинанням тепла (17 кДж / кг). Каучук кристалізується в умовах кімнатної температури при розтягуванні зразків більш ніж на 70%, а його вулкан і чати-прі розтягуванні більш ніж на 200%
В результаті багаторазово повторюваних заморожуванні змін фізичних і хімічних властивостей каучуку не відзначається. При температурі 40 ° С і атмосферному тиску розчинність кисню в 1 г смокед-Шитса становить 17,8-10 '5 г, що становить приблизно 13% (об).
Найважливіші фізичні властивості НК наведені нижче:
TOC o "1-5" h z Щільність, кг / м3. 913
Температура склування, ° С. -70-ь - 72
Термічний коефіцієнт об'ємного розширення (в інтервалі 0 85 ° С),
Теплопровідність [4]. Вт / (м-К). 0,14
Теплота згоряння, МДж / кг. 45,2
Питома теплоємність кДж / '(кг-К). 1,88
Світлий креп. 1,519-1,525
Вуглеводень каучуку. 1,519- 1,522
Полу період крістагт Піза
TOC o "1-5" h z нерастянутого каучуку при -25 ° С, ч 2-4
(При частоті коливань 1000 Гц / с)
Каучук різних сортів. 2,40-2,70
Вуглеводень каучуку. 2,37
Тангенс кута діелектричних втрат 1 г6 10 3
Питомий об'ємний електричний опір, Ом м
Світлий креп. 5-10п
Вуглеводень каучуку. 3 1015
Параметр розчинна! і, (МДж / м ') 12. 16,6
Звукоізоляційні властивості м'якої ре: іни на основі НК характеризуються швидкістю поширення звуку в гумі. равной37 м / с при 25 ° С; при підвищенні температури швидкість поширення звуку в гумі зменшується.
Каучук розчинний в аліфатичних і ароматичних вуглеводнях, хлороформі, сірковуглеці. Каучук випадає з розчинів при додаванні до них спирту або ацетону.
Технологічні властивості. Для ПК звичайних типів, якість яких оцінюється в ochobhovi візуально, показники пластоеластіческіх властивостей не нормуються і можуть значно коливатися. Крім реакцій структурування по альдегідної групи на в'язкість впливають також окислювальні процеси, що призводять до деструкції або структурування макромолекул каучуку. Середні значення в'язкості по Муні при 10СРС коливаються від 95 уел. од. для смокед-Шитса I-го сорту і SMR 5 до 75 одиниць для SMR 50.
Обробка латексу перед виділенням каучуку солянокислим гідроксиламіном, що перешкоджає структурування макромолекул по альдегідної групи, призводить до отримання каучуку (сорт SMR 5CV), що має при зберіганні постійне значення в'язкості по Муні 60-t5 уел. од.
Натуральний каучук, звичайно застосовуваний в гумовому виробництві, недостатньо пластичний і, як нравіто, піддається попередній механічної пластикации на вальцях (при 40- 70 ° С) або термоокислительной деструкції в резіноемзеітелях або спеціальних черв'ячних нластікаторах (при 100-150 ° С). Для скорочення тривалості пластикации часто застосовують спеціальні прискорювачі пластикации (деякі меркаптани, дисульфіди і ін.).
Швидкість пластикации НК, а також його стійкість до окислення під дією сонячних променів і високих температур в значній мірі визначається складом некаучукових компонентів, що змінюються в залежності про г умов виділення каучуку.
Натуральний каучук добре змішується з інгредієнтами в гумозмішувачах або на вальцях. Гумові суміші на його основі характеризуються високу клейкість, хорошими каландруемостио і шпріцуемостью, високої когезионной міцністю.
Вулканізація. Основним вулканизующего агентом для НК є сірка (доз мас. Ч.). Як прискорювачів сірчаної вулканізації використовуються головним чином тіазоли, сульфенамід. тіурами.
Якість каучуку оцінюють за властивостями вулканизатов стандартної гумової суміші з меркаптобензтіазол Рецепт стандартної гумової суміші наведено нижче:
Стеарин технічний. 0,5
Гума, виготовлена за цим рецептом, не є оптимальною за комплексом фізико-механічних показників, але чутлива до зміни сост ава каучуку.
Суміш готують на лабораторних вальцях (діаметр валків 160 мм, довжина 320 мм), нагрітих до 70-80 ° С, завантаження 800 г, тривалість змішування 18 хв. Послідовність введення інгредієнтів суміші наступна (хв):
Каучук. 0 Оксид цинку і меркапто-
Стеарин. 8 бензтіазол. 12
На 17-й хв зменшують зазор між валками до 1 мм (пропуск суміші «на тонку»). Вулканізацію суміші проводять при 143 ° С.
Показники фізико-механічних властивостей вулканізованої суміші (вулканизата) повинні бути наступними:
TOC o "1-5" h z 11рочность при розтягуванні, МПа, не менше. 23
Відносне подовження,%, не менше. 700
Межі оптимуму вулканізації, хв. 20-30
Властивості і галузі застосування вулканизатов. Схильність НК до кристалізації при температурах близьких до нормального, обумовлює високу міцність при розтягуванні як ненаповнених гум з НК, так і гум на його основі, що містять неактивні наповнювачі. При введенні активних наповнювачів значно підвищуються напруги при подовженнях, твердість і опір ісгіранію гуми. Гуми характеризуються високою еластичністю, морозостійкістю, високими динамічними властивостями, зносостійкістю, але мають малу, стійкістю до дії агресивних середовищ, сильно набухають у вуглеводнях і внаслідок високої неграничне ти швидко піддаються старінню.
Поєднання хороших технологічних властивостей гумових сумішей з комплексом цінних технічних властивостей вулкани 5атов зумовило широке застосування НК як самостійно, так і в комбінації з іншими каучуками для виробництва автомобільних шин і різноманітних гумових технічних виробів (амортизаторів, прокладок, ущільнювачів і інших деталей). На основі НК виготовляють до ^ єї, ебоніту, губчасті вироби. Важливі області застосування НК - гумові вироби санітарії, медичного, харчового, побутового і спортивного призначення.