Все расширяющиеся потребности современного производства в эластичных материалах, композиционный характер их и весьма сложная зависимость между составом и комплексом технических и технологических свойств определяют одну из сложнейших задач современной технологии резины — разработка резин с определенным уровнем технико-экономических показателей.
Известно, что понятие «резины» является собирательным и относится к целому классу материалов на основе одного из видов высокомолекулярных соединений — каучука (эластомера), который, прежде всего, определяет высокоэластические свойства изделий.
Каучук является реакционноспособным компонентом, который под воздействием механических нагрузок (особенно циклических), агрессивных жидкостей и газов, низких и высоких температур может претерпевать разнообразные структурные изменения, приводящие к ухудшению физических, химических и механических свойств резин. Несмотря на большой ассортимент каучуков, каждый из них в отдельности не всегда может в полной мере удовлетворить разнообразные требования, предъявляемые к резинам. Следовательно, от правильного выбора каучука зависит и продолжительность эксплуатации резинотехнических изделий.
С точки зрения оценки качественных характеристик натуральный каучук превосходит основные виды синтетического каучука. Поэтому натуральный каучук является стратегическим продуктом, получаемым из возобновляемого растительного сырья. Несмотря на достижения современной промышленности синтетического каучука, представляющей высокоразвитую отрасль, позиции натурального каучука на мировом рынке устойчивы, производство его ежегодно возрастает. Доля натурального каучука в мировом производстве всех его видов составляет 30%. Такая ситуация объясняется рядом неоспоримых преимуществ натурального каучука перед синтетическим продуктом (табл.16).
Таблица 16. Сравнение некоторых свойств натурального и синтетического каучуков
Каучук | Когезионная прочность, МПа | Клейкость, НК-100 | Прочность при растяжении при 100°С, МПа |
Натуральный | 1,37 | 100 | 20,00 |
Хлоропреновый | 0,17 | 90 | 8,28 |
Синтетический изопреновый | 0,34 | 90 | 10,35 |
Бутадиеновый | 0,17 | 95 | 9,65 |
Бутадиен-стирольный | 0,34 | 85 | 10,35 |
Этиленпропиленовый | 0,27 | 90 | 10,35 |
Бутилкаучук | 0,27 | 95 | 10,35 |
Натуральный каучук представляет собой биополимер — С5Н8. В состав его помимо каучукового углеводорода входят белковые вещества, минеральные соли, углеводы и экстрагируемая ацетоном смесь различных органических соединений — смол. Натуральный каучук — аморфное, способное кристаллизоваться твёрдое тело. Природный необработанный (сырой) каучук — белый или бесцветный углеводород. Он не набухает и не растворяется в воде, спирте, ацетоне и ряде других жидкостей. Это высокоэластичный продукт, обладает при действии даже малых усилий обратимой деформацией растяжения до 1000%, а у обычных твёрдых тел эта величина не превышает 1%. Эластичность натурального каучука сохраняется в широких температурных пределах, и это является характерным его свойством.
Натуральный каучук подразделяется на следующие основные типы:
— рифлёный смокед—шит (продукт светло-янтарного цвета, который получают непосредственно из фильтрованного латекса, затем обрабатывают на вальцах для придания листам рельефной структуры и обрабатывают дымом древесины, что позволяет защитить каучук от гниения и окисления и увеличить срок хранения);
— светлый креп (продукт светло-кремового цвета, перед выделением которого в латекс вводят специальные отбеливающие вещества, например бисульфит натрия);
— эпоксидированный — производится путем обработки натурального каучука надкислотами -peracids. Эпоксидированный натуральный каучук используется как заменитель для некоторых синтетических каучуков);
— термопластичный (получают в результате частичной динамической вулканизации смесей — блендов полиолефинов и натурального каучука. Этот вид каучука находится на ранней стадии своего промышленного развития);
— концентраты латекса.
Качество натурального каучука международных типов и сортов оценивают на основании внешнего осмотра и сравнения с эталоном. В среднем состав технически чистого натурального каучука выражается в следующих цифрах: каучукового углеводорода — 92%, смол — около 3%, белков — около 3%, золы — 1%, воды — до 1%.
Натуральный каучук является высокополимерным изопреном, его вулканизаты отличаются высокой механической прочностью и упругостью. Поэтому им отдается предпочтение в производстве шин (пневматические авиационные, сельскохозяйственные, легковые, грузовые и автобусные, крупногабаритные и сверхкрупногабаритные для карьерной техники), ободных лент, камер, труб, амортизаторов, приводных ремней трансмиссии, стеклоочистителей, мембран, электроизоляционных материалов, клеевых композиций, эбонитов, губчатых резин, обуви.
Кроме того, натуральный каучук применяется при изготовлении конвейерных лент и желобчатых конструкций высокой мощности, виброизоляторов, антикоррозийных покрытий котлов и труб, тонкостенных высокопрочных мелких изделий, гибких ЖК-дисплеев и сенсорных панелей, прокладочного покрытия ковров, полимерно-битумных вяжущих т.д.
Источник: Экономика, промышленность, инновационные технологии (обзорное издание №2). Институт «Узтяжнефтегазхимпроект», Ташкент, февраль 2013. 402 с.