КАУЧУ́КИ СИНТЕТИ́ЧЕСКИЕ

КАУЧУ́КИ СИНТЕТИ́ЧЕСКИЕ (СК), пром. син­те­тич. по­ли­мер­ные ма­те­риа­лы, при вул­ка­ни­за­ции ко­то­рых мо­жет быть по­лу­че­на ре­зи­на; яв­ля­ют­ся эла­сто­ме­ра­ми. В нач. 20 в. по­треб­ность в ре­зи­не и де­фи­цит кау­чу­ка на­ту­раль­но­го обу­сло­ви­ли за­да­чу по­лу­че­ния К. с. Впер­вые кау­чу­ко­по­доб­ные про­дук­ты по­лу­чи­ли из изо­пре­на в 1875 франц. хи­мик Г. Бу­шар­да, в 1882 англ. хи­мик У. Тил­ден. В 1899 рос. хи­мик И. Л. Кон­да­ков осу­ще­ст­вил син­тез кау­чу­ка из 2,3-ди­ме­тил-1,3-бу­та­дие­на, а в 1910 С. В. Ле­бе­дев – из 1,3-бу­та­дие­на. Пром. спо­со­бы по­лу­че­ния К. с. впер­вые бы­ли раз­ра­бо­та­ны в СССР в 1928–32 С. В. Ле­бе­де­вым (по­ли­ме­ри­за­ци­ей 1,3-бу­та­дие­на) и в США в 1931–34 У. Ка­ро­зер­сом и Дж. А. Нью­лен­дом (по­ли­ме­ри­за­ци­ей хло­ро­пре­на). Совр. усо­вер­шен­ст­во­ван­ные ме­то­ды син­те­за по­зво­ля­ют по­лу­чать ши­ро­кий ас­сор­ти­мент К. с. с за­дан­ным ком­плек­сом свойств; по мно­гим по­ка­за­те­лям К. с. су­ще­ст­вен­но пре­вос­хо­дят на­ту­раль­ный кау­чук. Про­из-во К. с. по объ­ё­му су­ще­ст­вен­но пре­вос­хо­дит про­из-во на­ту­раль­но­го кау­чу­ка. К. с. по­лу­ча­ют ме­то­да­ми ра­ди­каль­ной, ион­ной и ион­но-ко­ор­ди­на­ци­он­ной по­ли­ме­ри­за­ции или со­по­ли­ме­ри­за­ции не­на­сы­щен­ных со­еди­не­ний, ре­же по­ли­кон­ден­са­ци­ей разл. по­ли­функ­цио­наль­ных со­еди­не­ний.

К. с. яв­ля­ют­ся вы­со­ко­мо­ле­ку­ляр­ны­ми со­еди­не­ния­ми – по­ли­ме­ра­ми или со­по­ли­ме­ра­ми с вы­со­кой гиб­ко­стью це­пи и от­но­си­тель­но не­вы­со­ким меж­мо­ле­ку­ляр­ным взаи­мо­дей­ст­ви­ем, темп-рой стек­ло­ва­ния ни­же 20 °С и сте­пе­нью кри­стал­лич­но­сти при нор­маль­ной темп-ре ме­нее 40%. Тех­но­ло­гич. свой­ст­ва К. с., про­яв­ляе­мые при пе­ре­ра­бот­ке, а так­же свой­ст­ва ре­зин на их ос­но­ве оп­ре­де­ля­ют­ся хи­мич. строе­ни­ем, мо­ле­ку­ляр­ной мас­сой, мо­ле­ку­ляр­но-мас­со­вым рас­пре­де­ле­ни­ем и сте­пе­нью раз­ветв­лён­но­сти мак­ро­мо­ле­кул К. с. Свой­ст­ва кау­чу­ков, син­те­зи­ро­ван­ных на ос­но­ве од­них и тех же мо­но­ме­ров, раз­лич­ны в за­ви­си­мо­сти от по­ряд­ка при­сое­ди­не­ния и про­стран­ст­вен­ной кон­фи­гу­ра­ции звень­ев (см., напр., в ст. Бу­та­дие­но­вые кау­чу­ки). Сте­рео­ре­гу­ляр­ные кау­чу­ки ха­рак­те­ри­зу­ют­ся спо­соб­но­стью к ори­ен­та­ци­он­ной кри­стал­ли­за­ции при де­фор­ми­ро­ва­нии, что оп­ре­де­ля­ет вы­со­кий уро­вень уп­ру­го­проч­но­ст­ных свойств ре­зин на их ос­но­ве при нор­маль­ных и по­вы­шен­ных темп-рах. Мо­ле­ку­ляр­ная мас­са наи­бо­лее рас­про­стра­нён­ных К. с. обыч­но (15–50)·10⁴. При вы­бо­ре оп­ти­маль­ных для прак­тич. при­ме­не­ния зна­че­ний мо­ле­ку­ляр­ной мас­сы сле­ду­ет учи­ты­вать, что по­вы­ше­ние мо­ле­ку­ляр­ной мас­сы ве­дёт к улуч­ше­нию свойств ре­зин на их ос­но­ве – воз­рас­та­нию из­но­со­стой­ко­сти, улуч­ше­нию уп­ру­го­проч­но­ст­ных и ди­на­мич. свойств ре­зин, но ус­лож­ня­ет про­цесс пе­ре­ра­бот­ки: вы­зы­ва­ет по­вы­ше­ние вяз­ко­сти и, со­от­вет­ст­вен­но, уве­ли­че­ние энер­го­за­трат и те­п­ло­об­ра­зо­ва­ния при пе­ре­ра­бот­ке ре­зи­но­вых сме­сей. Рас­ши­ре­ние мо­ле­ку­ляр­но-мас­со­во­го рас­пре­де­ле­ния, как пра­ви­ло, об­лег­ча­ет про­цесс пе­ре­ра­бот­ки, но при­во­дит к ухуд­ше­нию по­тре­би­тель­ских свойств ре­зи­ны.

В со­ста­ве К. с. кро­ме по­ли­ме­ра при­сут­ст­ву­ют ком­по­нен­ты, со­дер­жа­ние ко­то­рых оп­ре­де­ля­ет­ся спо­со­бом син­те­за, и не­ко­то­рые спе­ци­аль­но вво­ди­мые до­бав­ки (напр., ан­ти­ок­си­дан­ты, обес­пе­чи­ваю­щие ста­биль­ность по­ли­ме­ра при по­лу­че­нии, хра­не­нии и пе­ре­ра­бот­ке). На­ли­чие при­ме­сей су­ще­ст­вен­но влия­ет на свой­ст­ва К. с. Так, со­дер­жа­ние со­лей ме­тал­лов пе­ре­мен­ной ва­лент­но­сти (да­же в ма­лых кон­цен­тра­ци­ях) су­ще­ст­вен­но ус­ко­ря­ет про­цес­сы ста­ре­ния кау­чу­ка и ре­зи­ны, на­ли­чие гид­ро­филь­ных при­ме­сей ухуд­ша­ет ди­элек­трич. свой­ст­ва ре­зин, по­ни­жа­ет их во­до­стой­кость. В не­ко­то­рые К. с. для об­лег­че­ния пе­ре­ра­бот­ки, по­вы­ше­ния ка­че­ст­ва ре­зи­но­вых из­де­лий и сни­же­ния их стои­мо­сти вво­дят зна­чит. ко­ли­че­ст­ва на­пол­ни­те­лей; наи­бо­лее ши­ро­ко ис­поль­зу­ют К. с., на­пол­нен­ные неф­тя­ны­ми мас­ла­ми и тех­нич. уг­ле­ро­дом (мас­ло- и са­же­на­пол­нен­ные кау­чу­ки).

Дос­та­точ­но ши­ро­кое при­ме­не­ние на­хо­дят жид­кие кау­чу­ки – оли­го­ме­ры с мо­ле­ку­ляр­ной мас­сой ме­нее 10⁵. Вы­пус­ка­ют так­же ла­тек­сы син­те­ти­че­ские – вод­ные дис­пер­сии кау­чу­ков.

При про­из-ве боль­шин­ст­ва К. с. учи­ты­ва­ют не­об­хо­ди­мость их по­сле­дую­щей вул­ка­ни­за­ции (струк­ту­ри­ро­ва­ния) для по­лу­че­ния ре­зи­ны. В за­ви­си­мо­сти от свойств и об­лас­тей при­ме­не­ния вы­де­ля­ют К. с. об­ще­го на­зна­че­ния, при­ме­няе­мые в мас­со­вом про­из-ве вы­со­ко­эла­стич­ных из­де­лий, и К. с. спец. на­зна­че­ния для из­го­тов­ле­ния ре­зин с не­ко­то­ры­ми спе­ци­фич. свой­ст­ва­ми. К. с. об­ще­го на­зна­че­ния – изо­пре­но­вые кау­чу­ки син­те­ти­че­ские, бу­та­дие­но­вые, бу­та­ди­ен-сти­роль­ные кау­чу­ки – ши­ро­ко при­ме­ня­ют в про­из-ве пнев­ма­тич. шин, кон­вей­ер­ных лент, ре­зи­но­тех­нич. и элек­тро­тех­нич. из­де­лий, ре­зи­но­вой обу­ви и др. К. с. спец. на­зна­че­ния про­из­во­дят в зна­чи­тель­но мень­ших объ­ё­мах, по срав­не­нию с К. с. об­ще­го на­зна­че­ния, и обыч­но клас­си­фи­ци­ру­ют по спе­ци­фич. свой­ст­вам, ко­то­рые име­ют ре­зи­ны на ос­но­ве дан­но­го кау­чу­ка. К. с. спец. на­зна­че­ния под­раз­де­ля­ют на мас­ло- и бен­зо­стой­кие (напр., бу­та­ди­ен-нит­риль­ные кау­чу­ки, ак­ри­лат­ные кау­чу­ки, ви­нил­пи­ри­ди­но­вые кау­чу­ки, фтор­си­лок­са­но­вые К. с.), тер­мо­стой­кие (крем­ний­ор­га­ни­че­ские кау­чу­ки, фтор­кау­чу­ки, эти­лен-про­пи­ле­но­вые кау­чу­ки и др.), га­зо­не­про­ни­цае­мые (напр., бу­тил­кау­чук, хлор­бу­тил­кау­чук, по­ли­суль­фид­ные кау­чу­ки, уре­та­но­вые кау­чу­ки), ог­не­стой­кие (фтор­кау­чу­ки, эпи­хлор­гид­ри­но­вые, крем­ний­ор­га­ни­че­ские, хло­ро­пре­но­вые кау­чу­ки и др.), ат­мо­сфе­ро­стой­кие (эти­лен-про­пи­ле­но­вые, хло­ро­пре­но­вые, бу­тил­кау­чук), мо­ро­зо­стой­кие (крем­ний­ор­га­ни­че­ские, про­пи­ле­нок­сид­ные К. с.). При вы­бо­ре кау­чу­ка для про­из-ва разл. из­де­лий учи­ты­ва­ют его стои­мость, тех­но­ло­гич. свой­ст­ва, эко­ло­гич. и др. фак­то­ры. Для про­из-ва не­ко­то­рых из­де­лий ис­поль­зу­ют сме­си разл. кау­чу­ков, сме­си кау­чу­ков и пла­сти­ков. Об­щий объ­ём про­из-ва К. с. в ми­ре в 2004 со­ста­вил 11,87 млн. т, в Рос­сии – 1,12 млн. т.