Синтетический каучук
Синтетический каучук представляет собой искусственный эластомер . Это полимеры, синтезированные из побочных продуктов нефти . производится около 32 миллионов тонн каучуков Ежегодно в США , две трети из которых являются синтетическими. Синтетический каучук, как и натуральный каучук , широко используется в автомобильной промышленности для изготовления шин , дверных и оконных профилей, уплотнений, таких как уплотнительные кольца и прокладки , шлангов , ремней , ковриков и напольных покрытий . Они предлагают различный диапазон физических и химических свойств, которые могут повысить надежность данного продукта или применения. Синтетические каучуки превосходят натуральные каучуки по двум основным параметрам: термическая стабильность и устойчивость к маслам и родственным соединениям. [1] Они более устойчивы к окислителям, таким как кислород и озон , которые могут сократить срок службы таких продуктов, как шины.
История синтетического каучука [ править ]
Расширенное использование велосипедов и особенно их пневматических шин , начиная с 1890-х годов, привело к увеличению спроса на резину. В 1909 году группе под руководством Фрица Хофмана , работавшей в лаборатории Байера в Эльберфельде , Германия, удалось полимеризовать изопрен , создав первый синтетический каучук. [2] [3]
Исследования, опубликованные в 1930 году независимо друг от друга русским Лебедевым, американцем Уоллесом Карозерсом и немецким учёным Германом Штаудингером, привели в 1931 году к одному из первых успешных синтетических каучуков, известному как неопрен , который был разработан в компании «Дюпон» под руководством Э. К. Болтона . Неопрен обладает высокой устойчивостью к теплу и химическим веществам, таким как масло и бензин , и используется в топливных шлангах и в качестве изоляционного материала в машинах. Компания Thiokol применила свое название к конкурирующему типу каучука на основе дихлорида этилена . [4]
В 1935 году немецкие химики синтезировали первый из серии синтетических каучуков, известных как буна-каучуки . Это были сополимеры , то есть полимеры состояли из двух мономеров, расположенных в чередующейся последовательности. Другие бренды включали Koroseal , который Уолдо Семон разработал в 1935 году, и Sovprene , который советские исследователи создали в 1940 году. [5]
Вторая мировая война [ править ]
Производство синтетического каучука в Соединенных Штатах значительно расширилось во время Второй мировой войны , поскольку к середине 1942 года державы Оси контролировали почти все ограниченные мировые запасы натурального каучука, после завоевания Японией большей части Азии, особенно в британских колониях Юго-Восточной Азии. Малайя (ныне Малайзия ) и Голландская Ост-Индия (ныне Индонезия ), откуда поступает большая часть мировых поставок натурального каучука. [6]
в ходе операции Pointblank Цели бомбардировок нацистской Германии включали завод в Шкопау (50 000 тонн в год) и завод синтетического каучука Хюльс недалеко от Реклингхаузена (30 000, 17%), [7] и завод по производству шин и камер Kölnische Gummifäden Fabrik в Дойце на восточном берегу Рейна. [8] Феррара , Италия, завод синтетического каучука (возле речного моста) подвергся бомбардировке 23 августа 1944 года. [9] Еще три предприятия по производству синтетического каучука находились в Людвигсхафене/Оппау (15 000), Ганновере/Лиммере (регенерация, 20 000) и Леверкузене (5 000). Завод синтетического каучука в Освенциме , в оккупированной нацистами Польше, строился 5 марта 1944 года. [10] управлялся IG Farben и снабжался рабским трудом СС из связанного с ним лагеря Освенцим III (Моновиц) . [11] [12]
Типы [ править ]
Наиболее распространенным синтетическим каучуком является -стирольный каучук (SBR), получаемый в результате сополимеризации стирола бутадиен и 1,3-бутадиена . Другие синтетические каучуки включают:
- полиизопрен , полученный полимеризацией изопрена
- неопрен , полученный полимеризацией 2-хлорбутадиена.
- нитриловый каучук, изготовленный из цианобутадиена или 2-пропеннитрила и бутадиена.
Многие их варианты могут быть получены с использованием смесей мономеров и различных катализаторов, которые позволяют контролировать стереохимию . [13]
Полиизобутилен или бутилкаучук обычно используется в камерах или накладках шин из-за его устойчивости к диффузии воздуха через накладку. Это гораздо менее эластичный материал, чем цис- полибутадиен , который часто используется в боковинах шин для минимизации потерь энергии и накопления тепла. Он настолько эластичен, что его используют в супермячах . Эластомер, широко используемый для наружных листов, таких как кровельные покрытия, представляет собой хайпалон или хлорсульфированный полиэтилен . Синтетические каучуки, такие как EPR, также можно использовать для электроизоляции.
Силиконовая резина [ править ]
Силиконовая резина также представляет собой синтетический эластомер, состоящий из силиконовых полимеров. Силиконовые каучуки широко используются в промышленности и имеют множество рецептур. Силиконовые каучуки часто представляют собой одно- или двухкомпонентные полимеры и могут содержать наполнители для улучшения свойств или снижения стоимости. Силиконовая резина, как правило, инерционна, стабильна и устойчива к экстремальным условиям окружающей среды и температурам.
и Натуральный каучук синтетический
Натуральный каучук , получаемый из латекса гевеи бразильской , в основном представляет собой полицис - изопрен .
Синтетический каучук, как и другие полимеры , изготавливается из различных мономеров на основе нефти .
Некоторые синтетические каучуки менее чувствительны к озоновому растрескиванию, чем натуральный каучук. Натуральный каучук чувствителен из-за двойных связей в структуре его цепи, но некоторые синтетические каучуки не обладают этими связями и поэтому более устойчивы к озоновому растрескиванию. Примеры включают каучук Viton , EPDM и бутилкаучук .
Новым классом синтетического каучука являются термопластичные эластомеры , которые можно легко формовать в отличие от обычного вулканизированного каучука из натурального каучука . Их структура стабилизируется за счет или аморфными в доменами сшивки кристаллитами в случае полиуретанов случае блок-сополимеров СБС .
Ссылки [ править ]
- ^ Тредингем, Десмонд; Обрехт, Вернер; И снова Вольфганг (2011). Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a23_239.pub5 . ISBN 978-3527306732 .
- ^ Движущая сила резины , Леверкузен, Германия: LANXESS AG : 20
- ^ Михалович, Марк (2000). «Направление Германия: плохая замена» . История резины.
- ^ Эдвардс, Дуглас К. (2001). «Глава 5 – Жидкая резина». В Бхоумике, Анил К.; Стивенс, Ховард (ред.). Справочник по эластомерам, второе издание (первое изд.). Марсель Деккер Inc. с. 135. ИСБН 0-8247-0383-9 . Проверено 8 февраля 2015 г.
- ^ Текущая биография 1940, «СЕМОН, УОЛДО ЛОНСБЕРИ», стр. 723–724.
- ^ Гропман, Алан Л. (1996). Мобилизация промышленности США во Второй мировой войне . Институт национальных стратегических исследований. п. 115. ИСБН 0788136461 .
- ^ Стормонт, Джон В. (март 1946 г.) [лето 1945 г.], AAFRH-19: Комбинированное бомбардировочное наступление; С апреля по декабрь 1943 г. Дуайта Д. , Президентская библиотека Эйзенхауэра : Коллекция военных архивов ХХ века, 1918–1950 гг. Серия I: Исторические исследования. Вставка 35: Историческое управление ВВС; Штаб ВВС армии, стр. 74–5, 81,
СЕКРЕТНО... Классификация отменена... 10 ИЮНЯ 1959 г.
{{citation}}: CS1 maint: местоположение ( ссылка ) - ^ Герни, Джин (1962), Война в воздухе: иллюстрированная история боевых действий ВВС Второй мировой войны , Нью-Йорк: Bonanza Books, стр. 215
- ^ «Армейская авиация во Второй мировой войне» . 11 февраля 2009 г. Архивировано из оригинала 11 февраля 2009 г.
- ^ Уильямсон, Чарльз К. (5 марта 1944 г.), План завершения комбинированного бомбардировочного наступления (приложения C и F) , Хьюз, РД; Кэбелл, CP; Назарро, JJ; Бендер, ФП; И Кригглсворт, У.Дж., Президентская библиотека Дуайта Д. Эйзенхауэра: СМИТ, УОЛТЕР БЕДЕЛЛ: Коллекция документов Второй мировой войны, 1941–1945; Ячейка №: 48: Штаб-квартира ВВС США,
РАССЕКРЕЧЕНО... 24.04.74
{{citation}}: CS1 maint: местоположение ( ссылка ) - ^ Штайнбахер, Сибилла (2005). Освенцим: история . Перевод Уайтсайда, Шона (1-е изд. Ecco). Нью-Йорк: Экко. п. 45. ИСБН 978-0060825812 .
- ^ Герберт, Вернон; Бисио, Аттилио (11 декабря 1985 г.). Синтетический каучук: проект, который должен был добиться успеха . Вклад в экономику и экономическую историю. Гринвуд Пресс. п. 32 и след. ISBN 978-0313246340 .
- ^ Греве, Хайнц-Германн; Тредингем, Десмонд (2000). «Резина, 1. Обзор». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a23_221 . ISBN 3527306730 .
Резина | |
|---|---|
| Химические типы | |
| Механические типы | |
| Добавки | |
| Переработка резины | |
| Промышленность | |
| Продукты | |
| Напрасно тратить | |
