Что такое каучук и где его используют?

Источник: Алвентус

Автомобильные, авиационные и велосипедные шины делают из эластомеров. Последние бывают природными или синтетическими. Этот упругий материал также применяют в изготовлении изоляции для кабелей и подошв обуви. В 2023 году потребление латекса по миру превысило 30 миллионов тонн. Около 47% объема ушло на выпуск покрышек, остальное — на товары для быта, медицины и техники.

Ценность сырья в его способности восстанавливать форму, устойчивости к влаге и износу. Материал прочный, но гибкий, химически стабилен, безопасен и легко перерабатывается. Все это делает его незаменимым в промышленности и повседневной жизни.

Физические свойства материала

Что такое каучук? Это упругий материал, относящийся к группе эластомеров. Его структура позволяет выдерживать сжатие, растяжение и деформацию. Он остается гибким даже при многократных механических воздействиях. В чистом виде вещество бесцветное, однако изделия из него редко сохраняют прозрачность. Устойчивость к внешним условиям зависит от структуры полимера и технологии обработки.

Среди физических характеристик материала можно выделить:

обладание высокой упругостью (восстанавливает форму после деформации);
низкую теплопроводность (практически не нагревается при трении);
обладание электроизоляционными свойствами (не проводит ток);
хорошее растяжение (увеличивается в длину до 700%);
устойчивость к износу (служит дольше многих аналогов).

Эти качества позволяют использовать его в покрышках, прокладках и герметиках. Его поведение зависит от исходного сырья и технологии обработки. Для изготовления шин применим метод вулканизации с добавлением армирующих компонентов.

Интересный факт! До появления синтетических заменителей автомобильные и другие покрышки были белыми из-за цвета натурального латекса.

Химические свойства материала

Каучук состоит из длинных полимерных цепей, в основе которых — углеводороды. Это определяет его устойчивость к многим веществам и способность сохранять структуру в разных средах. Он не реагирует с водой и слабо концентрированными растворами кислот или щелочей.

Материал подвержен старению при контакте с озоном или кислородом. Поэтому в рецептуру добавляют антиоксиданты и стабилизаторы. Данный вид эластомеров чувствителен к действию масел и растворителей, но его синтетические разновидности устойчивее к таким веществам.

При нагреве выше +150°C материал начинает разрушаться, образуя углеродистые соединения и сажу. Однако в обычных условиях каучук безопасен, что объясняет его применение в медицине, пищевой и химической отраслях. При -70°C он становится хрупким. Но такой температурный диапазон практически не имеет ограничений в быту и многих промышленных сферах.

Где и для чего используется каучук

Благодаря физико-химическим характеристикам данный материал подходит для сложных условий. Он сохраняет эластичность в диапазоне от −50°C до +120°C, а при −70°C теряет гибкость. Его используют там, где требуется уплотнение, амортизация, герметичность. Он популярен в автомобильной промышленности, медицине, при изготовлении обуви и мебели.

Что выпускают из каучука:

изоляции кабелей (обеспечивает электрическую защиту);
автомобильные и авиационные шины (смягчает удары и снижает шум);
прокладки и уплотнители (предотвращают утечки);
обувь (используется в гибких и прочных подошвах);
медицинские изделия (для перчаток, ампул, шлангов).

Что делают из каучука? Выпускают более 40 000 изделий — от автомобильных компонентов до товаров для офиса и школьников. В строительстве эластомеры добавляют в герметики и отделочные смеси. Из него изготавливают детские игрушки. Производство постоянно расширяется благодаря разработке новых составов и марок.

Чем отличается каучук от резины

В отличие от других эластомеров, каучук — это первичное сырье, из которого производят резину. Он может быть натурального или искусственного происхождения. Природный получают из млечного сока деревьев, синтетический — путем химических реакций. Сам по себе материал мягкий, пластичный, но не слишком прочный. Поэтому применяют добавки.

Резина — это результат переработки каучука путем вулканизации. В нее добавляют серу и другие компоненты. После нагрева в материале образуются поперечные связи, придающие твердость и устойчивость к разрушению.

Чем отличается каучук от резины:

Латекс прилипает. Резина не липнет.
Изопрен плавится. Резина сохраняет форму при нагреве.
Резина химически инертна. Латекс нет.
Каучук мягкий. Резина жестче, но долговечнее.

Сырье из каучука подходит для гибких и эластичных изделий. В особенности если важно восстановление формы после деформации. Резина применима там, где требуется прочность. Она более устойчива к износу. Поэтому часто используется в производстве автомобильной продукции.

Натуральный каучук

Природный материал получают из млечного сока растений, главным образом гевеи. Его структура включает до 35% полиизопрена, остальное — влага и органика. Это делает каучук мягким, податливым и экологически безопасным.

Основные разновидности натурального сырья:

латексный (находится в млечном соке, выделяется при повреждении коры);
хлоренхимный (содержится в листьях и молодых побегах);
паренхимный (встречается в корнях и стеблях, в клетках запасающих тканей).

На вопрос: “Каучук из чего получают?”. Можно сразу ответить, что из латекса. На стволе дерева делают надрезы, собирают сок, затем коагулируют, промывают и сушат. Натуральный полимер образуется без применения химикатов. Благодаря этому процесс отличается экологичностью.

Синтетический каучук

Синтетический эластомер создают путем полимеризации нефтепродуктов. Основными компонентами служат бутадиен, изопрен и сополимеры. Добавляя катализаторы и стабилизаторы, получают материалы с нужными свойствами. Это расширяет возможности для их использования.

Основные виды синтетических каучуков:

бутадиеновый (сохраняет эластичность даже при сильных морозах);
нитрильный (устойчив к агрессивным веществам — бензину, маслам);
хлоропреновый (не проводит ток, применяется для кабельной изоляции);
стирол-бутадиеновый (износостойкий, хорошо подходит для подошв обуви);
этиленпропиленовый (устойчив к старению, используется в уплотнителях).

Синтетический каучук получают в реакторах под высоким давлением. Процесс начинается с нагрева до заданной температуры. Далее идет смешивание, полимеризация и охлаждение. Благодаря этому материал отвечает заданным характеристикам. Это важно при массовом производстве.

Подведем итоги

Каучук много лет остается универсальным материалом. Он сохраняет форму, гасит вибрации и выдерживает нагрузки. Он используется в промышленности, медицине и строительстве. Природный полимер получают из растений. Синтетический — из нефтехимического сырья. Оба варианта очень популярны.

Однозначно ответить, для чего используют каучук, сложно. Ведь он служит основой для десятков тысяч изделий. Химическая стабильность и гибкость делают его незаменимым. Современные технологии позволяют создавать новые марки. Эластомеры по-прежнему играют важную роль в промышленности.