Производство синтетического каучука складывается из двух основных процессов:
Источники каучукогенов в настоящее время:
В качестве второго компонента при полимермзации применяют мономеры — стирол, нитрил акриловой кислоты и др. Сырьём для получения этих каучукогенов служат газы крекинга нефти, природный и попутный газы, ацетилен, этиловый спирт и др.
Наиболее важное промышленное значение имеет бутадиен, из которого получают 70% всей массы каучука. Процесс полимеризации каучукогенов заключается в нагревании мономеров в присутствии катализатора.
Процесс может быть проведён в массе мономера, в растворе и в водной эмульсии, последний приём получил наибольшее распространение.
При полимеризации исходная эмульсия превращается в суспензию полимера, так например синтетический латекс, который далее коагулируют, а выделяющийся при этом каучук промывают и сушат.
Основные виды синтетического каучука получают полимеризацией бутадиена, качестве катализатора применяется металлический натрий (натрий-бутадиеновый каучук), а также бутадиена совместно с другими виниловыми производными (бутадиен-стирольный каучук, бутадиен-нитрил акриловый каучук).
Большое промышленное значение имеют также полихлоропреновый каучук, получаемый полимеризацией хлоропрена, и бутилкаучук, образующийся при полимеризации изобутилена и небольших количеств изопрена. В последнее время разработаны методы получения изопренового каучука, приближающегося по комплексу эластичных свойств к натуральному каучуку.
Основные виды каучука способны, подобно каучуку натуральному, вулканизоваться с образованием высокоэластичных или твёрдых продуктов.
К категории синтетического каучука относят также и др. эластичные каучукоподобные материалы, в основе которых лежат цепи из атомов кремния, углерода и кислорода (термостойкие силиконовые каучуки) или из атомов углерода и серы (полисульфидные каучуки), некоторые виды поливинилхлоридных смол и т. д.
Физические и химические свойства отдельных видов синтетических каучуков зависят от:
Некоторые виды, в например полиизобутилен, силиконовый каучук и т. п., представляют собой полностью насыщенные соединения и поэтому вулканизацию их осуществляют не с помощью серы, а с применением других веществ (органич. перекиси и т. д.). Их объединяет с другими видами каучука только одно общее свойство — высокая эластичность вулканизатов, наиболее характерная для каучука натурального и каучукоподобных материалов.
Каучук является типичным высокомолекулярным соединением, отличаясь от других полимеров способностью сильно и обратимо деформироваться при небольших усилиях.
Каждая макромолекула каучука представляет собой отдельный скрученный гибкий клубок.
В процессе вулканизации, например серой, макромолекулы «сшиваются» между собой и каучук приобретает свойство самопроизвольно восстанавливать при деформации первоначальную форму.
Свойство вулканизоваться присуще из всех полимеров лишь каучуку.
Каучуки бывают природные и искусственные, получаемые на заводе.
Из нескольких десятков различных искусственных каучуков, вырабатываемых в настоящее время, хлоропреновые каучуки, в состав которых входит, помимо углеводородов, также хлор, обладают рядом ценных свойств и дешевы в производстве.
Водные эмульсии хлоропренового латекса, а также смеси латекса и битума в последнее время начали применяться в Чехии для целей гидроизоляции. Такая гидроизоляция обладает крупными достоинствами. В частности, ее наносят в холодном состоянии и она достаточно прочно схватывается с поверхностью бетона или металла. Ее можно наносить на влажные и вертикальные поверхности.
Исходные материалы — латекс и битум не являются дефицитными и в то же время достаточно дешевы.
Для получения латексового покрытия применяют 30%-ную эмульсию хлоропренового латекса и 5—10%-ный раствор хлористого кальция. Оба эти вещества, выходя из сопел распылителя, соединяются между собой, при этом выпадает каучук, образующий упруго-эластичную пленку. При этом вниз стекает выделяющаяся при реакции вода.
Полученная латексовая пленка прочна и эластична, она не горит и надежно герметизирует защищаемую поверхность. Ее стойкость против кислот и агрессивных вод проверена. Для повышения схватываемости латекса с изолируемой поверхностью, и особенно влажной, последнюю предварительно обрабатывают раствором алкопрена или эпоксидной смолы.
В битумно-латексовой эмульсии латекс составляет всего 10—15%.
Холодным способом, т. е. распылением, можно наносить также битумную эмульсию в чистом виде. Коагулятором для такой эмульсии является хлористый кальций.
Многими ценными свойствами обладают клеевые композиции, приготовленные из водной дисперсии полимера, а именно латекса и гидравлического цемента.
Клей чаще всего состоит из 1 в. ч. 60— 70%-ного латекса и 2 в. ч. цемента. Для удешевления в его состав вводят песок, асбест или другой мелкий заполнитель.
Порядок склейки латексцементным клеем таков: клеевой раствор намазывают на склеиваемые поверхности, которые затем соединяют и выдерживают в течение суток, когда клей набирает около 30% от полной прочности склеивания. Полную прочность он набирает в течение 4—7 дней. С повышением температуры до 40° прочность соединения ускоряется.
Склеиваемые поверхности предварительно очищают от пыли и масла, влажность поверхности значения не имеет.
Латексцементный клей не воспламеняется и не токсичен. Для гидроизоляции швов и стыков строительных конструкций начал применяться, по рекомендации ВНИИНСМ двухфазный эластичный пористый герметизирующий материал, состоящий из легкой, эластичной, весьма пористой и стойкой во времени синтетической основы (пенополиуретана) и заполняющей ее поры смеси высоковязких аморфных смол, имеющих высокие гидрофобные и антисептические свойства. При сжатии материал становится водонепроницаемым.
