Каучук. Виды и применение. Свойства и особенности
Каучук – эластомер натурального или синтетического происхождения, обладающий высокой степенью тягучести, диэлектрическими качествами и водонепроницаемостью. Он входит в состав резины, паронита и других материалов, широко применяемых в промышленности.
Где используется каучук
Невозможно представить современную промышленность без каучуков. Они входят в состав важных материалов, таких как:
Резина.
Эбонит.
Паронит.
Средства контрацепции.
Смолы.
Клей.
Эластичные пленки.
Искусственная кожа.
Обувные подошвы и т.д.
Львиная доля всех каучуков применяется для производства резины. Помимо них в состав входит сажа, выполняющая роль наполнителя. Каучуки работают как связующее. Они приобретают определенную твердость, но при этом остаются эластичными. За счет этого после растягивания изделия принимают свою изначальную форму. В качестве наполнителя также могут использоваться мел, тальк и другие материалы. Чтобы сделать из тягучего каучука резину, необходимо провести процесс вулканизации. Его суть заключается в нагреве массы с добавлением серы. Атомы каучука в таких условиях перестраивают свою структуру, и исходный материал превращается в резину.
Практически во всех сферах использования каучука применяется технология его вулканизации. Только после этого он приобретает те качества, за которые так ценится. Причем конечные свойства материалов, которые производятся из каучука, зависят от количества серы, которая включается в массу при вулканизации. Если ее 1-5%, то он получится мягким и эластичным. Если же ее концентрацию довести до 30%, то материал станет твердым. Это будет уже не резина, а эбонит. Даже банальная обувная подошва является чаще всего жестким видом резины, которая получена благодаря включению каучука.
Если выполнить смешивание каучука с асбестом, то получится паронит. Это листовой материал, который применяется для изготовления прокладок для двигателей внутреннего сгорания. Такой материал обладает высокой температурной устойчивостью. При этом он сохраняет определенную мягкостью. Это позволяет его применять для уплотнения соединения, к примеру между головкой блока цилиндров и корпусом двигателя. Такая прокладка обладает отличной стойкостью к нагреву, при этом она в достаточной мере сжимается, чтобы заполнить все неровности, и предотвратить разгерметизацию.
Что такое натуральный каучук
Изначально под каучуком подразумевался исключительно натуральный материал, который получают путем переработки сока растений группы каучуковых. Порядка 60% этой продукции используется для изготовления автомобильных шин. Так как материал имеет растительное происхождение, он является дефицитным, поэтому имеет соответственно высокую стоимость.
Для природного необработанного каучука, так называемого сырого, характерно окисление на воздухе Он вступает в химическую реакцию с кислородом, в результате чего начинает медленно разлагаться. Этот процесс называется старением. Разложение каучука происходит в момент нагрева до температуры больше +200°С.
Выращивание деревьев и травы, дающей сок для производства природного каучука, ведется во Вьетнаме, Бразилии, Китае, а также Таиланде и Малайзии. В других странах этому препятствуют местные климатические особенности. В свое время на заре открытия каучука в 1751 году, материал стал крайне интересным для тогдашней промышленности. По результатам изучения каучука появилось достаточно много способов его использования. Как следствие страны, на территории которых можно было выращивать необходимые для его производства деревья, получили серьезный экономический толчок. Существовало даже такое понятие как «каучуковая лихорадка», когда люди вкладывали свои сбережения в выкуп земель с целью выращивания плантации с каучуковыми деревьями на новых территориях. Это сопровождалось большими рисками, отложенной перспективой получения урожая сока, но большой экономической выгодой. Нужно отметить, что с изобретением искусственных каучуков надобность в натуральном упала, но по прежнему существует.
Изопреновые обладают всеми качествами, которые ставятся к подобным материалам. У них есть эластичность, прочность, отсутствие токопроводности и сопротивление к эффекту старения. При этом его не растворяют спирты и вода. Это могут сделать только щелочи и концентрированные кислоты. Из этого материала делают резиновые шины.
Бутадиеновый вспененный каучук отличается от остальных тем, что имеет достаточно низкую морозостойкость. По мере замерзания он становится жестче, теряет эластичность. После повышения температуры она возвращается. Все же эластичность каучука этого вида небольшая, поэтому он чаще применяется для изготовления твердых предметов.
Хлоропреновый отличается превосходной эластичностью. Кроме этого он весьма стойкий к ударам, порезам, и другому воздействию. Его не растворяет вода, бензин, спирт и прочие вещества. При этом недостатком хлоропрена является низкая морозостойкость. При замерзании материал строит кристаллическую решетку. В таком виде изделие из него будет твердым, при этом его становится сравнительно легко разорвать. Этот материал имеет очень широкое распространение в тех местах, где требуется химическая стойкость. Из него делают рукава, шланги для перекачки нефтепродуктов. Кроме этого это один из лучших материалов для изготовления защитных перчаток.
Бутилкаучук – это один из самых эластичных материалов. Он может очень сильно растягиваться. По этой причине из данного материала изготавливают специализированную мембрану для строительства садовых прудов. Она превосходит по степени растягивания любые другие материалы, которые могут применяться в этой же нише. Также бутилкаучук используют для изготовления прорезиненной одежды, шин, причем весьма высокого качества.