Вулканизация каучуков. Резина

Каучуки являются основой производства разнообразных резино-технических изделий Характеристика важнейших промышленных каучуков

Источник - Химическая энциклопедия (1) или Химическая энциклопедия (2)

При изготовлении РТИ необходимо учитывать, что каучук, состоящий из отдельных, несвязанных макромолекул ("сырой" каучук), обладает — способностью под действием механических нагрузок необратимо изменять свою форму (пластически деформироваться). Это свойство не позволяет непосредственно применять "сырой" каучук в РТИ, но может использоваться при подготовке и формовании изделий. Кроме того, "сырой" каучук способен растворяться в неполярных органических растворителях, например, в бензине (на этом основано приготовление резинового клея).

Для устранения пластических деформаций и растворимости с целью практического использования каучук превращают в резину.

Резина (от лат. resina – смола) – эластичный материал (вулканизат), образующийся в результате вулканизации натурального и синтетических каучуков. Представляет собой нерастворимый сетчатый эластомер – продукт поперечного сшивания молекул каучуков химическими связями.

При получении изделий из резины готовят резиновые смеси, которые, кроме каучука, содержат вулканизующий агент (например, серу), наполнитель (сажа или мелкодисперсные диоксид кремния, силикаты алюминия и кальция) и другие ингредиенты. Из резиновой смеси формуют заготовку изделия, которая затем подвергается вулканизации.

Оптимальной является резиновая смесь, в которой до вулканизации преобладают пластические деформации, а после вулканизации, в уже готовом изделии, должна в основном развиваться эластическая деформация с минимальной долей пластичности.

Суть процесса вулканизации заключается в том, что при нагревании резиновой смеси макромолекулы каучука и сера образуют трехмерную сетчатую структуру, обладающую повышенной прочностью за счёт устранения пластичности. Атомы серы присоединяются по двойным связям макромолекул и создают между ними сшивающие сульфидные мостики:

В зависимости от количества сшивающего агента (серы) можно получать сетки с различной частотой сшивки. Предельно сшитый каучук – эбонит – не обладает эластичностью и представляет собой твердый материал.

Вулканизация каучуков лежит в основе производства разнообразных резино-технических изделий. Это многочисленная группа резиновых, резино-тканевых и резино-металлических изделий: шины, конвейерные ленты, приводные ремни, сальники, муфты, прокладки, амортизаторы, диэлектрические ковры, аэростаты, надувные лодки, понтоны, сборно-разборные сооружения, резиновая обувь, изделия бытового и медицинского назначения и др.

Кроме использования в производстве резино-технических изделий, бутадиеновый и бутадиен-стирольный каучуки применяют для получения ударопрочных конструкционных материалов — АБС-пластиков (след. страница).