№7 Дәріс Табиғи және синтетикалық каучуктер

ұйымдастырылған  мұнай  газы  және  табиғи  газ  тек  қана  бутадиенде  емес,  сонымен  қатар 

басқа да каучукогендерді алу үшін негізгі шикізат болып табылады.  

Сулы  эмульсиядан  бутадиеннің  стиролдың  аз  мөлшерлі  сополимеризациядан 75-80

0

С 

кристалдану температурасы бар каучук алынады.  

Май мен бинзиннің әрекетіне төзімділер – хлоропренді каучук, бутадиен –нитрильді каучук, 

полисульфидті  каучук,  бутадиен  –метилвинилпиридинді  каучук.  Олардың  сутектердің 

әрекетіне  төзімділігі  полярлы  атомдармен CL,CN,S  топтарының  макромолекула  тізбегінде 

болуымен  анықталады.  Синтетикалық  каучуктың  термотөзімділігі  силиконды,  кремний 

органикалық  каучуктер  тиісті.  Термо  және  бено  төзімдікке  фторкаучуктер,эластомерлер, 

сондай  –ақ  сутегі  атомдары  толық  немесе  бөлшек  ретінде  фтормен  орын  басатын  іргелі 

органикалық  радикалдардағы  силиконды  каучуктер  үшін  сипатталатын  тізбектен  тұратын 

фторсиликонды  элостомерлер    ие  болады.  Фторкаучук  әртүрлі  беймазалық  орта  әрекетіне 

ерекше төзімді болады. Бутилкаучук төменгі газөткізгіштікке және химиялық төзімдікке ие 

болады. Ол ультра күлгін сәулелердің озонның, химиялық реагенттердің әрекетіне жоғарғы 

кедергісімен  және  оттекті  ортада  ауадағы  жылулық,  қартаюға  төзімділігімен  ерекшеленеді. 

Полиизобутилен 

жоғарғы 

химиялық 

төзімділікпен 

ерекшеленетін 

изобутилен 

поимеризациясының  өнімі.  Вулканизациялану  және  жақсы  физико-механикалық 

көрсеткіштері  бар  резеңкенің  пайда  болу  мүмкіндігі  бар  химиялық  төзімді  эластомерлер 

қатарына  сульфохлорирленген  полиэтилен  жатады.  Полиуретанды  эластомерлер  табиғи 

каучуктың тежелуіне айрықша қарсыласуымен ерекшеленеді.  

Полисульфидті каучук  

Полисульфидті  каучук  –дигалоген  туындылы  алифатикалық  көміртегінің  сілтілік 

металдардың  полисульфидтерімен  поликонденсациясының  өнінімі.  Реакция  нәтижесінде 

толық  формулалы  полиалкиленсульфидтер  немесе  полиалкиленсульфидтер  пайда  болады. 

Каучуктегі көміртегі мөлшері полимер құрылымына байланысты 40-85% құрайды. Өндірісте 

қатты  полисульфидтерде  дихлорэтан,  дихлорэтилді  эфир,  дихлорэтилформаль  негізінде 

алады 

Синтетикалық  каучук  өндірісі  жоғарғы  экономикалық  көрсеткіштермен  сипатталады. 

Мономерлерді  және  эластомерлерді  алуға  арналған  соңғы  кезде  ойлап  табылған  процестер 

және  аппараттар,  сонымен  бірге  қуатты  шикізат  базасы  ірі  механизацияланған  және 

автоматтандырылған  өндірісті  жасауға  мүмкіндік  береді,  зауыттардың  құрылысы  кезіндегі 

меншікті  капиталды  шығындарды  азайтады  және  өз  құнын  төмендетеді.  Синтетикалық 

каучук жетістіктеріне табиғи каучукпен салыстырғанда оны алу кезіндегі жоғары өнімділігі, 

жұмыстың  жақсы  жағдайлары  және  климаттық,  географиялық  жағдайлардан  тәуелсіздігі. 

Құрамында  табиғи  қорғаныс  заттар  бар  табиғи  каучукқа  қарағанда,  синтетикалық  каучук 

резеңке  өңдеу  кезінде  арнайы  заттар  енгізеді – оған  қарсы  тұратын  (антиоксиданттар) 

поимерлердің  тотығу  деструкциясынан,  қышқылдық  процестерден  қорғайды.  Каучуктерді 

негізгі  техникалық  қасиеттеріне  байланысты  резеңке  бұйымдарын  өндіруде  ерекше 

жағдайды қажет етеді, агрессивті сұйықтар немесе еріткіштер ортасы, жоғарғы температура, 

ультракүлгін сәулелер, мен озонның әсері. Каучукты алуда негізгі қасиеттерімен бірге винил 

тобының  мономерлеріндегі  полярлы  топтардың  бар  болуында.  Бұл  кластың  каучуктарында 

бір немесе бірнеше мономерлер және құрамында полярлы атомдар дың болуы қажет. Ерекше 

каучукты  алу  кезінде каучукоген  ретінде  бутадиеннің  өзін  немесе  стирол  бутадиен,  аольфа 

митилстирол  қолданылады.Изопрен  каучукогеннің  синтезінен  алынған  қосылыс  натуралды 

каучукке жақын сол себептен осы изопрен каучукке сұраныс көп. Өнеркәсіптік маңызы зор 

келесі  универсалды  каучуктерді  атауға  болады:  бутадиен  каучук,  оны  сілтілік  металдар 

қатысында  алынады;  бутадиен  стирольді  каучук  –ол  бутадиен  мен  стирол  немесе 

альфаметилстиролдың сулы эмульсиясының полимеризациялануынан алынады. Оған соңғы 

кезде  синтезделген  стереорегулярлы  каучуктарды  –изопрен  каучук,  цис  –полибутадиенді 

этиленнің  сополимеризациялануынан  алынады.  Радикалды  полимеризация  кезінде 

полимерлердің  түзілуі  шеткі  тізбектің  қос  байланыспен  байланысты  болуы  резеңкенің 

эластикалық 

қасиетін 

төмендетеді. 

Оған 

кешенді 

катализаторларды 

қолдану 

стереополимеризацияны  реттеп  және  нәтижесінде  полимердің  макромолекулалық 

топтарынан  тізбектелген  сызықты  құрылымды  қосылыстардың  түзілуі  пайда  болады. 

Макромолекулалық  топтардың  жоғарғы  құрылымды  эластомерлер  алынуы – оның 

құрамында  цис  –конфигурацияның  болуы.  Синтетикалық  каучуктер  ерекше  техникалық 

қасиеттеріне,  суыққа  төзімді,  май  бинзинге,  термотұрақты,  жарық,  озон,  агрессивті  ортаға 

төзімді, газөткізбейтін, сүртілуі төмен.  

Полимерлердің химиялық түрленулері  

Полимері  реакциялардың  ерекшеліктері  \Полимерлердің  химиялық  түрленулері  жоғарғы 

молекулалық қосылыстардың көп жаңа кластарын құруға және кең диапозонда қасиеттерін 

және дайын полимерлерді қолдану аймағын өзгертуге мүмкіндік береді.  

Синтетикалық  полимерлердің  пайда  блуына  дейінгі  он  жылдықта  танымал  болған,  табиғи 

жоғарғы молекулалық қосылыстардың (целлюлоза, крахмал, ақуыз) химиялық қасиеттері ең 

жақсы зерттелген. Целлюлозаның химиялық түрленулерінен көп көңіл бөлінді: талшық, лак, 

қабықша, пластмасса өндірісінде қолданылатын целлюлоза ацетатын; пластмасса, қабықша, 

лак  және  порох  өндірісі  үшін  целлюлоза  нитратын;  лак  қабықша  электроизоляциялық 

материалдар өндірісінде әртүрлі қолданылатын; текстильді өндірісте жеке құрылым ретінде, 

сондай –ақ мұнайлы скважиналарды бұрғылау кезінде (присадка) ретінде целлюлозаның көп 

мөлшердегі  қарапайым  эфирлері  алынады.  Синтетикалық  полимерлер  пайда  болғанда 

олардың  құрылымы  мен  қасиеттерін  өзгертудің  жалғыз  амалы  жаңа  бастапқы  мономерді 

жинау болып табылады. Алайда, анықтаудың нәтижесінде кейбір полимерлерді сол мономер 

тұрақсыздығынан  төменгі  молекулалық  қосылыстардан  тікелей  синтезбен  алуға  болмайды. 

Мысалы: Синтетикалық талшықты өндірісте қолданылатын поливинилді спирт, сондай –ақ 

мономер    полимеризациясынан  алынбайтын    тамақ  өндірісінде  және  матеиалдарды 

шлизтовкалау  үшін    эмульгаторлар  қолданады.  Оны  дайын  полимерлерді  сабындаудан 

(омыленением)  алады  –ол  поливинилацетат.  Химиялық  өзгерістерге  полимерлердің 

молекулалық  салмағын  реттейтін  әртүрлі  өндірістерде  қайта  өңделетін  полимерлердің 

бағытталған  деструкция  жатқызылады.  Целлюлозаның  толық  гидролизі  гидролизді  спирт 

процесін  алуға  негізделген.  Полимерлердің  механикалық  деструкциясы  полимерлердің 

физика  –химиялық  қасиеттерін  өндіріс  көлемінде  өзгерту  және  сополимерлердің  жаңа 

түрлерін синтездеу үшін қолданылады.  

Тек  ақырғы  жылдары  жоғарғы  молекулалық  қосылыстардың  реакциялары  үлкен  мәні 

ретінде ие болып келеді, себебі құнды қасиеті бар синтез полимері жаңа мүмкіндіктерді ашу 

керек,  және  де  жоғарғы  молекулалық  қосылыстардың  тірі  табиғатта  ауысу  механизмін 

анықтауға көмектеседі.  

Жоғарғы  молекулалық  қосылыстардың  реакциясы  классикалық  органикалық  химиялық 

реакциядан  айырмашылығы  жоқ,  бірақ  үлкен  өлшемі  мен  макромолекуланың  күрделі 

құрылысына  өзінің  ерекше  ауысуын  енгізеді.  Жоғарғы  молекулалық  қосылыстардың 

химиялық реакциясының бөлімін полимерлік тізбектен және макромолекулалық реакциядан 

ажыратады.  Реакцияның  бөлімі  полимерлі  тізбектің  полимердің  химиялық  құрылысын 

полимеризация  дәрежесін  өзгертпей  –ақ  әкеледі.  Мұндай  реакциялар  полимераналогиялық 

ауысулар  деп  атайды.  Бұл  полимердің  ішкі  молекулалық  химиялық  ауысуы  мен  оның 

функционалдық  топтардың  ракциясы  мен  төменгі  молекулалық  қосылыстардың  атомдары 

жатады.  Макромолекулалық  реакциялар  ылғи  да  полимеризация  дәрежесін,  бірақ  кейде, 

полимердің  негізгі  тізбегінің  құрылысын  өзгертуге  әкеледі.  Мұндай  реакцияларға 

полимердің деструкция реакциясы жатады және молекула салмағының төмендеуіне әкеледі,  

молекула    аралық  реакциялар  нәтижесінде  құрылысты  кеңістіктер  пайда  болады,  тез  арада 

полимердің  молекулалық  массасы  өседі.  Макромолекулалық  реакциялардың  арасында 

негізгі  орынды  полимердің  шеткі  топтары  орын  алады,  сол  себептен  бұл  топтың  кіші 

сандары полимердің үлкен молекулалық массасына жеткілікті, практика жүзінде полимердің 

құрылысы 

және 

құрамы 

оның 

полимеризация 

дәрежесімен 

айқындалмайды. 

Полимеранологиялық 

реакцияның 

ауысулары 

бұның 

типімен 

Штаудингер 

макромолекулалық  табиғи  құрылысын  дәлелдеу  үшін  қолданған,  бірақ  кейін синтетикалық 

полимерлерге  де  тән.  Поливинилацетаты  поливинилді  спиртке  айналып,  ал  соңғы  өнім 

қайтадан поливинилацетаты.  

Қорыта  айтқанда  бұл  өнімнің  полимеризация  дәрежесінің  ауысуы  полимердің  бастапқы 

полимеризациядәрежесінің  ауысуы  полимердің  бастапқы  полимеризация  дәрежесінен 

айырмашылығы жоқ. Полимеранологиялық ауысуда функционалдық реакциялық топтардың 

қабілеттілігі  мен  атомдары  полимердің  молекулалық  салмағына  тәуелді  емес.  Полимердің 

полимеранологиялық ауысуы үшін реакцияның барлық бүтін макромолекуланы, бірақ бөлек 

бөлшектер аймағында қатысады.  

Вулканизация –1939 жылы Генкок пен Гудьирмен ашылған. Күрделі химиялық және физико-

химиялық процестің нәтижесінде каучуктың физика –химиялық қасиеттері бірден өзгереді. 

Каучук  ерітілмейтін,  оның  қаттылығы  жоғарылайды,  беріктік  пластикалық  кішірейеді, 

жоғарғы  эластикалық  деформация  өседі,  серпімділік  модулі  жоғарылайды.  Каучуктың 

вулканизациясы  күкіртпен  жоғарғы  температурада  тездеткіштер  мен  активаторлардың ( 

меркаптан, гуанидтер, тиурам)  қатысуымен өтеді. 

Ұсынылған әдебиеттер [1-5] 

СЖД арналған бақылау тапсырмалары  [6,7] 

Табиғи және жасанды каучуктерге жеке талқылама жасаңыздар  

 

5.Зертханалық жұмыстарды орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар 

 

жүктеу/скачать 0,66 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: