|
|
|
|
|
Глава 16. Полимеры и полимерные материалы
§ 61. Синтетические каучуки
В данном параграфе мы познакомимся с еще одним видом высокомолекулярных соединений — эластомерами. Это полимеры, которые под действием механической нагрузки изменяют форму, а при снятии этой нагрузки возвращаются к первоначальному состоянию. По своему строению они занимают промежуточное положение между термопластичными и термореактивными полимерами. К эластомерам относятся каучуки и резина.
Вспомните процесс вулканизации каучука. Обладая более высокими физико-механическими показателями — большей прочностью и эластичностью по сравнению с каучуком, — резина быстро завоевала признание. Проблема. Почему возник спрос на каучук? Первое в мире крупное промышленное производство синтетического каучука было организовано в бывшем Советском Союзе в 30-е гг. XX в. по способу, разработанному русским ученым С.В. Лебедевым. Он из этилового спирта в присутствии катализатора получил бутадиен-1,3. При этом этиловый спирт одновременно подвергается дегидрированию и дегидратации: 2С2Н5ОН → Н2С=СН—СН=СН2 + 2Н2O + Н2↑ В настоящее время бутадиен-1,3 получают дегидрированием бутана, содержащегося в попутных нефтяных газах, или из продуктов пиролиза нефти: СН3—СН2—СН2—СН3 → СН2=СН—СН=СН2 + 2Н2↑ После получения бутадиена С.В. Лебедев осуществил реакцию полимеризации диенового углеводорода в присутствии инициатора — металлического натрия:
Проблема. Полученный синтетический каучук обладал свойствами натурального каучука, однако он уступал ему по таким важнейшим свойствам, как эластичность, прочность, износостойкость. В чем причина? Изучение пространственного строения натурального каучука
позволило установить, что в звеньях макромолекул каучука метиленовые группы —СН2— расположены по одну сторону двойной связи, т. е. имеют цис-строение. Причем метильные группы — СН3 регулярно повторяются. Таким образом, натуральный каучук находится в цис-форме и имеет еще стереорегулярное строение, которое способствует скручиванию макромолекул в клубок, тем самым обеспечивает высокую эластичность каучуку (о цис- и транс-изомерах см. § 4).
В результате кропотливой работы по подбору катализаторов в 1957 г. группе советских ученых удалось получить бутадиеновый каучук стереорегуляр- ного строения в цис-форме. В отличие от первого синтетического бутадиенового каучука нестереорегулярного строения, его назвали дивиниловым. Этот вид каучука по эластичности напоминал натуральный каучук, но превосходил его по стойкости к истиранию. Позже был получен синтетический изопреновый каучук (СКИ) стереорегулярного строения в цис-форме, который также превосходил по свойствам натуральный каучук.
|
Какие углеводороды называются алкадиенами?
|
|