Каучукоподобные полимеры и синтетические каучуки

Отдельную группу полимеров, получаемых полимеризацией различных углеводородов, составляют синтетические каучуки. Главная особенность их заключается в том, что они состоят из гибких, как бы свернутых в спираль, макромолекул и обладают эластичностью. При приложении растягивающей силы они могут удлиняться в 2 ... 10 раз, а при прекращении действия силы восстанавливают свои первоначальные размеры.

При обработке серой в условиях повышенного давления и температуры (140... 150°С) из смесей каучуков с наполнителями (мел, сажа, каолин) и некоторыми регулирующими добавками получают вулканизированный каучук и резину. При вулканизации (превращении каучука в резину) макромолекулы каучука связываются поперечными связями («мостиками» из серы), что повышает механическую прочность, эластичность и теплостойкость материала. В отличие от каучуков резины не имеют пластических деформаций и не растворяются в органических растворителях.

Название «каучук» произошло от двух индейских слов: «кау» — дерево и «учу» — плакать, течь. Первым каучуком, с которым познакомились люди, был натуральный каучук, получаемый из млечного сока (латекса) бразильской гевеи. Есть и некоторые другие каучуконосные растения. Латекс содержит около 35 % природного каучука и до 60 % воды. По внешнему виду латекс напоминает молоко. Исследования показали, что натуральный каучук представляет собой изопрен — ненасыщенный ациклический углеводород.

Современная промышленность выпускает большое количество синтетических каучуков с самыми разнообразными свойствами, в ряде случаев более высокими, чем у натурального каучука. Каучуки выпускают в виде твердых эластичных продуктов, вязкой жидкости (жидкие каучуки) и в виде водных дисперсий — каучуковых латексов.

Латексы имеют преимущества перед другими формами выпуска синтетических каучуков (СК): они легко совмещаются с другими материалами (цементом, наполнителями), легко распределяются на поверхности материалов тонкой пленкой, не горючи, в них отсутствуют дорогостоящие и токсичные органические растворители.

Каучук и каучукоподобные полимеры используют в строительстве для изготовления эластичных клеев, красок, мастик для модификации полимерных и битумных материалов, изготовления герметиков, материалов для полов и т.д.

Бутадиен-стирольные каучуки получают совместной полимеризацией бутадиена со стиролом. Это основной вид синтетических каучуков (более половины общего выпуска синтетических каучуков). Марки: от СКС-10 до СКС-65 (цифра показывает процентное содержание по массе стирола в каучуке). Наиболее распространенная марка СКС-30. Этот каучук хорошо растворяется в органических растворителях, достаточно морозо- и атмосферостоек. Для повышения клеящей способности в каучуки добавляют канифоль, кумароноинденовую смолу, природный каучук.

Бутадиен-стирольные латексы — СКС-65, стабилизированный латекс СКС-65 ГП марки «Б» — применяют для клеящих мастик, латексно-цементных красок, составов для наливных полов, модификации строительных растворов и бетонов. Например, на основе латекса СКС-65 изготавливают широко известный клей «бустилат».

Хлоропреновый (полихлоропреновый) каучук получают сополимеризацией хлоропрена с добавкой 5... 30 % других мономеров. Хлоропреновый каучук, получаемый низкотемпературной полимеризацией, называется наиритом, а полученный, например, сополимеризацией хлоропрена со стиролом — напритом С. Эти каучуки обладают повышенной бензо- и маслостойкостью, устойчивостью к окислению кислородом воздуха и озоном, теплостойкостью. Выпускают твердые высокомолекулярные каучуки (молекулярная масса 100000... 500000), жидкие олигомерные каучуки, используемые для пластификации и противокоррозийных покрытий, и латексы.

Бутилкаучук — продукт сополимеризации изобутилена с небольшим количеством (1 ...5%) изопрена. Бутилкаучуки обладают высокой газонепроницаемостью, теплостойкостью, стойкостью к действию окислителей, хорошими диэлектрическими свойствами.

Тиоколовые (полисульфидные) каучуки в молекулах основной цепи содержат атомы серы (40... 80% по массе). Особенность тиоколовых каучуков — высокая стойкость к старению под действием атмосферных факторов и стойкость по отношению к растворителям. Выпускают твердые и жидкие каучуки, а также латексы.

Хлорсульфированный полиэтилен — каучукоподобный продукт, получаемый при взаимодействии полиэтилена с хлором и сернистым ангидридом. Этот продукт отличается высокой атмосферо-стойкостью и химической стойкостью. Разрушающее действие на него оказывает уксусная кислота, ароматические и хлорированные углеводороды. Хлорсульфированный полиэтилен хорошо совмещается с другими каучуками, повышая их свойства. На его основе получают атмосферо- и коррозионностойкие лаки, краски, клеи. Также он используется в производстве герметиков и для модификации других полимеров.

Описанный выше термопластичный каучукоподобный полимер полиизобутилен в зависимости от молекулярной массы представляет собой либо вязкие клейкие жидкости (молекулярная масса ниже 50000), либо эластичный каучукоподобный материал (молекулярная масса 100000...200000). Он хорошо растворяется во многих органических растворителях и смешивается с различными наполнителями. Это один из самых легких полимеров. Плотность его 910... 930 кг/м3. Он сохраняет эластичность до температуры — 50°С.

В строительстве применяются и другие виды каучуков и полимерных продуктов на их основе.