From Wikipedia, the free encyclopedia
Կաուչուկ, առաձգական բարձրամոլեկուլային միացություններ են (էլաստոմերներ), արդյունաբերական պոլիմերների խումբ, որոնք, ծծմբի հետ տաքացնելով (վուլկանացմամբ), ստանում են ռետին։
Կաուչուկներ | |
---|---|
Քիմիական հատկություններ | |
Եթե հատուկ նշված չէ, ապա բոլոր արժեքները բերված են ստանդարտ պայմանների համար (25 °C, 100 կՊա) |
Կաուչուկի կարևոր հատկությունն առաձգականությունն է, այսինքն՝ արտաքին ուժի ազդեցությամբ իր ձևը փոխելու, օրինակ՝ ձգվելու, սեղմվելու և ապա ազդող ուժի դադարելուց հետո իր նախկին ձևը վերականգնելու ունակությունը։ Կաուչուկն օժտված է նաև ջրի ու գազի նկատմամբ անթափանց լինելու արժեքավոր հատկությամբ։
Բնական կաուչուկը, բուսական ծագում ունեցող պոլիմերներ են։ Պարունակվում է կաուչուկատու բույսերի կաթնահյութի (լատեքսի) մեջ։ Հիմնականում ստանում են արևադարձային երկրներում աճող բրազիլական հևեյա ծառի լատեքսից։ Բնական կաուչուկի խոշորագույն արտադրողը Մալազիան է (համաշխարհային արտադրանքի ավելի քան 40%-ը)։
«Կաուչուկ» տերմինը ծագել է «կաուչու» բառից, որով Բրազիլիայի բնիկները կոչել են Ամազոն գետի ափերին աճող հևեայի արտաթորվող նյութը («կաու» - ծառ, «ուչու» - հոսել, լացել)։
Կաուչուկն անջատում են ծառի վրա արված կտրվածքներից հավաքած ծորացող լատեքսը մրնջաթթվով, թրթնջկաթթվով կամ քացախաթթվով մակարդելիս։ Առաջացած փխրուն, թանձր զանգվածը լվանում են ջրով և գլանմամբ ստանում թերթեր, որոնք չորացնում ու ծխահարում են՝ օքսիդացման և մանրէների ազդեցության նկատմամբ կայունություն հաղորդելու նպատակով։
Բնական կաուչուկի հիմնական բաղադրիչը (91-96%) պոլիիզոպրենն է՝ (C5H8)n, պարունակում է նաև 2,2-3,9% սպիտակուցներ և ամինաթթուներ, ացետոնով լուծահանվող նյութեր՝ 1, 5-4% (օլիենաթթու, ստերինաթթու, կարոտին), փոփոխական արժեքակնությամբ մետաղների պղնձի (մինչև 0,008%), մանգանիի (0,001%), երկաթի (0, 01%) միացություններ, ավազ և որոշ այլ խառնուրդներ։ Բնական կաուչուկն տարածականորեն կարգավորված պոլիմեր է։ Մակրոմոլեկուլի մեջ իզոպրենի օղակների 98-100%-ը միմյանց միացված են 1,4-դիրքով և ունեն ցիս-կոնֆիգուրացիա։
Բնական կաուչուկի մոլեկուլային զանգվածը 1400000-2600000 է, կրկնակի կապերի թիվը կազմում է տեսական արժեքի 95-98, 5%, խտությունը՝ 910-920 կգ/մ3 ապակեցման ջերմաստիճանը՝ 70-720 °C։
Բնական կաուչուկը ջրի ազդեցության նկատմամբ կայուն է, լավ է լուծվում բենզոլում, տոլուոլում, քսիոլում, բենզինում, CC14, CHC13, CS2, ցիկլոհեքսանում։ 100 °C-ից բարձր բնական կաուչուկն ամորֆ է, ցածր ջերմաստիճաններում երկարատև մնալուց մասնակիորեն բյուրեղանում է։ Կոռոզիոն բարձր ամրության շնորհիվ բնական կաուչուկի անփոխարինելի է դողերի, որոշ դետալների արտադրության մեջ։
Բնական կաուչուկ վուլկանացնող ամենատարածված միջոցնը ծծումբն է։ Վուլկանացնել հնարավոր է նաև ճառագայթման, գերօքսիդների և ալկիֆենոմրջնալդեհիդային խեժերի օգնությամբ։ Որպես վուլկանացման արագուցիչներ օգտագործվում են 2-մերկապտոբենզիազոլը (կապտաքս), դրա սուլֆենամիդային ածանցյանլերը (օրինակ, սանտոկյուր), դիբենզթիազոլիլդի սուլֆիդը (ալտաքս) են։
Բնական կաուչուկ մեխանիկական հատկությունները բարելավելու նպատակով ավելացվում են զանազան ակտիվ հավելումներ։ Բնական կաուչուկից ստացված ռետինը լավ առաձգական է, դժվարամաշ և ցրտադիմացկուն, սակայն անկայուն է լուծիչների և յուղերի նկատմամբ։ Ջերմա և մթնոլորտակայնությունը, որոշ սինթետիկ կաուչուկների համեմատությամբ, փոքր է։ Օգտագործվում է նաև ռետինատեխնիկական իրերի, էլեկտրամեկուսիչ նյութերի, ժողովրդի սպառման ռետինե իրերի արտադրության մեջ, սոսինձների պատրաստելու համար։ Բնական կաուչուկի որոշ մասն օգտագործում են լատեքսի ձևով։
Սինթետիկ կաուչուկի ստացման առաջին արդյունաբերական եղանակը մշակել է ռուս քիմիկոս Ս. Լեբեդևը։ 1926 թվականին խորհրդային կառավարությունը հայտարարում է սինթետիկ կաուչուկի ստանալու աշխատանքի մրցույթ, որի մրցանակն էր 100 000 ռուբլի։
Քիմիկոս Սերգեյ Լեբեդևը ևս որոշում է մասնակցել այդ մրցույթին, և վերջապես 1927 թվականի դեկտեմբերի 30-ին հաջողությամբ ավարտում է իր փորձարկումները։ Որպես հումք նախ ընտրվում է նավթը, ապա հետո այն փոխարինվում է սպիրտով։ Որպես կատալիզատոր Լեբեդևն առաջարկում է մետաղական նատրիումը։ Լեբեդևն առաջարկեց կաուչուկ ստանալ բութադիեն-1,3-ից, որն առավել մատչելի և պարզ ելանյութ է։ Բութադիենի ստացման համար նա օգտագործեց էթիլ սպիրտը.
Բութադիենի պոլիմերացումը Լեբեդևն իրականացրեց մետաղական նատրիումի առկայությամբ.
1928 թվականի հունվարի 1-ին մրցույթի ժյուրին ստանում է 2 կգ սինթետիկ կաուչուկ՝ ստացված էթիլային սպիրտից և մի մեծ կապ տեխնիկական փասթաթղթեր։ Մրցույթի մասնակիցներից միայն Սերգեյ Լեբեդևն է սատանում մրցանակը։ Երևանի «Նաիրիտ» գիտաարտադրական միավորումն արտադրում է քլորոպրենային «Նաիրիտ» կոչվող կաուչուկը։ Երևանում գործում են նաև ռետինից ավտոդողեր և լայն սպառման առարկաներ արտադրող գործարաններ։
1823 թվականին անգլիացի քիմիկոս Չ. Մակինտոշն առաջարկել է կաուչուկի լուծույթով կտորեղենի տոգորման եղանակ և այդ կաուչուկապատ կտորեղենից սկսել անջրանցիկ վերարկուների և թիկնոցների արտադրությունը։ Դրանք հայտնի «մակինտոշներն» էին։ Ռետինացումը՝ ծծմբի միացումը կաուչուկին, բացահայտել է Չ. Գուդյիրը 1839 թվականին՝ կաուչուկը ծծմբի հետ տաքացնելով։
Բարձր ջերմաստիճանում կաուչուկը իր մոլեկուլի կրկնակի կապերի հաշվին փոխազդում է ծծմբի հետ՝ առաջացնելով ցանցաձև, տարածական կառուցվածքով պոլիմեր՝ ռետին, որն իր առաձգականությունը պահպանում է ջերմաստիճանային լայն տիրույթում։ Առաջին անգամ սինթետիկ կաուչուկը ստացել է (սինթեզել է իզոպրենից) ֆրանսիացի քիմիկոս Գ. Բուշարդը դեռևս 1875-1879 թվականներին։ Նա բնական կաուչուկի չոր թորմամբ (պիրոլիզ) նախ ստացել է իզոպրեն և ապա այն մշակել աղաթթվով։
Սինթետիկ կաուչուկներն առաջիններն են, որոնք օգտագործվում են սովորական ջերմաստիճանում բարձր առանձգակամություն ունեցող ռետինե իրերի (դողեր, փոխարկիչի ժապավեններ, կոշիկներ և այլն), երկրորդները՝ լուծիչների, թթվածնի, յուղերի, օզոնի ազդեցության նկատմամբ կայուն, ջերմա և յուրատեսակ այլ հատկություններով օժտված իրերի արտադրության մեջ։
Սինթետիկ կաուչուկի հատուկ խմբերն են՝
Սինթետիկ կաուչուկի ստացման ամենատարածված եղանակը էմուլսիոն և ստերեոսպեցիֆիկ պոլիմերացումն է։ Պոլիմերացման ժամանակ հնարավոր է կարգավորել կաուչուկների մոլեկուլային զանգվածները, որը հնարավորություն է տալիս սինթետիկ կաուչուկի մշակման ժամանակ բացառել պլաստիկացման էներգիական փուլը։ Սինթետիկ կաուչուկի ստացման տեխնոլոգիական պրոցեսներն ընդգրկում են դիսպերսներից կամ լուծույթներից կաուչուկի անջատման, կատալիզատորների, էմուլգատորների և այլ խառնուրդների մնացորդներից կաուչուկի մաքրման, չորացման, բրիկետավորման փուլերը։ Կաուչուկների սինթեզի համար կարևոր մոնոմերները՝ բութադիենը, իզոպրենը, ստիրոլն են, հիմնականում ստացվում են կրեկինգի և նավթին ուղեկցող գազերից, օրինակ, բութադիենը ստացվում են բութանի կատալիտիկ դեհիդրմամբ։
Բացի այդ մոնոմերներից օգտագործում են ակրիլանիտրիլ, ֆտորոլեֆիններ, քլորոպրեն, սիլիցիում, որոնք օրգանական միացություններ են։ Կաուչուկի սինթեզը գործարանային խոշոր չափերով առաջինը իրականացվել է Խորհրդային Սոցիալիստական Հանրապետության Միությունում, 1932 թվականին։ 1938 թվականին Գերմանիայում կազմակերպվել է բութադիեն-ստրոլային կաուչուկների արտադրություն, 1942 թվականին՝ ԱՄՆ-ում սինթետիկ կաուչուկի խոշոր արտադրություն։
Սինթետիկ կաուչուկներից յուրաքանչյուրը կիրառվում է իր հատկություններին համապատասխան։ 1950 թվականին մշակվել է գծային տարածակարգավորված կառուցվածքով սինթետիկ բութադիենային կաուչուկի արտադրության տեխնոլոգիա (այդպիսի կաուչուկն անվանվում է դիվինիլային)։ Որպես կատալիզատոր վերցնում են մետաղօրգանական ածանցյալներ, օրինակ՝ ալյումինի ալկիլածանցյալներ, տիտանի, ցիրկոնիումի աղեր և այլ նյութեր։ Ներկայումս սինթետիկ կաուչուկի արտադրությունը մի քանի անգամ գերազանցում է բնականին։ Սինթետիկ կաուչուկից պատրաստում են ավելի քան 50 000 տարբեր նշանակության իրեր։ Հիմնական կիրառության բնագավառներն են կոշիկը, ավտոդողերը, էլեկտրամեկուսիչները։
Վիքիպահեստն ունի նյութեր, որոնք վերաբերում են «Կաուչուկներ» հոդվածին։ |
Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից (հ․ 5, էջ 350)։ |
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.