Разработка синтетических каучуков впервые началась в России в 1900 году учениками Бутлерова — Кондаковым, Фаворским, Лебедевым, Бызовым[2]. В 1900 году И. Л. Кондаков впервые получил синтетическим путём изопрен, изучением полимеризации которого занялся А. Е. Фаворский. В 1903—1910 годах параллельно группами учёных под руководством С. В. Лебедева и Б. В. Бызова велись работы по получению синтетического каучука на основе 1,3-бутадиена методом гидролиза нефтяного сырья[3]. Одновременно и независимо подобные работы велись в Англии. Впервые технология производства бутадиенового синтетического каучука разработана в лаборатории завода «Треугольник» Б. В. Бызовым, получившим за это изобретение в 1911 году премию имени Бутлерова[4]. Однако патент на это изобретение был оформлен только в 1913 году. Во время Первой мировой войны на заводе «Треугольник» был освоен выпуск противогазов из синтетического каучука Бызова[5].
Первый патент на процесс получения бутадиенового синтетического каучука с использованием натрия в качестве катализатора полимеризации был выдан в Англии в 1910 году. Первое маломасштабное производство синтетического каучука по технологии, сходной с описанной, в английском патенте имело место в Германии во время Первой мировой войны. Производство бутадиена в России началось в 1915 году по технологии, разработанной И. И. Остромысленским, позднее эмигрировавшим в США. В СССР работы по получению синтетического каучука были продолжены Бызовым и Лебедевым, в 1928 году разработавшим советскую промышленную технологию получения бутадиена. Коммерческое производство синтетического каучука началось в 1919 году в США (Thiokol), и к 1940 году в мире производилось более 10 его марок. Основными производителями были США, Германия и СССР[6]. В СССР производство синтетического каучука было начато на заводе СК-1 в 1932 году по методу С. В. Лебедева (получение из этилового спирта бутадиена с последующей анионной полимеризацией жидкого бутадиена в присутствии натрия)[7]. Прочность на разрыв советского синтетического каучука составляла около 2000 psi (для натурального каучука этот показатель составляет 4500 psi, для Неопрена, производство которого было начато компанией Du Pont (США) в 1931 году — 4000 psi). В 1941 году в рамках поставок по программе ленд-лиза СССР получил более совершенную технологию получения синтетического каучука[6].
В Германии бутадиен-натриевый каучук нашёл довольно широкое применение под названием «Буна»[de].
Синтез каучуков стал значительно дешевле с изобретением катализаторов Циглера — Натта.
Изопреновые каучуки — синтетические каучуки, получаемые полимеризацией изопрена в присутствии катализаторов — металлического лития, перекисных соединений. В отличие от других синтетических каучуков изопреновые каучуки, подобно натуральному каучуку, обладают высокой клейкостью и незначительно уступают ему в эластичности.
В настоящее время большая часть производимых каучуков является бутадиен-стирольными или бутадиен-стирол-акрилонитрильными сополимерами.
Каучуки с гетероатомами в качестве заместителей или имеющими их в своём составе часто характеризуются высокой стойкостью к действию растворителей, топлив и масел, устойчивостью к действию солнечного света, но обладают худшими механическими свойствами. Наиболее массовыми в производстве и применении каучуками с гетерозаместителями являются хлоропреновые каучуки (неопрен) — полимеры 2-хлорбутадиена.
В ограниченном масштабе производятся и используются тиоколы — полисульфидные каучуки, получаемые поликонденсацией дигалогеналканов (1,2-дихлорэтана, 1,2-дихлорпропана) и полисульфидов щелочных металлов.
Основные типы синтетических каучуков:
Изопреновый
Бутадиеновый
Бутадиен-метилстирольный
Бутилкаучук (изобутилен-изопреновый сополимер)
Этилен-пропиленовый (этилен-пропиленовый сополимер)
Бутадиен-нитрильный (бутадиен-акрилонитрильный сополимер)
Хлоропреновый (поли-2-хлорбутадиен)
Силоксановый
Фторкаучуки
Тиоколы.
Наиболее массовое применение каучуков — это производство резин для автомобильных, авиационных и велосипедных шин.
1)
2HCl + Ba(OH)2 → BaCl2 + 2H2O
П.И.У. 2H(+) + 2Cl(−) + Ba(2+) + 2OH(−) → Ba(2+) + 2Cl(−) + 2H2O
2OH(−) + 2H(+) → 2H2O
С.И.У. OH(−) + H(+) → H2O
2)
HCl + AgNO3 → AgCl↓ + HNO3
П.И.У. H(+) + Cl(−) + Ag(+) + NO3(−) → AgCl↓ + H(+) + NO3(−)
С.И.У. Cl(−) + Ag(+) → AgCl↓
3)
2HCl + K2SO3 → 2KCl + SO2↑ + H2O
П.И.У. 2H(+) + 2Cl(−) + 2K(+) + SO3(2−) → 2K(+) + 2Cl(−) + SO2↑ + H2O
С.И.У. SO3(2−) + 2H(+) → SO2↑ + H2O
4)
2HCl + CuO → CuCl2 + H2O
П.И.У. 2H(+) + 2Cl(-) + CuO → Cu(2+) + 2Cl(-) + H2O
С.И.У. 2H(+) + CuO → Cu(2+) + H2O
П.И.У. - полное ионное уравнение
С.И.У. - сокращенное ионное уравнение
(+) - заряд иона
Объяснение:
Древнегреческие философы пер- выми предложили теорию строения ве- щества, согласно которой все предметы состоят из мельчайших неделимых частиц — атомосов.