В чем особенность внутреннего строения каучуков? Что такое резины?

Каучуки — натуральные или синтетические материалы, характеризующиеся эластичностью, водонепроницаемостью и электроизоляционными свойствами, из которых путём специальной обработки получают резину.

Подавляющее большинство каучуков является непредельными, высокополимерными (карбоцепными) соединениями с двойной химической связью между углеродными атомами в элементарных звеньях макромолекулы. (Некоторые каучуки получают на основе насыщенных линейных полимеров.)
Молекулярная масса каучуков исчисляется в 400 000—450 000. Структура макромолекул линейная или слаборазветвленная и состоит из отдельных звеньев, которые имеют тенденцию свернуться в клубок, занять минимальный объем, но этому препятствуют силы межмолекулярного взаимодействия, поэтому молекулы каучука извилистые (зигзагообразные). Такая форма молекул и является причиной исключительно высокой эластичности каучука (под небольшой нагрузкой происходит выпрямление молекул, изменяется их конформация).

При охлаждении или растяжении натурального каучука наблюдается переход его из аморфного в кристаллическое состояние (кристаллизация). Процесс происходит не мгновенно, а во времени. При этом в случае растяжения каучук нагревается за счёт выделяющейся теплоты кристаллизации. Кристаллы каучука очень малы, они лишены чётких граней и определённой геометрической формы.

При температуре около –70 °C каучук полностью теряет эластичность и превращается в стеклообразную массу.

Натуральные и синтетические каучуки используются преимущественно в виде резины, так как она обладает значительно более высокой прочностью, эластичностью и рядом других ценных свойств. Для получения резины каучук вулканизируют.

Из смеси каучука с серой, наполнителями (особенно важным наполнителем служит сажа) и другими веществами формуют нужные изделия и подвергают их нагреванию. При этих условиях атомы серы присоединяются к двойным связям макромолекул каучука и «сшивают» их, образуя дисульфидные «мостики». В результате образуется гигантская молекула, имеющая три измерения в пространстве — как бы длину, ширину и толщину. Такой каучук (резина) будет прочнее невулканизированного. Меняется и растворимость полимера: каучук, хотя и медленно, растворяется в бензине, резина лишь набухает в нём.

Резину можно рассматривать как сшитую коллоидную систему, в которой каучук составляет дисперсионную среду, а наполнители-дисперсную фазу. Важнейшее св-во резины- высокая эластичность, т. е. способность к большим обратимым деформациям в широком интервале температур. Резина – это также «сшитые» макромолекулы, которые не способы к кристаллизации при охлаждении и не плавятся при нагревании. Тем самым резина – более универсальный материала, чем каучук, и способен сохранять свой механические и физические свойства про более широком диапазоне температур.

Резина сочетает в себе св-ва твердых тел (упругость, стабильность формы), жидкостей (аморфность, высокая деформируемость при малом объемном сжатии) и газов (повышение упругости вулканизац. сеток с ростом т-ры, энтропийная природа упругости).

Резина-сравнительно мягкий, практически несжимаемый материал. Комплекс ее св-в определяется в первую очередь типом каучука cв-вa могут существенно изменяться при комбинировании каучуков разл. типов или их модификации.

 

Список литературы

Коровин Н.В., Общая химия: Учеб. для технических напр. и спец. вузов.- издание шестое., исправленное. – М.: Высш. Шк., 2006.-557 с.,ил. 2 Коровин Н.В., Задачи и упражнения по общей химии, учебное пособие/ Б.И. Адамсон, О.Н., Гончарук, В.К. Камышова и др.; Под. Ред. Н.В. Коровина.-4-е изд., перераб.-М.: Высш.шк., 2008.-255 с. 3 А.А. Гуров, Ф.З.Бадаев, Л.П. Овчаренко, В.Н. Шаповал., Химия: Учебник для вузов– 2- е изд. стереотип.–М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2004–784с.,ил. 4 Краткий справочник физико-химических величин/Под ред. А. А. Равделя, А. М. Пономаревой. – СПб.: Иван Федоров, 2003. – 238 с. Дополнительная 5 Глинка Н.Л., Общая химия: Учебное пособие для вузов/ Под редакцией А.И. Ермакова, изд. 30-е, исправленное-М.: интеграл- пресс, 2002-728 с. 6 Глинка Н.Л., Задачи и упражнения по общей химии, учебное пособие для вузов/ Под редакцией В.А. Рабиновича и Х.М. Рубиной, –М.: интеграл-пресс, 2005-240 с. 7 Некрасов Б.В., Основы общей химии в 2-х томах, Т.1, 4-ое изд., стер.-СПб: издательство «Лань», 2003-656 с. 8 Некрасов Б.В., Основы общей химии в 2-х томах, Т.2, 4-ое изд., стер.-СПб: издательство «Лань», 2003-688 с. Вспомогательная: 9 Горелик, С. С. Материаловедение полупроводников и диэлектриков : учеб.для вузов 6 по направл. "Материаловедение и технология новых материалов" и "Материаловедение, технологии материалов и покрытий" / С. С. Горелик, М. Я. Дашевский .— 2-е изд., перераб. и доп .— М. : МИСИС, 2003 .— 480 с. 10 Мануйлов А.В. Основы химии. Электронный учебник. Новосибирск. 2010. 11 Байрамов В.М. Основы электрохимии-М,:Академия,2005-240с