Бутадиеновые каучуки

дивиниловые каучуки, группа синтетических каучуков — продуктов полимеризации бутадиена. При полимеризации молекулы бутадиена (1) могут соединяться с участием любой из двух или обеих двойных связей, образуя полимеры с различной конфигурацией химических звеньев в макромолекуле:

Для конфигурации 1, 4 возможны 2 изомера — цис (II) и транс (III) (см. Изомерия):

В зависимости от условий полимеризации и природы катализатора получают Б. к., различающиеся содержанием в их макромолекулах звеньев конфигурации 1, 4 (как цис-, так и транс-структуры) и звеньев конфигурации 1, 2.

Катализаторами при получении Б. к. служат щелочные металлы (главным образом натрий), комплексные соединения типа CoCl₂ + Al (C₂H₅)2Cl, TiCl₄ + Al (C₂H₅)₃ и др. (так называемые координационно-ионные катализаторы Циглера — Натты) и металлорганические соединения (например, бутиллитий). В присутствии щелочных металлов получают нестереорегулярные Б. к., содержащие 60—66% звеньев 1,2 и 34—40% звеньев 1,4 (в основном трансструктуры). В присутствии других названных выше катализаторов протекает реакция стереоспецифической полимеризации (см. Полимеризация), приводящая к образованию стереорегулярных полимеров, которые содержат до 98% звеньев 1,4, в том числе 32—98% звеньев цис-структуры. Содержание последних определяется типом катализатора. Б. к. с высоким содержанием звеньев 1,4-цис (93—98%) получают на кобальтовых, со средним (87— 95%) — на титановых, с низким (35— 40%) — на литийорганических катализаторах.

Наиболее распространённый нестереорегулярный натрий-бутадиеновый каучук (СКБ) был первым в мире промышленным синтетическим каучуком. Его производство по способу акад. С. В. Лебедева было организовано в СССР в 1932. Стереорегулярные Б. к. были впервые получены Дж. Наттой в Италии. В СССР производство стереорегулярного каучука СКД организовано в 1965. Стереорегулярные Б. к., позволяющие получать резины, превосходящие по эластичности и износостойкости резины из натурального каучука, приобрели наибольшее значение.

Б. к. различной структуры имеют одинаковую плотность (900—920 кг/м³ или 0,90—0,92 г/см³), близкие диэлектрические свойства [удельное объёмное электрическое сопротивление 1—10 Том /м (1014—1015 ом /см), диэлектрическая проницаемость 2,4—2,8], растворимы в бензине, бензоле, хлороформе и др. растворителях. Температура стеклования стереорегулярных Б. к. от —95 °С (для Б. к. с низким содержанием звеньев 1,4-цис) до —122°С (для Б. к. с высоким содержанием этих звеньев), нестереорегулярного СКБ — около —52 °С. При нагревании, действии кислорода, озона, ультрафиолетовых лучей, ионизирующих излучений Б. к. претерпевают структурные превращения, сопровождающиеся уменьшением их растворимости. Скорость этих превращений снижается с увеличением содержания в Б. к. звеньев конфигурации 1, 2.

Для вулканизации стереорегулярных Б. к. применяют серу, органические дисульфиды, перекиси, алкилфеноло-формальдегидные смолы, для нестереорегулярных — главным образом серу. Наполнителями служат преимущественно активные сажи. Саженаполненные резины из стереорегулярных Б. к. существенно превосходят резины из нестереорегулярных Б. к. по прочности, эластичности, износо- и морозостойкости (см. табл.).

Стереорегулярные Б. к. с различным содержанием звеньев 1,4-цис выпускают в ряде зарубежных стран. Торговые марки: америпол СВ, цис-4, буден, диен (США), полисар тактин (Канада), буна СВ (ФРГ), интен (Великобритания), нипол BR, асаден (Япония) и др.

Свойства резин из отечественных бутадиеновых каучуков

------------------------------------------------------------------------------------------------------

| Показатели       | СКД* | СКВ         |

|----------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Прочность при растяжении, Мн/м² (         | 22 (220)    | 16 (160)    |

| кгс/см²)     |         |  |

|----------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Эластичность по отскоку, %     | 58     | 34     |

|----------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Коэфф. морозостойкости при —45°С       | 0,75         | 0,11         |

|----------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Износостойкость, см³/(квт․ч)     | 140   | 350          |

------------------------------------------------------------------------------------------------------

* Каучук содержит 90—93% структуры 1,4-цис.

Б. к. относятся к каучукам общего назначения. Стереорегулярные Б. к. применяют главным образом в производстве шин, а также транспортёрных лент, различных износо- и морозостойких изделий. Каучук СКБ используют в производстве различных технических и бытовых резиновых изделий. Мощности производства стереорегулярных Б. к. в капиталистических странах в 1969 составляли Бутадиеновые каучуки750 тыс. т.

Лит. см. при ст. Каучуки синтетические.

(дивиниловые каучуки, полибутадиены, СКД, СКДЛ, америпол, буден, буна СВ, диен, интен, карифлекс BR, коперфлекс, нипол BR, солпрен, эуропрен-цис и др.), полимеры 1,3-бутадиена. наиб. значение имеют стереорегулярные Б. к., синтезируемые в р-ре в присут. катализаторов Циглера - Натты (комплексов соединений переходных металлов, гл. обр. Со, Ni, Ti, с алюминий-орг. соединениями) или литийорг. катализаторов (см. табл. 1). В относительно небольших масштабах вырабатывают Б. к., получаемые в р-ре в присут. алфиновых катализаторов, напр. комплексов аллилнатрия, изопропилата натрия и Nad, а также каучуки, синтезируемые в эмульсии или массе. К последним относится натрий-бутадиеновый каучук СКВ - первый в мире пром. СК, произ-во к-рого по способу С. В. Лебедева было организовано в СССР в 1932 (мономер - бутадиен, синтезированный из этанола, катализатор-металлич. Na). В современной резиновой пром-сти этот каучук утрачивает свое значение (гл. обр. из-за несовершенства технологии его произ-ва) и заменяется каучуком СКДСР, получаемым полимеризацией мономера в р-ре в присут. литийорг. катализатора и донора электронов. Особая группа Б. к. - жидкие олигомеры (см. Жидкие каучуки).

Структура макромолекул. Свойства каучуков. Звенья бутадиена в макромолекуле Б. к. могут иметь конфигурацию 1,4-цис (ф-ла I), 1,4-транс(II) и 1,2 (III). Соотношение этих звеньев определяется природой катализатора и условиями полимеризации (см. табл. 1).

Табл. 1. - СТРУКТУРА МАКРОМОЛЕКУЛ БУТАДИЕНОВЫХ КАУЧУКОВ

Среднечисловая мол. масса стереорегулярных Б. к. составляет 100-250 тыс.. эмульсионных - 40-100 тыс. Индекс полидисперсности ( -среднемассовая мол. масса) существенно зависит от типа катализатора и условий полимеризации. Так, для Б. к., получаемых с применением литийорг. катализаторов, он составляет 1,1-2,0, титановых - 1,5-5,0, никелевых и кобальтовых - 2,0-8,0. наиб. полидисперсны Б. к., синтезируемые в массе или эмульсии ( > 10). Макромолекулы этих каучуков характеризуются и наиб. разветвленностью. Наименее разветвлены макромолекулы Б. к., получаемых на литийорг. катализаторах. Следствие малой разветвленности и узкого ММР - неудовлетворительные технол. св-ва таких каучуков. Улучшение этих св-в достигается искусственным повышением разветвленности макромолекул (напр., благодаря использованию при полимеризации небольших кол-в спец. агентов, обычно дивинилбензола) или резким повышением индекса полидисперсности каучука до 5-10.

Б. к. хорошо раств. в ароматич. углеводородах и их хлор-производных, циклогексане, алифатич. углеводородах С ₇ и выше. Плотность каучуков всех типов составляет 0,90-0,92 г/см ³ (25

бутадие́новые каучу́ки́

(дивиниловые каучуки), продукты полимеризации бутадиена. Первый в мире промышленный синтетический каучук; получен в СССР в 1932. Стереорегулярный бутадиеновый каучук применяют главным образом в производстве шин (превосходят шины из натурального каучука по износостойкости), нестереорегулярный — для производства, например, кислото- и щёлочестойкой резины, эбонита.

* * *

БУТАДИЕ́НОВЫЕ КАУЧУ́КИ́ (дивиниловые каучуки), продукты полимеризации бутадиена. Первый в мире промышленный синтетический каучук; получен в СССР в 1932. Стереорегулярный бутадиеновый каучук применяют главным образом в производстве шин (превосходят шины из натурального каучука по износостойкости), нестереорегулярный — для производства, напр., кислото- и щелочестойкой резины, эбонита.