22. Изопреновый каучук

Каждый из выпускаемых промышленностью синтетических каучуков характеризуется теми или иными свойствами. Одни каучуки отличаются механической прочностью, другие химически стойки и газонепроницаемы, третьи устойчивы к действию растворителей, четвертые не боятся изменений температуры и т. д.

По каждому из этих свойств отдельные синтетические каучуки превзошли натуральный каучук. Только в одном свойстве не превзойден натуральный каучук - в его эластичности. Между тем это свойство является самым главным при изготовлении таких важных изделий из каучука, как автомобильные и авиационные шины.

Во время движения шины испытывают многократную деформацию - сжатие, растяжение и т. п. Это вызывает постоянное межмолекулярное трение в резине, вследствие чего она нагревается и постепенно теряет свои качества. Чем выше эластичность резины, тем она легче поддается таким деформациям, повышение температуры в ней происходит меньше, и шины оказываются долговечнее. Поэтому натуральный каучук, как наиболее эластичный, до сих пор применяется в производстве шин, особенно для большегрузных и скоростных автомобилей и самолетов.

Так как ресурсы натурального каучука ограничены, ученые много работали над тем, чтобы получить аналогичный каучук синтетическим путем.

Натуральный каучук, как мы знаем, представляет собой полимер изопрена . Об этом можно судить хотя бы потому, что простейшая формула каучука С₅Н₈ та же, что и молекулярная формула изопрена, и последний образуется в продуктах разложения Каучука при нагревании.

Задача, следовательно, состояла в том, чтобы, во-первых, найти доступный способ получения изопрена, во-вторых, суметь так провести реакцию полимеризации его, чтобы получился каучук, аналогичный по строению натуральному.

Наиболее перспективным способом получения изопрена оказалось каталитическое дегидрирование изопентана, выделяемого из нефтяных газов:

В качестве исходного вещества для получения изопрена может быть использован и пентан CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-CH₃, так как при нагревании в присутствии соответствующих катализаторов он превращается в изопентан:

Разработан и способ полимеризации изопрена, дающий возможность получать каучук, аналогичный по строению натуральному и обладающий, следовательно, высокой эластичностью.

В нашей стране производство синтетического изопренового каучука будет быстро развиваться, и к концу семилетки доля его в общем производстве каучука составит почти 24 %.

Вопросы и упражнения

69. Как практически обнаружить непредельные углеводороды в продуктах разложения каучука?

70. Составьте уравнение полимеризации изопрена, структурную формулу изопренового каучука и схему вулканизации его при помощи серы.

71. Чем объясняется, что при изготовлении шин для большегрузных и скоростных автомобилей и самолетов до сих пор используется натуральный каучук (в смеси с синтетическим)?

72. Полимеризацией хлоропрена получают хлоропреновый каучук, характеризующийся высокой устойчивостью к действию света, тепла и растворителей. Составьте уравнение полимеризации хлоропрена и приведите структурную формулу хлоропренового каучука.