Хлоропреновые каучуки (полихлоропрены, наириты, неопрены, байпрены, бутахлоры, скайпрены), продукты гомо- и сополимеризации хлоропрена. Выпускают главным образом высокомолекулярные гомополимеры хлоропрена и его сополимеры с 3-10% дихлорбутадиена.
Звенья хлоропрена в макромолекуле хлоропреновых каучуков имеют конфигурации 1,4-транс (формула I, 88-92%), 1,4-цис (II, 7-12%), 1,2 (III, 4,5%) и 3,4 (IV, 1%).
2-Хлорбутадиен-1,3
Физические свойства хлоропреновых каучуков
Вследствие регулярности строения хлоропреновые каучуки склонны к кристаллизации (сополимеры менее склонны, чем гомополимеры), благодаря чему ненаполненные резины на их основе имеют высокую прочность.
Растворяются в СНСl3, кетонах, этилацетате, смесях растворителей (например, метилэтилкетон-толуол), набухают в алифатических углеводородах.
Хлоропреновые каучуки достаточно стойки к воздействию О2, солнечного света, с О3 образуют полимерные пероксиды, под действием ионизирующих излучений структурируются. При нагреве до 170°С интенсивно выделяют НСl.
Стабилизируют хлоропреновые каучуки антиоксидантами аминного или фенольного типа (1-3% от массы каучука).
Получение хлоропреновых каучуков
Основной промышленный способ – эмульсионная полимеризация в водной фазе при 40°С, протекающая по радикальному механизму. Эмульгаторы – алкилсульфонаты или канифольные мыла. Инициатор полимеризации главным образом K2S2O7.
При достижении необходимой степени превращения мономеров (65-75%) в латекс вводят эмульсии или растворы тиурамдисульфидов (например, тетраэтилтиурамдисульфида) и антиоксиданта и выдерживают несколько часов при 25°С для созревания латекса. При получении хлоропреновых каучуков, регулированных тиолами, в латекс добавляют только антиоксидант; стадия созревания в этом случае исключается.
После отгонки непрореагировавших мономеров каучук коагулируют вымораживанием на барабанах, промывают водой и сушат.
Цвет хлоропреновых каучуков от светло-янтарного до темно-желтого, содержание примесей (остатков эмульгаторов, влаги и другие) до 5% по массе. Основная форма выпуска – гранулы. Производят также жидкие хлоропреновые каучуки и латексы.
Перерабатывают хлоропреновые каучуки на обычном оборудовании резиновых заводов (вальцах, смесителях, каландрах, экструдерах). Изделия вулканизуют при 140°-160°С в прессах, котлах и др.
Хлоропреновые каучуки технологически совместимы с другими каучуками. Например: бутадиен-нитрильными, бутадиен-стирольными, бутадиеновыми, изопреновыми, натуральным каучуком, а также с реакто- и термопластами.
Наполнители резиновых смесей — сажа, мел, каолин и др. Пластификаторы — главным образом сложные эфиры, а также канифоль, кумароно-инденовые и феноло-формальдегидные смолы.
Свойства вулканизатов
Свойства резин на основе хлоропреновых каучуков определяются способом регулирования молекулярной массы.
Вулканизаты, полученные на основе хлоропреновых каучуков, обладают высокой прочностью в сочетании с высокой пластичностью и удовлетворительной эластичностью, хорошей адгезией (способность склеиваться) ко многим субстратам, удовлетворительным сопротивлением истиранию.
Резины на основе хлоропреновых каучуков масло- , бензо- , озоно- , свето- , тепло- и огнестойки, сравнительно стойки в некоторых кислотах (Н3ВО3, НСl, разбавленной H2SO4), щелочах. Под действием HNO3, концентрированной H2SO4, CS2, SO3, Н2О2 разрушаются. Пригодны для эксплуатации при температурах от -40 до 110°С, кратковременно до 140оС.
Газопроницаемость резин из хлоропреновых каучуков ниже, чем резин из неполярных каучуков (изопреновых, бутадиеновых).
Хлоропреновые каучуки и резины на их основе не поддерживают горение.
Применение хлоропреновых каучуков
Хлоропреновые каучуки используют в производстве разнообразных изделий и деталей, эксплуатируемых в контакте с агрессивными средами. Например, уплотнителей, колец круглого сечения, шлангов, рукавов, ремней, прорезиненных тканей, защитных оболочек кабелей, как основу адгезивов.
Жидкие хлоропреновые каучуки применяются для получения антикоррозионных покрытий, а также в качестве пластификаторов.
Каучуки специального назначения