Cauciucul Natural și Sintetic

CAUCIUCUL NATURAL SI SINTETIC

Cauciucul este un produs tehnic constand dintr-un compus macromolecular cu catene liniare, lungi ,flexibile si avand comportare de elastomer. Se produc si se utilizeaza numeroase tipuri de cauciuc ( cauciuc natural, cauciucuri sintetice ), fiecare dintre ele prezentand anumite avantaje si dezavantaje in utilizari specifice. Macromoleculele cauciucului se pot deplasauna una fata de alta la temperature relativ ridicate sau/si sub actiunea eforturilor mecanice.

Cauciucul natural

Cauciucul natural se extrage din sucul lãptos al unor arbori tropicali de genul Hevea brasiliensis, Ficus elastica, ori din sucul unor plante care cresc în zona temperatã, cum sunt: tau-sacâzul, coc-sacâzul, si crâm-sacâzul, în care latexul este depus în rãdãcini.

Din punct de vedere chimic, cauciucul natural este o hidrocarburã macromolecularã, cu formula brutã (C5H8)n, unde n variazã între 1000 si 5000. Moleculele cauciucului sunt formate din catene lungi ce au ca si component structural de bazã izoprenul:

CH3 CH3

| |

-CH2-C=CH-CH2-CH2-C=CH-CH2-

Izoprenul, produs în celulele arborelui de cauciuc în urma unor procese biochimice asemãnãtoare celor prin care se formeazã rãsina în conifere, are formula brutã: C5H8 sau 2-metil-butadienã:

CH2=C-CH=CH2

|

CH3

Cauciucul natural obtinut din latex este ambalat în baloturi si expediat fabricilor pentru prelucrare. Cauciucul natural este un produss de origine vegetala continut in latexul (suspensia apoasa) secretat sau sub forma unor incluziuni in celulele cojii sau frunzelor plantelor producatoare de cauciuc.

Compozitie, structura, proprietati. Cauciucul natural contine 93-94% hidrocarbura cauciuc (poliizopren) si alte componenete. In extractul acetonic, care este 1,50-3,50%, se gasesc acid oleic, acid linoleic, acid stearic,sterine,glucide,carotinoide. Substantele cu continut de azot prezente in cauciucul natural sunt in principal albuminele si aminoacizii rezultati din descompunerea acestora, influentand viteza de vulcanizare si conferind o anumita protectie antidegradanta, marind absobtia de apa.Macromoleculele cauciucului natural contin unitati de izopropen aditionale in pozitia 1,4-cis in proprtie de 98-99% (dupa unii autori 100%) diferenta fiind constituita de unitati aditionale in pozitia 3,4; nesaturarea este 96% din teoretic; pe macromolecule se afla si un numar mic de grupe oxigenate. Masa moleculara a cauciucului natural (nemasticat) : determinata osmometric este (7-250)•10 la a patra.

Principalele proprietati fizice ale cauciucului natural se prezinta in tabelul 3. Este stabil la apa (absorbtia in 24h la 20°C este 1%; la 70°C – 3,5%),nu se dizolva in alcool, acetona, putin solubil in esteri, cetone superioare, se dizolva in toluen, xilen, benzina, tetraclorura de carbon, cloroform, sulfura de carbon. Cauciucul natural este amorf la temperaturi peste 10°C; cristalizeaza prin prastarea indelungata la temperaturi sub 10°C, sau la intindere (la temperatura camerei) cu peste 70%; viteza maxima de cristalizare este la -25°C. Cauciucul natural vulcanizat cristalizeaza la temperatura camerei la intinderi peste 200%. Datorita nesaturarii mari, cauciucul natural reactioneaza cu oxigenul, ozonul, halogenii, acizii halogenati, anhidrida maleica, tioacizii, mercaptanii etc. Sub actiunea radiatiei UV sau a agenti chimici (de ex. SO2, butadiensulfona etc.), cauciucul natural sufera izomerizare cis-trans. Prin incalzire in prezenta de catalizatori are loc o ciclizare; halogenarea sau hidrohalogenarea are loc cu substitutie, aditie, ciclizare, reticulare. Hidrogenarea catalitica conduce, in fuctie de conditii, la polimeri cu un grad avansat de saturare, la polimeri saturati sau la scindarea macromoleculelor pana la oligomeri si chiar produse gazoase. Cauciucul natural reactioneaza cu anhidrida maleica in prezenta de initiatori (cu peroxizi, la 120-150°C) sau in absenta acestora (180-220°C); deosebit de usor reactioneaza anhidrida maleica in conditii de prelucrare mecanica a cauciucului natural (pe valt,extruder,malaxor).Prin reactia in solutie (CCl4) cu CH2O in prezenta de catalizatori (acizi minerali sau organici, cloruri anhidre) se obtin produse cu proprietati termoplastice, rezistente la solventi. Cauciucul natural reactioneaza usor cu 02 cu distrugerea macromoleculelor; compusii metalelor tranzitionale (Fe, Cu, Mn) accelereaza considerabil degradarea oxidanta. In absenta oxigenului, cauciucul natural suporta incalzire la 200°C dar peste 220°C incepe distructia termica; produsele lichide rezulta prin distructie termica, incalzite timp de cateva h la 250…300°C, se transforma intr-un produs rasinos, insolubil in benzen. Prin incalzirea la 250…300°C, in vid, peste 60% din cauciucul natural se distruge, formand produse volatile, iar diferenta ramane in reziduul rasinos. In absenta oxigenului, radiatia UV provoaca structurarea cauciucului natural, cu degajare de produse volatile; in prezenta oxigenul are loc o distructie urmata de strcturare. Ozonul reactioneaza foarte rapid cu macromoleculele cauciucului natural.Una dintre reactiile cu cele mai variate posibilitati este aditia tip ,,ena”