ГЛАВНОЕ

Союз переработчиков пластмасс

ПОЛИМЕРНАЯ ИНДУСТРИЯ: газета, купить и продать оборудование, цены на полимеры, изделия из пластмасс, книги, маркетинг, вакансии
стать партнером

Медиаплан 2020

СТАТЬИ И ОБЗОРЫ

Синтетическому каучуку - 100 лет

| Тема: Сырье

Сто лет назад немецкий химик, профессор, доктор Фриц Гофман впервые в мире разработал способ получения синтетического каучука. 12 сентября 1909 года в Имперском патентном ведомстве был зарегистрирован химический патент № 250690 на процесс производства синтетического каучука. Промышленное производство синтетических каучуков было освоено в 30-е годы прошлого столетия в первую очередь в странах, отрезанных Второй мировой войной от поставок натурального каучука. С тех пор индустрия технических синтетических каучуков стала крупнотоннажным производством, материалы и резинотехнические изделия которой используются во всех основных сферах повседневной жизни: автомобилестроении, авиации и космонавтике, обувной промышленности, машиностроении, электротехнике, строительстве, производстве товаров широкого потребления, медицине, производстве полимерных материалов и во многих других областях. Причина этого - разнообразие видов каучуков и резин на их основе, обладающих уникальным комплексом физико-механических свойств, присущих только этому классу материалов.

1.Немного истории

Пожалуй, ни с одним из натуральных видов продукции не связано столько историй о приключениях и изобретениях, как с резиной, получаемой из млечного сока (латекса) деревьев и лиан, растущих на территориях вблизи экватора. Материалы на основе натуральных и синтетических каучуков сыграли весьма большую роль в образе жизни человечества и нашли применение во всех областях повседневной жизни: от одежды и игрушек до таких технических изделий, как самолет или автомобиль.

Около 2000 лет тому назад резиновые материалы были известны ольмекам, майя, ацтекам и инкам. Они добывали из каучуковых деревьев и лиан белый клейкий млечный сок, обрабатывали его сушкой и копчением и из полученного материала изготавливали мячи, эластичные фляжки, водонепроницаемую одежду, обувь, культовые фигурки и другие изделия, необходимые в быту.

Название каучук происходит от индейского слова «ка-у-чу» или «кау-учу», что в переводе означает «плачущее дерево». Предполагается, что француз Шарль де ля Кондамин заимствовал это название, описывая в 1735-36 гг. добычу латекса (от французского слова lait - «молоко») подсечкой, и применил для названия копченой массы слово caoutchouc. Английское название rubber дал каучуку в 1770 г. английский исследователь Джозеф Пристли после того, как он использовал кусочек каучука для стирания (to rub out) линий, нанесенных карандашом или углем.

Универсальные свойства каучука были открыты лишь в период промышленной революции XIX века. Отцом резины считается Чарльз Нельсон Гудиер из штата Коннектикут, который всю свою жизнь посвятил разработке материалов на основе каучука. В 1844 г. Гудиер получил патент № 3633 на свой метод Metallic Gum Elastic Composition (обработка каучука серой), позже названный вулканизацией.

Синтетическому каучуку - 100 летМечты Гудиера о том, что из его резины наряду с одеждой и обувью будет производиться широчайший ассортимент изделий, стали реальностью к концу XIX века, когда на рынке появились также такие технические изделия, как уплотнители и шланги, вещи для мореплавания и домашнего обихода, а также водо- и воздухонепроницаемые дорожные принадлежности. В 1898 г., через 38 лет после смерти Гудиера, в штате Огайо была открыта первая фабрика «Гудиер» по производству изделий из резин. Но настоящий бум спроса на натуральный каучук возник после разработки Джоном Данлопом в 1888 г. пневматической велосипедной шины с протектором из каучука и льняной ткани и создания первой моторной коляски Карлом Бенцем в 1886 г., приведшей к всеобщей автомобилизации и возникновению шинной промышленности.

В начале XX века возник ажиотажный спрос на натуральный каучук, который не могли удовлетворить каучуконосные плантации в Бразилии, а затем и в Юго-Восточной Азии и Конго. Спрос рождает предложение. У натурального каучука появился конкурент - синтетический каучук.

Синтез синтетического каучука впервые был осуществлен немецким химиком доктором Фрицем Гофманом (фото 1) в компании Farbenfabriken, ранее Friedr. Bayer & Со. (г. Эльберфельд). Соответствующий патент № 250 690 на «Метод получения искусственного каучука» был выдан Имперским патентным ведомством 12 сентября 1909 г. - спустя лишь четыре недели после открытия. Технология Гофмана была использована во время Первой мировой войны для промышленного производства эбонита, а в последующем она стала основой для производства бутадиенстирольного каучука, который с 1938 г. в Германии стал выпускаться в промышленном масштабе.

21 июня 1929 г. компания IG Farben получила первый патент на разработанный ею способ сополимеризации бутадиена и стирола под названием BUNA. Это название произошло от первых букв слов butadiene и natrium. Сополимеризацией стирола с бутадиеном в водной эмульсии немецкие химики Вальтер Бок и Эдуард Чункур разработали экономически выгодную технологию получения каучука BUNA®S, а годом позже Гельмут Клейнер, Эрих Конрад и Э. Чункур получили ненабухающий акрилонитрилбутадиеновый каучук BUNA®N для производства масло- и бензостойких резиновых изделий.

Эти важные шаги на пути к массовому производству синтетического каучука были дополнены открытием влияния на каучуки таких вспомогательных компонентов, как антиоксиданты, ускорители вулканизации, наполнители. Промышленное производство синтетического каучука BUNA®S в Германии было начато в 1936 г. (г. Шкопау). Перед концом Второй мировой войны общая мощность группы компаний по производству синтетического каучука составляла 170 тыс. тв год.

Первые шины для легковых автомобилей с протектором из BUNA®S были показаны на автомобильной выставке в Берлине в 1936 г. и вызвали большой интерес. Их пробег составлял 36 тыс. км, а пробег шин из натурального каучука - только 29 тыс.км. Первые в мире шины для легковых и небольшие шины для грузовых автомобилей на основе BUNA®S (100 %) были выпущены в 1942 г.

Во время Второй мировой войны мощности по производству синтетического каучука появились и в США, после того как США оказались изолированными от импорта натурального каучука из Юго-Восточной Азии. В 1945 г. производство синтетического каучука в США составляло 820 тыс. т.

Производство синтетических каучуков в крупных промышленных масштабах раньше, чем в какой-либо другой стране мира, было осуществлено в СССР в 1932 г. по технологии, разработанной С. В. Лебедевым (полимеризацией на металлическом натрии бутадиена, полученного из этилового спирта). В 1932-35 гг. в СССР были построены и введены в действие четыре завода, положившие начало созданию в стране промышленности синтетических каучуков.

После окончания Второй мировой войны немецким предприятиям было запрещено производить синтетический каучук. И только в 1952 г. стало возможным возобновить в Германии производство каучука. С тех пор многие немецкие предприятия, в первую очередь концерн Bayer AG, сконцентрировали свои усилия на поставках резиновой промышленности марок синтетического каучука с индивидуальными свойствами.

2. Рынки и марки каучуков

Синтетическому каучуку - 100 летМногообразие свойств и видов каучуков, а также по-прежнему далеко не исчерпанный потенциал возможностей их применения способствуют в течение многих лет росту их сбыта на международных рынках. Каучуки находят применение в следующих важнейших отраслях: автомобилестроении - 46 %; обувной промышленности - 15 %; машиностроении - 15 %; электротехнике и электронике - 4 %; строительстве - 5 %; производстве полимерных материалов - 3 %; прочих отраслях - 12 %. Главными потребителями продукции каучуковой промышленности и местами размещения производственных мощностей становятся такие регионы мира, как Китай, Индия, Россия, восточно-европейские страны и страны Латинской Америки. По оценкам Международной исследовательской группы по каучуку, производители синтетической резины выпустили в 2007 г. (с учетом резин для шинной промышленности) 13 596 тыс. т, а было переработано в резинотехнические изделия (РТИ) 13 197 тыс. т каучука. Регионами наибольшего потребления продукции из резин стали Азия и Океания (потребление -6396 тыс. т, производство - 2790 тыс. т) и Европейский Союз (потребление - 2711 тыс. т, производство - 2774 тыс. т).

Синтетические каучуки (СК) - это полимеры, способные перерабатываться в резины вулканизацией. СК обычно классифицируют и называют по названиям мономеров, используемых для их получения (изопреновые, бутадиеновые, бутадиенстирольные и т.п.), или по характерной группе атомов (атома) в основной цепи и (или) боковых группах (например, сульфидные, уретановые, кремнийорганические, фторкаучуки).

СК подразделяют также по другим признакам, например по содержанию наполнителей - на наполненные и ненаполненные, по выпускаемой форме - на твердые, жидкие и порошкообразные. Часть СК выпускается в виде водных дисперсий - латексов. По эксплуатационным свойствам и, соответственно, по областям применения СК делят на высокоэффективные (1 % общего объема потребления и около 10 % общей стоимости СК), специальные (17 % потребления и 30 % стоимости) и универсальные (82 % потребления и 60 % стоимости) (см. табл. 1 и рис. 1).

Синтетическому каучуку - 100 лет
Рассмотрим возможности применения некоторых видов СК на примере каучуков, выпускаемых одним из ведущих мировых производителей - компанией LANXESS, которая обладает исторической наследственностью в области СК и сохраняет лидерство в этой индустрии (табл. 2).

 Синтетическому каучуку - 100 лет
Высокими темпами растет спрос на гидрированные нитрильные каучуки (HNBR) семейства Therban®(всего - 25 различных марок). Они характеризуются отличной стойкостью к старению при экстремальных механико-динамических нагрузках, в агрессивных средах и широком диапазоне температур. К достоинствам каучука Therban®AT относится очень хорошая текучесть, позволяющая использовать его для производства литьем под давлением или экструзией многих РТИ. Благодаря своей очень высокой стойкости к топливам, а также термостойкости новые виды каучуков с высоким содержанием акрилонитрила особенно хорошо подходят для производства шлангов и кабелей автомобилей.

Синтетическому каучуку - 100 летВысоким спросом на важнейших рынках мира пользуются нитрильные каучуки (NBR) торговых марок Perbunan®, Baymod®N и Krynac® из-за их стойкости к воздействию неполярных жидкостей. Нитрильные каучуки особенно подходят для производства уплотнений и шлангов в машиностроении. Семейство этих каучуков насчитывает более 60 видов.

Ассортимент этиленвинилацетатных каучуков (EVA) включает торговые марки Levapren®, Levamelt® и Baymod®L, из которых могут быть изготовлены как пленки, так и высокоэффективные термостойкие РТИ, ленты транспортеров и клеи. Высокий спрос на эти виды каучуков инициировал значительное расширение производственных мощностей компании LANXESS. Особенно широким спектром областей применения отличается многофункциональный EVA-каучук марки Levapren® (фото 2).

Этилен-пропилен-[диен]овые каучуки (СКЭП/ СКЭПТ) позволили создать более 40 различных марок материалов, среди которых наибольшую известность получила торговая марка Buna®EP. Материалы на основе СКЭП/СКЭПТ обладают высокой атмосферо-стойкостью, не становятся преждевременно хрупкими и длительное время не стареют под воздействием УФ-излучения. Поэтому Buna®EP - это предпочтительный материал для производства уплотнительных профилей, например для кровельных конструкций.

Концерн по производству специальной химической продукции LANXESS только на основе перечисленных марок каучуков выпускает более 100 разновидностей материалов. Многие из них предназначены для специальных областей применения и отвечают специфичным требованиям. Доля продаж концерна в сегменте каучуков и добавок для резин составляет около 40 %, при этом компания обслуживает более 600 потребителей ежегодно.

В подавляющем большинстве случаев каучуки приобретают необходимые эксплуатационные свойства лишь после введения в них специальных веществ - добавок, и соответствующей обработки. Добавки позволяют осуществить вулканизацию каучука в технически и экономически приемлемых и обоснованных режимах, препятствуют преждевременному старению и растрескиванию вулканизованных каучуков (резин) под воздействием кислорода, озона и различных химических веществ.

По материалам компании LANXESS обзор подготовил к. т. н. В. Н. Мымрин

Источник: журнал Полимерные материалы


СТАТЬИ ПО ТЕМАМ
 Технологии [154]     Изделия [78]   
 Оборудование [43]     Сырье [113]   
 Обзоры рынков [181]     Интервью [96]   
 Репортаж [25]     Все статьи   

Статьи публикуются с разрешения автора и обязательным указанием ссылки на источник

Редакция оплачивает на договорной основе
технические статьи, маркетинговые отчеты, рецептуры, обзоры рынка
и другую отраслевую информацию и права не ее размещение

Приглашаем специалистов к сотрудничеству в качестве внештатных авторов и консультантов!

По вопросам публикации и оплаты статей обращайтесь в редакцию:
Тел: +7 (499) 490-77-79
Прислать сообщение


Полное или частичное копирование любых материалов, опубликованных на Plastinfo.ru, для размещения
на других Интернет сайтах, разрешается только с указанием активной гиперссылки на plastinfo.ru !

Полное или частичное использование любых материалов, размещенных на Plastinfo.ru,
в СМИ, печатных изданиях, маркетинговых отчетах, разрешается только с указанием ссылки
на «Plastinfo.ru» и в некоторых случаях требует письменного разрешения ООО Пластинфо




ОПРОС НА PLASTINFO.RU

Вы поддерживаете планируемый запрет на одноразовые изделия из пластмасс?

результаты


Проводится с 01.10 по 30.11.2021

Получаем результат...
Онлайн магазин книг Телеграм канал Plastinfo.ru интерпластика: международная выставка пластмасс и каучуков видео о индустрии переработки пластмасс и каучука

Новости

Выставки и конференции
Государство и бизнес
Литература и образование
Новые материалы и марки
Обзоры и анализ рынков
Обзоры СМИ
Оборудование
Объемы и мощности
Отходы и экология
Персоны и назначения
Пресс-релизы, форс-мажоры
Разработки изделий
Слияния и новые имена
Цены на сырье и изделия

Изделия

Полипропиленовые трубы
Полиэтиленовые трубы
Фитинги
ПВХ окна и двери
Емкости 1-5л
Канистры
Полиэтиленовая пленка
Мешки, пакеты майка
Термоусадочная пленка
Вагонка, сайдинг, профили
Сотовый поликарбонат

Объявления

Продать
Купить
Вакансии
Резюме
Форум

Информация

Справочник покупателя
Статьи и обзоры
Глоссарий
Выставки
Опросы
Стандарты
Видео Plastube

Подписка

Бизнес газета
Цены на полимеры
Импорт и экспорт
Магазин отчетов
Магазин книг
База полимеров
Polyglobe

О проекте

Контакты
Карта сайта
Партнеры
Реклама