Синтетические изопреновые каучуки

Изопреновый каучук — синтетический каучук, получаемый применением новых комплексных катализаторов стереоспецифической полимеризации в растворителях. Использование комплексных катализаторов на основе производных титана и алюминия дает возможность получить каучуки типа СКИ-3 с высоким содержанием цис-1,4-звеньев, присоединенных почти исключительно по типу «голова к хвосту». СКИ-3 имеет регулярную структуру, содержит не каучуковые компоненты, а также отсутствуют функциональные группы в молекулярных цепях полимера. Каучук имеет узкое молекулярно-массовое распределение . Он содержит 15-40 % гель-фракции. Изопреновый каучук кристаллизуются при растяжении или при охлаждении (полупериод кристаллизации нерастянутого каучука СКИ-3 — более 20 ч). Обладает низкой температурой стеклования (около −70ºС), максимальное содержание кристаллической фазы в СКИ-3 — 30 %. Наименьшее относительное удлинение, при котором наблюдается образование кристаллической фазы при 20 °C, составляет для резин на его основе 300—400 %. Параметр растворимости синтетического изопренового каучука р равен 16,8 (МДж/м3)1/2. Каучуки этого типа выпускают с заданной вязкостью (вязкость по Муни СКИ-3 I группы составляет 71—85 усл. ед, СКИ-3 II группы—50—60 усл. ед.). При переработке они не нуждаются в предварительной пластикации; однако вследствие большой склонности СКИ к деструкции при переработке необходимо строго соблюдать температурные режимы смешения, разогрева и формования. Способность СКИ кристаллизоваться при растяжении и гибкость его макромолекул обусловливают высокие эластичность и прочность ненаполненных и наполненных резин на его основе, а также хорошие динамические свойства. Основным недостатком СКИ, связанным с особенностями молекулярной структуры и ММР, является пониженная когезионная прочность резиновых смесей на их основе. Так, прочность при растяжении резиновой смеси на основе СКИ-3 — только 0,2—0,4 МПа. Это объясняют пониженной скоростью кристаллизации синтетического полиизопрена, а также отсутствием в макромолекулах функциональных полярных групп. Поэтому при сборке неформовых, клееных и других изделий возникают затруднения, связанные с повышенной липкостью смесей и полуфабрикатов, недостаточной каркасностью, текучестью при транспортировке и хранении. Синтетические изопреновые каучуки хорошо совмещаются со всеми диеновыми каучуками. Вследствие высокой непредельности вулканизацию СКИ-3 можно осуществлять с применением вулканизующих систем, содержащих серу и органические ускорители вулканизации, а также бессерными системами: тиурамом, органическими перекисями, фенолформальдегидными смолами, производными малеимида и другими веществами. В промышленности применяются главным образом серные вулканизующие системы. Обычно температура вулканизации серных смесей на основе СКИ-3 равна 133—151 °С. Для них характерно наличие оптимума вулканизации по сопротивлению разрыву и небольшое плато вулканизации. Поскольку СКИ склонен к кристаллизации то вулканизаты на его основе даже не наполненные обладают высокой прочностью до 30 МПа. При повышенных температурах сопротивление раздиру и прочность понижаются. Резины не маслобензостойки. Благодаря отсутствию азотсодержащих веществ и малой зольности СКИ характеризуются хорошей водостойкостью и высокими диэлектрическими показателями.