Каучу́к Натура́льный — полимер растительного происхождения, относится к группе эластомеров. Натуральный каучук содержится в млечном соке (латексе) каучуконосных растений; отдельные включения каучука имеются также в клетках коры и листьев этих растений. Натуральный каучук получают из латекса бразильской гевеи (Hevea brasiliensis), которая произрастает на плантациях в тропических странах. В Африке натуральный каучук добывают также из фикуса (Ficus elastica). Основная составная часть натурального каучука (91-96%) — это природный высокомолекулярный непредельный углеводородный биополимер полиизопрен (С5Н8)n, (где n = 1000-3000), состоящий из повторяющихся звеньев 1, 4-цис-изопрена и имеющий стереорегулярное строение. В макромолекулах натурального каучука, обладающих высокой гибкостью, 98-100% звеньев изопрена присоединены в положении 1, 4 цис. Структурная формула 1, 4-цис-полиизопрена: [—СН2С(СН3)=СНСН2—]n.
Молекулярная масса натурального каучука составляет 1400-2600 тысяч единиц. В состав натурального каучука помимо каучукового углеводорода входят белковые вещества и аминокислоты (2-3%), смолы (2-3%), соединения металлов переменной валентности, вода (до 1%). Состав и количество содержащихся в натуральном природном каучуке некаучуковых примесей оказывают большое влияние на его физико-химические свойства и поведение при технологической обработке. Природный необработанный (сырой) каучук представляет собой белое или бесцветное вещество; жесткое и прозрачное при низких температурах, хрупкое и непрозрачное при температурах от 0 до 10 °C; мягкое, упругое и полупрозрачное при 20 °C. При нагреве до температуры 120 °C каучук превращается в смолоподобную жидкость, после застывания которой уже нельзя получить первоначальный продукт. При температурах выше 200-300 °С наблюдается пиролиз: натуральный каучук разлагается с образованием низкомолекулярных углеводородов.
Натуральный каучук — аморфный материал, он кристаллизуется при охлаждении (при температурах от -50 до 20 °С), причем максимальная скорость кристаллизации наблюдается при температуре -25 °С, а также при деформировании (например, при растяжении при комнатной температуре). Плотность натурального каучука 910-920 кг/м3; температура стеклования от -69 до -74 °С; максимальная степень кристалличности 30-40%; температура плавления кристаллической фазы 15-40 °С (зависит от условий кристаллизации). Натуральный каучук не растворяется и практически не набухает в воде, спирте и ацетоне. Он хорошо растворяется в углеводородах и их производных (в бензоле, толуоле, ксилоле, бензине, четыреххлористом углероде, хлороформе, сероуглероде, циклогексане) с образованием коллоидных растворов. Каучук легко окисляется химическими окислителями, а также вступает в химические реакции с водородом, галогенами, серой.
Под действием ультрафиолетового и других ионизирующих излучений натуральный каучук деструктируется. В результате окислительной деструкции (старении каучука), которая происходит при комнатной температуре, уменьшаются его прочность и эластичность. Каучук — высокоэластичный пластичный материал, сохраняющий эластичность в широком интервале температур. Ценным свойством натурального каучука является его высокая когезионная прочность. Резины из натурального каучука эластичны, износостойки и морозостойки, характеризуются высокими динамическими свойствами, но не устойчивы к действию растворителей и масел, и менее, чем некоторые синтетические каучуки, теплостойки и атмосферостойки. Однако они устойчивы к действию большинства кислот, щелочей и растворов солей. Резины из натурального каучука используют в производстве шин, амортизаторов, изделий санитарии и гигиены.
- Справочник резинщика. М., 1971.
- Догадкин Б. А. Химия эластомеров. М., 1981.
- Лепетов В. А., Юрцев Л. Н. Расчеты и конструирование резиновых изделий. Л., 1987.