Натуральный каучук: свойства и добыча¶

Натуральный каучук — эластичный материал растительного происхождения, получаемый из млечного сока (латекса) ряда каучуконосных растений, прежде всего дерева гевеи бразильской (Hevea brasiliensis). По химическому составу представляет собой высокомолекулярный непредельный углеводород — полиизопрен (цис-1,4-полиизопрен), содержание которого в сухом веществе достигает 90–95 %. Относится к эластомерам: способен к большим обратимым деформациям, нерастворим в воде, набухает в органических растворителях.

¶Состав и свойства

Натуральный каучук — аморфное вещество, при длительном хранении частично кристаллизующееся. Основные характеристики:

• плотность — около 910–920 кг/м³;
• температура стеклования — порядка −70 °C;
• прочность при растяжении — до 20–30 МПа (у вулканизованного — выше);
• высокая эластичность, сохраняющаяся в широком диапазоне температур;
• хорошая диэлектрическая проницаемость и водостойкость.

В сыром виде каучук липок на холоде и хрупок при низких температурах, поэтому в чистом виде применяется ограниченно. Ключевое свойство — способность к вулканизации: при нагреве с серой (открытие Чарлза Гудьира, 1839) образуются поперечные связи между макромолекулами, и материал превращается в резину — прочную, эластичную и термостойкую.

¶Сырьевые источники

Главный промышленный источник — гевея бразильская, культивируемая в тропиках. Кроме неё латекс дают фикусы, некоторые виды одуванчика (например, кок-сагыз), гваюла, а также растения семейств тутовых и молочайных. Промышленное значение сохраняет преимущественно гевея: её плантации сосредоточены в Юго-Восточной Азии, где на Таиланд, Индонезию и Малайзию приходится значительная часть мирового производства.

¶Добыча латекса

Латекс добывают путём подсочки: на стволе дерева под углом делают надрезы, не затрагивающие камбий, и сок стекает по желобку в приёмную чашу. Одно дерево даёт за сезон несколько литров латекса; оптимальный возраст подсочки — от 5–7 лет. Собранный латекс содержит 30–40 % каучука, остальное — вода, белки, смолы, сахара.

Из латекса каучук выделяют коагуляцией — добавлением кислоты (обычно муравьиной или уксусной), после чего массу промывают, прокатывают в листы и сушат. Различают сорта: рибоед-смоукд-шитс (копчёные листы), креп, а также концентрат латекса, сохраняемый в жидком виде с аммиаком как стабилизатором.

¶Применение

Натуральный каучук используют там, где нужны высокая эластичность и сопротивление усталости:

• шины и амортизаторы (часто в смеси с синтетическими каучуками);
• медицинские изделия — перчатки, катетеры, соски;
• клеи, герметики, латексные покрытия;
• спортивный инвентарь, обувь, эластичные ленты.

¶Синтетические аналоги и значение

С середины XX века значительную часть натурального каучука заменили синтетические каучуки, получаемые полимеризацией изопрена и бутадиена. Однако по ряду показателей (клейкость, прочность невулканизованной смеси, теплообразование при деформации) природный материал до сих пор превосходит аналоги, что поддерживает устойчивый мировой спрос. Колебания цен на каучук зависят от урожая в тропиках, эпидемиологических ограничений и спроса шинной промышленности.