Поликарталон — синтетический каучук¶

Поликарталон — торговое наименование синтетического каучука, получаемого полимеризацией хлоропрена (2-хлор-1,3-бутадиена). Относится к классу хлоропреновых каучуков — полярных диеновых эластомеров, в которых атом хлора придаёт материалу повышенную стойкость к маслам, растворителям, озону и открытому пламени. Название «поликарталон» использовалось преимущественно в советской и восточноевропейской промышленной номенклатуре; в англоязычной литературе тот же класс материалов известен под марками неопрен (Neoprene) и другими.

¶Химическая природа

Основой поликарталона служит хлоропрен — диеновый мономер с одной двойной связью и атомом хлора в молекуле. При полимеризации образуется длинная цепь с регулярно расположенными атомами хлора, что отличает материал от углеводородных каучуков (бутадиенового, изопренового). Наличие хлора придаёт полимеру полярность: макромолекулы сильнее взаимодействуют друг с другом и с полярными средами, но плохо совместимы с неполярными маслами и топливами.

Полимеризацию проводят в водной эмульсии при пониженной температуре (эмульсионная полимеризация). Регулируя температуру и состав катализаторов, получают продукты с разной степенью кристалличности: от мягких, легко перерабатываемых марок до жёстких, склонных к кристаллизации и дающих высокопрочные вулканизаты.

¶Свойства

Ключевые характеристики поликарталона определяются сочетанием диеновой цепи и атомов хлора:

• Стойкость к маслам и топливам — значительно выше, чем у натурального и бутадиен-стирольного каучуков.
• Атмосферостойкость — устойчивость к озону, кислороду, ультрафиолету и старению на открытом воздухе.
• Огнестойкость — благодаря хлору материал не поддерживает горение и самозатухает при удалении источника огня.
• Термостойкость — рабочий диапазон обычно от −40 до +100 °C, отдельные марки выдерживают кратковременный нагрев выше.
• Механическая прочность — вулканизаты обладают высокой прочностью на разрыв и сопротивлением истиранию.
• Недостатки — относительно высокая стоимость, склонность к набуханию в некоторых ароматических растворителях, трудности при переработке из-за склонности к преждевременной вулканизации.

¶История

Хлоропреновый каучук был впервые синтезирован в США в начале 1930-х годов в лаборатории компании DuPont под руководством химика Уоллеса Карозерса. Материал стал одним из первых промышленных синтетических каучуков, выпущенных в массовом масштабе, и получил торговое название неопрен. В СССР и странах социалистического лагеря аналогичные продукты выпускались под собственными наименованиями, одним из которых был поликарталон. Развитие производства было связано с потребностями оборонной, автомобильной и электротехнической промышленности, нуждавшихся в маслостойких и негорючих эластомерах.

¶Получение и переработка

Промышленное производство включает несколько стадий: синтез хлоропрена, его эмульсионную полимеризацию, выделение латекса или крошки полимера, сушку и упаковку. Переработка поликарталона ведётся методами, характерными для резиновой технологии: смешение с наполнителями, пластификаторами, вулканизующими агентами и ускорителями на вальцах или в резиносмесителях, формование и последующая вулканизация. Вулканизующие системы для хлоропреновых каучуков отличаются от применяемых для углеводородных: чаще используют оксиды металлов (оксид цинка, оксид магния) в сочетании с ускорителями.

¶Применение

Благодаря сочетанию маслостойкости, атмосферостойкости и негорючести поликарталон находит применение в ряде отраслей:

Отдельное направление — производство хлоропреновых латексов, используемых для пропитки тканей, изготовления перчаток и клеевых составов.

¶Значение и место среди эластомеров

Поликарталон относится к группе специальных каучуков, которые применяют не столько ради массовости, сколько ради специфических свойств, недостижимых для универсальных материалов. По объёмам мирового производства хлоропреновые каучуки уступают бутадиен-стирольным и бутадиеновым, однако занимают устойчивую нишу там, где требуется одновременная стойкость к маслам, озону и огню. В современной номенклатуре материалы этого класса выпускаются рядом международных и национальных производителей под различными торговыми марками, а историческое название «поликарталон» сохраняется преимущественно в справочной и технической литературе.

¶Безопасность и экология

Хлоропрен, используемый как мономер, токсичен и требует строгого соблюдения мер безопасности при производстве. Готовые вулканизаты поликарталона химически инертны и при обычных условиях эксплуатации не представляют опасности. При горении хлорсодержащие эластомеры могут выделять агрессивные вещества, что учитывают при разработке рецептур и правил пожарной безопасности. Утилизация отработанных изделий затруднена из-за термореактивной природы вулканизатов и требует специальных методов переработки.