Номер 4, страница 207 - гдз по химии 10 класс учебник Рудзитис, Фельдман

4. Охарактеризуйте известные вам синтетические каучуки и поясните, для каких технических целей их применяют.

Синтетические каучуки — это синтетические полимеры, которые, подобно натуральному каучуку, обладают эластичностью, то есть способностью к большим обратимым деформациям при комнатной температуре. Их получают путем полимеризации или сополимеризации мономеров, таких как бутадиен, изопрен, стирол, хлоропрен и другие. Ниже охарактеризованы некоторые из наиболее распространенных синтетических каучуков и их применение.

Это самый массовый каучук общего назначения. Его получают совместной полимеризацией (сополимеризацией) бутадиена-1,3 и стирола. Процесс может быть эмульсионным или растворным.

Реакция сополимеризации (схематично):
$n \text{CH}_2=\text{CH}-\text{CH}=\text{CH}_2 + m \text{C}_6\text{H}_5-\text{CH}=\text{CH}_2 \rightarrow [-(-\text{CH}_2-\text{CH}=\text{CH}-\text{CH}_2-)_k-(-\text{CH}(\text{C}_6\text{H}_5)-\text{CH}_2-)_l-]_p$

Свойства:
- Высокая износостойкость.
- Хорошая эластичность (но ниже, чем у натурального каучука).
- Невысокая морозостойкость и теплостойкость по сравнению с некоторыми другими видами каучуков.
- Низкая стойкость к действию масел и бензина.

Применение:
Благодаря высокой износостойкости и низкой стоимости, бутадиен-стирольные каучуки широко используются в производстве:
- Автомобильных шин (особенно протекторов).
- Резинотехнических изделий (РТИ): конвейерных лент, приводных ремней, шлангов.
- Обувных подошв.
- Изоляции для кабелей.
- Напольных покрытий.

Ответ: Бутадиен-стирольные каучуки применяют в основном для производства автомобильных шин, различных резинотехнических изделий, обуви и изоляционных материалов благодаря их высокой износостойкости.

Изопреновый каучук является синтетическим аналогом натурального каучука. Его получают полимеризацией изопрена (2-метилбутадиена-1,3). Структура макромолекулы стереорегулярного изопренового каучука (цис-1,4-полиизопрен) практически идентична структуре натурального каучука.

Реакция полимеризации:
$n \text{CH}_2=\text{C}(\text{CH}_3)-\text{CH}=\text{CH}_2 \rightarrow [-\text{CH}_2-\text{C}(\text{CH}_3)=\text{CH}-\text{CH}_2-]_n$

Свойства:
- Высокая эластичность и прочность.
- Хорошие динамические свойства.
- Низкий гистерезис (малые потери энергии при деформации).
- Недостаточная стойкость к озону, свету и высоким температурам.

Применение:
По свойствам СКИ близок к натуральному каучуку, поэтому его используют там, где требуется высокая эластичность и прочность:
- Производство шин, особенно для легковых автомобилей, а также крупногабаритных шин.
- Медицинские изделия (перчатки, катетеры).
- Спортивный инвентарь.
- Конвейерные ленты.
- Прокладки и уплотнители.

Ответ: Изопреновый каучук, как аналог натурального, используется для производства шин, медицинских изделий и других продуктов, требующих высокой эластичности и прочности.

Это каучук специального назначения, получаемый полимеризацией хлоропрена (2-хлорбутадиена-1,3).

Реакция полимеризации:
$n \text{CH}_2=\text{C}(\text{Cl})-\text{CH}=\text{CH}_2 \rightarrow [-\text{CH}_2-\text{C}(\text{Cl})=\text{CH}-\text{CH}_2-]_n$

Свойства:
Наличие атомов хлора в молекуле придает этому каучуку особые свойства:
- Высокая стойкость к маслам, бензину и другим растворителям.
- Хорошая озоно- и атмосферостойкость.
- Повышенная теплостойкость.
- Негорючесть (или пониженная горючесть).
- Хорошая адгезия (клейкость) к металлам и тканям.

Применение:
Благодаря комплексу уникальных свойств, хлоропреновый каучук используется для изготовления изделий, работающих в агрессивных средах:
- Масло- и бензостойкие шланги, уплотнители, прокладки, ремни.
- Защитные покрытия, оболочки кабелей.
- Клеи (например, "Клей 88").
- Водолазные костюмы (неопрен).
- Изделия, стойкие к морской воде.

Ответ: Хлоропреновый каучук применяется для производства маслобензостойких изделий, защитных покрытий, клеев и водолазных костюмов благодаря его химической стойкости, негорючести и атмосферостойкости.

Каучук специального назначения, продукт сополимеризации бутадиена-1,3 и акрилонитрила. Содержание акрилонитрила может варьироваться, что влияет на свойства.

Реакция сополимеризации (схематично):
$n \text{CH}_2=\text{CH}-\text{CH}=\text{CH}_2 + m \text{CH}_2=\text{CH}(\text{CN}) \rightarrow [-(-\text{CH}_2-\text{CH}=\text{CH}-\text{CH}_2-)_k-(-\text{CH}(\text{CN})-\text{CH}_2-)_l-]_p$

Свойства:
- Исключительно высокая стойкость к нефтяным маслам, бензинам и многим другим растворителям. Стойкость растет с увеличением содержания акрилонитрила.
- Хорошая износостойкость и теплостойкость.
- Ограниченная морозостойкость (ухудшается с ростом содержания акрилонитрила).
- Низкая эластичность по сравнению с каучуками общего назначения.

Применение:
Основная область применения — изготовление изделий, контактирующих с нефтепродуктами:
- Уплотнительные кольца (сальники, манжеты), прокладки для гидравлических и пневматических систем.
- Шланги для перекачки топлива и масел.
- Мембраны бензонасосов.
- Защитные перчатки, стойкие к растворителям.
- Валы для печатных машин.

Ответ: Бутадиен-нитрильный каучук используется для производства изделий, требующих высокой стойкости к маслам и топливу, таких как сальники, манжеты, шланги и прокладки.