Бутадиеновые каучуки

Бутадиеновые каучуки, дивиниловые каучуки, группа синтетических каучуков - продуктов полимеризации бутадиена. При полимеризации молекулы бутадиена (1) могут соединяться с участием любой из двух или обеих двойных связей, образуя полимеры с различной конфигурацией химических звеньев в макромолекуле:

Для конфигурации 1, 4 возможны 2 изомера - цис (II) и транс (III) (см. Изомерия):

В зависимости от условий полимеризации и природы катализатора получают Б. к., различающиеся содержанием в их макромолекулах звеньев конфигурации 1, 4 (как цис-, так и транс-структуры) и звеньев конфигурации 1, 2.

Катализаторами при получении Б. к. служат щелочные металлы (главным образом натрий), комплексные соединения типа CoCl₂ + Al (C₂H₅)2Cl, TiCl₄ + Al (C₂H₅)₃ и др. (так называемые координационно-ионные катализаторы Циглера - Натты) и металлорганические соединения (например, бутиллитий). В присутствии щелочных металлов получают нестереорегулярные Б. к., содержащие 60-66% звеньев 1,2 и 34-40% звеньев 1,4 (в основном трансструктуры). В присутствии других названных выше катализаторов протекает реакция стереоспецифической полимеризации (см. Полимеризация), приводящая к образованию стереорегулярных полимеров, которые содержат до 98% звеньев 1,4, в том числе 32-98% звеньев цис-структуры. Содержание последних определяется типом катализатора. Б. к. с высоким содержанием звеньев 1,4-цис (93-98%) получают на кобальтовых, со средним (87- 95%) - на титановых, с низким (35- 40%) - на литийорганических катализаторах.
Наиболее распространённый нестереорегулярный натрий-бутадиеновый каучук (СКБ) был первым в мире промышленным синтетическим каучуком. Его производство по способу акад. С. В. Лебедева было организовано в СССР в 1932. Стереорегулярные Б. к. были впервые получены Дж. Наттой в Италии. В СССР производство стереорегулярного каучука СКД организовано в 1965. Стереорегулярные Б. к., позволяющие получать резины, превосходящие по эластичности и износостойкости резины из натурального каучука, приобрели наибольшее значение.
Б. к. различной структуры имеют одинаковую плотность (900-920 кг/м³ или 0,90-0,92 г/см³), близкие диэлектрические свойства [удельное объёмное электрическое сопротивление 1-10 Том /м (1014-1015 ом /см), диэлектрическая проницаемость 2,4-2,8], растворимы в бензине, бензоле, хлороформе и др. растворителях. Температура стеклования стереорегулярных Б. к. от -95 ?С (для Б. к. с низким содержанием звеньев 1,4-цис) до -122?С (для Б. к. с высоким содержанием этих звеньев), нестереорегулярного СКБ - около -52 ?С. При нагревании, действии кислорода, озона, ультрафиолетовых лучей, ионизирующих излучений Б. к. претерпевают структурные превращения, сопровождающиеся уменьшением их растворимости. Скорость этих превращений снижается с увеличением содержания в Б. к. звеньев конфигурации 1, 2.
Для вулканизации стереорегулярных Б. к. применяют серу, органические дисульфиды, перекиси, алкилфеноло-формальдегидные смолы, для нестереорегулярных - главным образом серу. Наполнителями служат преимущественно активные сажи. Саженаполненные резины из стереорегулярных Б. к. существенно превосходят резины из нестереорегулярных Б. к. по прочности, эластичности, износо- и морозостойкости (см. табл.).
Стереорегулярные Б. к. с различным содержанием звеньев 1,4-цис выпускают в ряде зарубежных стран. Торговые марки: америпол СВ, цис-4, буден, диен (США), полисар тактин (Канада), буна СВ (ФРГ), интен (Великобритания), нипол BR, асаден (Япония) и др.
Свойства резин из отечественных бутадиеновых каучуков Показатели СКД* СКВ
Прочность при растяжении, Мн/м² (кгс/см²) 22 (220) 16 (160)
Эластичность по отскоку, % 58 34
Коэфф. морозостойкости при -45?С 0,75 0,11
Износостойкость, см³/(квт×ч) 140 350
* Каучук содержит 90-93% структуры 1,4-цис.
Б. к. относятся к каучукам общего назначения. Стереорегулярные Б. к. применяют главным образом в производстве шин, а также транспортёрных лент, различных износо- и морозостойких изделий. Каучук СКБ используют в производстве различных технических и бытовых резиновых изделий. Мощности производства стереорегулярных Б. к. в капиталистических странах в 1969 составляли ~750 тыс. т.
Лит. см. при ст. Каучуки синтетические.