Гевея: полезные свойства каучукого дерева

Распространение каучуконосов

Природный каучук встречается в очень многих растениях, не составляющих одного определённого ботанического семейства. В зависимости от того, в каких тканях накапливается каучук, каучуконосные растения делят на:

• паренхимные — каучук в корнях и стеблях;
• хлоренхимные — каучук в листьях и зелёных тканях молодых побегов;
• латексные — каучук в млечном соке.

Травянистые латексные каучуконосные растения из семейства сложноцветных (кок-сагыз, крым-сагыз и другие), произрастающие в умеренной зоне, в том числе в южных республиках, содержащие каучук в небольшом количестве в корнях, промышленного значения не имеют.
Среди травянистых растений России есть всем знакомые одуванчик, полынь и молочай, которые тоже содержат млечный сок.

Промышленное значение имеют латексные деревья, которые не только накапливают каучук в большом количестве, но и легко его отдают; из них наиважнейшее — гевея бразильская (Hevea brasiliensis), дающая по разным оценкам от 90 до 96% мирового производства натурального каучука.

Сырой каучук из других растительных источников обычно засорён примесями смол, которые должны быть удалены. Такие сырые каучуки содержат гуттаперчу — продукт некоторых тропических деревьев семейства сапотовых (Sapotaceae).

В течение Второй мировой войны (1939-1945) по экономическим причинам были культивированы другие, нетропические источники каучука: гуайуль (guayule) мексиканского происхождения, а также одуванчик кок-сагыз (Taraxatum kok- saghyz), произрастающий на территории Западного Туркестана.

Каучуконосы лучше всего произрастают не далее 10° от экватора на север и юг. Поэтому эта полоса шириной 1300 километров по обе стороны от экватора известна как «каучуковый пояс». Дело в том, что для каучуконосов требуется очень тёплый и влажный климат и плодородная почва. Развитие автомобильной промышленности значительно повысило потребности в резине и, соответственно, в каучуке. Поэтому появились новые плантации гевей: молодые деревца из Южной Америки посадили в Малайзии, на Шри-Ланке и в Индонезии. Они отлично прижились и дают большой урожай.

Изготовление древесины из каучукового дерева

При неправильной обработке массив гевеи будет непригоден для изготовления хорошей мебели. Самое главное требование к сырью – это его качественная просушка, во время которой из древесины удаляют практически всю влагу. По стандартам, ее количество не должно превышать 10%. Производители добиваются такого результата благодаря тому, что помещают бревна в камеры, где на них оказывается высокое давление, выталкивающее воду из древесины. Затем заготовку пропитывают антисептическим веществом, которое заполняет образовавшиеся в результате гнета пустоты в структуре дерева. Если этого не сделать, то дерево быстро разрушится.

Два килограмма каучука за 13 тысяч рублей

«Работа требовала средств, аппаратов и соответствующих приборов, а никто нас не финансировал… Работали по вечерам и по выходным дням. Темпы нас не удовлетворяли. Я обратился за помощью в Василеостровский райком партии, где работал товарищ Струппе. Он направил меня к Кирову. Принял Сергей Миронович очень приветливо:

— Слышал я о вас, — говорит.

Я не стал посвящать его в подробности всех работ, хотя результаты были хорошие

Из осторожности сказал, что не знаю еще, что из этого выйдет. Если не жалко, то мы, мол, просим денег

Но предупреждаю, сумма нужна большая.

— Очень большая?

Я говорю:

— Очень большая! Я даже боюсь назвать.

— Ну произнесете, может быть? — улыбнулся он.

— Нужно 13 тысяч рублей, чтобы обеспечить год работы.

Он еще раз улыбнулся.

— Да, сумма громадная.

Я так смутился, что сказал:

— Ну, в крайнем случае можно и сократить, если трудно получить такие деньги.

— Я шучу, — говорит. — Это же мелочь для такого дела, если даже никакой гарантии в успехе нет. В настоящее время мы уже достаточно богаты для того, чтобы такую сумму дать, тем более, что во главе вашего дела стоит профессор, серьезный и теоретически подкованный исследователь, талантливые сотрудники!»

(Из воспоминаний В.Я. Краузе, ученика и сотрудника С.В. Лебедева)

Времени не хватало, как и во всяком сложном деле. Необходимые для представления на конкурс 2 килограмма дивинилового каучука были получены перед самым Новым годом, — приближалось 1 января, последний день конкурса.

Жюри конкурса 9 февраля 1928 г. признало работу под девизом «Диолефин» заслуживающей премирования. После этого был вскрыт конверт с девизом, на котором было пять сургучных печатей с инициалами: «С. Л.»

В конверте было письмо Лебедева, написанное 28 декабря 1927 года: «Научно-техническому Управлению ВСНХ. Работа синтеза дивинил-каучука из спирта выполнена силами двух лабораторий, находящихся в заведывании проф. Сергея Васильевича Лебедева: 1) Лаборатории Общей Химии Военно- Медицинской Академии и 2) Лаборатории «Химической переработки нефти и каменного угля» Ленинградского Государственного Университета.

Сотрудниками проф. С. В. Лебедева были: Ив. Алексеевич Виноградов-Волжский, Анна Васильевна Воронова, Федор Николаевич Воронов, Сигизмунд Георгиевич Кибиркштис, Валентин Петрович Краузе, Яков Михайлович Слободин, Анастасия Иосифовна Якубчик…».

ВСНХ признал заслуживающим дальнейшей разработки также метод получения СК из нефти, предложенный другим ленинградским химиком — профессором Б.В. Бызовым.

Осенью 1928 года С.В. Лебедев доложил в Главхимпроме план создания опытного завода СК. План был принят.

Натуральный каучук, характеристики и свойства, состав:

Натуральный каучук известен с давних времен. Учеными найдены окаменелые остатки каучуконосных растений, их возраст – миллионы лет. Пятьсот лет назад, с открытием Америки, представители цивилизации узнали об этом материале. В то время индейцы бойко продавали белым людям бутылки и обувь из резины. Однако, по-настоящему востребованным каучук стал сравнительно недавно, в 30-х годах XIX столетия: Чарльз Гудьир (Charles Goodyear) в 1839 году изобретя процесс вулканизации, получил резину. Для этого он нагревал каучук с серой, при этом свойства материала только улучшились. Так была изобретена резина, с этого и началось ее широкое применение. К 1919 году на рынке уже существовало свыше сорока тысяч видов изделий с применением этого материала.

Каучук на 91-96 % состоит из полимера изопрена и имеет следующие характеристики и свойства: плотность 910-920 кг/м3, морозостой­кость или температура стеклования 70 °C (т.е. он перестает быть пластичным и обретает некоторые качества, свойственные стеклу), теплоустойчивость до 200 °C.

В большинстве жидкостей (вода, спирт, ацетон, жирные кислоты) не растворяется и в них не набухает. Набухая, постепенно растворяется в подобных себе веществах: бензине, бензоле, эфире, толуоле и других ароматических углеводородах.

Сжатие натурального каучука сопровождается поглощением, растяжение – выделением тепла.

При охлаждении каучук становится хрупким, при нагревании – размягчается. И в том и в другом процессе каучук теряет свою эластичность. Взаимодействие натурального каучука с озоном, кислородом и другими окислителями ведет к повышению хрупкости и появлению трещин. Т.е. повышается хрупкость, он «старится».

Как и большая часть полимеров, в зависимости от температуры каучук может быть в одном из трех состояний: высокоэластичном, вязкотекучем и стеклообразном. При обычных температурных условиях каучук высокоэластичен.

Более прочего каучук ценится вследствие своей эластичности. Изделия из него способны быстро возвращать себе первоначальную форму. Это происходит каждый раз, как только перестают действовать деформационные силы. Упругость каучука одна из самых лучших в своем классе. Например, если изделие из него будут растягивать до 1000%, оно все равно вернется в свою исходную форму. К слову, для обычных твердых тел эта цифра равна 1%. Эти уникальные свойства каучук сохраняет и при нагревании, и при охлаждении.

Кроме того, преимущество каучука проявляется еще и в том, что он обладает высокой пластичностью. Это означает, что под воздействием внешних сил этот материал будет приобретать и сохранять приданную ему форму. Во время механической обработки или нагревания это свойство особо заметно. Таким образом, каучук считается пласто-эластическим веществом.

Однако, у натурального каучука имеется недостаток: со временем он твердеет и вследствие этого теряет свои свойства.

2. Вулканизация каучука

Сырой каучук имеет низкую прочность и очень липкий, особенно при нагревании, а на морозе становится твердым и ломким. Поэтому для изготовления различных изделий в сыром виде каучук непригоден. Свои ценные свойства каучук приобретает при вулканизации, т.е. при нагревании с серой. Вулканизованный каучук называют резиной.

При процессе вулканизации из каучука, серы и наполнителя (преимущественно сажи) изготавливают смесь, которой наполняют соответствующие формы и под давлением нагревают. При 130-160 С каучук взаимодействует с серой и молекулы его связываются между собой атомами серы. Частично они связываются между собой и непосредственно. Связь между ними осуществляется за счет свободных валентностей, которые возникают при разрыве двойных связей.

Содержание серы в вулканизованном каучука составляет 1-3%. Вулканизированный каучук значительно более эластичный и крепкий, чем сырой. Сырой каучук растворяется в органических растворителях, в частности в бензине (каучуковый клей), а вулканизированный не растворяется, а лишь набухает.

Синтетический каучук

История создания

Исследованиями в области получения синтетического каучука на грани 19–20 вв. занимались многие научные лаборатории мира. Этому способствовал не только бурный рост потребления натурального каучука, но географические факторы. Страны, удаленные от т.н. «пояса каучука» – экваториальной зоны, попадали в зависимость от импорта.

Впервые каучукоподобное вещество при обработке изопрена (2-метилбутадиена-1,3) соляной кислотой получил в 1879 французский химик Г.Бушарда. Русский химик И.Кондаков (г.Юрьев) синтезировал эластичный полимер из диметилбутадиена в 1901. Первые промышленные партии синтетического каучука – диметилкаучука – были выпущены на основе разработок Кондакова в 1916 в Германии. Было получено около 3000 т синтетического каучука, из которого изготовляли аккумуляторные коробки для подводных лодок, однако широкого распространения диметилкаучук не получил и его производство было прекращено.

Основателем первого в мире крупномасштабного производства синтетического каучука по праву считается русский ученый С.В.Лебедев, посвятивший проблеме полимеризации диенов значительную часть своей научной деятельности. Он впервые получил синтетический бутадиеновый каучук в 1910. А магистерская работа Лебедева, посвященная исследованию кинетики полимеризации дивинила (бутадиена-1,3) и его производных, в 1914 была награждена премией Российской Академии наук. К процессу полимеризации бутадиена Лебедев вернулся в 1932, когда правительство СССР объявило конкурс на разработку промышленного производства синтетического каучука. Лебедевым и его сотрудниками был успешно разработан недорогой и эффективный метод. В качестве катализатора полимеризации бутадиена было предложено использовать металлический натрий, и полимер, полученный по данному методу, носит название натрий-бутадиеновый каучук. Настоящей находкой был одностадийный способ получения бутадиена из этилового спирта на смешанном цинкалюминиевом катализаторе:

2CH3CH2OH 2H2O + CH2=CH–CH=CH2 + H2

В условиях аграрного в то время Советского Союза использование в качестве исходного продукта этанола, получаемого из растительного сырья, значительно удешевляло производство.

Благодаря работам Лебедева промышленное широкомасштабное производство синтетического каучука начато в Советском Союзе в 1932 – впервые в мире (следующей была Германия, которая начала производить синтетический каучук только в 1936). Значение этого события трудно пере возможность оснастить отечественную технику шинами собственного производства сыграла важную роль в победе над фашистской Германией.

С 1932 и вплоть до 1990 СССР по объемам производства синтетического каучука занимал первое место в мире. И сегодня Россия сохраняет позиции экспортера мирового значения. На внутреннем рынке остается примерно половина продукции. Основными потребителями синтетического каучука являются шинные заводы, а около 40 процентов каучука идет на широкий ассортимент резинотехнических изделий (более 50 000), среди которых наиболее заметное место занимают технические изделия из мягкой резины, подошвы для обуви, ленточные транспортеры, разнообразные трубы и шланги всех видов, электроизоляция, герметики, клеи, краски на латексной основе и т.д.

Технология получения сырой резины

Культивация гевеи является основным источником поступления природного каучука. Для того чтобы заниматься этим полезным делом, необходимо высадить саженцы гевеи и ухаживать за ними, постоянно обрабатывая плантацию инсектицидами и гербицидами, так как эти деревья могут быть легко повреждены паразитами. На пятом-седьмом году жизни растения начинают давать сок, который можно собирать в промышленных масштабах. Максимальная производительность плантация достигает к возрасту деревьев около 15 лет. В это время можно собирать по 2 тонны каучука с гектара. По достижении деревьями возраста 30 лет их урожайность снижается в два раза, а в сорокалетнем возрасте деревья вырубают и засаживают участок новыми гевеями. Древесина гевеи имеет очень плотное строение и по качеству не уступает махаоновому  дереву. Правда, она почти не пропускает влагу. Поэтому склеить детали из гевеи бывает проблематично.

Сбор сока гевеи производят подобно тому, как собирают живицу в наших лесах. На стволе дерева делают подрезы коры и вставляют емкость для сбора млечного сока. Сам сок содержит примерно треть от общего объема собранной массы чистого каучука. Остальное вода, белки, минеральные вещества и т.п. Отделение каучука производят при помощи химической реакции коагуляции, воздействуя на млечный сок органическими кислотами.

Выделенный каучук прокатывают на каландрах с игольчатыми валиками, а полученные пластины коптят в дыму, чтобы уберечь их от порчи плесенью. После чего пластины упаковывают в пленку и отправляют потребителям.

Синтетический и природный каучук сегодня производятся наравне. Правда, доля производства синтетического каучука составляет около семидесяти процентов от общего объема. Лишь треть каучука производится из природного сырья. Вместе с тем, несмотря на сохранение общих пропорций производства, доля натурального каучука в абсолютном исчислении с каждым годом становится все больше. Связано это с тем, что спрос на резину из натурального каучука постоянно растет. Дело в том, что некоторые виды шин возможно изготовить только из натуральной резины. Например, шины для тяжелых карьерных грузовиков.

Как появился первый в мире СК

В апреле 1926 г. пленум ЦК ВКП(б) принял постановление «О хозяйственном положении и хозяйственной политике». В нем говорилось: «Партия и государство должны принимать систематические меры к высвобождению нашей экономики от зависимости ее от капиталистических стран, особенно выпукло выразившейся в настоящем году, когда народное хозяйство подошло к концу восстановительного периода, использовав всю технику, доставшуюся от дореволюционных времен».

Спустя два дня после окончания работы пленума, 11 апреля 1926 года, в газете «Экономическая жизнь» было напечатано объявление:

Условия конкурса — и то, что вошло в текст опубликованного в газете объявления (представить образчик получаемого каучука, весом не менее двух килограммов), и те, что были напечатаны на пишущей машинке и вручались будущим участникам в комнате номер семь здания ВСНХ на Мясницкой, — заранее исключали необходимость разбирать несерьезные предложения, какие нередки во всяких открытых конкурсах — будь то на киносценарий или на конструкцию машины.

Речь шла о принципиальном решении сложнейшей научной и технической проблемы:

И на все — на разработку способа, получение образца и создание схемы заводских установок страна давала только 21 месяц. Высвобождение экономики молодого Советского Союза от иностранной зависимости было слишком неотложным делом.

Гевея — дерево мирового значения.

Взрослые деревья растут в высоту до 20—30 метров. Прямой ствол гевеи толщиной до 30—50 см покрыт беловатой корой. Дерево отличается наличием млечного сока (латекса) во всех частях. Тройчатые, кожистые листья длиной до 15 см имеют овальную форму с заострённой верхушкой и собраны на концах ветвей в виде пучков. Смена листьев у гевеи бразильской происходит ежегодно.

Растение однодомное с однополыми мелкими, бело-жёлтыми цветками, собранными в рыхлые кисти. Плоды гевеи имеют форму трёхстворчатой коробочки с 3 яйцевидными семенами с плотной оболочкой длиной 2,5 — 3 мм.

Родиной гевеи являются влажные тропические леса долины реки Амазонки. В 1876 году англичане перевезли большое количество ее семян на Цейлон, в Индию и Индонезию. В настоящее время порода широко культивируется в странах тропической Азии (Шри-Ланка, Малайский архипелаг, полуостров Малакка), Бразилии и в африканских странах (Нигерия). Дерево является основным источником натурального каучука, а Малайзия получает стабильно большие объемы древесины с каучуковых плантаций и является крупнейшим поставщиком латекса. Для сбора сока пригодны только молодые деревья, поэтому взрослые деревья подлежат вырубке

Древесина гевеи и изделия из нее наряду с каучуком являются важной частью малайского экспорта, поэтому малайцы называют гевею «золотым деревом». Содержание каучука в соке гевеи из бассейна Амазонки достигает 40—50 %, а его доля в мировом производстве натурального каучука составляет 90—92 %

Текстура древесины гевеи слабо выражена, так как не имеет образующихся от смены сезонов годовых колец. Древесина имеет благородный нежно-кремовый оттенок, прикорневая часть пронизана мелкими коричневыми прожилками. Средняя часть имеет однотонный кремовый цвет, переходящий ближе к кроне в светлорозовый. Разница оттенков позволяет создавать эксклюзивную мебель за счет использования деталей различных оттенков и фактур.

Наличие в структуре древесины натурального каучука, скрепляющего волокна, делает изделия из гевеи особо прочными. По прочности гевея не уступает европейскому дубу. Древесина гевеи относится к семейству пород красного дерева, включающего пьянкадо, керуянг, тик, напаук, тхинвин и др. Для этих пород характерна стойкость к гниению, высокая твердость и прочность древесины, долговечность и отличная обрабатываемость.

В древние времена древесине гевеи приписывались магические свойства, из нее изготовляли особые ритуальные вещи. Из гевеи вырезали также декоративные фигурки, ажурные рамы для картин, а также искусной резьбой украшали мебель, благодаря изящным узорам обладающей неповторимым шармом. В наши дни из гевеи производят также красивый и особо прочный паркет, декоративные отделочные панели, кухонную утварь.

все породы деревьев

Гевея, хевея (Hevea), род вечнозелёных однодомных деревьев семейства молочайных. Около 12 видов, высота дерева 30—40 м, листья тройчатосложные, цветки мелкие, однополые, собранные в метельчатые соцветия.

Свойства и применение

Свойства синтетического каучука во многом превышают основные параметры натурального продукта. Так, его плотность меньше плотности воды и поэтому он спокойно плавает.

Химические свойства синтетического каучука позволяют ему не растворяться в воде, именно это позволяет его использовать для изготовления покрытий не проницаемых для воды. Это свойство позволяет их использовать для шитья одежды, спортивного инвентаря и пр. Такие вещества как бензин, бензол растворяют каучуки. Это свойство позволяет их применять для производства клеевых составов. Каучук – это диэлектрик, которые широко применяют для создания изоляторов силового и слаботочного оборудования. Каучуки обладают гибкостью, прочностью, и повышенной стойкость к истиранию. Кроме этого каучуки сохраняют свои свойства при циклических деформациях.

Применение синтетического каучука

Синтетические каучуки подразделяют на общие и специальные. К общим относят:

• изопреновые;
• бутадиен-стирольные и пр.

Их основные свойства – морозостойкость, высокая износостойкость. Кроме этого они обладают высокой масло бензо- и озоностойкостью.

Бутадиеновые каучуки(ПБ), иногда их называют дивиниловыми, относят к материалам общего назначения. Их применяют для изготовления проекторных и обкладочных резин для шин (каркаса, боковины и пр.).  Этот материал применяют для производства материалов, применяемых в кабельной промышленности, инструмента для абразивной обработки металла и других материалов, антифрикционных изделий.

https://youtube.com/watch?v=yb5hmr2X67g

Сырье на основании этилен — пропилена используют для создания ударопрочных полимеров, шин для велосипедов, тканей с водоотталкивающими свойствами, конвейерных лент для работы в термически сложных условиях.

Фторокремнийорганические каучуки (фторсиликоны или фторкаучки). Особенностью этих материалов – это сочетание стойкости к действию температуры, как низкой, так и высокой и различным агрессивным средам. Кроме того, сырье этого класса отличается стойкостью к истиранию, воздействию открытого пламени. Он не пропускает газы. Его диэлектрические свойства позволяют его применять для создания изоляции, как для силовых кабелей, так и слаботочной аппаратуры. Это сырье применяют для производства материалов, применяемых для гумирования емкостей, предназначенных для транспортировки агрессивных веществ.

Еще одно важное свойство этих материалов – стойкость к радиации. Отличия искусственного материала от природного заключаются в том, что при получении синтетического сырья применяют множество сополимеров и химических элементов, которые добавляют новые характеристики этому материалу

Отличия искусственного материала от природного заключаются в том, что при получении синтетического сырья применяют множество сополимеров и химических элементов, которые добавляют новые характеристики этому материалу.

Устойчивый спрос на синтетический каучук привел к появлению целой отрасли, которая задействована на производстве этого сырья. На рынке этого сырья отмечается постоянный рост спроса на эту продукцию. Лидером по потреблению синтетического сырья можно считать самую динамично, развивающуюся экономику мира – китайскую. Динамика рынка показывает, что после кризисных явлений 2008 – 2009 года, и падения спроса на эту продукцию в пределах 4%, на сегодня прирост сбыта составляет до 7%, от прошлогоднего уровня.

Среди стран, которые лидируют по производству синтетического сырья надо назвать КНР, РФ, США и ряд других.

Резиновое молоко

Именно так жители тропиков называют сок, который дает растение гевея. Латекс (тот же сок по-научному) добывают далеко не из каждого дерева. В первую очередь оно должно достичь возраста десять–двенадцать лет. А определить возраст гевеи помогает только ее рост и диаметр ствола, так как колец на срезе и текстуры она не имеет. «Взрослым» можно считать растение высотой 24 метра и в диаметре 75 сантиметров. Добывать каучук из одного дерева можно до тридцати лет, после этого его вырубают и заменяют молодым растением. Но специально гевею не сажают: во влажной и теплой среде ее крупные семена, напоминающие каштаны, сами прорастают. Поэтому работники даже вынуждены прореживать заросли молодых растений, чтобы они не превратились в непроходимые джунгли.

Стоит обратить внимание, что латекс добывают не только из гевеи. Аналогичными свойствами обладает густой сок некоторых разновидностей фикусов, но все же бразильское растение – самое продуктивное, да и каучук из него имеет более высокое качество

Вот почему дерево гевея заполонило все мировые плантации.

С линкора «Марат» на опытный завод

А 31 декабря 1929 г. газета «Правда» опубликовала специальное постановление ЦК ВКП(б) «О каучуке», сыгравшее большую роль в создании в нашей стране промышленности синтетического каучука. В постановлении предлагалось в кратчайший срок освоить методы получения СК, предложенные Лебедевым и Бызовым, и наладить опытное полузаводское производство СК до 200 килограммов в сутки.

Совет труда и обороны взял под особое наблюдение строительство опытного завода в Ленинграде на Гутуевском острове.

В этом сосуде — синтетический каучук. Пока опытный завод не был еще пущен, сотрудники С.В. Лебедева получали каучук в толстостенных бутылках из-под лимонада

Срок строительства был сжатым — всего 10 месяцев. Начальником строительства, а затем директором опытного завода был назначен бывший матрос линкора «Марат» Григорий Васильевич Пеков. Вот отрывок из его воспоминаний, написанных позднее.

«Получаю я из Смольного извещение: в такой-то день явиться к Сергею Мироновичу Кирову.

Когда я вошел к нему в кабинет, товарищ Киров сказал мне, что он меня наметил руководителем строительства опытного завода для получения синтетического каучука

Указал мне, что это дело огромной важности для народного хозяйства, а главное — для обороны нашей страны, и что я должен ехать к Лебедеву и предварительно переговорить с ним… Сергей Миронович прибавил, что считает совершенно необходимым для успеха дела согласие изобретателя

Из Смольного я поехал в тот же день в лабораторию университета к Сергею Васильевичу… Его слова, его глубокая убежденность, его ум и дарование произвели на меня сильное впечатление, и его энтузиазм передался мне.

Еще большее впечатление произвел он на меня, когда я в первый раз приехал к нему на дом. По дороге думал: ну вот, еду я к профессору, знаменитому изобретателю. Важная квартира, роскошная меблировка… Вхожу смущенный… Все кругом было так скромно, так просто, как у всех людей… Чувствовалось, что Сергей Васильевич не тратит себя на мелочи жизни, на ее пустяки и что он прост, правдив и тверд как скала».

А пока завода не было и заказы на полимеризационные установки еще только «размещали» в Киеве, работники лебедевской лаборатории синтезировали свой каучук в толстостенных бутылках из-под лимонада и шампанского. Разбивали их, чтобы извлечь полимер. Изготовляли первые пробные изделия из СК — шланги, втулки, прорезиненную ткань для плащей, автомобильные покрышки. Это тоже была своеобразная эпопея.

Когда первая шина из синтетического каучука прошла 16070 километров, ее разрезали. Часть резины была использована для лабораторных исследований. Два фрагмента шины стали экспонатами, один — Музея Революции, другой — музея Всесоюзного научно-исследовательского института синтетического каучука им. С.В. Лебедева

Ученик Менделеева

Лебедев родился в 1874 году в семье священника в Люблине — царство Польское входило в ту пору в Российскую империю. Отец скончался, когда Сереже было 7 лет, и его мать была вынуждена переехать с детьми в Варшаву, где жили ее родители.

В варшавской гимназии мечтательный мальчик подружился с одноклассником, сыном известного химика Е.Е. Вагнера. Рассказы профессора о науке и знаменитых друзьях и коллегах А. Бутлерове, Д. Менделееве, Н. Меншуткине были так увлекательны, что Сергей решил выбрать химию делом жизни.

В Санкт-Петербургском университете химии учили прекрасно: Сергей Лебедев слушал лекции Дмитрия Менделеева, а диплом писал под руководством будущего академика Алексея Фаворского.

Д.И. Менделеев среди профессоров, преподавателей и студентов Санкт-Петербургского университета. Фото muctr.ru

На кафедре выпускника-отличника не оставили. Помешала неблагонадежность: студент Сергей Лебедев участвовал в студенческих волнениях и был даже выслан из столицы.

Сначала дипломированный химик был даже вынужден работать лаборантом на мыловаренном заводе. Но талант все же переломил судьбу: Лебедев начал работать в Комиссии по исследованию рельсовой стали при Институте инженеров путей сообщения. Работы этой комиссии были в 1907 году удостоены золотой медали на Международной железнодорожной выставке в Милане.

Научная карьера складывалась непросто, но в 1902 году Лебедев получил должность лаборанта отделения технической и аналитической химии Петербургского университета. И работу в Комиссии по исследованию рельсовой стали он продолжал.

Тем временем началась русско-японская война. Научную работу Лебедева в 1904 году прервал призыв на военную службу.

К научным исследованиям ему удалось вернуться только в 1906 году. Наверстывая упущенное, Лебедев работал в лаборатории с утра до ночи и частенько оставался там же ночевать. Постелью ему служили одеяла, которые держали в лаборатории на случай пожара.

История открытия натурального каучука

Человечество знает это сырье достаточно давно, по крайней мере, южноамериканские инки еще до прибытия на материк Христофора Колумба играли в мяч, сделанный из обработанного латекса.

Этот материал добывался из сока дерева под названием Гевея. Изначально он обладает белым цветом, но с течением времени, он начинает твердеть и менять цвет на темно-коричневый или черный.

Индейцы уже в те времена применяли его для изготовления тканей, обуви, емкостей для переноса и хранения воды и, конечно, использовали шарики, сделанные из этого материала, для развлечения.

Но предметы, изготовленные из натурального качества в теплую погоду, начинали прилипать, а в холодную становились очень хрупкими.

После того, как испанские моряки привезли натуральный каучук привезли в Старый свет, прошло более 300 лет, прежде чем его начали рассматривать, но как диковинный материал, а как сырье для производства разного типа продукции.

Предпринимались разные попытки изготовления обуви и одежды и, как правило, все кончалось неудачей. Это длилось до 1839 года, пока ученый Чарльз Гудьир (Charles Goodyear) не открыл процесс вулканизации каучука. На основании результатов ранее проведенных исследований, он провел эксперимент – на каучук нанес слой серы и положил на разогретую печь. Результатом такого эксперимента стало появление первого в мире образца резины. Этот процесс назвали вулканизацией.

История открытия натурального каучука

Изобретение процесса вулканизации привело к массовому внедрению натурального каучука. Уже с середины XIX века процесс производства изделий из резины принял массовый характер и того сырья, которое добывали из гевеи стало не хватать, не смотря на то, на острове Ява, Суматра были основаны плантации на котором выращивали это растение.

Таким образом, перед химиками встала задача по получению материала, способного заменить натуральное сырье. На решение этой задачи ушел целый век. В процессе, проводившихся исследований, которые проводились во многих странах, стало ясно, что для получения заменителя необходимо устранить следующие проблемы:

1. Синтезировать изопрен из других материалов.
2. Осуществить полимеризацию полученного изопрена.
3. Выявить вещества, способные оставить распад каучука.

Лишь в тридцатых годах ХХ века ученые смогли создать установку по промышленному производству синтетического каучука. Кстати, сложно переоценить вклад отечественных ученых в решение задач по производству синтетического каучука.

Для синтеза искусственного сырья был использован дивинил, получаемый из спирта. То есть натуральный и синтетический каучук, производят на основе разных веществ.

Процесс производства натурального каучука

Производство натурального сырья основано на коагуляции латекса, так называют сок, выделяемый каучуконосами. Другими словами, в процессе производства, происходит укрупнение частиц мелкого размера, содержащихся в латексе в более крупные.

Получение натурального каучука

Как уже отмечалось, латекс, в том или ином виде содержится во многих растениях, прием он может находиться в корневой системе и стебле, такой каучук называют паренхимным, тот, который, содержится в листьях называют хлоренхимным, а тот, который находят в млечном соке называют латексным или латекс.

Практически весь натуральный каучук добывают из деревьев. С момента начала промышленной добычи этого сырья ни одно растение не превзошло гевею. Она изначально росла в Южной Америке и до сих пор из нее добывают 96% натурального продукта в мировой экономике. Млечный сок, который несет в себе латекс начинают добывать из этого растения с момента достижения им 12 лет. Одно дерево может выдать от 3 до 7,5 кг продукта в год. Как только дерево перестает выделять сок, его удаляют с плантации и отправляют на переработку.

Латекс состоит из:

• воды до 70%;
• натурального каучука – 25 – 70%;
• протеина и натуральных минералов 1 – 2 %.

Для добычи латекса на стволе растения выполняют надрез в виде буквы V, из него добывают порядка 45- 60 г сырья. Добытое молочко сливают в один большой поддон. В нем добытое сырье отстаивают длительное время, и тут происходит реакция получения натурального каучука.

V-образный надрез на стволе дерева Гевея

Через определенное время молочко становится плотной массой, которую в последствии пропускают через валковый пресс. Это необходимо для избавления от лишней влаги. В итоге такой обработки образуется плотный брикет. На завершающем этапе, полученный полуфабрикат проходит сушку, и масса меняет цвет с белого на темный.

После сушки, полуфабрикаты готовят к отправке на предприятия по переработке натурального каучука. На них полученное сырье проходит операцию вулканизации каучука и происходит синтез готовой продукции – резины.

Промышленная революция, свершившаяся на рубеже XIX – XX веков вызвала рост потребности в каучуке. Это привело к тому, что стали появляться новые плантации и кроме Южной Америки гевею стали выращивать в Малайзии, во Вьетнаме и пр.

Производительность одного гектара плантации составляет порядка 1 – 2 тн каучука в год.