Каучуки и волокна

Каучуки — эластичные полимеры, способные сильно растягиваться и восстанавливать форму. Их получают полимеризацией сопряжённых диенов, которая идёт в основном по типу 1,4-присоединения, поэтому в каждом звене остаётся одна двойная связь.

Натуральный и синтетические каучуки

Натуральный каучук добывают из млечного сока (латекса) бразильской гевеи; по строению это цис-полиизопрен. Синтетические каучуки получают из бутадиена, изопрена, хлоропрена и их смесей со стиролом:

\[ \ce{$n$CH2=CH-CH=CH2 -> (-CH2-CH=CH-CH2-)_{$n$}} \quad (\text{бутадиеновый}) \]

\[ \ce{$n$CH2=CCl-CH=CH2 -> (-CH2-CCl=CH-CH2-)_{$n$}} \quad (\text{хлоропреновый, стойкий к маслам}) \]

Совместная полимеризация бутадиена и стирола даёт бутадиен-стирольный каучук — самый распространённый каучук для шин. Двойные связи в звеньях делают каучуки непредельными соединениями: они обесцвечивают бромную воду и постепенно окисляются на воздухе (стареют).

Вулканизация

Сырой каучук липнет в жару и становится хрупким на морозе. При нагревании с серой (вулканизация, Ч. Гудьир, 1839) атомы серы присоединяются по двойным связям и сшивают соседние цепи мостиками \(\ce{-S-S-}\). Возникает пространственная сетка, и каучук превращается в резину — прочную, упругую и устойчивую к нагреванию. При большом количестве серы (до 30–50 %) сетка становится очень плотной, и получается твёрдый эбонит.

Волокна

Волокна — полимеры с линейными, ориентированными вдоль нити молекулами. По происхождению их делят на три группы.

Различить волокна можно по горению: шерсть и шёлк (белки) горят с запахом жжёных перьев, хлопок и вискоза (целлюлоза) — с запахом жжёной бумаги, синтетические волокна плавятся и образуют твёрдый шарик на конце нити.