NR – přírodní kaučuk IR – polyizopren
Vlastnosti
Hevea kaučuk (NR) je jediný nesyntetický kaučuk a komerčně se používá od počátku 20. století. Jedná se o přírodní elastomer získávaný z mízy stromu Hevea Brasiliensis pěstovaného na plantážích. Je plně biologicky odbouratelný a skládá se převážně z cis-1,4-polyizoprenu:
Syntetickým ekvivalentem je polyizopren (IR), který lze vyrobit polymerací 2-methyl-1,3-butadienu za použití Ziegler-Natta katalyzátoru. Jak NR, tak IR kaučuky se často mísí s dalšími složkami, jako jsou oleje, plniva, síťovací činidla a antioxidanty, což umožňuje všestrannou variabilitu vlastností elastomeru.
Přírodní a syntetický polyisopren jsou levné elastomery s dobrou odolností proti únavě, a proto jsou vynikající volbou pro dynamické aplikace při nízkých a okolních teplotách. Pevnost v tahu, prodloužení a odolnost proti oděru přírodního kaučuku je vynikající v rozsahu pracovních teplot přibližně od -50 °C do +100 °C. Chemicky podobný syntetický polyisopren má nižší pevnost než přírodní kaučuk, ale lepší vlastnosti při nízkých teplotách. V aplikacích, kde je vyžadována stálost a dobrá zpracovatelnost, je syntetický polyisopren často lepší volbou. Protože polymerace izoprenu probíhá za přísně kontrolovaných podmínek, dochází k velmi malým odchylkám ve složení, struktuře a výsledných vlastnostech, zatímco přírodní kaučuk obsahuje přirozeně se vyskytující nečistoty a molekulová hmotnost se mění v závislosti na podmínkách růstu kaučukovníku. Obojí má znatelný vliv na fyzikální vlastnosti a zpracovatelnost kaučuku. Obecně má syntetický kaučuk vyšší odolnost proti stárnutí a povětrnostním vlivům a díky nižší viskozitě se snadněji zpracovává. Často je také lépe kompatibilní s jinými kaučukem, jako jsou SBR a EPDM.
Přírodní a syntetický kaučuk se liší mikrostrukturou; přírodní kaučuk se skládá téměř výhradně z polymeru cis-1,4, zatímco syntetický izopren je směsí polymerů cis-1,4, trans-1,4 a 3,4. V případě syntetického izoprenu se jedná o směs cis-1,4, trans-1,4 a 3,4 polymeru. Množství cis-1,4 se obvykle pohybuje v rozmezí 90 až 98 %. Zvýšení obsahu cis-1,4 obvykle snižuje teplotu skelného přechodu, zvyšuje krystalinitu a zlepšuje mechanickou pevnost. Pevnost v tahu a odolnost proti roztržení syntetického polyisoprenu jsou tedy obvykle o něco nižší než u přírodního kaučuku.
Ačkoli přírodní kaučuk (NR) a poyizopren (IR) lze použít s vodou, polárními organickými látkami (organické kyseliny, alkoholy, ketony) a některými zředěnými kyselinami a zásadami, jsou pro tyto aplikace vhodnější jiné elastomery, například EPDM. Na přírodní i syntetické izoprenové kaučukové směsi působí nepolární rozpouštědla, paliva a oleje na bázi ropy. Mají také nízkou tepelnou odolnost a jsou náchylné k napadení ozonem kvůli přítomnosti dvojných vazeb v páteři polymeru, které jsou náchylné k tepelné a oxidační degradaci. K degradaci obvykle dochází štěpením řetězce a způsobuje pokles mechanických vlastností.
KOMERČNÍ IR/NR elastomery
Mezi hlavní výrobce polyizoprenového kaučuku patří společnosti Firestone, Eni, Cray Valley, LG Chem, GoodYear a Lanxess.
.