Каучук өндіру, табиғи болсын, синтетикалық болсын, қазіргі адамзаттың тұрмысы үшін ең қажетті бұйымдар жасауда ең бір алғашқы кезекте тұратын мәселе болып табылады. Біздің қазіргі заманғы қоғамымыздың тіршілігін каучуксіз, резеңкесіз, олардан өндірілетін өнімдерсіз көзге елестету мүмкін емес.
Табиғи каучук – полимер, оның макромолекулалары диенді көмірсутек — изопрен мономерлерінен тұрады. Диенді көмірсутектер бір – бірімен полимер түзіп тізбектеле қосылғанда, оларда бір қос байланыс байланысқа түспей бос қалып қояды, бұл қос байланыс басқа макромолекуламен байланысады
Каучук — майысқақ созылғыш, серпімді, тозуға төзімді эластикалық материал. Негізінен, резеңке алу және резеңке бұйымдарын жасау үшін қолданылады. Табигатта кептеген өсімдіктердің, Қазакстанда таусағыз, көксағыз деген өсімдіктердің кұрамында кез-деседі. Бразилияда есетін Гевея ағашының шырынының күрамында 30% каучук (као чоу — агаштың көз жасы) бар.
Каучуктың практикалық маңыздылығы — оның жоғары серпімді, эластикалык қасиетінде. Каучук автомобиль, ұшак, велосипед доңға-лактарын, резеңке аяқкиім, электр сымдарын окшаулайтын материал, көптеген медициналық бұйымдар жасауға колданылатын болған-дыктан, маңызы әте зор. Техниканың дамуына байланысты каучукка деген сүраныс дүние жүзінде жылына, шамамен, 2500000 т-ға жетіп отыр.
Табиғи каучуктың коры шектеулі болғандықтан, ғалымдар алдында аса майысқақ синтездік материалдар жасау қажеттігі туындады. Көп жылғы кажырлы еңбектен кейін орыс химигі, академик С. В. Лебедев каучукты синтездік жолмен алу әдісін тапты. 1932 жылдан бастап синтездік жолмен каучук өндіріле бастады. Ол, ең алдымен, бутадиенді пайдаланды. Бутадиен алу үшін шикізат ретінде этил спирті жұмсалды. Ал этил спиртін астық пен картоптан алады:
Бутадиенді каучуктың қасиеті табиғи каучуктан нашар болды. Өйткені табиғи каучук — изопренді каучук (2-метилбутадиен-1,3):
пСН2 = С(СН3)-СН = СН2 → (-СН2-С(СН3) = СН—СН2-)п
Кейіннен синтезделген изопренді каучук табиғи каучуктан майысқақтығы жөнінен төмен болды. Мәселе оның стереоқұрылысында болып шыкты. Сөйтіл, құрылысы табиғи каучукқа ұқсас цис-изопренді каучук синтезделді:
Құрылыстары стереотұрақты изопренді жөне дивинилді каучуктар өндіру — органикалык синтез өнеркәсібі табыстарының айқын көріністерішң бірі. Қазіргі кезде каучукты синтездеуге мұнай газдары мен мұнайдың өңделген өнімдерінде болатын көмірсутектер пайдаланылады. Бутан мен 2-метилбутанды дегидрлеп, бутадиен-1,3 пен 2-метил бутадиен-1,3 алады:
Температураның, еріткіштердің жөне әр түрлі химиялық реагенттердің өсеріне түракты болу үшін каучукты вулканизация-лайды. Вулканизация дегеніміз—каучук пен күкіртті косып кыздырған кезде жүретін, қос байланыстар тұсынан каучук молекулаларының дисульфид S—S көпіршелері арқылы үш өлшемге келіп тігілуі:
Вулканизациялауға тек күкірт қана емес, күкірттің қосылыстарын, күйені, борды, т.б. заттарды косады. Вулканизация процесін 1839 жылы Генкокок пен Гудьир ашты. Осы күрделі физикалык-химиялык процесс кезінде каучуктың физикалық-химиялық касиеттері күрт өзгереді. Каучуктың серпімділігі, беріктігі, эластикалығы, температураға және еріткіштерге тұрақтылығы артады. Осылайша алынған өнім резеңке деп аталады. Ол өзінің бастапкы ұзындығынан екі есеге дейін ұзара алады және қайта қалпына келеді.
Егер күкірт мөлшері көп болса (бүкіл массаның 45%-і), онда майыспайтын қатты эбонит деп аталатын зат алынады. Ол электр тогын өткізбейтін зат.
Іс жүзінде колданылатын каучуктар, негізінен, мына мономерлерден алынады: бутадиеннен (дивинил), изопреннен, хлорпреннен, олефиндерден, этилен-пропиленнен және изобутиленнен.
Соңғы жылдары диен кемірсутектерінің баска каныкпаған қосылыстармен біріге полимерленуінен алынатын сополимерлі каучуктар (мысалы, бутадиеннің (дивинилдің) стиролмен, акрил-нитрилмен) кең қолданыла бастады:
… СН,—СН=СН—СН—СН,—СНп—
дивинилден
стиролдан
СН2-СН-СН2-СН=СН-СҚ
акрилнитрилден
Қолданылатын максатына байланысты каучуктың өр түрін алу үшін ер түрлі мономерлер пайдаланылады. Мысалы, доңғалак шиналарын жасауға жүмсалатын каучук алу үшін бутадиенді стиролмен бірлестіріп полимерлейді. Бензин мен майдың әсеріне төзімді каучук алу үшін акрилонитрилмен бірге полимерлейді. Химиялык жағынан төзімді бутилкаучук алу үшін изобутиленді бутадиенмен немесе изопренмен бірлестіріп полимерлейді.
Қазіргі кезде өнеркөсіп баска да бірқатар синтездік каучук шығарады. Олардың бірі — механикалық түрғыдан аса берік болса, екіншісі— химиялык өте тұрақтылығымен, үшіншісі — еріткіштердің әсеріне ерекше төзімділігімен және т.б. сипатталады. Олар өздерінін касиеттеріне қарай әр түрлі қажеттіліктерге пайдаланылады