天然橡胶/NR
成分 、自然属性
世界上约有2000种不同的植物可生产类似天然橡胶的聚合物,已从其中500种中得到了不同种类的
橡胶,但真正有实用价值的是巴西三叶橡胶树。橡胶树的表面被割开时,树皮内的乳管被割断,胶
乳从树上流出。从橡胶树上采集的乳胶,经过稀释后加酸凝固、洗涤,然后压片、干燥、打包,即
制得市售的天然橡胶。天然橡胶根据不同的制胶方法可制成烟片、风干胶片、绉片、技术分级干胶
和浓缩胶乳等。
天然橡胶是一种以聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物,分子式是(C5H8)n,其橡胶烃
(聚异戊二烯)含量在90%以上,还含有少量的蛋白质、脂肪酸、糖分及灰分等。
天然橡胶的物理特性:天然橡胶在常温下具有较高的弹性,稍带塑性,具有非常好的机械强度,滞后
损失小,在多次变形时生热低,因此其耐屈挠性也很好,并且因为是非极性橡胶,所以电绝缘性能
良好。
天然橡胶的化学特性:因为有不饱和双键,所以天然橡胶是一种化学反应能力较强的物质,光、热、
臭氧、辐射、屈挠变形和铜、锰等金属都能促进橡胶的老化,不耐老化是天然橡胶的致命弱点,但
是,添加了防老剂的天然橡胶,有时在阳光下曝晒两个月依然看不出多大变化,在仓库内贮存三年
后仍可以照常使用。
天然橡胶的耐介质特性:天然橡胶有较好的耐碱性能,但不耐浓强酸。由于天然橡胶是非极性橡胶,
只能耐一些极性溶剂,而在非极性溶剂中则溶胀,因此,其耐油性和耐溶剂性很差,一般说来,
烃、卤代烃、二硫化碳、醚、高级酮和高级脂肪酸对天然橡胶均有溶解作用,但其溶解度则受塑炼
程度的影响,而低级酮、低级酯及醇类对天然橡胶则是非溶剂。
主要用途
由于天然橡胶具有上述一系列物理化学特性,尤其是其优良的回弹性、绝缘性、隔水性及可塑性等
特性,并且,经过适当处理后还具有耐油、耐酸、耐碱、耐热、耐寒、耐压、耐磨等宝贵性质,所
以,具有广泛用途。例如日常生活中使用的雨鞋、暖水袋、松紧带;医疗卫生行业所用的外科医生
手套、输血管、避孕套;交通运输上使用的各种轮胎;工业上使用的传送带、运输带、耐酸和耐碱
手套;农业上使用的排灌胶管、氨水袋;气象测量用的探空气球;科学试验用的密封、防震设备;
国防上使用的飞机、坦克、大炮、防毒面具;甚至连火箭、人造地球卫星和宇宙飞船等高精尖科学
技术产品都离不开天然橡胶。目前,世界上部分或完全用天然橡胶制成的物品已达7万种以上。
性能
现代科学研究结果已经证明,普通的天然橡胶是异二烯聚合而成。
(1)天然橡胶的化学性质天然橡胶是不饱和橡胶,容易与硫化剂发生硫化反应(结构化反应),
溴与氧、臭氧发生氧化、裂解反应,与卤素发生氯化、化反应,在催化剂和酸作用下发生化学反应
等。
但由于天然橡胶是高分子化合物,所以它具有烯类有机化合物的反应特性,如反应速度慢,反应不
完全、不均匀,同时具有多种化学反应并存的现象(如氧化裂解反应和结构化反应)等。
在天然橡胶的各类化学反应中,最重要的是氧化裂解反应和结构化反应。前者是生胶进行塑炼加工
得理论基础,叶酸橡胶老化的原因所在;后者则是生胶进行硫化加工制得硫化的理论依据。而天然
橡胶的氯化、环化、氢化等反应,则可应用于天然橡胶的改性方面。
(2)天然橡胶具有优异的综合物理机械性能天然橡胶在常温下具有很好的弹性。这是由于天然橡
胶分子链在常温下呈无定形状态,分子链柔性好的缘故。其密度为0.913g/cm,弹性模量为2-
4MPa,约为钢铁的三万分之一,而伸长率为钢铁的300倍,最大可达1000%。在0-100度范围内,
天然橡胶的回弹性可达到50%-85%以上。
(3)热老化天然橡胶常温为高弹性体,玻璃化温度为-72度,受热后缓慢软化,在130-140度开始
流动,200度左右开始分解,270度剧烈分解。
(4)耐介质性介质是指油类、液态的化学物质等。天然橡胶不耐环己烷、汽油、苯等介质,不溶
于极性的丙酮、乙醇等,不溶于水,耐10%的氢氟酸,20%盐酸,30%硫酸,50%的氢氧化钠等。
不耐浓强酸和氧化性强的高锰酸钾、重酸钾等。
(5)良好的加工工艺性能天然橡胶由于相对分子质量高、相当分子质量分布宽,分子链易于断
裂,再加上生胶中存在一定数量的凝胶分子,因此很容易进行塑炼、混炼、压延、压出、成型等。