1)什么是天然橡胶?
天然橡胶(NR)是一种以顺-1,4-聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物,其成分中91%~94%是橡胶烃(顺-1,4-聚异戊二烯),其余为蛋白质、脂肪酸、灰分、糖类等非橡胶物质。天然橡胶是应用最广的通用橡胶。
通常我们所说的天然橡胶,是指从巴西橡胶树上采集的天然胶乳,经过凝固、干燥等加工工序而制成的弹性固状物。天然橡胶是一种以顺-1,4-聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物,其橡胶烃(顺-1,4-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。
2)天然橡胶的结构
天然橡胶的结构主要是大分子的链结构,分子量及其分布和聚集态结构,天然橡胶的大分子链结构单元是异戊二烯,大分子链主要是由聚异烯构成的,橡胶中含量占百分之九十七以上,其分子链上有醛基,每条大分子链上平均有一个,正是醛基在发生缩合或与蛋白质分解产物发生反应形成支化,交联,使得橡胶贮存中粘度增加,天然橡胶大分子链上还有环氧基的,比较活跃。
天然胶的大分子末端推断一般为二甲基烯丙基,另一端为焦磷酸酯基,端基,分子链的醛基以及聚合的元素都很少,在天然橡胶的分子量及其分布方面,其分子量的范围较宽,据国外报道,绝大多数分子量在三万个左右,天然的生胶,混炼胶,硫化胶的强度都比较高,一般天然橡胶强度可达三兆帕。
天然橡胶的机械强度高主要原因在于它是自补强橡胶系列,当拉伸时会使大分子链沿应力方向取向形成结晶,晶粒无定形大分子中起到了补强作用,未进行扩张的强度同样高的原因为其内部结构中微小粒子的紧密凝集而致。
3)天然橡胶的分类
①天然橡胶按形态
可以分为两大类:固体天然橡胶(胶片与颗粒胶)和浓缩胶乳。在日常使用中,固体天然橡胶占了绝大部分的比例。
②胶片按制造工艺和外形
可分为烟片胶、风干胶片、白皱片、褐皱片等。烟片胶是天然橡胶中最具代表性的品种,一直是用量大、应用广的一个胶种,烟片胶一般按外形来分级,分为特级、一级、二级、三级、四级、五级等共六级,达不到五级的则列为等外胶。
③颗粒胶(即标准胶)是按国际上统一的理化效能、指标来分级的,这些理化性能包括杂质含量、塑性初值、塑性保持率、氮含量、挥发物含量、灰分含量及色泽指数等七项,其中以杂质含量为主导性指标,依杂质之多少分为5L、5、10、20及50等共五个级别。
4)天然橡胶的特性
1.天然橡胶的化学性质。
容易与硫化发生硫化反应(结构化反应),与氧、臭氧发生氧化、裂解反应,与卤素发生氯化、化反应,在催化和酸作用下发生化学反应等。
2.天然橡胶具有优异的综合物理机械性能。
3.天然橡胶在常温下具有很好的弹性
4.热老化天然橡胶常温为高弹性体,受热后缓慢软化,在 130-140度开始流动,200左右开始分解’270剧烈分解。
5.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
6.良好的加工工艺性能。
天然橡胶由于相对分子质量高,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。
5)天然橡胶的应用①交通运输
②工业矿山
工业部门所需要的大大小小的橡胶制品那就更多了,品种多,用途广,有的还有特殊要求。主要的制品有胶带、胶管、密封垫圈、胶辊、胶板、橡胶衬里及劳动保护用品。在矿山、煤炭、冶金等工业方面应用胶带来运输成品,各地都在不断出现,为了大型生产的需要,还生产出钢丝绳芯运输带和合成纤维运输带。
③农林水利
农林水利事业的发展,也有各种各样的橡胶制品,除拖拉机和农业机械用各种轮胎外,在联合收割机需用的橡胶履带,灌溉用水池、水库采用的橡胶防渗层及橡胶水坝,橡胶船、救生用品等用品都在增长,在农副产品加工设备和林、牧、渔业技术装备等方面,都有橡胶配件。
④军事固防
橡胶是重要的战略物资,使用橡胶制作的船舶、帐篷、仓库以及防护用具、浴水服装等品种也很多。
⑤土木建筑
在建筑物上使用的玻璃窗密封橡胶条,隔音地板、海绵、橡胶地毯、防雨材料以及用乳状涂料涂刷墙壁。在建筑施工中使用的机械,运输设备、防护用品等都有橡胶制品的配件。
⑥电气通讯
橡胶的另一特性是绝缘性能好,不易导电。各种电线、缆线多采用橡胶制成。硬质橡胶也多用来制作胶管、胶棒、胶板、隔板以及电瓶壳。此外,还广泛用作防护用品绝缘手套、绝缘胶靴鞋等。
⑦医疗卫生
在医疗卫生部门有许多橡胶制品在应用,如医院里的麻醉科、泌尿科、外科、脑外科、骨科、五宫科、放射科等。诊断、输血、导尿、洗肠胃的各种胶色手术用的手套、冰囊、海绵座垫等多是橡胶制品。
⑧商品储存
应用于储藏水果和蔬菜。制成各种大小的硅橡胶嵌在塑料薄膜上,即可使袋内维持适量的c02,形成良好的气体储藏环境,从而抑制果品蔬菜呼吸强度,延缓代谢速度,推迟水果蔬菜的后熟过程,减少水分蒸发防止腐烂。
⑨文教体育
各种球胆、乒乓球拍海绵胶面、玩具皮球、金笔笔胆、擦字橡皮、橡皮线、橡胶印、橡皮布、气球以及海绵胶垫等,广泛用于文教机关、办公室、设计绘图以及体育运动器材等。
⑩生活用品
日常生活中有不少橡胶制品在为我们服务,如雨衣、松紧带、儿童玩具、海绵座垫以及乳胶浸渍制品等,在人民生活里都在发挥它的作用。