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天然橡膠自然屬性 1。天然橡膠植物 天然橡膠(NR)是指從植物中獲得的橡膠,地球上能進行生物合成橡膠的植物約有200多種,但具有采集價值的只有幾種,其中主要是巴西橡膠樹,這種樹也稱為三葉橡膠樹,其次是銀菊、橡膠草、杜仲等。 巴西橡膠樹是一種熱帶地區生長的高大喬木,樹干直徑可達幾十厘米,高達10~20m,樹葉是三個為一支,也稱為三葉橡膠樹。這種樹原產于亞馬遜河流域,1876年英國人成功地把它移植在東南亞地區。1904年我國開始引植。建國后在兩廣、海南、云南等地都有種植。據1992年統計,我國天然橡膠年產量為28萬噸,列世界第四位。銀菊是多年生灌木,主要生長在墨西哥的荒漠地區。銀菊橡膠是以膠乳形式存在于植株的莖皮及根部,采用磨碎分離的方法提取銀菊膠。 杜仲橡膠樹生產的橡膠為反式聚異戊二烯,這種橡膠稱為杜仲橡膠,與國外的古塔波膠、巴拉塔膠均屬一類,也都是野生資源。2。天然橡膠的成分 天然橡膠是由膠乳制造的,膠乳中所含的非橡膠成分有一部分就留在固體的天然橡膠中。一般天然橡膠中含橡膠烴92%~95%,而非橡膠烴占5%~8%。由于制法不同,產地不同乃至采膠季節不同,這些成分的比例可能有差異,但基本上都在范圍以內。 蛋白質可以促進橡膠的硫化,延緩老化。另一方面,蛋白質有較強的吸水性,可引進橡膠吸潮發霉、絕緣性下降,蛋白質還有增加生熱性的缺點。 丙酮抽出物是一些高級脂肪酸及固醇類物質,其中有一些起天然防老劑和促進劑作用,還有的能幫助粉狀配合劑在混煉過程中分散并對生膠起軟化的作用。 灰分中主要含磷酸鎂和磷酸鈣等鹽類,有很少量的銅、錳、鐵等金屬化合物,因為這些變價金屬離子能促進橡膠老化,所以他們的含量應控制。 干膠中的水分不超過1%,在加工過程中可以揮發,但水分含量過多時,不但會使生膠儲存過程中易發霉,而且還會影響橡膠的加工,如混煉時配合劑易結團;壓延、壓出過程中易產生氣泡,硫化過程中產生氣泡或呈海綿狀等。天然橡膠natural rubber從天然產膠植物制取的橡膠。市售的天然橡膠主要是從巴西三葉橡膠樹的膠乳制成得,其基本化學成分為順-聚異戊二烯。某些野生橡膠如古塔波膠、巴拉塔膠、馬來樹膠、杜仲膠等,其化學成分為反-聚異戊二烯,但產量甚少。天然橡膠具有彈性好、強度高、加工性能優良等一系列優異的綜合性能,是用途最廣的通用橡膠。來源 據估計,約有2000種不同的植物可生產類似天然橡膠的聚合物,已從其中500種中得到了不同種類的橡膠,但真正具有實用價值的主要是三葉橡膠樹。這種橡膠樹在東南亞、西非、南美洲及中國海南島、雷州半島及云南南部地區廣泛種植。三葉橡膠樹生長7~8年后即可開始割膠。橡膠樹在表層被割開時,樹皮內的乳管被割斷,膠乳從樹上流出。膠乳中含有35%左右的橡膠成分。從橡膠樹采集的膠乳(又稱田園膠乳),經過稀釋后加酸凝固、洗滌、壓片、干燥、打包而制成市售的天然橡膠。割膠時的落地膠和采膠杯的杯底余膠等自然凝膠,可加工成低質量的天然橡膠。每公頃(1公頃為104m□)橡膠園平均年產干膠2500kg左右。(見彩圖割取天然橡膠)世界天然橡膠的產量及耗膠量持續增長。1984年世界天然橡膠的生產量達到4235kt,耗膠量為4190kt。天然橡膠主要生產國為馬來西亞、印度尼西亞和泰國。中國產膠量居世界第四位。中國在北緯18°以北直到北緯20°廣大地區植膠成功,這一重大成就榮獲了1982年中國國家重大科技成果一等獎。結構和性能 市售天然橡膠中約含91%~94%的橡膠烴,其余為蛋白質、脂肪酸、灰分、糖類等非橡膠成分。橡膠烴由異戊二烯組成,其中順-1,4-異戊二烯98%~100%,順-3,4-異戊二烯0%~2%,不飽和度95%~98。5%,平均分子量的數量級為10□。天然橡膠具有較高的門尼粘度(見塑煉),在存放過程中增硬。低溫存放時容易結晶,在-70°C左右時變成脆性物質。天然橡膠無一定熔點,加熱到130~140°C完全軟化,200°C左右開始分解。天然橡膠的彈性甚佳,其彈性模量約為3~6MPa、彈性伸長率可達1000%,純膠硫化膠的拉伸強度可達17~29MPa,炭黑補強的硫化膠的拉伸強度可高達 25~35MPa。天然橡膠加工性能良好,易于同填料及配合劑混合,而且可以與多數合成橡膠并用。天然橡膠為非極性橡膠,在非極性溶劑中膨脹,其耐油、耐溶劑性差。天然橡膠因含大量不飽和雙鍵,化學活性較高,易于交聯和氧化,耐老化性能不佳。制膠方法及分類 天然橡膠由于制膠方法不同可以制成煙片、風干膠片、縐片、技術分級橡膠及濃縮膠乳(見圖制膠方法)。此外,還可制成膠清橡膠(膠乳離心濃縮時,分離的膠清制成低質量的生膠)、易操作橡膠(膠乳中加入部分硫化膠乳制成的生膠)、充油橡膠(橡膠中充入一定量的礦物油)、炭黑共沉橡膠(膠乳與炭黑共沉淀而得的生膠)、粉狀橡膠(膠乳在隔離劑保護下噴霧干燥而成)、化學改性橡膠(如接枝橡膠、環化橡膠、氯化橡膠、熱塑性橡膠等)。①煙片 加酸凝固的膠乳凝膠,經多組輥筒壓片、壓花,然后在煙房式干燥室中熏干而成。這種橡膠是天然橡膠最有代表性的傳統產品,適于制備各種橡膠制品。②風干膠片 膠乳中加入化學催干劑,然后加酸凝固、壓片、風干。其顏色比煙片淺,適宜制備淺色制品。③縐片 分為白縐片及褐縐片兩類。白縐片系將漂白脫色劑加入膠乳中,然后加酸凝固、壓片并在熱空氣中干燥而得,最宜于制備淺色制品。褐縐片系將割膠的自然凝膠加以混合、壓片、干燥而成,其品質較差,只宜用于對質量要求不高的制品。④技術分級膠 系將膠乳凝膠及自然凝膠、混合粉碎、造粒,在干燥室中干燥,然后在壓力下打包。自從60年代馬來西亞標準膠問世以來,由于這類橡膠制膠工藝比較統一,質量分級標準比較科學,因而其產量增長迅速,目前已接近天然橡膠總產量的40%。參考書目。