橡膠

　　玻璃化溫度低于室溫，在環(huán)境溫度下能顯示高彈性的高分子物質(zhì)。

　　提取橡膠樹、橡膠草等植物的膠乳，加工后制成的具有彈性、絕緣性、不透水和空氣的材料。高彈性的高分子化合物。分為天然橡膠與合成橡膠二種。天然橡膠是從橡膠樹、橡膠草等植物中提取膠質(zhì)后加工制成；合成橡膠則由各種單體經(jīng)聚合反應(yīng)而得。橡膠制品廣泛應(yīng)用于工業(yè)或生活各方面。
　　化學(xué)成分
　　線型聚合物鏈中的骨架上有一個(gè)未飽和的雙鍵，這個(gè)雙鍵通常存在氧硫時(shí)候可以打開，在相鄰鍵之間形成交聯(lián)。就會(huì)固化成熱固性聚合物TS（過(guò)渡態(tài)）。順式聚丁二烯的單體就可以打開。
　　種類
　　橡膠按原料分為天然橡膠和合成橡膠。按形態(tài)分為塊狀生膠、乳膠、液體橡膠和粉末橡膠。乳膠為橡膠的膠體狀水分散體；液體橡膠為橡膠的低聚物，未硫化前一般為粘稠的液體；粉末橡膠是將乳膠加工成粉末狀，以利配料和加工制作。20世紀(jì)60年代開發(fā)的熱塑性橡膠，無(wú)需化學(xué)硫化，而采用熱塑性塑料的加工方法成形。橡膠按使用又分為通用型和特種型兩類。是絕緣體，不容易導(dǎo)電，但如果沾水或不同的溫度的話，有可能變成導(dǎo)體。導(dǎo)電是關(guān)于物質(zhì)內(nèi)部分子或離子的電子的傳導(dǎo)容易情況。
　　橡膠（Rubber）：具有可逆形變的高彈性聚合物材料。在室溫下富有彈性，在很小的外力作用下能產(chǎn)生較大形變，除去外力后能恢復(fù)原狀。橡膠屬于完全無(wú)定型聚合物，它的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（T g）低，分子量往往很大，大于幾十萬(wàn)。
　　橡膠一詞來(lái)源于印第安語(yǔ)cau-uchu，意為“流淚的樹”。天然橡膠就是由三葉橡膠樹割膠時(shí)流出的膠乳經(jīng)凝固、干燥后而制得。1770年，英國(guó)化學(xué)家J.普里斯特利發(fā)現(xiàn)橡膠可用來(lái)擦去鉛筆字跡，當(dāng)時(shí)將這種用途的材料稱為rubber，此詞一直沿用至今。橡膠的分子鏈可以交聯(lián)，交聯(lián)后的橡膠受外力作用發(fā)生變形時(shí)，具有迅速?gòu)?fù)原的能力，并具有良好的物理力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性。橡膠是橡膠工業(yè)的基本原料，廣泛用于制造輪胎、膠管、膠帶、電纜及其他各種橡膠制品。
　　橡膠老化
　　橡膠及其制品在加工，貯存和使用過(guò)程中，由于受內(nèi)外因素的綜合作用而引起橡膠物理化學(xué)性質(zhì)和機(jī)械性能的逐步變壞，最后喪失使用價(jià)值，這種變化叫做橡膠老化。
　　表面上表現(xiàn)為龜裂、發(fā)粘、硬化、軟化、粉化、變色、長(zhǎng)霉等。
　　橡膠老化的因數(shù)
　　A）氧：氧在橡膠中同橡膠分子發(fā)生游離基鏈鎖反應(yīng)，分子鏈發(fā)生斷裂或過(guò)度交聯(lián)，引起橡膠性能的改變。氧化作用是橡膠老化的重要原因之一。
　　B）臭氧：臭氧的化學(xué)活性比氧高得多，破壞性更大，它同樣是使分子鏈發(fā)生斷裂，但臭氧對(duì)橡膠的作用情況隨橡膠變形與否而不同。當(dāng)作用于變形的橡膠（主要是不飽和橡膠）時(shí)，出現(xiàn)與應(yīng)力作用方向直的裂紋，即所謂“臭氧龜裂”；作用于變形的橡膠時(shí)，僅表面生成氧化膜而不龜裂。
　　C）熱：提高溫度可引起橡膠的熱裂解或熱交聯(lián)。但熱的基本作用還是活化作用。提高氧擴(kuò)散速度和活化氧化反應(yīng)，從而加速橡膠氧化反應(yīng)速度，這是普遍存在的一種老化現(xiàn)象－－熱氧老化。
　　D）光：光波越短、能量越大。對(duì)橡膠起破壞作用的是能量較高的紫外線。紫外線除了能直接引起橡膠分子鏈的斷裂和交聯(lián)外，橡膠因吸收光能而產(chǎn)生游離基，引發(fā)并加速氧化鏈反應(yīng)過(guò)程。經(jīng)外線光起著加熱的作用。光作用其所長(zhǎng)另一特點(diǎn)（與熱作用不同）是它主要在橡表面進(jìn)生。含膠率高的試樣，兩面會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)狀裂紋，即所謂“光外層裂”。
　　E)機(jī)械應(yīng)力：在機(jī)械應(yīng)力反復(fù)作用下，會(huì)使橡膠分子鏈斷裂生成游離荃，引發(fā)氧化鏈反應(yīng)，形成力化學(xué)過(guò)程。機(jī)械斷裂分子鏈和機(jī)械活化氧化過(guò)程。哪能個(gè)占優(yōu)勢(shì)，視其所處的條件而定。此外，在應(yīng)力作用下容易引起臭氧龜裂。
　　F)水分：水分的作用有兩個(gè)方面：橡膠在潮濕空氣淋雨或浸泡在水中時(shí)，容易破壞，這是由于橡膠中的水溶性物質(zhì)和親水基團(tuán)等成分被水抽提溶解，水解或吸收等原因引起的。特別是在水浸泡和大氣曝露的交替作用下，會(huì)加速橡膠的破壞。但在某種情況下水分對(duì)橡膠則不起破壞作用，甚至有延緩老化的作用。
　　G）油類：在使用過(guò)程如果和油類介質(zhì)長(zhǎng)期接觸，油類能滲透到橡膠內(nèi)部使其產(chǎn)生溶脹，致使橡膠的強(qiáng)度和其他力學(xué)性能降低。油類能使橡膠發(fā)生溶脹，是因?yàn)橛皖悵B入橡膠后，產(chǎn)生了分子相互擴(kuò)散，使硫化膠的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。
　　H)其它：對(duì)橡膠的作用因素還有化學(xué)介質(zhì)、變價(jià)金屬離子、高能輻射、電和生物等。
　　結(jié)構(gòu)
　　線型結(jié)構(gòu)：未硫化橡膠的普遍結(jié)構(gòu)。由于分子量很大，無(wú)外力作用下，呈細(xì)團(tuán)狀。當(dāng)外力作用，撤除外力，細(xì)團(tuán)的糾纏度發(fā)生變化，分子鏈發(fā)生反彈，產(chǎn)生強(qiáng)烈的復(fù)原傾向，這便是橡膠高彈性的由來(lái)。
　　支鏈結(jié)構(gòu)：橡膠大分子鏈的支鏈的聚集，形成凝膠。凝膠對(duì)橡膠的性能和加工都不利。在煉膠時(shí)，各種配合劑往往進(jìn)不了凝膠區(qū)，形成局部空白，形成不了補(bǔ)強(qiáng)和交聯(lián)，成為產(chǎn)品的薄弱部位。
　　交聯(lián)結(jié)構(gòu)：線型分子通過(guò)一些原子或原子團(tuán)的架橋而彼此連接起來(lái)，形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。隨著硫化歷程的進(jìn)行，這種結(jié)構(gòu)不斷加強(qiáng)。這樣，鏈段的自由活動(dòng)能力下降，可塑性和伸長(zhǎng)率下降，強(qiáng)度，彈性和硬度上升，壓縮永久變形和溶脹度下降。
　　常見幾種橡膠識(shí)別方法
　　1 耐介質(zhì)增重實(shí)驗(yàn)
　　可以從成品上取樣，浸泡在選定的一種或幾種介質(zhì)中，一定溫度時(shí)間后取稱重，根據(jù)重量變化率硬度變化率推斷材料的種類。
　　比如在100度機(jī)油中浸泡24小時(shí)，NBR，氟膠，ECO，CR質(zhì)量及硬度變化率很小，而NR，EPDM，SBR增重一倍以上且硬度變化很大，體積膨脹很明顯。
　　2 熱空氣老化實(shí)驗(yàn)
　　從成品中取樣，放在老化箱里老化一天，觀察老化后的現(xiàn)象。可以分級(jí)老化逐步升溫。比如150度下CR，NR，SBR都會(huì)脆斷，NBR EPDM還有彈性。升到180度下普通NBR就會(huì)脆斷；而230度下HNBR也會(huì)脆斷，氟膠和硅膠仍然有很好的彈性。
　　3 燃燒法
　　取少許樣品，在空氣中燒。觀察現(xiàn)象。
　　一般來(lái)說(shuō)氟膠，CR，CSM離火自息，即使燒著火苗也比一般NR、EPDM的要小的多。當(dāng)然，如果仔細(xì)觀察，燃燒狀態(tài)、顏色、氣味也會(huì)提供為我們很多信息。比如NBR/PVC并用膠，有火源時(shí)火劈啪的亂濺，似乎有水似的，離火自熄，煙濃且有酸味。需要注意的是有時(shí)添加了阻燃劑但不含鹵素的膠也會(huì)離火自熄，這要借助別的辦法進(jìn)一步推斷。
　　4測(cè)比重
　　用電子稱或分析天平，精確到0.01克的即可，外加一杯水，一根頭發(fā)絲即可。
　　一般來(lái)說(shuō)氟膠比重最大， 1.8以上，CR ECO的也多在1.3以上比重明顯偏大的可以考慮是這些膠。
　　5 低溫法
　　從成品上取樣，用干冰和酒精制造一個(gè)合適的低溫環(huán)境。把樣品泡在低溫環(huán)境下2-5分鐘，在選定溫度下感覺(jué)軟硬程度。比如-40度下，同樣耐高溫耐油很好的硅膠和氟膠對(duì)比，硅膠則比較軟。
　　橡膠行業(yè)發(fā)展情況
　　橡膠行業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一。它不僅為人們提供日常生活不可或缺的日用、醫(yī)用等輕工橡膠產(chǎn)品，而且向采掘、交通、建筑、機(jī)械、電子等重工業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)提供各種橡膠制生產(chǎn)設(shè)備或橡膠部件。可見，橡膠行業(yè)的產(chǎn)品種類繁多，后向產(chǎn)業(yè)十分廣闊。
　　近幾年來(lái)，橡膠行業(yè)得到不少發(fā)展，已有細(xì)分行業(yè)穩(wěn)中有升，新生橡膠細(xì)分行業(yè)則飛速發(fā)展，但同時(shí)，橡膠行業(yè)也還存在環(huán)境、資源、災(zāi)害、創(chuàng)新等問(wèn)題。
　　2004年，全國(guó)天然橡膠種植總面積69.62萬(wàn)公頃，開割面積45.19萬(wàn)公頃，干膠產(chǎn)量57.33萬(wàn)噸。其中農(nóng)墾橡膠種植面積41.1萬(wàn)公頃，民營(yíng)28.52萬(wàn)公頃，分別占全國(guó)橡膠總面積的59.03%和40.97%。
　　2005年，海南遭遇50年罕見的干旱和百年不遇的臺(tái)風(fēng)災(zāi)害，天然橡膠生產(chǎn)遭受重創(chuàng)。為挖掘國(guó)內(nèi)天然橡膠種植、加工的發(fā)展?jié)摿Γ�增加自給，中國(guó)橡膠行業(yè)做出了不懈的努力，認(rèn)真貫徹國(guó)家安全、節(jié)能、環(huán)保和清潔生產(chǎn)方針，并取得重大成果。尤其是橡膠助劑行業(yè)積極調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，綠色環(huán)保型助劑大幅增長(zhǎng)，防老劑優(yōu)良品種產(chǎn)量比例已達(dá)80%，促進(jìn)劑達(dá)50%，有毒、有害、高致癌的NOBS生產(chǎn)量得到有效控制；廢橡膠綜合利用率達(dá)65%以上，再生膠及膠粉后加工利用領(lǐng)域擴(kuò)大。
　　2006年，中國(guó)橡膠工業(yè)協(xié)會(huì)六屆三次理事會(huì)討論通過(guò)并發(fā)布《中國(guó)橡膠工業(yè)“十一五”科學(xué)發(fā)展規(guī)劃意見》及橡膠行業(yè)“十一五”實(shí)施名牌戰(zhàn)略規(guī)劃意見。這是首次由協(xié)會(huì)組織制訂的行業(yè)規(guī)劃。規(guī)劃表明，橡膠工業(yè)“十一五”期間要走自主創(chuàng)新之路，全行業(yè)要切實(shí)轉(zhuǎn)入科學(xué)發(fā)展的軌道，使中國(guó)成為世界橡膠工業(yè)的強(qiáng)國(guó)。
　　中國(guó)橡膠行業(yè)的發(fā)展前景廣闊。到2010年，中國(guó)天然橡膠總消耗量將達(dá)到230萬(wàn)噸，橡膠工業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)將有較大變化，新型產(chǎn)品、更新?lián)Q代產(chǎn)品增多、新材料、新工藝應(yīng)用擴(kuò)大，生產(chǎn)技術(shù)有明顯進(jìn)步。
　　橡膠行業(yè)的特征決定了當(dāng)一國(guó)的橡膠行業(yè)成熟后，該行業(yè)的景氣狀況與整個(gè)經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行狀況將保持很強(qiáng)的相關(guān)性：其發(fā)展周期的長(zhǎng)度與該國(guó)經(jīng)濟(jì)周期的長(zhǎng)度相當(dāng)，走勢(shì)同向；但由于橡膠行業(yè)屬于基礎(chǔ)工業(yè)，它的周期變化要略提前于經(jīng)濟(jì)周期的變化。另外，同樣由于橡膠行業(yè)處于國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)鏈的前端，其周期波動(dòng)的波幅要小于產(chǎn)業(yè)鏈末端行業(yè)的波幅，也小于整個(gè)經(jīng)濟(jì)的波幅。因此，從產(chǎn)業(yè)投資的角度看，成熟的橡膠行業(yè)比較接近收益型投資行業(yè)。
　　天然橡膠成分
　　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(chǎn)地不同乃至采膠季節(jié)不同，這些成分的比例可能有差異，但基本上都在范圍以內(nèi)。
　　蛋白質(zhì)可以促進(jìn)橡膠的硫化，延緩老化。另一方面，蛋白質(zhì)有較強(qiáng)的吸水性，可引進(jìn)橡膠吸潮發(fā)霉、絕緣性下降，蛋白質(zhì)還有增加生熱性的缺點(diǎn)。
　　丙酮抽出物是一些高級(jí)脂肪酸及固醇類物質(zhì)，其中有一些起天然防老劑和促進(jìn)劑作用，還有的能幫助粉狀配合劑在混煉過(guò)程中分散并對(duì)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?yàn)檫@些變價(jià)金屬離子能促進(jìn)橡膠老化，所以他們的含量應(yīng)控制。
　　干膠中的水分不超過(guò)1%，在加工過(guò)程中可以揮發(fā)，但水分含量過(guò)多時(shí)，不但會(huì)使生膠儲(chǔ)存過(guò)程中易發(fā)霉，而且還會(huì)影響橡膠的加工，如混煉時(shí)配合劑易結(jié)團(tuán)；壓延、壓出過(guò)程中易產(chǎn)生氣泡，硫化過(guò)程中產(chǎn)生氣泡或呈海綿狀等。
　　天然橡膠來(lái)源
　　三葉橡膠樹提供最多的商用橡膠。它在受傷害（如莖部的樹皮被割開）時(shí)會(huì)分泌出大量含有橡膠乳劑的樹液。
　　另外，無(wú)花果樹和一些大戟科的植物也能提供橡膠。德國(guó)在第二次世界大戰(zhàn)時(shí)由于橡膠供應(yīng)被切斷，曾嘗試從這些植物取得橡膠，但后來(lái)改為生產(chǎn)人造橡膠。
　　最初的橡膠樹生長(zhǎng)于南美洲，但經(jīng)過(guò)人工移植，現(xiàn)在東南亞也種有大量的橡膠樹。事實(shí)上，亞洲已成為最重要的橡膠來(lái)源地。
　　由銀菊膠制成的橡膠能夠減少敏感。