2．橡膠
橡膠是一種鏈狀高分子化合物，在無(wú)外力作用時(shí)通常不保持直線狀態(tài)，而呈彎曲狀，并且該高分子鏈?zhǔn)侨嵝枣湥鐾饬缮煺?。因此，橡膠具有高彈性，它的這種性能是其它高分子化合物所沒(méi)有的。橡膠通常可分為兩大類(lèi)：即天然橡膠和合成橡膠。
（1）天然橡膠
最早發(fā)現(xiàn)天然橡膠的是印第安人。他們發(fā)現(xiàn)用刀割開(kāi)野生橡膠樹(shù)的樹(shù)干能流出一種白色乳液，用這種乳液涂在布、鞋子和瓶子等容器上，能制成防水布、防水鞋和防水容器。這些東西就是第一代橡膠制品，雖然粗糙，但已經(jīng)很實(shí)用。不過(guò)，這種白色乳液在空氣中會(huì)很快變硬，因此它的使用范圍受到了很大的限制。1776年，英國(guó)化學(xué)家黑立桑和馬凱爾用松節(jié)油和乙醇的混合液溶解已凝固的膠乳，得到一種粘稠的漿液，把這種漿液涂在布上，等到溶劑揮發(fā)以后，得到一種質(zhì)量比印第安人的制品好得多的防水布。由于黑立桑和馬凱爾解決了已凝固的膠乳的加工問(wèn)題，橡膠工業(yè)開(kāi)始發(fā)展了。而橡膠真正得到廣泛應(yīng)用還是古利特發(fā)現(xiàn)橡膠硫化后的事情。在這之前，生產(chǎn)出來(lái)的橡膠產(chǎn)品仍存在著較大的缺陷，如它們遇熱變軟，容易發(fā)粘；遇冷又會(huì)變硬，彈性變差；橡膠有一股難聞的氣味。
1844年，美國(guó)工程師古利特從焦炭煉鋼中得到啟示：鋼的性能比鐵好，只是因?yàn)樵阼F中添加了其它元素。那么，在橡膠的加工過(guò)程中添加其它物質(zhì)，會(huì)不會(huì)也使橡膠的性能得到改善呢？經(jīng)過(guò)許多次試驗(yàn)后，最后發(fā)現(xiàn)把硫磺加到熱橡膠中，發(fā)生劇烈反應(yīng)后的生成物受熱后不發(fā)粘并具有良好的彈性，這種技術(shù)就是橡膠硫化。硫化作用實(shí)際上是對(duì)橡膠分子進(jìn)行一種化學(xué)改性，利用硫磺做交聯(lián)劑，把線型的天然橡膠分子變成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的大分子，使橡膠制品變得不粘不脆，堅(jiān)韌而有彈性。
（2）合成橡膠
隨著工業(yè)技術(shù)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，橡膠制品得到了更廣泛的應(yīng)用。而橡膠樹(shù)的種植需要占用大面積的土地，橡膠樹(shù)的生長(zhǎng)又具有一定的區(qū)域性，天然橡膠的產(chǎn)量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要，化學(xué)家開(kāi)始研究合成橡膠。人工合成橡膠的思路首先來(lái)自對(duì)天然橡膠的剖析和仿制。19世紀(jì)20年代，英國(guó)化學(xué)家和物理學(xué)家法拉第首先對(duì)天然橡膠進(jìn)行了分析，確定了橡膠的化學(xué)式是C5H8。1860年，英國(guó)化學(xué)家威廉斯從天然橡膠的熱裂解產(chǎn)物中分離出C5H8，它是一種不飽和烴，叫異成二烯。還發(fā)現(xiàn)異成二烯在空氣中易被氧化，變成白色的彈性體。1879年，法國(guó)化學(xué)家布恰特先用熱裂解法制得異戊二烯，又把異戊二烯重新合成為彈性體。盡管這種彈性體的結(jié)構(gòu)、性能與天然橡膠存在著一些差別，但必竟在探索從低分子單體合成橡膠的可能性上取得了成功。1900年，德國(guó)化學(xué)家孔達(dá)科夫用2，3－二甲基－1，3－丁二烯為原料聚合成了皮革狀彈性體，解決了德國(guó)缺少天然橡膠的問(wèn)題。之后，科學(xué)家們陸續(xù)用其它原料合成了各種不同類(lèi)型的橡膠。
通用合成橡膠是指性能和天然橡膠差不多的常用橡膠。主要有以下幾個(gè)品種：
①順丁橡膠 順丁橡膠是由1，3－丁二烯為原料聚合成的，具有彈性好、耐低溫、耐熱和粘結(jié)性差的特點(diǎn)，可制輪胎、運(yùn)輸帶、膠管等。
②丁苯橡膠 丁苯橡膠是由1，3－丁二烯和苯乙烯為原料聚合成的，具有熱穩(wěn)定性、電絕緣性和抗老化性能，可制輪胎、電絕緣材料等。
③氯丁橡膠 氯丁橡膠由2－氯－1，3－丁二烯為原料聚合成的，具有耐日光、耐磨、耐老化、耐酸、耐堿、熱耐油性好的特點(diǎn)，可制電線包皮、運(yùn)輸帶、化工設(shè)備的防腐襯里、粘膠劑等。
特種合成橡膠是指能在特殊場(chǎng)合（如高溫、低溫、輻射、高空、特殊介質(zhì)等）使用的橡膠。主要品種有：
④丁腈橡膠 丁腈橡膠由1，3－丁二烯和丙烯腈為原料聚合成的，具有抗老化性、耐油性好和耐高溫的特點(diǎn)，可制耐油、耐熱的橡膠制品，飛機(jī)油箱襯里等。
⑤硅橡膠 當(dāng)今世界上既耐高溫又不怕低溫的彈性材料并不多，而硅橡膠就是一種冷熱不怕的彈性體。硅橡膠是由有機(jī)硅（如八甲基環(huán)四硅氧烷）部分水解后縮聚而成。它的高分子主鏈由硅、氧原子交替組成（－Si—O—Si—O－），在硅原子上帶有有機(jī)基團(tuán)。硅橡膠的最大特點(diǎn)是具有寬廣的溫度使用范圍，能耐300℃高溫和－100℃低溫。另外還具有其它一系列優(yōu)異性能，如優(yōu)良的電絕性、耐臭氧氧化性、無(wú)味、無(wú)毒、生理論性和耐老化等。所以硅橡膠的應(yīng)用十分廣泛：①電器工業(yè)。主要用于制造電線電纜、電器設(shè)備的耐熱絕緣，電子設(shè)備的包覆、灌注等。②航空工業(yè)。主要用于機(jī)艙密封、保護(hù)罩、發(fā)動(dòng)機(jī)的膠管、火箭燃油門(mén)、動(dòng)力源電纜井蓋涂層等。③醫(yī)療用品。由于人體對(duì)硅橡膠的排異性小，因此用硅橡膠制作的人體組織器官可長(zhǎng)期且安全地承擔(dān)起機(jī)體功能。硅橡膠可用于人造血管、人造瓣膜、人造心臟等。
⑥氟橡膠 氟橡膠是一種在高分子中含有氛原子的合成橡膠。由于氟橡膠中的碳氟鍵的鍵能比一般高聚物理化學(xué)鍵的健能要大得多，因此，氟橡膠具有一些獨(dú)特的性能：①對(duì)化學(xué)試劑具有高度的抗耐性。不但能耐酸、堿的腐蝕，還能抵御高熱無(wú)機(jī)試劑和有機(jī)試劑的進(jìn)攻。一般高聚物“敬而遠(yuǎn)之”的有機(jī)溶劑，如苯及同系物、氟烴、醇、酯等，對(duì)氟橡膠毫無(wú)辦法。②具有高熔融點(diǎn)和高抗熱解性。一般高聚物遇到高熱往往變性，甚至化為灰燼，而氟橡膠在500℃時(shí)仍能保持自己的特性。
氟橡膠在軍事工業(yè)、航空工業(yè)和化學(xué)工業(yè)上的應(yīng)用比較廣泛。用做飛機(jī)、火箭、發(fā)動(dòng)機(jī)以及其它機(jī)器設(shè)備上的密封墊圈、密封帶，氣體泵和熱空氣用的薄膜、輸送熱液用的膠管，火箭里各種復(fù)雜的液壓和風(fēng)動(dòng)系統(tǒng)零件。制造石油工業(yè)上各種與溶劑、流體接觸的密封件，氟橡膠可保證設(shè)備在苛刻條件下長(zhǎng)期正常運(yùn)行。
2026-05-04 10:26
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