高分子天然橡胶材料
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常见的高分子材料
首先,塑料是一种由合成树脂为主要成分,通过加工成型而制成的可塑性材料。
塑料具有轻质、耐腐蚀、绝缘等特点,因此在包装、建筑、家具、电子产品等领域得到了广泛的应用。
常见的塑料包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等,它们在不同的领域发挥着重要作用。
其次,橡胶是一种具有高弹性的高分子材料,主要由天然橡胶或合成橡胶制成。
橡胶具有良好的抗拉伸性和耐磨损性,因此被广泛应用于轮胎、密封件、橡胶制品等领域。
常见的橡胶制品包括丁苯橡胶、丁腈橡胶、丙烯橡胶等,它们在工业生产中发挥着重要作用。
再次,纤维是一种具有高强度和柔韧性的高分子材料,主要用于纺织和制作纺
织品。
常见的纤维材料包括棉纤维、涤纶纤维、尼龙纤维等,它们在服装、家居用品、工业品等领域得到了广泛的应用。
最后,树脂是一种具有优良的粘接性和耐腐蚀性的高分子材料,主要用于粘接、涂料、封装等领域。
常见的树脂材料包括环氧树脂、聚酯树脂、酚醛树脂等,它们在建筑、航空航天、电子等领域发挥着重要作用。
总之,常见的高分子材料在日常生活和工业生产中都有着重要的应用价值,它
们的特点各有不同,但都具有高分子量、可塑性和弹性等共同特点。
随着科技的不断进步,高分子材料的种类和应用领域将会更加广泛,为人类的生活和生产带来更多的便利和创新。
轮胎中的各种高分子材料
轮胎中使用了多种高分子材料。
最常见的是橡胶,包括天然橡胶和合成橡胶。
天然橡胶具有优异的弹性和耐磨性,但价格较高,且质量易受环境影响。
合成橡胶则便宜且环境稳定,可按需制作,但耐用度不如天然橡胶。
另一种常用的高分子材料是尼龙。
尼龙是一种强度高、不易断裂的材料,常用于轮胎中的带线,增强轮胎的拉伸强度和耐磨性。
还有一种叫做聚氨酯的材料也常用于轮胎中。
聚氨酯是一种高硬度、高强度、耐磨性好的材料,能增强轮胎的稳定性和刚性。
此外,轮胎中还会使用一些其他种类的高分子材料,如丁腈橡胶(用于制作内胎)、丙烯酸酯(用于增强轮胎的黏附性)、氯丁橡胶(用于改善耐热性和耐寒性)等等。
细致的材料搭配,让轮胎更加稳定、耐磨,使大众能更安全、舒适地行驶在公路上。
天然橡胶简介天然橡胶的含义很广,既指从含天然橡胶植物上采割的天然橡胶乳,也包括用天然胶乳加工而成的天然橡胶(烟片胶、颗粒胶)和浓缩胶乳。
含有天然橡胶的植物很多,现已发现的就有400多种,如橡胶树、野藤橡胶、橡胶草即杜仲等,其中产量最高、品质最好、产胶期长、采胶容易、胶乳再生快且制胶费用低的只有一种——巴西橡胶树,它的产量已占天然橡胶总产量的90%以上。
通常我们所说的天然橡胶,就是指从巴西橡胶树上采集的天然橡胶,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。
属性物理属性天然橡胶没有一定的熔点,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,温度降低则逐渐变硬,低于10度时逐渐结晶硬化,变成不透明状态,滞后损失小,在多次变形时生热低。
天然橡胶是一种结晶性橡胶,自补强性较大,所以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,到出现裂口时为止,可达20万次以上。
系非极性橡胶,电绝缘性能良好。
化学属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。
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、二流化炭、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。
采集方法和过程一般情况下,天然橡胶树在种植5-7年后即可采集胶乳,而且可以采集25-30年。
加工过程中天然橡胶充油方法与应用1. 前言天然橡胶是一种广泛使用的高分子材料,它具有优异的物理性质和化学性质,广泛应用于轮胎、胶泥、橡胶管、鞋业等领域。
然而,由于其结构中含有丰富的天然胶原蛋白和其他物质,天然橡胶会在处理和加工期间变得非常粘稠,这会影响其加工和应用性能。
为了克服这个问题,人们想出了一种方法来充分充油天然橡胶,使其更易于加工和应用。
本文将介绍这种充油方法及其应用。
2. 天然橡胶充油原理天然橡胶充油的目的是将润滑油或其他添加剂充分混合到橡胶中,使其在加工和使用期间变得柔软、可塑和易于润滑。
橡胶中含有大量的界面活性剂和极性物质,对润滑油的亲和力较强,但它们的极性特性也会导致润滑剂的挥发和流失。
因此,充油的原理是在橡胶中添加润滑油后使其渗透和扩散到橡胶结构中,从而改变其物理和化学性质,提高其性能和使用寿命。
3. 天然橡胶充油方法常见的天然橡胶充油方法有以下几种:3.1 干法充油法干法充油法是将润滑油或其他添加剂直接均匀地分布到天然橡胶中,然后在高温下进行固化和充油,有利于充分渗透和分散润滑油,提高橡胶的物理和化学性能。
干法充油法的优点是充油时间短、工艺简单、成本较低,但对操作人员要求较高。
3.2 湿法充油法湿法充油法是将润滑油或其他添加剂溶解在水中,再把天然橡胶放入水中进行充油,该方法操作简单、安全可靠,常用于小批量生产和试验中。
3.3 低温充油法低温充油法是将润滑油或其他添加剂加热到一定温度,然后将其滴入天然橡胶中,温度通常在30℃以下。
这种方法适用于冷却容易被溶解的润滑剂,避免蒸发和流失。
4. 天然橡胶充油应用天然橡胶充油方法可应用于各种天然橡胶制品中,如轮胎、橡胶管、橡胶板、橡胶制品等。
通过充油,可以提高橡胶的耐用性、拉伸性和弹性,降低摩擦系数和磨损率,提高使用寿命和性能。
此外,还可以使橡胶更具抗老化、耐油、耐高温、耐寒性等特性,满足不同领域对性能的要求。
5. 结论天然橡胶充油方法是一种有效的改善橡胶物理和化学性质的方法,适用于各种天然橡胶制品的生产和应用中。
橡胶是高分子材料吗
橡胶,作为一种常见的材料,被广泛应用于各个领域,比如轮胎、密封件、橡
胶鞋等。
那么,橡胶到底是不是高分子材料呢?为了回答这个问题,我们需要先了解什么是高分子材料。
高分子材料是由许多重复单元构成的大分子化合物,这些重复单元通过共价键
或者离子键相连,形成了长链状的结构。
橡胶正是符合这一定义的材料,它主要由聚合物组成,具有高弹性和可塑性。
橡胶最常见的成分是天然橡胶和合成橡胶。
天然橡胶主要由异戊二烯单体聚合
而成,而合成橡胶则是通过人工合成的高分子材料。
无论是天然橡胶还是合成橡胶,它们都是由大量的重复单元组成的,因此符合高分子材料的定义。
橡胶材料的高分子结构赋予了它许多特性,比如弹性、耐磨、耐高温、耐寒等。
这些特性使得橡胶成为了许多工业和日常用品中不可或缺的材料。
除了以上的特性,橡胶还具有许多其他优秀的性能,比如耐油性、耐酸碱性、
绝缘性等。
这些特性使得橡胶在化工、汽车、航空航天等领域得到了广泛的应用。
总的来说,橡胶是一种典型的高分子材料,它由大量的重复单元组成,具有高
弹性和可塑性,符合高分子材料的定义。
橡胶的广泛应用也证明了它在各个领域的重要性。
因此,可以毫无疑问地说,橡胶是高分子材料。
橡胶的种类及作用用途型号橡胶是一种高分子聚合物材料,具有良好的弹性、耐磨、耐寒、耐酸碱等特性,广泛应用于工业、交通、建筑、医疗等领域。
下面是一些常见的橡胶种类及其作用用途型号。
1.天然橡胶(NR):天然橡胶是最原始的橡胶,具有优良的物理性能和化学稳定性。
主要用途有橡胶制品、轮胎、密封件、输送带等。
型号有SMR10、RSS3、TSR 等。
2.丁苯橡胶(BR):丁苯橡胶具有良好的弹性和抗撕裂性能,耐油溶剂和耐高温。
主要用于汽车轮胎、胶鞋、胶带、胶管等。
型号有SKD-2、SKD-20、DNBR等。
3.丁腈橡胶(NBR):丁腈橡胶具有耐油、耐溶剂、耐燃油的特性,广泛用于石油化工、航空航天、汽车工业等领域。
型号有N41、N42、N44等。
4.丁基橡胶(BR):丁基橡胶具有耐油、耐碱、耐热的特性,一般用于制造油封、密封圈、垫片、橡胶管等密封件。
型号有SK2128、SK2220、BR1242等。
5.乙丙橡胶(EPM/EPDM):乙丙橡胶具有良好的耐热、耐寒、耐臭氧和耐化学品的特性,用途广泛,包括汽车零部件、电缆绝缘层、密封条、防水卷材等。
型号有EP53、EP4117、EP6011等。
6.氯丁橡胶(CR):氯丁橡胶具有耐油、耐溶剂、耐气候老化的特性,广泛用于制造橡胶制品、胶带、导电胶等。
型号有CR244、CR320等。
7.泡沫橡胶(SBR):泡沫橡胶具有轻质、吸震、隔音、保温等特性,广泛用于制造静音垫、座垫、运动器材等。
型号有FSBR、XSBR等。
8.氟橡胶(FKM):氟橡胶具有卓越的耐高温、耐油和耐腐蚀性能,广泛应用于汽车、航空航天、化工等领域。
型号有FKM232、FKM244等。
9.硅橡胶(VMQ):硅橡胶具有耐高温、耐气候老化和耐电介质性能,主要用于制造密封件、食品级产品、电子产品等。
型号有VMQ40、VMQ60等。
10.氨纶橡胶(AU/EVM):氨纶橡胶具有高弹性、高耐磨性和低气散性能,广泛应用于制造轮胎、输送带、橡胶管等。
天然橡胶的主要成分天然橡胶是一种高分子有机化合物,主要成分为聚合物,在自然界中发生在许多橡树科植物的树液中。
下面是天然橡胶的主要成分:1. 初生乳初生乳是橡胶树中的树液,由于橡胶树被砍伤,树液开始渗出,这些树液经过收集后称为初生乳。
初生乳中的成分非常复杂,包括水分、糖类、酸类和碱性物质等。
2. 橡胶乳橡胶乳是初生乳中的主要成分,占约25%。
它是一种乳白色胶液,主要由固体橡胶颗粒和液体中的水、乳糖、蛋白质、微量无机盐等组成。
其中固体橡胶颗粒约占40%,直径约为0.1-1微米。
3. 橡胶颗粒橡胶颗粒是橡胶乳中的主要成分,也是天然橡胶的关键组成部分。
它是由聚异戊二烯(isoprene)分子聚合而成,分子式为(C5H8)n,其中n为几千到几万之间的数,平均分子量为100,000左右。
橡胶颗粒的形状和大小各异,通常为球形或椭圆形,直径约为0.1-1微米,表面具有一层含氮蛋白质的膜。
4. 防腐剂天然橡胶在贮存和使用过程中容易受到氧气、紫外线、温度、湿度等环境因素的影响,从而导致老化、损坏。
为了保护天然橡胶的品质和使用寿命,通常需要添加一定的防腐剂,例如苯并噻唑类化合物、硫醇类化合物等,以延长橡胶乳和橡胶制品的使用寿命。
5. 强化剂为了提高天然橡胶的性能和使用寿命,通常需要添加一定的强化剂,例如碳黑、硫化剂、促进剂等。
其中碳黑是一种黑色细粉末,是由碳元素聚集形成的。
加入少量碳黑可以提高天然橡胶的弹性、耐磨性和耐寒性等。
总之,天然橡胶的主要成分包括初生乳、橡胶乳、橡胶颗粒、防腐剂和强化剂。
这些成分相互作用,最终形成了天然橡胶这种高分子材料,具有优良的弹性、韧性、耐磨性、耐寒性等特点,广泛应用于橡胶制品、轮胎、管道、密封件等领域。
橡胶成分橡胶是一种高分子材料,由于其良好的弹性、耐磨性和耐腐蚀性,被广泛应用于各种领域。
橡胶的成分非常复杂,包括多种有机化合物和无机化合物。
本文将从以下几个方面详细介绍橡胶的成分。
一、天然橡胶的成分天然橡胶是从橡胶树中提取的,其主要成分是聚异戊二烯(polyisoprene)。
聚异戊二烯是一种含有双键的高分子化合物,其结构类似于乙烯。
天然橡胶中还含有一些杂质,如蛋白质、脂肪酸和灰分等。
二、合成橡胶的成分合成橡胶是通过人工合成得到的,其主要成分是丁苯橡胶(BR)、丁基橡胶(NBR)、氯丁橡胶(CR)、丁腈橡胶(NBR)等。
这些合成橡胶都是由多种单体经过聚合反应得到的高分子化合物。
1. 丁苯橡胶(BR)丁苯橡胶是由丁二烯和苯乙烯两种单体聚合而成的高分子化合物。
其化学结构中含有大量的双键,因此具有良好的弹性和韧性。
丁苯橡胶主要用于轮胎、密封件、橡胶管等制品中。
2. 丁基橡胶(NBR)丁基橡胶是由丁二烯和丙烯腈两种单体聚合而成的高分子化合物。
其化学结构中含有少量的双键和氰基,因此具有较好的耐油性和耐溶剂性。
丁基橡胶主要用于汽车零部件、工业密封件等制品中。
3. 氯丁橡胶(CR)氯丁橡胶是由氯代戊二烯和丁二烯两种单体聚合而成的高分子化合物。
其化学结构中含有氯原子,因此具有良好的耐候性和耐腐蚀性。
氯丁橡胶主要用于轮胎内衬、防水材料等制品中。
4. 丁腈橡胶(NBR)丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈两种单体聚合而成的高分子化合物。
其化学结构中含有氰基,因此具有较好的耐油性和耐溶剂性。
丁腈橡胶主要用于汽车零部件、工业密封件等制品中。
三、橡胶添加剂的成分为了改善橡胶的性能,常常需要添加一些辅助剂和填充剂。
常见的橡胶添加剂包括硫化剂、加工助剂、防老剂、填充剂等。
1. 硫化剂硫化剂是将橡胶中的双键与硫反应,形成交联结构的化合物。
常见的硫化剂包括硫磺、过氧化物等。
2. 加工助剂加工助剂可以改善橡胶的加工性能,如降低黏度、增加流动性等。
高分子材料在橡胶制品中的应用研究下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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天然橡胶热导率天然橡胶是一种常见的高分子材料,具有良好的拉伸性、弹性、耐磨性等优异性能。
然而,橡胶材料在导热性能方面相对较差。
本文将探讨天然橡胶的热导率以及影响其热导性能的因素。
热导率是材料导热性能的重要指标之一,它描述了材料传导热量的能力。
热导率的单位通常用瓦特每米开尔文(W/m·K)来表示。
天然橡胶的热导率相对较低,大约在0.1-0.2 W/m·K范围内。
与金属等导热性能较好的材料相比,天然橡胶的导热性能较弱。
这主要是因为橡胶属于一种绝缘材料,其分子结构中含有大量的碳氢键,碳氢键对热的传导起到了阻碍作用。
影响天然橡胶热导率的因素可以从分子结构和材料形态两个方面来考虑。
首先,橡胶的分子结构影响着其热导性能。
天然橡胶分子的主要成分是聚异戊二烯(polyisoprene),它是由C5H8的单体单位构成的高聚物。
由于聚异戊二烯分子中含有大量的碳氢键,这些键对热的传导起到了很大的阻碍作用,从而降低了橡胶的热导率。
此外,橡胶材料中还常常含有填料,如炭黑、硅酸钙等,这些填料也会降低橡胶的热导率。
其次,橡胶材料的形态特征也会影响其热导率。
天然橡胶通常是以胶状或固态的形态存在。
胶状橡胶由交联的高分子网络构成,网络链之间存在许多空隙,这些空隙会导致热的传导阻力增加,从而降低胶状橡胶的热导率。
与之相比,固态橡胶是通过加热固化胶状橡胶得到的,此时橡胶分子链之间结晶排列,形成了类似于晶体的结构,这种结构有利于热的传导,因此固态橡胶的热导率要高于胶状橡胶。
此外,温度也是影响橡胶热导率的重要因素之一。
通常情况下,温度越高,橡胶材料的热导率越高,因为高温会导致分子振动增强,热的传导能力增加。
为了提高天然橡胶的热导率,可以采取以下措施。
首先,可以通过在橡胶中引入导热填料来增加材料的热导率。
例如,将导热性能较好的材料(如金属粉末)添加到橡胶中,能够提高橡胶的热导率。
其次,可以通过适当的处理方法改变橡胶的形态结构,从而提高热导率。
科目名称:高分子化学高分子天然橡胶材料学院:化学学院姓名:次仁罗布年级:2012级学号:**********高分子天然橡胶材料摘要:天然橡胶材是现代社会发展中不可缺少的高分子材料,人们从这种材料发现开始到现在不断地研究中,为了发现它的更好的性能从多方面入手发现、挖掘高分子天然橡胶材料异同。
关键词:天然橡胶材料来源发展合成发展性质和改性应用一.高分子天然橡胶材料的概况:1.天然橡胶的含义:高分子材料分为天然高分子材料和人工合成高分子。
纤维素、天然橡胶等都属于天然高分子材料。
人工合成高分子主要包括化学纤维、合成橡胶和合成树脂(塑料),也称为三大合成材料。
此外,大多数涂料和黏合剂的主要成分也是人工合成高分子材料。
天然橡胶是从植物制取的具有高弹性的高分子化合物。
地球上能进行生物合成橡胶的植物约有2000多种,已从其中约500种中得到了不同种类的橡胶,但是有采集价值的只有几种,其中主要是巴西橡胶树,或称三叶橡胶树,其次是银菊、橡胶草、杜仲等。
巴西三叶胶的基本化学成分为顺-聚异戊二烯,杜仲胶化学成分为反-聚异戊二烯。
2.天然橡胶的来源: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,分子式为(C5H8)n,主要成分为橡胶烃(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。
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。
巴西橡胶树是一种热带地区生长的高大乔木,树干直径可达到几十米,高达10~20m,树叶是树叶三个为一支,也称为三叶橡胶树。
这种树原产于亚马孙河流域,1876年英国人成功地把它移植在东南亚地区。
1904年我国开始引植。
中华人民共和国成立后在两广,海南、云南等地都有种植。
银菊是多年生灌木,主要生长在墨西哥的荒漠地区。
银菊橡胶是以胶乳形式存在与植物的茎皮及根部,采用磨碎分离的方法提取银菊胶。
杜仲橡胶树生产的橡胶为反式聚异戊二烯,这种橡胶称为杜仲橡胶,与国外的古塔波胶、巴拉塔胶均属一类,也都是野生资源。
天然橡胶中的橡胶烃一般为92%~95%,而非橡胶烃占5%~8%。
由于制法不同,产生不同的乃至菜胶季节不同,这些成分的比例可能有差异,但基本上都在上述范围以内。
3.天然橡胶的发展史:考古发现人类在11世纪就开始使用橡胶。
很多的文献中清楚地记述了南美人制造橡胶球、橡胶鞋及橡胶瓶的原始方法。
1493~1496年哥伦布第二次航行发现新大陆到美洲时,发现南美洲土著人玩的一种球是用硬化了的植物汁液做成的。
后来人们发现这种弹性球能够擦掉铅笔的痕迹,因此给他起了一个普通名字“擦子”。
这仍是现在这种物质的英文名字,这种物质就是橡胶。
15世纪前,印第安人就已经用天然橡胶制成像皮球、防水衣鞋等。
1820年麦金托什制成夹布雨衣;同时汉考克发明塑练机,可将固体橡胶软化后,加料混炼并成形。
1839年美国古德伊尔发明了橡胶硫化法,为橡胶工业的发展奠定了基础。
1888年英国人邓洛普制成了实用的充气轮胎,是划时代的贡献。
1900~1910年哈里斯测定了天然橡胶的结构,为人工合成橡胶开阔了途径。
1910年列别杰弗以金属钠为引发剂使丁二烯聚合成为丁钠橡胶。
我国从1904年开始在雷州半岛等地种植天然橡胶,并与20世纪50年代初将橡胶树北移试种取得成功。
这一成功打破了过去国际上公认的北纬17度一北为“橡胶禁区”的结论。
在北纬18度~24度的广西,云南等地大面积种植了橡胶树。
现在我国天然橡胶产量占世界产量第四位。
二.天然橡胶的制备方法及分类:1.制备:天然橡胶呈乳液状态储存于橡胶树皮的乳管中,树干下部及根部含乳管最多。
刚从树上流出来的新鲜胶乳为近中性的液体,如不加入保存剂,很快就会腐败变质。
因此,新鲜胶乳收集起来后,必需经过一定的处理核加工,通常是加入鲜胶乳量的0.05%~0.1%的氨水,使用与制造干胶片的胶乳得以短期保存。
对用于制造浓缩胶乳者,氨水用量增加到鲜胶乳量的0.06%~0. 3%。
浓缩胶乳中的固体物含量在60%以上,主要用于胶乳制品。
而绝大部分胶乳需经过进一步的加工制成干胶,这就是通常所说的各种天然生胶。
制备方法:胶乳保存清楚杂质混合加工凝固洗涤压片或造粒干燥检验和包装等,制成各种片状和颗粒状的固体天然橡胶。
2.分类: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。
胶片按制造工艺的外形的不同,可分为烟片胶、风干胶片、白皱片、褐皱片等。
三.天然橡胶的组成与结构:1.组成天然橡胶是由胶乳制造的,在干胶过程中,胶乳中所含的非橡胶成分一部分随乳清排掉,另一部分则与橡胶一起凝固而进入干胶中。
天然橡胶主要成分分为聚异戊二烯,含量在92%~95%,而非橡胶烃占5%~8%,如蛋白质,丙酮抽出物、灰分、水分等(表1-1)。
由于制法不同、产地不同乃至采胶季节不同,这些成分的比例可能有差异,但基本上都在此范围以内。
表1-1 非橡胶烃成分2.结构:天然橡胶是线状结构的天然高分子化合物,即它是由许多相同的链节(结构单元)以共价键结成的长链状大分子。
其中每一个链节是异戊二烯。
天然橡胶大分子就是由3000~5000个异戊二烯组成的链状结构,因此相对分子质量大是天然橡胶的主要特征,这和其他高分子化合物一样,但分子有长有短,也就是说相对分子质量有大有小。
这就决定分子的非均匀性,通常称为橡胶相对分子质量的多分散性。
天然橡胶相对分子质量大小非均匀性很大,即相对分子质量分布较宽,其中以相对分子质量30万~40万的分子数据多。
由此可知,橡胶的相对分子质量是个平均值,而不同于一般低分子那样的固定值。
平均相对分子质量大小及相对分子质量的分布宽窄,对橡胶的物性及加工性能都有重要的影响。
天然橡胶的化学成分是顺或反-1,4-聚异戊二烯:CH3H 顺-1,4-聚异戊二烯c cCH2CH2 nCH3CH2反-1,4-聚异戊二烯c cCH2H n天然橡胶为顺-1,4-聚异戊二烯,杜仲橡胶为反-1,4-聚异戊二烯。
它们的化学组成和化学结构完全相同,由于立体结构上的差异,橡胶具有不同的性质。
天然橡胶在常温时具有弹性和柔软性,不洁晶,是名副其实的弹性橡胶,仅在温度低于10℃或在拉伸状态下才能结晶,而杜仲胶常温呈硬固状态,无弹性,是结晶的,在50℃方能软化成为类似橡胶的弹性体,是一种天然硬橡胶。
天然橡胶在常温下是无定形的高弹性物质。
但在较低的温度下或应变条件下可以产生结晶。
正因为如此,天然橡胶是一种自补强橡胶,也就是说不需加补强剂自身就有较高的强度。
四.天然橡胶的性质与改性:1.性质天然橡胶具有优良的弹性和机械强度,并且具有较好的抗曲挠性,气密性、绝缘性和隔热性及耐寒性。
它耐碱而不耐强酸,不耐油和有机溶剂;加工性能好,易于同填料及配合剂混合,而且可与多数合成橡胶并用;耐臭氧老化和耐热氧老化性差。
橡胶对声音及振动和转播有暖和作用,可利用这一特点来防除噪声和振动。
除此之外,橡胶密度低,属于轻质材料,硬度低,柔软性好;透气性较差,可做气密性材料;还是较好的防水性材料等。
天然橡胶具有二烯类高分子化合物的一切化学反应特性,如反应速率慢,反应不完全、不均匀,并具有多种反应并存的现象,如氧化裂解反应与交联结构化学反应并存等,还能进行氢化、氢卤化及卤化等加成反应。
2.改性:天然橡胶是一种具有优越综合性的可再生天然资料。
它是拉伸结晶性的橡胶,其结晶性使含无机填料和含惰性填料的硫化胶在拉伸时具有较高的强度,加入活性填料则使硫化胶的定伸应力、硬度和耐磨性大为提高。
天然橡胶是非极性橡胶,虽然具有优良的电性能,在极性溶剂中不大,但在非极性溶剂中则易溶胀,故其耐油、耐油机溶剂性差。
天然橡胶分子中含有不饱和双键,故其耐热氧老化、耐臭氧性和抗紫外线性差。
以上这些都限制了它在一些特殊场合的应用,但天然橡胶通过改性所得的一些衍生物则可以克服这些局限性,大大开展了它的应用范围,这就使得天然橡胶的改性研究显得非常重要。
天然橡胶的许多性能与分子链中的C C双键有着密切的关系,对天然改性就是建立在改变双键路之上,如接枝共聚、氯化、环氧化等。
多年来,人们致力与天然橡胶的改性研究工作,在保持天然橡胶优良综合性质的同时,赋予其某些制品所要求的特性,从而拓展了其应用领域。
(1).环氧化天然橡胶(ENR)环氧化天然橡胶是天然橡胶经化学改性制得的特种天然橡胶,环氧化天然橡胶保留了天然橡胶的通用性质能,又具有良好的耐油性和气密性。
早在1922年就增报道了可对天然橡胶进行环氧化改性,并详细报道了所得还氧化天然橡胶的结构和性能。
它是通过天然橡胶胶乳与过氧酸(甲酸与过氧化氢反应制得)制备得到的。
与天然橡胶相比,它具有完全不同的粘弹性和热力学性能,如优良的气密性、粘合性、耐湿滑性和良好的耐油性。
与极性聚合物的相容性也增大,可与PVC及其他氯化聚合物共混,并且环氧化橡胶可与极性填充剂(如白炭黑)强烈结合,在无填充剂时,ENR硫化胶仍能保持天然橡胶所具有的高模量和拉伸强度。
以玻璃化转变温度Tg为例环氧化程度每增加1个百分点,Tg升高0.92℃。
由于ENR的Tg向高温移动,使ENR 用作高速行驶的轿车轮胎的胎面胶与路面将有更好的路面抓着力。
由于ENR存在性能不稳定及耐老化性能差等缺点。
针对这些问题,继续在结构上做进一步改性,即ENR改性,以提高其使用性能,例如:1.与胺类防老剂反应2.与硅氧烷反应3.与氯素反应4.ENR的共混改性。
还有很多改性的天然橡胶,比如:氯化天然橡胶、氢氯化、氢化、环化、接枝、热塑性等天然橡胶。
五:天然橡胶材料的应用:天然橡胶因具有很强的弹性的良好的绝缘性、可塑性、隔水隔气、抗拉和耐磨等特点,广泛地运用与工业、农业、国防、交通,运输、机械制造、医药卫生领域和日常生活等方面。
如交通运输上用的轮胎,工业上用的运输带、转动带、各种密封圈,医用的手套、输血管日常生活所用的胶鞋,雨衣等都是以橡胶为主要原料制造的。
国防上使用的飞机、坦克、大炮、甚至尖端科技领域的火箭,人造卫星等都要大量的橡胶零部件。
轮胎的用量要占天然橡胶使用的一半以上。
上海轮胎橡胶集团公司、山东成山公司、山东轮胎厂等轮胎企业是我国天然橡胶的使用大户。
本次论文写的过程中自己也搜索了很多的文献,在阅读这些文献时开阔了我的不少眼界,体会到了高分子科学在社会发展中不可缺少的,而且高分子天然橡胶材料已经有更深刻了解,说它的来源、改性、应用等。
参考文献:何兰珍,郭璇华,杨磊.2002.改性天然橡胶的研究的进展热带农业工程,4,8~13 胡庆华,毛金彪,李青山等.2002.天然橡胶的改性及功能化研究. 化工时刊陈嘉川,刘玉等2008.天然高分子科学张海,赵素合.橡胶及塑料加工工艺.北京:化学工业出版社杨磊,陈静.2000.还氧化天然橡胶的特性与应用中国橡胶,376(16):14~173 钟杰平,邓东华,孟钢.1995.用天然乳胶制备氯化天然橡胶的研究凌绳等.2000.聚合材料。