橡膠 rubber
定義: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)。
學(xué)科:化學(xué)_高分子化學(xué)_高分子物質(zhì)
相關(guān)名詞:天然橡膠 聚合 順反異構(gòu)
圖片來(lái)源:視覺中國(guó)
【延伸閱讀】
橡膠是具有高彈性的高分子化合物。20世紀(jì)初,世界上只有天然橡膠,它主要來(lái)源于野生的或人工栽培的含橡膠的植物。印第安人最早發(fā)現(xiàn),野生橡膠樹的樹皮割破后,會(huì)有一種乳狀液體流出來(lái),他們稱這種液體為“caoutchout”,其意是“樹流的淚”。這種橡膠乳液內(nèi)含35%~40%的橡膠和65%~60%的水。在乳液中,橡膠微粒表面吸附一層蛋白質(zhì),起到穩(wěn)定乳液的作用。在乳液內(nèi)加入少量醋酸,橡膠即行凝固,凝固體經(jīng)壓制后,就成生橡膠。生橡膠性軟,遇熱后即變黏,機(jī)械強(qiáng)度很低,遇有機(jī)溶劑后即溶解成一種黏性膠狀的溶液,所以生橡膠必須經(jīng)過(guò)處理后才有實(shí)用價(jià)值。如在生橡膠內(nèi)加入少量硫,然后在140℃的高溫中加熱幾小時(shí)(即進(jìn)行硫化處理),便可使橡膠由線形結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),此時(shí),橡膠的物理性質(zhì)會(huì)發(fā)生許多基本的變化。處理后的天然橡膠具有良好的彈性、機(jī)械性能、抗曲撓性、氣密性和絕緣性,用途十分廣泛。
1900至1910年時(shí),測(cè)定出天然橡膠的化學(xué)成分是順式或反式的1,4-聚異戊二烯。通常所說(shuō)的天然橡膠,主要是指化學(xué)成分為順-1,4-聚異戊二烯;而化學(xué)成分為反-1,4-聚異戊二烯的,則是天然產(chǎn)的另一種硬橡膠——固塔波膠。這為人工合成橡膠奠定了基礎(chǔ)。
第二次世界大戰(zhàn)期間,橡膠成為重要的戰(zhàn)略物資,歐洲、北美等沒有天然資源的國(guó)家一直在千方百計(jì)發(fā)展合成橡膠。丁腈橡膠與丁苯橡膠、氯丁橡膠一起被稱為合成橡膠的先驅(qū)。
從性能上看,雖然許多合成橡膠各有特色,但從通用橡膠所要求的全面性能來(lái)看,還沒有超過(guò)天然橡膠的。而順-1,4-聚異戊二烯具有與天然橡膠相同的結(jié)構(gòu)特征,性能與天然橡膠十分接近,幾乎適用于一切天然橡膠的使用場(chǎng)合,所以被稱為人工合成的天然橡膠。國(guó)際上用于制備順-1,4-聚異戊二烯的催化劑有齊格勒-納塔催化劑和丁基鋰。我國(guó)發(fā)展了稀土催化體系,可以制備純度高達(dá)96%的順-1,4-聚異戊二烯。順-1,4-聚異戊二烯廣泛用于工業(yè)制品、醫(yī)療器械、體育器材、日常生活用品,而它的主要用途是制造輪胎。
現(xiàn)在,合成橡膠的品種越來(lái)越多,產(chǎn)量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)天然橡膠。按用途不同可分為兩類:一類是通用合成橡膠,用來(lái)制備一般橡膠制品,如丁苯橡膠、順丁橡膠、乙丙橡膠、異戊橡膠;另一類是特種合成橡膠,主要用于某種特殊條件,如耐油的各種密封環(huán)、輸油管,在航天器中使用的耐高溫和耐超低溫的制件等,丁腈橡膠就是一種耐油的特種橡膠。
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