2．橡膠
橡膠是一種鏈狀高分子化合物，在無外力作用時通常不保持直線狀態(tài)，而呈彎曲狀，并且該高分子鏈是柔性鏈，遇外力可伸展。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有的。橡膠通?？煞譃閮纱箢悾杭刺烊幌鹉z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)用刀割開野生橡膠樹的樹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)很實用。不過，這種白色乳液在空氣中會很快變硬，因此它的使用范圍受到了很大的限制。1776年，英國化學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題，橡膠工業(yè)開始發(fā)展了。而橡膠真正得到廣泛應用還是古利特發(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；遇冷又會變硬，彈性變差；橡膠有一股難聞的氣味。
1844年，美國工程師古利特從焦炭煉鋼中得到啟示：鋼的性能比鐵好，只是因為在鐵中添加了其它元素。那么，在橡膠的加工過程中添加其它物質，會不會也使橡膠的性能得到改善呢？經(jīng)過許多次試驗后，最后發(fā)現(xiàn)把硫磺加到熱橡膠中，發(fā)生劇烈反應后的生成物受熱后不發(fā)粘并具有良好的彈性，這種技術就是橡膠硫化。硫化作用實際上是對橡膠分子進行一種化學改性，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)狀結構的大分子，使橡膠制品變得不粘不脆，堅韌而有彈性。
（2）合成橡膠
隨著工業(yè)技術和科學技術的發(fā)展，橡膠制品得到了更廣泛的應用。而橡膠樹的種植需要占用大面積的土地，橡膠樹的生長又具有一定的區(qū)域性，天然橡膠的產(chǎn)量已經(jīng)遠遠不能滿足需要，化學家開始研究合成橡膠。人工合成橡膠的思路首先來自對天然橡膠的剖析和仿制。19世紀20年代，英國化學家和物理學家法拉第首先對天然橡膠進行了分析，確定了橡膠的化學式是C5H8。1860年，英國化學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，法國化學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構、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，德國化學家孔達科夫用2，3－二甲基－1，3－丁二烯為原料聚合成了皮革狀彈性體，解決了德國缺少天然橡膠的問題。之后，科學家們陸續(xù)用其它原料合成了各種不同類型的橡膠。
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、耐熱和粘結性差的特點，可制輪胎、運輸帶、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，可制電線包皮、運輸帶、化工設備的防腐襯里、粘膠劑等。
特種合成橡膠是指能在特殊場合（如高溫、低溫、輻射、高空、特殊介質等）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，可制耐油、耐熱的橡膠制品，飛機油箱襯里等。
⑤硅橡膠 當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基團。硅橡膠的最大特點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、無味、無毒、生理論性和耐老化等。所以硅橡膠的應用十分廣泛：①電器工業(yè)。主要用于制造電線電纜、電器設備的耐熱絕緣，電子設備的包覆、灌注等。②航空工業(yè)。主要用于機艙密封、保護罩、發(fā)動機的膠管、火箭燃油門、動力源電纜井蓋涂層等。③醫(yī)療用品。由于人體對硅橡膠的排異性小，因此用硅橡膠制作的人體組織器官可長期且安全地承擔起機體功能。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鍵的健能要大得多，因此，氟橡膠具有一些獨特的性能：①對化學試劑具有高度的抗耐性。不但能耐酸、堿的腐蝕，還能抵御高熱無機試劑和有機試劑的進攻。一般高聚物“敬而遠之”的有機溶劑，如苯及同系物、氟烴、醇、酯等，對氟橡膠毫無辦法。②具有高熔融點和高抗熱解性。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)和化學工業(yè)上的應用比較廣泛。用做飛機、火箭、發(fā)動機以及其它機器設備上的密封墊圈、密封帶，氣體泵和熱空氣用的薄膜、輸送熱液用的膠管，火箭里各種復雜的液壓和風動系統(tǒng)零件。制造石油工業(yè)上各種與溶劑、流體接觸的密封件，氟橡膠可保證設備在苛刻條件下長期正常運行。
2026-05-06 05:43
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