四、天然橡胶的成分
天然橡胶是由胶乳制造的，胶乳中所含的非橡胶成分有一部 分就留在固体的天然橡胶中。一般天然橡胶中含橡胶烃92%~95%， 而非橡胶烃占5%~8%。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，但基本上都在范围以内。
成分名称 蛋白质 丙酮抽出物 含量∕﹪ 2.0~3.0 1.5~4.5
天然橡胶发展简史
1768年，法国人麦加（P. J. Macquer）发现可用溶剂 软化橡胶，制成医疗用品和软管。1828年英国人马琴托士（C. Mackintosh）用胶乳制成防雨布，但制品热天发粘，冷天变 脆，质量很差。 天然橡胶的工业研究和应用始于19世纪初。1819年苏格 兰化学家马金托希发现橡胶能被煤焦油溶解，此后人们开始把 橡胶用煤焦油、松节油等溶解，制造防水布。从此，世界上第 一个橡胶工厂于1820年在英国哥拉斯格（GLASGOW）建立。 为使橡胶便于加工，1826年汉考克（Hancock）发明了用机 械使天然橡胶获得塑性的方法。1839年美国人固特异 （Charles Goodyear）发明了橡胶的硫化法，解决了生胶 变粘发脆问题，使橡胶具有较高的弹性和韧性，橡胶才真正进 入工业实用阶段。因此，天然橡胶才成为重要的工业原料，橡 胶的需要量亦随之急剧上升。
天然橡胶发展简史
此后，马来西亚、斯里兰卡、印度尼西亚扩种 建立胶园。1887年，新加坡植物园主任芮德勒 （H. N. Ridley）发明了不伤橡胶树形成层组织 的在原割口上重复切割的连续割胶法，纠正了橡胶 树原产地用斧头砍树取胶因而伤树、不能持久产胶 的旧方法，使橡胶树能几十年连续割胶。 1904年，云南省德宏傣族景颇族自治州的土 司刀印生由日本返国，途经新加坡（马来西亚的一 个州，1965年8月9日独立）时，购买胶苗8000 多株，带回国种植于北纬24度50分、海拔960米 的云南省盈江县新城凤凰山东南坡，从此开始了中 国的橡胶种植历史。
共混改性
• (1) 补强剂和填充剂
• 加入补强剂（炭黑、白炭黑、合成树脂和短纤维 ）可大 幅度提高橡胶的力学性能，使橡胶具有磁性、导电性、阻 燃性等特殊的性能； • 加入填充剂能够提高橡胶的体积，降低橡胶制品的成本。
共混改性
• (2) 防老剂
• 加入防老剂可使其具有一定的耐热、耐屈挠、抗铜害、耐 臭氧性能，以延长橡胶寿命。
5）耐磨性好：耐磨性与橡胶的强度有关。由于橡胶的强 度高，所以耐磨性好。 6）绝缘性好：NR是一种绝缘性很好的材料，如电线接头 外包的绝缘胶布就是纱布浸NR胶糊或压延而成的。NR体 积电阻为1014~1015Ω•cm（绝缘体体积电阻1010~1020Ω•cm） 7）气密性中下等。 8）自粘性和互粘性好。 9）耐化学介质性NR具有良好的耐化学药品性及一般溶剂 作用，耐稀酸酸、稀碱、不耐浓酸、油、耐水性差。NR 作为非极性聚合物，溶于苯、汽油、石油系油类，不溶于 极性油类。
2）NR的耐寒性好，耐热性不是很好。NR的 Tg= -73℃，在-50℃仍具有很好的弹性。NR 无一定熔点，加热后慢慢软化，生胶在 130℃～140℃时开始软化，200℃开始分解 （变色），270℃剧烈分解。其长期使用温度 为90℃，短期最高使用温度为110℃。粘流温 度Tf =130℃。
3）NR有良好的弹性。 弹性（elasticity）：表示橡胶弹性变形能 力的大小，受配方、硫化条件的影响， 决定于交联密度。 橡胶的弹性一般用回弹性（resilience） 表示，指橡胶受到冲击后，能够从变形 状态迅速恢复原状的能力。受橡胶内耗 的影响，内耗越大，回弹越小。 NR有良好回弹性的原因：①NR大分子 本身有较高的柔性—σ键易旋转。②NR 分子链侧基少且体积小，对σ键的影响小。 ③NR为非极性物质，大分子间作用力小。
共混改性
• (3) 着色剂
选用合适的着色剂是提高产品外观美和整体质量的关键。 举例： 炭黑是黑色橡胶制品的主要着色剂； 二氧化钛是白色制品的主要白化剂； 氧化铁是红色、 黄色、 棕色或褐色橡胶制品的主要 着色剂； 氧化铬绿可提供蓝绿色调； 铅着色剂可使材料获得良好的耐热性、 耐光性等等。
化学改性
天然橡胶发展简史
进入18 世纪，法国连续派遣科学考 察队奔赴南美洲。1736 年法国科学家 康达明（Charles de Condamine） 参加了南美洲科学考察队，从秘鲁将一些 橡胶制品及记载橡胶树的有关资料带回法 国，出版了《南美洲内地旅行纪略》。该 书详述了橡胶树的产地、当地居民采集胶 乳的方法和利用橡胶制成壶和鞋的过程， 引起了人们的重视。
灰分中主要含磷酸镁和磷酸钙等 盐类，有很少量的铜、锰、铁等金 属化合物，因为这些变价金属离子 能促进橡胶老化，所以他们的含量 应控制。
干胶中的水分不超过1%，在加工过 程中可以挥发，但水分含量过多时，不 但会使生胶储存过程中易发霉，而且还 会影响橡胶的加工，如混炼时配合剂易 结团；压延、压出过程中易产生气泡， 硫化过程中产生气泡或呈海绵状等。
化学改性
• (2) 接枝天然橡胶
• 特征：在 NR 主链的碳原子接上单体。 接枝后的产物， 既能保持橡胶主链原有的基本性能，还能使橡胶具有接入 单体的某些新的性能，从而扩大橡胶的使用范围。 例如甲基丙烯酸甲酯与 NR 的接枝共聚后，材 料具有良好的抗冲击性 能、 耐屈挠龟裂和动态 疲劳性能等。 应用 制造 抗冲击的坚韧制品，无 内胎轮胎内衬气密层等。
七.天然橡胶的改性
•橡胶硫化 •共混改性 •化学改性 •特种改性
六、天然橡胶基本性能 天然橡胶属于二烯类橡胶，是不饱和 碳链聚合物。链烯烃的化学反应都是由于 双链存在造成的尽管在离开双键的地方仍 有链烷烃的特点。
橡胶硫化
控制130～140℃的温度下硫黄进行反应。经 过一定的时间，就会由线性结构转化为网状结构， 成为硫化橡胶。硫化后生胶内形成空间立体结构， 具有较高的弹性、耐热性、拉伸强度和在有机溶 剂中的不溶解性等。
五、天然橡胶的结构
巴西胶含97~97％ 以上的顺式％--1,4加 成结构，在室温下具 有弹性及柔软性，是 弹性体。而古塔波胶 具反式--1,4加成结构， 在室温下呈硬固状态， 不是弹性体。通常天 然橡胶指的是前者。 天然橡胶在常温下是 无定型的高弹态物质。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。
天然橡胶发展简史
天然橡胶发现很早，考古发掘表明，远 在11世纪，南美洲人民就已使用橡胶球做 游戏和祭品。1493年，意大利航海家哥伦 布第二次航行探险到美洲时，看到印第安 人手拿一种黑色的球在玩，球落在地上弹 的很高，它是由从树中取出的乳汁制成的。 此后，西班牙和葡萄牙在征服墨西哥和南 美洲的过程中，将橡胶知识陆续带到了欧 洲。
灰分
水分
0.2~0.5
0.3~1.0
蛋白质可以促进橡胶的硫 化，延缓老化。另一方面，蛋 白质有较强的吸水性，使橡胶 吸潮发霉、绝缘性下降，蛋白 质还有增加生热性的缺点。
丙酮抽出物是一些高级脂肪酸及 固醇类物质，其中有一些起天然防 老剂和促进剂作用，还有的能帮助 粉状配合剂在混炼过程中分散并对 生胶起软化的作用。
天然橡胶发展简史
在19世纪80年代西方国家的第二次产业革 命过程中，1888年英国医生邓录普（Dunlop） 发明了充气轮胎。随着橡胶用途的开发，英国政 府考虑到巴西野生橡胶树生产的橡胶终究不能满 足工业的需要，决定在远东建立人工栽培橡胶树 的基地。1876年英国人魏克汉（H. A. Wickham）把橡胶树的种子和幼苗从巴西运 回伦敦皇家植物园邱园（Kew Garden）繁殖， 然后将培育的橡胶苗运往锡兰（即现在的斯里兰 卡）、马来亚、印度尼西亚等地种植均获成功， 至此完成了将野生的橡胶树变成人工栽培种植的 十分艰难的工作。
颗粒胶
二、天然橡胶的分类
烟片胶 通用类 风干片胶 绉片胶 恒粘橡胶 低粘橡胶
三叶橡树产的橡胶
纯化橡胶 特种类
轮胎橡胶
易操作橡胶 难结晶橡胶
改性类
接枝橡胶 环化橡胶
银菊橡胶
其他植物产的橡胶
杜仲橡胶
三、天然橡胶的制造
原材料：新鲜胶乳，其次为杂胶。 胶杯凝胶 自凝胶块 胶线 杂 胶 皮屑胶 泥胶 浮渣胶 烟片碎胶
4）机械性能机械强度高，属于自补强橡胶。 格林强度：未硫化橡胶的拉伸强度。 格林强度对于橡胶的成型加工是必要的。如轮胎 胎面胶在成型时要受到较大的冲击，如果强度不 够，容易拉断。 NR的格林强度： 1.4～2.5MPa 纯胶硫化胶拉伸强度：17～28MPa 98kN/m炭黑补强硫化胶拉伸出强度：25～35MPa 各种橡胶的机械强度比较：NR＞IR＞CR＞IIR＞ NBR＞SBR＞BR 耐屈挠疲劳性好：一般在20万次以上。
• (1) 环氧化天然橡胶( ENR)
• ENR 是利用橡胶键上的不饱和双键, 与芳香族或脂肪族过 酸反应, 生成环氧键.
• 特征：材料具有优良的气密性、 粘合性、 耐湿滑以及良 好的耐油性。 • 应用：可制作防湿滑轮胎胎面、内胎胎面、 无内胎轮胎、 轴承等；利用其优良的抓着性可制作各种运动鞋、球类和 安全鞋底。
六、天然橡胶基本性能
物理性质：
１）物理常数密度d20℃=0.913g/cm3； 折光指数（折射率）20℃：1.52 内聚能密度：266.2MJ∕m3 燃烧热：44.8kJ∕kg 体积膨胀系数：6.6 × 10-4∕k 导热率：0.134W∕(m·K) 介电常数：2.37 体积电阻率：1015~1017 介电强度 ：20~40MV∕Ω·cm 比热容：1.88~2.09kJ∕(kg·K)
目录
天然橡胶概述 天然橡胶的分类 天然橡胶的制造 天然橡胶的成分 天然橡胶的基本性能 天然橡胶的改性
一、天然橡胶植物
一、天然橡胶植物
杜仲橡胶树产 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。
巴西橡胶树是一种热带地区生长的高大乔木， 树木直径可达几十厘米，高达十至二十米，树叶是 三个叶为一支，因此这种树也叫做三叶橡胶树。巴 西橡胶树栽培后六至七年可以开始产胶，十至二十 年间盛产。这种树的干、根、叶、果中都有乳管， 在树干皮层中最多，所以割胶就从树干上割。在距 离地面约50厘米的树干上用锋利的割胶刀按一定倾 角割破皮层，断其乳管，靠管内膨压使胶乳从中流 出，排胶1~2小时后，内膨压下降，胶乳流量变小 并逐渐滞留在割口上，因水分蒸发及凝固酶的作用， 胶乳自动凝固在割口上形成一条胶线封住割口。割 胶一般在日出时分，隔日或隔两日割一次。这种树 原产于亚马逊河流域，1867年英国人成功地将它移 植到东南亚地区。1904年我国开始引植，解放后在 两广，海南，云南的等地都有种植。