来源:市场资讯
(来源:国家天然橡胶产业技术体系)
什么是天然橡胶
天然橡胶广义上讲,是指源自于产胶植物,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。
根据分子结构的不同,可分为以下两种。
1️⃣顺式天然橡胶(顺式-1,4-聚异戊二烯):分子链因甲基侧基位于双键同侧而弯曲,导致分子排列不规整,常温下呈无定形态(非晶态),柔软富有弹性。
2️⃣反式天然橡胶(反式-1,4-聚异戊二烯):分子链因甲基侧基位于双键两侧而呈笔直的“Z”型锯齿状结构,分子排列高度规整,常温下易结晶,为坚硬的固体。
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通常所说的天然橡胶,是指源自于巴西橡胶树(Hevea brasiliensis),从树皮乳管上排出的高分子胶乳,经简单加工生产出来的弹性固状物或浓缩胶乳。
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天然橡胶的来源
全球含天然橡胶的植物有2000余种,但具有工业价值的只有4种:巴西橡胶树、银胶菊、蒲公英和杜仲。
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巴西橡胶树因其产量高、质量好、周期长、成本低、加工简便,产量占世界天然橡胶产量的99%以上。
天然橡胶的工艺分类
天然橡胶按形态可以分为两大类:固体天然橡胶(片状胶与颗粒胶)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。
片状胶按原料、干燥工艺的不同可分为烟片胶、风干胶片、白皱片、褐皱片等类型。烟片胶是其中最有代表性的一个胶种,根据颜色、杂质含量等分为RSS1X, RSS1, RSS2, RSS3, RSS4, RSS5等等级。等级数字越小,品质越高。
颗粒胶(又称标准胶、技术分级橡胶)是按国际上统一的理化性能、指标来分级的,这些理化性能包括杂质含量、塑性初值、塑性保持率、氮含量、挥发物含量、灰分含量及色泽指数等7项,其中以杂质含量为主导性指标,依杂质之多少分为5L、5、10、20及50等共五个级别。等级数字越小,杂质含量越少。
天然橡胶的特殊性能
在分子结构上,天然橡胶主要是以异戊二烯为基本单元,聚合延伸的长链大分子。此外,还有5%左右的蛋白质、脂肪酸、金属离子等非胶组分。
以这些非胶组分为支点,与天然橡胶分子链形成复杂的网络结构。这个网络结构,不但对后续加工性能、储存稳定性、力学性能产生显著影响,并赋予了天然橡胶特殊的应变诱导结晶性能。使得天然橡胶具有高抗冲、耐撕裂、耐穿刺等优异特性,也是天然橡胶不可被合成橡胶替代的根本原因。
从下图可以很直观地看出,天然橡胶应力最高,脱蛋白后应力下降,再脱酯后又进一步下降,而合成橡胶应力最低。
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天然橡胶的用途
天然橡胶是应用最广的通用橡胶,广泛应用于工农业生产、医疗卫生、日常生活、轨道交通等各个领域。据统计,目前与天然橡胶相关的制品已超过七万多种,还有的统计已超过十万种。
我国每年消费的天然橡胶中,约75%用于轮胎生产。
1️⃣每辆汽车有数百个橡胶部件,占整车自重的3%~6%,其中轮胎约占橡胶部件总重的70%。尽管在一般的汽车轮胎中,天然橡胶与合成橡胶具有一定的相互替代性,但天然橡胶的使用比例,与安全性和舒适度密切相关。
2️⃣工程机械轮胎需要90%的天然橡胶,子午线轮胎需要50%的天然橡胶,航空轮胎全部需要使用天然橡胶。
3️⃣天然橡胶的高弹性和强粘合性,赋予了其制品较强的阻尼(减震)特性,在建筑减震隔震和轨道交通减震等方面得到越来越广泛的应用。
4️⃣在航空、航天、航海、军用装备等高端制造领域更是不可替代的重要原材料。
天然橡胶的应用几乎涉及武器装备的各个领域,对许多武器装备的性能产生重大影响,且很多领域都无法使用合成橡胶替代。
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