天然橡胶

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② 胶 乳
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天然胶乳是一种粘稠的乳白色液体，外观像牛奶，是橡胶 粒子在近中性介质中的乳状水分散体。
③胶乳主要成分
• 10%左右的非橡胶成
分对胶乳及固态橡胶的 性能有很重要的影响。
③干胶主要成分
胶乳 干胶
③干胶主要成分
⑴、橡胶烃 • • 由聚异戊二烯组成，决定了天然橡 胶的主要性能； 橡胶烃含量少的橡胶，因杂质含量 较多，物理机械较差。
补充1：外观质量项目，如干霉、胶锈、 烟熏不透、烟熏过渡、气泡、小树皮屑 点、发粘等欠缺的有无及欠缺程度，再 如胶的透明度、清洁程度和强韧情况等。
2、NR分级ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ• SMR（重点）
1. 以天然生胶的理化性能为分级依据，能较好的反映生胶的内在质 量和使用性能，现已被采用为国际标准天然橡胶分级方法； 其中以机械杂质含量和塑性保持率（PRI）为分级的重要指标。
–
影响：
其多少因干燥程度、贮存温度与湿度 以及非橡胶组分的吸水性而定
ⅰ、含水量多，生胶贮存过程中易发霉
ⅱ、影响橡胶的加工，如混炼时易导致配 合剂结团，分散不均；压延、压出过 程中易产生气泡或海绵等
1.2 NR的分类品种
1. NR品种主要有：烟片胶、绉片
胶以及标准马来西亚胶（或
颗粒胶）——制造方法不同 2. 天然橡胶的国际分级方法：按照生胶
④.其它
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其它种类的天然橡胶包括风干胶片、恒粘(CV)和低粘(LV)橡胶， 还有胶清橡胶、专用天然胶以及天然橡胶的其它衍生物。
• 专用NR：易操作橡胶、充油橡胶、轮胎橡胶、接枝橡胶、 填料橡胶、纯化橡胶、难结晶橡胶等。
2、NR分级 • RSS——特级+1~5+等外 = 7级
1. 2. RSS按外形来分级，分为特级、一级、二级、三级、四级、五级等 共六级，达不到五级的则列为等外胶； 或分为：NO.1X、 NO.1、 NO.2、 NO.3、 NO.4、 NO.5及等外 七个等级，其质量按顺序依次降低。
1、化学性质
①、易发生加成和取代反应，即可用硫黄硫化
• NR为不饱和橡胶，链节有双键，能够进行加成反应；双键和甲基取代基 的影响，使双键附近的α-次甲基上的氢原子变的活泼，易发生取代反应。
②、耐老化性较差 ③、耐油性较差、不耐强氧化性物质
• • 易溶于非极性溶剂，如：环己烷、汽油、苯等；不溶于极性的丙酮、乙 醇等，不溶于水； 耐10%的氢氟酸、20%的盐酸、30%的硫酸、50%的氢氧化钠等；不耐浓 强酸和氧化性强的高锰酸钾、重铬酸钾等。
天 然 橡 胶 的 主 要 种 植 区
①天然植物
• •
产地：主要分布在墨西哥的荒漠处 属类：一种多年生干旱性的产胶植物， 野生的银叶橡胶菊是矮小的灌木，经培 育后的植株可高达5-6m； 贮胶乳处：根、茎
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①天然植物
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• •
杜仲树(联系青岛科技大学的t-PI)
别称：我国称杜仲胶，国外则称马来树胶、 巴拉塔胶； 产地：主要生长于我国长江流域和马来半 岛，是一种灌木，可从枝叶和根茎中提取 胶乳； 特点：与前二者为同分异构体，是反式1,4-聚异戊二烯，在室温下为硬韧的结晶 橡胶； 应用：利用杜仲胶结构较紧，耐水性和电 绝缘性好的特点，可用于制造海底电缆、 电工材料、耐酸碱制品等
1.
2.
胶乳采集
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目前，多采用半树周隔日割一次的割胶制 度；一般在树龄5-7年的橡胶树上开始割 胶，可以采集25-30年；割胶期为每年的412月，其中6-10月为旺季，1-3月为停割期。
天 然 橡 胶 的 主 要 种 植 区
• 种植面积较大的国家有：印尼、泰国、马来西亚、 中国、印度、越南、尼日利亚、巴西、斯里兰卡、 利比里亚等。
• NR是非极性胶，是一种较好的绝缘材料，硫化后引进极性因素，绝缘 性下降。
②、良好的气密性、防水性和绝热性。
4、工艺性能
①、工艺性能优异
• 很容易进行塑炼、混炼、压延、压出、成型，硫化时流动性好，容易 充模。
补充：凝胶——是具有横键的空间网状结构。通常把自由末端 区域很大，交联区域较小的空间网状结构称为松散凝胶，它具 有可溶性；天然橡胶中的松散凝胶是天然橡胶中，存在的较低 分子量的橡胶分子被化学吸附在变性蛋白体的表面而形成的约 为100—1000nm大小的凝胶。
ⅲ、天然橡胶中物理机械性能最好的品种
ⅳ、用于制造轮胎及其它制品 ⅴ、（不足）成本高
②.皱片胶
• 根据原料和加工方法的不同分为：胶乳绉胶片和杂 胶绉胶片。
②.皱片胶
②.皱片胶
胶乳绉胶片特点： ⅰ、白绉胶片颜色洁白，浅色绉胶片颜色浅黄 ⅱ、与RSS相比，杂质较少，但机械性能稍低，成本更高，适于制造 色泽鲜艳的浅色及透明制品 ⅲ、分级凝固所得的乳黄绉胶片因橡胶烃含量低，为低档绉胶片，常 用于制造杂胶绉胶片的原料
2. 在工业上，也包括以天然橡胶为 基础，用各种化学药剂处理的改 性天然橡胶。
① 天 然 植 物
①天然植物
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目前，全世界天然橡胶总产量的 98%以上都来自巴西橡胶树。
巴西橡胶树
• 学名Hevea brasiliensis，别名三叶橡胶树， 属热带乔木，高10-20m，20年后径粗达 25-40cm，原产于巴西亚马逊河流域，现 已布及亚洲、非洲、大洋洲、拉丁美洲40 多个国家和地区； 贮胶乳处：根、茎、叶、花、果以及种子 等器官的乳管处，其中树干下半部及根部 的皮层中分布的乳管最多； 胶乳采集：凌晨，距地1m左右的高度，按 一定的倾斜角度先切去树皮，在深入割口， 割破乳管，胶乳受内压流出，排胶1-2h后， 胶口自动凝固；
③.颗粒胶
• 天然生胶中的一个品种，由马来西亚于60年代首先生产的，所以 被命名为“标准马来西亚胶”，以SMR为代号
③.颗粒胶
③.颗粒胶
特点： ⅰ、SMR打破了烟片胶和绉片胶的制造方法和分级方法 ⅱ、生产周期短，成本较低，有利大型化、连续化生产 ⅲ、分级方法较科学，利于控制质量，杂质少、质量均匀 ⅳ、用途与烟片胶相同，胶质较RSS柔软，易加工，耐老化性稍差 ⅴ、SMR产量已超过传统烟片胶、风干胶片和绉片胶的总和
③干胶主要成分
⑷、灰分
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影响：
无机盐类物质，主要成分为钙、镁、 钾、钠、铁、磷等
ⅰ、吸水性大，降低制品的电绝缘性
ⅱ、铜、锰等变价金属离子使橡胶的老化 速度加快
③干胶主要成分
⑸、水溶物
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主要是糖类及酸性物质，对生胶的可 塑性及吸水性影响较大（对耐水和绝 缘制品要注意水溶物的作用）
③干胶主要成分
⑹、水分
④、NR易燃烧
ρNR ≈ 0.913
2、力学性能 ①、可以结晶，具有自补强性
• 纯胶硫化胶的拉伸性能仅次于PUR，可达到17~25MPa，经炭黑补强后 可达25—35MPa。
②、分子链柔性好(Tg为-72℃)，具有良好的弹性、耐寒 性以及低生热性
③、良好的耐屈挠疲劳性和耐磨性
3、其他性能 ①、良好的电绝缘性
3,4-加成结构
•
饱和性、 极性：
不饱和橡胶、非极性橡胶
2、远程结构
平均分子量约为70万左右，分布较宽，大多 数在3~1000万（据国外报道），分布指数在
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分子量及 分布：
2.8~10之间。
•
分子链柔 顺性：
好
3、聚集态结构
•
聚集态结 构：
能结晶
2.2 NR的性能
1、化学性质 2、力学性能 3、其他性能 4、工艺性能
三、天然橡胶的应用
•
NR主要用于：轮胎、胶带、
胶管、电线电缆和多数橡胶制品，
是应用最广的橡胶。
3.1 轮胎
3.2 其它制品
③干胶主要成分
⑵、蛋白质类
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影响：
天然橡胶中的含氮化合物都属于蛋白 质类：
益：具有防老
害：易腐败、促进硫化、硫化胶硬度高、 生热大
③干胶主要成分
⑶、丙酮抽出物
–
影响：
树脂状物质，主要是一些高级脂肪酸 和固醇类物质
ⅰ、高级脂肪酸是一种硫化活性剂，可促 进硫化，并能增加胶料塑性
ⅱ、固醇类及某些还原性强的物质具有防 止老化的作用
制造方法及外观质量或按照 理化性能指标分为两种
天然生胶
1、NR品种
①.烟片胶(Ribbed Smoked Sheet或 RSS)
• 天然橡胶的代表性品种，产量和消耗 量较大，生产设备简单，适合小胶园 生产。
①.烟片胶(Ribbed Smoked Sheet或 RSS)
特性
ⅰ、表面带有菱形花纹、棕黄色片状橡胶 ⅱ、烟气中的有机酸和酚类物质对橡胶有防腐和防老化作用
补充1：天然橡胶的重要性

天然橡胶是异戊二烯的高分子聚合物，具有很好的弹性、 绝缘性、强伸性和较好的防水性、气密性、耐磨性，因 而用 途很广，与钢铁、石油、煤炭并称为四大重要工业 原料。天然橡 胶主要用于制造飞机、汽车等所用的轮胎。
1.1 NR的来源
1. 天然橡胶是从天然植物①中 采集的胶乳②，经过滤、凝固 制成的以聚异戊二烯为主要成 分③的天然高分子化合物；
2.
2、NR分级

我国颗粒胶分为4个等级，即： 5号、10号、20号和50号等4个 等级，分别与ISO2000中的 SMR5、SMR10、SMR20、 SMR50相对应。
2.1 NR的结构
1、近程结构 2、远程结构
3、聚集态结构
1、近程结构
•
化学结构：
科学研究证明，普通NR至少有97%以上是
IP的顺式-1,4-加成结构以及少量IP的