高分子天然橡胶材料

科目名称：高分子化学高分子天然橡胶材料

学院：化学学院

姓名：次仁罗布

年级：2012级

学号：**********

高分子天然橡胶材料

摘要：天然橡胶材是现代社会发展中不可缺少的高分子材料，人们从这种材料发现开始到现在不断地研究中，为了发现它的更好的性能从多方面入手发现、挖掘高分子天然橡胶材料异同。

关键词：天然橡胶材料来源发展合成发展性质和改性应用一．高分子天然橡胶材料的概况：

1.天然橡胶的含义：

高分子材料分为天然高分子材料和人工合成高分子。纤维素、天然橡胶等都属于天然高分子材料。人工合成高分子主要包括化学纤维、合成橡胶和合成树脂（塑料），也称为三大合成材料。此外，大多数涂料和黏合剂的主要成分也是人工合成高分子材料。

天然橡胶是从植物制取的具有高弹性的高分子化合物。地球上能进行生物合成橡胶的植物约有2000多种，已从其中约500种中得到了不同种类的橡胶，但是有采集价值的只有几种，其中主要是巴西橡胶树，或称三叶橡胶树，其次是银菊、橡胶草、杜仲等。巴西三叶胶的基本化学成分为顺-聚异戊二烯，杜仲胶化学成分为反-聚异戊二烯。

2.天然橡胶的来源：

天然橡胶是一种以聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物，分子式为（C5H8）n，主要成分为橡胶烃（聚异戊二烯），含量在90%以上，还含有少量的蛋白质、脂肪酸、糖分及灰分等。通常我们所说的天然橡胶，是指从巴西橡胶树上采集的天然胶乳，经过凝固、干燥等加工工序而制成的弹性固状物。

巴西橡胶树是一种热带地区生长的高大乔木，树干直径可达到几十米，高达10~20m，树叶是树叶三个为一支，也称为三叶橡胶树。这种树原产于亚马孙河流域，1876年英国人成功地把它移植在东南亚地区。1904年我国开始引植。中华人民共和国成立后在两广，海南、云南等地都有种植。

银菊是多年生灌木，主要生长在墨西哥的荒漠地区。银菊橡胶是以胶乳形式存在与植物的茎皮及根部，采用磨碎分离的方法提取银菊胶。杜仲橡胶树生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。

天然橡胶中的橡胶烃一般为92%~95%，而非橡胶烃占5%~8%。由于制法不同，产生不同的乃至菜胶季节不同，这些成分的比例可能有差异，但基本上都在上述范围以内。

3.天然橡胶的发展史：

考古发现人类在11世纪就开始使用橡胶。很多的文献中清楚地记述了南美人制造橡胶球、橡胶鞋及橡胶瓶的原始方法。

1493~1496年哥伦布第二次航行发现新大陆到美洲时，发现南美洲土著人玩的一种球是用硬化了的植物汁液做成的。后来人们发现这种弹性球能够擦掉铅笔的痕迹，因此给他起了一个普通名字“擦子”。这仍是现在这种物质的英文名字，这种物质就是橡胶。

15世纪前，印第安人就已经用天然橡胶制成像皮球、防水衣鞋等。1820年麦金托什制成夹布雨衣；同时汉考克发明塑练机，可将固体橡胶软化后，加料混炼并成形。1839年美国古德伊尔发明了橡

胶硫化法，为橡胶工业的发展奠定了基础。1888年英国人邓洛普制成了实用的充气轮胎，是划时代的贡献。1900~1910年哈里斯测定了天然橡胶的结构，为人工合成橡胶开阔了途径。1910年列别杰弗以金属钠为引发剂使丁二烯聚合成为丁钠橡胶。

我国从1904年开始在雷州半岛等地种植天然橡胶，并与20世纪50年代初将橡胶树北移试种取得成功。这一成功打破了过去国际上公认的北纬17度一北为“橡胶禁区”的结论。在北纬18度~24度的广西，云南等地大面积种植了橡胶树。现在我国天然橡胶产量占世界产量第四位。

二．天然橡胶的制备方法及分类：

1.制备：

天然橡胶呈乳液状态储存于橡胶树皮的乳管中，树干下部及根部含乳管最多。刚从树上流出来的新鲜胶乳为近中性的液体，如不加入保存剂，很快就会腐败变质。因此，新鲜胶乳收集起来后，必需经过一定的处理核加工，通常是加入鲜胶乳量的0.05%~0.1%的氨水，使用与制造干胶片的胶乳得以短期保存。对用于制造浓缩胶乳者，氨水用量增加到鲜胶乳量的0.06%~0. 3%。浓缩胶乳中的固体物含量在60%以上，主要用于胶乳制品。而绝大部分胶乳需经过进一步的加工制成干胶，这就是通常所说的各种天然生胶。

制备方法：胶乳保存清楚杂质混合加工凝固洗涤压片或造粒干燥检验和包装等，制成各种片状和颗粒状的固体天然橡胶。

2.分类：

天然橡胶按形态可以分为两大类：固体天然橡胶（胶片与颗粒胶）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。

胶片按制造工艺的外形的不同，可分为烟片胶、风干胶片、白皱片、褐皱片等。

三．天然橡胶的组成与结构：

1．组成

天然橡胶是由胶乳制造的，在干胶过程中，胶乳中所含的非橡胶成分一部分随乳清排掉，另一部分则与橡胶一起凝固而进入干胶中。天然橡胶主要成分分为聚异戊二烯，含量在92%~95%，而非橡胶烃占5%~8%，如蛋白质，丙酮抽出物、灰分、水分等（表1-1）。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，但基本上都在此范围以内。

表1-1 非橡胶烃成分

2.结构：

天然橡胶是线状结构的天然高分子化合物，即它是由许多相同的链节（结构单元）以共价键结成的长链状大分子。其中每一个链节是异戊二烯。天然橡胶大分子就是由3000~5000个异戊二烯组成的链状结构，因此相对分子质量大是天然橡胶的主要特征，这和其他高分子化合物一样，但分子有长有短，也就是说相对分子质量有大有小。这

就决定分子的非均匀性，通常称为橡胶相对分子质量的多分散性。天然橡胶相对分子质量大小非均匀性很大，即相对分子质量分布较宽，其中以相对分子质量30万~40万的分子数据多。由此可知，橡胶的相对分子质量是个平均值，而不同于一般低分子那样的固定值。平均相对分子质量大小及相对分子质量的分布宽窄，对橡胶的物性及加工性能都有重要的影响。

天然橡胶的化学成分是顺或反-1，4-聚异戊二烯：

CH3H 顺-1，4-聚异戊二烯

c c

CH2CH2 n

CH3CH2反-1，4-聚异戊二烯

c c

CH2H n

天然橡胶为顺-1，4-聚异戊二烯，杜仲橡胶为反-1，4-聚异戊二烯。它们的化学组成和化学结构完全相同，由于立体结构上的差异，橡胶具有不同的性质。天然橡胶在常温时具有弹性和柔软性，不洁晶，是名副其实的弹性橡胶，仅在温度低于10℃或在拉伸状态下才能结晶，而杜仲胶常温呈硬固状态，无弹性，是结晶的，在50℃方能软化成为类似橡胶的弹性体，是一种天然硬橡胶。

天然橡胶在常温下是无定形的高弹性物质。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。

四．天然橡胶的性质与改性：

1.性质