天然橡胶_PPT

1、目录目录天然橡胶概述天然橡胶概述天然橡胶的分类天然橡胶的分类天然橡胶的制造天然橡胶的制造天然橡胶的成分天然橡胶的成分天然橡胶的基本性能天然橡胶的基本性能天然橡胶的改性天然橡胶的改性一、天然橡胶植物一、天然橡胶植物一、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，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。巴三个叶为一支，因此这种树也叫做

2、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，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。在距在树干皮层中最多，所以割胶就从树干上割。在距离地面约离地面约50厘米的树干上用锋利的割胶刀按一定倾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角割破皮层，断其乳管，靠管内膨压使胶乳从中流出，排胶出，排胶12小时后，内膨压下降，胶乳流量变小小时后，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，并逐渐滞留在割口

3、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，原产于亚马逊河流域，1867年英国人成功地将它移年英国人成功地将它移植到东南亚地区。植到东南亚地区。1904年我国开始引植，解放后在年我国开始引植，解放后在两广，海南，云南的等地都有种植。两广，海南，云南的等地都有种植。天然橡胶发展简史天然橡胶发展简史 天然橡胶发现很早，考古发掘表明，远天然橡胶发现很早，考古发掘表明，远在在11世纪，南美洲人民就已使用橡胶球做世纪，南美洲

4、人民就已使用橡胶球做游戏和祭品。游戏和祭品。1493年，意大利航海家哥伦年，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。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美洲的过程中，将橡胶知识陆续带到了欧洲。洲。 进入进入18 世纪，法国连续派遣科学考世纪，法国连续派遣科学考察队奔赴南美洲。察队奔赴南美洲。1736 年法国科学家年法国科学家康达明

5、（康达明（Charles de Condamine）参加了南美洲科学考察队，从秘鲁将一些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，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。引起了人们的重视。 天然橡胶发展简史天然橡胶发展简史天然橡胶发展简史天然橡胶发展简史 1768年，法国人麦加（年，法国人麦加（P. J. Macquer）发现可用溶剂）发现可用溶

6、剂软化橡胶，制成医疗用品和软管。软化橡胶，制成医疗用品和软管。1828年英国人马琴托士（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）用胶乳制成防雨布，但制品热天发粘，冷天变脆，质量很差。脆，质量很差。 天然橡胶的工业研究和应用始于天然橡胶的工业研究和应用始于19世纪初。世纪初。1819年苏格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一个橡胶工厂于1820年在英

7、国哥拉斯格（年在英国哥拉斯格（GLASGOW）建立。）建立。为使橡胶便于加工，为使橡胶便于加工，1826年汉考克（年汉考克（Hancock）发明了用机）发明了用机械使天然橡胶获得塑性的方法。械使天然橡胶获得塑性的方法。1839年美国人固特异年美国人固特异（Charles Goodyear）发明了橡胶的硫化法，解决了生胶）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。胶的需

8、要量亦随之急剧上升。 天然橡胶发展简史天然橡胶发展简史 在在19世纪世纪80年代西方国家的第二次产业革年代西方国家的第二次产业革命过程中，命过程中，1888年英国医生邓录普（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足工业的需要，决定在远东建立人工栽培橡胶树的基地。的基地。1876年英国人魏克汉（年英国人魏克汉（H. A. Wickham）把橡胶树的种子和幼苗从巴西运）把橡胶树的种子和幼苗从巴西运

9、回伦敦皇家植物园邱园（回伦敦皇家植物园邱园（Kew Garden）繁殖，）繁殖，然后将培育的橡胶苗运往锡兰（即现在的斯里兰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，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。十分艰难的工作。天然橡胶发展简史天然橡胶发展简史 此后，马来西亚、斯里兰卡、印度尼西亚扩种此后，马来西亚、斯里兰卡、印度尼西亚扩种建立胶园。建立胶园。1887年，新加坡植物园主任芮德勒年，新加坡植物园主任芮德勒（H. N. Ridley）发明了不伤橡胶

10、树形成层组织）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。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（马来西亚的一司刀印生由日本返国，途经新加坡（马来西亚的一个州，个州，1965年年8月月9日独立）时，购买胶苗日独立）时，购买胶苗8000多株，带回国种植于北纬多株，带回国种植于北纬24度度50分、海拔分、

11、海拔960米米的云南省盈江县新城凤凰山东南坡，从此开始了中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。国的橡胶种植历史。三叶橡胶树产的橡胶三叶橡胶树产的橡胶通用类通用类特种类特种类改性类改性类颗粒胶颗粒胶烟片胶烟片胶风干片胶风干片胶纯化橡胶纯化橡胶轮胎橡胶轮胎橡胶难结晶橡胶难结晶橡胶接枝橡胶接枝橡胶环化橡胶环化橡胶二、天然橡胶的分类二、天然橡胶的分类绉片胶绉片胶易操作橡胶易操作橡胶低粘橡胶低粘橡胶恒粘橡胶恒粘橡胶其他植物产的橡胶银菊橡胶杜仲橡胶原材料：新鲜胶乳，其次为杂胶。原材料：新鲜胶乳，其次为杂胶。杂杂胶胶胶杯凝胶胶杯凝胶皮屑胶皮屑胶泥胶泥胶自凝胶块自凝胶块胶线胶线三、天

12、然橡胶的制造三、天然橡胶的制造烟片碎胶烟片碎胶浮渣胶浮渣胶 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。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。同，这些成分的比例可能有差异，但基本上都在范围以内。四、天然橡胶的成分四、天然橡胶的成分 蛋白质可以促进橡胶的硫蛋白质可以促进橡胶的硫化，延缓老化。另一方面，蛋化，延

13、缓老化。另一方面，蛋白质有较强的吸水性，白质有较强的吸水性，使使橡胶橡胶吸潮发霉、绝缘性下降，蛋白吸潮发霉、绝缘性下降，蛋白质还有增加生热性的缺点。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粉状配合剂在混炼过程中分散并对生胶起软化的作用。生胶起软化的作用。 灰分中主要含磷酸镁和磷酸钙等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属化合

14、物，因为这些变价金属离子能促进橡胶老化，所以他们的含量能促进橡胶老化，所以他们的含量应控制。应控制。 干胶中的水分不超过干胶中的水分不超过1%1%，在加工过，在加工过程中可以挥发，但水分含量过多时，不程中可以挥发，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，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。硫化过程中产生气泡或呈海绵状等。 巴西胶含巴西胶含9797以上的顺式以上的顺式-1,4加加成结构，在室温下具有成结构，在室温下具有

15、弹性及柔软性，是弹性弹性及柔软性，是弹性体。而古塔波胶具反式体。而古塔波胶具反式-1,4加成结构，在室加成结构，在室温下呈硬固状态，不是温下呈硬固状态，不是弹性体。通常天然橡胶弹性体。通常天然橡胶指的是前者指的是前者。 天然橡胶在常温下是天然橡胶在常温下是无定型的高弹态物质。但无定型的高弹态物质。但在较低的温度下或应变条在较低的温度下或应变条件下可以产生结晶。正因件下可以产生结晶。正因为如此，天然橡胶是一种为如此，天然橡胶是一种自补强橡胶，也就是说不自补强橡胶，也就是说不需加补强剂自身就有较高需加补强剂自身就有较高的强度。的强度。五、天然橡胶的结构五、天然橡胶的结构六、天然橡胶基本性能六、天然

16、橡胶基本性能物理性质：物理性质：）物理常数密度）物理常数密度d20=0.913g/cm3； 折光指数（折射率）折光指数（折射率）20：1.52 内聚能密度：内聚能密度：266.2MJm3 燃烧热：燃烧热：44.8kJkg 体积膨胀系数：体积膨胀系数：6.6 10-4k 导热率：导热率：0.134W(mK) 介电常数：介电常数：2.37 体积电阻率：体积电阻率：10151017 介电强度介电强度 ：2040MVcm 比热容：比热容：1.882.09kJ(kgK)2）NR的耐寒性好，耐热性不是很好。的耐寒性好，耐热性不是很好。NR的的Tg= -73，在，在-50仍具有很好的弹性。仍具有很好的弹性。

17、NR无一定熔点，加热后慢慢软化，生胶在无一定熔点，加热后慢慢软化，生胶在130140时开始软化，时开始软化，200开始分解开始分解（变色），（变色），270剧烈分解。其长期使用温度剧烈分解。其长期使用温度为为90，短期最高使用温度为，短期最高使用温度为110。粘流温。粘流温度度Tf =130。3）NR有良好的弹性。有良好的弹性。弹性（弹性（elasticity）：表示橡胶弹性变形能）：表示橡胶弹性变形能力的大小，受配方、硫化条件的影响，力的大小，受配方、硫化条件的影响，决定于交联密度。决定于交联密度。橡胶的弹性一般用回弹性（橡胶的弹性一般用回弹性（resilience）表示，指橡胶受到冲击后，

18、能够从变形表示，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。的影响，内耗越大，回弹越小。NR有良好回弹性的原因：有良好回弹性的原因：NR大分子大分子本身有较高的柔性本身有较高的柔性键易旋转。键易旋转。NR分子链侧基少且体积小，对分子链侧基少且体积小，对键的影响小。键的影响小。NR为非极性物质，大分子间作用力小。为非极性物质，大分子间作用力小。4 4）机械性能）机械性能机械强度高，属于自补强橡胶机械强度高，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：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

19、的。如轮胎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。够，容易拉断。NR的格林强度：的格林强度： 1.42.5MPa纯胶硫化胶拉伸强度：纯胶硫化胶拉伸强度：1728MPa 98kN/m炭黑补强硫化胶拉伸出强度：炭黑补强硫化胶拉伸出强度：2535MPa各种橡胶的机械强度比较：各种橡胶的机械强度比较：NRIRCRIIRNBRSBRBR耐屈挠疲劳性好：一般在耐屈挠疲劳性好：一般在20万次以上。万次以上。5 5）耐磨性好：）耐磨性好：耐磨性与橡胶的强度有关。由于橡胶的强耐磨性与橡胶的强度有关。由于橡胶的强度

20、高，所以耐磨性好。度高，所以耐磨性好。6）绝缘性好：）绝缘性好：NR是一种绝缘性很好的材料，如电线接头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外包的绝缘胶布就是纱布浸NR胶糊或压延而成的。胶糊或压延而成的。NR体体积电阻为积电阻为10141015cm（绝缘体体积电阻（绝缘体体积电阻10101020cm）7）气密性）气密性中下等。中下等。8）自粘性和互粘性好。）自粘性和互粘性好。9）耐化学介质性）耐化学介质性NR具有良好的耐化学药品性及一般溶剂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。作用，耐稀酸酸、稀碱、不耐浓酸、油、耐水性差。NR作为非极

21、性聚合物，溶于苯、汽油、石油系油类，不溶于作为非极性聚合物，溶于苯、汽油、石油系油类，不溶于极性油类。极性油类。橡胶硫化共混改性化学改性特种改性七七.天然橡胶的改性天然橡胶的改性六、天然橡胶基本性能六、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 控制控制130140的温度下硫黄进行反应。经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，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，成为硫化橡胶。硫化后生胶内形成空间立体结构，具有较高的具有较高的弹性、耐热性、拉伸强度和在有机溶弹性、耐热性、拉伸强度和在有机溶剂中的不溶解性剂中的不溶解性等。等。 共混改性共混改性 (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。 共混改性共混改性 (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