2．橡胶
橡胶是一种链状高分子化合物，在无外力作用时通常不保持直线状态，而呈弯曲状，并且该高分子链是柔性链，遇外力可伸展。因此，橡胶具有高弹性，它的这种性能是其它高分子化合物所没有的。橡胶通常可分为两大类：即天然橡胶和合成橡胶。
（1）天然橡胶
最早发现天然橡胶的是印第安人。他们发现用刀割开野生橡胶树的树干能流出一种白色乳液，用这种乳液涂在布、鞋子和瓶子等容器上，能制成防水布、防水鞋和防水容器。这些东西就是第一代橡胶制品，虽然粗糙，但已经很实用。不过，这种白色乳液在空气中会很快变硬，因此它的使用范围受到了很大的限制。1776年，英国化学家黑立桑和马凯尔用松节油和乙醇的混合液溶解已凝固的胶乳，得到一种粘稠的浆液，把这种浆液涂在布上，等到溶剂挥发以后，得到一种质量比印第安人的制品好得多的防水布。由于黑立桑和马凯尔解决了已凝固的胶乳的加工问题，橡胶工业开始发展了。而橡胶真正得到广泛应用还是古利特发现橡胶硫化后的事情。在这之前，生产出来的橡胶产品仍存在着较大的缺陷，如它们遇热变软，容易发粘；遇冷又会变硬，弹性变差；橡胶有一股难闻的气味。
1844年，美国工程师古利特从焦炭炼钢中得到启示：钢的性能比铁好，只是因为在铁中添加了其它元素。那么，在橡胶的加工过程中添加其它物质，会不会也使橡胶的性能得到改善呢？经过许多次试验后，最后发现把硫磺加到热橡胶中，发生剧烈反应后的生成物受热后不发粘并具有良好的弹性，这种技术就是橡胶硫化。硫化作用实际上是对橡胶分子进行一种化学改性，利用硫磺做交联剂，把线型的天然橡胶分子变成三维网状结构的大分子，使橡胶制品变得不粘不脆，坚韧而有弹性。
（2）合成橡胶
随着工业技术和科学技术的发展，橡胶制品得到了更广泛的应用。而橡胶树的种植需要占用大面积的土地，橡胶树的生长又具有一定的区域性，天然橡胶的产量已经远远不能满足需要，化学家开始研究合成橡胶。人工合成橡胶的思路首先来自对天然橡胶的剖析和仿制。19世纪20年代，英国化学家和物理学家法拉第首先对天然橡胶进行了分析，确定了橡胶的化学式是C5H8。1860年，英国化学家威廉斯从天然橡胶的热裂解产物中分离出C5H8，它是一种不饱和烃，叫异成二烯。还发现异成二烯在空气中易被氧化，变成白色的弹性体。1879年，法国化学家布恰特先用热裂解法制得异戊二烯，又把异戊二烯重新合成为弹性体。尽管这种弹性体的结构、性能与天然橡胶存在着一些差别，但必竟在探索从低分子单体合成橡胶的可能性上取得了成功。1900年，德国化学家孔达科夫用2，3－二甲基－1，3－丁二烯为原料聚合成了皮革状弹性体，解决了德国缺少天然橡胶的问题。之后，科学家们陆续用其它原料合成了各种不同类型的橡胶。
通用合成橡胶是指性能和天然橡胶差不多的常用橡胶。主要有以下几个品种：
①顺丁橡胶 顺丁橡胶是由1，3－丁二烯为原料聚合成的，具有弹性好、耐低温、耐热和粘结性差的特点，可制轮胎、运输带、胶管等。
②丁苯橡胶 丁苯橡胶是由1，3－丁二烯和苯乙烯为原料聚合成的，具有热稳定性、电绝缘性和抗老化性能，可制轮胎、电绝缘材料等。
③氯丁橡胶 氯丁橡胶由2－氯－1，3－丁二烯为原料聚合成的，具有耐日光、耐磨、耐老化、耐酸、耐碱、热耐油性好的特点，可制电线包皮、运输带、化工设备的防腐衬里、粘胶剂等。
特种合成橡胶是指能在特殊场合（如高温、低温、辐射、高空、特殊介质等）使用的橡胶。主要品种有：
④丁腈橡胶 丁腈橡胶由1，3－丁二烯和丙烯腈为原料聚合成的，具有抗老化性、耐油性好和耐高温的特点，可制耐油、耐热的橡胶制品，飞机油箱衬里等。
⑤硅橡胶 当今世界上既耐高温又不怕低温的弹性材料并不多，而硅橡胶就是一种冷热不怕的弹性体。硅橡胶是由有机硅（如八甲基环四硅氧烷）部分水解后缩聚而成。它的高分子主链由硅、氧原子交替组成（－Si—O—Si—O－），在硅原子上带有有机基团。硅橡胶的最大特点是具有宽广的温度使用范围，能耐300℃高温和－100℃低温。另外还具有其它一系列优异性能，如优良的电绝性、耐臭氧氧化性、无味、无毒、生理论性和耐老化等。所以硅橡胶的应用十分广泛：①电器工业。主要用于制造电线电缆、电器设备的耐热绝缘，电子设备的包覆、灌注等。②航空工业。主要用于机舱密封、保护罩、发动机的胶管、火箭燃油门、动力源电缆井盖涂层等。③医疗用品。由于人体对硅橡胶的排异性小，因此用硅橡胶制作的人体组织器官可长期且安全地承担起机体功能。硅橡胶可用于人造血管、人造瓣膜、人造心脏等。
⑥氟橡胶 氟橡胶是一种在高分子中含有氛原子的合成橡胶。由于氟橡胶中的碳氟键的键能比一般高聚物理化学键的健能要大得多，因此，氟橡胶具有一些独特的性能：①对化学试剂具有高度的抗耐性。不但能耐酸、碱的腐蚀，还能抵御高热无机试剂和有机试剂的进攻。一般高聚物“敬而远之”的有机溶剂，如苯及同系物、氟烃、醇、酯等，对氟橡胶毫无办法。②具有高熔融点和高抗热解性。一般高聚物遇到高热往往变性，甚至化为灰烬，而氟橡胶在500℃时仍能保持自己的特性。
氟橡胶在军事工业、航空工业和化学工业上的应用比较广泛。用做飞机、火箭、发动机以及其它机器设备上的密封垫圈、密封带，气体泵和热空气用的薄膜、输送热液用的胶管，火箭里各种复杂的液压和风动系统零件。制造石油工业上各种与溶剂、流体接触的密封件，氟橡胶可保证设备在苛刻条件下长期正常运行。
2025-05-11 03:43
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