天然橡膠(NR)是一種以順-1,4-聚異戊二烯為主要成分的天然高分子化合物,其成分中91%~94%是橡膠烴(順-1,4-聚異戊二烯),其余為蛋白質、脂肪酸、灰分、糖類等非橡膠物質。天然橡膠是應用最廣的通用橡膠。
通常我們所說的天然橡膠,是指從巴西橡膠樹上采集的天然膠乳,經(jīng)過凝固、干燥等加工工序而制成的彈性固狀物。天然橡膠是一種以順-1,4-聚異戊二烯為主要成分的天然高分子化合物,其橡膠烴(順-1,4-聚異戊二烯)含量在90%以上,還含有少量的蛋白質、脂肪酸、糖分及灰分等。
物理性質
一般為片狀固體,相對密度0.94,折射率1.522,彈性模量2~4MPa,130~140℃時軟化,150~160℃粘軟,200℃時開始降解。常溫下有較高彈性,略有塑性,低溫時結晶硬化。有較好的耐堿性,但不耐強酸。不溶于水、低級酮和醇類,在非極性溶劑如三氯甲烷、四氯化碳等中能溶脹。
天然橡膠的結構主要是大分子的鏈結構,分子量及其分布和聚集態(tài)結構,天然橡膠的大分子鏈結構單元是異戊二烯,大分子鏈主要是由聚異烯構成的,橡膠中含量占百分之九十七以上,其分子鏈上有醛基,每條大分子鏈上平均有一個,正是醛基在發(fā)生縮合或與蛋白質分解產(chǎn)物發(fā)生反應形成支化,交聯(lián),使得橡膠貯存中粘度增加,天然橡膠大分子鏈上還有環(huán)氧基的,比較活躍。
天然膠的大分子末端推斷一般為二甲基烯丙基,另一端為焦磷酸酯基,端基,分子鏈的醛基以及聚合的元素都很少,在天然橡膠的分子量及其分布方面,其分子量的范圍較寬,據(jù)國外報道,絕大多數(shù)分子量在三萬個左右,天然的生膠,混煉膠,硫化膠的強度都比較高,一般天然橡膠強度可達三兆帕。
天然橡膠的機械強度高主要原因在于它是自補強橡膠系列,當拉伸時會使大分子鏈沿應力方向取向形成結晶,晶粒分無定形大分子中起到了補強作用,未進行擴張的強度同樣高的原因為其內(nèi)部結構中微小粒子的緊密凝集而致。
由于天然橡膠具有上述一系列物理化學特性,尤其是其優(yōu)良的回彈性、絕緣性、隔水性及可塑性等特性,并且,經(jīng)過適當處理后還具有耐油、耐酸、耐堿、耐熱、耐寒、耐壓、耐磨等寶貴性質,所以,具有廣泛用途。例如日常生活中使用的雨鞋、暖水袋、松緊帶;醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)所用的外科醫(yī)生手套、輸血管、避孕套;交通運輸上使用的各種輪胎;工業(yè)上使用的傳送帶、運輸帶、耐酸和耐堿手套;農(nóng)業(yè)上使用的排灌膠管、氨水袋;氣象測量用的探空氣球;科學試驗用的密封、防震設備;國防上使用的飛機、坦克、大炮、防毒面具;甚至連火箭、人造地球衛(wèi)星和宇宙飛船等高精尖科學技術產(chǎn)品都離不開天然橡膠。