天然橡膠
natural rubber簡介 從天然產(chǎn)膠植物中制取的橡膠。市售的天然橡膠主要是由三葉橡膠樹的乳膠制得。成分 天然橡膠是一種以聚異戊二烯為主要成分的天然高分子化合物,分子式是(c5h8)n,其成分中91%~94%是橡膠烴(聚異戊二烯),其余為蛋白質(zhì)、脂肪酸、灰分、糖類等非橡膠物質(zhì)。天然橡膠是應(yīng)用最廣的通用橡膠。
世界上約有2000種不同的植物可生產(chǎn)類似天然橡膠的聚合物,已從其中500種中得到了不同種類的橡膠,但真正有實用價值的是三葉橡膠樹。橡膠樹的表面被割開時,樹皮內(nèi)的乳管被割斷,膠乳從樹上流出。從橡膠樹上采集的乳膠,經(jīng)過稀釋后加酸凝固、洗滌,然后壓片、干燥、打包,即制得市售的天然橡膠。天然橡膠根據(jù)不同的制膠方法可制成煙片、風(fēng)干膠片、縐片、技術(shù)分級橡膠和濃縮橡膠等。
標(biāo)準(zhǔn)橡膠或顆粒膠,是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的天然橡膠新品種。以前,通用的煙片、縐片、風(fēng)干片這幾種傳統(tǒng)產(chǎn)品不論在分級方法、制造方法上都是束縛著天然橡膠的發(fā)展。因此,馬來西亞于1965年開始實行標(biāo)準(zhǔn)橡膠計劃,在使用生膠理化性能分級的基礎(chǔ)上發(fā)展了顆粒橡膠的生產(chǎn)。標(biāo)準(zhǔn)橡膠是指按機械雜質(zhì)、塑性保持率、塑性初值、氮含量、灰法分含量、灰分含量、顏色指數(shù)等理化性能指標(biāo)進(jìn)行分級的橡膠。標(biāo)準(zhǔn)橡膠包裝也比較先進(jìn),一般用聚乙烯薄膜包裝,并有鮮明的標(biāo)識,包的重量較小,易于搬動。馬來西亞包裝重為33.3kg,我國規(guī)定為40kg。
標(biāo)準(zhǔn)膠的分級較為科學(xué),所以這種分級方法很快為各主要天然橡膠生產(chǎn)國以及國際標(biāo)準(zhǔn)化機構(gòu)所接受,并先后制定了標(biāo)準(zhǔn)膠的分級標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)大體相同,但又不完全一致。例如iso2000規(guī)定分五個等級,我國的標(biāo)準(zhǔn)gb8081—87,規(guī)定有四個等級。自然屬性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。天然橡膠是一種以聚異戊二烯為主要成分的天然高分子化合物,分子式是(c5h8)n,其橡膠烴(聚異戊二烯)含量在90%以上,還含有少量的蛋白質(zhì)、脂肪酸、糖分及灰分等。
天然橡膠的物理特性。天然橡膠在常溫下具有較高的彈性,稍帶塑性,具有非常好的機械強度,滯后損失小,在多次變形時生熱低,因此其耐屈撓性也很好,并且因為是非極性橡膠,所以電絕緣性能良好。
天然橡膠的化學(xué)特性。因為有不飽和雙鍵,所以天然橡膠是一種化學(xué)反應(yīng)能力較強的物質(zhì),光、熱、臭氧、輻射、屈撓變形和銅、錳等金屬都能促進(jìn)橡膠的老化,不耐老化是天然橡膠的致命弱點,但是,添加了防老劑的天然橡膠,有時在陽光下曝曬兩個月依然看不出多大變化,在倉庫內(nèi)貯存三年后仍可以照常使用。
天然橡膠的耐介質(zhì)特性。天然橡膠有較好的耐堿性能,但不耐濃強酸。由于天然橡膠是非極性橡膠,只能耐一些極性溶劑,而在非極性溶劑中則溶脹,因此,其耐油性和耐溶劑性很差,一般說來,烴、鹵代烴、二流化炭、醚、高級酮和高級脂肪酸對天然橡膠均有溶解作用,但其溶解度則受塑煉程度的影響,而低級酮、低級酯及醇類對天然橡膠則是非溶劑。品種分類及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)天然橡膠按形態(tài)可以分為兩大類:固體天然橡膠(膠片與顆粒膠)和濃縮膠乳。在日常使用中,固體天然橡膠占了絕大部分的比例。
膠片按制造工藝和外形的不同,可分為煙片膠、風(fēng)干膠片、白皺片、褐皺片等。煙片膠是天然橡膠中最具代表性的品種,一直是用量大、應(yīng)用廣的一個膠種,煙片膠一般按外形來分級,分為特級、一級、二級、三級、四級、五級等共六級,達(dá)不到五級的則列為等外膠。
顆粒膠(即標(biāo)準(zhǔn)膠)是按國際上統(tǒng)一的理化效能、指標(biāo)來分級的,這些理化性能包括雜質(zhì)含量、塑性初值、塑性保持率、氮含量、揮發(fā)物含量、灰分含量及色澤指數(shù)等七項,其中以雜質(zhì)含量為主導(dǎo)性指標(biāo),依雜質(zhì)之多少分為5l、5、10、20及50等共五個級別。
我國期貨交易市場上海期貨交易所天然橡膠合約的交割等級為國產(chǎn)一級標(biāo)準(zhǔn)膠scr5和進(jìn)口煙片膠rss3,其中國產(chǎn)一級標(biāo)準(zhǔn)膠scr5通常也稱為5號標(biāo)準(zhǔn)膠,執(zhí)行國家技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布實施的天然橡膠gb/t8081~1999版本的各項品質(zhì)指標(biāo)。進(jìn)口煙片膠rss3執(zhí)行國際橡膠品質(zhì)與包裝會議確定的“天然橡膠等級的品質(zhì)與包裝國際標(biāo)準(zhǔn)”(綠皮書)(1979年版)。主要用途由于天然橡膠具有上述一系列物理化學(xué)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(dāng)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(zhì),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(xué)試驗用的密封、防震設(shè)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(xué)技術(shù)產(chǎn)品都離不開天然橡膠。目前,世界上部分或完全用天然橡膠制成的物品已達(dá)7萬種以上。天然橡膠的歷史 1942年 遠(yuǎn)在哥侖布發(fā)現(xiàn)美洲大陸以前,中美洲和南美洲的當(dāng)?shù)鼐用褚验_始利用。
1736年 直到1736年,法國才在世界上首次報道有關(guān)橡膠的產(chǎn)地、采集膠乳的方法和橡膠在南美洲當(dāng)?shù)氐睦们闆r,使歐洲人開始認(rèn)識天然橡膠,并進(jìn)一步研究其利用價值。
1839年 此后又經(jīng)過了100多年,直到1839年美國人固特弄(c.goodyear)發(fā)現(xiàn)了在橡膠中加入硫黃和堿式碳酸鉛,經(jīng)加熱后制出的橡膠制品遇熱或在陽光下曝曬時,才不再像以往那樣易于變軟和發(fā)粘,而且能保持良好的彈性,從而發(fā)明了橡膠硫化,至此天然橡膠才真正被確認(rèn)其特殊的使用價值,成為一種其重要的工業(yè)原料。
1888年 英國人鄧錄普(j.b.dunlop)發(fā)明了充氣輪胎,促使汽車輪胎工業(yè)飛躍地發(fā)展,因而導(dǎo)致耗膠量急劇上升。
1876年 英國人威克姆(h.wickham)從巴西馬遜河口采集橡膠種子,運回英國皇家植物園播種,并在錫蘭(現(xiàn)在的斯里蘭卡)、印度尼西亞、新加坡試種,均取得成功。此即為巴西橡膠樹在遠(yuǎn)東落戶的開端。從此,栽培橡膠業(yè)發(fā)展非常迅速。1997年世界天然橡膠產(chǎn)量已高達(dá)624.7萬噸。
新中國成立后 中國農(nóng)墾科技工作者通過科學(xué)實踐,打破了國外近百年來所謂15。以北是巴西橡膠樹種植“禁區(qū)”的定論,成功地在北緯18。以北至北緯24。的廣大地區(qū)種植巴西橡膠樹,并獲得較高的產(chǎn)量。1996年天然膠產(chǎn)量已達(dá)到42萬噸,成為世界第五大天然膠生產(chǎn)國。我國天然橡膠的戰(zhàn)略地位國務(wù)院辦公廳于2007年印發(fā)了《關(guān)于促進(jìn)我國天然橡膠產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意見》(國辦發(fā)[2007]10號),進(jìn)一步明確了'天然橡膠是重要的戰(zhàn)略物資和工業(yè)原料'的戰(zhàn)略定位,肯定了我國天然橡膠產(chǎn)業(yè)所做出的重大貢獻(xiàn),指出了當(dāng)前我國天然橡膠產(chǎn)業(yè)發(fā)展中存在的問題和面臨的挑戰(zhàn),提出了今后發(fā)展我國天然橡膠產(chǎn)業(yè)的指導(dǎo)思想、基本原則、發(fā)展目標(biāo)和具體措施。
《意見》明確提出到2015年,我國國內(nèi)天然橡膠年生產(chǎn)能力要達(dá)到80萬噸以上,境外生產(chǎn)加工能力達(dá)到60萬噸以上的目標(biāo)。《意見》為我國天然橡膠產(chǎn)業(yè)的快速健康發(fā)展明確了前進(jìn)的方向、創(chuàng)造了良好的環(huán)境、開辟了廣闊的工作空間,這是新時期指導(dǎo)我國天然橡膠產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一部劃時代的綱領(lǐng)性文件,具有重大的現(xiàn)實意義和深遠(yuǎn)的歷史意義。天然橡膠的特性和分布橡膠樹原產(chǎn)于巴西亞馬遜河流域馬拉岳西部地區(qū),現(xiàn)已布及亞洲、非洲、大洋洲、拉丁美洲40多個國家和地區(qū)。種植面積較大的國家有:印度尼西亞、泰國、馬來西亞、中國、印度、越南、尼日利亞、巴西、斯里蘭卡、利比里亞等。我國植膠區(qū)主要分布于海南、廣東、廣西、福建、云南,此外臺灣也可種植,其中海南為主要植膠區(qū)。
常綠喬木,有乳狀汁液。直根系,三出復(fù)葉,革質(zhì)全緣?;▎涡?,雌雄同株,圓錐花序。果實為蒴果,種子橢圓形。巴西橡膠樹有較大的變異性和適應(yīng)性。適于年平均溫度26~27℃,而且沒有15℃以下絕對最低溫度;年降雨量2500mm以上,分布均勻;年平均相對濕度80%以上;土層深1m以上,表層20~30cm含有機質(zhì)3%以上,土壤ph5~6,土壤質(zhì)地以壤質(zhì)土最好,地下水位1.5~2m以上;海拔高度一般300 m以下,無大風(fēng)的地區(qū)種植。