橡膠是指具有可逆形變的高彈性聚合物材料,，在室溫下富有彈性，在很小的外力作用下能產(chǎn)生較大形變,，除去外力后能恢復(fù)原狀,。橡膠屬于完全無(wú)定型聚合物，它的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(T g)低,，分子量往往很大,，大于幾十萬(wàn)。橡膠制品廣泛應(yīng)用于工業(yè)或生活各方面,。

1770年,，英國(guó)化學(xué)家J.普里斯特利發(fā)現(xiàn)橡膠可用來(lái)擦去鉛筆字跡，當(dāng)時(shí)將這種用途的材料稱為rubber,，此詞一直沿用至今,。

一,、橡膠的來(lái)源

橡膠分為天然橡膠與合成橡膠二種。

天然橡膠是從橡膠樹(shù),、橡膠草等植物中提取膠質(zhì)后加工制成,；

合成橡膠則由各種單體經(jīng)聚合反應(yīng)而得。

天然橡膠主要來(lái)源于三葉橡膠樹(shù),，最初的橡膠樹(shù)生長(zhǎng)于南美洲,，但經(jīng)過(guò)人工移植，東南亞也種有大量的橡膠樹(shù),。事實(shí)上,，亞洲已成為最重要的橡膠來(lái)源地。當(dāng)這種橡膠樹(shù)的表皮被割開(kāi)時(shí),，它在受傷害(如莖部的樹(shù)皮被割開(kāi))時(shí)會(huì)分泌出乳白色大量含有橡膠乳劑的汁液,，稱為膠乳，膠乳經(jīng)凝聚,、洗滌,、成型、干燥即得天然橡膠,。

由銀菊膠制成的橡膠能夠減少敏感,。另外，無(wú)花果樹(shù)和一些大戟科的植物也能提供橡膠,。

德國(guó)在第二次世界大戰(zhàn)時(shí)由于橡膠供應(yīng)被切斷,，曾嘗試從這些植物取得橡膠，但后來(lái)改為生產(chǎn)人造橡膠,。

合成橡膠是由人工合成方法而制得的,，采用不同的原料(單體)可以合成出不同種類的橡膠。1900年-1910年化學(xué)家C.D.哈里斯(Harris)測(cè)定了天然橡膠的結(jié)構(gòu)是異戊二烯的高聚物,，這就為人工合成橡膠開(kāi)辟了途徑,。1910年俄國(guó)化學(xué)家SV列別捷夫(Lebedev，1874-1934)以金屬鈉為引發(fā)劑使1,，3-丁二烯聚合成丁鈉橡膠,，以后又陸續(xù)出現(xiàn)了許多新的合成橡膠品種，如順丁橡膠,、氯丁橡膠,、丁苯橡膠等等,。

合成橡膠的產(chǎn)量已大大超過(guò)天然橡膠,，其中產(chǎn)量最大的是丁苯橡膠。

橡膠是橡膠工業(yè)的基本原料,，廣泛用于制造輪胎,、膠管,、膠帶、電纜及其他各種橡膠制品

二,、橡膠的成份

天然橡膠是由膠乳制造的,，膠乳中所含的非橡膠成分有一部分就留在固體的天然橡膠中。一般天然橡膠中含橡膠烴92%-95%,，非橡膠烴占5%-8%,。由于制法不同，產(chǎn)地不同乃至采膠季節(jié)不同,，這些成分的比例可能有差異,，但基本上都在范圍以內(nèi)。

蛋白質(zhì)可以促進(jìn)橡膠的硫化,，延緩老化,。另一方面，蛋白質(zhì)有較強(qiáng)的吸水性,，可引起橡膠吸潮發(fā)霉,、絕緣性下降，蛋白質(zhì)還有增加生熱性的缺點(diǎn),。

丙酮抽出物是一些高級(jí)脂肪酸及固醇類物質(zhì),，其中有一些起天然防老劑和促進(jìn)劑作用，還有的能幫助粉狀配合劑在混煉過(guò)程中分散并對(duì)生膠起軟化的作用,。

灰分中主要含磷酸鎂和磷酸鈣等鹽類,，有很少量的銅、錳,、鐵等金屬化合物,，因?yàn)檫@些變價(jià)金屬離子能促進(jìn)橡膠老化，所以他們的含量應(yīng)控制,。

干膠中的水分不超過(guò)1%,，在加工過(guò)程中可以揮發(fā)，但水分含量過(guò)多時(shí),，不但會(huì)使生膠儲(chǔ)存過(guò)程中易發(fā)霉,，而且還會(huì)影響橡膠的加工，如混煉時(shí)配合劑易結(jié)團(tuán),；壓延,、壓出過(guò)程中易產(chǎn)生氣泡，硫化過(guò)程中產(chǎn)生氣泡或呈海綿狀等,。

合成橡膠的組成：合成橡膠是以石油,、天然氣為原料，以二烯烴和烯烴為單體聚合而成的高分子,。

三,、橡膠的結(jié)構(gòu)

線型結(jié)構(gòu): 未硫化橡膠的普遍結(jié)構(gòu),。由于分子量很大，無(wú)外力作用下,，大分子鏈呈無(wú)規(guī)卷曲線團(tuán)狀,。當(dāng)外力作用，撤力,，線團(tuán)的糾纏度發(fā)生變化,，分子鏈發(fā)生反彈，產(chǎn)生強(qiáng)烈的復(fù)原傾向,，這便是橡膠高彈性的由來(lái),。

支鏈結(jié)構(gòu): 橡膠大分子鏈的支鏈的聚集，形成凝膠,。凝膠對(duì)橡膠的性能和加工都不利,。在煉膠時(shí)，各種配合劑往往進(jìn)不了凝膠區(qū),，形成局部空白,，形成不了補(bǔ)強(qiáng)和交聯(lián)，成為產(chǎn)品的薄弱部位,。

交聯(lián)結(jié)構(gòu): 線型分子通過(guò)一些原子或原子團(tuán)的架橋而彼此連接起來(lái),，形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。隨著硫化歷程的進(jìn)行,，這種結(jié)構(gòu)不斷加強(qiáng),。這樣，鏈段的自由活動(dòng)能力下降,，可塑性和伸長(zhǎng)率下降,，強(qiáng)度，彈性和硬度上升,，壓縮永久變形和溶脹度下降,。

橡膠結(jié)構(gòu)的影響作用

橡膠補(bǔ)強(qiáng)性能影響主要針對(duì)拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度上，其一般規(guī)律是：當(dāng)粒徑相同時(shí),，高結(jié)構(gòu)炭黑對(duì)非結(jié)晶橡膠的補(bǔ)強(qiáng)作用大,，一般有較高的拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度。橡膠結(jié)構(gòu)性還是影響導(dǎo)電性能的最重要因素,，鏈枝狀結(jié)構(gòu)易于在橡膠中形成交織聯(lián)結(jié)的導(dǎo)電通路,，會(huì)使導(dǎo)電性能提高。橡膠的分子鏈可以交聯(lián),，交聯(lián)后的橡膠受外力作用發(fā)生變形時(shí),，具有迅速?gòu)?fù)原的能力，并具有良好的物理力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性,。

四,、橡膠的特性

1. 橡膠制品成型時(shí)，經(jīng)過(guò)大壓力壓制,，因其彈性體所具備之內(nèi)聚力無(wú)法消除,，在成型離模時(shí)，往往產(chǎn)生極不穩(wěn)定的收縮（橡膠的收縮率,，因膠種不同而有差異）,，必需經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，才能和緩穩(wěn)定,。所以,，當(dāng)一橡膠制品設(shè)計(jì)之初，不論配方或模具,，都需謹(jǐn)慎計(jì)算配合,，若否，則容易產(chǎn)生制品尺寸不穩(wěn)定,，造成制品品質(zhì)下降,。

2. 橡膠屬熱溶熱固性彈性體，因硫化物種類主體不同,，其成型固化的溫度范圍,，亦有相當(dāng)?shù)牟罹啵踔量梢驓夂蚋淖?，室?nèi)溫濕度所影響,。因此橡膠制成品的生產(chǎn)條件，需隨時(shí)做適度的調(diào)整,，若無(wú),，則可能產(chǎn)生制品品質(zhì)的差異。

3. 橡膠產(chǎn)品是由橡膠原料進(jìn)行密煉機(jī)煉膠后制成的混煉膠作原材料,，在煉膠時(shí)根據(jù)所需橡膠制品的特性而設(shè)計(jì)配方,，并且定下所需要的產(chǎn)品硬度。產(chǎn)品制作成型由橡膠平板硫化機(jī)進(jìn)行模壓成型,。產(chǎn)品成型后最后進(jìn)行飛邊處理,，把產(chǎn)品表面處理光滑無(wú)毛刺。

4. 橡膠制品老化測(cè)試屬于老化測(cè)試范疇,，橡膠老化是指橡膠及制品在加工,，儲(chǔ)存和使用過(guò)程中，由于受到內(nèi)外因素的綜合作用引起性能結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,，進(jìn)而喪失使用價(jià)值的現(xiàn)象,。表現(xiàn)為龜裂，發(fā)粘,，硬化,，軟化,，粉化，變色,，長(zhǎng)霉等,。

五、橡膠的分類

⒈ 按形態(tài)：分為塊狀生膠,、乳膠,、液體橡膠和粉膠為橡膠的膠體狀水分散體；

液體橡膠為橡膠的低聚物,，未硫化前一般為粘稠的液體,；

粉末橡膠是將乳膠加工成粉末狀，以利配料和加工制作,。

20世紀(jì)60年代開(kāi)發(fā)的熱塑性橡膠,，無(wú)需化學(xué)硫化，而采用熱塑性塑料的加工方法成形,。

⒉ 橡膠按使用又分為通用型和特種型兩類,。是絕緣體，不容易導(dǎo)電,，但如果沾水或不同的溫度的話,，有可能變成導(dǎo)體。導(dǎo)電是關(guān)于物質(zhì)內(nèi)部分子或離子的電子的傳導(dǎo)容易情況,。

⒊ 按原材料來(lái)源與方法: 橡膠可分為天然橡膠和合成橡膠兩大類,。其中天然橡膠的消耗量占1/3，合成橡膠的消耗量占2/3,。

⒋ 按橡膠的外觀形態(tài): 橡膠可分為固態(tài)橡膠(又稱干膠),、乳狀橡膠(簡(jiǎn)稱乳膠)、液體橡膠和粉末橡膠四大類,。

⒌ 根據(jù)橡膠的性能和用途: 除天然橡膠外,，合成橡膠可分為通用合成橡膠、半通用合成橡膠,、專用合成橡膠和特種合成橡膠,。

⒍ 根據(jù)橡膠的物理形態(tài): 橡膠可分為硬膠和軟膠，生膠和混煉膠等,。

⒎ 按性能和用途: 分為通用橡膠和特種橡膠,。

六、橡膠的發(fā)展情況

橡膠行業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一,。它不僅為人們提供日常生活不可或缺的日用醫(yī)用等輕工橡膠產(chǎn)品,，而且向采掘、交通、建筑,、機(jī)械,、電子等重工業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)提供各種橡膠制生產(chǎn)設(shè)備或橡膠部件?？梢?jiàn),，橡膠行業(yè)的產(chǎn)品種類繁多，后向產(chǎn)業(yè)十分廣闊,。

近幾年來(lái),，橡膠行業(yè)得到不少發(fā)展,，已有細(xì)分行業(yè)穩(wěn)中有升,，新生橡膠細(xì)分行業(yè)飛速發(fā)展，但同時(shí),，橡膠行業(yè)也還存在環(huán)境,、資源、災(zāi)害,、創(chuàng)新等問(wèn)題,。

中國(guó)橡膠行業(yè)的發(fā)展前景廣闊。橡膠工業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)將有較大變化,，新型產(chǎn)品,、更新?lián)Q代產(chǎn)品增多、新材料,、新工藝應(yīng)用擴(kuò)大,，生產(chǎn)技術(shù)有明顯進(jìn)步。

橡膠行業(yè)的特征決定了當(dāng)一國(guó)的橡膠行業(yè)成熟后,，該行業(yè)的景氣狀況與整個(gè)經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行狀況將保持很強(qiáng)的相關(guān)性：其發(fā)展周期的長(zhǎng)度與該國(guó)經(jīng)濟(jì)周期的長(zhǎng)度相當(dāng),，走勢(shì)同向；但由于橡膠行業(yè)屬于基礎(chǔ)工業(yè),，它的周期變化要略提前于經(jīng)濟(jì)周期的變化,。另外，同樣由于橡膠行業(yè)處于國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)鏈的前端,，其周期波動(dòng)的波幅要小于產(chǎn)業(yè)鏈末端行業(yè)的波幅,，也小于整個(gè)經(jīng)濟(jì)的波幅。因此,，從產(chǎn)業(yè)投資的角度看,，成熟的橡膠行業(yè)比較接近收益型投資行業(yè)。中國(guó)的橡膠加工業(yè)正值蓬勃發(fā)展時(shí)期,，各地的橡膠業(yè)不僅加快了中國(guó)工業(yè)的進(jìn)程,，也帶動(dòng)了各地的經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展的良好局面。我國(guó)橡膠工業(yè)比較發(fā)達(dá)的地區(qū)有:云南、廣東,、山東莒縣,、河北等地。

七,、橡膠的加工

本過(guò)程包括塑煉,、混煉、壓延或擠出,、成型和硫化等基本工序,，每個(gè)工序針對(duì)制品有不同的要求，分別配合以若干輔助操作,。

為了能將各種所需的配合劑加入橡膠中,，生膠首先需經(jīng)過(guò)塑煉提高其塑性；然后通過(guò)混煉將炭黑及各種橡膠助劑與橡膠均勻混合成膠料,；膠料經(jīng)過(guò)壓出制成一定形狀坯料,；再使其與經(jīng)過(guò)壓延掛膠或涂膠的紡織材料(或與金屬材料)組合在一起成型為半成品；最后經(jīng)過(guò)硫化又將具有塑性的半成品制成高彈性的最終產(chǎn)品,。

對(duì)精度要求比較高的制品,，油封、O型圈,、密封件等橡膠制品,，還需要進(jìn)行修邊、去毛邊加工,，可選用的方式有人工修邊,、機(jī)械修邊和冷凍修邊。

人工修邊: 勞動(dòng)強(qiáng)度大,、效率低,、合格率低。

機(jī)械修邊: 主要有沖切,、砂輪磨邊和圓刀修邊,，適用于對(duì)精度要求不高的特定制品。

冷凍修邊: 專用的冷凍修邊機(jī)設(shè)備,，其原理是采用液氮(LN2)使成品的毛邊在低溫下變脆,，使用特定的冷凍粒子(彈丸)去擊打毛邊，以迅速去除毛邊,。冷凍修邊的效率高,，成本低廉，適用制品廣泛,，已成為主流的工藝標(biāo)準(zhǔn),。

八、橡膠的質(zhì)量檢測(cè)

在橡膠材料及制品都有嚴(yán)格的質(zhì)量要求，如拉伸強(qiáng)度,、彈性模量,、延伸率、耐老化等,。橡膠制品用于精密度高的領(lǐng)域,，這些參數(shù)往往要求很苛刻。

我國(guó)橡膠發(fā)展初期就成立了橡膠制品委員會(huì),，負(fù)責(zé)對(duì)橡膠研發(fā),、學(xué)術(shù)、質(zhì)量監(jiān)督等工作,。

1 耐介質(zhì)增重實(shí)驗(yàn)

可以從成品上取樣,，浸泡在選定的一種或幾種介質(zhì)中，一定溫度時(shí)間后取稱重,，根據(jù)重量變化率硬度變化率推斷材料的種類,。

比如在100℃機(jī)油中浸泡24小時(shí),，丁腈橡膠NBR,，氟膠，氯丁橡膠CR質(zhì)量及硬度變化率很小,，而天然橡膠NR,，乙丙橡膠EPDM，丁苯橡膠SBR增重一倍以上且硬度變化很大,，體積膨脹很明顯,。

2 熱空氣老化實(shí)驗(yàn)

從成品中取樣，放在老化箱里老化一天,，觀察老化后的現(xiàn)象,。可以分級(jí)老化逐步升溫,。比如150℃下氯丁橡膠CR,，天然橡膠NR，丁苯橡膠SBR都會(huì)脆斷,，丁腈橡膠NBR,，乙丙橡膠EPDM還有彈性。升到180℃下普通丁腈橡膠NBR就會(huì)脆斷,；而230℃下氫化丁腈膠HNBR也會(huì)脆斷,，氟膠和硅膠仍然有很好的彈性。

3 燃燒法

取少許樣品,，在空氣中燒,。觀察現(xiàn)象。

一般來(lái)說(shuō)氟膠，氯丁橡膠CR離火自息,，即使燒著火苗也比一般天然橡膠NR,、乙丙橡膠EPDM的要小的多。當(dāng)然,，如果仔細(xì)觀察,，燃燒狀態(tài)、顏色,、氣味也會(huì)提供為我們很多信息,。比如NBR/PVC并用膠，有火源時(shí)火劈啪的亂濺,，似乎有水似的,，離火自熄，煙濃且有酸味,。需要注意的是有時(shí)添加了阻燃劑但不含鹵素的膠也會(huì)離火自熄,，這要借助別的辦法進(jìn)一步推斷。

4測(cè)比重

用電子稱或分析天平,，精確到0.01克的即可,，外加一杯水，一根頭發(fā)絲即可,。

一般來(lái)說(shuō)氟膠比重最大,，1.8以上，氯丁橡膠CR 的也多在1.3以上比重明顯偏大的可以考慮是這些膠,。

5 低溫法

從成品上取樣,，用干冰和酒精制造一個(gè)合適的低溫環(huán)境。把樣品泡在低溫環(huán)境下2-5分鐘,，在選定溫度下感覺(jué)軟硬程度,。比如零下40℃以下，同樣耐高溫耐油很好的硅膠和氟膠對(duì)比,，硅膠則比較軟,。