天然橡胶(NR)是一种以异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物。人们从三叶橡胶树、银叶橡胶菊、杜仲树等天然植物中获取胶乳,加工制成烟片胶、绉片胶、风干胶片、标准橡胶等各种天然橡胶。
天然橡胶中橡胶烃含量为92%~95%,橡胶烃的主要成分是聚异戊二烯,它决定了天然橡胶的主要性能,橡胶中烃的含量越高,杂质含量较少,橡胶的物理机械性能越好;非橡胶烃占5%~8%,非橡胶烃主要成分是蛋白质类、丙酮抽出物、灰分、水溶物和水分等。
①蛋白质类对天然橡胶性能的影响天然橡胶中的含氮化合物都属于蛋白质类,蛋白质有防止老化的作用,除去蛋白质,生胶老化过程会加快。蛋白质中的碱性氮化物及醇溶性蛋白质有促进硫化的作用。但是蛋白质在橡胶中易腐败变质而产生臭味,蛋白质易吸水,会使制品的电绝缘性下降。
②丙酮抽出物对天然橡胶性能的影响丙酮抽出物主要是些高级脂肪酸和固醇类物质。高级脂肪酸是一种硫化活性剂,可促进硫化,能增加胶料的塑性。而固醇类及某些还原性强的物质则具有防止老化的作用。
③灰分对天然橡胶性能的影响灰分是一些无机盐类物质,主要成分为钙、镁、钾、钠、铁、磷等化合物,这些物质吸水性较大,会降低制品的电绝缘性,还因含微量的铜、锰等变价离子,会使橡胶的老化速率大大加快。
④水分对橡胶性能的影响生胶水分过多,贮存中易发霉,还影响橡胶的加工,例如混炼时配合剂结团不易分散,压延、压出过程中易产生气泡,硫化过程中产生气泡或海绵等。但1%以内的水分在橡胶加工过程中可以除去。
天然橡胶的化学性质:天然橡胶是不饱和的橡胶,每一个链节模都含有一个双键,能够进行加成反应。由于双键和甲基取代基的影响,使双键附近的α-次甲基上的氢原子变得活泼,易发生取代反应。所以天然橡胶容易与硫化剂发生硫化反应(结构化反应),与氧、臭氧发生氧化、裂解反应,与卤素发生氯化、溴化反应,在催化剂和酸作用下发生环化反应等。
天然橡胶具有综合性好的物理机械性能,天然橡胶分子结构规整性好,外力作用下可以发生结晶,为结晶型橡胶,属于自补强性橡胶,拉伸强度、定伸应力、撕裂强度等物理机械性能较好。
天然橡胶具有良好的加工工艺性能,天然橡胶由于分子量高、分子量分布宽,分子中α-甲基活性大,分子链易于断裂,再加上生胶中存在一定数量的凝胶成分,因此很容易进行塑炼、混炼、压延、压出、成型等,并且硫化时流动性好,容易充模。
天然橡胶主要应用于轮胎、胶带、胶管、胶鞋、电线电缆和多数橡胶制品,是应用最广的橡胶。