天然橡胶加工学

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1、绪论0-1天然橡胶的发展简史远在1492年哥伦布发现美洲以前，中美洲和南美洲的当地居民即已开始了利用天然橡胶（NaturalRubber）。如用于玩投石环游戏的实心胶球，也有用胶制成的鞋子、瓶子及其它用品，而所有这些物品都是某些树木的分泌物（即所谓“胶乳”）经凝固、干燥等处理而成。这些能分泌“胶乳”的树在墨西哥和中美洲称为“ulli"或“ule”，在南美洲称为“hheve”或“Cau-uchu”，意思是“流泪的树”。其学名即为巴西橡胶树（Fleveb．asijieilsls）。西班牙人曾试用过从巴西橡胶树割出来的胶乳制防雨斗篷，但发现其一经日晒就变软、发粘。于是，只搜集一些当地的

2、天然橡胶制品带回欧洲作为纪念品而未能真正认识到天然橡胶的价值。直至1736年，法国科学院派往南美洲测定子午线的C．H．Condamine，从秘鲁把天然橡胶带回，并报道了有关橡胶树的产地、胶乳的采集方法及其在当地利用的信息。1747年，法国工程师C．F．Fresneau在圭亚那森林中发现包括巴西橡胶树在内的几种橡胶树，他在致C．H．Condamine的信中除描述有关橡胶树的情况外，还指出天然橡胶的可能用途。这信件直至于1751年在法国科学院宣读，从而使欧洲人开始认识天然橡胶，并进一步研究它的价值。1791年，英国S．Peal取得了松节油溶解天然橡胶用于制造防水材料的专利权。1797

3、年，H．Johnson取得用等量的松节油和酒精溶解天然橡胶用于制造防雨布的专利权。1823年，英国C．Macintosh取得用天然橡胶的苯溶液制造雨衣的专利权，并设厂生产雨衣，至今仍把橡胶布和橡胶布雨衣称为“macintosh”。在这个时期中，还有许多天然橡胶用途方面的研究，如制造胶管、人造革和胶鞋等，全球的耗胶量多达300t/年。然而，存在的不可忽视的问题是，这些产品一旦遇到气温高或经太阳曝晒后就变软、发粘，而气温低时则变硬、脆裂，使用寿命短。美国C．Goodyear长期从事天然橡胶制品生产，一直在考虑如何解决上述问题。一次工厂领班N．Hayward说到，当把湿的胶块放在晒场晒

4、干时，若在胶块上撒上硫磺粉，就可以避免在晒干过程中胶块互相粘结成团，而且胶块与硫磺粉接触的部位，表面不发粘而变得平滑且具有良好的弹性。此后，C．Goodyear经过1年多的试验，发现在天然橡胶中加入硫磺和碱式碳酸铅，经共同加热熔化后，所得制品受热或在阳光下曝晒，非但不易变软、发粘，而且仍然保持良好的弹性，最终于1839年发现了天然橡胶硫化，并于1844年申请了专利，由此诞生了早期的天然橡胶产业。从此，天然橡胶才真正被确定具有特殊的使用价值，成为一种极其重要的工业原料。1888年，英国J．B．Dunlop发明充气轮胎，促进了汽车轮胎工业的飞速发展而使天然橡胶的消耗量急剧上升，到18

5、90年，仅英、美两国天然橡胶的总消耗量就达到28528t/年。英国J．Collins早在1860年就认为，野生天然橡胶资源毕竟有限，应该把美洲野生天然橡胶树引种到东南亚，并于1873年和1875年先后两次从美洲采集巴西橡胶种子，但都未能成功。1876年，英国H．Wickham从巴西亚马逊河口附近采集到7万粒橡胶种子，运回英国皇家植物园播种，并在锡兰（现称斯里兰卡）、印度尼西亚、新加坡试种均取得成功，标志着巴西橡胶树在远东落户的开端。我国早在1904年开始引种巴西橡胶树。云南省盈江县土司刀印生在1904年由日本归国途径新加坡时，购买巴西三叶橡胶苗木8000株，运回并种植在盈江县新城

6、凤凰山南坡，至今年仍存活两株；1905年日本人将橡胶树引入台湾种植成功；1906年广东华侨何麟书从马来西亚引种橡胶苗木4000株，种植在海南；1920年广东茂名农校从马来西亚引种橡胶苗木数株，在该校园内试种成功；1927年林育仁从泰国带回一批橡胶树种子，在雷州半岛试种成功。到1950年为止，我国天然橡胶种植面积约2800ha（公顷），有巴西橡胶树106万余株，其中开割树约为64万株，年产干胶约200t。椐统计，全球含天然橡胶的植物约有两千种，但具有工业价值的有三种，即巴西三叶橡胶树、银胶菊灌木和杜仲树。其中，前两者的分子结构均是顺式聚异戊二烯，而后者的分子结构是反式聚异戊二烯。银

7、胶菊灌木原产于墨西哥半干旱地区，后来美国和前苏联都进行了引种。银胶菊胶中树脂含量高，需经处理除去后才可以用作橡胶，因此成本远高于巴西三叶橡胶树。我国于20世纪80年代曾从美国引种银胶菊灌木，而切我国自身也有一些野生银胶菊品系，但银胶菊产胶量太低，仅为6%，尚未能得到全面的推广利用。另一类可作为天然橡胶的是杜仲树产的杜仲胶。早在1851年，美国人就认识了杜仲胶，称其为Gutta-percha，用于塑料，而非弹性体材料。直至20世纪80年代，我国学者研究发现提高交联1密度可以使反式聚