NR橡胶简介
NR,即天然橡胶,是一种从橡胶树(Hevea brasiliensis)的乳胶汁中获得的弹性体,主要生长在东南亚等热带地区。它主要由顺-1,4-聚异戊二烯组成,高分子量赋予其独特性能。NR于19世纪首次商业化,由Charles Goodyear于1839年发现的硫化(用硫磺交联)革命化了其应用,提升了耐久性。它可加工成乳胶、干胶或复合形式,常与炭黑、二氧化硅、油类和抗氧化剂等填料混合。变体包括肋烟片(RSS)、浅色绉片和技术规格橡胶(TSR)。NR可生物降解且可再生,但易受环境因素影响供应波动。
NR橡胶的特性
NR提供优越的动态性能,适用于需要高弹性的应用。以下是其关键特性:
- 机械性能:NR具有出色的拉伸强度(硫化形式下20-30 MPa)、卓越的断裂伸长率(500-800%)和优越的撕裂耐性。它表现出高回弹性(“弹跳”或反弹)和低滞后,导致动态应用中热积累最小。然而,无填料时耐磨性中等,并在应变下结晶以增加强度。
- 化学耐性:对水、醇类和稀酸/碱有合理的耐性,但对油类、烃类、臭氧和氧化剂的耐性差,会导致膨胀或降解。配方中需要抗臭氧剂和抗氧化剂以减轻开裂。
- 热性能:在-50°C至+80°C范围内有效运行(短期可达+100°C)。它在低温下保持柔韧性,但在高温下软化和降解,除非添加热稳定剂。某些品系具有良好的低温结晶耐性。
- 耐久性和老化:对疲劳和弯曲开裂有良好的耐性,但易受大气老化、紫外和臭氧影响,除非添加防护剂。它气体渗透率低,对织物和金属有出色的粘附性,适用于复合材料。
- 加工和成本:易于通过碾磨、挤出、压延和模压加工。它具有高生胶强度(未固化凝聚力)且成本效益高,比合成橡胶便宜,虽然价格随全球供应波动。NR可生物降解,使其更环保。
- 其他性能:高电绝缘性、低比重(0.92-0.95),纯化形式具有生物相容性。可用硫磺、促进剂或过氧化物硫化。然而,乳胶形式中的蛋白质可能引起过敏反应。
在配方中,NR常与合成橡胶混合(如与SBR混合以提高耐磨性,或与BR混合以改善低温性能)以平衡性能并降低成本。
NR橡胶的应用
NR的天然弹性使其在振动隔离和高性能产品中不可或缺:
- 汽车轮胎和部件:主要用于卡车、飞机和越野轮胎(某些径向胎中达100% NR),因其回弹性和低滚动阻力。也用于支架、衬套和密封件。
- 工业产品:输送带、软管和辊筒,因其耐磨性和柔韧性。
- 消费品:手套、气球、橡皮擦和鞋底,因其弹性和舒适性。
- 医疗和保健:外科手套、导管和避孕套(乳胶形式),因其生物相容性,虽然替代品减少过敏风险。
- 振动和冲击吸收:发动机支架、地震轴承和体育设备如网球。
- 其他用途:粘合剂、泡沫床垫和农业产品。它还用于抗震建筑垫。
NR年全球产量超过1300万吨,可持续实践如农林复合经营正在兴起。尽管合成橡胶兴起,它仍是橡胶工业的基础。