I. Nguồn gốc của cao su tự nhiên
Cao su tự nhiên là một vật liệu có độ đàn hồi cao thu được từ thực vật tự nhiên và được xử lý. Có ít hơn 2.000 loài thực vật có thành phần cao su trong tự nhiên. Nhưng hàm lượng keo nhiều, sản lượng lớn, chất lượng tốt, thu thập dễ dàng phải đẩy mạnh cây cao su Brazil. Kết quả là, hơn 98% tổng sản lượng cao su tự nhiên trên toàn thế giới hiện nay đến từ cây keo Brazil.
II. Thành phần của mủ cao su tự nhiên
Mủ cao su tự nhiên là một chất lỏng màu trắng sữa dày trông giống như sữa, và nó là một phân tán nước sữa của các hạt cao su trong một môi trường gần trung tính. Trong không khí do tác động của oxy và vi sinh vật, độ axit của mủ cao su tăng lên, 2-12h có thể đông cứng tự nhiên. Để ngăn ngừa đông máu tự nhiên, cần thêm một lượng dung dịch amoniac nhất định làm chất bảo quản.
Bảng 1 Các thành phần chính của mủ cao su tự nhiên
Dữ liệu từ bảng 1 có thể thấy rằng mủ cao su ngoài hydrocacbon cao su và độ ẩm, có khoảng 10% thành phần cao su phế liệu, những chất này có ảnh hưởng rất quan trọng đến hiệu suất của mủ cao su và cao su rắn.
III. Cấu trúc của cao su tự nhiên
Các nghiên cứu khoa học hiện đại đã chứng minh rằng cao su tự nhiên thông thường ít nhất 97% là cấu trúc cộng thêm cis 1,4 của isoprene có chứa một lượng nhỏ isoprene 3,4), công thức cấu trúc phân tử của nó là:
Cao su tự nhiên, giống như các hợp chất polymer khác, có tính đa phân tán, tức là chuỗi phân tử dài hoặc ngắn và trọng lượng phân tử lớn hoặc nhỏ. Trọng lượng phân tử trung bình của nó là khoảng 700.000, tương đương với độ trùng hợp trung bình khoảng 10.000. Phạm vi phân bố trọng lượng phân tử là tương đối rộng, theo tài liệu nước ngoài báo cáo, trọng lượng phân tử tuyệt đại đa số là 30.000~10 triệu, chỉ số phân bố trọng lượng phân tử H là 2,8~10. Đường cong phân bố trọng lượng phân tử của cao su tự nhiên được thể hiện trong Hình 1.
IV. Hiệu suất của cao su tự nhiên
(1) Tính chất hóa học
Cao su tự nhiên là cao su không bão hòa, mỗi liên kết chứa một liên kết đôi, có thể tiến hành phản ứng cộng thêm. Ngoài ra, do ảnh hưởng của liên kết đôi và nhóm thay thế methyl, các nguyên tử hydro trên nhóm methylene A gần liên kết đôi trở nên sống động và dễ xảy ra phản ứng thay thế. Do các đặc điểm cấu trúc trên của cao su tự nhiên, nó dễ dàng xảy ra phản ứng lưu hóa (phản ứng cấu trúc) với chất lưu hóa, oxy hóa, phản ứng nứt với oxy, ozone, phản ứng clo hóa, bromua với halogen, phản ứng vòng hóa xảy ra dưới tác động của chất xúc tác và axit, v.v.
Nhưng vì cao su tự nhiên là hợp chất phân tử cao, nó có các đặc tính phản ứng của các hợp chất hữu cơ enoid, chẳng hạn như tốc độ phản ứng chậm, phản ứng không hoàn chỉnh và không đồng đều, đồng thời có nhiều hiện tượng phản ứng hóa học cùng tồn tại, chẳng hạn như phản ứng nứt oxy hóa và phản ứng cấu trúc.
Trong số tất cả các loại phản ứng hóa học của cao su tự nhiên, quan trọng nhất là phản ứng nứt oxy hóa và phản ứng cấu trúc. Cái trước là cơ sở lý thuyết của keo sống để tiến hành chế biến nhựa, cũng là nguyên nhân lão hóa cao su; Cái sau là căn cứ lý luận để chế biến keo sinh học. Và clo hóa, vòng hóa, hydro hóa và các phản ứng khác của cao su tự nhiên có thể được áp dụng cho các khía cạnh sửa đổi của cao su tự nhiên.
(2) Tính chất vật lý và cơ học tích hợp tốt
Cao su tự nhiên có độ đàn hồi tốt ở nhiệt độ bình thường. Đây là do chuỗi phân tử cao su tự nhiên ở nhiệt độ bình thường có trạng thái vô định hình, tính linh hoạt của chuỗi phân tử tốt. Mật độ là 0,913g/cm2, mô đun đàn hồi của nó là 2~4MPa, khoảng một phần ba mươi nghìn thép, và độ giãn dài gấp 300 lần thép, tối đa có thể lên tới 1000%. tại 0100° ℃, tỷ lệ phục hồi của cao su tự nhiên có thể đạt hơn 50%~85%.
Cấu trúc phân tử cao su tự nhiên là tốt, kết tinh có thể xảy ra dưới tác động của các lực bên ngoài. Nó là cao su tinh thể và có sức mạnh tự bổ sung. Hiệu suất kéo của keo lưu hóa tinh khiết chỉ đứng sau cao su polyurethane, có thể đạt 17~25MPa, sau khi bổ sung carbon đen có thể đạt 25~35MPa, ứng suất cố định 300% có thể đạt 6~10MPa, ứng suất cố định 500% là hơn 12MPa, cường độ xé có thể đạt 95kN/m, tổn thất sức mạnh ở nhiệt độ cao (93 ℃) là khoảng 35%.
V. Ứng dụng của cao su tự nhiên
Bởi vì cao su tự nhiên có một loạt các đặc tính vật lý và hóa học nói trên, đặc biệt là khả năng phục hồi tuyệt vời, cách nhiệt, cách ly nước và tính dẻo và các đặc tính khác, và, sau khi xử lý thích hợp, nó cũng có khả năng chống dầu, axit, kiềm, nhiệt, lạnh, áp lực, mặc sức đề kháng và các tính chất có giá trị khác, do đó, nó có một loạt các ứng dụng.
Cao su tự nhiên chủ yếu được sử dụng trong lốp xe, băng dính, ống cao su, dây và cáp và hầu hết các sản phẩm cao su, là loại cao su được sử dụng rộng rãi nhất. Giày mưa, túi nước ấm, dây đàn hồi được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày; Găng tay phẫu thuật, ống truyền máu, bao cao su được sử dụng trong ngành y tế và y tế; Các loại lốp xe được sử dụng trong giao thông vận tải; Băng tải, băng tải, găng tay chống axit và kiềm được sử dụng trong công nghiệp; Ống cao su thoát nước, túi nước amoniac được sử dụng trong nông nghiệp; Khí cầu thăm dò dùng để đo khí tượng.
