合成橡胶的发展为什么会后来居上?

2024-12-02 07:07:56
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回答1:

20世纪20年代后期,生产合成橡胶的原料由二甲基丁二烯向丁二烯转移。因为丁二烯更容易得到,而且用金属钠作为聚合催化剂也特别有效,所以自那以后,德国的合成橡胶就取了一个至今为世人熟悉的通用名称—Buna。其中B和u来自Butadiene(丁二烯)的前两个字母,n和a来自德文Natrium(钠)的前两个字母。但早期的Buna橡胶从来没有得到性能满意的产品,原因之一是20世纪30年代以前,所有的合成橡胶都是用简单的本体聚合方法制造的。

合成橡胶起步比天然橡胶晚了好几个世纪,但它却摆脱了天然橡胶生产受自然条件限制和性能单一的缺陷。

大家知道,橡胶树是一种典型的热带作物,适宜种植的地域十分有限,我国可以种植橡胶林的面积还不到国土的1/1000。橡胶树成活6~7年后才开始割胶,一般产胶寿命只有20年左右;在正常条件下,每亩胶园的干胶产量只有50~100千克。一遇到台风、干旱、病虫等自然灾害,就会大幅度减产,所以首先在数量上不能满足日益增长的需求。

世界天然橡胶与合成橡胶产量增长对比其次,由于天然橡胶的综合性能很好,特别是它的弹性、黏着性和强度优异,所以至今仍广泛用来制作轮胎尤其是大型轮胎;但随着社会的进步,性能局限的天然橡胶越来越难以适应人类各种各样的需求。例如汽车胎面用胶既要使车辆安全舒适又要耐磨省油;内胎要求有高气密性;越野车和某些长期在恶劣环境下运转的汽车轮胎还要求耐光、耐老化;航天用的橡胶部件往往需要耐几百度的高温;不少设备的衬里既要耐腐蚀还要耐油;用于人体内部的橡胶材料一方面需要长期无害无损,另一方面还需要与人的肌体组织有很好的相容性;有的橡胶制件还要求有抗震吸能性能。满足这些形形色色的要求,只有求助于合成橡胶了。

以下的例子可以说明合成橡胶特有的作用:

(1)顺丁橡胶的弹性与天然橡胶相当,耐磨性却比天然橡胶高1.5倍;(2)乙丙橡胶在100℃左右的使用寿命接近天然橡胶的100倍;(3)丁基橡胶对空气的透过率仅为天然橡胶的1/10,硅橡胶对氧气的透过率则是天然橡胶的25倍。

(4)硅橡胶可在-100~200℃下使用,而天然橡胶一般只能在-20~60℃下使用。

(5)丁腈橡胶有天然橡胶不具备的耐油性能,氢化丁腈橡胶耐酸性介质的能力比丁腈橡胶好5倍,而且能在170~180℃下使用。

此外,合成橡胶的原料资源很广泛,石油、天然气、煤炭以至许多农产品都可用来生产合成橡胶。

正是由于以上原因,合成橡胶的发展速度大大超过天然橡胶。2000年全世界合成橡胶的产量几乎是天然橡胶的2倍。如今,整个橡胶产业中合成橡胶的使用比例达到了60%。