天然橡胶（NR）的生产及应用

天然橡胶是热带或亚热带的橡胶树上分泌出的乳液，经过过滤、凝胶、脱水等加工得到的高弹性固体。天然橡胶由于加工方法的不同，可分为烟片胶和皱片胶。电缆中常用的是烟片胶。皱片胶一般用在白色制品上。

1.组成及分类

天然橡胶的主要组成是橡胶烃，此外还含少量的蛋白质、脂肪酸、糖分和灰分。烟片胶的标准组分见表7-1。

表7-1 烟片胶的标准组分

天然橡胶中，蛋白质受热分解出氨基酸，它促进硫化，也有耐老化作用，但吸水大，电性能差；天然树脂有防老化和促进硫化作用；糖分对橡胶影响小；无机盐分可能对老化有促进作用，而且易吸水，导致电性能变差。水分使硫化过程易产生气泡，也可使天然橡胶在贮存中发霉。

烟片胶分为六个级别，在电线电缆工业中，一级烟片胶用作优质绝缘橡皮，二级烟片胶用作一般绝缘橡皮和护套橡皮，三级烟片胶和一、二级烟片胶的外皮只能用作护套橡皮或垫芯。

2.结构特点

橡胶烃是由异戊二烯链节组成的不饱和天然高分子聚合物，其分子结构代表式为

分子量在3～300万之间，平均分子量为70万，平均聚合度为1000左右。顺式1，4-异戊二烯加成结构占97%以上，其余是3，4-异戊二烯加成结构。

天然橡胶的分子结构具有下列特点：

①不饱和度很高，每个异戊二烯加成结构含有一个双键；

②与双键相连的碳原子上的氢原子受双键和甲基斥电子性的影响，因而特别活泼，容易被其他物质夺取；

③分子极性很小，没有极性基团和庞大的侧基；

④分子链是十分规整的顺式等规立构链状，在分子链方向上，甲基以恒等周期0.81nm，分布在分子链周围。

3.主要性能(www.xing528.com)

天然橡胶的相对密度为0.91～0.93，没有一定的熔点，加热至130～140℃时软化，150～160℃显著黏软，200℃时开始分解，270℃时迅速分解。它在常温下稍带塑性，温度降到-10℃时，弹性大大降低，逐渐变硬，继续冷却到-70℃，则变成脆性物质。

1）高弹性

天然橡胶具有很好的弹性，最大伸长率为1000%，在0～100℃时，回弹率为70%～80%，达到130℃时，仍能保持正常的使用性能。

2）机械强度

天然橡胶是一种拉伸结晶性橡胶，机械强度较好，有很大的自补强性。纯天然橡胶拉伸强度为17～29MPa，用炭黑补强后可达25～35MPa。耐曲挠性也很好，20万次以上才会出现裂口。

3）电绝缘性能

天然橡胶为非极性高聚物，故电绝缘性能良好，具有良好的介电性能，体积电阻率最高可达10¹⁵Ω·m。在潮湿状态下或浸水后，体积电阻率变化不大，介电常数和介质损耗则有所增加，其电绝缘性能见表7-2。

表7-2 天然橡胶的电绝缘性能

4）化学性能

具有一定的耐化学药品的能力，具有较好的耐碱性能、耐极性溶剂，但不耐强酸，在非极性溶剂（如汽油、苯）中易膨胀，耐油差。

5）工艺性能

天然橡胶分子中含有双键和活泼α-氢原子，化学反应能力很强，使橡胶容易硫化，形成富有弹性的橡皮。因此天然橡胶具有良好的硫化特性。可以根据产品的使用性能要求灵活地控制硫化密度。同一系列的配方，硫化密度越高，其耐热性、耐溶剂性、机械强度等越好，与此同时伸长率下降、弹性变坏。

6）耐老化性能

天然橡胶分子中的双键和活泼α-氢原子，在热氧作用下容易形成过氧化物，发生自催化的连锁反应，导致橡胶断链或过度交联而发黏或龟裂。因此，天然橡胶耐老化性能差、耐热性较低。

天然橡胶分子是碳氢化合物，具有易燃的缺点。

天然橡胶在电线电缆工业中主要用作电线电缆的绝缘和护套，长期使用温度为-60～+65℃，电压等级可达6kV。对柔软性、弯曲性和弹性要求较高的电线电缆，如橡套软电缆、电梯电缆等，天然橡胶尤为适合，但不能在直接接触矿物油和有机溶剂的场合使用，也不宜用于户外。