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18新利最新登入橡胶的工作原理

橡胶化学

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查尔斯·古德伊尔,最早的橡胶风扇

是什么使橡胶如此有弹性?和塑料一样,橡胶是一种聚合物,这是一个重复的单元链称为单体.在橡胶中,单体是一种碳化合物,叫做异戊二烯它有两个碳碳双键。从橡胶树中渗出的乳胶液含有许多异戊二烯分子。当乳胶变干时,异戊二烯分子聚集在一起,一个异戊二烯分子攻击邻近分子的碳-碳双键。其中一个双键断裂,电子重新排列,在两个异戊二烯分子之间形成键。

这一过程一直持续,直到你得到了许多异戊二烯分子的长链,它们像链条一样连接在一起。这些长链被称为聚异戊二烯聚合物。每个聚异戊二烯分子含有数千个异戊二烯单体。随着干燥的继续,聚异戊二烯股通过形成静电键粘在一起,就像两个棒子相对两极之间的吸引力一样磁铁.这些线之间的吸引力将橡胶纤维结合在一起,使它们能够拉伸和恢复。

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18新利最新登入然而,温度变化会影响胶乳橡胶中聚异戊二烯股之间的静电相互作用。高温减少了相互作用,使橡胶更具流动性(粘性)。较低的温度会增加相互作用,使橡胶更加坚固(坚硬,易碎)。

在19世纪早期,一些科学家和发明家着手使橡胶更耐用。一位著名的发明家,查尔斯·古德伊尔,推断出可以通过将橡胶与各种干粉混合来降低橡胶的粘性。他尝试将滑石粉和其他粉末与橡胶混合。1838年,古德伊尔遇到了纳撒尼尔·海沃德,他在用硫磺和松节油的溶液处理橡胶片,然后在空气中干燥方面取得了进展太阳.海沃德的晒干橡胶更硬更耐用,所以他申请了专利,他称之为日晒

固特异购买了太阳能的专利权,并开始试验硫磺化合物。经过反复试验,发明者将乳胶橡胶与硫和氧化铅混合在一起。传说,一些混合物落在热炉子上,得到的橡胶坚硬、灵活、耐用。固特异的偶然过程最终被称为硫化.他还发现,改变硫的含量会改变橡胶的特性。硫磺用量越多,橡胶就越坚硬。那么橡胶硫化后会发生什么呢?

当聚异戊二烯股与硫和氧化铅一起加热时,硫原子攻击聚异戊二烯链上的双键并与碳原子结合。硫原子还可以在它们之间形成键(二硫键),并交联相邻的聚异戊二烯链,在橡胶中形成网状结构。

这种交联强化了聚异戊二烯,使其更坚硬、更灵活、更耐用。古德伊尔发现,硫用量越多,形成的交联越多,橡胶就越坚硬。固特异的硫化工艺是将胶乳橡胶、硫和氧化铅在高压蒸汽中结合长达6小时,以达到最佳效果。

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