天然橡胶（Natural rubber，NR），作为一种以顺-1，4-聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物，在工业和日常生活中扮演着举足轻重的角色。

基本信息

化学组成与结构

化学组成

天然橡胶主要由90%以上的橡胶成分（橡胶烃）及10%的其他物质（非橡胶成分）组成。以烟片胶为例，其化学组成如下表所示：

化学结构

天然橡胶的主要成分是橡胶烃，由顺式异戊二烯链节组成，n值约为10000左右，分子量为3~3000万，多分散性指数为2.8~10，具有双峰分布规律。这种结构赋予了天然橡胶良好的物理机械性能和加工性能。

特性

• 高弹性：天然橡胶由许多细长分子链构成，这些分子链具有很大的柔顺性和移动性，使得天然橡胶在受到外力拉伸时能够伸展，并在外力消除后恢复原状。
• 抗拉伸与耐磨：由于其弹性和柔韧性，天然橡胶具有很高的抗拉伸和耐磨性能，适合制造各种耐用的制品。
• 耐温性：天然橡胶在温度范围内的物理性质基本稳定，耐受低温至-70°C，适用于低温环境。
• 可塑性：天然橡胶在加热和压力下可以变形，并保持所形成的形状，可用于制造各种形状和大小的制品。
• 绝缘性：天然橡胶的橡胶烃是聚异戊二烯，无极性基，因此是很好的绝缘体。
• 化学稳定性：天然橡胶有不饱和双键，易受空气中的氧、臭氧和光、热的作用而老化，但具有较好的耐碱性能，不耐浓强酸。

应用领域

交通运输业

• 轮胎生产：天然橡胶最重要的用途之一，中国天然橡胶年消费量的75%用于轮胎生产。天然橡胶也是航空轮胎中占比最高的原材料，且无法被替代。
• 其他橡胶零部件：每辆汽车有数百个橡胶零部件，橡胶零部件重量约占整车自重的3%~6%。天然橡胶还用于各大车站的载人运输带、抢险救灾的气垫船等。

建筑业

• 减震隔震：天然橡胶材料具有阻尼特性，可在桥梁和房屋减震等方面得到广泛应用。例如，日本通过人工试验和地震考验，使用积层橡胶有效防止地震波传向建筑。中国也将天然橡胶应用到建筑工程减震隔震工程中，部分工程经受了汶川、芦山等地震的考验。
• 沥青改性：天然橡胶用于沥青改性，可提升沥青混合料的抗车辙、抗疲劳和温度敏感性等性能，增强沥青路面的自愈能力。

日常用品

• 乳胶手套：提供卓越的防水性能和手部保护，具有耐用性和可重复使用性。
• 橡皮擦：最常见的天然橡胶制品之一，用于擦除铅笔或炭笔的痕迹。
• 乳胶床垫：具有较好的弹性，可以满足不同人群的需求，适用于不同的睡姿。

工业用品

• 密封圈与密封胶带：用于防水或防油，应用在煤山、矿山等地，有效防止液体和气体泄漏，提高设备效率和可靠性。

医疗制品

• 注射器、输液管、医疗手套：天然橡胶制品在医疗部门不可或缺，具有优异的柔韧性和耐用性，可以耐受液体和气体的流动。

运动器材

• 网球拍手柄：天然橡胶被广泛用于网球拍的手柄中，提供柔软性和抓握感。
• 游泳眼镜密封垫：使用天然橡胶制成，柔软性和适应性良好，可以适应各种头型和面部形状。
• 瑜伽垫：天然橡胶是瑜伽垫的常见材料之一，提供防滑性和缓冲效果。
• 球拍握拍：羽毛球拍握把也经常使用天然橡胶来提供更好的握持和手感。

其他领域

• 国防武器设备：如野外扎营用的帐篷、陆地作战的坦克等。
• 宇航服：宇航员的太空服，既可以防高温又可以防辐射，同样也是橡胶制品。
• 氨纶：一种具有天然橡胶弹性的丝织材料，可与其他材料配合制织成具有弹性的紧身服装和袜口。

历史发展

发现

最早发现和利用天然橡胶的是居住在南美亚马逊河沿岸的印地安人。1493~1496年，哥伦布第二次去美洲大陆时，他的同伴就曾在海地看到当地人玩橡胶球的情景。1735年，法国科学家康达明也曾对印地安人割取橡胶乳汁并用以制做胶鞋、容器等做过详细记叙。

发展

• 1768年：法国人麦加用乙醚软化橡胶，制成强韧的橡胶膜，并利用蜡模制成了橡胶软管。
• 1770年：英国化学家普里斯特发现橡胶可用来擦去铅笔字迹，并称之为"India rubber"。
• 1823年：英国人麦金托什利用橡胶制成了防水斗蓬，但发现纯天然橡胶遇热会变得黏稠发粘，遇冷则变得又硬又脆。
• 1839年：美国人查尔斯·固特异发明了橡胶硫化技术，为橡胶大量商业化应用迈出了决定性的一步。
• 1876年：英国人亨利·韦翰从巴西亚马孙地区秘密采集了7万颗橡胶树种子偷运到英国，并分配到各殖民地种植。
• 1888年：芮德勒被任命为新加坡植物园主任后，带领大家发明了连续割胶法，使橡胶树可以在几十年里连续割胶。
• 20世纪：东南亚地区的天然橡胶产量迅速增长，1941年占全球的97%。第二次世界大战期间，澳大利亚北部、热带非洲以及中南美洲等国家和地区开始大规模发展天然橡胶。

中国橡胶发展

• 1904年：中国开始引进橡胶树苗种植，但初期管理不善导致橡胶园被毁。
• 新中国成立后：中国热带农业科学院的科技工作者通过科学实践，成功地在18°-24°N的广大地区种植巴西橡胶树，并获得较高产量。
• 1996年：中国天然胶产量达到42万吨，成为世界第五大天然胶生产国。
• 2013年：全国橡胶种植面积达到110多万公顷，开割面积达70多万公顷，种植面积和开割面积仅次于印度尼西亚和泰国，世界排名第三。

来源与生产

来源

自然界含橡胶成分的植物有400种之多，但产胶量最多、质量最好的为人工种植的三叶橡胶树。三叶橡胶树属热带乔木，高达10~20米，原产巴西，种植5~6年后可开始割胶，经济寿命实生树约40年，芽生树约30年。

产地

• 亚洲：印度尼西亚植胶面积居世界第一，泰国第二，马来西亚与中国相近并列第三，越南第五，印度第六。东南亚是天然橡胶的主产区，泰国、印度尼西亚和马来西亚的产量占全球产量的66%。
• 非洲：尼日利亚、利比里亚、科特迪瓦等26个国家种植橡胶树。
• 北美洲：墨西哥、危地马拉、洪都拉斯等11个国家种植橡胶树。
• 南美洲：巴西、厄瓜多尔、哥伦比亚等10个国家种植橡胶树。

生产工艺

天然橡胶主要由橡树割取的橡浆（乳胶）加酸凝聚，并经滚压、干燥制成，俗称"生橡胶"。其生产工艺流程包括生物合成、浓缩橡胶浆、烟片胶、风干胶、皱片胶、颗粒橡胶和技术分级干胶等。

品种

天然橡胶因其加工处理的方法不同而品种各异，常用的有浓缩橡胶浆、烟片胶、风干胶、皱片胶、颗粒橡胶和技术分级干胶等。此外，天然橡胶还可通过化学改性得到环氧化天然橡胶、氯化天然橡胶、液体天然橡胶、天甲橡胶和脱蛋白天然橡胶等改性天然橡胶。

安全事宜

消防安全

天然橡胶在遭受高温时容易燃烧，并释放出有害气体。因此，在使用天然橡胶制品时，应避免接触明火或高温环境。

运输存储

• 橡胶不得与铜、锰的盐类或氧化物接触，不得与油类和易燃物一起贮存。
• 存放橡胶的仓库要求通风、干燥、不漏雨，保持较低的相对湿度。
• 贮存时不宜长期积压，运输时应用干燥、清洁车厢装运，盖好篷布，避免太阳照射或雨淋造成橡胶发霉变质。
• 运输时应避免与油类、酸碱、有机溶剂及其他对橡胶有害的物质接触或受其污染。

加工安全

天然橡胶是一种安全性很高的材料，一般没有毒性，但有些人可能对天然橡胶过敏，可能产生皮肤刺痛、瘙痒、红肿等不适症状。在生产过程中应注意防护措施。