天然橡胶的主要成分是什么?

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天然橡胶的主要成分

天然橡胶,一种弹性的、多用途的材料,是从橡胶树的乳胶中提取的。其主要成分是异戊二烯,一种由异戊二烯单体连接而成的聚异戊二烯。异戊二烯单体以顺式1,4-聚合排列,这意味着碳原子和氢原子的空间排列在聚合物主链的一侧交替出现。

异戊二烯

异戊二烯是天然橡胶的骨干成分,约占其重量的90%。它是一种五碳烯烃,化学式为C5H8。异戊二烯单体具有两个双键,赋予其不饱和特性并导致其高度反应性。聚合过程中,异戊二烯单体以头对尾方式连接,形成聚异戊二烯链。

其他成分

除了异戊二烯外,天然橡胶还含有少量的其他成分,包括:

蛋白质:天然橡胶中约含5-7%的蛋白质,它们与橡胶分子交联,提供强度和韧性。

脂类:约占天然橡胶重量的2-3%,脂类包括脂肪酸和树脂,它们可以影响橡胶的加工和性能。

糖类:天然橡胶中约含1-2%的糖类,它们可以影响橡胶的粘性。

无机物:天然橡胶中还含有少量无机物,包括钾、钙和镁,它们可以影响橡胶的物理和化学性质。

聚合过程

天然橡胶的聚合过程发生在橡胶树的乳胶中。乳胶是一种乳白色的液体,含有约30-40%的橡胶分子。聚合过程受一种天然酶催化,该酶称为橡胶转录酶。橡胶转录酶催化异戊二烯单体以顺式1,4-聚合方式连接,形成聚异戊二烯链。聚合过程持续进行,直到形成长链的聚合物分子。

加工天然橡胶

从橡胶树中提取乳胶后,天然橡胶需要加工以提高其强度、韧性和耐用性。加工过程包括:

凝固:乳胶与酸或盐反应以凝固,形成凝固剂。

压碎和洗涤:凝固剂被压碎并用大量水冲洗以去除杂质。

干燥:压碎的橡胶被干燥以去除水,形成生橡胶。

硫化:生橡胶与硫或硫化剂反应以形成交叉链接,显著提高其强度和耐用性。

加工后的天然橡胶可以用于制造各种产品,包括轮胎、管子、胶带、密封件和垫圈。

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