【化工科普10】合成橡胶——汽车行驶万里的秘密

如今，越来越多的汽车主推乘坐的舒适性和行驶的平顺性，有些老司机甚至可以做到水杯无盖放车顶，行驶过程中滴水不撒。除了司机技术精湛外，还得力于汽车优秀的减震缓冲能力，而轮胎居功至伟。可实际上，5000年前人类就发明了轮子，安装轮胎却是近百年的事情，原因就在于始终找不到一种良好的材料制作轮胎。

直到合成橡胶的出现......

天然橡胶与合成橡胶

1496年，哥伦布在航行中发现，南美洲土著经常玩一种用硬化了的植物汁液做成的球，它有着特别的弹性。而这就是在巴西三叶橡胶树树皮内采集的天然胶乳，经过凝固、干燥等加工工序而制成的天然橡胶。之后，人们开始利用天然橡胶制造实心轮胎。

但是天然橡胶本身受热易变软磨损，遇冷易变硬发脆，易溶于汽油等有机溶剂。直到1839年，美国人查尔斯•固特异发明了硫化橡胶，才让橡胶成为了有使用价值的材料。通过将天然橡胶与硫磺一起加热进行硫化，可以使分子链间作用力量增强。从而使胶料具备高强度、高弹性、高耐磨、抗腐蚀等优良性能。这就是我们一般说的从生胶到熟胶的过程。现如今全球最大的轮胎生产公司——固特异轮胎橡胶公司，就是为了纪念橡胶之父查尔斯•固特异。

随后，人们利用橡胶高气密性的特点发明了充气轮胎，乘车这件事比以往任何时候都更加舒适，汽车数量大量增加，天然橡胶供不应求，刺激着各国竞相研制合成橡胶。

例如利用气体丁二烯来制造橡胶，丁二烯是可以用酒精制取的,而酒精则极易从马铃薯发酵后获取。前苏联科学院院士法伏尔斯基还研制过用普通的煤炭、石灰岩和水来制造橡胶的方法，让不适合生长橡胶树的极寒地区也能使用廉价橡胶。

合成橡胶从20世纪初开始生产，到40年代得到了迅速的发展。因其具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高低温等性能，因而广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。

合成橡胶的分类

如今按照使用特性，合成橡胶可以分为通用型橡胶和特种橡胶两大类。

通用型橡胶指是可以部分或全部代替天然橡胶使用的橡胶，比如丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶等，是合成橡胶的主要品种。其中丁二烯和苯乙烯共聚制得的丁苯橡胶，是产量最大的通用合成橡胶，被广泛用于制造各种轮胎及一般工业橡胶制品。

而针对一些特殊场合的特殊需求，人们专门研发了特种橡胶，它们往往在耐高温、耐油、耐臭氧、耐老化和高气密性等方面拥有“特长”。

比如：异戊橡胶耐磨性优异，常用在制造载重轮胎和越野轮胎；乙丙橡胶更耐臭氧、化学稳定性好，可以作为散热器软管、火花塞护套、汽车密封条等；丁基橡胶的气密性、防水性能强，既可制造汽车内胎和无内胎轮胎，也可用作建筑和化工领域的防水衬里、防水涂料、防酸防腐蚀材料等。

作为车辆唯一接触地面的零部件，轮胎的性能决定着汽车发展的天花板。在汽车行驶中，约20%的汽油是被轮胎滚动阻力所消耗。随着更多轻量化，低滚动阻力的绿色轮胎被研制出来，可以稳定减少汽车燃料消耗3%到8%，每年将为全球节省数百万桶石油，并显著减少一氧化碳排放量。

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