天然橡膠
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-04
天然橡膠的視頻教程
只有操作ABAQUS-橡膠密封材料受壓超彈性分析-2D-3D
典型橡膠材料超彈性本構(gòu)模型及其適用性 橡膠又稱為彈性體，包括天然橡膠及合成橡膠，是無定形的高聚物。橡膠是一種超彈性材料，具有良好的伸縮性和復(fù)原性，被廣泛用作密封、減振部件。相對于金屬材料的性能表征只需要較少的參數(shù)，橡膠的特性就顯得很錯綜復(fù)雜，其物理化學性能與金屬材料有很大差別。
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天然橡膠的實例教程
杜仲不僅含有藥理價值的活性成分，而且含有一種具有橡塑二重性的特殊天然高分子杜仲橡膠（反式-聚異戊二烯，簡稱杜仲膠）。隨著全球工業(yè)對橡膠材料需求的日益增長，三葉橡膠（順式-聚異戊二烯）資源呈現(xiàn)不足與病蟲害減產(chǎn)的潛在危機，作為世界第二大天然橡膠資源—杜仲膠（天然橡膠的同分異構(gòu)體）將成為未來橡膠材料的發(fā)展方向之一。我國擁有非常豐富的杜仲資源，被認為是最具發(fā)展優(yōu)勢的天然橡膠替代資源，將杜仲膠轉(zhuǎn)化為新型高值化材料發(fā)展?jié)摿薮螅瑫r也為我國橡膠戰(zhàn)略的布局與發(fā)展提供支撐。
近日，西北農(nóng)林科技大學生命科學學院董娟娥教授團隊在國際著名期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》上發(fā)表杜仲膠封面綜述文章（圖1），并且美國化學會（ACS）配文“Du Zhong”介紹了杜仲及杜仲膠，有助于全球?qū)Χ胖俸投胖倌z的了解，這也是杜仲首次登上國際著名期刊封面，對于在世界上確立杜仲橡膠作為天然橡膠資源的地位具有重要意義。
圖1 杜仲膠封面綜述
在該論文中作者首先介紹了杜仲膠在杜仲不同組織中的分布特點，繼而對杜仲膠的生物合成、提取分離、結(jié)構(gòu)特征、理化性質(zhì)及改性等方面系統(tǒng)性的綜述了目前杜仲膠的研究狀況。杜仲膠廣泛的存在于杜仲的種皮、果實、葉、樹皮、根等組織，其中種皮中含量最高，可達12%-18%，主要分布在種皮的薄壁細胞中，一般采用有機溶劑（如甲苯、丙酮）提取純化，甲羥戊酸（MVP）途徑是生物合成杜仲膠前驅(qū)物異戊二磷酸的主要途徑。
杜仲膠為典型的直鏈型高分子，容易發(fā)生交聯(lián)。
展開 鑒于此，大連理工大學賓月珍教授團隊
選擇環(huán)保
的天然橡膠（NR
）
作為BP
的
“增韌
劑
”，通過簡單的真空過濾方法，制備了NR
增韌BP
（簡稱NR-BP
），制備的NR-BP
兼具柔韌性和高電導(dǎo)率，拓展了其在電磁
屏蔽，導(dǎo)熱，焦耳加熱和
摩擦納米發(fā)電機（TENG
s）等領(lǐng)域的應(yīng)用，
為制備多功能可穿戴電子設(shè)備提供了一種新策略 (圖1
)
。
圖1. NR-BP的制備及其多功能性（電磁屏蔽，導(dǎo)熱，焦耳加熱和TENGs）
由圖2
可知，真空輔助過濾可以很容易地放大得到A4
或更大尺寸的NR-BP
。
制備
的NR-BP
可以進一步折疊成紙鶴和紙船，放置在花上，
顯示
出良好的柔韌性和
輕質(zhì)的特點
。
同時NR-BP
在高斷裂
伸長率
下仍然表現(xiàn)出優(yōu)異的導(dǎo)電性
，其中CNR4
（20
wt% NR
）
的
斷裂伸長率和電導(dǎo)率分別為 27.80%
和32.26 S/cm
，CNR1
（50
wt% NR
）
的
斷裂伸長率和電導(dǎo)率分別為191.23%
和21.74 S/cm
。
圖2.
展開 美國僅有的三家天然橡膠分銷商之一的科羅拉多州斯普林斯公司Simko North America表示，中國正在為國家儲備儲備橡膠，部分是從越南采購，因為越南生產(chǎn)一種獨特的橡膠等級，用于膠帶、繃帶和汽車輪胎的側(cè)壁。
總部位于吉隆坡的天然橡膠生產(chǎn)國協(xié)會（Association of natural rubber Producting Countries）今年1月發(fā)布的一份報告顯示，盡管與疫情相關(guān)的中斷導(dǎo)致美國進口銳減16%，但中國2020年的天然橡膠采購量與前一年持平，。
Intertape Polymer Group是一家為電子商務(wù)公司生產(chǎn)膠帶的公司，該公司全球采購部主管邁克?瓊斯（Mike Jones）表示，去年年底，美國橡膠供應(yīng)變得非常緊張，一些分銷商的緩沖庫存已經(jīng)用完。“一旦購買開始，不僅是中國，許多輪胎公司也紛紛回購橡膠，因此美國的橡膠供應(yīng)變得非常緊張。”
市場表現(xiàn)中，橡膠期貨價格正在上漲。彭博數(shù)據(jù)顯示，2月底，天然橡膠價格攀升至每公斤約2美元，為四年來新高，隨后又出現(xiàn)下跌。橡膠巨頭Halcyon Agri Corp.的前首席執(zhí)行官羅伯特·邁耶（Robert Meyer）認為，未來五年價格將飆升至5美元。
“我們現(xiàn)在看到的供應(yīng)問題是結(jié)構(gòu)性的，”現(xiàn)任新加坡風險投資公司Angsana Investments Private Ltd.的董事總經(jīng)理Meyer稱，“這個問題不會很快改變。”
根據(jù)供應(yīng)鏈研究公司Elm Analytics的創(chuàng)始人Tor Hough所言，這種情況正暴露出幾十年來一直是汽車行業(yè)福音的即時制造方式的危險。
展開 近日，中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院橡膠研究所田維敏教授團隊聯(lián)合崖州灣國家實驗室/中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所李家洋院士團隊和梁承志研究員團隊在國際主流雜志《Nature Communications》上發(fā)表“Genomic insight into domestication of rubber tree”研究論文，系統(tǒng)地闡明了橡膠樹早期馴化的遺傳基礎(chǔ)，揭示了增加的乳管列數(shù)量是橡膠樹早期馴化的首要性狀，并通過全基因組關(guān)聯(lián)分析（GWAS）鑒定到一個調(diào)控乳管數(shù)量的馴化基因。
天然橡膠是一種工業(yè)原材料，對國家的工業(yè)化建設(shè)及國防安全至關(guān)重要。多年來我國天然橡膠自給率持續(xù)偏低，2022年僅為13%，已嚴重威脅產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和國家戰(zhàn)略安全。橡膠樹是世界天然橡膠的主要來源。自1876年英國人魏克漢引種開始，開啟了橡膠樹人工馴化歷程。經(jīng)過一百余年的選擇和改良，目前四生代無性系熱研8-79的產(chǎn)量是未經(jīng)選擇實生樹的4倍左右，但其馴化的遺傳基礎(chǔ)有待解析。
在本研究中，研究人員首先構(gòu)建了一個高質(zhì)量橡膠樹基因組以及涵蓋335份種質(zhì)材料的遺傳變異圖譜，通過群體遺傳分析發(fā)現(xiàn)150年人工馴化在基因組層面存在的痕跡，并鑒定到多個受選擇的產(chǎn)量相關(guān)基因。樹干樹皮中的次生乳管密切聯(lián)系著天然橡膠生產(chǎn)，是橡膠樹產(chǎn)量形成的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。研究人員通過GWAS分析，鑒定到一個調(diào)控乳管分化的主效基因HbPSK5。
展開 一.概述
橡膠材料的疲勞性能可定義為在周期性變形或外力作用下(如彎曲、剪切、壓縮和拉伸等) ,其物理機械性能下降的現(xiàn)象。疲勞破壞是指在低于材料破壞強度下,橡膠因受周期性應(yīng)力或應(yīng)變,其表面或內(nèi)部產(chǎn)生微觀損傷,并逐漸發(fā)展成宏觀裂紋直至制品喪失使用性能的現(xiàn)象。在日常工作條件下,大多數(shù)橡膠制品都是在動態(tài)變形條件下使用的,研究并尋找橡膠材料耐疲勞破壞性的規(guī)律,對保證橡膠制品的使用可靠性具有重要意義。科標技術(shù)從事耐疲勞橡膠成分分析、配方開發(fā)服務(wù)。
二.耐疲勞橡膠
2.1耐疲勞橡膠常見體系：
2.1.1橡膠類型
橡膠類型是影響疲勞破壞性能的主要因素,橡膠材料的應(yīng)力結(jié)晶能力與其疲勞行為密切相關(guān),在合適的或較高應(yīng)力下,應(yīng)力結(jié)晶有利于橡膠材料的耐屈撓破壞性能,主要原因是阻礙微觀破壞及擴展起主要作用。另外,在低應(yīng)變條件下橡膠材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度越高,耐疲勞破壞性能就越好,這是因為橡膠分子的松弛機理起主要作用。
對天然橡膠和丁苯橡膠以多次拉伸的方式，進行了疲勞破壞實驗。拉伸應(yīng)變小時，NR的疲勞壽命比SBR的小，這是因為丁苯橡膠的Tɡ高于天然橡膠，其分子的應(yīng)力松弛機能在此時占支配地位；拉伸應(yīng)變大時，NR的疲勞壽命比SBR的大。其原因在于天然橡膠具有拉伸結(jié)晶性，此時阻礙微破壞擴展占了支配地位。所以在低應(yīng)變區(qū)域，Tɡ較高的丁苯橡膠，其耐疲勞破壞性優(yōu)于天然橡膠；而在高應(yīng)變區(qū)域，具有拉伸結(jié)晶性的天然橡膠的耐疲勞破壞性較好。
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天然橡膠的最新內(nèi)容
研究核心：
當路譜數(shù)據(jù)不再“被簡化”
01
PART
本研究聚焦于兩款填充天然橡膠副車架襯套。研究人員沒有將其承受的載荷簡化為幾個代表性的循環(huán)，而是直接采用了在11種不同典型駕駛工況下（如不同路面、操控動作），通過六分力傳感器在原型車上實測得到的多通道（X, Y, Z方向力與力矩）全時程路譜數(shù)據(jù)。
對于以天然橡膠為代表的具有應(yīng)變結(jié)晶（SIC，strain-induced cystallization）效應(yīng)的高分子材料，我們提供”非全松弛疲勞裂紋擴展測試“，測試結(jié)果可以幫助工程師理解和表征材料的應(yīng)變結(jié)晶效應(yīng)對疲勞裂紋擴展的阻礙作用，對于比較和優(yōu)化材料的配方具有重要意義。
研發(fā)人員需要決定天然橡膠、丁苯橡膠、炭黑、硫化劑、油等成分的比例，還要考慮溫度、壓力、硫化時間等工藝條件。每次改一點點，性能都會發(fā)生變化。</p><p><br></p><p>以前，我們常做的是<strong>單目標優(yōu)化，詳見此案例</strong>《<a href="https://mp.weixin.qq.com/s?
研發(fā)人員需要決定天然橡膠、丁苯橡膠、炭黑、硫化劑、油等成分的比例，還要考慮溫度、壓力、硫化時間等工藝條件。每次改一點點，性能都會發(fā)生變化。
以前，我們常做的是單目標優(yōu)化，詳見此案例《成功案例丨基于 AI 的化合物配比優(yōu)化解決方案》：比如只追求“拉伸強度最大化”。我們會用歷史數(shù)據(jù)訓練一個模型，然后在虛擬空間里生成成千上萬個候選配方，讓模型去預(yù)測，再挑出拉伸強度最高的組合。
天然橡膠（NR）和丁苯橡膠（SBR）的Haigh圖如圖5所示。在這些圖像中，紅色表示疲勞壽命短，藍色表示疲勞壽命長。對于天然橡膠（圖5左），Haigh圖的長壽命區(qū)域呈現(xiàn)出顯著的圓頂狀形狀，表明在應(yīng)變誘導(dǎo)結(jié)晶的影響下平均應(yīng)變對提高壽命的有益效果。相反，SBR的疲勞壽命總是隨著平均應(yīng)變的增加而降低。
注意事項：彈性滑板支座中橡膠體提供支座的水平初始剛度（第一剛度）和豎向剛度，豎向剛度為由橡膠體和聚四氟乙烯板豎向剛度的串聯(lián)剛度，第一剛度可采用普通天然橡膠支座水平等效剛度公式進行計算，即K=GA/Tr，當支座克服靜摩擦力開始滑動時，滑板支座動摩擦力Qd主要由動摩擦系數(shù)μ和支座所受豎向荷載W而定，即Q=μW。
在仿真分析中使用較簡單、應(yīng)用最廣泛、精度可接受的應(yīng)變能密度函數(shù)首選Mooney?Rivlin模型，其是可表達接近不可壓縮天然橡膠應(yīng)力應(yīng)變特性的較合理的橡膠本構(gòu)模型。
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過去，椰子纖維/天然橡膠乳膠復(fù)合材料廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)。然而，七八十年代，新開發(fā)的合成纖維由于性能更好逐漸取代了纖維素纖維[22]。在纖維使用領(lǐng)域，人們對使用這些纖維作為增強材料產(chǎn)生了一些興趣，以實現(xiàn)環(huán)境效益，而使用可再生和可生物降解材料可能是造成這種興趣的原因。環(huán)氧含量的椰殼填料顆粒復(fù)合材料 [42]有望成為傳統(tǒng)復(fù)合材料的可持續(xù)且環(huán)保的替代品。
