PDF《变化多端的》

1890 年被正式用在自行车 上,於1895 年被用在各种老式的汽车上. 尽管橡胶是一种柔软且易破损的材料,但 相较於木材或金属却更加耐磨.橡胶的耐 用、减震等性能,加上充气轮胎的巧妙设 计,汽车乘客感受到比以往任何时期都更 加舒适.随著汽车数量的大幅跃进,用於 制造轮胎的橡胶需求量变成难以估计的天 文数字.如此广泛的应用使天然橡胶供不 应求,各国面对橡胶供应与需求的紧张形 势,遂竞相研制合成橡胶(图2?3) . 图2早期汽车所用白色轮胎之强度不及现代轮 胎,但与木制或铁制的车轮相比,较能缓 冲行车时的颠簸. (图片来源:http://www. fountainheadmuseum.com/photos-en.html) 图3现代轮胎的组成多了子午线结构的尼龙 层、钢丝环带等,能使轮胎构造更加坚 固、稳定. (图片来源:lms.ctl.cyut.edu.tw/ blog/ lib/read_ attach. php?id=6414) 第卷目录汇编科教馆好玩科学研习 DEC

2015 No.54-12

15 教学现场科学读书会森棚教官的数学题本月专题聚合物54 GO 变化多端的苯乙烯-丁二烯共聚物 固特异(Goodyear)小档案 Charles Goodyear 生平(1800-1860)介绍 因为人们发现橡胶在热天气之下会熔化,导致大量退货,硫 化橡胶之父 Goodyear 於1834 年看好橡胶市场,再加上从小 喜欢橡胶,遂投入橡胶改良工作.Goodyear 值34 岁,第一 次实验开始添加乾粉,宣告失败,之后搬到纽约,友人提供 了一间实验室,第二次添加氧化镁与生石灰,略有功效,并 在纽约的展览得奖,第三次将橡胶压花并涂上青铜漆,但不 久后,其决定用硝酸消除,然而成品变黑,几天后并发现加 了硝酸的橡胶变得更柔软和乾燥.之后,一位纽约商人予以 赞助并生产,但1837 年因为金融危机,资助来源断绝,於是 Goodyear 搬到废弃的橡胶厂继续实验,但就在快发明成功时,其 也濒临破产,最后他的橡胶於

1839 年被发现在壁炉里不仅未熔化, 而且还保有弹性,橡胶制品稍后於

1850 年大量出现,Goodyear 则於

1860 年辞世. Goodyear 公司发展历史

1916 年的固特异广告 (图片来源:维基百科) (图片来源:维基百科)

1898 年的美国,路上通行的形形色色交通工具均迫 切需要能缓冲路面冲击的垫材,弗兰克希柏林(Frank Seiberling)兄弟於是并购俄亥俄州阿克隆市(Akron, Ohio)东部的一家硬纸板厂,之后开始制造橡胶制品.兄 弟俩为纪念於

1839 年将橡胶加硫之 Charles Goodyear,取 名为「固特异轮胎与橡胶公司」 . 资料来源 https://www.goodyear.com/corporate/history/ history_story.html 和http://www.goodyear.com. tw/about/history.asp 硫化橡胶之父 Charles Goodyear

16 苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR) 苯乙烯 - 丁二烯橡胶(styrene-butadiene rubber,SBR) 或简称丁苯橡胶( 如图4所示)系丁二烯与苯乙烯的无规共聚物 (random copolymer) ,为最早实现商业化 生产的合成橡胶之一,以及最大宗的通 用合成橡胶种类和全球最广泛使用的合 成橡胶.SBR 之物理机构性能、加工性 能和制品使用性能与天然橡胶接近,有 些性能诸如耐磨、耐热、耐老化及硫化 (vulcanization)速度则较天然橡胶更为优 良,可与天然橡胶及多种合成橡胶并用, 广泛用於轮胎、胶带、胶管、电线电缆、 医疗器具和各种橡胶制品生产等领域(图5) .其中在轮胎用途方面,SBR 大部份是 透过和天然橡胶与聚丁二烯橡胶(BR)共 混以制造轮胎,其在缺乏碳黑强化下是脆 弱且不堪使用的,然而加上碳黑之后就变 得强韧和具有耐腐蚀性. 丁苯橡胶(SBR)按其聚合方法与技 术,通常可分为乳液聚合丁苯橡胶(简称乳聚丁苯橡胶,emulsion polymerized butadiene styrene rubber,ESBR)和溶液聚 合丁苯橡胶(简称溶聚丁苯橡胶,solution polymerized butadiene styrene rubber, SSBR) , 二者可谓殊途同归, 但性能不同.主要区别是线性结构和分子量分布不 同,SSBR 分子量分布较窄,链分支较少, 顺式丁二烯结构含量高,色度更亮,以及 非橡胶成分含量低. 1. 乳聚丁苯橡胶(ESBR) 全球丁苯橡胶(SBR)厂约有 75% 的 产能是以乳聚丁苯橡胶(ESBR)技术为基 础,ESBR 无论是产量或消费量在 SBR 中 均占首位.ESBR 系以丁二烯、苯乙烯为主 要单体,苯乙烯含量通常为