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天津市民族中学开展学校科普日活动,旨在大力弘扬教育家精神,实施“双驱引领”下的科学教育。通过广泛传播科学知识、弘扬科学精神,激发学生崇尚科学、探索未知的兴趣,营造讲科学、爱科学、学科学、用科学的氛围。
学校将在科普日面向全校师生推广科普知识。学生和家长通过关注学校微信公众号,可以了解学校在每期科普日推送的科普内容或活动。在后续的科普日活动中,学校还将组织学生开展现场活动,助力学生科学思维的发展和科学探究能力的提升。
本期科普日由学校化学学科孙颖老师讲述天然橡胶。
天然橡胶是什么?
天然橡胶的主要化学成分是聚异戊二烯,这是一种长链分子,由异戊二烯单元组成。在提取过程中,橡胶树的树皮会被切割,让树液流出并收集。这些树液经过凝固、压片、干燥等步骤,最终制成固体的天然橡胶。
天然橡胶来源于乔木(巴西橡胶树、印度橡胶树)、灌木(银色橡胶菊)、藤木(木薯橡胶、非洲胶藤)、草本(蒲公英)。
天然橡胶
橡胶树林
世界上约有2000种不同的植物可生产类似天然橡胶的聚合物,已从其中500种中得到了不同种类的橡胶,但真正有实用价值的是巴西三叶橡胶树。橡胶树的表面被割开时,树皮内的乳管被割断,胶乳从树上流出。从橡胶树上采集的乳胶,经过稀释后加酸凝固、洗涤,然后压片、干燥、打包,即制得市售的天然橡胶。天然橡胶根据不同的制胶方法可制成烟片、风干胶片、技术分级干胶和浓缩胶乳等。
通常我们所说的天然橡胶,是指从巴西橡胶树上采集的天然胶乳,经过凝固、干燥等加工工序而制成的弹性固状物。天然橡胶是一种以顺-1,4-聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物,分子式是(C5H8)n,其橡胶烃(顺-1,4-聚异戊二烯)含量在90%以上,还含有少量的蛋白质、脂肪酸、糖分及灰分等。
天然橡胶可以用来做什么?
橡胶是有机高分子材料之一,由于柔软而富有弹性,成为民用、军用及各种工业场合不可或缺的材料。天然橡胶在常温下具有较高的弹性,稍带塑性,具有非常好的机械强度,滞后损失小,在多次变形时生热低,因此其耐屈挠性也很好,并且因为是非极性橡胶,所以电绝缘性能良好。因为有不饱和双键,所以天然橡胶是一种化学反应能力较强的物质,光、热、臭氧、辐射、屈挠变形和铜、锰等金属都能促进橡胶的老化,不耐老化是天然橡胶的致命弱点,但是,添加了防老剂的天然橡胶,有时在阳光下曝晒两个月依然看不出多大变化,在仓库内贮存三年后仍可以照常使用。天然橡胶有较好的耐碱性能,但不耐浓强酸。由于天然橡胶是非极性橡胶,只能耐一些极性溶剂,而在非极性溶剂中则溶胀,因此,其耐油性和耐溶剂性很差,一般说来,烃、卤代烃、二硫化碳、醚、高级酮和高级脂肪酸对天然橡胶均有溶解作用,但其溶解度则受塑炼程度的影响,而低级酮、低级酯及醇类对天然橡胶则是非溶剂。
天然橡胶的主要用途包括:用于轮胎的制造,用于工业运输带、传动带和各种密封圈的生产,用于医用手套、输血管等医疗产品的制造,用于日常生活中的胶鞋、雨衣、暖水袋等产品的生产。
轮胎
乳胶
密封圈
中国天然橡胶的生产
中国天然橡胶的主要产地集中在云南、海南、广东、广西、福建等地。云南的橡胶产区主要分布在西双版纳、普洱、临沧、红河和德宏地区,这些地区由于其独特的气候条件,非常适合橡胶树的种植。
1951年,中国作出“关于扩大培植橡胶树的决定”。此后,以中国人民解放军官兵、农民、高等院校师生和东南亚归侨等组成的第一代农垦人,在粤西雷州半岛等地开始了大规模的垦荒植胶工作。
历史上粤西雷州半岛是“瘴疠之地”,新中国成立初期,这里荒山阻隔,交通不便,生活条件极其艰苦。垦荒植胶队伍头顶烈日,脚踏荆棘,披星戴月,风餐露宿,用自己的勤劳、勇敢和智慧挑战着橡胶树的生长地理极限。
这一过程中,有过低潮、震动和调整。几代垦胶人在创业和发展过程中遇到的困难和付出的艰辛是难以想象的,最终,他们成功地将亘古蛮荒的粤西雷州半岛变成了千里沃土,万顷碧绿的橡胶园,创造了人间奇迹!从实践到理论论证橡胶树能够在中国土地上生长,批驳了洋专家“中国不能种胶”的断言。
经过几十年的不断努力,我国橡胶工作者通过生产实践和科学试验,进行大量开创性的工作,创造出了一整套具有自身特色的橡胶栽培技术和初加工方法,成功地在北纬18度至24度、东经100度至120度的地区大面积植胶。
1982年10月16日,中华人民共和国农牧渔业部农垦局举行了一次特别的记者招待会,农垦局局长赵凡充满自豪地宣布:“被世界植胶界公认为在北半球只适宜在北纬17度线以南生长的三叶橡胶树,已经在我国大面积北移种植成功,最高种植纬度到达北纬24度,这是世界橡胶种植史上的奇迹。
割胶知青老照片
橡胶树在我国的大规模垦殖,为世界天然橡胶的生产和科学技术的发展作出了重大的贡献,从某种意义上说,它是中国人民征服自然、改造自然的伟大创举。而橡胶树优良无性系的引种、选育与大面积推广应用,则是中国橡胶科研的另一力作。我国在特色橡胶树种质资源鉴定评价、丰产栽培技术体系、早期产量预测等关键技术领域整体达到国际先进水平,抗逆育种技术和新品种选育水平在国际领先。
参考资料:学习强国
科普知识问答
天然橡胶的主要成分是什么?
01
02
从蒲公英中可以得到橡胶吗?
天然橡胶的主要用途包括哪些方面?
03
04
天然橡胶的加工流程是怎样的?
被世界植胶界公认为在北半球只适宜在北纬 度线以南生长的三叶橡胶树,已经在我国大面积北移种植成功,最高种植纬度到达北纬 度,这是世界橡胶种植史上的奇迹。
05
加强科学教育 提升科学素养
撰稿人:孙颖
核稿人:沈建伟 关雪岩 傅钧
排版制作:魏佳
领导审核:刘芃 刘和葵