文/中國(guó)化工博物館　黎戈寧

從郵票了解化工之一：橡膠

文/中國(guó)化工博物館黎戈寧

編者按：中國(guó)化工博物館在文物征集的過程中，為擴(kuò)大征集范圍，增添了有關(guān)化工郵票的內(nèi)容，我們擬將挑選一些征集到的化工郵票結(jié)合專業(yè)進(jìn)行介紹，使讀者從另一個(gè)方面了解化工。

橡膠使用最早為天然橡膠。據(jù)記載， 11世紀(jì)時(shí)，南美洲人已開始利用野生天然橡膠。1736年法國(guó)人C.孔達(dá)米納參加法國(guó)科學(xué)院赴南美考察隊(duì)，觀察到三葉橡膠樹流出的膠乳可固化為具有彈性的物質(zhì)。之后，歐洲人開始認(rèn)識(shí)天然橡膠并進(jìn)一步研究它的利用價(jià)值。圖1 為哥倫比亞1956年發(fā)行的橡膠園的郵票。18世紀(jì)，英國(guó)人T.漢考克發(fā)現(xiàn)橡膠通過兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)滾筒的縫隙反復(fù)擠壓，可以降低彈性，提高塑性。這一時(shí)期，人們對(duì)橡膠的用途認(rèn)識(shí)雖然廣泛，并已有膠管、人造革、膠鞋等用品問世，但這些產(chǎn)品凡遇到高溫和經(jīng)太陽(yáng)曝曬后就變軟和發(fā)黏，在低溫時(shí)又變硬和脆裂，使橡膠制品不能經(jīng)久耐用。

圖1

1839年，美國(guó)人固特異（C.Coodyear）一次偶然的機(jī)會(huì)，發(fā)現(xiàn)硫黃可以使橡膠固化，并使之在較廣的溫度范圍內(nèi)仍然保持橡膠的固有彈性。這一橡膠的“硫化”過程推動(dòng)了橡膠制品的迅猛發(fā)展。圖2是多哥發(fā)行的紀(jì)念固特異發(fā)現(xiàn)橡膠“硫化”過程的郵票。1895年第一條充氣汽車輪胎問世，這給輪胎業(yè)帶來迅猛發(fā)展的機(jī)會(huì)，汽車輪胎開始進(jìn)入商品生產(chǎn)階段，成為天然橡膠的主要消耗者。同時(shí)輪胎的大批量生產(chǎn)也推動(dòng)了橡膠工業(yè)的蓬勃發(fā)展。

圖2

1920年英國(guó)輪胎公司將炭黑用到簾子布為骨架材料的汽車輪胎上，將其染成黑色，以區(qū)別于其他帆布為骨架材料的汽車輪胎時(shí)，卻意外發(fā)現(xiàn)混有炭黑的橡膠，其強(qiáng)度與韌性明顯增大。實(shí)踐證明，在天然橡膠中，炭黑能使其耐久性（磨耗減量）提高8～10倍。在合成橡膠中，能使拉伸強(qiáng)度增加10～50倍。炭黑對(duì)橡膠的補(bǔ)強(qiáng)作用使橡膠制品的生產(chǎn)如猛虎添翼，炭黑的生產(chǎn)和研究也如同蓬勃發(fā)展。

隨著橡膠工業(yè)的迅速發(fā)展，原用野生的天然橡膠在性能和產(chǎn)量方面已不能滿足需要，19世紀(jì)中后期人們開始在東南亞試種天然橡膠林并獲得成功，到20世紀(jì)20～30年代人工栽培的天然橡膠已經(jīng)逐步取代野生橡膠，成為天然橡膠的主要來源?，F(xiàn)在世界上有40多個(gè)國(guó)家和地區(qū)種植橡膠，其中以印尼、泰國(guó)、馬來西亞、越南和中國(guó)植膠面積較大且產(chǎn)量較高。圖3為斯里蘭卡發(fā)行的研究并收割橡膠的郵票。

圖3

天然橡膠來源于橡膠樹。在種植生長(zhǎng)的橡膠樹干上，用刀割開一道切口，便流出乳白色樹汁，這種樹汗叫做乳膠，經(jīng)過收集和凝聚脫水等加工后，便可制得具有彈性的固狀橡膠。由于它是橡膠樹天然生成的，所以稱為天然橡膠。圖4為馬來西牙發(fā)行的天然橡膠經(jīng)過加工后橡膠制品的郵票。

圖4

合成橡膠是人們采用化學(xué)方法人工合成的一種性能類似或超過天然橡膠的有機(jī)高分子彈性體。它是以石油、煤炭為初始原料，通過多種化學(xué)方法先制取合成橡膠的基本原料主（也叫單體），再經(jīng)過聚合反應(yīng)以及凝聚、脫水、干燥、成型等工序，制得具有彈性的高分子聚合物。50年代初，由于德國(guó)化學(xué)家齊格勒和意大利化學(xué)家納塔發(fā)明了齊格勒-納塔催化劑，促進(jìn)了橡膠工業(yè)的發(fā)展。齊格勒和納塔也獲得了1963年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。圖5、圖6分別為發(fā)行的紀(jì)念齊格勒和納塔的郵票。上世紀(jì)60年代以后，合成橡膠的產(chǎn)量開始超過了天然橡膠，使全球消耗合成橡膠已占橡膠消費(fèi)量的六成。

圖5

圖6

圖7

圖8

1959年，蘭州化工公司丁苯橡膠投產(chǎn)，是我國(guó)生產(chǎn)的第一批合成橡膠。它同當(dāng)時(shí)在四川長(zhǎng)壽建成的氯丁橡膠裝置同為我國(guó)合成橡膠工業(yè)開始起步的標(biāo)志。至今，我國(guó)已形成以科研、生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、信息和應(yīng)用開發(fā)為中心的比較完整的行業(yè)發(fā)展體系，建成了一批大型骨干生產(chǎn)企業(yè)和科研開發(fā)基地，已能生產(chǎn)七大類通用合成橡膠，還能生產(chǎn)性能優(yōu)異與特殊用途的特種橡膠，如硅橡膠、氟橡膠、聚硫橡膠、聚氨脂橡膠等。同時(shí)我國(guó)已成為合成橡膠的生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，雙雙占居世界第一。圖7為蘭州化工公司丁苯橡膠生產(chǎn)裝置的個(gè)性化郵票。

無論是天然橡膠還是合成橡膠，都存在著資源困擾問題，而且屬于世界難題。因此多國(guó)也在試圖尋求新的膠源。如前蘇聯(lián)曾對(duì)蒲公英等橡膠植物進(jìn)行過種植和加工提煉；美國(guó)也進(jìn)行過銀膠菊的研究與開發(fā)。1982年中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所嚴(yán)瑞芳在西德做訪問學(xué)者期間，首次將合成杜仲膠制成彈性體，并取得專利?；貒?guó)后，又繼續(xù)帶領(lǐng)中國(guó)科學(xué)院化學(xué)所杜仲膠組深入開展杜仲研究，現(xiàn)已取得階段性重要成果。中國(guó)獨(dú)有的以杜仲膠新材料開發(fā)為代表的杜仲資源綜合利用為解決資源枯竭開辟了交換途徑，杜仲膠可能成為合成橡膠與天然橡膠重要改性材料和補(bǔ)充資源。圖8為杜仲的產(chǎn)地之一河南南陽(yáng)發(fā)行的個(gè)性化郵票。