吴笙阳刘多敏

1495年，哥伦布看见南美的印第安人采集橡胶树汁，趁其未凝固之前搓成小球。这种又黑又硬的东西除了玩耍外，没有别的用处。三百多年后，人们才发现这纯天然的东西可制成防雨布、防雨鞋。1839年，美国的古德伊尔决心改造这天冷变硬、天热发粘的材料，终于发明了橡胶树汁的加工方法。马上这富有弹性、性能稳定的硫化橡胶在电气工业、交通工业、日用工业、军事工业等得到极为广泛的应用。该段为编者所加。——编者

异军突起的合成橡胶

由于天然橡胶数量有限，而且天然橡胶的某些性能，如耐油、气透性等还不能满足实际使用上的需要。在这种形势下，用人工的方法制造跟天然橡胶性质相似，甚至在某些性能上超过天然橡胶的物质，便自然地成了摆在科学家面前的一个问题。各国都将这一研究作为一个重大的课题而竞相开展。

首先是德国在第一次世界大战期间研制成功由乙炔气体合成的“甲基橡胶”，这种人工制成的合成橡胶，在性能上远远不能和天然橡胶相比，但它毕竟是人工制橡胶的第一个产品。后来，由于战争形势的缓和，对战略物资橡胶的需求量也随之而缓和，加之甲基橡胶质量低劣，所以这种合成橡胶一共只生产了2000多吨便停下了。

此后，美、苏、德等国在战后都作过合成人工橡胶的努力，并陆续研制出“丁钠橡胶”、“丁苯橡胶”、“氯丁橡胶”、“丁基橡胶”等人工合成橡胶。但因这些人工合成的橡胶在性能、质量上总赶不上天然橡胶，而且由于生产成本、对设备的要求等条件所限制，因而人工合成橡胶始终只是处于研制、试验阶段，而未进入实用阶段。

为什么“甲基橡胶”、“丁苯橡胶”等合成橡胶的性能始终不能和天然橡胶相比呢？对此，利学家们又反过来对天然橡胶的组成进行研究和分析。他们发现在天然橡胶的分子结构中，分子的排列很有规则：在那长长的分子链中，一些相同的基团都是按照一定的规律排列的，比如一种叫甲基（-CH3）的基团，就都排列在分子链的同侧，科学家们称具有这种分子结构特点的高分子聚合物为“等规聚合物”。而在当时合成的“甲基橡胶”、“丁苯橡胶”等合成橡胶中，分子的结构就没有天然橡胶的这种“等规结构”。毛病是否就在于此呢?如果按照天然橡胶的这种分子结构来重新研制合成橡胶，使它们的结构和天然橡胶的“等规结构”一样，那么，人工合成橡胶的性能又将如何呢？

进入20世纪50年代后，在先进的催化剂——“齐格勒—纳塔型催化剂”的帮助下，美国首先研制成功了和天然橡胶的分子结构完全一致的合成橡胶。美国科学家们首先用人工合成和天然橡胶分子结构一样的分子链——“异戊二烯单体”，然后用这种单体聚合成了人工橡胶。人们叫它“异戊橡胶”。

异戊橡胶的性质非常接近于天然橡胶，因此它具有多种综合性的用途，在军事、民用等方面都能派上用场。而且由于它是人工合成的，因此它不含植物蛋白、脂肪等杂质，从而使它的绝缘性能比天然橡胶强得多，而且耐老化的时间也较长。但是，由于它的生产成本较高，从而价格很贵，因此限制了它的实用性。

但是，异戊橡胶毕竟是人类首次合成的具有和天然橡胶组成构造完全一样的人工橡胶。它为人类合成橡胶，寻找替代天然橡胶的物质开创了一个良好的开端。在它之后，各国科学家竞相发展合成橡胶，一些具有“等规聚合物”结构的人工橡胶不断合成，性能也大大提高，专门制造合成橡胶的一门工业——合成橡胶工业从此兴起并迅速发展，各种新型的合成橡胶以它们的特殊性能而受到各行各业的欢迎和重视。现在世界上，合成橡胶的产量，已经远远超过了天然橡胶的产量。异军突起的合成橡胶后来居上了！

从“挑战者号”爆炸说起

1986年，美国“挑战者号”航天飞机失事，有关这场悲剧的原因虽然还没有一致的准确的报告，但有一种推测是颇有见地的：那就是航天飞机里那充满氧气的密封舱发生了泄漏，从而引起爆炸，导致机毁人亡。早在1971年6月，苏联“联盟”号宇宙飞船出于同样的原因，在返回地球时，因密封舱发生漏气事故，致使3名宇航员遇难。

由此可见，航天飞机等飞行器的密封部位是多么重要，稍有不慎就有可能发生令人意想不到的悲剧。你知道吗？在航天飞机上，开启部分或部件之间的吻合部分大都采用橡胶做的密封圈来作密封装置。这些橡胶要有很优越的性能，因为航天飞机在飞行中温度可由常温迅速上升到200℃，甚至更高。而在航天飞行中，既有100多摄氏度以上的高温，又有零下100多摄氏度的低温。一般的橡胶在这样的高温和低温状态下，不是发软变粘，就是变碎变硬，从而导致密封圈的形变和泄漏事故的发生。