天然纤维、橡胶的发展历史

天然纤维、橡胶的发展历史
天然纤维、橡胶的发展历史

天然纤维、橡胶的发展历史
1.天然纤维是自然界原有的或经人工培植的植物上、人工饲养的动物上直接取得的纺织纤维,是纺织工业的重要材料来源.人类使用天然纤维的历史可以追溯到远古时代,据中国科学技术史记载,我国于4000-5000年前已出现蚕丝及麻类织物,3000年前出现毛布,2000年前出现棉类织物.天然界除棉花、麻类外,树木、草类也大量生长着纤维素高分子,然而树木、草类生长的纤维素,不是呈长纤维状态存在,不能直接当作纤维来应用.将这些天然纤维素高分子经过化学处理,不改变它的化学结构,仅仅改变天然纤维素的物理结构,从而制造出来可以作为纤维应用的而且性能更好的纤维素纤维,这个技术称为人造纤维技术.人造纤维是化学纤维的一种,合成纤维是化学纤维的另一种.目前的人造纤维仅有“粘胶丝”（称人造棉）一个种类,它的化学成份是纤维素高分子. 　　以造纸浆粕的纤维素高分子为原料的 “人造纤维”最早出现于19世纪未叶,1890年出现了将纤维素分子硝化改性后溶于乙醇或乙醚做成溶液,而后经喷丝板挤出成丝,在凝固浴中凝固成型的湿法纺丝“人造纤维”技术.1905年进一步改进成将纤维素分子直接溶于碱性二硫化碳溶液,然后再湿法纺丝的技术,这种纤维称为粘胶丝.之后又出现铜氨溶液技术.以二硫化碳为溶剂的纺丝技术和铜氨溶液技术一直应用到上世纪60～70年代,后因所用溶剂的环境污染问题,而渐渐被淘汰.上世纪80年代初,欧洲出现了可溶解纤维素高分子的“N-甲基吗啉氮氧化合物”的新溶剂,这种溶剂无毒而且可以回收,因此出现了对环境无污染的“绿色粘胶丝”新工艺（Lyocell）的研发,并于90年代初工业化.我国的绿色粘胶丝技术（Lyocell）,从2000年起开始逐步产业化.
　　2.天然橡胶发现很早,考古发掘表明,远在11世纪,南美洲人民就已使用橡胶球做游戏和祭品.1493年,意大利航海家哥伦布第二次航行探险到美洲时,看到印第安人手拿一种黑色的球在玩,球落在地上弹的很高,它是由从树中取出的乳汁制成的.此后,西班牙和葡萄牙在征服黑西哥和南美洲的过程中,将橡胶知识陆续带到了欧洲.
　　进入18 世纪,法国连续派遣科学考察队奔赴南美洲.1736 年法国科学家康达明（Charles de Condamine）参加了南美洲科学考察队,从秘鲁将一些橡胶制品及记载橡胶树的有关资料带回法国,出版了《南美洲内地旅行纪略》.该书详述了橡胶树的产地、当地居民采集胶乳的方法和利用橡胶制成壶和鞋的过程,引起了人们的重视.
　　1768年,法国人麦加（P. J. Macquer）发现可用溶剂软化橡胶,制成医疗用品和软管.1770年,英国化学家J.普里斯特利发现橡胶可用来擦去铅笔字迹,当时将这种用途的材料称为rubber,此词一直沿用至今.1828年英国人马琴托士（C. Mackintosh）用胶乳制成防雨布,但制品热天发粘,冷天变脆,质量很差.
　　天然橡胶的工业研究和应用始于19世纪初.1819年苏格兰化学家马金托希发现橡胶能被煤焦油溶解,此后人们开始把橡胶用煤焦油、松节油等溶解,制造防水布.从此,世界上第一个橡胶工厂于1820年在英国哥拉斯格（GLASGOW）建立.为使橡胶便于加工,1826年汉考克（Hancock）发明了用机械使天然橡胶获得塑性的方法.1839年美国人固特异（Charles Goodyear）发明了橡胶的硫化法,解决了生胶变粘发脆问题,使橡胶具有较高的弹性和韧性,橡胶才真正进入工业实用阶段.因此,天然橡胶才成为重要的工业原料,橡胶的需要量亦随之急剧上升.
　　在19世纪80年代西方国家的第二次产业革命过程中,1888年英国医生邓录普（Dunlop）发明了充气轮胎.随着橡胶用途的开发,英国政府考虑到巴西野生橡胶树生产的橡胶终究不能满足工业的需要,决定在远东建立人工栽培橡胶树的基地.1876年英国人魏克汉（H. A. Wickham）把橡胶树的种子和幼苗从巴西运回伦敦皇家植物园邱园（Kew Garden）繁殖,然后将培育的橡胶苗运往锡兰（即现在的斯里兰卡）、马来亚、印度尼西亚等地种植均获成功,至此完成了将野生的橡胶树变成人工栽培种植的十分艰难的工作.
　　此后,马来西亚、斯里兰卡、印度尼西亚扩种建立胶园.1887年,新加坡植物园主任芮德勒（H. N. Ridley）发明了不伤橡胶树形成层组织的在原割口上重复切割的连续割胶法,纠正了橡胶树原产地用斧头砍树取胶因而伤树、不能持久产胶的旧方法,使橡胶树能几十年连续割胶.
　　1904年,云南省德宏傣族景颇族自治州的土司刀印生由日本返国,途经新加坡（马来西亚的一个州,1965年8月9日独立）时,购买胶苗8000多株,带回国种植于北纬24度50分、海拔960米的云南省盈江县新城凤凰山东南坡,从此开始了中国的橡胶种植历史. 1888年英国人J.B.邓录普制造出第一条充气自行车胎.1895年第一条充气汽车轮胎问世.不久,汽车轮胎开始了商品生产.为了改进轮胎及其他橡胶制品的使用性能,1893年J.F.帕尔默将帘布(见帘子线)用于自行车胎.1900年帘布开始在汽车轮胎上应用.1906年,美国人G.厄诺拉格用苯胺作硫化促进剂.1912年S.C.莫特发现了炭黑的补强效果.不久,防老剂也应用于橡胶加工.1916年F.H.班伯里提出了橡胶密炼机（见塑炼）专利,橡胶加工机械相应得到了完善和发展.橡胶加工技术在这一时期中有了很大的进步.
　　随着橡胶工业的迅速发展,原用野生的天然橡胶在性能和产量方面已不能满足需要,19世纪中后期开始了天然橡胶的人工栽培.到20世纪20～30年代人工栽培的天然橡胶已经逐步取代野生橡胶,成为天然橡胶的主要来源.第一次世界大战期间,由于天然橡胶供不应求,德国开始了甲基橡胶的小批量生产,主要用于制造硬质橡胶制品.这种合成橡胶质次价高,战后即停止了生产.30年代开始了合成橡胶商品化的生产,聚丁二烯橡胶(即丁钠橡胶)、氯丁橡胶、丁苯橡胶、 丁腈橡胶、丁基橡胶等相继投产.在第二次世界大战期间,由于对战略物资的需求,合成橡胶及与战争相关的橡胶制品如汽车轮胎、飞机轮胎、各种军车用轮胎的生产均得到了很大的发展.
　　繁荣时期 第二次世界大战以后,发达国家中的汽车等工业蓬勃兴起,推动了世界橡胶工业的大发展.1943年钢丝帘布轮胎问世,1948年,法国米什林公司试制成功子午线轮胎.同年,无内胎轮胎也问世.20世纪60年代开发的热塑性橡胶,无需化学硫化,而采用热塑性塑料的加工方法成形.1953年有规立构合成橡胶研制成功.1956年,有规立构合成橡胶开始在轮胎中应用,在一定程度上可代替部分天然橡胶使用.1965年,热塑性橡胶开始应用于胶鞋及胶粘剂.1970年,首批浇注轮胎（用聚氨酯橡胶）诞生.1972年,芳纶帘子线开始投产.这一系列重大的技术突破,为橡胶工业的大发展提供了原料和技术基础.70年代初期,橡胶加工及橡胶合成的生产技术达到了空前未有的高度.从橡胶的耗量看,1950年世界耗胶量为2.3Mt,1973年达到了10.89Mt.1950年世界轮胎总产量为1.4亿套,而1973年猛增到6.5亿套.其他各类橡胶制品的生产量在 70年代初期都达到了很高的水平.这是世界橡胶工业发展速度最快的时期.
　　稳定发展时期 70年代中期,石油涨价,严重冲击汽车工业及石油化学工业,橡胶工业随之出现了危机,不景气的局面一直持续到80年代初期.世界耗胶量1979年为13.0Mt,1982年下降到11.6Mt,1982年以后开始缓慢回升.世界橡胶工业开始进入了较为缓慢的增长时期.橡胶企业的主要注意力由扩大产量转移到努力提高产品质量及技术水平,努力开发新产品、新技术.随着世界范围内新技术革命的兴起,电子计算机的广泛应用,大大提高了橡胶生产的技术水平.橡胶制品的电子计算机辅助设计促进了橡胶应用技术从技艺向科学的过渡.轮胎浇注工艺突破了原有的轮胎制造技术.热塑性橡胶的广泛应用促进了传统橡胶工艺的根本性变革.
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