合成橡胶 是一种 人造弹性体 ，是由石油副产品合成的聚合物。美国每年生产约3200万吨橡胶，其中三分之二是合成橡胶。与天然橡胶一样，合成橡胶在汽车工业中有着广泛的应用，例如轮胎、门窗型材、O型圈和垫圈等密封件、软管、皮带、地垫和地板等。它们具有多种物理和化学性能，可以提高特定产品或应用的可靠性。合成橡胶在两方面优于天然橡胶：热稳定性和耐油性及相关化合物性。 [1] 它们更耐氧化剂，例如氧气和臭氧，而氧化剂会缩短轮胎等产品的使用寿命。
合成橡胶的历史
自 19 世纪 90 年代起，自行车，尤其是充气轮胎的广泛使用，使得橡胶的需求量增加。1909 年，由弗里茨·霍夫曼领导的团队在德国埃尔伯费尔德的拜耳实验室成功聚合异戊二烯，制造出第一种合成橡胶。 [2] [3]
1930年，列别捷夫、美国人华莱士·卡拉瑟斯和德国科学家赫尔曼·施陶丁格分别独立发表了研究成果，这促成了最早的合成橡胶之一——氯丁橡胶的诞生。1931年，在杜邦公司博尔顿的指导下，氯丁橡胶得以研制成功。氯丁橡胶具有极高的耐热性和耐化学腐蚀性，例如耐油和耐汽油，常用于制造燃油软管和作为机械绝缘材料。蒂奥科尔公司则将其名称用于一种基于二氯乙烷的橡胶产品，与氯丁橡胶形成竞争关系。 [4]
1935年，德国化学家合成了第一种被称为丁腈橡胶的合成橡胶。丁腈橡胶是共聚物，这意味着这种聚合物是由两种单体以交替顺序聚合而成的。其他品牌包括 沃尔德·塞蒙于1935年开发的Koroseal ，以及 苏联研究人员于1940年研制的 Sovprene 。
第二次世界大战
二战期间，随着日本征服亚洲大部分地区，特别是东南亚的英国殖民地、马来亚（今马来西亚）和荷属东印度群岛（今印度尼西亚），轴心国控制了世界上几乎所有有限的天然橡胶储备，美国合成橡胶的生产也因此迅速扩张。 [6]
纳粹德国“近距离轰炸行动”的目标包括什科保工厂（年产量5万吨）和雷克林豪森附近的胡尔斯合成橡胶厂（年产量3万吨，占17%） [7] ， 以及位于莱茵河东岸道依茨河畔的科隆橡胶厂轮胎和内胎厂 [8 ] 。 意大利费拉拉合成橡胶厂（靠近河桥）于1944年8月23日遭到轰炸。勒沃库森（年产量5000吨）也遭到轰炸。1944年3月5日，位于纳粹占领下的波兰奥斯威辛的一家合成橡胶厂正在建设中 [10] ，该厂由法本公司运营，并使用来自奥斯威辛三号（莫诺维茨）集中营的党卫军提供的奴隶劳工。
类型
最常见的合成橡胶是丁苯橡胶（SBR），它 是由苯乙烯和1,3-丁二烯共聚而成。其他合成橡胶包括：
- 聚异戊二烯，由异戊二烯聚合制得
- 氯丁橡胶，由2-氯丁二烯聚合而成
- 由氰基丁二烯或2-丙烯腈和丁二烯制成的丁腈橡胶
通过混合单体和不同的催化剂，可以制备多种此类化合物，从而控制立体化学。
聚异丁烯或丁基橡胶因其能有效阻止空气透过内衬，常用于轮胎内胎或衬垫。然而，它的弹性远不如顺式聚丁二烯，后者常用于轮胎侧壁，以最大限度地减少能量损失和热量产生。事实上，它的柔韧性极佳，甚至被用于制造超级球。氯磺化聚乙烯（Hypalon）或氯磺化聚乙烯是一种广泛用于屋顶等外层材料的弹性体。合成橡胶，例如EPR，也可用于电绝缘。
硅橡胶
硅橡胶是一种由硅酮聚合物组成的合成弹性体。硅橡胶在工业领域应用广泛，并有多种配方。硅橡胶通常是单组分或双组分聚合物，可能含有填料以改善性能或降低成本。硅橡胶通常具有不反应、稳定性好、耐极端环境和温度等优点。
天然橡胶与合成橡胶
天然橡胶 是从巴西橡胶树的乳胶中 提取的 ，主要成分是多顺式 异戊二烯。
合成橡胶和其他聚合物一样，是由各种石油基单体制成的。
某些合成橡胶比天然橡胶更不易发生臭氧裂解。天然橡胶易受臭氧裂解是因为其链状结构中含有双键，而某些合成橡胶不含这些双键，因此更耐臭氧裂解。例如，氟橡胶（Viton）、三元乙丙橡胶（EPDM）和丁基橡胶。
热塑性弹性体是一类新型合成橡胶，与传统的天然橡胶和硫化橡胶不同，它们易于成型。聚氨酯的结构稳定性是通过晶体交联实现的，而SBS嵌段共聚物的结构稳定性则是通过非晶域交联实现的。