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如何用橡胶制作橡皮筋?


实验室k / 2019-04-28

       如何用橡胶制作橡皮筋?我们来看看橡皮筋的制作方法。

       将生橡胶、硫黄、催化剂、颜料等混合放入一种叫作“挤出机”的设备,生成管状的橡胶成品。这种橡胶管子的内径,就是我们最后做出的橡皮筋的大小。也就是说,其内径越大,生产出的橡皮筋直径就越大;反之,其内径越小,生产出的橡皮筋直径也就越小。

       但是,到这个阶段为止,橡胶的弹性还是很弱。这时就需要通过加硫黄,进行高温加热,从而使硫黄分子在呈绳状排列的橡胶分子之间“架桥”,增强橡胶的弹性。

       1839年冬天,美国的查尔斯·古德伊尔(1800~1860)在一次偶然的情况下,将硫黄混入了橡胶进行加热,从而开发出了这种被称为“硫化”的技术。橡胶的弹性变强以后更加具有实用性。“硫化”使橡胶的弹性有了飞跃式的提升,不仅如此,还能使其抗老化,増强橡胶的耐久性。可以说“硫化”是橡胶实用化历史上的一个划时代的发明。在此之前,橡胶由于较易老化,只能拿来做玩具,现在其用途得到了扩展,甚至也能用于制作轮胎。

       经过“硫化”处理的橡胶管,被机器按一定的宽度切割成段。此时,根据切割的宽度不同,可以制作出各种粗细的橡皮筋。

       之后,再用机器将切出的橡皮筋洗净并使其干燥。像这样,橡皮筋的成品就被生产出来了。然后再根据不同的用途,将其装进塑料包装袋或包装箱后,就可以出货了。

       未经过“硫化”程序的橡胶(生橡胶),拉伸变形后是无法恢复原状的,而经“硫化”后,其弹性增强,可以恢复原状。


       当橡胶没有受到外力作用时,其分子是呈松弛状态的。虽然生橡胶被拉伸时也能表现出一定的弹性,但是长时间拉伸后是无法恢复到初始状态的。因为其内部分子间的位置关系已经被破坏了。

       经过“硫化”后,硫黄分子会在橡胶整体内部“架桥”,形成像渔网一样的网状结构,所以很容易就能恢复成原状。

       将一根较粗的橡皮筋尽量拉伸,然后用嘴唇轻轻触碰其中间位置。保持这样的姿势,将橡皮筋快速地放松,然后再快速地拉伸,这样我们能感觉到其温度发生了变化。

       因为,橡胶未受到外力作用时,其分子是呈松弛状态的,都在保持着振动。

       当其被一下子拉伸时,分子的振动会变得困难,就会产生能量。这些多余的能量使得橡胶的温度上升。

       相反地,当放松时,橡胶分子又恢复了振动,而振动产生的能量又会被周围所吸收,这样温度又会下降。

       橡皮筋在被拉伸的状态下,用锤子砸或放到开水中,又会怎样呢?随着温度的上升,其内部分子的振动也更加激烈,橡皮筋要恢复原状的收缩弹力也就会变得更强。


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