击败纳粹的功臣

1941 年 12 月 7 日，日本飞机突然袭击珍珠港，把美国海军太平洋舰队停泊在珍珠港的大部分舰艇击沉或击伤。日本军队相继占领新加坡、马来西亚以及东印度群岛。这些天然橡胶生产地原属英国管辖，占有世界天然橡胶产量的百分之九十。而欧洲和北美是不生产天然橡胶的，橡胶资源曾控制在盟军手里，并对德国和日本实行禁运。橡胶是重要的战略物资，是生产汽车、大炮和飞机轮胎的原料。一旦断绝橡胶供应，数以万计的汽车、飞机和大炮就会因为没有轮胎更换而无法使用。显然，盟军面临的危机是非常紧迫的。

在这紧急关头，美国的有识之士建议政府加紧人工合成橡胶的生产，美国总统采纳了这一建议，下令专门成立了橡胶局，以协调人工合成橡胶的生产和研制。

1940 年，杜邦公司的化学家合成了用氯丁二烯聚合的氯丁橡胶。氯丁橡胶具有天然橡胶不具备的优点，例如不燃烧、耐腐蚀、不易老化，特别是耐油性好。普通橡胶经不起汽油浸泡，汽油分子很容易钻到橡胶分子间去，橡胶变得肿胀起来（这种现象叫溶胀），失去弹性和强度，不能使用。氯丁橡胶这些可贵的性能使它在军事上特别有用。

此外，美国还掌握有丁苯橡胶的生产技术，一流的研究水平和雄厚的工

业基础。经过战时体制的动员和组织，开始了从原料到产品，从研究到生产的全国性协作。陆续建立起五十多家工厂，当年生产合成橡胶 1.8 万吨，第二年达到十几万吨，1944 年产量达到 63 万吨。这是一个很大的数目，相当于 15 年后的 1959 年世界合成橡胶总产量。

这场技术革命耗资十亿美元，为盟军在太平洋、在意大利、在诺曼底大反攻的数以万计的车辆、大炮、飞机装备了轮胎和其它零件，也创造了大规模人工合成橡胶的纪录。

橡胶性能最主要特点是具有高弹性。你可以把一根橡皮筋拉长几倍甚至十几倍，当你把手松开后它还能恢复到原来的长度，这使它能经受巨大的冲击，吸收外来的能量使自己产生形变，然后慢慢释放出来。我们中国有句成语，叫“以柔克刚”，橡胶正是以柔克刚的能手。当飞机在机场着地时，巨大的冲击足可使任何刚性材料做成的轮子撞扁或撞成碎片甚至损坏飞机，而橡胶这个蔫头蔫脑的角色却能轻易地将冲击化解，使乘客和飞机安然无恙。

那么，橡胶高弹性的奥秘在哪里呢？说来十分简单，就是橡胶分子量大，且具有网状结构。这些卷曲的长链使橡胶能拉长到原来的许多倍，也吸收了外来的能量。而且每隔一定长度，都像鱼网一样有一个结，这种网是立体的、三维的、上下左右都有。有了这些结，无论在受到拉伸或压缩，它都能恢复原来的形状。如果没有这些结。就像一团线，你一扯，它就变形了，再也回不到原来的形状。

当然，说它打结只是个比方，实际上是分子链之间是形成共价键联结，经典的方法是把硫磺和生橡胶反应，让硫原子在生橡胶分子链间架起桥来，或者说结成网。化学上叫交联。因为用硫来交联，所以叫“硫化”。现在，很多合成橡胶用过氧化物或其它方式交联，但硫化这个词还经常被使用。

此外，橡胶的弹性还跟一个重要的性质有关，那就是大分子本身的柔顺性。每一种高分子的柔顺还和温度有关系，温度越低分子越僵硬，过了某一点，就成了刚性物质，适于做塑料，这个转变温度叫玻璃化转变温度，是高分子材料的一个重要指标。对橡胶来说，玻璃化必须低于使用温度，比方说，北方冬天气温冷到零下 30 度，如果用玻璃化温度-20℃的橡胶，就会变成硬

梆梆的塑料了。天然橡胶，玻璃化温度可达零下 20 度到 40 多度，这还跟它的含硫量有关，不同的规格和牌号可能有不同的玻璃化温度。

天然橡胶来自橡胶树的分泌液，这种树只能在赤道附近的热带、亚热带生长，产品性能、生产规模、成本都受到限制。合成橡胶在工厂大规模生产，不受气候、自然条件限制，石油化工原料充足，成本低。而且，合成橡胶品种多，性能变化大，可以根据需要研制许多特殊性能的产品，如能耐 300℃ 的硅、氟橡胶。能在极低温度（-100℃）下工作的硅橡胶，能耐油、耐腐蚀的丁腈橡胶、氯丁橡胶，特别耐磨、耐油的聚氨酯橡胶，等等。

橡胶还可能被赋予各种特殊功能，如导电橡胶、微波吸收材料、有机半导体等。还有人设想用合成橡胶研制高温超导材料。毫无疑问，合成橡胶在高精尖技术中将起积极作用。

合成橡胶的年产量在 60 年代初就赶上了天然橡胶，70 年代初就达到了天然橡胶的两倍，到 80 年代初，合成橡胶产量又翻了一番，而天然橡胶产量无显著增长。天然橡胶年产量徘徊不前，而合成橡胶产量猛增。这是因为随着经济的发展，世界对橡胶的需求迅速增长，天然橡胶只能在热带生长，而且需要大量土地和人力，大规模增长很困难。有人作出这样的对比：生产一

万吨天然橡胶，要在 10 万亩土地上栽三千万棵橡胶树，六至八年后才能割

胶，每年需 500 人工作。而建成年产一万吨的合成橡胶工厂，只要 150 人工作，占地仅数亩，一两年即可投产，随着自动化程度提高，定员还可减少，而且不受气候限制，温带、寒带均可生产。因此，合成橡胶在数量和品种中占主导地位是必然趋势。