本帖最后由 張麻子 于 2019-3-19 16:31 編輯 ( ]$ i2 x- O% Z: H1 n
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5 M4 R4 j+ o: O5 C- F' \' t1736年，有個法國探險者在南美洲發(fā)現(xiàn)原住民用一種奇怪的樹脂制造可以用來踢的球。他把這種樹脂帶回了法國，后來人們發(fā)現(xiàn)，這種樹脂能夠用來擦除鉛筆上的字跡。橡膠的英文名 rubber，就是從擦 rub 這個單詞來的。 2 P7 G5 k& t1 b: R
天然橡膠 不過，天然橡膠會腐爛。直到100年后，天然橡膠腐爛的問題才被 Charles Goodyear 解決。 1839年，Goodyear 把橡膠和硫摻在一起加熱，就讓橡膠變得更加強(qiáng)韌，這就是固化工藝（curing process）。世界第三大輪胎廠固特異輪胎（Goodyear）的名字就是為了紀(jì)念他。 在高分子化學(xué)和程序工程中，固化是橡膠里的高分子發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而導(dǎo)致的韌化和硬化現(xiàn)象。固化工藝可以防止橡膠腐爛。 現(xiàn)在市面上的橡皮主要是下面這幾類。它們分別都是干哈用的，怎么挑選合適的橡皮呢？ 這種橡皮叫做辦公橡皮。你的鉛筆頭✏️上的那個小橡皮就是它。大概在1910年辦公橡皮就已經(jīng)出現(xiàn)了。粉色是它的標(biāo)配。 因?yàn)橹圃斐杀颈容^低，所以它是鉛筆的日常搭檔。從來不用它的小朋友舉手(。・・)ノ。 此外，由于含有輕石（pumice）——一種多孔的火山碎屑巖——的關(guān)系，它摸起來糙糙的，很容易把紙弄破，所以它其實(shí)更適合擦除印刷字還有鋼筆字（把紙張表面帶有墨水的纖維一波帶走），并不適合你的作業(yè)本。 它的主要成分和制造過程接下來我們會具體講。 乙烯橡皮學(xué)生黨也很熟悉，它比辦公橡皮白一點(diǎn)，擦得很干凈。它誕生于20世紀(jì)中期。 它主要是由聚氯乙烯(PVC)、碳酸鈣、氯化物，還有色素制造的，成本比辦公橡皮高，所以鉛筆頭上不用它。 乙烯橡皮會產(chǎn)生橡皮屑，而且在我們介紹的幾款橡皮里它的研磨性最弱的，不容易使你的作業(yè)本擦破，pH值也偏中性，比較適合搭配2B以下，比如HB的鉛筆。 藝術(shù)橡皮你應(yīng)該也見過，它誕生于1903年，最開始是文具制造公司 Eberhard Faber Pencil Company 的產(chǎn)品。它是用下面會講的硫化植物油制造的，不含橡膠，所以特別軟，也特別容易產(chǎn)生橡皮屑。壞處是，它容易把本子擦得臟兮兮的。 它適合擦除軟鉛筆字，也就是2B-8B的鉛筆。 這種橡皮叫做可塑橡皮，它們和普通橡皮不同，可以捏成不同的形狀，有點(diǎn)像橡皮泥。 可塑橡皮不產(chǎn)生橡皮屑，主要是靠把鉛筆的石墨吸收的方式擦除鉛筆筆跡，它對紙張的研磨性比藝術(shù)橡皮還有辦公橡皮要弱。 藝術(shù)生對它們很熟悉，因?yàn)樵诶L畫的時候常常需要這種橡皮，它可以制造暈染和漸變的效果。它的主要成分是硫化植物油、天然橡膠、合成橡膠、輕石，還有色素，其實(shí)和辦公橡皮一樣，只不過比例不同。 1982年的一項(xiàng)研究比較了辦公橡皮、乙烯橡皮、可塑橡皮對紙張的磨損和腐蝕情況，發(fā)現(xiàn)乙烯橡皮對紙張的磨損最小，也最不容易讓紙張變色灰化；辦公橡皮，也就是鉛筆頭上的橡皮卻是最差的。 現(xiàn)在，我們來看看鉛筆頭上面的那種辦公橡皮是怎么做的。 填料、橡膠促進(jìn)劑、固化劑、油脂、色素，還有合成橡膠是經(jīng)典的辦公橡皮，也是鉛筆頭上面的那種橡皮的主要原料。 制造橡皮的第一步，就是把一坨橡膠塞入開煉機(jī)里。 橡膠在加熱的磨錘之間反復(fù)滾動碾壓。 切割后的廢料也會被塞到這里。 接著，橡膠里就會加入硫、橡膠促進(jìn)劑和紅色素。硫是固化劑。然后還要加入橡膠促進(jìn)劑來加速反應(yīng)過程。 對了，白橡皮是用軟聚氯乙烯做的，它的制造工藝和鉛筆頭橡皮類似，只不過不需要添加固化劑，也不需要進(jìn)行“固化”這一步，揉踏實(shí)了直接拿去切就好了。 工人把這些原料放在開煉機(jī)里碾壓5-10分鐘，讓它們充分混合成為顏色均勻的“面團(tuán)”。 接著，再加入硫化植物油（vulcanized vegetable oil）、普通植物油和碳酸鈣。下面這是硫化植物油——加入了硫的植物油。 : w) A" _8 Z8 Q% j
硫化植物油 許多人不知道的是，根據(jù)美國農(nóng)業(yè)部（USDA）的介紹，橡皮能擦除鉛筆字靠的不是橡膠，而是硫化植物油。實(shí)際上，在橡皮里，主角是硫化植物油，橡膠只是起到了結(jié)合劑——把各種原料結(jié)合起來的功能。文章開頭講的藝術(shù)橡皮就不含橡膠，主要原料是硫化植物油。 & q' o# s/ F* H
硫化植物油在橡膠工業(yè)里已經(jīng)有上百年的歷史了。硫化植物油的掉屑功能，和相對橡膠更加低廉的價格是大多數(shù)橡皮含有這種物質(zhì)的主要原因。也是由于硫化植物油會讓橡膠產(chǎn)生碎屑，所以汽車輪胎里就不含硫化植物油。 碳酸鈣呢是一種填料，用人話說就是本身沒什么用，不和其他原料發(fā)生反應(yīng)，主要功能是吃瓜+降低成本。 經(jīng)過了反復(fù)的錘磨，橡膠的厚度和顏色變得非常均勻，它看起來就像真的面團(tuán)一樣。 這時，就可以把它從機(jī)器上取下來，在室溫下晾半天讓它變硬。 接著，就用機(jī)器在橡膠面團(tuán)上切出一個5-8千克的方塊出來。 把這個方塊面團(tuán)放到熨燙機(jī)里，在163攝氏度的溫度里固化20分鐘。熨燙機(jī)機(jī)會讓橡膠變得更緊實(shí)，而163攝氏度的高溫則會讓橡膠進(jìn)一步變硬。 工人把不規(guī)整的邊角料切掉，再把規(guī)整的橡膠方塊浸入冷水里，防止橡膠繼續(xù)固化變得太硬。 你可能從來沒有考慮過，為什么一些橡皮有兩種顏色。 實(shí)際上，這樣的雙色橡皮既可以擦出鉛筆字，也可以擦除墨水漬。沒想到吧。 & ]$ i/ v$ _" T: B/ W
比如，這里正在制作的藍(lán)色的橡皮里含有輕石。輕石作為一種研磨劑，可以把紙張磨破，從而讓吸收了墨水的紙張纖維被剝落。 工人把藍(lán)色和粉色的橡膠條配對，一起塞到熨燙機(jī)里做12分鐘的熱棒馬殺雞，就可以讓它們合體變成統(tǒng)一的橡皮啦。 然后，工人把多余的邊角切掉。再把紅藍(lán)橡皮浸入冷水里停止固化。 冷卻后的紅藍(lán)橡膠被自動切割機(jī)切成成品的大小。 當(dāng)然咯，有些人沒有用墨水寫字的習(xí)慣，他們只需要買單色的橡皮就可以了。對于這種用戶，只要用機(jī)器把粉色橡膠切割出來就好了。 接著，還要把橡皮丟到一個滾動大缸里，滾動3-5個小時。 讓橡皮滾來滾去的目的是削去它們的棱角。你在社會這個大缸里也會被磨成這樣的形狀。 看一下磨去棱角后的橡皮君—— 然后就是給橡皮打碼。 最后裝入盒子里。 告訴各位學(xué)生黨一件事，那就是被含硫化植物油的橡皮擦過的地方，隨著時間會變成灰色，而且被擦過的地方的pH值都有點(diǎn)高。 你如果不信的話，可以把你多年前用橡皮使勁擦過分?jǐn)?shù)的卷子拿出來看一看。 + T9 g/ j5 l. a2 p' @# y+ F
來源：把科學(xué)帶回家（ID：steamforkids）
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發(fā)表于 2019-3-19 16:31:13
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