天然橡膠全攻略｜優缺點一次看懂，選材避開這些雷！

天然橡膠你一定聽過，但它到底有什麼厲害之處？為什麼輪胎、鞋底、輸送帶甚至醫療用品都離不開它？

天然橡膠最大特色就是「彈性超好」，同時兼具耐磨與抗撕裂的優勢。不過，它也有缺點，例如遇到油品或長期曝曬時容易老化。

這篇文章會用簡單好懂的方式，帶你快速認識天然橡膠的來源、特性、常見應用，還會幫你整理與合成橡膠的比較表，讓你在選材或採購時更有方向，不再霧裡看花。

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🔍天然橡膠是什麼？

天然橡膠（NR）主要成分是順-1,4-聚異戊二烯（cis-1,4-polyisoprene）。這種結構讓分子鏈呈現「蜷曲、易伸展」的狀態，拉伸時能迅速解捲並在外力移除後回彈，形成我們感受到的高彈性。

再透過硫化（以硫原子把分子鏈「橋接」起來），在鏈與鏈之間建立網狀交聯：

• 交聯密度↑ → 強度、耐磨、耐永久變形更好，但回彈與柔軟度會略降。 

• 交聯密度↓ → 更柔軟、回彈佳，但強度與耐熱可能不足。

此外，NR 的玻璃轉移溫度（Tg）約在 −70 °C 附近，因此在低溫下仍保有良好柔性，這是它在避震、輪胎等「動態負載」應用長期吃香的原因。

乳膠怎麼變橡膠？

天然橡膠來自橡膠樹乳膠。實務流程可分為三段：

1. 採集與保存：以割刀在樹皮劃口「割膠」，乳白色乳膠流入杯中；為避免自發凝固，常加入氨水等防腐/穩定劑。 
2. 凝固與成形：運回處理場後，以蟻酸/甲酸促進凝固，接著壓延脫水成濕片。此步驟會影響純度、夾雜與均勻度。 
3. 乾燥與分級：常見有煙片膠（RSS）、標準橡膠（TSR，如 STR/SMR/SIR 系列）、皺片/膠團等形式；再依色澤、灰分、氮含量、雜質與門尼黏度等指標做品質分級。

到廠後會依用途加入補強填料（如碳黑、白炭黑）、防老劑、增塑/軟化劑與硫化體系（硫、促進劑、活化劑），配方決定了最終的硬度、耐磨、回彈、耐候與耐介質等關鍵性能。

天然橡膠 VS 合成橡膠 性能比較

合成橡膠（如 SBR、BR、NBR、EPDM、VMQ 等）：

• NBR：耐油一把罩。
• EPDM：抗臭氧、耐候與中高溫穩定。
• VMQ、SE（矽膠）：耐高低溫、潔淨級應用友善。

然而在動態強度、回彈與抗撕裂的綜效上，NR 依舊很難被完全取代，特別是在輪胎、避震襯套、輸送帶、製鞋等場景。

產業上常見並用策略：

• NR＋SBR/BR：平衡抓地、耐磨與生熱。
• NR＋配方抗老：改善耐臭氧/UV。

介質含油或長期戶外暴露時，改以 NBR/EPDM/VMQ、SE 為主更穩健。

整體來看，天然與合成屬互補而非你死我活：當你需要極佳的動態表現與低溫柔性，NR 往往是第一順位；但介質或環境條件更嚴苛時，合成橡膠或混用才是最佳解。

🔍天然橡膠有哪些優缺點？

天然橡膠彈性超強、耐磨不怕拉扯

NR 的拿手好戲在「動態載荷」——也就是零件在頻繁彎折、拉伸、壓縮時仍要穩定工作。

其分子鏈先天蜷曲、易伸展，回彈速度快，生熱低（低 hysteresis），因此在長時間反覆變形下不易因溫升而疲勞失效。

加上良好的抗撕裂與耐磨耗，非常適合輪胎（胎體/胎側）、避震襯套、阻尼墊、輸送帶、鞋底等需要屈撓壽命長與表面磨耗小的場合。若再搭配適當補強（如碳黑粒徑與結構調整），可在抓地/耐磨/回彈間取得更佳平衡。

遇到油和日曬，為什麼會撐不住？

NR 主鏈含有雙鍵，天生對碳氫油品、臭氧與紫外線較敏感：

• 接觸油品（特別是礦物油、燃油）易膨潤、軟化、強度下滑。

• 臭氧裂解會在受拉表面形成微裂紋，久而久之導致龜裂。

• UV/日曬會加速老化、變硬或粉化。

改善作法包含：

1. 配方抗老：加入抗氧化劑、抗臭氧蠟，並以填料與硫化體系調整交聯密度。
2. 表層保護：外層包覆、塗層或採黑色配方（碳黑具遮蔽 UV 的效果）。
3. 材料並用或改材：與 SBR/BR 並用以兼顧動態與耐候；若長期油洗或戶外曝曬，改選 NBR/EPDM/VMQ、SE 更穩健。

天然橡膠低溫友善，高溫需留意

NR 的玻璃轉移溫度（Tg）低，因此低溫柔性表現出色，常見標準配方在 −40/−50 °C 依然能維持可用彈性；但在高溫端（約 60–70 °C 連續使用）機械性會逐步衰退、壽命縮短。

實務上建議：

• 設計預留安全邊界：以連續溫度為主、尖峰溫度另算裕度。
• 降溫與散熱：動態工況下控制生熱（選對補強、降低內耗）。
• 配方調校：藉硫化系統與填料微調耐熱與回彈；若長期高於 80–100 °C 的條件，考慮 EPDM/VMQ、SE 等材質。

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🔍天然橡膠及合成橡膠該怎麼選?

材料比較的三個實務維度

選材別只看「硬度」或品牌名稱，先把這三件事問清楚：

1. 介質（Medium）

   • 會不會長期接觸油品（礦物油、燃油、潤滑油）、溶劑、酸鹼或清洗劑？

    

   • 是否有戶外/臭氧/UV 暴露（例如屋外件、車門條、屋頂防水、日曬雨淋）？

    

   • 是否需要食品級/醫療級接觸（涉及揮發、析出、潔淨度與認證）？ 

    

2. 溫度區間（Thermal Window）

   • 連續溫度是多少？是否有短暫峰值(瞬溫)（例如運轉時 95°C，停機可達 110°C）？

    

   • 是否需要低溫柔性（−30℃ 以下仍維持彈性）或高溫耐久（80–150℃ 長期運行）？

    

   • 高溫＋油品、低溫＋撞擊等「複合條件」會加速劣化，要一併評估。 

    

3. 動態要求（Dynamic Duty）

   • 零件是否承受反覆彎折/拉伸/壓縮？是否需要高回彈、低生熱以防疲勞？

    

   • 是否有撕裂風險（尖角、缺口、砂石磨耗）或需要長壽命屈撓（輸送帶、胎體）？

    

   • 若強調動態，NR/BR/SBR 並用常見；若偏靜態密封且介質嚴苛，NBR/EPDM/VMQ 更穩。

    

快速判讀心法：介質優先、溫度次之、動態加權。介質不合（例如油洗環境用 NR），再強的機械性也會被迅速打回原形。

快速對照表

（星等為相對傾向，實際以配方與規範為準）

如何參考這張表：

• 先圈出你的致命需求（例如「一定要耐油」），在該欄找星等最高的材質作為第一候選。 

• 若同時有兩個以上關鍵需求（如耐油＋高溫），採交集思維：NBR 勝在耐油，但若長循環 ≥100°C，可能要改走氟橡膠或矽橡膠（視介質而定）。 

• 若你想兼顧動態強度與耐候，可考慮並用（如 NR＋SBR/BR）或改選 EPDM（長期戶外）。 

※涉及食品/醫療、揮發限制或潔淨度，優先評估 VMQ（矽膠） 並確認等級與認證。

什麼時候選天然橡膠較適合？

優先選 NR 的情境

• 高彈性、耐磨、抗撕裂是關鍵，而且工況以動態屈撓為主（如胎體、避震襯套、減振/阻尼墊、輸送帶、鞋底）。

• 低溫柔性很重要（−30～−50°C 仍需保持彈性），但不會長期油洗或日曬。

• 允許透過配方抗老（防老劑、碳黑遮光、表層保護）來控管中度戶外/光照風險。

改選或並用合成橡膠的情境

• 油品長期接觸：NBR 為首選（或視油種/溫度評估 HNBR/FKM）。

• 長期戶外/臭氧/UV：EPDM 比 NR 穩；若還要耐高低溫與潔淨，考 VMQ。

• 長期高溫（≥80–100°C）：EPDM/VMQ 更有利，NR 容易性能衰退。

• 多重嚴苛條件（高溫＋油＋動態）：需以測試與配方微調為準，單一材質很難完美兼顧。

實務建議（流程化）

1. 列「介質×溫度×動態」三軸需求 → 先排除明顯不適合的材質。
2. 在候選材中做小樣測試（溶脹、老化、疲勞/撕裂）與標準規範比對。
3. 與供應商討論配方與等級（填料、硫化系統、防老體系）與可替代方案（並用或改材），再定版量產。

用 NR，抓住「動態與低溫」的優勢；遇到油與日曬，就換跑道或用並用/表層保護把風險壓下來。

🔍天然橡膠典型應用與設計眉角

輪胎/避震與輸送帶

設計重點與並用策略

• 輪胎（胎面/胎體/胎側）：NR 以高回彈、低生熱、耐撕裂見長，但單用容易在高溫高速下發熱與磨耗加劇，因此多與 SBR/BR 並用：
  • NR＋SBR：提升耐磨與抗滑；胎面常見。
  • NR＋BR：降低生熱、改善低溫柔性與抗裂；胎體/胎側常見。 

• 避震襯套/阻尼墊：長期承受反覆剪切與壓縮，NR 的低 hysteresis 可降低工作升溫；配方上控制交聯密度以兼顧回彈與抗永久變形（Compression Set）。 

• 輸送帶：需要長壽命屈撓＋抗撕裂；在礦山、砂石等磨蝕環境，NR 含量與碳黑粒徑/結構會直接影響耐磨與生熱；若接觸油污或高溫物料，需改材或表層改性。

實務眉角（供工程/採購速查）

• 胎面生熱與磨耗是拉扯關係：要抓地就會犧牲些耐磨，靠 NR/SBR/BR 的比例與碳黑等級尋平衡。

• 動態測試不可省：做 Goodrich Flexometer/疲勞裂紋等評估，確認長時運轉下發熱與裂紋成長。

• 環境與介質：輸送帶若有油霧/燃油，NR 會膨潤軟化；改選 NBR/CR 或做覆面層抗油設計。

• 溫度管理：動態生熱高時，可透過填料體系、硫化系統與結構（厚度、開槽）控制散熱。

製鞋與膠帶/膠管

製鞋（大底/中底配方）

• 抓地與回彈：NR 的高彈性帶來舒適腳感與止滑；多搭配碳黑/白炭黑與增塑體系微調硬度與回彈。

• 耐磨需求：運動鞋/工安鞋會要求更高耐磨與抗切割/撕裂；若需耐油（餐飲、機械環境），NR 大底要嘛表層改性，要嘛改材（如 NBR/PU）。

• 防滑與耐水解：溼滑地面防滑靠花紋＋配方摩擦係數設計；長期水解與黃變則需抗氧化/防老體系。

膠帶/膠管（動態屈撓應用）

• 屈撓壽命與耐磨耗是關鍵：NR 在反覆彎折下能保持較低內耗；用於空氣/水介質尤佳。

• 介質與壓力：如涉及油品/燃油/溶劑或高壓，NR 會膨潤、強度下滑甚至爆裂；應改選 NBR/CR/FKM 等材質或採內層改材＋外層NR 的複合結構。

• 彎曲半徑/補強層：膠管設計需計算最小彎曲半徑與編織/纏繞補強層角度，避免 NR 基體在高彎曲下撕裂。

實務眉角

• 耐油＝優先改材：一旦是長期油洗環境，NR 不建議；短暫接觸可考慮保護層或可替換的外層件。

• 耐候/日曬：鞋底或外露膠件須考慮抗臭氧蠟、碳黑遮光或外層覆膜；否則會龜裂變硬。

• 製程一致性：鞋底發泡或膠管擠出時，溫度/硫化時間與含水率將影響回彈與硬度穩定性。

密封件（O-Ring）與存放

適配條件

• 可用：水、酒精、部分有機酸/鹽類等較溫和介質，且不長期戶外曝曬的密封場合。

• 不建議：油品、燃油、含芳香烴溶劑、長期臭氧/UV；此時以 NBR/EPDM/VMQ/FKM 依介質與溫度選用。

設計與選型重點

• 壓縮永久變形（Compression Set）：NR 可透過硫化系統與交聯密度優化，但在高溫（>70–80°C）長期靜態密封時仍不如 EPDM/VMQ 穩定。

• 硬度與尺寸：O-Ring 要同時看 Shore A 硬度與溝槽設計（擠壓率、間隙、膨脹裕度），避免過度擠壓或空隙導致洩漏。

• 耐磨與動密封：若為往復/旋轉動密封，NR 的低內耗是優勢，但介質/溫度要先過關；必要時改選 HNBR/FKM。

存放與壽命管理（庫存 SOP）

• 避光、避熱、低濕：25°C 以下、相對濕度 65% 以下為佳；遠離UV 光源。

• 遠離臭氧源：如電動馬達、汞燈、電火花；臭氧會在受拉表面產生裂紋。

• 避免拉伸儲存：O-Ring 不要套在過緊的掛架或小直徑筒上，避免長期拉伸造成永久變形。

• 先進先出（FIFO）：控制儲存年限，定期抽驗硬度、拉伸、壓縮形變，過期或性能下降即汰換。 

把天然橡膠放在「動態負載＋低至中溫＋非油洗/非長曝戶外」的舞台上，它會發揮近乎天花板的彈性與耐磨；但只要牽涉油、日曬或高溫，就必須透過配方、結構或改材來兜住風險。

🔍關於天然橡膠 總結

天然橡膠的優勢和限制，其實就像一把「雙面刃」。

它的彈性、耐磨與抗撕裂表現，讓它在輪胎、避震、鞋底和輸送帶等動態應用中幾乎是無可取代的選擇；同時它在低溫下依舊保持柔軟，適合需要長時間屈撓的場合。

不過，一旦環境中充滿油品、長期日曬或高溫，它的弱點就會浮現，容易老化或失效。

所以在設計或選材時，最好先檢查「介質、溫度、動態需求」三大條件，必要時搭配配方或改用合成橡膠，才能真正發揮 NR 的強項又避開風險。

🔍關於天然橡膠 常見問題

Q1：天然橡膠和乳膠過敏有關嗎？

是的，部分人對乳膠蛋白質會產生過敏反應（皮膚紅腫、呼吸道過敏等），因此醫療用品（如手套）常改用合成材質（如 NBR、TPE）來降低風險。

Q2：天然橡膠能不能回收再利用？

可以，但不像金屬或熱塑性塑料那麼容易。NR 屬於熱固性網狀結構，常透過「再生膠」或粉碎混煉的方式回收，應用於鞋底、地墊、道路鋪面等。

Q3：天然橡膠的價格波動大嗎？

非常大，因為受氣候（雨季/乾旱）、病蟲害、國際需求（汽車輪胎產業）與地緣政治影響。價格通常透過國際期貨市場（如TOCOM）來反映。

Q4：天然橡膠能不能算是環保材料？

它來自可再生的橡膠樹，是天然來源，且具一定生物降解性；但種植園大規模開發會帶來森林砍伐與碳排放問題，所以「環保性」需看整個供應鏈管理。

Q5：NR 能不能用在食品級應用？

可以，但必須符合相應的 FDA、LFGB 或 JIS 等食品接觸標準，且需控制添加劑與防老體系的安全性。

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