前段时间,来自贵州的王先生就遭遇了“床垫惊魂”。家中孩子连续数周夜间过敏,医院也查不出原因。直到他掀开床垫一看——乳胶垫芯已严重粉化,手一抹就是一层细白粉末。原来,这张使用了10年的乳胶床垫,早已化为“尘土”。
这条新闻一经发布,引发网友热议。有人惊呼:“我家的乳胶床垫也用了快十年了,是不是也该看看?”有人质疑:“乳胶不是天然环保材料吗?怎么会变成粉末?”今天,就让我们走进乳胶的材料世界。
01、“乳胶”到底是什么?
如果你戴过医用手套、吹过气球、睡过乳胶枕,那你已经与“乳胶”打过多次照面了。
乳胶指的是聚合物微粒分散在水中的胶体乳液[1]。其中,用于橡胶制品的那一类,也叫“胶乳”。你可以想象一锅装满橡胶小球的牛奶,这就是乳胶的微观模样。
乳胶的用途之广,几乎渗透到我们生活的每一寸角落。在医疗领域,乳胶可用于医用手套、导尿管、安全套、压脉带等;在日常生活中,常见于气球、家用手套、鞋底、牙线棒等用品;在工业与军工方面,则用于密封圈、涂层、绝缘胶管、航空手套等[2];在睡眠家居领域,乳胶被制成枕头、床垫、靠垫等舒适型产品,为人们提供良好的睡眠体验。
乳胶之所以用途如此广泛,源于它本身具备一系列突出的材料特性。首先,它弹性好,分子结构类似弹簧,可以被拉伸至几倍长度后回弹;其次,它具有良好的防护性能,天然乳胶中密布的微孔结构能够有效屏蔽病毒、细菌;同时,它贴肤性佳,能够贴合皮肤曲线,触感顺滑细腻;最后,天然乳胶还具备可降解性,可被自然界微生物分解,对环境影响较小。
02、天然、合成,有何不同?
“这床垫是乳胶的!”——但问题是,是哪种乳胶?
在商家宣传中,“乳胶”往往被一笔带过,仿佛都是一样的柔软和环保。但其实,不同乳胶之间的性能差距远超你想象。
最为人熟知的是天然乳胶,它提取自橡胶树,被称为橡胶树的“白色血液”。天然乳胶的分子结构如同一串有弹性的弹簧,这使其具有优良的形变恢复能力和良好的使用舒适性[3]。除了弹性优势,天然乳胶还具有良好的生物相容性,加工过程无需添加大量合成助剂,天然成分更利于人体安全。此外,在正常环境下还可自然降解,更符合可持续材料的发展趋势。
当然,再天然的材料也有短板。天然乳胶中含有一定蛋白质,可能引发个别人群的乳胶过敏反应[4];而且它对储存环境十分挑剔——高温、潮湿、强光都会加速其老化,影响使用寿命。更重要的是,由于原料依赖橡胶树汁液,产量有限、价格偏高。
相比之下,合成乳胶更像是工业体系下的“量产工匠”。它们来自石油化工,代表性成员包括丁腈胶乳、氯丁胶乳和聚异戊二烯乳胶[5]。不同配方,各有所长:丁腈乳胶耐化学腐蚀,能无惧油;氯丁胶乳能扛住臭氧和高温,是特殊工业环境的理想材料;聚异戊二烯乳胶则结构近似天然乳胶,佩戴舒适且不过敏。不过,合成乳胶虽能大批量生产,在弹性、屏障性和环保性方面仍略逊天然乳胶一筹。尤其部分低成本产品,为压缩成本而牺牲了性能,环保性更难保证。
03、为什么乳胶会碎成粉?
回到开头的新闻:用了10年的乳胶床垫碎成粉末——乳胶怎么会“自我粉碎”?
答案很简单:材料老化。
虽然乳胶弹性十足、触感柔软,但它并不是“永不老去”的材料。事实上,无论是手套、床垫还是垫圈,乳胶制品的寿命都有“保质期”,只不过它们不像食物那样有明确的日期,而是靠材料的状态说话。
乳胶的主链成分为顺式聚异戊二烯,这是一类结构富含C=C双键的高分子材料。当乳胶暴露在空气、阳光或热源下时,这些分子会发生氧化断裂,生成低分子碎片,如醛类、酮类物质。这些碎片再逐步聚合,形成无弹性、易碎的微粒,最终让一整块乳胶“粉身碎骨”[3]。乳胶的老化是不可逆的——不像拉伸或压缩那样还能恢复原形,一旦发生分子断裂,性能就再难挽回。
研究表明,紫外线的能量可直接切断乳胶中的C-C键,暴晒后的乳胶极易表面粉化;臭氧也会引发分子链断裂,尤其在电机房等臭氧浓度偏高环境中,乳胶寿命常常“腰斩”;而高温会让老化反应加速进行——温度每升高10℃,老化速度就翻一倍;此外,油脂或有机溶剂还会导致胶体溶胀、增塑剂析出,使乳胶变硬、发脆,甚至直接裂开[4]。
乳胶的脆变不是一瞬间发生的,而是日复一日在阳光、湿气、热源和油脂的包围中慢慢发生的。所以,我们在日常使用时,要尽量做到避光存放、温水清洗、远离有机溶剂,这样才能尽可能延长它的寿命。