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硬橡膠鋼筆。原圖鏈接

硬橡膠（英語：ebonite，或Hard Rubber），是一種從石油發展出來的產品，約在1840年間問世，製造方法是在高溫高壓的環境下，將30%-40%的硫加入天然的橡膠，使之從柔性的天然橡膠轉化為硬質材料。

概述

硬橡膠為一般公眾所知的作為材料的品牌，由硫化天然橡膠製成。硬橡膠可能含有 25% 到 80% 的硫和亞麻籽油，名字來自它作為黑檀木（ebony）的人工替代品的預期用途。這種材料也被稱為矽橡膠（vulcanite），儘管該名稱正式指的是礦物矽橡膠。Charles Goodyear的兄弟 Nelson Goodyear 試驗了硬橡膠複合材料的化學性質。1851年，他使用氧化鋅作為填料。Hugh Silver負責為其命名。

硫鍵使橡膠變硬

在不太低的溫度下，硫鍵還能增加各鏈之間的自由活動範圍，因此橡膠不會變硬。如果加進更多的硫，比如25%- 50%，以橡膠重量計，就會使鏈與鏈之間鍵合得很緊密，致使橡膠變硬，這樣的橡膠稱為硬橡膠。 用天然橡膠或丁苯橡膠、丁二烯橡膠、丁腈橡膠、氯丁橡膠100質量份與30～50份的硫黃混合，經加熱硫化，生膠分子中的雙鍵結構被硫黃交聯飽和，生成堅硬而有韌性的硬質橡膠。在室溫下為黑色堅硬物質，有良好的化學穩定性、優良的耐化學藥品腐蝕性能和耐有機溶劑性能、低的吸水性能、高的拉伸強度、抗折強度及優良的電絕緣性能，可以進行機械加工。

特性

硫含量在 35% 左右時可獲得最強的機械性能和最大的耐熱性，而在硫含量 30% 左右時可獲得最高的衝擊強度。硬膠在常溫下的剛性歸因於分子內硫原子之間的范德華力。升高溫度會逐漸增加克服范德華力的分子振動，使其具有彈性。

硫化過程中硫的百分比和施加的溫度和持續時間是決定硬橡膠聚硫化物彈性體技術性能的主要變量。發生的反應基本上是硫在雙鍵上加成，形成分子內環結構，所以很大一部分硫以分子內加成的形式高度交聯。由於具有高達 40% 的最大硫含量，它可用於抵抗膨脹和最小化介電損耗。硬橡膠用作含有稀鹽酸的各種（主要是儲存）容器的防腐襯裡。在高於室溫的溫度下或長時間儲存氫氟酸時，它會形成氣泡。

硫化密度

硬橡膠具有大約 1.1 到 1.2 的內容混合物相關密度。當重新加熱的硬橡膠表現出形狀記憶效應並且可以在一定範圍內相當容易地重新成型。根據硫百分比，硬橡膠的熱塑性轉變或軟化溫度為 70-80°C（158-176°F）。這種材料很脆，這會在電池外殼中的使用產生問題，例如，外殼的完整性對於防止硫酸洩漏至關重要。現在已普遍被炭黑填充聚丙烯所取代。

應用

1838年美國一家倒閉的鐵工廠老闆，以硫化的方式去將橡膠硬化，發明出第一個人造橡膠。原本天然的橡膠具有良好彈性，但經硫化後就能得到堅固的膠體，故這種以硫化手法製的橡膠又稱硬橡膠或硫化橡膠。依硫化的程度不同，可以產生不同硬度的橡膠，所以今日雖然你可以看到各家鋼筆廠都有同是硬橡膠的筆桿，但因配方不同而有軟硬的差別（尤其在拋光的過程最容易感覺到）。

硫化後未染色的橡膠是呈暗棕色，故早期的硬橡膠筆桿都將之以碳粉染成黑色，經長期使用後筆桿會再退回成棕黑色。大約1910年左右西華和派克的平頂款鋼筆有不少都是這種黑色硬橡膠筆桿，並不難尋。1920年左右多了紅色或紅黑雙色的硬橡膠筆桿，這添加氧化鐵粉所以呈現紅色，如Waterman1929年的波紋紅（ripple rose）。

筆桿材料

19世紀時開始有人造塑膠的發明和使用後天然塑膠自然而然的被人造塑膠給取代了。人造塑膠仍是以天然原料為主，再加上化學藥劑使其因化學反應而塑化成形。 硬橡膠(Hard Rubber)是上世紀許多筆廠愛用的筆桿材料, 因為材質堅韌穩定, 不縮水變形, 留存至今仍有許多硬橡膠筆頭好壯壯, 繼續服役. 硬橡膠缺點是加工不易, 容易鈍刀. 現今除了少數日本筆廠外, 已經少有筆廠量產硬橡膠筆. 硬橡膠主要供應商是德國的SEM與日本的日興, 大宗用途是工業部件, 樂器吹嘴, 菸斗咬合件. 以花色選擇及製造品質而言, 德製品要比日製品好很多. 德製品氣孔少, 拋光後光可鑑人, 日製品氣孔較多, 拋光後總覺蒙上一層霧翳.

取代天然的黑檀木

硬橡膠在鋼筆的黃金年代曾是最熱門的筆桿材質，硬橡膠以黑檀木（ebony）取名ebonite，是希望以這種新材料來取代天然的黑檀木（ebony），在1920、30年代，被許多鋼筆廠拿來做為筆桿的材料，取其相對堅硬的特點，當時的硬橡膠，多以黑、紅或二色混合居多，而後技術逐漸進步，使得顏色、花紋愈來愈多，產品愈趨成熟，百樂845及Namiki的50號大筆都是使用硬橡膠底胎筆身再上漆的。

用途廣泛

車輛與日常用品

硬橡膠多年來一直用於汽車電池的外殼，因此即使在聚丙烯等更堅固的現代塑料被替代很久之後，黑色仍是其傳統顏色。儘管目前已知的型號僅用塑料生產，數十年來，Ace 公司（現在是Newell Rubbermaid 的一部分）製造的髮梳中使用了它，硬橡膠通常被視為腳輪的輪子材料。它也常用於物理學教室演示靜電，因為它處於或接近摩擦電系列的負端。 硬橡膠用於 20 世紀早期的保齡球；然而，它已被其他材料淘汰（Ebonite 名稱仍然是聚合物球主要製造商之一的商品名稱）。它已用於電插頭、煙斗吹嘴（與Lucite競爭）、冰球、鋼筆筆身和筆尖饋送、薩克斯管和單簧管吹嘴，以及完整的防潮單簧管。

老化變色

在日光中的紫外線部分的影響下，硬橡膠會氧化並暴露在濕氣中，水與表面上的游離硫結合，在表面產生非常吸濕的硫酸鹽和硫酸。硫酸鹽從空氣中冷凝水，在表面形成具有良好潤濕特性的親水膜。這些老化過程會逐漸使表面從灰綠色變為褐色，並導致表面電阻率迅速惡化。 當硬橡膠用於電子產品時，它會受到污染。硬橡膠在金屬箔片之間滾動，金屬箔片被剝落，留下金屬痕跡。對於電子用途，表面被研磨以去除金屬顆粒。

塑膠替代

硬橡膠在塑膠出現後，它便逐漸失去它霸主的地位，連帶著使得許多以製造硬橡膠為主的小公司隨之倒閉或轉為經營其他項目，但日本日興工業所，自1952年由首任社長遠藤勝造成立以來，一直專注在硬橡膠的製造及改良，在那個年代，勝造先生與許多著名的筆匠如酒井榮助、土田修一等都是生意上的夥伴兼人生的好友，他除了致力使品質更穩定之外，還開發了許多不同的花色，使得公司在硬橡膠製作成為夕陽工業後，仍然能夠存活下來。

現任日興工業社長遠藤智久（遠藤勝造先生的孫子）接任後，更積極開發海外市場及進入鋼筆製作及相關產品（如彈吉他用的匹克等）的市場，也仍然保持與一些手作鋼筆的職人間之合作（如百瀨泰明、久保幸平等），持續把他們所自有產品做全面性的發展。

影片

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