氯丁橡胶与天然橡胶
天然橡胶（NR）从橡胶树的乳胶中提取，是一种天然存在的聚合物。其分子构成为顺式-1,4-聚异戊二烯，具有大量的碳-碳双键，且没有其他取代基。这种天然存在的结构由于双键的存在而提供了优异的弹性，同时长链线性结构确保了其柔韧性。
氯丁橡胶（CR）则是由氯丁二烯单体聚合而成的合成橡胶。其分子构成为聚氯丁二烯，不仅保留了碳-碳双键，还引入了氯原子作为取代基。氯原子的强电负性改变了分子的极性和化学稳定性，这是CR与天然橡胶之间的关键区别。
在耐老化性方面，天然橡胶由于其分子链中存在大量碳-碳双键，容易被氧气、臭氧和紫外线氧化，从而导致老化，表现为硬化、开裂和失去弹性。例如，天然橡胶软管暴露在阳光下几个月后即可出现裂纹。
由于氯丁橡胶中含有氯原子，氯的吸电子效应降低了其双键的电子云密度，使其不易被氧化。氯原子还能抑制臭氧分子与双键的反应，因此氯丁橡胶的耐臭氧、耐紫外线和大气老化性能远优于天然橡胶。例如，由氯丁橡胶制成的汽车密封条在户外暴露5-10年后仍能保持弹性，而天然橡胶产品可能在三年内就失效。
在耐油性和耐化学品性方面，根据“相似相溶”原理，天然橡胶是一种非极性聚合物，与矿物油、汽油等非极性溶剂具有良好的相容性。然而，接触后它会迅速膨胀、软化并丧失性能。
例如，天然橡胶油封在接触机油后可能一周内就失效。由于氯丁橡胶含有极性氯原子，其分子极性较强，因此与非极性油类（矿物油、柴油）相容性较差。虽然它对非极性油类具有良好的耐受性，但对丙酮、酯类等强极性溶剂的耐受性较差。
此外，氯丁橡胶中的氯原子使其对酸和碱更稳定，而天然橡胶中的双键则容易被酸和碱腐蚀。因此，氯丁橡胶更适合用于化工管道内衬和耐酸碱手套等应用。
在弹性和力学性能方面，天然橡胶中的聚异戊二烯链段极为柔韧，使得分子链可以自由旋转。这使其具有出色的弹性和回弹性，回弹率可达80%-90%，断裂伸长率达500%-800%。
这使其适用于需要高弹性的应用，如轮胎胎面和运动器材的缓冲部件。由于氯原子的空间位阻作用，氯丁橡胶的柔韧性略差，导致其弹性和回弹性略低，回弹率约为60%-70%。然而，氯原子的极性增强了分子间作用力，从而具有更优异的拉伸强度、抗撕裂性和耐磨性。
其拉伸强度可达25-35 MPa，相比之下天然橡胶约为20-30 MPa，因此适合用于需要高强度的应用，如传送带和密封件。
在耐温性和环境适应性方面，天然橡胶的工作温度范围较窄，通常为-60°C至80°C。在低温下，其分子链变得僵硬，弹性下降。
超过80°C时，它容易软化、发粘，甚至分解。氯丁橡胶由于氯原子的稳定作用，温度范围更宽，为-40°C至120°C（短时间可耐受150°C），在高低温交替环境下性能波动较小。
例如，由氯丁橡胶制成的发动机舱密封件可承受发动机运行时的高温，而天然橡胶在这些环境中易老化失效。
在加工性和成本方面，天然橡胶具有成熟的加工技术，混炼时流动性好，硫化速度易于控制（通常采用硫磺硫化）。然而，原材料价格波动较大，每吨约15000至20000美元，具体取决于东南亚等产地。
氯丁橡胶加工需要控制温度，以防止高温下氯原子分解产生氯化氢。硫化通常使用金属氧化物（氧化锌+氧化镁），工艺较为复杂。作为一种合成橡胶，其成本受油价影响，每吨约25000至35000美元，始终高于天然橡胶。
在应用方面，天然橡胶由于其高弹性和低成本，主要用于轮胎胎面（占天然橡胶消耗量的70%以上）、胶带、软管、球类等。氯丁橡胶凭借其耐老化、耐油和耐温性，用于电线电缆护套（耐臭氧和防漏电）、汽车密封条（耐候性）、潜水服（耐水和老化）、胶黏剂（氯丁胶黏剂强度高且耐老化）以及消防水带（阻燃性，含氯可抑制燃烧）。
