膠清橡膠結(jié)構(gòu)與性能研究

1、內(nèi)容研究方案膠清膠研究現(xiàn)狀膠清橡膠概念：概念：制造離心法濃縮膠乳時(shí)分離出膠清，以膠清為原料，經(jīng)加酸凝固，再經(jīng)壓片或造粒、干燥脫水而制成的橡膠?；瘜W(xué)組分化學(xué)組分： 膠清膠乳中含橡膠約 3%7%， 其中以細(xì)小的橡膠粒子為主；而膠清中還含有：膠清膠、肌醇類、糖類、蛋白質(zhì)、氨基酸、含氮堿、核酸、核苷、有機(jī)酸、膠清膠、肌醇類、糖類、蛋白質(zhì)、氨基酸、含氮堿、核酸、核苷、有機(jī)酸、無(wú)機(jī)鹽無(wú)機(jī)鹽。組分膠清橡膠新鮮膠乳制備的天然橡膠橡膠7085%95%蛋白質(zhì)8%15%2%丙酮抽出物510%3%膠清橡膠與煙片膠的性能比較膠清橡膠與煙片膠的性能比較膠清橡膠基本特性基本特性在天然橡膠中屬橡膠成分含量最低的橡膠，必有差異

2、十分明顯：(1)橡膠成分雖不足80%，但及硫化橡膠的強(qiáng)度仍然較高。(2)由于含蛋白質(zhì)多，橡膠在貯存中易霉變，硫化速率快，易焦燒。(3)膠內(nèi)銅錳等有害金屬含量高，容易老化。(4)價(jià)格十分便宜，僅為煙片膠的70%左右。 我國(guó)膠清膠分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)3個(gè)等效，大體相當(dāng)于褐縐膠同級(jí)的質(zhì)量和價(jià)格。 廢水難處理：廢水難處理：膠清膠固含量在5%左右，需要用硫酸才能凝下來(lái)，干膠量不大，但是廢水量卻比較大，亟需要一種環(huán)保的處理方法。 結(jié)構(gòu)化嚴(yán)重：結(jié)構(gòu)化嚴(yán)重：膠清膠在存放過(guò)程中會(huì)增硬，門(mén)尼黏度可以升到100度以上，再有膠清膠的硬度高，但是定伸強(qiáng)度卻不高。這兩個(gè)現(xiàn)象典型的說(shuō)明膠清膠結(jié)構(gòu)化比較嚴(yán)重。 黏度不穩(wěn)定：黏

3、度不穩(wěn)定：黏度升高的現(xiàn)象在標(biāo)膠中也有出現(xiàn)，使得標(biāo)膠的黏度也不穩(wěn)定。 吸水嚴(yán)重：吸水嚴(yán)重：膠清中蛋白質(zhì)含量大致為8%15%，意味著吸水量要比一般的天然橡膠要大，因此易霉變。膠清膠研究現(xiàn)狀膠清膠研究現(xiàn)狀膠清橡膠研究方法基本研究方法基本研究方法特點(diǎn)特點(diǎn)加入強(qiáng)酸加入強(qiáng)酸加入強(qiáng)酸使其凝固，因酸量很大，故成本較高用脫蛋白或者表面活用脫蛋白或者表面活性劑處理膠清性劑處理膠清以期改善膠清橡膠的性能，提升商品檔次獲得較高回收率并降低生產(chǎn)成本超濾超濾一種可同反滲透和微濾分類在一起的膜分離過(guò)程，以壓力為驅(qū)動(dòng)力被循環(huán)處理，溶劑和部分溶質(zhì)能夠透過(guò)膜，而其余組分被截留中空纖維柱濃縮法中空纖維柱濃縮法制備天然橡膠膠清橡制備

4、天然橡膠膠清橡膠膠過(guò)濾掉很多小分子非膠組分（如銅、錳等），從而可以大大改善膠清橡膠的性能。母膠技術(shù)母膠技術(shù)通過(guò)加入粘土、碳黑、白炭黑等納米填料，將膠清膠絮凝出來(lái)，獲得納米復(fù)合材料。文獻(xiàn)匯總研究方法研究方法結(jié)論結(jié)論丙酮抽提去除膠清中丙酮抽提去除膠清中金屬離子金屬離子除去金屬離子，這些金屬離子是熱氧降解的催化劑, 會(huì)提高膠清橡膠的熱穩(wěn)定性加入一定量的電解質(zhì)加入一定量的電解質(zhì)輔助微波輻射對(duì)高氨輔助微波輻射對(duì)高氨含量的膠清進(jìn)行快速含量的膠清進(jìn)行快速凝固凝固微波輻射凝固的膠清橡膠與硫酸凝固的膠清橡膠相比， 其各項(xiàng)理化性能都較高。凝固過(guò)程中保留了大部分的非膠物質(zhì)有促進(jìn)硫化提高橡膠的交聯(lián)密度。中空纖維柱過(guò)濾

5、、濃中空纖維柱過(guò)濾、濃縮后的膠清，再由堿縮后的膠清，再由堿性蛋白酶和木瓜蛋白性蛋白酶和木瓜蛋白酶二次處理后制得的酶二次處理后制得的高級(jí)膠清橡膠高級(jí)膠清橡膠獲得的生膠的理化性能能夠達(dá)到國(guó)產(chǎn)號(hào)標(biāo)準(zhǔn)膠的要求。膠清橡膠國(guó)內(nèi)外研究成果匯總膠清橡膠研究方法研究方法結(jié)論結(jié)論曾英等對(duì)脫蛋白質(zhì)曾英等對(duì)脫蛋白質(zhì)NR制備工藝進(jìn)行了研究制備工藝進(jìn)行了研究使用一定濃度的硫酸羥胺能調(diào)節(jié)生膠的門(mén)尼粘度。膠乳應(yīng)用技術(shù)膠乳應(yīng)用技術(shù)膠清橡膠中的蛋白質(zhì)能促進(jìn)橡膠硫化和延緩老化,并起到一定的補(bǔ)強(qiáng)作用。膠清橡膠經(jīng)脫蛋白和膠清橡膠經(jīng)脫蛋白和抗氧化處理抗氧化處理所制得的高級(jí)膠清橡膠的生膠性質(zhì)達(dá)到國(guó)產(chǎn)10#標(biāo)準(zhǔn)膠的要求。膠清橡膠國(guó)內(nèi)外研究成

6、果匯總膠清橡膠研究方法研究方法結(jié)論結(jié)論納米納米SiO2/膠清橡膠復(fù)膠清橡膠復(fù)合材料的制備合材料的制備納米 SiO2的用量對(duì)納米 SiO2/ 膠清橡膠復(fù)合材料的力學(xué)性能有影響，10份時(shí)強(qiáng)度可達(dá)29MPa。19碳黑填充膠清膠碳黑填充膠清膠將膠清膠與天然橡膠并用，可獲得良好性能。粘土填充膠清膠粘土填充膠清膠先將膠清膠乳化，再將粘土與膠清膠混合均勻，通過(guò)酸、無(wú)機(jī)鹽等凝固，獲得粘土/天然橡膠。膠清橡膠國(guó)內(nèi)外研究成果匯總膠清橡膠研究方法研究方法結(jié)論結(jié)論用表面活性劑和氯化用表面活性劑和氯化鈣凝固膠清橡膠鈣凝固膠清橡膠工藝性能方面比自然凝固、加酸凝固的橡膠好。具有良好的抗氧指數(shù)。曝氣吹脫曝氣吹脫 法生產(chǎn)膠清法

7、生產(chǎn)膠清膠膠氨含降低 1/3 左右， 使凝固用酸減少 33% 的成本支出， 硫酸用量的減少， 降低了膠清廢水的氨氮和酸根含量。鋁鹽絮凝膠清的研究鋁鹽絮凝膠清的研究采用三氯化鋁絮凝所得膠清橡膠除灰分含量明顯超高外， 其余理化指標(biāo)與普通膠清橡膠并未有太大差異，化膠的力學(xué)性能優(yōu)于硫酸凝固膠。膠清橡膠國(guó)內(nèi)外研究成果匯總膠清橡膠研究方法研究方法結(jié)論結(jié)論微波輻射凝固微波輻射凝固膠清橡膠膠清橡膠保留了絕大部分非膠物質(zhì)，灰分、雜質(zhì)、灰分、氮以及揮發(fā)物含量稍高，塑性初值、抗氧指數(shù)和門(mén)尼粘度也更高，機(jī)械性能比硫酸凝固膠好。用膠清制造高級(jí)橡膠用膠清制造高級(jí)橡膠（馬來(lái)西亞橡膠研究院）用氫氧化鈉處理濕膠清顆粒以脫除蛋白

8、質(zhì)，以及將處理過(guò)的顆粒在硫腺和草酸溶液中浸漬提高了橡膠的抗氧指數(shù)。提高膠清橡膠質(zhì)量的提高膠清橡膠質(zhì)量的研究研究1）使用存放24小時(shí)的乳清來(lái)加速自然凝固，加入30一50%的乳清。2）用滲析法可大大降低橡膠中的雜質(zhì)、灰分、氮和其他非膠物質(zhì)，滲析后浸泡時(shí)只需用少量的草酸和磷酸即可提高抗氧指數(shù)。3）本試驗(yàn)的各種方法制造的膠清橡膠質(zhì)量相當(dāng)好。膠清橡膠國(guó)內(nèi)外研究成果匯總內(nèi)容研究方案1.表征表征膠清膠的結(jié)構(gòu)膠清膠的結(jié)構(gòu)2.找到結(jié)構(gòu)化的原因找到結(jié)構(gòu)化的原因3.找找到減少結(jié)構(gòu)化的方法到減少結(jié)構(gòu)化的方法1.膠清膠表征A.天然橡膠膠乳粒子B.濃縮膠乳中膠乳粒子C.膠清膠乳中膠乳粒子膠清橡膠Fig. 1 13C NM

9、R spectra of (a) SNR 結(jié)構(gòu)表征：結(jié)構(gòu)表征： 13C NMR核磁譜圖核磁譜圖膠清橡膠表征Fig. 2 1H NMR spectra of (a) SNR（skim natural rubber latex）K. Simma et al. / Polymer Degradation and Stability 94 (2009) 19141923結(jié)構(gòu)表征：結(jié)構(gòu)表征： 1H NMR核磁譜圖核磁譜圖膠清橡膠Fig. 3 DSC spectra of SNR 結(jié)構(gòu)表征：結(jié)構(gòu)表征：DSC膠清橡膠 元素相對(duì)含量 CON膠清膠78.3218.742.9425%膠乳78.1617.564.2

10、860%膠乳90.139.460.41煙片90.68.910.49云標(biāo)85.5813.450.96結(jié)構(gòu)表征：元素分析儀表征膠清膠各元素含量結(jié)構(gòu)表征：元素分析儀表征膠清膠各元素含量膠清橡膠結(jié)構(gòu)表征：結(jié)構(gòu)表征：TGA熱失重?zé)崾е豃QJ-膠清膠25R-25%膠乳60R-60%膠乳YP-煙片膠YB-云標(biāo)膠膠清膠中非膠成分比較多，而且較穩(wěn)定2.找到結(jié)構(gòu)化的原因找到結(jié)構(gòu)化的原因本階段研究?jī)?nèi)容主要分為兩部分： 1）研究結(jié)構(gòu)化膠清膠形成過(guò)程，分析發(fā)生了結(jié)構(gòu)化的膠清膠中，其具體的成分組成，以及對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。通過(guò)研究分析結(jié)構(gòu)化膠清膠的形成原因，改善膠清膠在存放過(guò)程中發(fā)生粘度變化，硬度增加等問(wèn)題。 2）改變傳統(tǒng)

11、的膠清膠絮凝工藝。在膠清膠的凝固過(guò)程中，研究選用新的凝固劑，代替硫酸的使用，研究新的綠色環(huán)保，高效的膠清膠絮凝工藝，減少不同批次膠清膠的粘度變化及硬度變化。 3）如何降低蛋白質(zhì)含量、金屬離子濃度，尋求一條制備高質(zhì)量膠清橡膠的工藝。3.找到減少結(jié)構(gòu)化的方法找到減少結(jié)構(gòu)化的方法本階段的研究重點(diǎn)內(nèi)容是：本階段的研究重點(diǎn)內(nèi)容是：（1）碳黑母膠技術(shù)開(kāi)發(fā)：研究碳黑母膠技術(shù)在膠清膠中的應(yīng)用，采用碳黑）碳黑母膠技術(shù)開(kāi)發(fā)：研究碳黑母膠技術(shù)在膠清膠中的應(yīng)用，采用碳黑與膠清膠的共同作用，以期通過(guò)碳黑與膠乳粒子的物理化學(xué)作用使得膠清膠與膠清膠的共同作用，以期通過(guò)碳黑與膠乳粒子的物理化學(xué)作用使得膠清膠中膠粒粒子快速絮凝，提高膠清膠的凝固效率。中膠粒粒子快速絮凝，提高膠清膠的凝固效率。（2）有機(jī)相萃取技術(shù)開(kāi)發(fā)：通過(guò)往膠清膠乳中添加入合適的有機(jī)相，對(duì)膠）有機(jī)相萃取技術(shù)開(kāi)發(fā)：通過(guò)往膠清膠乳中添加入合適的有機(jī)相，對(duì)膠乳粒子進(jìn)行萃取，最終絮凝得到膠清膠，去除對(duì)膠清膠性能有不利影響的金乳粒子進(jìn)行萃取，最終絮凝得到膠清膠，去除對(duì)膠清膠性能有不利影響的金屬離子成分。屬離子成分。（3）生物法技術(shù)開(kāi)發(fā)：首先，在一定的條件下培養(yǎng)大量的酵母。將培養(yǎng)好）生物法技術(shù)開(kāi)發(fā)：首先，在一定的條件下培養(yǎng)大量的酵母。將培養(yǎng)好的酵母添加入膠清膠中進(jìn)行生物凝固，通過(guò)酵母與膠清膠內(nèi)存在的大量蛋白的酵母添加入膠清膠中進(jìn)