橡胶原材料:天然橡胶
目前,天然橡胶的消耗量在世界上已超过500万吨,从品种上说,约90%以上为固态橡胶。固态橡胶中,主要以天然橡胶为主,反式天然橡胶的古塔波胶以及化学改性的专用特种天然橡胶,尽管品种繁多,但用量却很有限。
在合成橡胶大量出现之前,天然橡胶曾是橡胶工业及其制品的万能原料,有“褐色黄金”之称。如今,合成橡胶产量已超过天然橡胶一倍,达到年产1000多万吨,但天然橡胶仍被公认为是性能最好的通用橡胶,在轮胎、医疗卫生用品等领域仍然是主导的原料橡胶。
天然橡胶是从天然植物中获取的以异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物。主要有含顺式异戊二烯为主的天然橡胶和含反式的天然橡胶。在工业上,也包括以天然橡胶为基础,用各种化学药剂处理的改性天然橡胶。
一、天然橡胶的制造
原材料:
新鲜胶乳,是等级高的原材料,它是一种黏稠的乳白色液体,外观象牛奶,它是橡胶粒子在近中性介质中的乳状水分散体。在空气中由于氧和微生物的作用,胶乳酸度增加,2~12h即能自然凝固。为防止自然凝固,须加入一定量的氨溶液作为保护剂。
胶乳除橡胶烃和水之外,大约有10%左右的非橡胶成分,这些物质对胶乳及固体橡胶的性能均有很重要的影响。
杂胶,是等级低些的原材料,杂胶包括胶杯凝胶、自凝胶、胶线、皮屑胶等。
制造工艺:
新鲜胶乳是制造高等级标准胶、烟片、白皱片等的原材料。它们的制造包括稀释、过滤、除杂质、凝固、除水、干燥、分级、包装等几个过程。但不同的品种,工艺不同。如烟片胶用熏烟方法干燥,标准胶用造粒方法干燥。
杂胶用于制造质量要求比较低的标准胶、杂皱片等。
二、天然橡胶的成分
天然橡胶是由胶乳制造的,因此胶乳中的一些非橡胶成分就留在固体天然橡胶中。一般固体天然橡胶中橡胶烃含量有92%~95%,非橡胶成分占5%~8%。
(1)水分 生胶水分过多,贮存过程中容易发霉,而且还影响橡胶的加工,例如混炼时配合剂结团不易分散,压延、压出过程中易产生气泡,硫化过程中产生气泡或海绵等。1%以内的水分在橡胶加工过程中可以除去。
(2)灰分 在胶乳凝固过程中,大部分灰分留在乳清中而被除去,仅少部分转入干胶中。灰分是一些无机盐类物质,主要成分为钙、镁、钾、钠、铁、磷等,除了吸水性较大会降低制品的电绝缘性以外,还会因含微量的铜、锰等变价离子,使橡胶的老化速度大大加快。因此,必须严格控制铜、锰含量。
(3)蛋白质 天然橡胶中的含氮化合物都属于蛋白质类。蛋白质有防老化的作用,如除去蛋白质,则生胶老化过程会加快。蛋白质中的碱性氮化物及醇溶性蛋白质有促进硫化的作用。但是,蛋白质在橡胶中易腐败变质而产生臭味,且由于蛋白质的吸水性而使制品的电绝缘性下降。蛋白质含量较高时,会导致硫化胶硬度较高,生热加大。
(4)丙酮抽出物 它是一些树脂状物质,主要是一些高级脂肪酸和固醇类物质。高级脂肪酸是一种硫化活性剂,可促进硫化,并能增加胶料的塑性。而固醇类及某些还原性强的物质则具有防老化的作用。
(5)水溶物 它主要是醣类及酸性物质。它们对生胶的可塑性及吸水性影响较大。因此,对于耐水制品和绝缘制品要注意水溶物的作用。
三、天然橡胶植物
天然橡胶是从天然植物中采集并经加工而得到的一种高弹性材料。自然界中含有橡胶成分的植物不下两千种。但含胶量多、产量大、质量好、采集容易的要首推赫亚薇系三叶橡胶树(巴西橡胶树)。近年来改良的银菊进入了实用阶段,此外,还有产生反-1,4-聚异戊二烯的杜仲树。
三叶橡胶树原产于南美巴西亚马逊河流域,是热带乔木,高达10~20m,20年后径粗达25~40cm,叶子成长圆形,三个一组,故也称三叶橡胶树。全树都有胶乳管,干皮中最多,所以从树干割胶,破其乳管,收集流出的胶乳,即为制造固体天然橡胶的原料。
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