[发明专利]一种鲜胶乳絮凝方法

说明书

本发明属于天然橡胶生产技术领域，涉及一种鲜胶乳絮凝方法，首先，在搅拌条件下将鲜胶乳缓慢加入到类海水絮凝剂中，鲜胶乳加入完毕后，继续搅拌20‑40min，将鲜胶乳与类海水絮凝剂置于40‑60℃的温度条件下反应1‑3小时，随后，自然冷却至15‑35℃，得到胶凝块；然后，使用300ml去离子水清洗凝胶块；最后，将凝胶块依次置于开炼机和烘干机中分别进行脱水和烘干，制得天然橡胶，具有以下有点：一是类海水絮凝剂价格低廉，易于得到，绿色环保，二是设备要求低，均为常规设备，反应条件温和，对设备无腐蚀，三是工艺过程无刺激性气味散发，对操作人员影响小，对环境友好；四是克服了天气、鲜胶乳质量和停胶期等因素对天然橡胶连续性生产的影响。

技术领域：

本发明属于天然橡胶生产技术领域，涉及一种鲜胶乳絮凝方法，采用类海水絮凝剂对鲜胶乳进行快速絮凝，制备性能优越的天然橡胶。

背景技术：

鲜胶乳又称田间胶乳，是由产胶植物流出未经加工的胶乳，系由水和水溶性物质构成连续相、非水溶性各种粒子构成分散相的胶体水分散体系。为避免由细菌等作用导致的早期自然凝固，常加入保存剂，是制造天然橡胶和胶乳制品的基础原料。天然橡胶(NR)是一种以顺-1，4-聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物，其成分中91％～94％是橡胶烃(顺-1，4-聚异戊二烯)，其余为蛋白质、脂肪酸、灰分、糖类等非橡胶物质。天然橡胶是应用最广的通用橡胶。天然橡胶具有优良的回弹性、绝缘性、隔水性及可塑性等特性，并且，经过适当处理后还具有耐油、耐酸、耐碱、耐热、耐寒、耐压、耐磨等宝贵性质，所以，具有广泛用途。例如日常生活中使用的雨鞋、暖水袋、松紧带；医疗卫生行业所用的外科医生手套、输血管、避孕套；交通运输上使用的各种轮胎；工业上使用的传送带、运输带、耐酸和耐碱手套；农业上使用的排灌胶管、氨水袋；气象测量用的探空气球；科学试验用的密封、防震设备；国防上使用的飞机、坦克、大炮、防毒面具；甚至连火箭、人造地球卫星和宇宙飞船等高精尖科学技术产品都离不开天然橡胶。随着天然橡胶广泛应用于交通运输、军工和航天等领域，天然橡胶与煤炭，钢铁，石油并称为四大工业原料。天然橡胶是天然胶乳经过收集、凝固、清洗和干燥等步骤制备而成，其中凝固工艺是形成天然橡胶的重要步骤。目前，天然胶乳凝固方式主要包括自然絮凝、微生物絮凝、酸絮凝、无机盐絮凝和生物絮凝，絮凝是指使水或液体中悬浮微粒集聚变大或形成絮团，从而加快粒子的聚沉，达到固-液分离的目的，这一现象或操作称作絮凝。通常絮凝的实施靠添加适当的絮凝剂，作用是吸附微粒，在微粒间“架桥”，从而促进集聚。天然胶乳工业中，絮凝是胶乳凝固的第一阶段，是一种不可逆的聚集。絮凝剂通常为铵盐一类电解质或有吸附作用的胶质化学品。絮凝效果依赖于颗粒的特性和流体混合条件，向含有小颗粒的水中投加混凝剂会引起颗粒脱稳、开始絮凝。微小颗粒的絮凝速率与颗粒间的扩散速率有关，对于小颗粒(粒径小于0.1μm)聚集的主要机理是布朗运动或微观絮凝。微观絮凝也被称为异向絮凝，小颗粒进行聚集时，形成更大的颗粒。很短时间(数秒)之后，就形成了1～100μm的微絮体；对于粒径大于1μm的颗粒絮凝主要机制是水的慢速混合，常采用机械搅拌器。搅拌产生的速度梯度导致悬浮颗粒间的碰撞被称为宏观絮凝或同向絮凝。然而，在宏观絮凝的混合过程中，絮体颗粒会受到剪切力的作用，从而导致一些絮体聚集体的瓦解、破损或絮体的破碎。混合一段时间之后，形成稳定尺寸分布的絮体。絮体颗粒的形成和破碎几乎平衡，可以通过控制溶液的水力条件及化学絮凝剂的使用来保证悬浮颗粒形成稳定分布的絮体。颗粒以不同的速率沉降会造成絮体的聚集和增长，在沉淀过程中，在非均相悬浮液(不同粒径)中形成的不同沉降颗粒为促进絮凝提供了额外的机理，对于包含粒径范围大的悬浮液来说，差异沉降是个重要的絮凝机理。差异沉降造成的絮凝对直接过滤、溶气气浮及高速沉淀过程均不会产生影响。其中酸絮凝通常选用甲酸、醋酸或硫酸等酸作为絮凝剂，酸类絮凝剂凝固天然胶乳的机理是通过增加天然胶乳中氢离子的量，降低天然胶乳的PH值，压缩天然胶乳粒子表面的双电层，使水化膜变薄，当达到蛋白质的等电点时，电动电位为零，天然橡胶粒子间再无斥力后相互聚集而凝固成块。不同的凝固方式直接影响天然橡胶的品质，往天然胶乳中添加酸类絮凝剂时，凝固点会形成致密的凝块，阻碍絮凝剂在胶乳中均匀分布，很难形成均匀架构的凝块，从而影响天然胶乳粒子形成大分子链。传统的强酸絮凝存在难以避免的缺陷，不仅会影响操作人员的身体健康，腐蚀容器和设备，絮凝后的烘干阶段时间长，容易产生酸性气体影响环境，如果强酸清洗不干净还会影响后续的硫化时间，酸性环境下硫化会导致硫化时间滞后，限制天然橡胶的工业化程度。因此，寻求设计一种天然橡胶絮凝工艺，能够使天然橡胶的生产过程绿色环保和易于工业化，产品质量稳定，成为当务之急。