(三)胶乳的稀释 回流南大手 (四)胶乳的沉降 回南人舒 4稀麻用水的水质 1求水清袖，不，即含沙少 胶乳加水摸并后让其静置一段时间为沉降。 2)少含Cu,Mn,Fe等有曹金周： 目的：起进一步净化胶乳的作用。 3)PH中性或撒碱性 沉降所需时闺与胶乳数量液面高皮胶乳的稀释浓度， 胶乳粘度，乘质的多少和比置等有关 摆雪世联世世 教沉沙来质以2 em/min的速度来估计胶乳沉时间 可通南大 第三节胶乳的凝固 西华奉大 作业 1、有鲜胶乳985kg,干胶含量为31.74，现要拜到 27.5%,潘加事少水7 么、混合池中有鲜胶乳72cm,浓度32，先稀24 后放出45Cm离的狮释胶乳创须粒胶，余下胶乳再利辆 至16.5%制烟胶外，同两次稀择各需加水多少cm? 西先帝大等 第三节胶乳的凝固 2)胶乳的凝置 A乘固手段：中和胶拉表面所带电黄或被坏水化膜 新鲜胶乳确定及其因 B.兼田方法 1)胶乳稳定的主要因素（感考） ①胶粒表面所带电背 化学法在胶乳中如眼盐或脱水剂的化学药品，使胶乳 。其中加酸是目前使用的方法， ②水化膜的形限， 物法用加热、冷冻、机被浅并等法使胶乳 当胶教表国所带电黄意多成水化膜意厚时，发电 生物法，利用细葡、南成头它徽生物使胶乳源西。 层意厚，电位意大，胶整意德定。 6
6 (三) 胶乳的稀释 4 稀释用水的水质 1)要求水清洁，不混浊，即含沙少； 2)少含Cu,Mn,Fe等有害金属； 3)PH中性或微碱性 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 表3 制胶用水的水质标准 项目 pH 值 高锰酸 钾值， mg/l 碳酸氢 盐， mg/l 钙含量 ，mg/l 硬度，度 (德国度) 浮渣(悬 浮物)， mg/l 铜含量 ，mg/l 锰含量 ，mg/l 铁含量 ，mg/l 最高 限量 5.8 ～8 ≤20 ≤300 ≤50 ≤7 ≤10 ≤0.5 ≤1 ≤3 （四） 胶乳的沉降 胶乳加水搅拌后让其静置一段时间为沉降。 目的:起进一步净化胶乳的作用。 沉降所需时间与胶乳数量,液面高度,胶乳的稀释浓度， 胶乳粘度，杂质的多少和比重等有关. 一般沉沙杂质以2cm/min的速度来估计胶乳沉降时间。 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 作业： 1、有鲜胶乳98.5kg，干胶含量为31.7%，现要稀释到 27.5%，需加多少水？ 2、混合池中有鲜胶乳72cm，浓度32%，先稀释到24% 后放出45cm高的稀释胶乳制颗粒胶，余下胶乳再稀释 至16.5%制烟胶片，问两次稀释各需加水多少cm？ 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 第三节 胶乳的凝固 （一）新鲜胶乳稳定及其凝固 （二）凝固方法及其作用机理 1、化学方法 2、物理方法 3、生物方法 （三）影响凝固因素及其分析 （四）凝固实施方式及其效果 1、酸凝固 2、连续凝固 3、热凝固 4、生物凝固 5、真空凝固 6、微波凝固 7、射流凝固 8、铝盐凝固 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 第三节 胶乳的凝固 新鲜胶乳稳定及其凝固 1）胶乳稳定的主要因素（思考） ① 胶粒表面所带电荷 ②水化膜的形成。 当胶粒表面所带电荷愈多或水化膜愈厚时，双电 层愈厚，ξ电位愈大，胶粒愈稳定。 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 2）胶乳的凝固 A.凝固手段：中和胶粒表面所带电荷或破坏水化膜 B.凝固方法： 化学法：在胶乳中加酸，盐或脱水剂的化学药品，使胶乳 凝固。其中加酸是目前普遍使用的方法。 物理法：用加热、冷冻、机械搅拌等法使胶乳凝固。 生物法：利用细菌、酶或其它微生物使胶乳凝固。 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪
1》的作用 2各种化学凝田剂的凝田作用 1)膜的妻围作用 ②胶乳的凝西首先从最不定的胶粒之闻开地，逐沙道及 变同成标，能数才址晚置湘桃前后来， 全部胶粒。当加酸不莓，PH值不能完全达到等电点，则 出现凝圆不完全，即会“出白水”。 夫表。首先如量食从面P、,得沈金 当快速加过量的膜，PH值迅速越过蛋白质等电点，易形 戒阳电葡胶乳，则很难兼通，这时只有再如入氯水之类 下发技了，这时教以的PH直席为国PH位。 的性溶液才能使乳 食为点，浪皮高，餐国FH重直高。 华精有工情高于工黄元动中面小 2各种化学凝国剂的凝国作用四 )盖资的康通作用 ②类在中的应用 心康国机皂：可用压填攻电县和形成不溶性物质折。 人压电双电黑，盐类水解胞电高出金调正清子和破模负有子，其冲对散 加有盐类的胶乳，再加眼时，则所青的酸较少，且 凝固PH值较高，即加有盐类清液的胶礼，聚国PH移向 性区。 、加速凝器： 方法，正常用0.1%CaCL溶液（似干胶计 护的蛋白质子作用生不性兰。 b、快速源置：盐类与阴高子表面活性剂 方法0.2%二幸减辣珀钠+0.3%CaCL(2min) 0.4%的0.2%CaC+适量 CD-TAT 可南大 方法：用28% 2的A,S00,可使有重 性的收乳 真生的离子反不清 pH=11u13) 在本 圆机过量的A1OH一合产生了胶态的A1(O, 的 C0利用 3RC004C-RC001C 来RCO0-+H一RC00H CO:+AL.C
7 2 各种化学凝固剂的凝固作用 1）酸的凝固作用 【作用机制】主要是增加胶乳体系中[H+]，使pH值降低到某一临界值，胶 粒便达到等电状态。此时，胶粒表面电荷为零，即ξ=0，胶粒彼此之间的 电斥力消失。而且，随着胶粒表面电荷的降低以至消失，水化膜也同时 受到破坏，胶粒才彼此互相粘结而凝聚起来。 ① 凝固作用的机理实质：首先加酸使胶乳[H+]↗ 从而PH↘。再次加酸会 破坏水化膜，使胶粒脱水. 凝固PH值：胶乳加酸凝固时，若加酸速度较缓慢，则胶乳PH值逐渐下降， 由原来碱性变为酸性，当PH值下降到4.8左右时，可停止加酸，停放一 下就凝固了，这时胶乳的PH值称为凝固PH值。 一般为4.5-5.0，浓度高，凝固PH值也高。 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 2 各种化学凝固剂的凝固作用 1）酸的凝固作用 ②胶乳的凝固首先从最不稳定的胶粒之间开始，逐步遍及 全部胶粒。当加酸不够，PH值不能完全达到等电点，则 出现凝固不完全，即会“出白水”。 当快速加过量的酸，PH值迅速越过蛋白质等电点，易形 成阳电荷胶乳，则很难凝固，这时只有再加入氨水之类 的碱性溶液才能使胶乳凝固。 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 2 各种化学凝固剂的凝固作用 2）盐类的凝固作用 ①凝固机理：可用压缩双电层和形成不溶性物质解析。 A.压缩双电层：盐类水解能电离出金属正离子和酸根负离子，其中对胶 乳起凝固作用的是金属正离子。而且其价数越高，凝结力越强。 而在生产上三价金属离子凝聚太强，一价金属离子凝聚力太弱，故常用 二价金属阳离子作为凝固剂。 一价离子：NH4 +>Cs+>Rb+>K+>Na+>Li+ ►二、三价离子：(H)>.>Fe3+>A13+>Ba2+>Sr2+>Ca2+>Mg2+ B 生成不溶性物质：因盐可与高级脂肪酸反应，生成难溶性盐，也可与 保护层的蛋白质阴离子作用生成不溶性盐。 盐类电解质在水溶液中能离解为金属正离子和酸根负离子，而其中 对天然胶乳起凝固作用的恰巧是金属正离子。 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 2 各种化学凝固剂的凝固作用 2）盐类的凝固作用 ②盐类在胶乳凝固中的应用 加有盐类的胶乳，再加酸凝固时，则所需的酸量较少，且 凝固PH值较高，即加有盐类溶液的胶乳，凝固PH移向碱 性区。 a、加速凝固： 方法： 正常用酸量+0.1%CaCl2溶液（以干胶计） b、快速凝固：盐类与阴离子表面活性剂 方法：0.2%二辛基磺基琥珀酸钠+0.3%CaCl2 （2min） 0.4%的肥皂+0.2%CaCl2+适量酸（2-6min ） 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 2）盐类的凝固作用 b、快速凝固机理：金属离子与表面活性剂离解产生的阴离子反应生成不溶 性物质，如普通肥皂多为高级脂肪酸的钠盐，可用R-COONa表示，在水溶 液中离解：RCOONa↔RCOO-+Na+。离解产生的高级脂肪酸根RCOO- 由于表面活性大，容易被橡胶粒子所吸附，从而使橡胶粒子的稳定性提高， 但若再加入CaCl2或酸，则可产生如下反应导致胶乳凝固： 2RCOO-+Ca2+→(RCOO)2Ca↓ 或RCOO-+H+→RCOOH↓ 快速凝固法制备溶液操作时，应先加入表面活性剂溶液，待其与胶乳混合均匀 后再加入盐或酸溶液(盐和酸溶液则可混合并一起加入胶乳)。 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 c、用铝盐使胶乳凝固 方法：用2.8%～3.2%的Al2 (SO4)3可使具有强碱性的胶乳 (pH=11～13)在搅拌条件下絮凝成稳定的凝粒。 凝固机理：过量的A13+与OH－结合产生了胶态的A1(OH)3吸 附于凝粒表面，从而阻止凝粒的互相粘结。如在普通氨保存 的新鲜胶乳中先加入1.0%～1.2%的CaCO3，利用CaCO3 与Al2 (SO4 )3的复分解反应，同样能生成胶态的Al(OH)3， 得到同样稳定的凝粒。 3CaCO3+Al2 (SO4 )3=3CaSO4+3CO2+Al2O3 Al2O3+3H2O=2Al(OH)3 d、用饱和（NH4）2SO4也可使胶乳凝固 机理：（NH4）2SO4为强酸弱碱盐显酸性。 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪
3).脱水剂凝固 可造南大 3物理方法藏国的作用 国出南人手 【作用机理】若在胶乳中加入某些能使胶拉表面取水 ④加着：一方面增加了动能，胶粒运动加刷，胶粒之间麦拉 的非电解质（知酒丙、防，等）时，因这些物质 机会增多，另一方面知热局使蛋白质变性，从面减沙胶拉所 能使胶安面保层的蛋白质 电步夹所淀新出，侧 带电黄，并使水化膜受到破坏。 得胶教表面的水合度降低，将导玻胶乳隐定性降低 @浅养：一方面批养增加了律胶教子相互碰推的机会和增加了 胶粒的能量当胶粒具有动能量足以克最胶粒间斥力时，胶 乳开始兼周。另一方面，灣钟的嫩力使水化膜定向并列结 构受到破坏。 丽德泰大 4生物方法凝固作用 鼻，打天 速，与此同时，在鱼 儿，种化方春特气是来性核值不有下高，直 利用的 使乳中的验动毒加，克 作用力商使 8 化合物 可海南大等 西华南大 4.生物方法凝国作用 4.生物方法围作用 3)生物凝方法与酸方法的比较 a)采用生物凝固法，可以节的用酸量降低成本 州2。地用76003言秦，用一鱼支裤德成木喜，事毒粉补充康根，利 b)生物凝固法节的了氢的用量，降低了成本 生物豪 不真负凝块塘放天后产生真味，凝快表面温属色。 中使用乳清作为培养基培养种时 天新支和尚夏合.包 到了乳清的循环利用，保护了环境，同时乳浦 中的非橡胶组分也改普了生胶的物理机械性能 生用知不 d)改普了卫生条件 孙胶乳中本身的南富，促进南直的豪道。 )所得生胶孩化速度快，化特性好 8
8 3).脱水剂凝固 【作用机理】若在胶乳中加入某些能使胶粒表面脱水 的非电解质（如酒精、丙酮、氯仿，等）时，因这些物质 能使胶粒表面保护层的蛋白质和皂类沉淀析出，使 得胶粒表面的水合度降低，将导致胶乳稳定性降低 而胶凝。 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 3 物理方法凝固的作用 ①加热：一方面增加了动能，胶粒运动加剧，胶粒之间 碰撞 机会增多，另一方面加热易使蛋白质变性，从而减少胶粒所 带电荷，并使水化膜受到破坏。 ②冷冻：一方面冷冻使胶粒表面水化膜结冰，胶粒脱水，另一 方面使乳清也结冰，胶粒不易在乳清中分散而凝聚。 ③搅拌：一方面搅拌增加了橡胶粒子相互碰撞的机会和增加了 胶粒的能量，当胶粒具有动能量足以克服胶粒间斥力时，胶 乳开始凝固。另一方面，搅拌的机械力使水化膜定向排列结 构受到破坏。 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 ④ 真空 利用真空促进胶粒的膨胀、破裂，胶粒内多种内容物迅速释放，打破天 然胶乳体系的电荷平衡而导致天然胶乳的快速凝固；与此同时，在负 压作用下，有利于天然胶乳中高分子物质的交联而促进凝固。 因真空无氧保护及快速凝固，体系中的天然非胶组分未及变化而被包埋 在胶块中，这些成分有助于改善生胶质量和相关物理机械性能。 ⑤ 微波 利用微波的高频辐射使胶乳保护层的蛋白质变性、水分子受热快速升温 使胶乳中的胶粒热运动显著加快，克服胶粒保护层作用力而使胶粒团 聚、凝固。 ⑥ 辐射 ⑦ 超声波 ⑧ 射流 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 4 生物方法凝固作用 从胶树流出来的胶乳，放置一段时间后，会发生自然凝固，其根本的原因是因微生物的作用 使胶乳中非胶物质发生变化之故。因胶乳中含大量的糖类、蛋白质、磷酸盐等细菌所需 的“营养品”，故细菌繁殖很快。 A、糖类被细菌吸收利用，转化为各种酸类，主要是挥发性脂肪酸，导致pH值不断下降，直 至到达或接近等电点； B、蛋白质会被细菌分泌的酶分解为氨基酸被吸收利用或发生变性，导致胶粒保护层受到破 坏。 1)生物方法凝固作用机理：利用胶乳感染的或外加的细菌或酶作用，使胶乳中非胶物质发生 变化，从而使胶乳凝固。 2) 生物凝固胶乳须遵守如下三条方法 a)在胶乳中加入有效的碳水化合物使微生物分解为酸性衍生物。 b )用适当的菌种接种胶乳，从而使天然胶乳中的碳水化合物加速分解为酸性衍生物。 c) 如果胶乳中碳水化合物的数量不足以使微生物分解凝固的必需的酸，则在适当的菌种接种 胶乳的同时，还需在胶乳中加碳水化合物。 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 4. 生物方法凝固作用 例1。浓乳清+白糖→发酵一天后作凝固剂（8kg白糖/t干胶）胶乳氨 含量大于0.03%时，需加少量酸，（凝固时间约需10h以上） 例2．选用76003菌株，用一些废糖蜜或木薯，蕃薯粉补充碳源，利 用胶厂的浓乳清做培养基（液）。用10%76003菌培养物和0.4% 蔗糖糖蜜凝固胶乳在5.5-13.0小时内达到完全凝固。凝块白色， 不臭，但凝块堆放2天后产生臭味，凝块表面呈黑色。 例3：波萝干酶凝固剂，菠萝皮计含有0.1%-0.2%的菠萝蛋白酶，它 对天然胶乳具有良好的凝固作用 。 例4 辅助生物凝固剂，不接种菌种，直接在乳清中加入废糖蜜来培 养胶乳中本身的细菌，促进细菌的繁殖。 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 4. 生物方法凝固作用 3)生物凝固方法与酸凝固方法的比较 a）采用生物凝固法，可以节约用酸量，降低成本 b）生物凝固法节约了氨的用量，降低了成本 c)生物凝固法中使用乳清作为培养基培养菌种时， 做到了乳清的循环利用，保护了环境，同时乳清 中的非橡胶组分也改善了生胶的物理机械性能 d）改善了卫生条件 e)所得生胶硫化速度快，硫化特性好 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪