海南大学：《天然橡胶加工学》课程授课教案（讲义，主讲：教师姓名：廖小雪、何映平）.doc_P6-P10

而洛南大季音第二章新鲜胶乳性质课时8 节 1.了解胶体的一股特征，掌握天然胶乳的胶体性质 2.掌握天然胶乳的化学性质，重点掌握非胶物质对天然胶乳性质、工艺及其性能的影 3.了解天然胶乳的物理性质，侧重胶乳浓度、相对密度、粘度，等教学目的 4.掌握天然胶乳稳定机理 5.了解影响天然胶乳稳定性的因素及其分析 6.了解栽培因素对新鲜胶乳性质的影响及其分析 7.准确理解天然胶乳的稳定因素及其失稳因素 1.天然胶乳的胶体体系 2.橡胶粒子结构及非胶粒子对新鲜胶乳性质的影响 3.橡胶粒子表面带阴电机理 4.”双电层”结构与“压缩双电层” 5.”水化膜”结构 6.蛋白质对天然胶乳的化学性质与加工工艺都有很重要意义，对浓缩胶乳和天然生教学重点的性能有很大影响 7,类脂物对新鲜胶乳及其加工、品质的影响 8.丙酮溶物对新鲜胶乳及其加工、品质的影响 9.水溶物对生胶及其制品的影响 10.无机盐对胶乳稳定性和橡胶性能的影响【突破方法】结合实际、多作练习 1,天然橡胶的胶休体系与分子结构新概念 2.天然生胶“贮存硬化”现象 3.黄色体对新鲜胶乳粘度、胶体性质的影响教学难点 4天然胶的羚完机制及其失羚因素 5.非胶组分对天然胶乳性质、工艺及其性能的影响 6.B乳清与C乳清【突破方法】举一反三相关素材（参考资料、稻子学生读村料等）： 1.何映平主编.天然橡胶加工学.海南出版社，2007年10月 2.G·维哈尔主编、赵灿文等译.天然橡胶加工.中国对外翻译出版公司，1983 3.农业部工人技术培训教材编审委员会编.橡胶制胶和天然檬胶产品检验.中国农业出版社，1995 4.魏邦柱编.胶乳·乳液应用技术.化学工业出版社，2003 教师授课思路、设问及讲解要点教一、引言学作为一种天然生物合成的物质，从巴西三叶橡胶树流出的新鲜胶乳（也称田间胶乳），受过品种土壤、气候、季节及其它因素（如种植密度、施肥、割胶方式、化学刺激与否等)的响，导致其组成、结构甚至外观等往往都会显示巨大的差异。从橡胶树直接流出的胶乳一般呈白色，似牛奶状，但也有呈灰、紫、黄、红色的，甚至呈黑色的，如少数含类胡萝卜素较多的胶乳会呈黄色，含氧化酶多或活性度大的胶乳则会呈灰黑

5 章第二章新鲜胶乳性质课时 8 节 / 教学目的 1.了解胶体的一般特征，掌握天然胶乳的胶体性质 2.掌握天然胶乳的化学性质，重点掌握非胶物质对天然胶乳性质、工艺及其性能的影响 3.了解天然胶乳的物理性质，侧重胶乳浓度、相对密度、粘度，等 4.掌握天然胶乳稳定机理 5.了解影响天然胶乳稳定性的因素及其分析 6.了解栽培因素对新鲜胶乳性质的影响及其分析 7.准确理解天然胶乳的稳定因素及其失稳因素教学重点 1.天然胶乳的胶体体系 2.橡胶粒子结构及非胶粒子对新鲜胶乳性质的影响 3.橡胶粒子表面带阴电机理 4.”双电层”结构与“压缩双电层” 5.”水化膜”结构 6.蛋白质对天然胶乳的化学性质与加工工艺都有很重要意义，对浓缩胶乳和天然生胶的性能有很大影响 7.类脂物对新鲜胶乳及其加工、品质的影响 8.丙酮溶物对新鲜胶乳及其加工、品质的影响 9.水溶物对生胶及其制品的影响 10.无机盐对胶乳稳定性和橡胶性能的影响【突破方法】结合实际、多作练习教学难点 1.天然橡胶的胶体体系与分子结构新概念 2.天然生胶“贮存硬化”现象 3.黄色体对新鲜胶乳粘度、胶体性质的影响 4.天然胶乳的稳定机制及其失稳因素 5.非胶组分对天然胶乳性质、工艺及其性能的影响 6.B 乳清与 C 乳清【突破方法】举一反三相关素材（参考资料、指导学生阅读材料等）： 1.何映平主编.天然橡胶加工学.海南出版社，2007 年 10 月 2.G·维哈尔主编、赵灿文等译.天然橡胶加工.中国对外翻译出版公司，1983 3.农业部工人技术培训教材编审委员会编.橡胶制胶和天然橡胶产品检验.中国农业出版社,1995 4.魏邦柱编.胶乳•乳液应用技术.化学工业出版社，2003 教学过程教师授课思路、设问及讲解要点一、引言作为一种天然生物合成的物质，从巴西三叶橡胶树流出的新鲜胶乳（也称田间胶乳），受品种、土壤、气候、季节及其它因素（如种植密度、施肥、割胶方式、化学刺激与否等）的影响，导致其组成、结构甚至外观等往往都会显示巨大的差异。从橡胶树直接流出的胶乳一般呈白色，似牛奶状，但也有呈灰、紫、黄、红色的，甚至呈黑色的，如少数含类胡萝卜素较多的胶乳会呈黄色，含氧化酶多或活性度大的胶乳则会呈灰黑

回海南大手 3、“双电层”结构 “般而言：带有相同阴电荷的橡胶粒子因布朗运动而互相碰撞时，因电性相丘及“双电层” 的作用，而不易聚结在一起。一胶乳保持稳定状态的一个主因。压缩双电层一将电解质加入天然胶乳，电解质电离产生阳离子和阴离子。其中，阳离子与扩散层原有的阳离子之间因带相同电荷而存在一定的斥力，而与橡胶粒子界面的电荷相反而存在引力，故有向若橡胶粒子方向运动的趋势，其结果就将扩散层中的阳离子被排挤进入吸附层，且阳离子的价数越高，则这种排挤作用越大，这就是所谓“压缩双电层”。 4、“水化膜”结构正因水化膜具定向排列结构，当橡胶粒子互相靠近，“水化膜”被挤压变形而以一定的弹性抗压能力，力图恢复原有的定向排列结构，且“水化膜"越厚，弹性抗压能力越大。当橡胶粒子彼此相撞时，“水化膜”起着隔离和缓冲的机械阻力作用，进而可提高橡胶粒子的热力学稳定性，使橡胶粒子不易聚结在一起。胶乳保持稳定状态的另一主因。 5、布朗运动胶粒剧烈的布朗运动虽克服自身重力的影响，而使其均匀地扩散于乳清之中，提高了天然胺乳“动力学稳定性”，但却增加彼此之间相互碰撞的机会，而使天然胶乳“热力学稳定性”有降低趋势。当布朗运动所具动能超过胶粒间相互排斥的势能时，胶粒仍然会互相聚结。 6、其他因素天然胶乳稳定性不仅决定于橡胶粒子保护层蛋自质与类脂物，而且也受其它非胶粒子及乳清相中的非胶物质的影响。钙、镁、磷、酶和糖是存在于乳清中的物质，且钙、镁含量往往与磷呈负相关系，即：磷含量低的胶乳，其钙、镁含量往往较高。 (五)影响天然胶乳稳定性的因素及其分析 1、酸 2、碱 3、盐 4、温度 5、脱水剂 6、机械力 7、与合成胶乳并用 *8、辐射 *9、微波/超声波 *10、真空第二节化学性质表1-2新鲜胶乳的主婴成分成分橡胶烃水非檬胶物质蛋白质类脂物水溶物丙酮溶物无机盐含量，%（胶乳计）20~4052~751~21左右1~21~20.30.7 (一)橡胶烃

7 3、“双电层”结构一般而言：带有相同阴电荷的橡胶粒子因布朗运动而互相碰撞时，因电性相斥及“双电层” 的作用，而不易聚结在一起。——胶乳保持稳定状态的一个主因。 ▩“压缩双电层”——将电解质加入天然胶乳，电解质电离产生阳离子和阴离子。其中，阳离子与扩散层原有的阳离子之间因带相同电荷而存在一定的斥力，而与橡胶粒子界面的电荷相反而存在引力，故有向着橡胶粒子方向运动的趋势，其结果就将扩散层中的阳离子被排挤进入吸附层，且阳离子的价数越高，则这种排挤作用越大，这就是所谓“压缩双电层”。 4、“水化膜”结构正因水化膜具定向排列结构，当橡胶粒子互相靠近，“水化膜”被挤压变形而以一定的弹性抗压能力，力图恢复原有的定向排列结构，且“水化膜”越厚，弹性抗压能力越大。当橡胶粒子彼此相撞时，“水化膜”起着隔离和缓冲的机械阻力作用，进而可提高橡胶粒子的热力学稳定性，使橡胶粒子不易聚结在一起。——胶乳保持稳定状态的另一主因。 5、布朗运动胶粒剧烈的布朗运动虽克服自身重力的影响，而使其均匀地扩散于乳清之中，提高了天然胶乳“动力学稳定性”，但却增加彼此之间相互碰撞的机会，而使天然胶乳“热力学稳定性”有降低趋势。当布朗运动所具动能超过胶粒间相互排斥的势能时，胶粒仍然会互相聚结。 6、其他因素天然胶乳稳定性不仅决定于橡胶粒子保护层蛋白质与类脂物，而且也受其它非胶粒子及乳清相中的非胶物质的影响。钙、镁、磷、酶和糖是存在于乳清中的物质，且钙、镁含量往往与磷呈负相关系，即：磷含量低的胶乳，其钙、镁含量往往较高。（五）影响天然胶乳稳定性的因素及其分析 1、酸 2、碱 3、盐 4、温度 5、脱水剂 6、机械力 *7、与合成胶乳并用 *8、辐射 *9、微波/超声波 *10、真空第二节化学性质表 1-2 新鲜胶乳的主要成分成分橡胶烃水非橡胶物质蛋白质类脂物水溶物丙酮溶物无机盐含量，%（胶乳计） 20～40 52～75 1～2 1 左右 1～2 1～2 0.3～0.7 （一）橡胶烃

而海南大季橡胶的化学结构简式可写为(CH)。天然檬胶存在若构型不同的同分异构体，即顺式聚异戊二烯和反式.聚异戊二烯。在顺式聚异戊二烯链中，每个链单元的两个次甲基C2-在双键速轴方向的同侧。聚集成次级结构时，形成无定型胶闭，是手性襁性体：而反式聚异戊一烯每个链单元上的两个次甲基在双键键轴方向的异侧，长链分子是有序结构，折叠聚集时易结而呈硬质塑料。天然胶乳的檬胶烃绝大部分为顺1,4聚异戊二烯（占97%以上，只有不到3%被认为是以3,4聚合方式存在于大分子链中)，数均分子量约为3.0×10，平均聚合度约为5000，分子量在3万-3000万之间，分子量分布指数在2.8-10之间。根据X射线分析，天然橡胶分子为线型链式碳氧化合物，其结构可表述为： CH H CH3 H CHH CH.C-c 1、关于天然橡胶分子结构新概念【问题提出】巴西三叶橡胶制胶过程和贮存期间，其硬度会自然增加，特别是在高温和低温条件下更为显著，这种现象为其所特有，称之为“贮存硬化”。【结论】巴西三叶橡胶醛缩理论的提出及其醛基数目测定，解决巴西三叶天然橡胶贮存硬化的问题。 *2、关于新鲜胶乳中的橡胶烃其他事实及其解稀 (二)非胶物质 1、蛋白质 1、天然胶乳中蛋白质含量、分布及其种类 ⅱ、蛋白质对天然胶乳的化学性质与加工工艺都有很重要意义，对浓缩胶乳和天然生胶的性前有很大影响。 2、类脂物 1、天然胶乳中类脂物含量、分布及其组成 ⅱ、类脂物对新鲜胶乳及其加工、品质的影响 3、丙酮溶物 1、天然胶乳中丙酮溶物含量、分布及其组成 ⅱ、丙酮溶物对新鲜胶乳及其加工、品质的影响 4、水溶物 1、天然胶乳中水溶物含量、分布及其组成 ⅱ、水溶物对生胶及其制品的影响 5、无机盐 ⅰ、天然胶乳中无机盐含量、分布及其组成 ⅱ、无机盐对胶乳稳定性和橡胶性能的影响 6、酶 ⅰ、天然胶乳中酶的来源、含量、分布及其种类 ⅱ、酶对天然胶乳性质的影响

8 橡胶的化学结构简式可写为(C5H8)n。天然橡胶存在着构型不同的同分异构体，即顺式-聚异戊二烯和反式-聚异戊二烯。在顺式-聚异戊二烯链中，每个链单元的两个次甲基-CH2-在双键键轴方向的同侧，聚集成次级结构时，形成无定型胶团，是柔性弹性体；而反式-聚异戊二烯每个链单元上的两个次甲基在双键键轴方向的异侧，长链分子是有序结构，折叠聚集时易结晶呈硬质塑料。天然胶乳的橡胶烃绝大部分为顺 1，4-聚异戊二烯（占 97%以上，只有不到 3%被认为是以 3,4-聚合方式存在于大分子链中），数均分子量约为 3.0×105，平均聚合度约为 5000，分子量在 3 万～3000 万之间，分子量分布指数在 2.8～10 之间。根据 X 射线分析，天然橡胶分子为线型链式碳氢化合物，其结构可表述为： 1、关于天然橡胶分子结构新概念【问题提出】巴西三叶橡胶制胶过程和贮存期间，其硬度会自然增加，特别是在高温和低温条件下更为显著，这种现象为其所特有，称之为“贮存硬化”。【结论】巴西三叶橡胶醛缩理论的提出及其醛基数目测定，解决巴西三叶天然橡胶“贮存硬化” 的问题。 *2、关于新鲜胶乳中的橡胶烃其他事实及其解释（二）非胶物质 1、蛋白质 ⅰ、天然胶乳中蛋白质含量、分布及其种类 ⅱ、蛋白质对天然胶乳的化学性质与加工工艺都有很重要意义，对浓缩胶乳和天然生胶的性能有很大影响。 2、类脂物 ⅰ、天然胶乳中类脂物含量、分布及其组成 ⅱ、类脂物对新鲜胶乳及其加工、品质的影响 3、丙酮溶物 ⅰ、天然胶乳中丙酮溶物含量、分布及其组成 ⅱ、丙酮溶物对新鲜胶乳及其加工、品质的影响 4、水溶物 ⅰ、天然胶乳中水溶物含量、分布及其组成 ⅱ、水溶物对生胶及其制品的影响 5、无机盐 ⅰ、天然胶乳中无机盐含量、分布及其组成 ⅱ、无机盐对胶乳稳定性和橡胶性能的影响 6、酶 ⅰ、天然胶乳中酶的来源、含量、分布及其种类 ⅱ、酶对天然胶乳性质的影响

9 7、细菌 ⅰ、天然胶乳中细菌的来源、含量及其种类 ⅱ、细菌对天然胶乳性质的影响第三节物理性质（一）胶乳浓度 1、表示方法 ——干胶含量（DRC，%）；总固体含量（TSR，%）；非胶固体含量 2、影响因素 ——新鲜胶乳干胶含量，与品系、树龄、季节、割胶强度、化学刺激、土壤等有关，通常在 20%～ 40%（甚至高达 50%）之间。 3、检测意义 4、检测方法（二）相对密度表 1-6 胶乳相对密度与浓度的关系总固形物含量，% 62.5 51.4 46.2 37.2 34.7 20.8 17.6 10.3 相对密度 0.9504 0.9623 0.9678 0.9794 0.9825 0.9968 1.0003 1.0084 （三）粘度（四）表面张力（五）电导率 █栽培因素对新鲜胶乳性质的影响及其分析三、总结与巩固（一）小结橡胶粒子的稳定性主要决定于界面层电荷和水化膜。前者使橡胶粒子因静电斥力而不互相聚结；后者在橡胶粒子碰撞过程中起机械“缓冲器”作用而增加橡胶粒子的稳定性（当然，广义而言，水化膜也可算作斥力因素）。 ●橡胶粒子是稳定还是不稳定，主要是斥力与引力互相作用的综合结果，这也是矛盾的两个方面：橡胶粒子表面所带阴电荷越多，橡胶粒子间的势能峰越高，且水化膜越厚，则天然胶乳越稳定；反之，则相反。影响胶乳性质的因素极其复杂，这也正是天然胶乳为何变异性大的原因所在。因此，制胶过程中，应充分作好原料胶乳的调查、分析，努力搞好胶乳性质的调控工作，尽量使产品质量优异，一致性好。（二）思考题 1、天然胶乳是组成复杂的橡胶-水基型分散体系，是疏液胶体吸附亲液胶体后形成的一种特殊的水包油型胶体体系。 2、天然胶乳的分散相包括胶粒、非胶粒；天然胶乳的连续相（分散介质）是乳清。 3、简要区分乳清与胶清。 4、简述胶粒的三层结构