论胶乳的稳定性[二]

武可迁

  
[2]橡胶粒子的帶电

6 |. w  H& T6 {7 K  W- n3 Q3 B( N' A橡胶粒子为什么会帶电?而且是带负电荷呢?这主要是由于它吸附的蛋白质表面而引起的的.因为蛋白质是一种双性电解质,即在水溶液中既可解离出正离子也可解离出负离子,即在酸性溶液里或在碱性溶液里都可以电离.蛋白质分子的电离,可用如下式子表示:在

9 j" w+ N5 x5 o7 Y! l* d" Q( N在酸性溶液里:NH2RCOOH+H+一一NH3+RCOOH[产生正离子]

+ ?5 S! H! z' z/ z, x在碱性溶液里:NH2RCOOH+H-一一一NH2RCOO-+H2O[产生负离子]

) n! p4 q( C7 C& p9 E' }当PH值达到某一点,电离的正负离孑数相等时,或者说不帶电时,就称为蛋白质的等电点.橡胶树上釆集的新鲜胶乳,PH值检测一般为6.8,而蛋白质的等电点PH值一般小于5,胶乳加氨后,PH值大于9
. G2 a& M) z+ Z- `$ L8 n
$ @- H1 Y, u: i& B  一般溶液的酸碱性是以PH7为标准.而胶乳的酸碱性则以蛋白质的等电点为标准.大于等电点的就是碱性,小于等电点的就是酸性.由于蛋白质的等电点小于5,而胶乳的PH值大于5,呈碱性,所以蛋白质在碱性环境下能产生羧基解离而带有负离子.以上说明,橡胶粒子帶电是由于吸附了蛋白质,带负电荷是由于蛋白质在碱性状态下发生羧基解离之故.

, T/ {- u" i2 V3 a [3]橡胶粒子的水化暯:

6 v" L* p' L. @, l4 X 因为乳清里面的水分子是帶极性的,它的正,负电荷中心不是重叠在一起的,是一边正,一边负的.而橡胶粒子表面也是带负电荷,所以在静电场引力的作用下,使胶乳乳清中的水分子就会在胶粒周围形定向排列.此外蛋白质还帶有其它电负性较强的原子.这些原子,亦同样会发生定向排列.这种定向排列的结果,叫做橡胶粒子的水化作用.其结果就形成水化暯.胶乳在正常情况下不容易凝固的原因有二:一是橡胶粒子带负电,使水化膜表面帶负电,同性相斥,减少了胶粒之间的碰撞,二是水化膜进一步缓冲了胶粒之间的碰墥.

1 l3 [% V$ l2 P2 F$ E3 `: } 另外,用双电层的理论亦同样可以说明胶乳稳定性的原因.
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* f+ p& p9 E4 K% L2 T[4]橡胶粒子的双电层

   上面讲到橡胶粒子吸附产生羧基解离的蛋白质而形成帶负电荷,从而使水在其周围定向渄列.蛋白质解离出来的帶正电荷的氢离子,一部份被牢固吸附,另一部份由于热运动扩散结果,距离较远,容易脫离前一部份氢离子与被吸附的蛋白质和定向排列的水分子一起构成橡胶粒子的吸附层,后一部份较远,容易脫离的氢离子就构成扩散层.扩散层的正电荷数等于吸附层的正负电荷数之差.亦即等于吸附层内多余的负电荷数.帯负电荷的结构紧密的吸附层和结构疏松的帶正电荷的扩散层就组成了胶乳胶粒的双电层.橡胶粒子在乳清中作相对运动时,吸附层和扩散层之间就产生电位差.这个由固定的吸附层与可动的扩散层之间形成电位的突跃,称为电动电位.这个电动电位对胶乳稳定性影呴很大,一般来讲,电动电位越高,胶乳稳定性越好.当电动位等于零时,胶乳就要凝固.为什么在加入电解质后会降低机稳呢?这是因为当电解质加到胶乳中以后,就产生了正离子和负离子.其正离子与胶乳的负离子产生吸引,把扩散层的正离子压向吸附层.当电解质的数量达到一定时,正离子从扩散层压至吸附层里,当扩散层被压至零,即电动电位为零时,胶乳的稳定性就消失.出现了凝固.这是用双电层的概念来解释胶乳的稳定性.表面上看双电层理论没有提及到水化膜,但实际上水化膜的产生是由于电性作用才发生走向排列的.所以当电动电位为零时,水化膜亦不存在了.要使胶乳不稳定,有两种方法:一是外加物质去中和胶乳中的负电荷,使粒子之间的电动电位降为零.二是在胶乳中加入无水酒精[脱水作用]使水化膜消失.实际上,电动电位不一定达到零胶乳才会凝固.而是当粒子之间的吸力大于斥力时,胶乳就凝固了.另外,由于胶粒大小分布不均匀.因此电动电位的降低也是不一致的,它只会一部分一部分凝固,而不是一下子全部凝固.

9 S$ f7 l0 w: G/ [$ w+ R2 b( ?# a  二.胶乳化学成分与胶粒大小同胶乳稳定性关系:
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; P1 }4 u9 N5 H9 }9 \ [一]蛋白质
+ W/ g; j: A  b+ X4 a
天然胶乳中的蛋白质种类很多.它一部份分布在粒子表面,而大部分都分布在乳清里.由于橡胶粒子表面的蛋白质不能全部分离出来,这由待于今后研发.目前研究的主要是乳清里的蛋白质.在上世纪五十年代,曾试验用硫酸铵把它分级沉淀进行分离.用盐析法把乳清中的蛋白质分为A,B,C三个级分.但由于这三种级分中的A是若干种蛋白质的混合物,实际没有什么意义.分布在粒子表面的保护层的蛋白质,虽然能提高胶乳的稳定性,但是当保护层的蛋白质发生结构改变或者说变性以后,它就会降低胶乳的稳定性.这是由于蛋白质变性以后,会引起橡胶粒子脫水.另外,蛋白质水解后会生成各种氨基酸,使乳清中的离子强度加大,从而压缩扩散层,降低胶乳的稳定性.

[未完待续]

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