关于三叶橡胶树釆割下来的新鲜胶乳基本性质的研讨

武可迁

. x! k+ w3 P( h( C0 s    天然橡胶是从含橡胶烃植物如橡胶树,橡胶藤,橡胶菊,橡胶草.杜仲树等乳浆提取出来的..目前大规模工业化栽培和加工产胶的含胶植物,仍是大戟科巴西三叶橡胶树.所以说天然橡胶是从地里长出来的高分子材料.
! ^% u* M" ?" w' ?/ I: R    刚从三叶树上采割下来的新鲜胶乳,是无菌的,而流到胶杯及后续流程,会受到细菌感染而变质.鲜胶乳的主要成份是橡胶烃,水和非橡胶物质.其中的橡胶烃成份,会因橡胶树的品系,季节气候变化,胶树田间管理的优劣,土质成份不同而有上下浮动.一般新鲜胶乳中橡胶烃约占20一38%.非橡胶成份占5%,水约占55-75%.橡胶烃也就是所谓纯橡胶.天然橡胶是由很多异戊二烯即C5H8聚合而成的细长链状子.其分子量平均为70万-100万.它具有良好的柔软性,高弹性,耐透气性耐透水性,以及电绝缘性.
& p3 ~' b' H+ [    新鲜胶乳里的橡胶烃,通常是由许多分子吸附非橡胶物质一起组成橡胶粒子,并分散在乳清相中.橡胶粒子的结构,大致可分为三层,即外层是保护层,由橡胶吸附的蛋白质,丙酮溶物,等组成.中层是具有弹性的固态橡胶.内层也是橡胶,但它像粘绸的液体,也叫溶胶体.由于中层和内层都是橡胶,所以也可以把橡胶粒子看作两层.如果用高倍显微镜观察,新鲜胶乳中的橡胶粒子,大部份呈球形,也有呈梨形或帶尾巴的,它们的大小不一,直径最小的只有0.03微米！大的也不过是2微米,平均约为0.1微米.橡胶粒子借助保护层的功效,分散在乳清中成为胶体系统.粒子在乳清分散相中不停地作布朗运动[连续的无规则运动]其平均速度大约在毎秒千分之十二毫米[12微米/秒.[新鲜胶乳经过离心浓缩后,多数小粒子进入胶清,这时据测定,胶清中的橡胶粒子几守没有大于0.15徵米]的
. A: V" e+ G+ p/ o) A     新鲜胶乳中,含有蛋白质成份,橡胶粒子吸附蛋白质形成保护层.这些蛋白质是两性电解质,它的"等电点"在PH5以下[在等电点的氢离子浓度下,蛋白质分子的净电荷为零,电解这种溶液,蛋白质既不向阳极移动,也不向阴极移动]当溶液酸性很強吋,蛋白质虽能帶正电,但胶乳通常处于弱碱性至微酸性状态.蛋白质帶负电,从而也使橡胶粒子帶负电,当表面帯负电的橡胶粒子互相接近时,电性相同,互相排斥,从而使胶粒难于聚结,这就是胶粒保持稳定的主要因素.
     此外,在乳清物质中,有的分子是有极性的,它们在蛋白质的静电场和分子中极性基的偶极引力等影响下,在胶粒表面附近形成定向排列的水化膜,这种水化膜对胶粒的穩定起了附加作用.
( t% I7 ?( H5 z( V. A% z     再谈谈水对新鲜胶乳的作用,水是胶乳中各种成分的分散介质,有一部分水,在橡胶粒子表面形成一层"水膜",使它们不易聚结.另一部分水与非橡胶物质结合,构成它们[特别是黃色体]的內含物,大部分水则是可溶性非橡胶物质均匀分布的介质,它们一起构成通常所说的"乳清".
    从橡胶树身上釆割流出的新鲜胶乳,其非橡胶组分主要有蛋白质,水溶物,丙酮溶物,无机盐.蛋白质含量约为1-2%,水溶物1-2%,丙酮溶物1-2%无机盐0.3-0.7%.组成蛋白质的基本单位是氨基酸,[H2N.R.COOH].它们主要是由碳,氢,氧.氮,有时还有硫元素组成.蛋白质的含氮量一般在16%,胶乳里的含氮物质,绝大部份是蛋白质.其中约有五分之一被吸附在橡胶粒子表面.是构成保护层的重要物质,其余的则分布在乳清中.
   顺便说明,胶乳中蛋白质除了对胶乳的稳定性有影响外,它的分解产物有的可促进橡胶硫化,提高强力,延缓老化,使制品更好用,更耐用.但它也有弊端,就是它有较强吸水性,会增加后续制成的生胶及制品的吸水性和导电性,易使它们长霉,不利于制选绝缘的电工橡胶产品,同时,蛋白质含量高,还有提高橡胶生热的趋势.
    新鲜胶乳中所含的水溶物,是指能够被水溶解的一类物质的总称.主要有白坚木皮醇,还有少量的蔗糖,葡萄糖和半乳糖,以及这些物质的分解产物,此外也有无机盐,可溶性蛋白质等.水溶物高的橡胶,可能有较高的強力,但它具有较強的吸水性,能促使加工后的生胶和制品吸潮,发霉,和降低电绝缘性,所以生胶水溶物含量还应当适当控制.
3 @) Q, a+ c6 }6 l/ ~" p    新鲜胶乳中含有的丙酮溶物,是指能溶于丙酮的物质.主要有油酸,亚麻酸,硬脂酸,甾醇,和其它脂肪酸.丙酮溶物是组成橡胶粒子保护层的重要物质之一.它可使后续加工成的橡胶在塑炼时比较容易获得可塑性.有的丙酮溶物还具有防止老化作用.
% i! Y" m7 c2 D3 X+ ~    新鲜胶乳中含有的无机盐,主要有钾,钠,钙,镁和少量的铝,铁,铜,锰,等金属元素的磷酸盐或硫酸盐。这些盐类大部份溶解在乳清中,少部份吸附在橡胶粒子表面上.对于新鲜胶乳来说,钙,镁的含量高,会降低胶乳的稳定性,会给后续加工的浓缩胶乳的机械稳定度有影响.特别是含有铜.锰.铁这类金属,都是橡胶的強氧化剂,有促进橡胶老化作用.
4 H' B) x) I0 U9 }  Y4 _7 F     新鲜胶乳中的黄色体,是一些含有黃色,透,明,形状不规则的"島状"粒子.它主要由类脂物,蛋白质,胡萝卜素等物质组成.之所以成为黄色,主要是胡萝卜素的颜色.黄色体的比重较大,用碟片式离心机可沉降分离.其非橡胶物质含量高,会降低新鲜胶乳稳定性.
9 z2 t0 @5 O! g  N! i      新鲜胶乳中还含有少量酶.主要有凝固酶,氧化酶,过氧化酶,多酚氧化酶,还原酶,蛋白酶,尿素酶等.其中凝固酶能使胶乳凝固.氧化酶能使胡萝卜素氧化变色.蛋白酶能促进蛋白质分解.酶还会被钙,镁等金属离子活叱,使其作用增强.
- s8 g$ W& P9 B$ B     上面己讲过,从三叶橡胶树上釆割出的胶乳是没有帶细菌的,而是受外界汚染造成的.田间胶乳的含菌量通常在每毫升2-4百万之间.因为新鲜胶乳里有细菌的良好营养物质,细菌在胶乳中能极迅速地生长繁殖,细菌可以分解蛋白质,破坏橡胶粒子保护层,也可以把胶乳里的糖类发酵成酸,中和胶粒保护层的负电荷,使胶乳稳定性降低,直至发生凝固.同时,由于细菌也分解含硫蛋白质,生成硫化氢,使胶乳变质,产生似臭鸡蛋味.
   综上所述,我们从事橡胶工业的人员,不论是胶乳前期采集和加工,还有后期制品加工,都要对三叶橡胶树釆割的新鲜胶乳的主要成分,含量,及各种成分在胶乳中所产生的作用和影响,有所了解.对胶乳原料,干胶原料的釆购验收,检测以及下游产品制造,配方设计和工艺技术制定,都有很大帮助.橡胶技术网旳从事胶乳商品买卖及下游产品制造的胶友们都要关注新鲜胶乳的基本性质.
   

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SNNY

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