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"胶乳"是指聚合物颗粒分散在水介质中所形成的具有一定稳定性的胶体分散体系.可以从原料晈乳所制得的薄膜力学性能分析,不论是橡胶树釆集的天然胶乳还是人工合成的各类合成胶乳或人造胶乳,,胶乳具有较大的伸长率和回弹性,也是它具有不可替代的实用经济价值,而另外一种树脂结构的乳液则不能具备上述胶乳的物性,
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$ h5 p! |$ R0 `" X 由于胶乳在生产和加工过程中,面临着稳定与去稳定的平衡,只有了解胶乳稳定性的机理,才能在工业化生产中便于掌握.
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0 I6 U& k5 G6 r" q* `一.胶乳稳定的机理. g# c1 x2 j: p# z3 N: _ u
5 \- A+ k/ B1 r% a) a8 H. _[一]胶乳是一种典型的胶体- W7 h& ~7 A) |! U
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胶乳在正常的情况下,为什么会稳定?这主要是因为它是以橡胶粒子为分散相,以乳清为分散介质的典型的胶体.胶乳具有一般的胶体的几种特性:8 D$ ?3 ?8 }7 h* B" _* r/ @
' t( m% ?8 k4 C! X [1]布朗运动.如使用显微镜观察,就会发现橡胶粒子本身在作不规则的游来游去的运动.这是由于橡胶粒子比较小,受乳清里面水分子热运动碰击所产生的结果.因为每一个单位时间里水分子碰击橡胶粒子的忽然率不同.所以在不同时间里作不规则的运动.这是胶体特有的现象.1 W4 X, F: p( }: [% R/ s7 ]
8 T7 ^& w8 v3 v" \5 C6 f [2]丁达尔效应.也就是光源,通过一个透镜,使集中的光线透过已用水稀释了的胶乳,这时,我们在光束的垂直方向观察,可以看到在光行进的过程中,产生一个园锥形的发光体,这种现象就是丁达尓效应.当光綫射到分散相粒子时,如果光线的波长比橡胶粒子的直径小,就会产生反射现象.如果波长大于橡晈粒子直径,就会产生散射.可见光一般的波长是4000一7000A.橡胶粒子比可见的波长小,所以通过粒子的散射,可以看到园锥形的发光体., [5 o6 c$ N1 |
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[3]电泳现象.当我们在显微镜下检视胶乳时,如果给胶乳接上一个阴极和一个阳极,当通电时,可以明显看出橡胶粒子向阳极方向运动.并在阳极上沉积,凝固.这说明橡胶粒子是带负电的.在电场作用下,产生移动.这种现象叫电泳现象.这也是一般胶体共通的现象.: S" a7 ~/ ]% t1 P U! `
/ f; F S* i% e- {8 M/ c [4]橡胶粒子的尺寸.从橡胶粒子大小来看,也可以证明胶乳是一种胶体.而不是溶液或悬浮体.根据测定,天然胶乳中橡胶粒子直径最小为0.04u,最大是2u.平均为0.1u,这是在胶体范围以内的.在天然胶乳中,粒径大于0.2u的占整个胶乳的不到10%.由于橡胶粒子比较小,表面积大,就存在著聚结,不稳定性的问题.自由能高,因而自然地容易聚结,自然地容易聚结,导致出现不稳定现象.那么,为什么在通常情况下,胶乳又容易凝固呢?这就要从橡胶粒子结构上分析.: A& L; t- i+ E Q$ H+ a9 D% M+ J
9 a' I( g% P: n; R" r [二]橡胶粒子的结构
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橡胶粒子基本上可以分为三层.最里面一层叫溶胶,笫二层叫凝胶,最外一层为保护层.) i6 u2 d$ O* ]" K1 _4 }
+ C6 n3 j! p- W6 O# f6 M, L8 A* k 溶胶,是由若干个橡胶烃分子的聚集体构成的.由于橡胶烃的聚合度低,即分子量较小,呈现出粘稠液状,这种橡胶烃很容易溶于乙醚,所以称为"溶胶".! Z7 u# R/ ~ M) Z/ d
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凝胶.凝胶也是由橡胶烃分子组成的.但它与溶胶不同之处是它的橡胶烃分子量比溶胶大,聚合度高,而且有时有支链结构.甚至有些交联现象结构.因此呈现出弹性固体状态.凝胶和溶胶均是橡胶烃,而且在一定条件下可以互相转化,因为分子量大的可以断链,分子量小的可以交联.需要说明的是,由于这一层不容易溶于乙醚,所以称为"凝胶".
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- [6 r1 Z+ E( o6 @% ]: a: T 保护层.保护层是由蛋白质和类脂物构成的.胶乳之所以在正常情况下能保稳定,不致于凝固,主要是保护层在起作用,其中蛋白质作用很重要.
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9 c% O3 G( e' F! I; t [ 三]胶乳稳定的原因, O! s9 J7 S) s* X
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[1]橡胶烃对蛋白质的吸附% }) |; u/ Y3 ^* d& u
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橡胶烃本身是非极性物质,而蛋白质是极性物质.很明显,橡胶烃对蛋白质的吸咐不可能靠永久偶极.它的吸附主要靠两种力,也就是瞬间偶极和诱导偶极.瞬间偶极的引力:由于橡胶烃分子内的电子云的分布虽然是均匀和对称的,但在某一瞬间里,因为电子是在不断地运动,电子云的分布大部分是不一定均匀的.所以,在橡胶烃分子里必然出现一部份帶正电荷,一部份带负电荷,也就形成了瞬间偶极.这样,靠这种瞬间偶极的引力,就可以把蛋白质吸附在橡胶烃分子的表面.这种引力是"范得华引力"里的一个重要组成部分.. r C8 N% q. Q& y& @
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此外还有一种"诱导偶极'的引力.虽然橡胶烃分子不帶极性,但它本身也有正电荷和负电荷.只是电荷分布的中心相重合,从而显不出极性.但需要指出的是,这并不等于它没有正,负电荷.当接触蛋白质分子时,特别是在橡胶烃分子帶有双键,很容易被极化,这就是诱导偶极,它所帶的负电荷,很容易地把帶极性的蛋白质分子吸附在自已的表面.
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/ D4 g( E; ^* F: d [ 未完待续]; E1 o' D# z, B3 V( ~; p7 H
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