5-不同干燥方式所得干天然橡胶的形态结构与性能
干燥方式对天然橡胶性能的影响
化工能源化 工 设 计 通 讯Chemical EnergyChemical Engineering Design Communications·139·第47卷第3期2021年3月天然橡胶的产量是有一定限制的，并且其性能非常好，在工业领域，天然橡胶得到了广泛的应用。
在对天然橡胶进行生产时，主要生产工艺包括絮凝干燥以及包装等，其中比较重要的操作工艺是絮凝和干燥。
目前在对天然生物橡胶进行干燥时，经常采用的方法是传统的热风介质干燥。
天然生物橡胶属于一种热的不良导体，所以在对其进行烘干时，往往会出现连接熔融结构的情况，生胶中心部位还会出现夹生的问题，这会对生胶的质量以及优品率产生一定的影响。
絮凝工艺所包含的内容比较多，自然凝固，无机盐凝固以及微生物凝固，都属于絮凝工艺。
天然生物橡胶如果是通过絮凝工艺得到的，那么在对其进行干燥时，往往会使用热空气为介质的干燥方式，这种干燥方法一般是由外部向内干燥。
微波干燥方法与传统的热空气介质干燥方法相比，具有更快的速度，并且质量也比较高，生产的能耗也不高。
微波干燥被广泛应用于粮食干燥、药品以及化工等各个领域。
在天然橡胶的干燥方法方面，目前国内外还处于起步阶段。
在此背景下，本工作主要研究了干燥方式对天然生物橡胶性能的影响。
1 实验部分1.1 主要原料北京某乳胶制品厂所生产的天然胶乳原材料，总固形物质量分数为0.6。
1.2 干燥试样制备在对试样进行干燥时，所采用的是常见的4种干燥方法。
在进行直接烘干时，需要对天然胶乳进行取样，然后放置到60℃的烘箱中。
在采用絮胶烘干工艺时，要对天然胶乳进行配置，形成一定的干胶浓度，随后再加入适量的复合絮凝剂，然后在搅拌的作用下制备天然橡胶，随后是进行清洗工作，最终要进行干燥和去除水分，就能够得到相应的试样。
市面上销售的烟胶片，能够作为烟熏烘干方法的实验。
微波烘干只需要取适量的天然乳胶放置到微波炉中。
1.3 NR 硫化胶实验配方及制备在对NR 硫化胶进行制备时，需要使用到NR 、氧化锌、硬脂酸、防老剂4010NA 、硫黄、促进CZ 。
橡胶的基本结构与性能
橡胶的基本结构与性能橡胶的分子特征---构成橡胶弹性体的分子结构有下列特点：①其分子由重复单元（链节）构成的长链分子。
分子链柔软其链段有高度的活动性，玻璃化转变温度(Tg)低于室温；②其分子间的吸引力（范德华力）较小，在常态（无应力）下是非晶态，分子彼此间易于相对运动；③其分子之间有一些部位可以通过化学交联或由物理缠结相连接，形成三维网状分子结构，以限制整个大分子链的大幅度的活动性。
从微观上看，组成橡胶的长链分子的原子和链段由于热振动而处于不断运动中，使整个分子呈现极不规则的无规线团形状，分子两末端距离大大小于伸直的长度。
一块未拉伸的橡胶象是一团卷曲的线状分子的缠结物。
橡胶在不受外力作用时，未变形状态熵值最大。
当橡胶受拉伸时，其分子在拉伸方向上以不同程度排列成行。
为保持此定向排列需对其作功，因此橡胶是抵制受伸张的。
当外力除去时，橡胶将收缩回到熵值最大的状态。
故橡胶的弹性主要是源于体系中熵的变化的“熵弹性”。
橡胶的应力－应变性质应力－应变曲线是一种伸长结晶橡胶的典型曲线，其主要组分是由于体系变得有序而引起的熵变。
随着分子被渐渐拉直，使得分子链上支链的隔离作用消失，分子间吸引力变得显著起来，从而有助于抵抗进一步的变形，所以橡胶在被充分拉伸时会呈现较的高抗张强度.橡胶在恒应变下的应力是温度的函数。
随温度的升高橡胶的应力将成比例地增大。
橡胶的应力对温度的这种依赖称为焦耳效应，它可以说明金属弹性和橡胶弹性间的根本差别。
在金属中，每个原子都被原子间力保持在严格的晶格中，使金属变形所做的功是用来改变原子间的距离，引起内能的变化。
因而其弹性称为“能弹性”。
其弹性变形的范围比橡胶中主要由于体系中熵的变化而产生的“熵弹性”的变化范围要小得多。
在一般的使用范围内,橡胶的应力-应变曲线是非线性的,因此橡胶的弹性行为不能简单地以杨氏模量来确定。
橡胶的变形与温度、变形速度和时间的关系橡胶分子的变形运动不可能在瞬时完成，因为分子间的吸引力必须由原子的振动能来克服，如果温度降低时，这些振动变得较不活泼，不能使分子间吸引力迅速破坏，因而变形缓慢。
天然橡胶的种类、性质与包装
4，腐败性
橡胶在运输和保管的环境中，会因微生物活动（环境温度为 20%~34%且潮湿时，微生物会迅速繁殖）而出现腐败现象
5，吸湿性
橡胶具有吸湿性，吸收水分过多，会超过正常含水量（1%）而引起 发霉变质
6，可塑性
生胶的可塑性随温度的变化而变化，温度升高则可塑性增大
7，散发异味性
橡胶具有特殊气味，不能与易感染气味的货物如茶叶、大米、烟叶等 装配在同一舱室
人生就像骑单车，想保持平衡就得往前走
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7、
。202 0年11 月上午2 时48分 20.11.2 002:48N ovember 20, 2020
•
8、业余生活要有意义，不要越轨。20 20年11 月20日 星期五 2时48 分44秒0 2:48:44 20 November 2020
我们必须在失败中寻找胜利，在绝望中寻求希望
四、天然橡胶的包装
五、天然橡胶的运输和保管
装载橡胶的船舶，船舱要清洁、干燥，舱内管系、污水沟畅通，舱盖 严密
装船时，橡胶要与舱内的金属部分用垫物隔开，垫舱物料应有清洁、 干燥且完整无破碎现象
每一个成功者都有一个开始。勇于开始，才能找到成
•
1、
功的路 。20.11.2020.11.20Friday, November 20, 2020
AM20.11.2020.11.20
成功源于不懈的努力，人生最大的敌人是自己怯懦
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2、
。0 2:48:44 02:48:4 402:481 1/20/2 020 2:48:44 AM
每天只看目标，别老想障碍
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3、
。20.1 1.2002: 48:440 2:48Nov -2020-Nov-20
天然胶基础知识(上)
二.天然橡胶的分级方法
颜 色 限 度 “ 拉 维 邦 单 位 ” （ Colour limit“Lovibond Scale”）等7项指标进行分级。从此，通用天然橡胶随分级 方法的不同而名称就有差异。凡使用外观分级的片状胶， 仍使用原来的烟胶片、风干胶片或绉胶片的传统名称；凡 使用国际标准规定的生胶理化性能项目及指标进行分级的 生胶，不论是烟胶片、风干胶、绉胶片还是颗粒胶 （granular rubber）或碎裂胶（crumb rubber）都称为国 际标准天然生胶，或简称为标准胶。例如胶包上打的标志 为“标准胶—5—烟胶片”，其意思是胶包内是烟胶片，按 理化性能分级为5号标准胶。其它标志依此类推，即有标准 胶—10—烟胶片、标准胶—20 —烟胶片或标准胶—50—烟 胶片等标志，若上述几种橡胶是马来西亚生产的，则相应 的名称为：SMR—5—RSS、SMR—10—RSS、SMR—20—RSS或 SMR—50—RSS。
序言.天然橡胶概述
100年前，一位叫刀安仁的云南 干崖（今盈江县）土司远渡重洋， 将8000余株巴西三叶橡胶树引种到 了云南盈江县的新城凤凰山，中国 天然橡胶产业从此诞生。我国的天 然橡胶产业是在国外学者认为不能 种植橡胶的地区发展起来的。国外 植胶权威人士认为，橡胶树只适宜 在南纬10度和北纬15度以内的热带 地区种植。《大英百科全书》认定： “橡胶树仅仅生长在界线分明的热 带地区——大约是赤道南纬或北纬 10度以内……”而云南南部位于北 纬21度—25度，海南也处于被权威 专家认定为植胶禁区的热带北缘。
三.天然胶的品种及加工特点
（六）充油天然橡胶Oil-extended natural rubber 一种专用的天然橡胶品种。由天然橡胶中加入石油 系操作油制成。制造方法分湿法和干法两种。前者是把 乳化好的操作油加入胶乳中，充分搅拌，凝固、干燥后 制成。后者是将操作油加热后注入块状颗粒中，混炼均 匀即成。天然橡胶和油的比例3：1～3：2。 这种橡胶工艺性能好，制成的轮胎在-40℃冰雪中行 驶仍有较高的防滑性，并具有良好的耐损伤和扯裂性能。 （七）易操作橡胶 是由部分硫化胶乳和新鲜胶乳混合制成。其特点 是容易进行压延压出加压，半成品的收缩率小，表面光 滑，不易变形，特别适于制造各种压出制品。
橡胶品种化学组成性能特点主要用途
橡胶品种(简写符号) 化学组成性能特点主要用途 1. 天然橡胶(NR) 以橡胶烃(聚异戊二烯)为主,含少量蛋白质、水分、树脂酸、糖类和无机盐等。
弹性大,定伸强度高,抗撕裂性和电绝缘性优良,耐磨性和耐旱性良好,加工性佳,易橡胶品种(简写符号) 化学组成性能特点主要用途1. 天然橡胶(NR) 以橡胶烃(聚异戊二烯)为主,含少量蛋白质、水分、树脂酸、糖类和无机盐等。
弹性大,定伸强度高,抗撕裂性和电绝缘性优良,耐磨性和耐旱性良好,加工性佳,易于其它材料粘合,在综合性能方面优于多数合成橡胶。
缺点是耐氧和耐臭氧性差,容易老化变质;耐油和耐溶剂性不好,第抗酸碱的腐蚀能力低;耐热性不高。
使用温度范围:约-60℃～+80℃。
制作轮胎、胶鞋、胶管、胶带、电线电缆的绝缘层和护套以及其他通用制品。
特别适用于制造扭振消除器、发动机减震器、机器支座、橡胶-金属悬挂元件、膜片、模压制品。
2. 丁苯橡胶(SBR) 丁二烯和苯乙烯的共聚体。
性能接近天然橡胶,是目前产量最大的通用合成橡胶,其特点是耐磨性、耐老化和耐热性超过天然橡胶,质地也较天然橡胶均匀。
缺点是:弹性较低,抗屈挠、抗撕裂性能较差;加工性能差,特别是自粘性差、生胶强度低。
使用温度范围:约-50℃～+100℃。
主要用以代替天然橡胶制作轮胎、胶板、胶管、胶鞋及其他通用制品。
3. 顺丁橡胶(BR) 是由丁二烯聚合而成的顺式结构橡胶。
优点是:弹性与耐磨性优良,耐老化性好,耐低温性优异,在动态负荷下发热量小,易于金属粘合。
缺点是强度较低,抗撕裂性差,加工性能与自粘性差。
使用温度范围:约-60℃～+100℃。
一般多和天然橡胶或丁苯橡胶并用,主要制作轮胎胎面、运输带和特殊耐寒制品。
4. 异戊橡胶(IR) 是由异戊二烯单体聚合而成的一种顺式结构橡胶。
化学组成、立体结构与天然橡胶相似,性能也非常接近天然橡胶,故有合成天然橡胶之称。
它具有天然橡胶的大部分优点,耐老化由于天然橡胶,弹性和强力比天然橡胶稍低,加工性能差,成本较高。
天然橡胶简单介绍
天然橡胶简单介绍 Prepared on 24 November 2020天然橡胶简单介绍天然橡胶是由人工栽培的三叶橡胶树分泌的乳汁，经凝固、加工而制得，其主要成分为聚异戊二烯，含量在90%以上，此外还含有少量的蛋白质、脂及酸、糖分及灰分。
天然橡胶按制造工艺和外形的不同，分为烟片胶、颗粒胶、绉片胶和乳胶等。
但市场上以烟片胶和颗粒胶为主。
烟片胶是经凝固、干燥、烟熏等工艺而制得，我国进口的天然橡胶多为烟片胶；颗粒胶则是经凝固、造粒、干燥等工艺而制得，我国国产的天然橡胶基本上为颗粒胶，也称标准胶。
烟片胶一般按外形来分级，分为特级、一级、二级、三级、四级、五级等共六级，达不到五级的则列为等外胶；颗粒胶则一般按国际上统一的理化效能、指标来分级，这些理化性能包括杂质含量、塑性初值、塑性保持率、氮含量、挥发物含量、灰分含量及色泽指数等七项。
其中以杂质含量为主导性指标，依杂质之多少分为5L、5、10、20及50等共五个级别。
上海期货交易所天然橡胶合约的交割等级为国产一级标准胶SCR5和进口烟片胶RSS3，其中国产一级标准胶SCR5通常也称为5号标准胶。
天然橡胶因其具有很强的弹性和良好的绝缘性、可塑性、隔水隔气、抗拉和耐磨等特点，广泛地运用于工业、农业、国防、交通、运输、机械制造、医药卫生领域和日常生活等方面，如交通运输上用的轮胎；工业上用的运输带、传动带、各种密封圈；医用的手套、输血管；日常生活中所用的胶鞋、雨衣、暖水袋等都是以橡胶为主要原料制造的；国防上使用的飞机、大炮、坦克，甚至尖端科技领域里的火箭、人造卫星、宇宙飞船、航天飞机等都需要大量的橡胶零部件。
中国标准橡胶（颗粒胶）的各项质量检验标准中华人民共和国国家标准天然生胶标准橡胶规格 GB/T 8081-1999 eqv ISO 2000:1989 代替 GB/T 8081-1987 各级标准橡胶代码 SCRCV SCR L SCR 5 SCR10 SCR20 SCR50颜色标志绿绿绿褐红黄杂质含量m/m，最大值塑性初值，最小值 ---- 30 30 30 30 30塑性保持率，最小值 60 60 60 50 40 30氮含量m/m，最大值挥发物含量m/m，最大值灰分含量m/m，最大值颜色指数，最大值 -- 6 -- -- -- --门尼粘度ML1+4 100oC (65+51) -- -- -- -- --备注：1、一般认为杂质含量和塑性保持率（PRI）是主要的规格参数。
橡胶种类代号及结构特性
由于天然橡胶具有上述一系列物理化学特性，尤其是其优良的回弹性、绝缘性、隔水性及可塑性等特性，且经过适当处理后还具有耐油、耐酸、耐碱、耐热、耐寒、耐压、耐磨等宝贵性质，所以具广泛用途。如日常生活中用的雨鞋、暖水袋、松紧带；医疗卫生行业所用的外科医生手套、输血管；交通运输上用的各种轮胎；工业上用的传送带、运输带、耐酸和耐碱手套；农业上用的排灌胶管、氨水袋；气象测量用的探空气球；科学试验用的密封、防震设备；国防上用的飞机、坦克、大炮、防毒面具；甚至成为火箭、人造地球卫星和宇宙飞船等高精尖科学技术产品不可或缺的原料。目前，世界上部分或完全用天然橡胶制成的物品已达7万种以上。
丁基橡膠
IIR
Butyl Rubber
BA
天然橡膠
NR
NatutalRubber
AA
異戊橡膠
IR
Polyisoprene
AA
聚氨酯膠
PU
Urethane Rubber
BG
乙烯-丙烯酸胶
E/A
Vamac{Ethylene/Acrylic}
EE
氯醇橡膠
ECO
Epichlorohydrin
CE
氯磺化聚乙烯膠
-40～220
-100～250
氫化丁腈膠
（HNBR）
-40～170
-40～175
丙烯酸酯橡膠
（ACM）
-20～150
-25～175
丁苯膠
（SBR）
-30～100
-40～110
氟素橡膠
（FPM）
-30～200
-40～280
氟素矽膠
（FLS）
-50～175
-60～200
氯丁膠
（CR）
3天然橡胶(2)
为分级的重要指标。
2、天然橡胶的分级 2020/8/6
塑性保持率（PRI）
表示生胶的氧化性能和耐高温操作性能的一项 指标，其数值等于生胶经过140℃×30min热处 理后的平均塑性值与原塑性值的百分比，所以 又称为抗氧指数。
PRI值大的生胶抗氧化性能较好，但在塑炼时可 塑性增加的慢（与高温塑炼机理有关）；
徐州徐轮橡胶有限公司
高分子原材料
第二节 天然橡胶(2)
2020/8/6
任务驱动： ▪ 1、天然橡胶是否就1个品种或级别，如果
不是如何分级？ ▪ 2、天然橡胶性能包括哪些方面，与结构
之间关系如何？ ▪ 3、天然橡胶的性能使其可应用于哪些方面？
第二节 天然橡胶
2020/8/6
2、天然橡胶的分级 四、天然橡胶的成分 五、天然橡胶的结构和性能
级、三级、四级、五级等共六级，达不到五级的则列为等外胶；
RSS3
2020/8/6
2、天然橡胶的分级 2020/8/6
②、绉片胶
胶乳绉胶片
白绉胶片和浅色绉胶片共分为10个等级：薄白 绉胶片NO.1X和NO.1；浅色绉胶片（薄、厚） 两类各有NO.1X、NO.1、NO.2、NO.3之分，号 数越大，黄色程度越深。
2、天然橡胶的分级 2020/8/6
⑴、国际天然橡胶的分级方法
该分级方法按照生胶制造方法及外观质量或按照理化 性能指标分为两种。
①、RSS
分为：NO.1X、 NO.1、 NO.2、 NO.3、 NO.4、 NO.5及等外七 个等级，其质量按顺序依次降低。
或者说，烟片胶一般按外形来分级，分为特级、一级、二
2、天然橡胶的分级 2020/8/6
天然橡胶简单介绍
天然橡胶简单介绍天然橡胶是由人工栽培的三叶橡胶树分泌的乳汁，经凝固、加工而制得，其主要成分为聚异戊二烯，含量在90%以上，此外还含有少量的蛋白质、脂及酸、糖分及灰分。
天然橡胶按制造工艺和外形的不同，分为烟片胶、颗粒胶、绉片胶和乳胶等。
但市场上以烟片胶和颗粒胶为主。
烟片胶是经凝固、干燥、烟熏等工艺而制得，我国进口的天然橡胶多为烟片胶；颗粒胶则是经凝固、造粒、干燥等工艺而制得，我国国产的天然橡胶基本上为颗粒胶，也称标准胶。
烟片胶一般按外形来分级，分为特级、一级、二级、三级、四级、五级等共六级，达不到五级的则列为等外胶；颗粒胶则一般按国际上统一的理化效能、指标来分级，这些理化性能包括杂质含量、塑性初值、塑性保持率、氮含量、挥发物含量、灰分含量及色泽指数等七项。
其中以杂质含量为主导性指标，依杂质之多少分为5L、5、10、20及50等共五个级别。
上海期货交易所天然橡胶合约的交割等级为国产一级标准胶SCR5和进口烟片胶RSS3，其中国产一级标准胶SCR5通常也称为5号标准胶。
天然橡胶因其具有很强的弹性和良好的绝缘性、可塑性、隔水隔气、抗拉和耐磨等特点，广泛地运用于工业、农业、国防、交通、运输、机械制造、医药卫生领域和日常生活等方面，如交通运输上用的轮胎；工业上用的运输带、传动带、各种密封圈；医用的手套、输血管；日常生活中所用的胶鞋、雨衣、暖水袋等都是以橡胶为主要原料制造的；国防上使用的飞机、大炮、坦克，甚至尖端科技领域里的火箭、人造卫星、宇宙飞船、航天飞机等都需要大量的橡胶零部件。
中国标准橡胶（颗粒胶）的各项质量检验标准中华人民共和国国家标准天然生胶标准橡胶规格 GB/T 8081-1999 eqv ISO 2000:1989 代替 GB/T 8081-1987各级标准橡胶代码 SCRCV SCR L SCR 5 SCR10 SCR20 SCR50颜色标志绿绿绿褐红黄杂质含量m/m，最大值 0.05 0.05 0.05 0.10 0.20 0.50塑性初值，最小值 ---- 30 30 30 30 30塑性保持率，最小值 60 60 60 50 40 30氮含量m/m，最大值 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6挥发物含量m/m，最大值 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8灰分含量m/m，最大值 0.6 0.6 0.6 0.75 1.0 1.5颜色指数，最大值 -- 6 -- -- -- --门尼粘度ML1+4 100oC (65+51) -- -- -- -- --备注：1、一般认为杂质含量和塑性保持率（PRI）是主要的规格参数。
橡胶的种类性能和用途
橡胶的种类性能和用途橡胶是一种重要的材料，广泛应用于各个领域。
根据不同的化学结构和性质，橡胶可以分为天然橡胶和合成橡胶。
下面将详细介绍几种常见的橡胶种类、性能特点及其用途。
1. 天然橡胶（Natural Rubber，NR）天然橡胶是由橡胶树中提取的乳液通过凝固、干燥得到的胶状物质。
其主要成分是聚异戊二烯（Polyisoprene）。
天然橡胶具有良好的可拉伸性、抗撕裂性、弹性和耐磨性。
它还具有低气渗透性、优良的电绝缘性和耐寒性。
天然橡胶广泛应用于轮胎、汽车零部件、橡胶鞋、胶带、乳胶制品等领域。
天然橡胶在轮胎制造中是最重要的材料之一，因为它具有很好的抗磨损性、附着力和弹性，能够提供稳定的行驶质量和舒适的驾驶体验。
2.合成橡胶合成橡胶是通过合成方法从石油、天然气等原料中制得的材料。
合成橡胶具有多种种类，常见的有丁苯橡胶（Styrene Butadiene Rubber，SBR）、丁腈橡胶（Nitrile Rubber，NBR）、聚氯丁橡胶（Chloroprene Rubber，CR）、丁基橡胶（Butyl Rubber，IIR）等。
2.1丁苯橡胶（SBR）丁苯橡胶是由丁二烯和苯乙烯混合共聚而成的橡胶。
它具有良好的物理力学性能、抗老化性能和耐磨性能。
丁苯橡胶具有优良的耐热性、耐油性和耐溶剂性，并且具有良好的加工性。
丁苯橡胶主要应用于轮胎、橡胶管道、橡胶密封件和橡胶鞋等领域。
它在轮胎制造中广泛使用，能够提供良好的抓地力和耐磨性，适用于各种路面条件。
2.2丁腈橡胶（NBR）丁腈橡胶是由丙烯腈和丁二烯混合共聚而成的橡胶。
它具有优异的耐油性、耐溶剂性和耐磨性。
丁腈橡胶还具有较好的耐高温性能、耐臭氧性能和耐腐蚀性能。
丁腈橡胶主要应用于汽车工业、航空航天工业、化工工业和石油工业等领域。
由于其优良的耐油性和耐磨性，丁腈橡胶被广泛应用于汽车零部件、密封件、橡胶手套等产品中。
2.3聚氯丁橡胶（CR）聚氯丁橡胶是由氯丁二烯聚合而成的橡胶。
天然胶基础知识(下)
四.化学组成、结构、性能和用途
（一）天然胶乳化学组成、性状及胶态化学结构 1.胶乳的化学组成 在鲜胶乳中，除了绝大部分是水和橡胶之外，还有许 多有机物和无机物，其中最多的是蛋白质、类脂物、白坚 木皮醇和无机盐类。在鲜胶乳和氨保存胶乳中分析出的非 橡胶组分列于表 ： 表一中的组分为典型鲜胶乳的一般组分含量。分列为 橡胶相、Frey－Wyssling粒子（这种粒子是由Frey－ Wyssling于1929年发现并命名，简称为FW粒子）、乳清和 底层部分四个大组分。每个大组分内所包含的小组分有些 会在两个大组分中同时存在。表二所示系胶乳用氨保存， 其化学组分发生了相当的变化，有些组分消失或增加，与 鲜胶乳相比有很大的差异。
四.化学组成、结构、性能和用途
图中1型曲线是清晰的双峰分布，两峰高度几乎相等；2型 曲线也是清晰的双 峰分布，但其在低分子量区域内的峰 较低；3型曲线是一个斜的单峰分布，在低分子量区域中 形成一个“肩”或“小山丘”。从分子量分布曲线的类型 可以直接判断这种橡胶的操作特性和应用性能。因为低分 子量的橡胶具有良好的操作特性，高分子量的橡胶具有较 好的物理机械性能。所以双峰分布，峰高度几乎相等的橡 胶， 低分子量与高分子量的橡胶几乎相 等，就兼有良好的操作应用性能。 不同品系的无性系胶树所产的橡胶， 其平均分子量较高的属于3型曲线 单峰分布；其平均分子量较低的属 于1型曲线双峰分布，见下表
四.化学组成、结构、性能和用途
2.天然橡胶的化学成分对性能的影响 ①橡胶烃 橡胶烃是天然橡胶的主要成分，其含量一 般为91～94%，橡胶烃含量少的生胶，其杂质含量较多， 质量较差。 1）分子量和分子量分布 天然橡胶是一种以异戊二 烯为主要成分的天然高分子化合物，其分子式是（C5H8）n, n值约为10000左右，分子量分布范围是很宽的，国外文献 报道的分子量绝大多数是在3～3000万之间。 天然橡胶的分子量分布，一般认为具有双峰分布规律。 在低分子量区域20～100万之间出现一个峰或“肩”，在 高分子量区域100~250万之间出现一个峰。所有无性系橡 胶树的橡胶，其分子量分布都可以用三种曲线类型来分类， 如图。
天然橡胶的性能及应用
天然橡胶的性能及应用现代科学研究结果已经证明，普通的天然橡胶是异二烯聚合而成。
（1）天然橡胶的化学性质天然橡胶是不饱和橡胶，容易与硫化剂发生硫化反应（结构化反应），溴与氧、臭氧发生氧化、裂解反应，与卤素发生氯化、化反应，在催化剂和酸作用下发生化学反应等。
但由于天然橡胶是高分子化合物，所以它具有烯类有机化合物的反应特性，如反应速度慢，反应不完全、不均匀，同时具有多种化学反应并存的现象（如氧化裂解反应和结构化反应）等。
在天然橡胶的各类化学反应中，最重要的是氧化裂解反应和结构化反应。
前者是生胶进行塑炼加工得理论基础，叶酸橡胶老化的原因所在；后者则是生胶进行硫化加工制得硫化的理论依据。
而天然橡胶的氯化、环化、氢化等反应，则可应用于天然橡胶的改性方面。
（2）天然橡胶具有优异的综合物理机械性能天然橡胶在常温下具有很好的弹性。
这是由于天然橡胶分子链在常温下呈无定形状态，分子链柔性好的缘故。
其密度为0.913g/cm，弹性模量为2-4MPa，约为钢铁的三万分之一，而伸长率为钢铁的300倍，最大可达1000%。
在0-100度范围内，天然橡胶的回弹性可达到50%-85%以上。
（3）热性能天然橡胶常温为高弹性体，玻璃化温度为-72度，受热后缓慢软化，在130-140度开始流动，200度左右开始分解，270度剧烈分解。
（4）耐介质性介质是指油类、液态的化学物质等。
天然橡胶不耐环己烷、汽油、苯等介质，不溶于极性的丙酮、乙醇等，不溶于水，耐10%的氢氟酸，20%盐酸，30%硫酸，50%的氢氧化钠等。
不耐浓强酸和氧化性强的高锰酸钾、重酸钾等。
（5）良好的加工工艺性能天然橡胶由于相对分子质量高、相当分子质量分布宽，分子链易于断裂，再加上生胶中存在一定数量的凝胶分子，因此很容易进行塑炼、混炼、压延、压出、成型等。
天然橡胶的应用天然橡胶主要应用于轮胎、胶管、胶带、电线电缆和多数橡胶制品，是应用最广的橡胶。
天然橡胶顺式结构和反式结构
天然橡胶顺式结构和反式结构天然橡胶的顺式结构和反式结构，听起来就像是化学界的两个“好朋友”，但其实它们之间的关系可不简单。
首先，我们得聊聊顺式结构。
简单来说，顺式结构就像是两个人手拉手，紧紧相依。
它的分子链呈现出一种“弯弯曲曲”的姿态，给人一种柔软、灵活的感觉。
你想象一下，像是春天的柳树，随风摇曳，柔软而富有弹性。
正因为这样，顺式结构的天然橡胶在使用的时候，能够拉伸得很开，真是一个“大力士”，用在轮胎、橡胶鞋等各种地方，简直是“好用到爆”。
接下来，我们聊聊反式结构。
反式结构就像是两个人背对背，保持着一定的距离，给人一种坚硬和稳重的感觉。
这种结构的分子链则显得更加“笔挺”，就好像是冬天的松树，直挺挺地站在那里，不受风吹的影响。
这种结构的橡胶在强度上可不是盖的，耐磨损、抗撕裂，适合用在需要硬朗的地方，比如工业用途的轮胎，简直是“铁打的汉子”。
所以说，这两种结构在天然橡胶的世界里，各有千秋，真是“各显神通”。
那么，顺式和反式到底有什么区别呢？简单来说，顺式结构的分子间距较小，互相吸引的力量更强，因此它的拉伸性和柔韧性就特别好。
而反式结构的分子间距相对较大，分子之间的吸引力就弱一些，所以它的刚性和耐磨性更出色。
就像打篮球，顺式结构能快速突破防守，而反式结构则能在篮下稳稳地把球放进框里。
各自有各自的优缺点，真是“各取所需”。
当然，天然橡胶的这些特性也跟我们的日常生活密切相关。
想想我们的日常用品，像手机壳、运动鞋、甚至一些玩具，背后都可能有这两种橡胶的身影。
顺式橡胶让我们用的东西更加舒适，反式橡胶则提供了更好的保护，简直是生活中的“默默奉献者”。
想想那些让我们生活便利的东西，它们都是这两位“橡胶大咖”的杰作。
再说说它们的应用场景。
顺式结构的橡胶，像是在跑道上飞奔的运动员，用在轮胎、鞋底等需要灵活性的地方。
而反式结构的橡胶，就像是施工现场的工人，通常用在一些需要高强度和耐磨损的地方。
两者各有自己的战场，打得火热。
5种典型加工工艺天然橡胶的结构与性能
热带作物学报2021, 42(9): 2674 2681Chinese Journal of Tropical Crops5种典型加工工艺天然橡胶的结构与性能史甲1，张福全2，邓东华2，李高荣2，彭政2，廖建和1*，廖禄生2,3*1. 海南大学材料科学与工程学院，海南海口 570228；2. 中国热带农业科学院农产品加工研究所/广东省天然橡胶加工重点实验室，广东湛江 524001；3. 海南省天然橡胶加工重点实验室，广东湛江 524001摘要：天然橡胶（NR）作为一种植物性高分子，其分子结构和性能既受橡胶树生物合成的影响，也与加工工艺有很大关系。
为了科学对比加工工艺对NR结构和性能的影响，本文采用相同橡胶树品种所产胶乳，参照现行工厂生产条件，制备了5种典型加工工艺的NR，即全乳胶（WF）、烟片胶（RSS）、风干片（ADS）、恒粘胶（CV）和20号胶（TSR）。
生胶结构分析表明，NR加工过程中会发生由熟化导致的非胶组分分解和橡胶烃的结构化，具体表现为氮含量降低、数均分子量增大、分子量分布变窄、凝胶含量上升、塑性初值和门尼黏度增加，其中以TSR的熟化程度最高，而CV能够保留其固有分子结构，熟化程度最低。
硫化胶性能分析表明，非胶组分的分解有利于提高NR的硫化速度和交联密度，从而提高硫化胶的力学性能；橡胶烃的结构化能够增加硫化胶中的物理缠结网络，使其更容易发生应变诱导结晶，并通过增加能量耗散，提高硫化胶的疲劳性能。
综合来看，硫化胶力学性能的优劣顺序为：TSR>ADS>RSS>WF>CV。
关键词：天然橡胶；加工工艺；结构化；熟化；力学性能中图分类号：Q949.748.5 文献标识码：AStructure and Mechanical Properties of Natural Rubber from FiveTypical Processing TechnologiesAll Rights Reserved.SHI Jia1, ZHANG Fuquan2, DENG Donghua2, LI Gaorong2, PENG Zheng2, LIAO Jianhe1*, LIAO Lusheng2,3*1. School of Materials Science and Engineering, Hainan University, Haikou, Hainan 570228, China;2. Agricultural Products Proc-essing Research Institute, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences / Guangdong Provincial Key Laboratory of NaturalRubber Processing, Zhanjiang, Guangdong 524001, China; 3. Hainan Provincial Key Laboratory of Natural Rubber Processing,Zhanjiang, Guangdong 524001, ChinaAbstract: The structure of natural rubber (NR) is not only affected by the biosynthesis of rubber trees, but also has a lotto do with the processing technology. In order to scientifically compare the effects of the processing technology, in thispaper, the latex produced by the same rubber tree was collected to prepare NR using five typical processing technologiesaccording to the current factory production conditions, namely WF, RSS, ADS, CV, TSR. The analysis of the raw rubberstructure showed that the decomposition of non-rubber components and the structuring of rubber hydrocarbons causedby maturation would occur during the processing. The specific manifestations were reduced nitrogen content, increasednumber average molecular weight, narrowed molecular weight distribution, and higher gel content, which caused theincrease of initial value of plasticity and Mooney viscosity. Among them, TSR had the highest degree of structure, whileCV could retain its inherent molecular structure and had the lowest degree of structure. The performance analysis of thevulcanizates showed that the decomposition of non-rubber components was beneficial to increasing the curing rate andcrosslinking density of natural rubber, thereby improving the static mechanical properties of the vulcanizates. The struc-turing of the rubber hydrocarbon could increase the physical entanglement in the vulcanizates. The network made it moreprone to strain-induced crystallization and improve dynamic fatigue performance by increasing energy dissipation. Taken收稿日期 2021-01-07；修回日期 2021-01-22基金项目 现代农业产业技术体系建设专项资金（No. CARS-34-JG2）；广东省天然橡胶加工重点实验室（No. 2019B121203004）；海南省自然科学基金项目（No. 519QN298）。
微波干燥对天然橡胶硫化胶热氧老化性能的影响
微波干燥对天然橡胶硫化胶热氧老化性能的影响张福全;陈美;王永周;廖建和;黄茂芳【摘要】研究3种不同干燥方式所得天然橡胶硫化胶的热氧老化性能.采用TG和DTG测定了空气氛围下干燥后样品硫化胶的热氧降解温度,运用Coats-Red fern 方程计算N2氛围下样品硫化胶热降解活化能；采用RPA 2000在应变为0.5 deg 下进行频率扫描来评估样品耐热老化性能,并测定了样品硫化胶老化前后的力学性能.结果表明,微波干燥天然橡胶的力学性能明显优于热空气干燥和自然干燥,性能变化率和老化系数更大,样品RPA频率扫描tanδ值的增值更大,微波干燥样品的热降解活化能高于热空气干燥9 kJ/mol,与自然干燥样品接近,说明微波干燥天然橡胶硫化胶的热稳定性好,耐热氧老化性能得到显著提高.%The thermal -oxidation ageing properties of nature rubber vulcanized dried by three methods was studied. TC and DTG was used to determine the thermal-oxidation degradation temperature in air atmosphere and thermal degradation active energy in N2 atmosphere using Coats-Redfern equation; the frequency sweep was used to estimate the ageing resistance of nature rubber vulcanized at strain of 0.5, also, the mechanical properties of rubber vulcanized was tested before and after ageing. Showed from the results, the mechanical properties of NR dried by microwave was higher than the hot -air drying and nature drying; the increasing value of tanS in frequency sweep was larger than the other drying methods; the degradation active energy dried by microwave was 9 kj/mol bigger than hot-air drying, so, the thermal stability of nature rubber dried by microwave was remarkably improved compared with the other two drying methods.【期刊名称】《热带作物学报》【年(卷),期】2011(032)009【总页数】5页(P1760-1764)【关键词】微波干燥;天然橡胶;热氧老化【作者】张福全;陈美;王永周;廖建和;黄茂芳【作者单位】海南大学材料与化工学院,海南海口 570228;中国热带农业科学院农产品加工研究所广东湛江524001;农业部热带作物加工重点开放实验室广东湛江524001;中国热带农业科学院农产品加工研究所广东湛江524001;农业部热带作物加工重点开放实验室广东湛江524001;中国热带农业科学院农产品加工研究所广东湛江524001;农业部热带作物加工重点开放实验室广东湛江524001;海南大学材料与化工学院,海南海口 570228;中国热带农业科学院农产品加工研究所广东湛江524001;农业部热带作物加工重点开放实验室广东湛江524001【正文语种】中文【中图分类】TQ332从橡胶树上割取的天然橡胶胶乳经酸凝固造粒后，仍含有30%左右的水分，为获得干燥的天然橡胶产品，现行工业上采用燃烧柴油产生的热空气（热空气温度115℃）干燥天然橡胶胶粒，由于橡胶是一种对热相当敏感的材料，干燥过程中容易引起分子的交联或降解[1]，热空气干燥热传递方向与水分扩散方向相反[2]，干燥后极易造成天然橡胶胶粒表面先干燥，互相熔融、粘结；胶粒中心出现“白心”，即未干透现象，致使橡胶质量不稳定。
不同干燥方式所得干天然橡胶的形态结构号性能
１３ 测 试 方 法 ．
采 用 Ｈ Ｔ Ｃ 一 ０ ０ 型扫 描 电子 显微 镜表 征试 样 表 面形 态超 微结 构 。 Ｉ Ａ ＨＩＳ ３ ０ Ｎ
将 天 然橡胶 试 样放 进 Ａ Ｒ级 四氢 呋 喃溶胀 ７ ，然 后 采用 ＷＡ Ｅ Ｓ Ｇ Ｃ ５５ ２ １ ｙ ｍ渗 透 色谱 仪 ２ｈ Ｔ Ｒ Ｐ １—４ ０ ｓｔ ｅ
分 析表 征试 样 的分 子量 ，全 过 程在 ３ ０℃环境 中进行 。
国家 自然科学基金项 目 （ 编号 ：５ ６ ３ ０ ）资助 。 ０６０３ 陈 美 男，研究员 ，博士研究生 导师 。Ｅ ｍａｌ ｈｄｊｍ＠ｙｈ ｏ ｏ ｅ 。 — ｉ ｇｚ ：ｃ ｃ ａｏ ． ｍ．ｌ ｅ ｌ 收 稿 ｒ期 ：２ ０ — １ 】 】 ０ ８０一４ 修 回 日期 ：２ ０ — ７ ８ ０ ８ ０ —１
表 面 温 度 １５℃ ） １ ，并 研 究 其 干 胶 粒 的形 态 结 构 和 性 能 。结 果 表 明 ，采 用 微 波 干 燥 的 干 天 然 橡 胶 胶 粒 表 面 粗 糙 ，
仍 基 本 保 留 湿 天 然 橡胶 加 工 胶 粒 过 程 所 产 生 的 切 割 痕 迹 ；而 热 风 干 燥 的干 天 然 橡 胶 胶 粒 表 面熔 融 平 滑 ， 已失 去 湿
构 和性 能 的变 化 。
１ 材 料 与 方 法
１１ 材 料 ．
天 然胶 乳 由广 东 广 垦橡 胶 集 团公 司茂 名 分 公 司提 供 ；生 物凝 固 的菌 种 液 由本 实 验 室 研 制 ；其 它 的化
工原 料均 为 市场 购买 的 Ａ Ｒ级 或 Ｃ Ｐ级化 学试 剂 。
１ ． 试 验 方 法 ２
干燥方式对天然橡胶性能的影响
张 飞 等 ．干燥 方 式 对 天 然 橡胶 性 能 的影 响
９３
干 燥 方 式 对 天 然 橡 胶 性 能 的影 响
张 飞 ，沈 家锋 ，王益庆 ，斟，张立群 ，
（１．南 通 矽 利 康 橡 塑 材 料有 限 公 司 ，江 苏 南 通 ２２６０００；２．北 京 化 工 大 学 有 机 无 机 复 合 材 料 国家 重 点 实 验 室 ，北 京 １０００２９；３．北 京 化 工大 学 北 京 市新 型 高 分 子材 料 制 备 与 加工 重 点 实 验 室 ，北 京 １０００２９）
１４３ ℃ 。
１．４．２ 加 工性 能 采 用ＲＰＡ２０００型 橡 胶 加 工 分 析 仪 （美 国 阿尔
法 科 技 有 限 公 司产 品）进 行 混 炼 胶 和 硫 化 胶 的 应 变 扫 描 。测 试 条 件 ：扫描 温度 ６０ ℃；扫 描 频 率 １ Ｈｚ；应 变 范 围 ０．２％～ ５００％ （混 炼 胶 ）， ０．２％～７５％ （硫化 胶）。 １．４．３ 动 态力 学性 能
摘 要 ：探 讨 直接 烘 干 、絮胶 烘 干 、微 波烘 干 和 烟熏 烘 干４种 干 燥 方式 对 天 然橡 胶 （ＮＲ）性 能 的 影响 。 结果 表 明 ：微 波 烘 干 时间 远 远短 于 其 他３种 干燥 方 式 ，且几 乎 不 存 在夹 生 胶 现象 ；微 波 烘 干ＮＲ纯 胶 、炭黑 和 白炭黑 填 充ＮＲ硫 化 胶 物理 性 能 均较 优 ，絮胶烘 干ＮＲ次之 ；絮胶 烘干 炭黑 填充ＮＲ硫 化胶 的损 耗 因子 （ｔａｎ０）最小 ，微 波烘 干ＮＲ白炭黑填 充 配方硫 化 胶的ｔａｎ＆最 ；物 理 性 能 ；动 态力 学 性 能 中图 分 类号 ：ＴＱ３３２ 文献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１０００—８９０Ｘ（２０１６）０２—００９３—０５
天然橡胶的性能和用途
天然橡胶的性能和用途天然橡胶生胶的玻璃化温度为-72℃，胶流温度130℃，开始分解温度200℃，激烈分解温度270℃。
当天然橡胶硫化后，其T g上升，也再不会发生粘流。
天然橡胶的弹性其生胶及交联密度不太高的硫化胶的弹性是高的。
例如在0-100℃范围内，回弹性在50-85℃之间，其弹性模量仅为钢的1/3000，伸长率可达1000%，拉伸到350%，后，缩回永久变形仅为15%，天然橡胶的弹性较高，在通用橡胶中仅次于顺丁橡胶。
天然橡胶的强度在弹性材料中，天然橡胶的生胶、混炼胶、硫化胶的强度都比较高。
未硫化橡胶的拉伸强度称为格林强度，天然橡胶的格林强度可达1.4～2.5Mpa，适当的格林强度对于橡胶加工成型是必要的。
天然橡胶撕裂强度也较高，可达98kN/m，其耐磨性也较好。
天然橡胶机械强度高的原因在于它是自补强橡胶，当拉伸时会使大分子链沿应力方向取向形成结晶。
天然橡胶的电性能天然橡胶是非极性物质，是一种较好的绝缘材料。
当天然橡胶硫化后，因引入极性因素，如硫黄、促进剂等，从而使绝缘性能下降。
天然橡胶的耐介质性能天然橡胶是一种非极性物质，它溶于非极性溶剂和非极性油中。
天然橡胶不耐环己烷、汽油、苯等介质，未硫化胶能在上述介质中溶解，硫化橡胶则溶胀。
天然橡胶不溶于极性的丙酮、乙醇中，更不溶于水中，耐10%的氢氟酸、20%的盐酸、30%的硫酸、50%的氢氧化钠等。
天然橡胶主要用途天然橡胶因其具有很强的弹性和良好的绝缘性、可塑性、隔水隔气、抗拉和耐磨等特点，广泛地运用于工业、农业、国防、交通、运输、机械制造、医药卫生领域和日常生活等方面，如交通运输上用的轮胎；工业上用的运输带、传动带、各种密封圈；医用的手套、输血管；日常生活中所用的胶鞋、雨衣、暖水袋等都是以橡胶为主要原料制造的，国防上使用的飞机、大炮、坦克，甚至尖端科技领域里的火箭、人造卫星、宇宙飞船、航天飞机等都需要大量的橡胶零部件。
轮胎的用量要占天然橡胶使用量的一半以上。
橡胶种类及基本性能
门窗密封胶条。有的可以做胶粘剂等。
七、丁腈橡胶（NBR） NBR 是由丁二烯和丙烯腈乳液聚合而成的弹性共聚物。 丁腈的含量不同可分为 5 个等级：极高— —高— —中高— —中等— —低
42~46% 36~41 % 31~35% 25~30% 18~24% 丙烯腈含量大耐油性好弹性却降低。所以一般控制丙烯腈含量在 15~50%间以保证既耐油又有弹性。 国产一般有三个等级;NBR-40、NBR-26、NBR-18 相当于国外的中高低含量等级。
当于国产通用型橡胶。 2、 非硫黄调节型 聚合时用硫醇化合物做调节剂，不含硫黄。相当于国产的 54-1 型 CR 3、 其他类型 这类 CR 有专门的性能和特殊用途。主要有粘结型 CR、氯丙橡胶、氯苯橡胶、凝胶
CR张强度大。 1、 良好的耐老化和耐热性。Cl 吸电子且其屏蔽作用，使老化性能优异。尤其是耐天候和耐臭氧性
侧腈基( -CN )，使得其性能优良性能。 １、 ＮＢＲ为非结晶橡胶，纯硫化胶的扯断强度和撕裂强度很低，３～４ＭＰａ，但是炭黑补强
后强度达２４.５～３０ＭＰａ ２、 耐油性优良。丙烯腈含量越高耐油性越好。耐油性仅次于聚硫橡胶、丙烯酸酯橡胶和氟橡胶。
但对芳香烃油及氯化烃油的抵抗能力较差。 ３、 气密性好。 仅次于丁基橡胶，优于其他通用橡胶。 ４、 耐热耐磨耐老化性能优于ＮＲ ５、 可与其他橡胶并用，改善加工性能。
其中兰州化学工业公司确定了凝聚成粉制备粉末丁腈橡胶的工艺技术路线并于1993成200吨年中试装置兰州化学工业公司开发的凝聚法粉末丁腈橡胶制备技术的分段凝聚成粉活性隔离筛分和干燥技术具有新颖独创之处该技术已通过中国专利局审查获发明专利
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SEM
中图分类号
TQ330
目前国内外都是采用常规干燥方式 ， 即以燃烧柴油的热空气介质来干燥天然橡胶胶料 ， 干燥温度 115 ℃ 左右 ， 干燥时间 3～4 h。 由于橡胶胶料是不良导热材料 ， 容易造成胶料表层先干燥 ， 互相粘结熔融 ； 胶粒 中心部分出现 “白心 ”， 即未干透现象 ， 致使橡胶质量不稳定 ， 因而引起很多学者和专业人士的关注[1,2]。 微 波干燥具有干燥速率快 ， 生产效率高 ， 干燥均匀 ， 能耗低等优点广泛应用于粮食 、 化工 、 药品等行业 [3,4]。 前期研究结果表明 [5~7] ， 结合物料的形态结构或者超微结构研究天然橡胶及其复合材料结构与性能已取得 干燥天然橡胶湿胶粒和微波干燥天然橡 较好的成效 。 本研究分别采用燃烧柴油产生热风 （热风温度 115 ℃） 胶湿胶粒 （湿天然橡胶表面温度 115 ℃ ）， 并采用扫描电子显微镜及相关仪器和技术研究其干胶粒的形态结 构和性能的变化 。
膜裹住 （ 图 1-a ）； 湿天然橡胶加工胶粒过程所产生的切割痕迹凹凸的部位也显示平滑的绉纹 （ 图 1-b ）。 而 图 2 显示天然橡胶干胶粒表面粗糙 ， 仍基本保留湿天然橡胶加工胶粒过程所产生的切割痕迹 （ 图 2-c ）， 且 看出内部水分迁移到胶粒表面的微孔 （ 图 2-d）。
图1
试样 A 的 SEM 照片 ，Bar=30 μm
1
1.1
材料与方法
材料 天然胶乳由广东广垦橡胶集团公司茂名分公司提供 ； 生物凝固的菌种液由本实验室研制 ； 其它的化
工原料均为市场购买的 AR 级或 CP 级化学试剂 。
1.2
试验方法 将天然胶乳与生物菌种液混合进行生物胶乳凝固 ， 待天然胶乳凝固后再进行压片 、 机械切割制粒等
步骤制得湿天然橡胶胶粒 （注 ： 湿天然橡胶胶粒的大小和形状呈不规则 ， 且部分粘结 ）， 然后分别采用燃烧 柴油产生热风干燥湿天然橡胶胶粒 （热风温度 115 ℃ ， 干燥时间 230 min） 和微波干燥湿天然橡胶胶粒 （ 湿天 然橡胶表面温度 115 ℃ ， 干燥时间 18 min ）； 所得的干天然橡胶试样含水量均符合国家标准 GB/T 8081 质 量指标要求 ， 试样分别编号为试样 A 和试样 B。
7 陈 美， 敖宁建， 张北龙． 过氧化物预硫化医用天然胶乳制品老化过程的超微结构与热氧降解的研究[J]. 电子显微学报， 2006, 25(3): 234～238
６６２
热 带 作 物 学 报
29 卷
8 陈振国 ． 微波技术基础与应用 [M]. 北京 : 北京邮电大学出版社 , 2000. 292～294 9 王绍林 ． 微波加热技术的应用 [M]. 北京 : 机械工业出版社 , 2003. 3～5 10 Brazier D W． Applications of Thermal Analylial Procedures in the Study of Elastomers and Elastomer Systems [J]. Rub Chem Technol. 1980, 53(3): 437～442 11 郑昌仁 . 高聚物分子量及其分布 [M]. 北京 : 化学工业出版社 , 1986. 29
美 ， 敖宁建 ， 陈 鹰 ． 防老化体系处理的粘土胶光氧老化的结构与性能研究 [J]． 电子显微学报 , 2001, 20(4): 385～386
PRI in raw and vulcanized natural rubber [J]. Journal of Rubber Research Institute of Malaya,
５期
陈
美等：不同干燥方式所得干天然橡胶的形态结构与性能
2.2
试样分子量及其硫化胶性能
表 1 中试样分子量显示 ， 试样 A 的数均分子量和重均分子量均小于试样 B 的 ， 而分子量多分散性则
大于试样 B 的 ， 表明试样 A 在干燥过程中橡胶分子链遭受破坏的程度比试样 B 的明显 ； 可以推测 ， 天然 橡胶是一种不饱和稀烃聚合物 ， 橡胶分子链在热和氧的氛围中更容易遭到破坏 [10]。 试样 A 在 115 ℃ 的热风 干燥 230 min ， 其干燥时间较长 ， 致使天然橡胶 分子链发生氧化降解 ； 而试样 B 采用微波干燥 ， 其在天然橡胶表面温度 115 ℃ 时 ， 仅需干 燥 18
Mw(1 10 )
Mn Mw !"#0.01($%)&
/Mpa
/%
/%
/%
Á
６６１
A B F 2.08 3.84 46993.50 7.81 9.20 650.61 3.75 2.40 6936.00 A B F 23.37 21.84 35113 855.00 870.00 384 -57.00 -37.00 600 -87.00 -65.00 726
第 29 卷 第 5 期
热 带 作 物 学 报
CHINESE JOURNAL OF TROPICAL CROPS
Vol．29 No．5 Oct ．2008
2008 年 10 月
不同干燥方式所得干天然橡胶的形态结构与性能
陈 美1 邓维用 1 王永周 1 曾宗强 1 卢 光1
湛江
王小萍 2
524001
1中国热带农业科学院农产品加工研究所 2华 南 理 工 大 学 材 料 学 院
1.3
测试方法 采用 HITACHI S-3000N 型扫描电子显微镜表征试样表面形态超微结构 。 将天然橡胶试样放进 AR 级四氢呋喃溶胀 72 h ， 然后采用 WATERS GPC 515-2410 sytem 渗透色谱仪
分析表征试样的分子量 ， 全过程在 30 ℃ 环境中进行 。
国家自然科学基金项目 （ 编号：50663003）资助。 陈 美 男，研究员，博士研究生导师。E-mail: chgdzjcm@。 收稿日期：2008-01-14 修回日期：2008-07-18
3
结论
(1) 采用微波干燥天然橡胶干胶粒表面粗糙 ， 基本仍保留湿天然橡胶加工胶粒过程所产生的切割痕
迹 ； 而燃烧柴油热风干燥的干天然橡胶胶粒表面熔融平滑 ， 已失去湿天然橡胶加工胶粒过程所产生的切割 痕迹 。
(2) 采用燃烧柴油热风干燥的干天然橡胶分子量小于微波干燥的干天然橡胶分子量 ， 而分子量多分散
Effects of Different Drying Methods on the Morphological Structures and Properties of Natural Rubber
Chen Mei1 Deng Weiyong1 Wang Yongzhou1 Zeng Zongqiang1 Lu Guang1 Wang Xiaoping2 1 Ministry of Agriculture Key Laboratory for Natural Rubber Processing/Agricultural Product Processing Research Institute, CATAS, Zhanjiang, Guangdong 524001 2 College of Material Science and Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640 Abstract Wet granules of natural rubber were dried by 115 ℃ hot-air from the combustion of diesel oil,
６６０
热 带 作 物 学 报 按国家有关标准进行硫化和测试其力学性能与老化性能 。 热氧老化条件 ： 100 ℃ × 24 h。
29 卷
试样老化前后性能变化率以公式 (A-O) /O×100％ 表示 ， 式中 ： A 表示胶样老化后性能 ， O 表示胶样 老化前性能 。
2
2.1
结果与分析
不同干燥方式所得试样的表面形态结构 试样 A 和试样 B 的表面形态超微结构分别见图 1-a ， b 和图 2-c ， d。 图 1 显示 ， 干胶粒表面熔融平滑 ， 类似一层薄膜裹住 ， 胶粒之间相联的细小胶丝表面也被平滑的薄
Mn(1 10 )
Байду номын сангаас
min， 干燥时间较短 ， 其对天然橡胶分子链氧化
降解影响较小 。 表 2 中试样性能显示， 热空气介质干燥的 天然橡胶硫化胶的力 学 性 能 与 微 波 干 燥 的 天 然 橡胶硫化胶的力学性能基 本相同 ； 而微波干燥的天 然橡胶硫化胶的耐热氧老 化性能得到显著提高 ， 其 老化前后拉伸强度变化率 和扯断伸长率变 （ -37％） 明显高于热 化 率 （ -65％）
图2
试样 B 的 SEM 照片 ，Bar=30 μm
可以认为 ， 天然橡胶 （ 未硫化 ) 遇热容易发粘 ， 试样 A 温度 115 ℃ 下干燥 230 min ， 由于橡胶胶料是不 良导热材料 ， 热传导慢 ， 造成橡胶胶料表层先干燥 、 结皮 、 互相粘结 ， 堵塞橡胶物料毛细管 ， 致使橡胶 胶料里层水分难于向表层扩散 ， 胶料表面过分干燥形成熔融平滑状态 。 而试样 B 微波干燥物料过程中 ， 微波能透入物料内部被吸收 ， 其能量瞬时转为热能使物料整体升温 （ 包括里层物料及其所含有的水分温 度 ）， 此时里层水蒸气压力骤升驱动水蒸气向物料表层排出 ， 干燥层首先在物料内层形成 ， 然后由里层逐 渐向外扩展[8,9]； 因而胶料表面出现迁移水蒸气的微孔 。
风干燥天然橡胶硫化胶的拉伸强度变化率 （ 和扯断伸长率变化率 （ -57％） -87％）。 从表 2 可以进一步看出 ， 分子量相对大的试样 B， 其硫化胶的拉伸强度稍小 ， 而其扯断伸长率稍大 。 可以认为 ， 由于相同结构高聚物的分子量大 ， 其内旋转的分子链的构象数目也相应地随之增多 ， 于是就导 致了分子链的柔性增大 ， 这样就使得具有相同结构的长链分子要比短链分子的柔顺性更好 [11]。 由于分子量 相对小的试样 A 终端基团增多 ， 硫化胶在热和氧条件下老化 ， 其终端基团与氧作用的机会较多 ， 因而老 化性能比试样 B 的差 。