胶乳的胶凝及成膜.doc

胶乳的胶凝及成膜 1胶乳的胶凝 胶乳的橡胶粒子带电是胶乳保持稳定的重要原因之一。在胶乳中加人电解质时，电解质的阳离子就会中和橡胶粒子的负电荷，使之相互碰撞而凝聚。 胶乳与电解质的相互作用是直接生产胶乳制品的基础。电解质凝固胶乳与所用的阳离子有关、凝固剂的效率随阳离子的价数增加而成倍的提高。如一价的钾离子及钠离子对胶乳的影响较小，而二价的钙离子、镁离子和钡离子则作用较大。电解质的阴离子对胶乳的稳定性几乎没有什么影响。 如果向胶乳中缓慢地加人电解质，可以使橡胶粒子缓慢地去稳定而形成具有网状结构的聚集物，称为凝胶。胶乳在电解质或其它去稳定物质作用下，由稳定的水分散体变为凝胶的过程称为胶凝。与凝固过程不同的是，在胶凝过程中分散相（橡胶粒子）和分散介质（乳清）没有明显的相分离，即具有网状结构的凝胶与胶乳占有相同大小的体积。而在凝固过程中，分散相和分散介质总是分离的。凝块的体积总是小于胶乳原占有的体积。 胶凝过程是胶乳成型制造产品所必经的过程，也就是胶乳从流体转变为均匀凝胶的过程。在胶乳工业中，常用的胶凝方法有直没法、离子沉积法、硅氟化钠法、电沉积法和多孔模型法等。 （1）直浸法 此法是一种最简单的胶凝方法。它是将不透性的模型直接浸人硫化胶乳或配合胶乳中，上粮后在模型上留下一层薄膜的沉积膜，再进行干燥成膜。该操作可反复多次进行，直到胶膜达到所要求的厚度为止。直浸法的特点是比较简单，易控制，适用于较薄（一般厚度限于005 05mm形状简单的透明制品，如避孕套、炸药袋等。直没法制得的胶膜厚度取决于胶乳的浓度、粘度和模型的上提速度。一般来说，胶乳浓度越大，粘度越大，模型上提速度越快，则制得的胶膜越厚。为了防止薄膜制品的厚薄不均，模型的上提速度要低于胶乳沿模型下流的速度。 （2）离子沉积法 此法又称凝固剂法，是目前胶乳工业中重要而又应用最广泛的方法，可用来生产厚度大于02mm 以上的制品。离子沉积法生产制品时，工艺上有两种形式。a先浸凝固剂法 将模型先浸入凝固剂后再浸入胶乳中，由于凝固剂中金属离子的作用，使胶乳在模型上沉积成均匀的胶膜而得到所需的制品。此法在一定程度上可以控制制品的胶膜厚度。这种方法操作简便，应用广泛。常用的凝固剂有氯化钙、硝酸钙、乙酸及有机凝固剂乙酸环己胺和硼酸环己胺. b后浸凝固剂法 将模型先浸胶乳后再浸入凝固剂，使凝固剂扩散到模型所附的胶乳中而产生胶凝。此法一次浸渍胶膜较薄，但可多次反复浸渍，直到所要求的厚度为止。使用此法时必须注意应使胶膜充分流滤，将胶层中的凝固剂洗涤干净，否则对制品质量有不良影响。常用的凝固剂有；10的甲酸或乙酸溶液。 （3）热敏化法 此法是在胶乳中加入一定的胶凝物质（热敏剂），使胶乳在较低的温度下保持相对稳定，而在较高的温度下胶凝。常用的热敏剂有：锌氨络合物、硝基烷类、胰蛋白酶、聚乙烯甲基醚、聚丙二醇和聚醚缩醛等。锌氨络合物法也叫开森法，这是生产上最常用的一种方法。此法是在氨保存的胶乳中加入一定量的氧化锌和铵盐，也可直接把制好的锌氨络合物溶液加入胶乳中，利用温度升高时锌氨络离子分解产生的锌离子而使胶乳胶凝。氧化锌与氨及铵盐生成锌氨络合物，在高温下使胶乳胶凝的机理是比较复杂的。 值得注意的是胶乳中加入锌氨络合物热敏剂后 在常温下长时间放置也会增稠甚至胶凝。为了改善胶乳的贮存稳定性，在加入锌氨络合物的同时应加人适量的稳定剂。 热敏化胶乳随存放时间的延长，胶凝时间缩短，而凝胶性能无明显变化。热敏化胶乳浓度越高,胶凝时间越短，胶凝性能越好。锌氨络合物对硫化胶膜的耐老化性能有不良影响，故制品应充分沥滤洗净。 热敏工艺方法一般有二种：第一种是热敏化浸渍法，就是将金属模型加热后浸人热敏化配合胶乳中，使热敏胶乳遇热沉积在模型表面上而得到制品，第二种是热敏注模法，就是将热敏化胶乳注人到一定形状的空心模型中，然后加热模型使胶乳胶凝而制得制品；第三种为热敏压出法 就是将热敏化胶乳通过加热的压出嘴使胶乳胶凝，利用位差把凝胶压出而得到制品。 （4）硅氟化钠法 此法又叫迟缓胶凝法。这种方法利用迟缓凝固剂硅氟化钠在水中的溶解和水解作用：2Na+ +SiF6=+4H2O2Na+ +4H+ +6F-+Si(OH)4 水解生成的氢氟酸能中和胶乳中的氨，使胶乳的pH值降低，同时Si（OH）4能吸附胶乳中的稳定剂而促使胶乳胶凝。因硅氟化钠在水中的溶解度较小，故缓慢地呈现出胶凝现象。氧化锌能促进硅氟化钠的胶凝作用，但也只有在存放一定时间后才起作用。凡能影啊硅氟化钠水解的物质均能影响其胶凝作用。例如氯化钾能降低硅氟化钠的溶解和水解，更能使胶乳迟缓胶凝。 （5）电沉积法 此法是利用胶乳的粒子带有负电荷，因而在胶乳中放置两个与直流电源相连的正负极，带负电的橡胶粒子就向阳极移动并在阳极表面上失去电荷，沉积而胶凝。电沉积法的工艺主要有两种：第一种是使橡胶粒子直接沉积在作为阳极的金属（如铅、镉、锌、锡等）模型表面；第二种是用一多孔隔板将粒子与阳极隔开，当橡胶粒子向阳极移动时，就沉积在多孔隔板上。从多孔隔板取下沉积物即为橡胶制品。电沉积的沉积速率与橡胶粒子的移动速度成正比，而粒子移动速度又与胶乳的浓度、导电率、电流强度等有关。沉积速率与胶乳的pH值成反比。沉积量随胶乳的浓度和沉积时间的增加而增加。 另外、在电沉积过程中还会有其它反应产生，如乳清和配料胶乳中的电解质会有分解，同时有水的电解反应，使氧气和氢气分别在阳极和阴极分解出来，这样就会影响沉积物的质量。解决的办法就是采用低于电解质分解电势的办法或采用多层隔板使氧气在阳极放出而不影响沉积物。 电沉积法所得的制品纯度高，强度大，电绝缘性能好。适合于制造高绝缘性制品，如绝缘手套、金属网的镀胶、金属槽的衬胶等。 （6）多孔模型法 此法是利用多孔材料模型（如石膏模型）的吸水作用，使胶乳在模型上沉积成膜。也可以对空心多孔模型抽真空，在模型壁上形成压力差，而使胶乳沉积。无论哪种方式，都在很大程度上取决于模型的孔径。橡胶粒子的粒径大部分在03 3 m之间，为了把粒子保留在模型的表面上，模型的孔径要求在0204m之间。多孔模型法成模简单，但工艺操作复杂，而且较小的粒子和乳清中的固形物很容易堵塞模型的孔道，一个模型只能使用数次，因此，此法在工业上很少采用。2胶乳的胶凝成膜 胶乳胶凝成膜过程是胶乳的橡胶粒子由分散相成为连续相的过程。这个过程随各种橡胶胶乳的橡胶分子结构及橡胶粒子的表面性质等不同而不同。有关橡胶的胶凝成膜过程的研究很多。简单地概括起来，可用下面示图表示：当胶乳由于电解质、温度等因素作用时，橡胶粒子密度增加，并碰撞接触而形成排列紧密的薄膜。橡胶粒子在薄膜形成初期，基本上还保持原有的形状、并形成一种网状结构。随着粒子内部的橡胶分子的热运动和相互扩散，以及粒子表面保护物质的逐步溶解脱去，这一网状结构逐渐被破坏，最后形成连续相的橡胶薄膜。因此，胶乳薄膜的形成是一个缓慢的长过程。薄膜在形成后，还经历着巨大的结构变化，只是到最后阶段才发生相转变。一般来讲，若乳化剂与保护物质的含量不大时，对薄膜形成的开始阶段影响不大