CN101240049B - 一种天然橡胶胶乳模拟组合物 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在组成和性能与天然橡胶胶乳较为接近的天然橡胶胶乳模拟组合物及其制备方法，该模拟组合物包括如下按重量份计的组分：从天然橡胶胶乳中分离的乳清40-70份，法呢基焦磷酸铵30-60份，非离子表面活性剂0.1～1.0份；制备方法是从天然橡胶新鲜胶乳中高速离心分离乳清，依次加入非离子表面活性剂和法呢基焦磷酸铵，然后用氨水将溶液的pH值调节到8-9。

Description

一种天然橡胶胶乳模拟组合物

一、技术领域

本发明涉及一种天然橡胶胶乳模拟组合物及其制备方法。

二、背景技术

天然橡胶胶乳是指从巴西三叶橡胶树(Hevea brasiliensis)采集到的一种天然高分子乳液，其橡胶烃主要为顺式1，4-聚异戊二烯，主要用于医用手套、输血胶管、导尿管、避孕套、球胆、雨靴、粘合剂等乳胶制品的生产。在各种天然橡胶乳胶制品生产过程中，硫化是必不可少的工艺步骤。常用的硫化方法有硫黄硫化、过氧化物硫化、辐射硫化等。硫化的目的是促使天然橡胶烃分子链进行交联，形成网状结构，从而保证乳胶制品具有一定的力学性能。

但是，到目前为止，科研人员还不能明确地阐述天然橡胶胶乳的硫化机理。主要原因是天然橡胶胶乳的硫化过程比较复杂，交联键在天然橡胶烃中所占的比例比较少，无法通过现代分析手段直接确定交联键的分子结构。一些研究人员曾经采用了一些简单的化合物，如香叶醇、角鲨烯、环己烯、2-甲基-2-戊烯、2-亚乙基降莰烷、2，3-二甲基-2-丁烯、环八-1，5-二烯、环十六-1，5，9，13-四烯、反式-3-环己烯、1-癸烯、2，3-二甲基-1-丁烯等作为天然橡胶的模型分子，以便研究天然橡胶胶乳的硫化机理。但是，这些化合物结构太简单，与天然橡胶烃分子结构之间存在明显的差异，特别是没有任何非橡胶物质存在，无法研究天然橡胶胶乳中存在的非橡胶组分对天然橡胶胶乳硫化过程的影响。因此，采用这些模型化合物当然无法得到预期的结果。

此外，为了扩大天然橡胶的应用范围，科研人员通过一系列化学反应，对天然橡胶进行改性，赋予天然橡胶新的性能。比较常见的化学改性橡胶包括环氧化天然橡胶、甲基丙烯酸甲酯接枝天然橡胶、氯化天然橡胶等。不论是哪一种化学改性天然橡胶，改性化学反应都是直接在天然橡胶胶乳中进行。基于同样的理由，目前对于各种化学改性反应的机理还不十分了解。

因此，有必要发明一种在组成和性能方面与天然橡胶胶乳比较接近的模拟组合物，这对于天然橡胶胶乳的理论研究和实际应用都具有十分重要的意义。

三、发明内容

本发明的目的是提供一种组成和性能与天然橡胶胶乳较为接近的模拟组合物及其制备方法。

本发明的原理是用法呢基焦磷酸铵作为天然橡胶胶乳中的橡胶烃的模型分子，加入从天然橡胶新鲜胶乳中分离的乳清中，即可得到天然胶乳模拟组合物。

本法明之所以选择焦磷酸铵，主要是基于如下考虑：一方面，根据天然橡胶的生物合成历程，天然橡胶的分子链的前躯体是法呢基焦磷酸酯(Lynen F，Biochemical Problemsof Rubber Synthesis，Journal of Natural of Rubber Research Institute of Malaya，1969，21(4)：389-416)，即法尼基焦磷酸酯不断地缩合得到天然橡胶分子链，焦磷酸酯结构很可能作为分子链的端基保留在天然橡胶烃分子链上；另一方面，从橡胶树上采集到的天然橡胶新鲜胶乳，需要加入氨水保存，并且离心浓缩后还要加入氨水将pH值控制在8-9。研究表明，天然橡胶新鲜胶乳经过氨水保存后，从新鲜胶乳的乳清(即水相)中分离的可提取磷脂含量显著减少(Bateman L，Chemistry and Physics of Rubber-like substances，p47-51，Maclaren & Sons Ltd.，London，1963)，说明在采用氨水保存天然橡胶胶乳的过程中，天然橡胶烃分子链的端基可能与氨水发生反应。因此，本发明采用法呢基焦磷酸铵作为橡胶烃分子链的模型化合物。

此外，天然橡胶新鲜胶乳是由橡胶烃粒子分布在乳清中组成的乳状液，乳清中含有约5％-7％的非橡胶组分。这些非橡胶组分的种类较多，如蛋白质、氨基酸、类脂物等，含量各异，对天然橡胶胶乳的性能的影响当然也不相同。已经证实，部分非橡胶组分对天然橡胶胶乳硫化过程有直接影响，如半胱氨酸对天然橡胶胶乳的硫化反应就有一定的促进作用。因此，为了得到在性能和组成等方面与天然橡胶胶乳较为一致的体系，本发明直接采用从天然橡胶新鲜胶乳分离的乳清作为分散相，尽量保留天然橡胶新鲜胶乳的非橡胶组分。

本发明的目的通过下述方案实现：取一定量的天然橡胶新鲜胶乳，采用高速离心机分离乳清，在乳清中加入非离子表面活性剂，用量为法呢基焦磷酸铵的0.5％-1.0％，加入法呢基焦磷酸铵，浓度控制在30％-60％，补加氨水使最终pH值控制在8-9。

本发明所述的天然橡胶胶乳模拟组合物，其特征在于它包括如下按重量份计的组分：从天然橡胶新鲜胶乳分离的乳清40-70份，法呢基焦磷酸铵30-60份，非离子表面活性剂0.1～1.0份。

本发明所述的乳清是采用高速离心方式从天然橡胶新鲜胶乳中分离的水溶液，其特征在于它含有天然橡胶新鲜胶乳中的大部分非橡胶组分，如氨基酸、蛋白质、类脂物等。

本发明所述的法呢基焦磷酸铵，其特征在于它具有以下结构式：(CH₃)₂C＝CHCH₂CH₂C(CH₃)＝CHCH₂CH₂C(CH₃)＝CHCH₂O-PO₃(NH₄)PO₄(NH₄)₂。

本发明所述的非离子表面活性剂，可以是脂肪醇聚氧乙烯醚，如平平加“O”，或烷基酚聚氧乙烯醚，如OP-10。

本发明可用于天然橡胶胶乳的硫化机理和化学改性机理的模拟研究。

四、具体实施方式

下文中采用非限定性实施例对本发明进行说明。除非另有说明，下文采用的份数均为重量份。

实施例1

称取40份从天然橡胶新鲜胶乳中离心分离的乳清，加入3份10％的平平加“O“水溶液，60份法呢基焦磷酸铵，加入氨水至pH值为8-9。

实施例2

称取60份从天然橡胶新鲜胶乳中离心分离的乳清，加入2份10％的平平加“O“水溶液，40份法呢基焦磷酸铵，加入氨水至pH值为8-9。

实施例3

称取40份从天然橡胶新鲜胶乳中离心分离的乳清，加入3份10％的OP-10水溶液，60份法呢基焦磷酸铵，加入氨水至pH值为8-9。

实施例4

称取60份从天然橡胶新鲜胶乳中离心分离的乳清，加入2份10％的OP-15水溶液，40份法呢基焦磷酸铵，加入氨水至pH值为8-9。

Claims (5)

1.一种天然橡胶胶乳模拟组合物，其特征在于包括如下按重量份计的组分：结构式为(CH₃)₂C＝CHCH₂CH₂C(CH₃)＝CHCH₂CH₂C(CH₃)＝CHCH₂O-PO₃(NH₄)PO₄(NH₄)₂的法呢基焦磷酸铵30-60份，从天然橡胶新鲜胶乳分离的乳清40-70份，非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚0.1～1.0份。

2.根据权利要求1所述的天然橡胶胶乳模拟组合物，其特征在于所述的乳清是采用高速离心方式从新鲜胶乳中分离的水溶液，含有天然橡胶新鲜胶乳中的大部分非橡胶组分。

3.根据权利要求1所述的天然橡胶胶乳模拟组合物，其特征在于所述的非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚为平平加“O”。

4.根据权利要求1所述的天然橡胶胶乳模拟组合物，其特征在于所述的非离子表面活性剂烷基酚聚氧乙烯醚为OP-10。

5.根据权利要求1所述的天然橡胶胶乳模拟组合物，其特征在于按以下方法制备，取一定量的天然橡胶新鲜胶乳，采用高速离心机分离乳清，依次在乳清中加入非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚平平加“O”或烷基酚聚氧乙烯醚OP-10，以及法呢基焦磷酸铵，然后用氨水将溶液的pH值调节到8-9。