CN110317380B - 一种丁腈手套及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及橡胶手套生产技术领域，尤其涉及一种丁腈手套及其制备方法，制备方法包括：A)将90～110重量份的羧基丁腈胶乳、0.1～50重量份的PVC乳液、0.5～3重量份的KOH、0.5～3重量份的ZnO、0.5～4重量份的硫磺、0.3～3重量份的促进剂、0.1～0.5重量份的碘化钠、0.1～1.5重量份的表面活性剂和80～100重量份的去离子水混合，得到浆料；B)将手套模型浸渍于凝固剂溶液后，取出烘干，再浸渍于所述浆料中，取出烘干，硫化后得到丁腈手套。本发明以羧基丁腈胶乳和PVC乳液为浆料的主要原料，硫化中，PVC的氯原子在碘化钠催化下与羧基丁腈胶乳中的羧基进行交联反应，提高了手套拉伸强度。

Description

一种丁腈手套及其制备方法
技术领域
本发明涉及橡胶手套生产技术领域，尤其涉及一种丁腈手套及其制备方法。
背景技术
天然乳胶手套具有弹性好、耐酸碱、耐用等优点，但易引起过敏，甚至有因过敏导致死亡的案例，且天然乳胶来源于橡胶树，本身天然胶乳价格就高，加之产量受气候影响波动较大，同时价格随之波动，这些使用的不安全性和价格因素问题大大限制了天然乳胶手套的推广。丁腈胶乳由丙烯腈、丁二烯和丙烯酸聚合而成，原材料来源于石油，价格、产量相对稳定。丁腈手套通过浸渍凝固剂、丁腈胶乳、硫化、表面处理等工艺制成，具有极少产生过敏、延展性好、抗化学性及持久穿戴等优点，可为使用者提供很好的防护。目前，市场上的丁腈手套的拉伸强度明显低于乳胶手套，如果对丁腈手套的拉伸强度进行改善，其市场竞争力会进一步提升。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种丁腈手套及其制备方法，本发明提供的丁腈手套的拉伸强度较优。
本发明提供了一种丁腈手套的制备方法，包括以下步骤：
A)将90～110重量份的羧基丁腈胶乳、0.1～50重量份的PVC乳液、0.5～3重量份的KOH、0.5～3重量份的ZnO、0.5～4重量份的硫磺、0.3～3重量份的促进剂、0.1～0.5重量份的碘化钠、0.1～1.5重量份的表面活性剂和80～100重量份的去离子水混合，得到浆料；
B)将手套模型浸渍于凝固剂溶液后，取出烘干，再浸渍于所述浆料中，取出烘干，硫化后得到丁腈手套。
优选的，步骤A)中，所述促进剂选自促进剂BZ和/或促进剂EZ；
所述表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、月桂醇硫酸钠和单硬脂酸甘油酯中的一种或几种。
优选的，步骤A)中，所述混合后还包括：
将所述混合后的浆料搅拌22～26h。
优选的，步骤B)中，所述凝固剂溶液包括可溶性盐、脱模剂和水；
所述可溶性盐选自硝酸钙、氯化钙、硝酸镁、氯化镁、硝酸锌和氯化锌中的一种或几种。
优选的，所述可溶性盐、脱模剂和水的质量比为6～12：0.5～1.5：70～90。
优选的，步骤B)中，将手套模型浸渍于温度为55～80℃的凝固剂溶液中。
优选的，步骤B)中，浸渍于所述浆料时，所述浆料的温度为15～33℃。
优选的，步骤B)中，所述硫化的温度为105～135℃，所述硫化的时间为0.3～0.6h。
优选的，步骤B)中，所述硫化后，还包括：沥滤、清洗、烘干和脱模。
本发明还提供了一种上文所述的制备方法制备得到的丁腈手套。
本发明提供了一种丁腈手套的制备方法，包括以下步骤：A)将90～110重量份的羧基丁腈胶乳、0.1～50重量份的PVC乳液、0.5～3重量份的KOH、0.5～3重量份的ZnO、0.5～4重量份的硫磺、0.3～3重量份的促进剂、0.1～0.5重量份的碘化钠、0.1～1.5重量份的表面活性剂和80～100重量份的去离子水混合，得到浆料；B)将手套模型浸渍于凝固剂溶液后，取出烘干，再浸渍于所述浆料中，取出烘干，硫化后得到丁腈手套。本发明以羧基丁腈胶乳和PVC乳液为主要原料，配合其他组分制备手套浆料，在后续的硫化中，PVC的氯原子在碘化钠的催化下与羧基丁腈胶乳中的羧基进行交联反应，明显提高了制得的手套的拉伸强度；同时，主要原料配合其他组分协同作用，有效提高了制得的手套的拉伸强度。
实验结果表明，本发明制备得到的丁腈手套的拉伸强度的平均值超过了31MPa。因此，本发明制备的丁腈手套的拉伸强度较优。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种丁腈手套的制备方法，包括以下步骤：
A)将90～110重量份的羧基丁腈胶乳、0.1～50重量份的PVC乳液、0.5～3重量份的KOH、0.5～3重量份的ZnO、0.5～4重量份的硫磺、0.3～3重量份的促进剂、0.1～0.5重量份的碘化钠、0.1～1.5重量份的表面活性剂和80～100重量份的去离子水混合，得到浆料；
B)将手套模型浸渍于凝固剂溶液后，取出烘干，再浸渍于所述浆料中，取出烘干，硫化后得到丁腈手套。
本发明制备丁腈手套用到的原料包括羧基丁腈乳胶。所述羧基丁腈乳胶的重量份数为90～110份。在本发明的某些实施例中，所述羧基丁腈乳胶的重量份数为90份、100份或110份。本发明对所述羧基丁腈乳胶的来源并无特殊的限制，可以为一般市售。在本发明的某些实施例中，所述羧基丁腈乳胶为锦湖830胶乳。
本发明制备丁腈手套用到的原料还包括PVC乳液。所述PVC乳液的重量份数为0.1～50份。在本发明的某些实施例中，所述PVC乳液的重量份数为10份、25份或50份。本发明对所述PVC乳液的来源并无特殊的限制，可以为一般市售。在本发明的某些实施例中，所述PVC乳液为山东朗晖石油化学有限公司生产的PVC乳液。
本发明制备丁腈手套用到的原料还包括KOH。所述KOH的重量份数为0.5～3份。在本发明的某些实施例中，所述KOH的重量份数为1份、2份或3份。本发明中，所述KOH用于调节配制的丁腈胶乳浆料的pH值，增强胶乳的稳定性，同时，对于提高丁腈手套的拉伸强度有促进作用。
本发明制备丁腈手套用到的原料还包括ZnO。所述ZnO的重量份数为0.5～3份。在本发明的某些实施例中，所述ZnO的重量份数为0.5份、1.5份或3份。氧化锌可以促进丁腈手套的预硫化，缩短预硫化时间，同时氧化锌中的锌离子可以与羧基丁腈胶乳中的羧基基团形成羧酸锌离子键，提高手套的强度。
本发明制备丁腈手套用到的原料还包括硫磺。所述硫磺的重量份数为0.5～4份。在本发明的某些实施例中，所述硫磺的重量份数为0.5份、2份或4份。本发明中，所述硫磺为后续的硫化提供硫化剂。
本发明制备丁腈手套用到的原料还包括促进剂。所述促进剂的重量份数为0.3～3份。在本发明的某些实施例中，所述促进剂的重量份数为0.5份、1.5份或3份。在本发明的某些实施例中，所述促进剂选自促进剂BZ和/或促进剂EZ。
本发明制备丁腈手套用到的原料还包括碘化钠。所述碘化钠的重量份数为0.1～0.5份。在本发明的某些实施例中，所述碘化钠的重量份数为0.1份、0.3份或0.5份。在本发明中，所述碘化钠的作用为催化剂。在后续的硫化过程中，PVC的氯原子在碘化钠的催化下与羧基丁腈胶乳中的羧基进行交联反应，明显提高了最终制得的手套的拉伸强度。
本发明制备丁腈手套用到的原料还包括表面活性剂。所述表面活性剂的重量份数为0.1～1.5份。在本发明的某些实施例中，所述表面活性剂的重量份数为0.1份、1份或1.5份。在本发明的某些实施例中，所述表面活选自十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、月桂醇硫酸钠和单硬脂酸甘油酯中的一种或几种。
本发明制备丁腈手套用到的原料还包括去离子水。所述去离子水的重量份数为80～100份。在本发明的某些实施例中，所述去离子水的重量份数为80份、90份或100份。在本发明中，所述去离子水的作用为稀释，调节所配制浆料的固含量，以便控制不同手套的克重。
本发明将所述羧基丁腈胶乳、PVC乳液、KOH、ZnO、硫磺、促进剂、碘化钠、表面活性剂和去离子水混合，得到浆料。
在本发明的某些实施例中，所述混合后，还包括将所述混合后的浆料搅拌22～26h。将所述混合后的浆料搅拌22～26h的作用是进行预硫化。预硫化可以使胶乳在浸渍手套前提前反应，缩短手套在加工过程中的硫化时间，降低能耗，同时提高产品性能。在某些实施例中，所述混合后，还包括将所述混合后的浆料搅拌25h、24h或26h。
得到浆料后，将手套模型先浸渍于凝固剂溶液后，取出烘干，再浸渍于所述浆料中，取出烘干，硫化后得到高强度丁腈手套。
在本发明的某些实施例中，手套模型浸渍于凝固剂溶液之前，还需要对手套模型进行预处理。所述预处理具体为：
将手套模型先进行酸洗，再进行碱洗，然后漂洗，烘干。
在某些实施例中，所述酸洗用到的酸性溶液为硝酸溶液；所述酸性溶液的pH值为3。在某些实施例中，所述碱洗用到的碱性溶液为氢氧化钠的水溶液；所述碱性溶液的pH值为12。在某些实施例中，所述烘干的温度为75℃。所述烘干在烘箱中进行。
在本发明的实施例中，所述凝固剂溶液包括可溶性盐、脱模剂和水。所述可溶性盐选自可溶性钙盐、可溶性镁盐和可溶性锌盐中的一种或几种。在某些实施例中，所述可溶性盐选自硝酸钙、氯化钙、硝酸镁、氯化镁、硝酸锌和氯化锌中的一种或几种。所述脱模剂选自硬脂酸钙和/或硬脂酸镁。在某些实施例中，所述可溶性盐、脱模剂和水的质量比为6～12：0.5～1.5：70～90。在某些实施例中，所述可溶性盐、脱模剂和水的质量比为12：1.5：86.5、8：1.0：80或6：0.5：72。
本发明对所述凝固剂溶液的配制方法并无特殊的限制，在本发明的某些实施例中，所述凝固剂溶液按照以下方法进行配制：
将可溶性盐、脱模剂和水加入配料桶中，搅拌均匀，得到凝固剂溶液。
所述原料的组分和配比同上，在此不再赘述。
在本发明的某些实施例中，将手套模型浸渍于温度为55～80℃的凝固剂溶液中。在某些实施例中，所述凝固剂溶液的温度为65℃、70℃或75℃。在某些实施例中，浸渍于凝固剂溶液中的时间为15～60s。在某些实施例中，浸渍于凝固剂溶液中的时间为60s、30s或20s。在本发明的某些实施例中，所述浸渍后还包括垂滴。
在本发明的某些实施例中，浸渍于所述浆料时，所述浆料的温度为15～33℃。在某些实施例中，浸渍于所述浆料时，所述浆料的温度为15℃、25℃或30℃。在某些实施例中，浸渍于所述浆料的时间为15～30s。在某些实施例中，浸渍于所述浆料的时间为20s或15s。在本发明的某些实施例中，所述浸渍后还包括垂滴。本发明对所述垂滴的方法并无特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的垂滴的方法即可。
在本发明的某些实施例中，浸渍于所述浆料中，取出烘干后，还包括：将所述烘干后的手套模型再次浸渍于所述浆料中，取出烘干。在某些实施例中，手套模型再次浸渍于所述浆料时，所述浆料的温度为15～33℃。在某些实施例中，再次浸渍于所述浆料时，所述浆料的温度为15℃、25℃或30℃。在某些实施例中，再次浸渍于所述浆料的时间为15～30s。在某些实施例中，再次浸渍于所述浆料的时间为20s。在本发明的某些实施例中，所述浸渍后还包括垂滴。本发明对所述垂滴的方法并无特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的垂滴的方法即可。
本发明对上述烘干的方法和参数并无特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的烘干的方法和参数即可。所述烘干的过程也是定型的过程。
在本发明的某些实施例中，所述硫化前，还包括沥滤和卷边。本发明对所述沥滤和卷边的方法并无特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的沥滤和卷边的方法即可。
在本发明的实施例中，所述硫化的温度为105～135℃，所述硫化的时间为0.3～0.6h。在某些实施例中，所述硫化的温度为105℃、120℃或135℃。在某些实施例中，所述硫化的时间为0.5h或0.3h。在某些实施例中，所述硫化的设备为硫化箱。在硫化过程中，PVC的氯原子在碘化钠的催化下与羧基丁腈胶乳中的羧基进行交联反应，明显提高了最终制得的手套的拉伸强度；同时，上述原料配合其他组分协同作用，有效提高了制得的手套的拉伸强度。
在本发明的某些实施例中，所述硫化完成后，还包括：沥滤、清洗、烘干和脱模。
本发明对所述沥滤和烘干的方法并无特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的沥滤和烘干的方法即可。在本发明的某些实施例中，所述清洗具体为：先用氯水清洗，再用清水清洗。在某些实施例中，所述氯水的浓度为0.01mol/L。
本发明对上文采用的原料的来源并无特殊的限制，可以为一般市售。
本发明还提供了一种上文所述的制备方法制备得到的丁腈手套。本发明提供的丁腈手套的拉伸强度较优，拉伸强度平均值超过了31MPa。在本发明的实施例中，所述丁腈手套的拉伸强度的平均值为31.1～38.1MPa。
在本发明的某些实施例中，所述丁腈手套的厚度在0.065～0.078mm。
本发明提供了一种丁腈手套的制备方法，包括以下步骤：A)将90～110重量份的羧基丁腈胶乳、0.1～50重量份的PVC乳液、0.5～3重量份的KOH、0.5～3重量份的ZnO、0.5～4重量份的硫磺、0.3～3重量份的促进剂、0.1～0.5重量份的碘化钠、0.1～1.5重量份的表面活性剂和80～100重量份的去离子水混合，得到浆料；B)将手套模型浸渍于凝固剂溶液后，取出烘干，再浸渍于所述浆料中，取出烘干，硫化后得到高强度丁腈手套。本发明以羧基丁腈胶乳和PVC乳液为主要原料，配合其他组分制备手套浆料，在后续的硫化中，PVC的氯原子在碘化钠的催化下与羧基丁腈胶乳中的羧基进行交联反应，明显提高了制得的手套的拉伸强度；同时，主要原料配合其他组分协同作用，有效提高了制得的手套的拉伸强度。
实验结果表明，本发明制备得到的丁腈手套的拉伸强度的平均值超过了31MPa。因此，本发明制备的丁腈手套的拉伸强度较优。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种丁腈手套及其制备方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
以下实施例所用的原料均为一般市售。
实施例1
将90重量份的羧基丁腈胶乳、10重量份的PVC乳液、1重量份的KOH、0.5重量份的ZnO、0.5重量份的硫磺、0.5重量份的促进剂BZ、0.1重量份的碘化钠、0.1重量份的十二烷基苯磺酸钠和80重量份的去离子水混合，搅拌25h后，得到浆料。
对手套模型进行预处理：将手套模型先在pH值为3的硝酸溶液中清洗，再在pH值为12的氢氧化钠的水溶液中清洗，然后漂洗干净，在75℃烘箱中烘干。
配制凝固剂溶液：将硝酸钙6重量份、脱模剂0.5重量份和去离子水72重量份加入配料桶中，搅拌均匀，得到凝固剂溶液。
将预处理后的手套模型浸渍于65℃凝固剂溶液60s后，垂滴，烘干，然后浸渍于30℃所述浆料中20s，垂滴，烘干，再次浸渍于30℃所述浆料中20s，垂滴，烘干，沥滤，卷边，置于120℃的硫化箱中，加热硫化0.5h，然后沥滤，采用浓度为0.01mol/L的氯水清洗，再用清水清洗，然后烘干、脱模，得到丁腈手套。
在得到的丁腈手套上随即切取6个切片样本，按照ASTMD412标准检测切片样本的拉伸强度，检测结果见表1。
表1本发明实施例1的丁腈手套的物理性能检测结果
Figure BDA0002145082530000071
Figure BDA0002145082530000081
从表1中可以看出，实施例1得到的丁腈手套的拉伸强度的平均值为31.1MPa。
实施例2
将100重量份的羧基丁腈胶乳、25重量份的PVC乳液、2重量份的KOH、1.5重量份的ZnO、2重量份的硫磺、1.5重量份的促进剂EZ、0.3重量份的碘化钠、1重量份的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和90重量份的去离子水混合，搅拌24h后，得到浆料。
对手套模型进行预处理：将手套模型先在pH值为3的硝酸溶液中清洗，再在pH值为12的氢氧化钠的水溶液中清洗，然后漂洗干净，在75℃烘箱中烘干。
配制凝固剂溶液：将硝酸钙8重量份、脱模剂1.0重量份和去离子水80重量份加入配料桶中，搅拌均匀，得到凝固剂溶液。
将预处理后的手套模型浸渍于70℃凝固剂溶液30s后，垂滴，烘干，然后浸渍于25℃所述浆料中15s，垂滴，烘干，再次浸渍于25℃所述浆料中15s，垂滴，烘干，沥滤，卷边，置于135℃的硫化箱中，加热硫化0.3h，然后沥滤，采用浓度为0.01mol/L的氯水清洗，再用清水清洗，然后烘干、脱模，得到丁腈手套。
在得到的丁腈手套上随即切取6个切片样本，按照ASTMD412标准检测切片样本的拉伸强度，检测结果见表2。
表2本发明实施例2的丁腈手套的物理性能检测结果
Figure BDA0002145082530000082
Figure BDA0002145082530000091
从表2中可以看出，实施例2得到的丁腈手套的拉伸强度的平均值为34.3MPa。
实施例3
将110重量份的羧基丁腈胶乳、50重量份的PVC乳液、3重量份的KOH、3重量份的ZnO、4重量份的硫磺、3重量份的促进剂EZ、0.5重量份的碘化钠、1.5重量份的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和100重量份的去离子水混合，搅拌26h后，得到浆料。
对手套模型进行预处理：将手套模型先在pH值为3的硝酸溶液中清洗，再在pH值为12的氢氧化钠的水溶液中清洗，然后漂洗干净，在75℃烘箱中烘干。
配制凝固剂溶液：将硝酸钙12重量份、脱模剂1.5重量份和去离子水86.5重量份加入配料桶中，搅拌均匀，得到凝固剂溶液。
将预处理后的手套模型浸渍于75℃凝固剂溶液20s后，垂滴，烘干，然后浸渍于15℃所述浆料中15s，垂滴，烘干，再次浸渍于15℃所述浆料中15s，垂滴，烘干，沥滤，卷边，置于105℃的硫化箱中，加热硫化0.5h，然后沥滤，采用浓度为0.01mol/L的氯水清洗，再用清水清洗，然后烘干、脱模，得到丁腈手套。
在得到的丁腈手套上随即切取6个切片样本，按照ASTMD412标准检测切片样本的拉伸强度，检测结果见表3。
表3本发明实施例3的丁腈手套的物理性能检测结果
Figure BDA0002145082530000092
Figure BDA0002145082530000101
从表3中可以看出，实施例3得到的丁腈手套的拉伸强度的平均值为38.1MPa。
比较例1
将90重量份的羧基丁腈胶乳、1.2重量份的ZnO、1重量份的KOH、1.4重量份的硫磺、0.6重量份的促进剂BZ、0.3重量份的十二烷基苯磺酸钠和80重量份的去离子水混合，搅拌25h后，得到浆料。
对手套模型进行预处理：将手套模型先在pH值为3的硝酸水溶液中清洗，再在pH值为12的氢氧化钠水溶液中清洗，然后漂洗干净，在75℃烘箱中烘干。
配制凝固剂溶液：将硝酸钙6重量份、脱模剂0.5重量份和去离子水72重量份加入配料桶中，搅拌均匀，得到凝固剂溶液。
将预处理后的手套模型浸渍于65℃凝固剂溶液60s后，垂滴，烘干，然后浸渍于30℃所述浆料中20s，垂滴，烘干，再次浸渍于30℃所述浆料中20s，垂滴，烘干，沥滤，卷边，置于120℃的硫化箱中，加热硫化0.5h，然后沥滤，采用浓度为0.01mol/L的氯水清洗，再用清水清洗，然后烘干、脱模，得到丁腈手套。
在得到的丁腈手套上随即切取6个切片样本，按照ASTM D412标准检测切片样本的拉伸强度，检测结果见表4。
表4本发明比较例1的丁腈手套的物理性能检测结果
Figure BDA0002145082530000102
从表4中可以看出，比较例1得到的丁腈手套的拉伸强度的平均值为27.6MPa。
实验结果表明，本发明制备得到的丁腈手套的厚度在0.065～0.078mm，丁腈手套的拉伸强度的平均值超过了31MPa。因此，本发明制备的丁腈手套的拉伸强度较优。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种丁腈手套的制备方法，由以下步骤组成：
A）将物料混合，将所述混合后的浆料搅拌22~26h，得到浆料；所述物料由90~110重量份的羧基丁腈胶乳、0.1~50重量份的PVC乳液、0.5~3重量份的KOH、0.5~3重量份的ZnO、0.5~4重量份的硫磺、0.3~3重量份的促进剂、0.1~0.5重量份的碘化钠、0.1~1.5重量份的表面活性剂和80~100重量份的去离子水组成；
B）将手套模型先进行酸洗，再进行碱洗，然后漂洗，烘干，浸渍于温度为55~80℃的凝固剂溶液后，垂滴，取出烘干，再浸渍于所述浆料中，垂滴，取出烘干，再次浸渍于所述浆料中，垂滴，取出烘干，沥滤，卷边，硫化后，沥滤，清洗，烘干，脱模，得到丁腈手套；
所述丁腈手套的厚度为0.065~0.078 mm。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤A）中，所述促进剂选自促进剂BZ和/或促进剂EZ；
所述表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、月桂醇硫酸钠和单硬脂酸甘油酯中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤B）中，所述凝固剂溶液包括可溶性盐、脱模剂和水；
所述可溶性盐选自硝酸钙、氯化钙、硝酸镁、氯化镁、硝酸锌和氯化锌中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述可溶性盐、脱模剂和水的质量比为6~12：0.5~1.5：70~90。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤B）中，浸渍于所述浆料时，所述浆料的温度为15~33℃。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤B）中，所述硫化的温度为105~135℃，所述硫化的时间为0.3~0.6h。
7.权利要求1~6任意一项所述的制备方法制备得到的丁腈手套。
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