CN110923774B - 一种将鲜胶乳制成干胶的电沉积方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种将鲜胶乳制成干胶的电沉积方法，包括以下步骤：S1、预处理：取干胶质量含量为20～40％的鲜胶乳，经过滤、沉降、离心，得到预处理的鲜胶乳；S2、电沉积：由正极反应器和装盛胶乳的负极池组成的直流导电装置进行电沉积，所述正极反应器和负极池的间距为1～10mm；将步骤S1预处理的鲜胶乳倒入负极池内，调节电压5～60V，电流1～20A，通入直流电后，在正极反应器凝成薄膜胶片，输出薄膜胶片；S3、干燥：将薄膜胶片于70～90℃干燥，获得成品橡胶。采用本发明方法制备的干胶，物理性能优良，产品品质佳，而且电沉积耗时短，生产效率高。

Description

一种将鲜胶乳制成干胶的电沉积方法

技术领域

本发明涉及天然橡胶加工技术领域，特别涉及一种将鲜胶乳制成干胶的电沉积方法。

背景技术

乳胶的凝固是影响橡胶质量的重要环节，现有的加工厂多采用甲酸、乙酸、硫酸、无机盐等凝固剂进行凝固，虽然此法要求设备、工艺简单易操作，传统使用酸凝固需经过沉降—加酸下槽—熟化(夏季约8h；冬季约需20h以上)，这些操作耗时耗力。具有诸多缺点：1.酸凝固时间长，产品质量不易控制，不稳定且连续化生产能力较差；2.产品味道大，对人体有一定伤害；3.酸对设备腐蚀大等，上述限制了其工业化程度。此外，生产过程中不可避免要使用硫酸，无机盐等凝固剂，成本较高，且生产过程中产生含有硫酸根等物质的废水需要处理，对环境污染大。尤其是在国际旅游岛的建设背景下，环保问题更是重中之重。为了解决橡胶酸凝固过程中所出现的问题，提出了一种胶乳的提取方法，其采用了天然橡胶橡胶粒子带阴电荷的原理，通入直流电后，经电荷的作用破坏了胶粒表面带电的双电层，使得胶乳粒子发生定向移动，从而产生破乳得到凝胶块，完成胶乳凝固工艺。此外，电沉积法无需熟化这一步骤，通电后几秒后便可凝出胶膜。电沉积工艺的实现：1.大大减少酸凝固所需的人力物力；2.减轻对设备的腐蚀及工厂折旧；3.节省了酸凝固剂的使用，降低生产成本；4.简化后期废水水处理问题，解决环保问题。但现有乳胶电沉积方法当前只停留在理论阶段，尚未实现工业化生产，实验阶段所制得的干胶品质不够优良，不能满足高品质干胶需求，需要进一步改进。

发明内容

鉴以此，本发明提出一种将鲜胶乳制成干胶的电沉积方法，制得干胶产品性能优良，品质佳。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种将鲜胶乳制成干胶的电沉积方法，包括以下步骤：

S1、预处理：取干胶质量含量为20～40％的鲜胶乳，经过滤、沉降、离心，得到预处理的鲜胶乳；

S2、电沉积：由正极反应器和用于装盛胶乳的负极池组成的直流导电装置进行电沉积，所述正极反应器和负极池的间距为1～10mm；将步骤S1预处理的鲜胶乳通入负极池内，调节电压5～60V，电流1～20A，通入直流电后，在正极反应器凝成薄膜胶片，输出薄膜胶片；

S3、干燥：将薄膜胶片于70～90℃干燥，获得成品橡胶。

进一步的，步骤S1，预处理前，在鲜胶乳中加入鲜胶乳的干胶质量0.01～2％的阴离子表面活性剂，所述阴离子表面活性剂，优选为十二烷酸。

进一步的，步骤S1，加入阴离子表面活性剂之后，再于鲜胶乳中加入鲜胶乳的干胶质量4～6％的复合酶液，所述复合酶液由蛋白酶液和木瓜酶液按体积比为1：0.6～0.8制得，酶解55～65min。

进一步的，步骤S2，所述正极反应器呈片状、辊筒状或网筛状；所述负极池呈舟状或杯状。

进一步的，步骤S2，所述正极反应器的材质为不锈钢、石墨、金、镉、铅、钛、锌或者它们的合金。

进一步的，步骤S2，所述负极池内设有吸附网，所述吸附网内置有大孔型离子交换树脂，所述吸附网的网孔径小于大孔型离子交换树脂的粒径。

进一步的，电压20～35V，电流5～12A。

进一步的，所述正极反应器呈辊筒状，其直径为200mmm，长度250mm；所述负极池呈舟状，其直径为300mm。

进一步的，所述干燥时间为3～10h。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

采用本发明电沉积方法制备的干胶，可根据不同浓度的鲜胶乳，经预处理后在特定的电压电流条件下进行电沉积，干燥后制成干胶，所得干胶的蛋白质含量降低，拉伸性能、扯断伸长率提高，干胶力学性能的提高可满足高性能轮胎的工艺需求，特别是满足载荷大、速度高、高温、耐刺扎等苛刻条件的轮胎要求。并且电沉积胶可实现连续化生产，耗时短，生产效率高。其中，本发明设置最佳电压电流参数，充分提高电沉积效果，形成薄膜紧致性更好。本发明采用添加阴离子表面活性剂，增加离子强度，有利于电沉积操作的进行，提高产品性能。本发明采用蛋白酶液和木瓜酶液科学复配，进行酶处理，减少胶乳中蛋白质含量，减少泡沫的产生，而且提高产品性能。本发明负极设有内置大孔型离子交换树脂的吸附网，去除铁离子等无机盐，进一步提高产品性能。本发明选用的电极形状以及材料，进一步提高电沉积效果，而且避免电极污染胶片，提高电沉积效果。

具体实施方式

为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，对本发明做进一步的说明。

本发明实施例所用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

本发明实施例所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例1

一种将鲜胶乳制成干胶的电沉积方法，包括以下步骤：

S1、预处理：取干胶质量含量为25％的鲜胶乳，在鲜胶乳中加入干胶质量0.05％的阴离子表面活性剂混匀，所述阴离子表面活性剂为十二烷酸，后续再进行过滤、沉降、离心，得到预处理的鲜胶乳；

S2、电沉积：由正极反应器和用于装盛鲜胶乳的负极池组成的直流导电装置进行电沉积，所述正极反应器为不锈钢材质、呈辊筒状，其直径为200mmm，长度250mm；所述负极池呈舟状，其直径为300mm，所述负极池内设有吸附网，所述吸附网内置有大孔型离子交换树脂，所述吸附网的网孔径小于大孔型离子交换树脂的粒径；所述正极反应器和负极池的间距为2mm；

将步骤S1预处理的鲜胶乳通入负极池内，调节电压20V，电流1-3A，在正极反应器辊筒端凝成薄膜胶片，输出薄膜胶片；

S3、干燥：将薄膜胶片于70℃干燥8-10h，获得成品橡胶。

实施例2

一种将鲜胶乳制成干胶的电沉积方法，包括以下步骤：

S1、预处理：取干胶质量含量为28％的鲜胶乳，在鲜胶乳中加入干胶质量2％的阴离子表面活性剂混匀，所述阴离子表面活性剂为十二烷酸，后续再进行过滤、沉降、离心，得到预处理的鲜胶乳；

S2、电沉积：由正极反应器和用于装盛鲜胶乳的负极池组成的直流导电装置进行电沉积，所述正极反应器为不锈钢材质、呈辊筒状，其直径为200mmm，长度250mm；所述负极池呈舟状，其直径为300mm，所述负极池内设有吸附网，所述吸附网内置有大孔型离子交换树脂，所述吸附网的网孔径小于大孔型离子交换树脂的粒径；所述正极反应器和负极池的间距为8mm；

将步骤S1预处理的鲜胶乳通入负极池内，调节电压60V，电流10-20A，在正极反应器辊筒端凝成薄膜胶片，输出薄膜胶片；

S3、干燥：将薄膜胶片于90℃干燥3-4h，获得成品橡胶。

实施例3

一种将鲜胶乳制成干胶的电沉积方法，包括以下步骤：

S1、预处理：取干胶质量含量为30％的鲜胶乳，在鲜胶乳中加入干胶质量0.4％的阴离子表面活性剂混匀，所述阴离子表面活性剂为十二烷酸，后续再进行过滤、沉降、离心，得到预处理的鲜胶乳；

S2、电沉积：由正极反应器和用于装盛鲜胶乳的负极池组成的直流导电装置进行电沉积，所述正极反应器为不锈钢材质、呈辊筒状，其直径为200mmm，长度250mm；所述负极池呈舟状，其直径为300mm，所述负极池内设有吸附网，所述吸附网内置有大孔型离子交换树脂，所述吸附网的网孔径小于大孔型离子交换树脂的粒径；所述正极反应器和负极池的间距为2mm；

将步骤S1预处理的鲜胶乳通入负极池内，调节电压30V，电流5-12A，在正极反应器辊筒端凝成薄膜胶片，输出薄膜胶片；

S3、干燥：将薄膜胶片于80℃干燥4-5h，获得成品橡胶。

实施例4

一种将鲜胶乳制成干胶的电沉积方法，包括以下步骤：

S1、预处理：取干胶质量含量为30％的鲜胶乳，在鲜胶乳中加入干胶质量0.4％的阴离子表面活性剂混匀，再于鲜胶乳中加入鲜胶乳的干胶质量4～6％的复合酶液，所述复合酶液由蛋白酶液和木瓜酶液按体积比为1：0.6～0.8制得，酶解55～65min；后续再进行过滤、沉降、离心，得到预处理的鲜胶乳；

S2、电沉积：由正极反应器和用于装盛鲜胶乳的负极池组成的直流导电装置进行电沉积，所述正极反应器为不锈钢材质、呈辊筒状，其直径为200mmm，长度250mm；所述负极池呈舟状，其直径为300mm，所述负极池内设有吸附网，所述吸附网内置有大孔型离子交换树脂，所述吸附网的网孔径小于大孔型离子交换树脂的粒径；所述正极反应器和负极池的间距为2mm；

将步骤S1预处理的鲜胶乳通入负极池内，调节电压30V，电流5-12A，在正极反应器辊筒端凝成薄膜胶片，输出薄膜胶片；

S3、干燥：将薄膜胶片于80℃干燥4-5h，获得成品橡胶。

对比例1

本对比例与实施例3区别在于，调节电压80V。

对比例2

本对比例与实施例3区别在于，调节电流为30A。

对比例3

本对比例与实施例3区别在于，步骤S1中，鲜胶乳未添加阴离子表面活性剂。

对比例4

本对比例与实施例4区别在于，步骤S1中，复合酶液的加入量为鲜胶乳的干胶质量的10％，所述复合酶液由蛋白酶液和木瓜酶液按体积比为1：1制得，酶解时间为90min。

对比例5

本对比例与实施例3区别在于，所述负极池内部未设有内置大孔型离子交换树脂的吸附网。

一、将实施例以及对比例制得成品橡胶干胶按照国家标准进行检测

炼胶配方：干胶NR：100份、硬脂酸：0.5份、氧化锌：6份、促进剂M:0.5份、硫磺：3.5份，硫化条件：140℃×25min。

检测结果如下:

上述结果表明，采用本发明电沉积方法制备的干胶，性能优良，产品品质佳。其中实施例3制得产品性能最佳。产品干胶的蛋白质含量较低，拉伸性能、扯断伸长率均得到提高，力学性能的提高可满足高性能轮胎的工艺需求，特别是满足载荷大、速度高、高温、耐刺扎等苛刻条件的轮胎要求。

对比例1～2与实施例3对比表明，实施例3的干胶性能明显优于对比例1～2。采用本发明的电压、电流，充分提高电沉积效果，形成薄膜紧致性更好，制得干胶品质优。

对比例3与实施例3对比表明，实施例3的干胶性能也优于对比例6。本发明添加阴离子表面活性剂，提高离子强度，进一步提高产品性能。

对比例4与实施例4对比表明，实施例4的干胶性能也明显优于对比例3。本发明采用蛋白酶液和木瓜酶液科学复配，优选配比，进行酶处理，减少胶乳中蛋白质含量，减少泡沫的产生，显著提高产品性能。

对比例5与实施例3对比表明，实施例3的干胶性能也优于对比例5。本发明负极设有内置大孔型离子交换树脂的吸附网，去除铁离子等无机盐，进一步提高产品性能。

在其他实施例中，所述正极反应器呈片状或网筛状，所述正极反应器的材质为石墨、金、镉、铅、钛、锌或它们的合金，所述负极池呈杯状，制得干胶性能均显优。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种将鲜胶乳制成干胶的电沉积方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、预处理：取干胶质量含量为20～40％的鲜胶乳，在鲜胶乳中加入鲜胶乳的干胶质量0.01～2％的十二烷酸；再经过滤、沉降、离心，得到预处理的鲜胶乳；

S2、电沉积：由正极反应器和装盛鲜胶乳的负极池组成的直流导电装置进行电沉积，所述正极反应器和负极池的间距为1～10mm，所述正极反应器的材质为不锈钢，所述正极反应器呈辊筒状，其直径为200mmm，长度250mm；所述负极池呈舟状，其直径为300mm，所述负极池内设有吸附网，所述吸附网内置有大孔型离子交换树脂，所述吸附网的网孔径小于大孔型离子交换树脂的粒径；将步骤S1预处理的鲜胶乳通入负极池内，调节电压20～35V，电流5～12A，在正极反应器凝成薄膜胶片，输出薄膜胶片；

S3、干燥：将薄膜胶片于70～90℃干燥3～10h，获得成品橡胶。