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1、胶乳化学与工艺学思考题1. 什么是胶乳？ 胶乳的分类(了解)？概念：胶乳是指高聚物粒子分散在水介质中所形成的相对稳定的胶体分散体系。按来源与用途分类天然胶乳(通用天然胶乳，特种天然胶乳，改性天然胶乳)、合成胶乳（通用合成胶乳，特种合成胶乳），人造胶乳按胶膜的物性分类 橡胶胶乳：伸长率可达1000%以上，恢复变形快，永久变形小； 树脂乳液：伸长率小，在200%左右，永久变形大。按胶乳粒子所带电荷分类 阴离子胶乳：胶乳粒子表面带负电荷，在碱性环境中稳定； 阳离子胶乳：胶乳粒子表面带正电荷，在酸性环境中稳定。按胶乳硫化状态分类未硫化胶乳：普通胶乳、浓缩胶乳、配合胶乳预硫化胶乳：配合胶乳经预硫化制得的
2、胶乳，有高定伸、中定伸、低定伸三种。2. 与干胶相比，胶乳制品工业有何特点？了解国内外胶乳工业的发展趋势。胶乳制品工业的优点1）设备简单（轻型），动力消耗少，成本低；2）产品性能好，橡胶分子未受破坏，制品保持高聚物原有的优良性能；3）工作环境好，生产安全无毒，污染小，劳动强度低；4）胶乳为流体，工艺性能好，工艺过程简单，易实现“三化”；5）胶乳可预硫化，且没有焦烧威胁，对不耐高温且与橡胶复合的材料尤为合适。6）可制造生胶不能生产的产品：圆形胶丝，微孔橡胶 胶乳制品工业缺点1胶乳制品（不能）直接补强，胶乳的炭黑补强及防护没有得到有效解决，制品不耐老化。2）厚制品脱水困难：胶乳含大量水分（40%）
3、，干燥困难，不适合制厚制品（目前仅限于薄膜制品）。3贮存稳定性差，变异性大，对温度、湿度等环境因素敏感，加工过程及产品质量难控制。4）含有大量水分，使用和运输不方便；我国胶乳制品工业的发展现状：（了解）我国天然胶乳制品规模处世界第三，耗胶仅次于马来西亚、美国，大约占全球耗胶量1/10；天然胶乳制品发展与国际先进水平接近，约1/3产品出口；国内胶乳制品工业产值约15亿元，虽不大，但在医疗卫生、计划生育等有不可替代的产品；国内合成胶乳制品非常落后，仅有少量丁基，CR胶乳制品3. 解决天然胶乳蛋白质过敏问题有哪些措施？采用酶分解蛋白质和离心洗涤法降低天然胶乳蛋白质含量; 通过改进沥滤工艺、增加热水洗
4、涤次数、使蛋白质变性来降低成型手套的可溶性蛋白质含量;用聚氨酯胶乳、丁腈胶乳、氯丁胶乳、PVC和PP等合成高分子材料手套作替代品,其中合成胶乳手套最有前途。第一章 胶乳原材料1. 天然胶乳的分类？（了解）按性质和用途分：通用胶乳（离心浓缩胶乳、膏化浓缩胶乳、蒸发浓缩胶乳）特种胶乳（高浓度胶乳、纯化胶乳、恒黏胶乳、耐寒胶乳、阳离子胶乳、预硫化胶乳）改性胶乳（接枝胶乳、羟胺胶乳、肼-甲醛胶乳、环氧化胶乳）按浓度分:天然胶乳、高浓度胶乳（T.S%70%，蒸浓胶乳）、低浓度胶乳（ T.S% 35%40%，普通胶乳）按氨含量分：天然胶乳、高氨保存胶乳（NH3% 0.7%）、中氨保存胶乳（NH3% 0.3
5、%0.6%）、低氨保存胶乳（NH3% 0.2%）2. 天然胶乳的组成及非橡胶成分的作用？新鲜天然胶乳的组成（掌握）（1）橡胶烃（20%40%） （2）水（55%75%） （3）非橡胶成分（5%左右）：蛋白质（ 1.5-2.8%）类脂化合物（1-2.5%）糖等水溶物（1-2%）灰分（1%）细菌和酶离心分离总共四层非橡胶成分的作用： 蛋白质作用：吸附在胶粒表面形成保护层，使胶粒稳定的分散在水介质中，防止橡胶粒子被氧化，延缓老化，其水解产物氨基酸能促进硫化；氮含量会影响胶膜的物理机械性能，如定伸应力、生热、电性能等；被细菌和酶分解成乳酸，使胶乳稳定性下降，甚至凝固；残留在制品中，使制品易吸潮、发霉，
6、降低电绝缘性；可溶性蛋白质可能对人体的皮肤和组织有刺激作用，产生过敏反应类脂化合物作用： 吸附在胶粒表面的类脂能提高胶乳的稳定性；类脂化合物水解产生的高级脂肪酸，能提高胶乳的机械稳定性；产生的低级脂肪酸能降低胶乳的稳定性；磷脂的水解产物-胆碱能促进橡胶硫化；甾醇、磷脂、蜡是天然的防老剂；脂肪酸为橡胶天然的软化剂和活化剂。水溶物作用：残留在制品中，增加产品的吸水性，降低电性能；被细菌和酶分解成挥发性脂肪酸，降低胶乳的稳定性。无机盐类 作用：胶乳中的Mg2+/PO43-的比值（常称为磷镁比）高，胶乳的稳定性就差；胶乳中加氨，与磷酸盐作用生成磷酸铵镁沉淀，可提高胶乳的稳定性；无机盐的含量高会降低制品
7、的电绝缘性； Cu2+、Mg2+、Fe2+等含量高（3ppm）时，能促进橡胶老化粘性体作用： 粘性体含量高，胶乳的粘度大，易自然凝固； 加水稀释时，粘性体吸水膨胀并破裂，使胶乳的色泽变暗； 残留在制品中会影响制品的性能。黄色体作用：胶乳中的黄色体稳定性低，通常在割胶后很快就变坏，黄色体含量高，胶乳的稳定性低。3. 天然胶乳为什么会自然凝固？（掌握）是细菌和酶引起胶乳中非橡胶物质发生变化的结果. 细菌：分解胶乳中的蛋白质和糖类物质，产生酸，使胶乳的pH值下降，胶乳稳定性下降； 酶：蛋白酶分解胶粒保护层中的蛋白质；凝固酶使蛋白质变性，引起蛋白质的溶解度大大降低。金属离子（钙、镁离子）：压迫胶粒双电
8、层，电动电位降低，静电斥力减小；与胶粒保护层的蛋白质和高级脂肪酸皂反应，生成不溶于水的盐和皂类，使胶粒脱水；激化酶的活性，增强酶对胶乳稳定性的破坏作用。避免方法：天然胶乳加氨处理，加保存剂氨水防止天然胶乳自然凝固。4. 使天然胶乳粒子稳定分散的原因是什么？橡胶粒子由内到外分别是：溶胶层；凝胶层；保护层。粒子带相同电荷，存在静电斥力；水合作用，提高电位；粒子作布朗运动，防止分层。5. 天然胶乳浓度的表示方法。（掌握）干胶含量（DRC%）：胶乳中被酸凝固出来的干橡胶的百分率。总固体含量（TS%）：胶乳在除去水分和挥发物后的所有固体物质的含量。总干差：总固体含量与干胶含量之差，表明胶乳中不挥发性非橡
9、胶成分的含量。6. 天然胶乳的稳定性与pH值、胶粒表面电荷的关系？并画图表示。（掌握）在课件上7. 胶乳稳定存在的条件？影响胶乳稳定性的因素有哪些？决定天然胶乳稳定性的主要因素是胶粒带电和水化膜。稳定存在的原因：粒子带相同电荷，存在静电斥力；水合作用，提高电位；粒子作布朗运动，防止分层。影响因素：内因：表面电荷、水合作用外因：机械力、化学稳定性（配合剂，电解质，脱水溶剂）、温度 8. 氨作为保存剂有何有优缺点？氨保存胶乳的优点（1）抗凝固保存效果明显:抑制细菌的生长和酶的活性；增加胶粒表面的电动电位；与胶粒表面的高级脂肪酸作用形成铵皂起保护作用；与胶乳中的Mg2+形成铵镁沉淀，降低Mg2+的去
10、稳作用。(2)溶解胶乳中的粘性体，降低胶乳的粘度；(3)易除去，无残留，对胶乳的浓缩、加工及制品性能无不良影响；(4)无毒、无其他副作用。 氨保存胶乳的缺点:氨有强烈的刺激气味，不利于环保要求；对于抗氨性细菌的防护效果较差；氨对胶乳粒子保护层的蛋白质有缓慢水解的作用；氨对胶乳中的氧化锌用量有影响9. 天然胶乳的浓缩方法有哪些（要知道）？简述每种浓缩方法的原理（了解）。离心法浓缩原理（最常用）：橡胶烃的相对密度（ 0.914）低于乳清的（ 1.02） ，在重力场中胶粒会克服各种干扰缓慢上浮而分层。膏化浓缩法浓缩原理：利用胶粒与乳清之间密度的差异而产生膏化分层。在普通胶乳中加入适量的膏化剂，削弱胶
11、粒的布朗运动，并增大粒子的有效容积，使胶粒逐渐聚集而上浮，在胶乳表面形成干胶含量很高的浓乳，乳清则留在下层，除去乳清便得到浓缩的胶乳蒸发浓缩法浓缩原理：在较低温度（60）下负压蒸发掉胶乳中的水分，使胶乳浓缩。电滗法浓缩原理：利用天然胶乳中橡胶粒子带阴电荷，通电时，带电粒子向阳极移动，并在该极板薄膜富集而分离，该法尚未有商品问世。10. 什么是皂覆盖率？什么是皂/胶比？二者对胶乳稳定性有何影响？（两个概念）皂覆盖率：胶粒表面吸附的乳化剂占粒子表面积的百分数；皂/胶比：使干胶含量为100份的胶乳保持稳定所需要的乳化剂的最低质量分数，该值大，胶乳稳定性差。第二章 胶乳用配合剂1. 胶乳配合剂有哪两大
12、类？各类配合剂又有哪些品种（了解）？胶乳配合剂概念：胶乳在保存、加工、应用过程中，所需加入的各种辅助化学药品。通用配合剂：使制品具有一定的物理机械性能和使用性能的配合剂，如补强剂和硫化剂等硫化剂、促进剂、活化剂；补强剂、填充剂；防老剂、紫外线吸收剂；着色剂、抗静电剂等胶乳专用（工艺）配合剂：使胶乳具有一定工艺性能的配合剂如分散剂：相界面调节剂：分散剂、乳化剂、湿润剂、稳定剂、起泡剂等；水相调节剂：增稠剂、膏化剂、凝固剂、胶凝剂、热敏剂等；表面处理剂：隔离剂、表面润滑剂、卤化处理剂；其他配合剂：香味剂2. 胶乳专用配合剂有哪几类？（掌握）相界面调节剂；水相调节剂；表面处理剂；其他配合剂。3. 什
13、么是稳定剂、分散剂、乳化剂、凝聚剂、发泡剂、起泡剂、稳泡剂、抗蹼剂？ （掌握）乳化剂：吸附在液-液界面，能显著降低液-液界面自由能，使两种不相溶混的液体形成均匀而稳定乳浊液的物质。在制备乳浊液时使用。稳定剂：加入到胶乳体系中增加胶粒表面电荷、保护层、水和度，提高胶乳稳定性的物质。在胶乳存放、浓缩、配合、加工等过程中使用。起泡剂：加入到胶乳中，使胶乳在机械搅拌下产生相对稳定泡孔的物质。发泡剂：加入到胶乳中，加热能分解释放出气体，使胶乳产生泡孔的物质。稳泡剂：使胶乳泡沫保持稳定的物质。抗蹼剂：在浸胶时能防止模型突出或凹陷部分形成网膜的物质凝固剂：凡能使胶乳失去稳定性而发生胶凝、凝固的物质，都称为凝
14、固剂，也叫做去稳定剂。分散剂：颗粒均匀且吸附在液-固界面，能显著降低液-固界面自由能，使固体稳定地分散在水中的物质。第三章 胶乳基本工艺91. 掌握胶乳制品配方的表示方法与计算。（计算题）干基（比）配方：以胶乳中干胶质量100作基准，其他配合剂均以干质量份数（phr，每百份橡胶中的份数）表示的配方。湿基（比）配方：以胶乳和各种配合剂湿料的相对质量表示的配方。湿基配比量=干基配比量/湿料浓度（干、湿基配比转换）。生产配方：以配合胶乳总质量和总固体含量为基准，求出每次实际需要的胶乳及各种配合剂的湿重和用水量表示的配方。每次投料可以是每一配料罐、配料桶或某小批制品的总用量等实用配比=湿基配比*胶乳重
15、量/总湿基配比稀释用水（软水）量软水量=干基配比量/配合胶乳浓度-湿基配比量2. 胶乳工业制品配合剂加工的设备主要有哪几种？简要说明其工作原理。（掌握）球磨机：当球磨机转动时使球磨罐在机架上滚动，带动罐内瓷球和分散体配料滚动、碰撞摩擦，从而磨细内装的物料。胶体磨：利用相对速度很高的研磨面带动浆料运动，使其中的固体颗粒相互撞击和摩擦以达到粉碎目的的超微粉碎机械沙子磨：由搅拌桨叶搅拌配合剂和玻璃细珠，靠玻璃细珠之间和玻璃细珠与搅拌桨叶、容器壁间的撞击和摩擦作用，使配合剂研磨细。超声波乳化器：利用强超声波在液体介质中的空化效应，将介质“粉碎”，使两相或两相以上互不混溶的介质（其中最少一相是液体）均匀混合的装置高压匀浆泵（高压匀浆器）:是一种制备超细液液态乳化物或固液分散体的通用设备。3. 胶乳制品用配合剂为什么不能直接加入到胶乳中？(掌握)由于粉状配合剂直接加入胶乳不仅因粒径大，湿润性不好，在胶乳中不易分散，而且往往引起橡胶粒子脱水而凝固；不溶于水的流体或半流体配合剂与胶乳混合搅拌时好像分散不错，但是停止搅拌后分成两相。因此不能直接加入到胶乳中。4. 原料胶乳在加工前为什么要去氨？去氨的方法有哪些（掌握）？掌握甲醛去氨计算方法。除氨的目的：原料胶乳的氨含量往往较
