第四章第四章 胶乳胶凝与成膜胶乳胶凝与成膜2学时胶乳化学与工艺学多媒体教程胶乳化学与工艺学多媒体教程本章主要内容本章主要内容胶乳胶凝与凝固的区别；胶乳胶凝与凝固的区别；胶乳胶凝的方法与原理；胶乳胶凝的方法与原理；胶乳成膜的方法及成膜过程；胶乳成膜的方法及成膜过程；胶乳成膜的动力学理论；胶乳成膜的动力学理论；胶乳的成膜性；胶乳的成膜性；胶乳膜结构与性能胶乳膜结构与性能胶乳制品硫化方法胶乳制品硫化方法本章要求本章要求掌握胶乳胶凝与凝固的区别；掌握胶乳胶凝与凝固的区别；掌握胶乳胶凝的方法与原理；掌握胶乳胶凝的方法与原理；掌握胶乳成膜的方法及成膜条件；掌握胶乳成膜的方法及成膜条件；了解胶乳成膜的动力学理论；了解胶乳成膜的动力学理论；掌握胶乳膜的结构与性能的关系；掌握胶乳膜的结构与性能的关系；了解胶乳制品的硫化方法了解胶乳制品的硫化方法第一节第一节 胶乳的胶凝胶乳的胶凝一、胶乳胶凝与凝固的区别与联系一、胶乳胶凝与凝固的区别与联系胶凝：胶乳从流动状态转变为胶凝：胶乳从流动状态转变为半刚性半刚性 凝胶凝胶状态的过程状态的过程凝固：胶乳从流动状态转变凝固：胶乳从流动状态转变 成成致密凝块致密凝块的过程。
的过程相同点：橡胶粒子均由分散状态转变为连续相相同点：橡胶粒子均由分散状态转变为连续相不同点：胶凝过程橡胶粒子与乳清没有明显的相分离，得到不同点：胶凝过程橡胶粒子与乳清没有明显的相分离，得到 的凝胶体积与胶乳的体积相同；而凝固过程橡胶粒的凝胶体积与胶乳的体积相同；而凝固过程橡胶粒 子与分散介质分离，凝块的体积小于胶乳体积子与分散介质分离，凝块的体积小于胶乳体积二、胶乳的胶凝方法二、胶乳的胶凝方法胶凝方法胶凝方法直浸法胶凝：直浸法胶凝：0.050.5mm薄制品薄制品离子沉积胶凝：离子沉积胶凝：0.2mm以上制品以上制品热敏化胶凝：胶管、胶丝的生产热敏化胶凝：胶管、胶丝的生产迟缓胶凝：胶乳海绵的生产迟缓胶凝：胶乳海绵的生产电沉积胶凝：高级绝缘制品的生产电沉积胶凝：高级绝缘制品的生产脱水胶凝：用石膏模型生产的制品脱水胶凝：用石膏模型生产的制品1、直浸法胶凝、直浸法胶凝胶凝原理：胶乳中橡胶粒子遇到界面能很高的固体模型吸附沉胶凝原理：胶乳中橡胶粒子遇到界面能很高的固体模型吸附沉 积在模型上积在模型上操作方法：将干燥的模型直接浸入配合胶乳或预硫化胶乳中，操作方法：将干燥的模型直接浸入配合胶乳或预硫化胶乳中，提出模型，在模型表面留下一层薄薄的胶膜。
提出模型，在模型表面留下一层薄薄的胶膜特点：胶膜很薄，多用于厚度为特点：胶膜很薄，多用于厚度为0.050.5mm薄而形状规则薄而形状规则 的制品，如安全套、指套、炸药袋；制备厚制品需要的制品，如安全套、指套、炸药袋；制备厚制品需要 重复浸渍多次重复浸渍多次胶膜的厚度胶膜的厚度胶乳浓度：胶乳浓度：TS%高，胶膜厚高，胶膜厚胶乳黏度：黏度高，胶膜厚胶乳黏度：黏度高，胶膜厚胶乳和模型温度：合适，胶膜厚胶乳和模型温度：合适，胶膜厚模型上提速度：快，胶膜厚模型上提速度：快，胶膜厚2、离子沉积胶凝、离子沉积胶凝胶凝原理：利用模型表面附着的凝固剂向胶乳中扩散，带正胶凝原理：利用模型表面附着的凝固剂向胶乳中扩散，带正 电荷的阳离子中和胶粒表面的负电荷，压迫双电电荷的阳离子中和胶粒表面的负电荷，压迫双电 层，使层，使电位下降，胶乳失去稳定而胶凝电位下降，胶乳失去稳定而胶凝操作方法：先将清洁干燥模型浸入凝固剂溶液中，提出干燥操作方法：先将清洁干燥模型浸入凝固剂溶液中，提出干燥 后再浸入胶乳中，沉积一段时间后取出再干燥后再浸入胶乳中，沉积一段时间后取出再干燥特点：一次浸胶胶膜厚，多用于浸渍生产特点：一次浸胶胶膜厚，多用于浸渍生产0.2mm0.2mm以上的制品。
以上的制品胶膜的厚度胶膜的厚度胶乳浓度：胶乳浓度：TS%高，胶膜厚高，胶膜厚胶乳黏度：黏度高，胶膜厚胶乳黏度：黏度高，胶膜厚胶乳温度：高，沉积速度快，胶膜薄胶乳温度：高，沉积速度快，胶膜薄沉积时间：长，胶膜厚沉积时间：长，胶膜厚凝固剂品种：二价钙盐最佳，其次钡盐凝固剂品种：二价钙盐最佳，其次钡盐凝固剂浓度：高，胶膜厚凝固剂浓度：高，胶膜厚3、热敏化胶凝、热敏化胶凝胶凝原理：利用热敏剂在高温下分解释放出锌离子而破坏胶胶凝原理：利用热敏剂在高温下分解释放出锌离子而破坏胶 粒表面保护层或在高温下溶解度减小析出沉积在粒表面保护层或在高温下溶解度减小析出沉积在 胶粒表面，导致胶乳失去稳定而胶凝胶粒表面，导致胶乳失去稳定而胶凝方法方法锌氨络离子胶凝锌氨络离子胶凝聚乙烯甲基醚胶凝（配成聚乙烯甲基醚胶凝（配成15%溶液加入，升温后析出）溶液加入，升温后析出）Kaysam法：胶乳中加法：胶乳中加ZnO或或ZnCO3，再加，再加 入铵盐如入铵盐如NH4NO3、NH4ClInternational法：将锌盐和铵盐按比例先配法：将锌盐和铵盐按比例先配 成水溶液，再在搅拌下加入胶成水溶液，再在搅拌下加入胶 乳中，加热。
乳中，加热Chassaing法：氨保存胶乳中加入锌盐，法：氨保存胶乳中加入锌盐，熟成后加热熟成后加热热敏法多用于胶乳压出制品如胶管、胶丝等及海绵、地毯热敏法多用于胶乳压出制品如胶管、胶丝等及海绵、地毯背衬、注模制品等背衬、注模制品等4、迟缓胶凝（硅氟化钠胶凝）、迟缓胶凝（硅氟化钠胶凝）胶凝原理：硅氟化钠在水相中胶凝原理：硅氟化钠在水相中缓慢水解生成缓慢水解生成HF和硅酸和硅酸，中和中和 胶乳中的胶乳中的氨氨，使胶乳，使胶乳pH值下降值下降，同时，同时加速加速ZnO的的 溶解和锌氨络离子的生成溶解和锌氨络离子的生成，生成的，生成的硅酸吸附硅酸吸附胶粒胶粒 表面的表面的稳定剂稳定剂，破坏保护层破坏保护层，从而使胶乳胶凝由，从而使胶乳胶凝由 于硅氟化钠水解缓慢，胶凝速度慢，故称迟缓胶于硅氟化钠水解缓慢，胶凝速度慢，故称迟缓胶 凝多用于胶乳海绵制品的生产多用于胶乳海绵制品的生产影响胶凝速度的因素：影响胶凝速度的因素：（1）硅氟化钠的粒径：越小，胶凝越快；）硅氟化钠的粒径：越小，胶凝越快；（2）胶乳）胶乳pH值：高，胶凝慢；值：高，胶凝慢；（3）温度：升高，胶凝速度加快；）温度：升高，胶凝速度加快；（4）胶乳中）胶乳中ZnO：加入：加入ZnO，胶凝速度加快；，胶凝速度加快；（5）胶乳加稳定剂，胶凝速度慢。
胶乳加稳定剂，胶凝速度慢5、电沉积胶凝、电沉积胶凝胶凝原理：利用胶凝原理：利用胶乳粒子带电胶乳粒子带电，在胶乳中，在胶乳中放置放置两个与直流电源两个与直流电源 相连的相连的正负电极正负电极，胶乳中带负电荷的胶粒泳向阳极，胶乳中带负电荷的胶粒泳向阳极 并失去电荷，在并失去电荷，在阳极表面放电沉积阳极表面放电沉积成凝胶方法方法直接将金属模型作为阳极直接将金属模型作为阳极将多空模型置于阳极周围将多空模型置于阳极周围特点：特点：制品纯度高，电绝缘性好，多用于制备高级绝缘手套、制品纯度高，电绝缘性好，多用于制备高级绝缘手套、金属的镀胶膜、金属槽的衬里等但电极上有气体放出，影金属的镀胶膜、金属槽的衬里等但电极上有气体放出，影响胶膜质量，且耗电多，工业上较少采用响胶膜质量，且耗电多，工业上较少采用6、脱水胶凝（多孔模型胶凝）、脱水胶凝（多孔模型胶凝）胶凝原理：利用胶凝原理：利用多孔材料模型多孔材料模型（如石膏）的（如石膏）的吸水作用吸水作用，使胶乳，使胶乳 在模型上在模型上沉积成膜沉积成膜；或对；或对空心空心多孔多孔模型抽真空模型抽真空，在，在 模型壁上模型壁上形成压力差形成压力差作为脱水动力，使作为脱水动力，使胶粒沉积胶粒沉积。
特点：特点：工艺操作不易准确控制，细孔易被胶粒堵塞，工业上较工艺操作不易准确控制，细孔易被胶粒堵塞，工业上较少采用第二节第二节 胶乳的成膜胶乳的成膜一、胶乳成膜的方法一、胶乳成膜的方法成膜方法成膜方法蒸发成膜：用于涂覆制品、直浸制品、复合制品蒸发成膜：用于涂覆制品、直浸制品、复合制品胶凝成膜胶凝成膜：先胶凝，再除水，用于各种胶乳制品：先胶凝，再除水，用于各种胶乳制品二、胶乳成膜过程二、胶乳成膜过程ABCDE分散的胶粒分散的胶粒粒子接触粒子接触保护层破裂保护层破裂 粒子融合粒子融合融合部位扩散融合部位扩散成膜必要条件成膜必要条件胶粒表面保护层脱落胶粒表面保护层脱落聚合物分子有良好自粘性聚合物分子有良好自粘性三、胶乳成膜动力学理论三、胶乳成膜动力学理论动力学理论动力学理论表面张力理论表面张力理论毛细管作用理论毛细管作用理论热能理论热能理论扩散理论扩散理论自粘理论自粘理论四、胶乳的成膜性四、胶乳的成膜性 胶乳在一定的温度下形成连续胶膜的能力，胶乳在一定的温度下形成连续胶膜的能力，取决于取决于胶乳胶乳的的最低成膜温度最低成膜温度（MFT）及）及聚合物的自粘性聚合物的自粘性最低成膜温度最低成膜温度（MFT）：）：胶乳出现粘接力形成连续胶膜胶乳出现粘接力形成连续胶膜的最低温度的最低温度，取决于取决于聚合物的聚合物的玻璃化温度玻璃化温度（Tg）。
Tg低低且且自粘性好的自粘性好的胶乳成膜性好升高温度，有利于成膜，故成膜胶乳成膜性好升高温度，有利于成膜，故成膜时通常需要加热时通常需要加热五、胶乳膜结构与性能五、胶乳膜结构与性能 胶乳膜的胶乳膜的结构取决于结构取决于胶粒表面吸附的胶粒表面吸附的表面活性剂以及胶乳表面活性剂以及胶乳中水溶性物质中水溶性物质与与橡胶粒子的相容性橡胶粒子的相容性，相容性好，胶膜结构均一，相容性好，胶膜结构均一，强度高；相容性差，会形成带孔的胶膜，甚至不能成膜强度高；相容性差，会形成带孔的胶膜，甚至不能成膜A乳化剂与橡胶粒子互溶，形成均匀无孔的胶膜乳化剂与橡胶粒子互溶，形成均匀无孔的胶膜；胶膜强度高，；胶膜强度高，不透水和蒸汽不透水和蒸汽 B乳化剂不溶于橡胶相，乳化剂量少时可形成乳化剂分子为分散乳化剂不溶于橡胶相，乳化剂量少时可形成乳化剂分子为分散 相，橡胶为连续相的闭孔胶膜；胶膜的强度高，不透水和蒸汽相，橡胶为连续相的闭孔胶膜；胶膜的强度高，不透水和蒸汽；C乳化剂不溶于橡胶相，乳化剂量较大时，形成开孔结构的胶膜；乳化剂不溶于橡胶相，乳化剂量较大时，形成开孔结构的胶膜；胶膜性能差，强力低，透水及蒸汽胶膜性能差，强力低，透水及蒸汽；D乳化剂过量，胶粒被乳化剂包围，不能形成连续的胶膜乳化剂过量，胶粒被乳化剂包围，不能形成连续的胶膜。
胶胶 膜膜拉伸拉伸强强度度/MPa100%定伸定伸应应力力/MPa扯断伸扯断伸长长率率/%永久永久变变形形/%NR胶乳膜胶乳膜8.11.377533NR溶液膜溶液膜4.44.157510.3胶乳膜和溶液膜的物理机械性能比较胶乳膜和溶液膜的物理机械性能比较 溶液膜没有微孔结构溶液膜没有微孔结构胶乳膜多含微孔结构胶乳膜多含微孔结构第三节第三节 胶乳制品的硫化方法胶乳制品的硫化方法硫化方法硫化方法热水硫化热水硫化 热空气硫化热空气硫化 直接蒸汽硫化直接蒸汽硫化 耐热液体介质硫化耐热液体介质硫化 远红外线辐射硫化远红外线辐射硫化 。