辅助生物凝固剂在天然橡胶生产中的应用

胡晓峰

1 前言

相比较于马来西亚和泰国所生产的标准胶，国产5号标准橡胶存在诸多额的缺点，如硫化速度慢、一致性能差和门尼粘度低，与输送带工业的生产要求很难相符。造成这种情况的原因主要源自于加工工艺上的差异，即自然凝固的凝块（胶原凝块）是国外标准胶加工的主要原料，而用氨保存且加有机酸凝固的新鲜胶乳是国产5号标准橡胶的加工原料。显而易见，传统加工工艺从某种程度上会对生胶本身的物理机械性能产生不小的影响。

经国内外研究表明，生物凝固工艺的存在有助于生胶内在性能的有效改进。早在20世纪90年代，在国营八一农场海南农垦总局在输送带专用天然橡胶的研制试验中，利用乳清凝固胶乳与废糖蜜所取得的效果十分良好，并且与掺胶园凝胶将国产输送带标准胶生产出来。然而，受当时不完善的生物凝固技术的影响，在再上气温和季节的影响，这在一定程度上都会直接影响到凝固效果，尤其是在秋季与冬季想要取得较为理想的凝固效果十分困难。同时，基于胶料掺合的机械化水平不高、胶园凝胶产量不高，因此很难实现大批量的生产。为此，需要强化改进生物凝固剂和加工输送带标准胶的工艺，并且还要将其作为一项重要课题进行研究。

本文希望能够立足于我国国产5号标准橡胶加工工艺上，使用经经验筛选的辅助生物凝固剂凝固胶乳，以此来促进生胶物理机械性能的有效改善。

2 资料和方法

2.1 材料和设备

混合品系胶乳、国产5号标准橡胶的全套生产设备、辅助生物凝固剂（活性剂U与辅助剂S、用量0.85～1.0%。

2.2 方法

使用同一混合池内的胶乳，凝固剂选为辅助生物凝固剂与甲酸，分别生产的干胶数量为2t，造粒时需要将两种胶样对半装载同一辆干燥车上。然后，对两种凝固剂的凝固效果、干胶的外观颜色与理化性能、胶料的干燥效果等进行全面的观察与比较。

3 生产工艺条件

经大量试验研究证明，稀释胶乳氨含量不足0.04%时，有机酸可以完全使用辅助生物凝固剂代替，其他均严格参照国产5号标准胶工艺，生产工艺流程如图1。

4 结果和讨论

（1）经试验表明，当稀释乳胶氨含量不足0.04%时，只要所采用的辅助生物凝固剂凝固胶乳适量，则所取得的凝固效果近乎等同于有机酸。如表1。

胶乳氨含量对辅助生物凝固剂凝固效果的影响，当胶乳氨含量分别为0.021%、0.026%、0.030%、0.035%、0.039%时所取得的凝固效果相同，即可以完全凝固且凝块适中；当含量为0.043%时，基本可以完全凝固，凝块相对而言比较软，乳清混浊；当含量为0.047%时，不能完全凝固，白水含量较多。

图1 胶乳级输送带橡胶生产工艺流程图

表1 不同凝固剂凝固、干燥效果和生胶理化性能对比

（2）相比较于甲酸，辅助生物凝固剂凝固胶乳所取得干胶外观颜色会更好，如表1。

（3）在选择胶乳凝固剂时，选择使用辅助生物凝固剂，有助于促进干胶物理机械性能的全面提高，相比较于甲酸，生胶ML（1+4）至少可以提高8.1个单位、拉伸强度可以提高3.5MPa，具备良好的理化性能，主要质量项目与输送带标准胶的技术要求十分相符，如表1。

（4）在凝固胶乳时若选择使用辅助生物凝固剂，会造成凝块出现膨胀的情况。

另外，天然橡胶具有较好的综合物理机械和加工工艺性能，可以用来制作胶层强度高和耐磨的传送带；乙丙橡胶具有良好的性能、耐热，但是加工性能不足、硫化速率慢，必须加入卤代丁克，常用来制作耐酸碱和耐热的传送带；聚氨酯橡胶最耐磨、拉伸强度高、耐老化性能高，但是具有较差的耐水解性与抗菌性，通过加入抗水解剂的方式可以用来制作耐磨传送带。其他橡胶如硅橡胶、聚丙烯酸酯橡胶等，具有良好的耐热和耐老化性能，但是价格昂贵，加工困难或需要二次硫化。

5 结论

辅助生物凝固剂作为一种干料型凝固剂，其具备十分广泛的材料来源，可以当做胶乳凝固剂使用，具有操作简便、使用安全与腐蚀性不大优点，相对而言可以取得更加稳定和可靠的凝固效果。同时，在生产胶乳级子午轮胎标准胶时若采用辅助生物凝固剂凝固胶乳，原料的选择全面使用胶乳，设备采用的是国产5号标准胶的全套生产设备，再加上对现有生产工艺的改变，便可以促进生产能力的极大提高、设备投资的有效节约，由于掺合级输送带标准胶产量小和外观质量差的缺点也能够有效的克服。