不同割胶月份天然橡胶加速贮存前后的性能

2020-07-18熊延林张桂梅姜士宽邹建云

热带农业科技 2020年3期

熊延林，张桂梅，姜士宽，岩利，邹建云

（云南省热带作物科学研究所，云南景洪666100）

天然橡胶产品存在着质量不一的问题，虽然和胶乳保存、生胶加工方式、生胶产品的保存运输有着很大的关系，但是胶树品系及各种农业因素对天然橡胶性能也有着不同程度的影响。据报道［1-4］，胶树品系、地理条件、土壤施肥等因素都会影响到胶乳中非橡胶组分的成分、含量及橡胶分子结构等，进而表现出胶乳及橡胶性能等方面存在差异。目前的研究主要在于不同品系间性能的对比，如胶乳组分及生理参数、浓缩胶乳稳定性、生胶及硫化胶性能等方面，关于品系和割胶月份对橡胶加速贮存前后性能的影响则少见报道。本文从橡胶树品系、割胶月份等因素出发，探讨了橡胶贮存前后性能的差异和变化。试验选取了西双版纳地区常见的5 个天然橡胶品系，研究不同割胶月份的橡胶性能和加速贮存前后性能的变化，为提高产品性能及质量一致性提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 材料

天然胶乳：取自云南省热带作物科学研究所橡胶地，RRIM600、PR107、GT1、云研77-2 和云研77-4 共5 个品系，从2018 年5 月至11 月，每月对各品系鲜胶乳进行取样。

试剂：五氧化二磷、甲酸均为分析纯，购于国药集团化学试剂有限公司；其他试剂均为市售。

仪器：P14 型华莱士快速塑性计（英国华莱士），UM2050 型门尼粘度仪（优肯科技股份有限公司）。

1.2 方法

1.2.1 样品制备

鲜胶乳经60 目筛过滤除杂，稀释至干胶含量25%，加入质量浓度为5%的甲酸溶液搅拌均匀（胶乳凝固pH 值约4.5）。熟化8 h 后在小型绉片机上压绉脱水，然后清水洗涤，搭晾滴水后在70℃鼓风干燥箱内烘干。5 个品系分别制样，得各品系的橡胶样品。

1.2.2 性能检测

塑性初值（P0）按GB/T 3510-2006 测定；塑性保持率（PRI）按GB/T 3517-2002 测定；门尼粘度按GB/T 1232-92 测定。

利用式（1）计算整个取样期间某品系橡胶的P0变化幅度：

式中：P0max—为某一品系生胶在各月中最大的P0值；P0min—为同一品系生胶在各月中最小的P0值。

橡胶的PRI 及门尼粘度的变化幅度计算方法同P0。

1.2.3 加速贮存试验

天然橡胶样品的加速贮存试验按GB/T 18013-2008 进行：

（1）准备好的橡胶样品试片，放在五氧化二磷为干燥剂的干燥器中，干燥器置于60℃的烘箱中，样品贮存24 h 后立即从干燥器中拿出冷却至室温，放置4 h 后检测试样的P0、PRI。

（2）将橡胶试样存放在五氧化二磷为干燥剂的干燥器中，干燥器抽真空至真空泵刻度为-0.09 MPa，然后把干燥器放入60℃的烘箱中，贮存48 h 后从干燥器内取出试样，冷却4 h 后检测门尼粘度。

（3）试样加速贮存前后的P0变化值、PRI 变化值、门尼粘度变化值分别以ΔP、ΔPRI 和ΔMV 表示。ΔP 的计算见下式：

式中：PH—经过加速贮存试验的试样塑性初值；P0—未经过加速贮存试验的试样塑性初值。ΔPRI 和ΔMV 的计算方法同ΔP。

2 结果与分析

2.1 各品系橡胶在加速贮存前的性能

2.1.1 各品系橡胶的P0

不同割胶月份各品系天然橡胶的P0见表1。由表1 可知，不同品系橡胶样品的P0值随割胶月份变化趋势不同。云研77-2 在7、8、9 三个月时P0稍高（49～50），11 月最低（44.5），其余几个月基本保持在稳定状态，处于46～48.5。云研77-4则是在5、6 月P0最高达58，其余几个月相差不大（49～53.5）。PR107 在5 月时P0处于全年的最高值；RRIM600 和GT1 两个品系P0的变化趋势基本一致，从5 月至7 月P0增大，7 月达全年最大值；从7 月到11 月，PR107、RRIM600 和GT1 三个品系的P0变化趋势一致，P0值稍有起伏，基本保持在稳定状态，且此段时间的P0稍低于开割初期。对于不同品系间对比，5 个品系中云研77-4 的P0最高，在全年的每个月均大于其他品系，云研77-2 次之，其余3 个品系则最低，且三者相差不大。从试验结果可知，RRIM600 和PR107 的P0在不同割胶月份变化幅度较大，分别达到34.3%和31.5%，GT1和云研77-4 次之，云研77-2 则最小，为12.4%。天然橡胶的性能与其分子量、非胶组分有重要的关系，这些因素又取决于胶树本身及其生长条件，且气候条件对不同品系胶树的影响大小不同［5-6］，因此P0随割胶月份变化趋势、变化幅度不同。

表1 不同割胶月份各品系天然橡胶的P0

2.1.2 各品系橡胶的PRI

不同割胶月份各品系天然橡胶的PRI 见表2。由表2 可知，从5 月至11 月，PR107、RRIM600、GT1 三个品系的PRI 变化趋势较为一致，基本呈现增大趋势，而云研77-2 和云研77-4 则上下浮动。5 个品系之间相比，云研77-4 的PRI 最低，且各月份均低于其他品系；云研77-2 呈现前半年（5-7 月）大于其他3 个品系（PR107、RRIM600、GT1）、后半年（8-11 月）小于其他3 个品系的趋势，而RRIM600、GT1、PR107 三个品系在每个月的PRI 差别不大。在5-11 月，PR107 的PRI 变化幅度最大（21.2%）、RRIM600 和GT1 次之，云研77-2 最小（12.2%）。

表2 不同割胶月份各品系天然橡胶的PRI

2.1.3 各品系橡胶的门尼粘度

表3 为不同割胶月份各品系天然橡胶的门尼粘度。由表3 可知，这几个品系橡胶的门尼粘度随割胶月份的变化趋势与P0的变化趋势相似，基本表现为5 月最高、11 月最低，中间有起伏。RRIM600、GT1 和PR107 三个品系的门尼粘度在5、6 月基本保持稳定；在7 月达全年最大值，在8月到11 月稍有起伏但变化不大，且这几个月的门尼粘度低于5、6 月。云研77-4 的门尼粘度在5、6月较大，7、8 月降低，9 月之后有所回升。云研77-2 在5 月门尼粘度最高为83，6 月降低至75，7月至10 月基本保持稳定（78～80），11 月稍有下降；与其他品系相比，云研77-2 在不同割胶月份门尼粘度较为稳定，其变化幅度最小，为10.8%。不同品系间进行门尼粘度的对比：在5-11 月，云研77-4＞云研77-2＞PR107＞GT1、RRIM600；在5、6 月GT1＞RRIM600，7 月之后GT1 和RRIM600无大的差别。

表3 不同割胶月份各品系天然橡胶的门尼粘度

2.2 各品系橡胶在加速贮存后的性能

2.2.1 加速贮存后橡胶的P0

从表4、图1 可知，各品系橡胶经加速贮存试验后，P0值均有不同程度的增大，云研77-4、云研77-2 表现出较高的P0，RRIM600、PR107 次之，GT1则最低。RRIM600、PR107 和GT1 三个品系在7 月时P0最高，均分别高于本品系的其他月；且加速贮存前后的变化值ΔP 也最大，6 月次之，其他月割胶的橡胶样品则ΔP 变化不大。对于云研77-2品系，除11 月ΔP 稍大，其他月的ΔP 随月份变化呈现出较为稳定的趋势；云研77-4 的ΔP 则随割胶月份上下起伏。各品系间对比，加速贮存后各品系橡胶P0的增值：RRIM600＞PR107＞GT1＞云研77-4、云研77-2。

表4 加速贮存后各品系橡胶样品的P0

2.2.2 加速贮存后橡胶的PRI

由表5 和图2 可知，橡胶样品经加速贮存试验后，PRI 有不同程度的降低，PRI 降低幅度基本表现为：RRIM600＞GT1、PR107＞云研77-2＞云研77-4。对于云研77-4，加速贮存后，除去6 月橡胶样品的PRI 较低，其余月相差不大；割胶月份对云研77-4 品系的ΔPRI 影响最小，加速贮存后PRI降低值在1～4 范围内。对于云研77-2，虽然割胶月份不同，橡胶的ΔPRI 起伏较大，但是加速贮存后各月橡胶的PRI 有趋于相等的倾向，各月间PRI 最大差值为3，而在加速贮存前各月间的PRI 最大差值为10，说明云研77-2 品系制备的橡胶在贮存后性能最为一致。对于RRIM600、GT1 和PR107，割胶月份对橡胶ΔPRI 影响起伏较大，且ΔPRI 变化趋势相似。

表5 加速贮存后各品系橡胶样品的PRI

2.2.3 加速贮存后橡胶的门尼粘度

由表6 可以看出，各品系橡胶经加速贮存后，门尼粘度表现出高低两个时期，5 月至8 月割胶的样品门尼粘度较高，9 月至11 月割胶的样品较低；且RRIM600、PR107、GT1、云研77-2、云研77-4 在高门尼粘度期和低门尼粘度期的平均门尼粘度差分别为：22、19、13、7、6.6，即从门尼粘度来说，云研77-2 和云研77-4 两个品系的橡胶产品在贮存后性能一致性较好。

表6 加速贮存后各橡胶样品的门尼粘度

由图3 可知，橡胶样品经加速贮存后，门尼粘度有不同程度的升高，各品系橡胶在加速贮存前后的ΔMV 随割胶月份的变化趋势基本一致，5 月至7 月ΔMV 呈现增大的趋势，8 月至9 月ΔMV 急剧降低，9 月至11 月ΔMV 基本稳定。品系间比较，加速贮存后门尼粘度的增幅为：RRIM600＞PR107、GT1＞云研77-2＞云研77-4。