5个橡胶树品系天然橡胶性能的研究

岩 利，张桂梅，姜士宽，徐 荣，付镓榕，邹建云

（云南省热带作物科学研究所，云南 景洪 666100）

近年来国内外也对不同橡胶树品系NR的性能展开了研究，黎燕飞等[6]以热研-873、热研73397和湛江-93114为研究对象，讨论各橡胶树品系鲜胶乳和浓胶乳的性能特征，结果表明：热研73397胶乳的总固形物含量和干胶含量在割胶初期最高，割胶后期最低；热研-873胶乳的机械稳定度最高；湛江-93114胶膜的物理性能最好。吕明哲等[7]对7个不同橡胶树品系NR生胶的加工性能进行分析，结果表明：云研77-2和热垦7-33-97 NR的加工性能较好；云研77-2和云研77-4 NR的塑性保持率（PRI）较小，耐老化性能差；湛试93-114 NR的PRI最大，耐老化性能最优。本研究针对云南省现普遍种植的云研77-2、云研77-4、PR107、GT1和RRIM600五个橡胶树品系天然胶乳及其NR的性能进行分析，为云南省选育高产和优质的橡胶树品系提供参考。

1 实验

1.1 主要原材料

以云南省西双版纳傣族自治州景洪地区现普遍种植的云研77-2、云研77-4、PR107、GT1和RRIM600五个橡胶树品系的天然胶乳及其NR为研究对象。

1.2 性能测试

1.2.1 干胶质量分数

以橡胶树品系划分，4—11月每月分别取天然胶乳样一次，利用微波胶乳测试仪测定胶乳的干胶质量分数。

1.2.2 理化性质

门尼粘度（Mv）采用优肯科技股份有限公司的UM-2050型门尼粘度仪按照GB/T 1232.1—2016《未硫化橡胶 用圆盘剪切粘度计进行测定 第1部分：门尼粘度的测定》进行测试。

塑性初值（P0）和PRI采用英国华莱士公司的P14型华莱士快速塑性计分别按照GB/T 3510—2006《未硫化胶 塑性的测定 快速塑性计法》和GB/T 3517—2014《天然生胶 塑性保持率（PRI）的测定》进行测定。

1.2.3 贮存性能

由以上分析可知，红粘土的元素特征与母岩差别很大，粘土矿物特征也有较大差别。这类土作为特殊土，有别于其他土的本质原因主要是其成土过程中的溶蚀-交代作用和红土化作用，而前者不仅是控制红粘土性质的主要因素,还影响成土后期的土质演化过程。红粘土的形成还与气候条件、地形地貌、母岩成分、CO2含量等有关，是多种因素共同作用的结果。

加速贮存硬化试验按照GB/T 18013—2008《天然生胶 加速贮存硬化值的测定》进行，试样放入内置五氧化二磷的干燥器中，置于60 ℃的干燥箱中加速贮存24 h后进行塑性值测定，加速贮存48 h后进行门尼粘度值测定。

1.2.4 硫化特性

硫化特性按照GB/T 16584—1996《橡胶 用无转子硫化仪测定硫化特性》进行测试，试验温度为160 ℃。

1.2.5 物理性能

物理性能按照GB/T 2941—2006《橡胶物理试验方法试样制备和调节通用程序》和GB/T 528—2009《硫化橡胶或热塑性橡胶 拉伸应力应变性能的测定》进行测试。

2 结果与讨论

2.1 干胶质量分数

在对天然胶乳的干胶质量分数影响因素的研究中，重点分析了影响天然胶乳中橡胶和非胶组分含量的主要因素：橡胶树无性系特性、树龄、树割线长度、割胶频率和化学刺激、环境因素、割胶时间。莫业勇等[8]的研究表明，由于橡胶树割胶创伤、气温、湿度和橡胶树生长物候条件因素的影响，无性系PR107胶乳的各生理参数呈现出明显的季节性变化。

本研究4—11月各橡胶树品系天然胶乳的干胶质量分数如表1所示。

表1 4—11月各橡胶树品系天然胶乳的干胶质量分数Tab.1 Dry rubber mass fractions of natural rubber latex of different rubber tree strains from April to November

从表1可以看出：4月开割初期各橡胶树品系胶乳的干胶质量分数较大，在气温最低的11月胶乳的干胶质量分数较小；随着月份推后，云研77-2、云研77-4和PR107三个橡胶树品系胶乳的干胶质量分数呈现震荡下降趋势，云研77-2和PR107以及云研77-4胶乳的干胶质量分数分别在7和9月时有所回升，次月或随着气温的降低胶乳的干胶质量分数呈下降趋势；GT1胶乳的干胶质量分数在5月时最大，达到0.404 5，且其随季节变化波动最小；RRIM600胶乳的干胶质量分数在9月时最小，且其无明显变化规律。5个橡胶树品系胶乳中GT1胶乳的年均干胶质量分数最大，胶乳的年均干胶质量分数由大到小依次为GT1、RRIM600、PR107、云研77-4、云研77-2。

2.2 理化性质

各橡胶树品系NR的理化性质如表2所示。

表2 各橡胶树品系NR的理化性质Tab.2 Physicochemical characters of NR of different rubber tree strains

从表2可以看出：5个橡胶树品系NR的各项理化性质均达到了GB/T 8081—2018《天然生胶 技术分级橡胶（TSR）规格导则》规定的质量要求，其中5个橡胶树品系NR的杂质质量分数相同，均为0.000 1，氮、挥发分和灰分质量分数差异不大；云研77-2 NR的P0和PRI最大，分别为49.0和91；GT1 NR的P0最小，为40.0；云研77-4 NR的PRI最小、门尼粘度最大，分别为77和84；PR107，GT1和RRIM600 NR的门尼粘度较小，均为75。

2.3 贮存性能

各橡胶树品系NR的贮存性能如表3所示。

表3 各橡胶树品系NR的贮存性能Tab.3 Storage performances of NR of different rubber tree strains

从表3可以得出：通过加速贮存试验后5个橡胶树品系NR的P0和门尼粘度均增大，其中云研77-4 NR的ΔP0和ΔMv最小，分别为8.0和20，云研77-2 NR次之，分别为15.0和21；5个橡胶树品系NR的PRI均减小，其中云研77-4 NR的ΔPRI绝对值最小，为4，云研77-2 NR次之，为14。加速贮存后NR的P0和门尼粘度增大以及PRI减小是由于橡胶分子链上存在醛基，在贮存过程中橡胶分子发生交联形成网状结构，最终导致其逐渐硬化[9-10]；也有人认为NR的贮存硬化是由大分子链上的功能基团（羟基、内酯及环氧基）与蛋白质发生交联反应所引起[11]，贮存硬化会使NR的加工性能降低，增加后续加工能耗。

2.4 硫化特性

各橡胶树品系NR的硫化时间（160 ℃）如表4所示。

表4 各橡胶树品系NR的硫化时间Tab.4 Vulcanization time of NR of different rubber tree strains s

从表4可以看出，5个橡胶树品系NR的t10由长到短依次为RRIM600、云研77-2、云研77-4、PR107和GT1，t90由长到短依次为RRIM600、云研77-4、云研77-2、PR107和GT1，说明5个橡胶树品系NR中GT1和PR107 NR的硫化时间较短，硫化效率较高。

2.5 物理性能

各橡胶树品系NR的物理性能（160 ℃×30 min）如表5所示。

表5 各橡胶树品系NR的物理性能Tab.5 Physical properties of NR of different rubber tree strains

从表5可以看出：GT1和PR107 NR的定伸应力和拉伸强度较大，拉断伸长率相对较小；5个橡胶树品系NR的物理性能从高到低依次为GT1、PR107、云研77-2、云研77-4和RRIM600。NR的物理性能与自身相对分子质量有关，由于树种间差异，5个橡胶树品系NR的物理性能存在差异。

3 结论

（1）4—11月，5个橡胶树品系天然胶乳的干胶质量分数出现季节性变化，4月开割初期胶乳的干胶质量分数较大，11月胶乳的干胶质量分数较小，橡胶树生长物候条件是造成胶乳的干胶质量分数季节性变化的主要原因；5个橡胶树品系胶乳中GT1胶乳的年均干胶质量分数最大，为0.345 8，且其胶乳的质量分数随季节变化最小。

（2）5个橡胶树品系NR的理化性质满足GB/T 8081—2008规定的质量要求，其中GT1和PR107 NR的硫化特性和物理性能较好，云研77-4和云研77-2的贮存性能较好，利于保存和运输。