一種快速凝固天然膠乳的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種天然膠乳快速凝固劑的合成方法，其特征在于所述的天然膠乳快速凝固劑是由乙酸、甲酸、異丙醇、辛醇、平平加“Ｏ”依次加入乳化機中攪拌制得，其中酸濃度為1.5mol/L～4.0mol/L，pH=4～6；乳化攪拌時間在一小時左右；平平加“Ｏ”配制濃度為5～20%，含量為10～15%。根據(jù)合成原料的濃度、沸點、溶解度的不同，可以利用萃取及減壓蒸餾技術(shù)實現(xiàn)對快速凝固劑的回收利用。該法與傳統(tǒng)的凝固劑相比，既能快速地凝固天然膠乳，提高生產(chǎn)效率，又能對使用后的快速凝固劑進行回收利用，可以大大降低生產(chǎn)成本。
【專利說明】 一種快速凝固天然膠乳的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本專利涉及一種天然膠乳快速凝固劑的合成方法，能快速高效地凝固天然膠乳，同時降低成本。
【背景技術(shù)】
[0002]天然膠乳是組分較為復(fù)雜的多相分散體系。橡膠粒子上吸附有蛋白質(zhì)和脂肪酸等；非橡膠粒子的組分更為復(fù)雜，黃色體主要是由類脂物、蛋白質(zhì)、胡蘿卜素等物質(zhì)組成；乳清中則含有蛋白質(zhì)、脂肪酸、無機鹽、糖類等物質(zhì)，這些物質(zhì)對天然膠乳的穩(wěn)定性均有一定的影響，既而影響膠乳的凝固過程。
[0003]目前國內(nèi)天然橡膠加工的一般流程為:膠乳過濾一離心分離雜質(zhì)一混合一稀釋一沉降一加酸凝固一厚凝塊一壓薄脫水一多級縐片一多級造粒一干燥一壓緊一包裝。其中凝固是天然生膠生產(chǎn)的一個重要環(huán)節(jié)，不僅影響到脫水，干燥等后續(xù)加工過程，對天然生膠的性能也有一定的影響。
[0004]橡膠粒子表面帶有負電荷，從而引起周圍水分子的極化，產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極并在橡膠粒子表面作定向排列而形成一層水化膜。所以，使膠乳產(chǎn)生凝固可以中和其表面的陰電荷或破壞其水化膜。根據(jù)凝固機理可以將凝固工藝分為以下幾種:
酸凝固法:中國生膠加工中最早使用的凝固方法，其使用主要有醋酸、甲酸、硫酸等。酸凝固膠乳的機理主要是增加膠乳中氫離子的量，從而降低膠乳的PH值.壓縮雙電層，使水化膜變薄。當達到蛋白質(zhì)的等電點時，電動電位為零，橡膠粒子間再無斥力，它們相互聚集而凝固成塊。酸凝固方法雖仍在不斷的探索酸的種類及其凝固工藝，但研究應(yīng)用較廣的醋酸、甲酸、硫酸等凝固膠乳時都存在一些不足。
[0005]自然凝固及微生物凝固:膠乳從膠樹流出來經(jīng)一段時間后就會自然凝固，通常認為自然凝固的原因有3個:①由于細菌在膠乳內(nèi)不斷產(chǎn)生揮發(fā)脂肪酸，降低了膠乳的pH值，從而電荷中和導(dǎo)致膠乳自然凝固；②由于膠乳中形成高級脂肪酸并吸附在膠乳中的橡膠粒子上，這些羧酸根同金屬離子結(jié)合，生成羧酸鹽而導(dǎo)致膠乳自然凝固；⑧膠乳中存在分解蛋白酶，即凝固酶和過氧化物酶，作用于膠乳中橡膠粒子的蛋白質(zhì)層，破壞了橡膠粒子表面的吸附層，使橡膠粒子失去穩(wěn)定性而互相粘結(jié)，導(dǎo)致膠乳自然凝固。事實上，膠乳從膠樹流出后，就處于膠園的復(fù)雜環(huán)境之中，往往是上述3種因素同時發(fā)生作用。
[0006]自然凝固往往凝固時間長，凝固不完全，所以后來發(fā)展的微生物凝固就是基于自然凝固的思路，在外加微生物菌種和營養(yǎng)物質(zhì)的條件下，加快微生物的繁殖和代謝，從而加快膠乳的凝固，縮短凝固時間。但微生物凝固在菌種的選擇控制上還有待突破，而且其凝固過程中易產(chǎn)生發(fā)臭、發(fā)脹、凝塊過軟或過硬、夾生膠現(xiàn)象。
[0007]無機鹽凝固:其機理與酸凝固機理相似，只是無機鹽凝固是通過金屬陽離子電荷起凝固作用。還有一種說法認為:。二價、三價的鹽能與橡膠粒子保護層物質(zhì)結(jié)合，生成不溶性化合物，破壞橡膠粒子的穩(wěn)定性而使膠乳凝固。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，二價鹽較一價和三價凝固膠乳速率更快，并且其中的鈣鹽的凝固速率最為突出。無機鹽凝固速度快、污染小、成本低，還能在基本不改變現(xiàn)有工廠的加工方式的基礎(chǔ)上應(yīng)用，但凝固的生膠灰分含量偏高，影響制品的最終使用性能。
[0008]目前生產(chǎn)上多數(shù)采用酸為凝固劑的凝固槽凝固方法，其優(yōu)點是凝塊有充分的熟化時間以滿足機械處理所需要的軟硬度，且凝固用酸的價格相對低廉，生產(chǎn)成本相對較低。其缺點是:①形成的厚凝固塊在10厘米以上的需要先經(jīng)過壓薄機壓薄至6-8厘米，才能進入脫水機組壓縐脫水，壓出的縐片再經(jīng)過錘磨機造粒，所得膠粒形狀不規(guī)則，表面粗糙，不利于干燥；②經(jīng)多次檢驗表明，用酸凝固生產(chǎn)的標準膠產(chǎn)品其拉伸強度較不理想設(shè)備占地面積大，用工多而且凝固時間長，不能連續(xù)化；④腐蝕性強，縮短設(shè)備使用壽命，增加設(shè)備維修費用縐片機，造粒機等均屬于大功率用電設(shè)備，耗能量高排放的制膠廢水酸性強，污染物含量高，嚴重污染環(huán)境。用酸做凝固劑的凝固槽凝固法在某種程度上來說，已經(jīng)無法滿足當前環(huán)境友好型社會發(fā)展需。因此，探索新型天然膠乳凝固工藝對于整個行業(yè)的生產(chǎn)和環(huán)境的保護都具有十分重要的意義。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]本發(fā)明的目的是合成出一種新型的天然膠乳快速凝固劑，加快天然膠乳的凝固速度，保證生膠性能不受影響的同時提高凝固效率。本發(fā)明以乙酸、甲酸、異丙醇、辛醇、平平加“ O ”為主要原料制備出快速凝固劑，再將快速凝固劑加入到凝固天然膠乳的設(shè)備中，不僅能夠使天然膠乳在短時間內(nèi)凝固，縮短熟化時間，而且不需要大量清水沖洗，提高生產(chǎn)效率的同時降低生產(chǎn)成本。
[0010]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:按照一定比例將乙酸、草酸、甲酸、異丙醇、辛醇、平平加“O”依次加入乳化機中，制備出透明狀的快速凝固劑。其中酸濃度為1.5mol/L?4.0mol/L,pH=4?6 ;乳化攪拌時間在一小時左右；平平加“ O ”配制濃度為5?20%，含量為10?15%。根據(jù)合成原料的濃度、沸點、溶解度的不同，可以利用萃取及減壓蒸餾技術(shù)實現(xiàn)對快速凝固劑的重復(fù)利用。
[0011]本發(fā)明有益效果是:快速凝固劑的合成過程簡單，基本上可以實現(xiàn)自動化，機械化，連續(xù)化；快速凝固劑可在常溫下使用，環(huán)境適應(yīng)性強；快速凝固劑凝固天然膠乳的速度快，生產(chǎn)效率高；凝固劑可循環(huán)使用，大大降低生產(chǎn)成本。
【具體實施方式】
[0012]實施例1:
將平平加“ O ”配制成5?20%的溶液，乙酸與甲酸體積比為3:1，辛醇與異丙醇體積比為1: 1，依次將依次將乙酸、甲酸、乙醇、辛醇、平平加“ O ”加入乳化機中，常溫下開啟乳化機攪拌溶液一小時至半透明狀。取10g天然膠乳，用合成的快速凝固劑對其進行凝固，凝固時間為30s，熟化時間為2h。
[0013]實施例2:
將平平加“ O ”配制成5?20%的溶液，乙酸與甲酸體積比為3:1，辛醇與異丙醇體積比為1: 1.5，依次將依次將乙酸、甲酸、乙醇、辛醇、平平加“ O ”加入乳化機中，常溫下開啟乳化機攪拌溶液一小時至半透明狀。取10g天然膠乳，用合成的快速凝固劑對其進行凝固，凝固時間為20s，熟化時間為1.5h。
[0014]實施例3:
將平平加“ O ”配制成5?20%的溶液，乙酸與甲酸體積比為3:1，辛醇與異丙醇體積比為1:2，依次將依次將乙酸、甲酸、乙醇、辛醇、平平加“ O ”加入乳化機中，常溫下開啟乳化機攪拌溶液一小時至半透明狀。取10g天然膠乳，用合成的快速凝固劑對其進行凝固，凝固時間為15s，熟化時間為lh。
【權(quán)利要求】
1.一種天然膠乳快速凝固劑的合成方法，其特征在于:所述的快速凝固劑是由乙酸、甲酸、異丙醇、辛醇、平平加“O”制備而成的，其中酸濃度為1.5mol/L?4.0mol/L,pH=4?6 ;乳化攪拌時間在一小時左右；平平加“O”配制濃度為5?20%，含量為10?15%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種天然膠乳快速凝固劑的合成方法，其特征在于所述的快速凝固劑的制備步驟是:①將平平加“ O ”配制成5?20%的溶液依次將乙酸、甲酸、異丙醇、辛醇、平平加“ O ”加入乳化機中；③常溫下開啟乳化機攪拌溶液至透明狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種天然膠乳快速凝固劑的合成方法，其特征在于所述的快速凝固劑可以利用萃取及減壓蒸餾技術(shù)實現(xiàn)回收利用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種天然膠乳快速凝固劑的合成方法，其特征在于所述的快速凝固劑是透明的酸性有機醇溶液，凝固膠乳時盛裝在不銹鋼的凝固池中。
【文檔編號】C08C1/15GK104341540SQ201310336346
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年8月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月5日
【發(fā)明者】廖雙泉, 高金晶, 肖超 申請人:海南大學(xué), 海南天然橡膠產(chǎn)業(yè)集團有限公司