微生物凝固天然橡胶和酸凝固天然橡胶生胶流变特性的研究

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1、·６８·材料导报Ｂ：研究篇２０１３年１月（下）第２７卷第１期微生物凝固天然橡胶和酸凝固天然橡胶生胶流变特性的研究＊罗文杰１，李思东２，方林１，汪志芬１（１海南大学材料与化工学院，海口５７０２２８；２广东海洋大学理学院，湛江５２４０８８）摘要采用橡胶加工分析仪（ＲＰＡ）研究了微生物凝固天然橡胶（ＮＲ－ｍ）和酸凝固天然橡胶（ＮＲ－ａ）生胶的弹性模量（Ｇ′）和损耗因子（ｔａｎδ），并用Ｏｓｔｗａｌｄ幂律方程和Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ－Ｆｒｅｎｋｅｌ－Ｅｙｒｉｎｇ方程求取天然橡胶的流动指数（ｎ）、流体稠度（ｋ）及粘流活化能（Ｅ）。研究结果表明：两种凝固工艺天然橡胶生胶的Ｇ′、

2、ｔａｎδ、ｎ、ｋ及Ｅ都具有相同的变化趋势，且ＮＲ－ｍ的Ｇ′、ｋ和Ｅ均高于ＮＲ－ａ的，而其ｔａｎδ和ｎ则均比ＮＲ－ａ的低。关键词天然橡胶微生物凝固酸凝固流变特性中图分类号：ＴＱ３３０．５２文献标识码：ＡＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＲｈｅｏｌｏｇｉｃａｌＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＲａｗＮａｔｕｒａｌＲｕｂｂｅｒｓＰｒｅｐａｒｅｄｂｙＭｉｃｒｏｂｉａｌＣｏａｇｕｌａｔｉｏｎａｎｄＡｃｉｄＣｏａｇｕｌａｔｉｏｎ１，ＬＩＳｉｄｏｎｇ２，ＦＡＮＧＬｉｎ１，ＷＡＮＧＺｈｉｆｅｎ１ＬＵＯＷｅｎｊｉｅ（１ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈａ

3、ｉｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｉｋｏｕ５７０２２８；２ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＳｃｉｅｎｃｅ，ＧｕａｎｇｄｏｎｇＯｃｅａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈａｎｊｉａｎｇ５２４０８８）ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｅｌａｓｔｉｃｍｏｄｕｌｕｓ（Ｇ′）ａｎｄｌｏｓｓｆａｃｔｏｒ（ｔａｎδ）ｏｆｍｉｃｒｏｂｉａｌｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ（ＮＲ－ｍ）ａｎｄａｃｉｄｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ（ＮＲ－ａ）ｏｆｆｒｅｓｈｌａｔｅｘａｒｅａｎａｌｙｚｅｄｕｓｉｎｇａｒｕｂｂｅｒｐｒｏｃｅｓｓａｎａｌｙｚｅｒ（ＲＰＡ）．Ｔｈｅｆｌｏｗｂｅｈａｖｉｏｒｉｎｄｅｘ（ｎ），ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙｉｎｄｅｘ（

4、ｋ）ａｎｄａｃｔｉｖａｔｉｏｎｅｎｅｒｇｙｏｆｖｉｓｃｏｕｓｆｌｏｗ（Ｅ）ａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅＯｓｔｗａｌｄｅｑｕａｔｉｏｎａｎｄＡｒｒｈｅｎｉｕｓ－Ｆｒｅｎｋｅｌ－Ｅｙｒｉｎｇｅｑｕａｔｉｏｎ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｖａｒｉａｔｉｏｎｔｒｅｎｄｓｏｆＧ′，ｔａｎδ，ｎ，ｋａｎｄＥｏｆＮＲ－ｍａｒｅｓｉｍｉｌａｒｔｏｔｈｏｓｅｏｆＮＲ－ａ．ＴｈｅｖａｌｕｅｓｏｆＧ′，ｋａｎｄＥｏｆＮＲ－ｍａｒｅｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｏｆＮＲ－ａｗｈｉｌｅｔｈｅｔａｎδａｎｄｎｏｆＮＲ－ｍａｒｅｌｏｗｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｏｆＮＲ－ａ

5、．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｎａｔｕｒａｌｒｕｂｂｅｒ，ｍｉｃｒｏｂｉａｌｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ，ａｃｉｄｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ，ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙ据，在橡胶制品的加工过程中具有重要的指导意义［９，１０］。Ｍｉ－０引言［１１，１２］ｔｒａ等研究了橡胶凝胶对天然橡胶和丁苯橡胶生胶流变行为的影响。Ｅｈａｂ等［１３］研究了加工前ＮＲ生胶的贮藏及熟天然橡胶（ＮＲ）是一种生物合成弹性体，其分子链结构化过程对其流变性能的影响。Ｄｉｍｉｅｒ等［１４］研究了塑炼工艺主要包括１个ω活性端基、２个反式聚异戊二烯、１个长的顺式聚异戊二烯重复单元及１个α活性端基，并以颗粒的形

6、式对ＮＲ流变行为的影响。本实验采用橡胶加工分析仪与蛋白质、糖类及无机盐等其他非胶组分共存于水中形成天（ＲＰＡ）系统研究了微生物凝固和酸凝固天然橡胶生胶的流然胶乳［１］。天然胶乳必须经过凝固、干燥等工艺才能制成天变性能。然橡胶。天然胶乳的凝固是影响ＮＲ质量的重要环节之［２］１实验一。长期以来，国内主要采用酸凝固工艺制备ＮＲ，所生产的ＮＲ的拉伸性能明显低于国外采用自然凝固工艺生产的１．１原材料ＮＲ。近年来，我国开展了天然胶乳自然凝固生产工艺的研新鲜天然胶乳，中国热带农业科学院试验场胶厂；乙酸，究，其主要集中于自然凝固ＮＲ的结构、物理机械性能、老化ＣＰ级，汕头市光华化

7、学厂。性能及硫化特性等方面［３－７］，而对流变特性方面的研究鲜见１．２试样制备报道。酸凝固天然橡胶（ＮＲ－ａ）：取一定量的新鲜天然胶乳，加流变学是研究材料流动及变化规律的一门科学［８］。流入乙酸进行凝固，再将凝块洗涤、压薄，放入烘箱中７０℃恒变性能是高分子材料内在结构的反映，对高聚物的链结构、温干燥，制得酸凝固天然橡胶样品。相对分子质量及其分布、支化结构等因素具有一定的依赖微生物凝固天然橡胶（ＮＲ－ｍ）：取一定量的新鲜天然胶性。流变性能作为评价加工性能和最终产品质量的重要依乳，在室温下自然凝固，再将凝块洗涤、压薄，放入烘箱中＊国家自然科学基金（５０７７３０１３）

8、罗文杰：男，１９８７年生