一种用于研究微波干燥天然橡胶超微结构样品的制备方法

一、技术领域

本发明涉及一种用于研究微波干燥天然橡胶超微结构样品的制备方法。

二、技术背景

通常生产方法是将橡胶树割取的鲜胶乳经凝固、压绉、造粒，最后干燥脱水成为天然橡胶产品。现有的新鲜天然胶乳凝固方法主要是微生物凝固(包括橡胶园微生物自然凝固、外加微生物自然凝固和快速微生物凝固)或酸凝固(乙酸凝固或甲酸凝固)。微生物凝固过程中，微生物与天然胶乳中糖类物质、蛋白质发生发酵作用，产生大量的气泡；酸凝固过程中，酸中和胶乳的碱产生热量，也使胶乳产生大量的气泡，甲酸和乙酸都是挥发性酸，加进胶乳中也产生大量的气泡；胶乳是比较粘稠的液态，加入微生物菌液或酸液后需要搅拌均匀，在搅拌过程中产生大量的气泡；天然胶乳在凝固的同时，气泡也充满了水。

由于天然橡胶具有高弹性，高含水量的湿天然橡胶凝块也有较高的弹性，如果将高含水量的湿天然橡胶凝块直接放进开放式炼胶机辊筒，湿胶块就会在辊筒上打滑、不能进机，不能压延脱水。因此，科技工作者研究了压绉机，即在两个不等速的辊筒上分别设置了多条波浪式的凸起齿条，高含水量的湿天然橡胶凝块先放在压绉机上压绉就不会打滑了。然而，压绉过程是一个将凝固的湿胶块进行撕裂和部分脱水过程，由于两个带有齿条的辊筒接触面不平整，因而有些部位被压实，有些部位还存在不同程度大小的充满了水的气泡，且局部硬软程度差异较大；虽然这些对于天然橡胶干燥工艺影响不大，但对于研究干燥天然橡胶内部超微结构，尤其是研究微波干燥的天然橡胶内部超微结构等相关理论产生极大的影响。

微波干燥湿天然橡胶具有干燥速度快、节能、受热均匀、清洁生产、无污染等优点；然而，由于微波干燥湿天然橡胶过程是湿胶料的水分吸收微波能，里层水蒸气压力骤升驱动水蒸气向胶料表层排出，导致形成很多气孔；同时，在微波作用下天然胶乳在凝固过程产生的气泡中的水也向胶料表层排出而留下大量不同程度大小的气孔，所以在研究微波干燥的天然橡胶内部超微结构时很难分辨哪些气孔是胶乳凝固过程形成的，哪些气孔是湿天然橡胶微波干燥过程新产生的。

因此，有必要提供一种能消除凝固天然胶乳过程形成气孔的湿橡胶物料的方法，这对于研究天然橡胶的微波干燥等相关理论和工艺技术都具有十分重要意义。

三、发明内容

本发明的目的在于提供一种能消除凝固天然胶乳过程形成气泡的湿橡胶样品的制备方法，使样品能满足天然橡胶的微波干燥等相关理论和工艺技术研究的要求。

具体地说，首先采取人工使用圆形玻璃筒或圆形木棒将微生物凝固或酸凝固天然胶乳的湿天然橡胶样品沿着纵横两个不同方向交替压延，使湿胶片达到一定的硬度，再将剪除四周2cm宽的中间部分样品用开放式炼胶机沿着纵横两个不同方向交替压延；最后将剪除四周2cm宽的中间部分样品按常规方法经微波干燥、液氮处理、剥断后获得没有气孔的样品作为物料超微结构研究。

本发明的原理是微生物凝固或酸凝固的湿天然橡胶样品在人工压延过程中，其内部气泡已消除一部分，同时也脱掉一部分水分，而且剪除四周宽2cm的中间部分样品比较均匀，此时呈片状的样品含水量要比凝块状的样品含水量要低得多，将其用开放式炼胶机上压延，就不会打滑，比较均匀的样品在开放式炼胶机的滚压作用下，即可完全消除样品内的气孔，并能得到硬度基本一致的样品。

本发明所采用样品原料为新鲜的天然胶乳或浓缩天然胶乳，其中新鲜的天然胶乳的干胶含量由于季节大气不同而有所不同，如果胶乳的干胶含量大于25％，要用干净的水稀释至20％～25％；浓缩天然胶乳的干胶含量通常为60％左右，氨含量≥0.60％，由于凝固时需要消耗部分乙酸溶液或甲酸溶液或硫酸溶液中和浓缩天然胶乳中的氨，所以加入酸溶液要比凝固新鲜的天然胶乳的多，如果加入酸溶液前将浓缩天然胶乳加水稀释至干胶含量20％～25％，就会造成浓缩天然胶乳凝固时干胶含量过低难以凝固，因此加入酸溶液前可将浓缩天然胶乳加水稀释至干胶含量30％～40％。

本发明所述的新鲜天然胶乳微生物凝固是采用外加微生物自然凝固和快速微生物凝固。

本发明所述的新鲜天然胶乳酸凝固是采用甲酸凝固或乙酸凝固或硫酸凝固。

本发明所述的浓缩天然胶乳酸凝固是采用甲酸凝固或乙酸凝固或硫酸凝固。

本发明所采用的人工压延是人工利用形玻璃圆筒或圆形木棒沿着样品纵横两个不同方向交替滚动压延湿胶片，样品硬度(邵氏，度)达到18±4度。

本发明所采用的开放式炼胶机的辊筒转比为1∶1.2～1∶1.4，辊距为2.0～3.5mm，沿着样品纵横两个不同方向交替进行压延，使样品硬度(邵氏，度)达到27±2度。

本发明所述的湿橡胶块在开放式炼胶机上压延的最终样品厚度小于1cm。

本发明可采用其它质地的圆形筒类或棒类进行人工压延，也可使用机械代替人工压延，也可采用其它转比不同的其它机械压延。

采用本发明制备的样品完全消除了胶乳凝固过程形成的气孔，可满足天然橡胶的微波干燥等相关理论和工艺技术研究的要求。