胶乳制品工艺实验

胶乳制品工艺实验胶乳制品工艺实验 第一节第一节 浓缩胶乳热稳定度的测定浓缩胶乳热稳定度的测定 胶乳的化学稳定度主要是指胶乳加入化学药品后所表现的稳定程度 一般都把氧化锌 对胶乳性质的影响作为检验胶乳化学稳定度的方法 一是测定含氧化锌胶乳在一定温度下 的胶凝时间 即热稳定度 二是测定含氧化锌胶乳的机械稳定度 即氧化锌稳定度 三 是测定含氧化锌胶乳的粘度或粘度变化 利用胶乳直接制造制品时 一般都加入氧化锌作胶乳硫化的活化剂 然而 氧化锌在 加氨保存胶乳中 特别是在保存不良的胶乳中 将使胶乳的稳定性逐渐降低 而出现粘度 不断增高 甚至发生胶凝现象 这就给胶乳制品工艺特别是浸渍制品和压出制品工艺带来 很大的困难 天然胶乳热稳定度的大小 反映了胶乳抵抗热敏剂的热胶凝作用的能力 热 稳定度的过高或过低 都将影响制品的质量 甚至使生产无法正常进行 为了了解胶乳的 性能 控制和改善原料胶乳的生产 提高产品质量 因此 要测定胶乳的热稳定度 一 旋转粘度计法一 旋转粘度计法 一 测定原理 测定天然胶乳热稳定度的依据是 胶乳在加热情况下 橡胶粒子抵抗氧化锌破坏其稳 定性能力的大小 用胶凝时间表示 氧化锌与胶乳反映的机制如下 氧化锌在水中的溶解度很小 但能溶于铵盐溶液中 在加氨保存胶乳中 有游离氨 也有铵离子 它们之间存在如下的平衡关系 NH3 H2O NH4 OH 氧化锌加入胶乳后 通常生成锌氨络合物而溶解 一般在常温和胶乳氨含量正常的情 况下 主要生成四氨的锌氨络离子 反应式为 6ZnO 2NH3 2NH4 Zn NH3 4 H2O 当温度升高或 PH 降低时 氨分子减少 Zn NH3 4 Zn NH3 3 NH3 Zn NH3 2 2NH3 氨分子越少 则络离子的迁移率及电荷密度就越大 活性度也越大 它一方面中和胶 粒的阴电荷 降低胶粒的电动电位 另一方面又与吸附在胶粒保护层的铵皂生成不溶性的 锌皂 Zn NH3 n 2RCOO Zn RCOO 2 n NH3 这就使胶粒脱水 而互相凝聚起来 视凝聚的程度不同而引起胶乳的增稠或胶凝现象 二 化学药品 纯度要求均在分析纯以上 1 氧化锌 2 氨水 3 氯化铵 4 锌氨络离子溶液的配制 用扭力天平称取氧化锌 3 00g 氯化铵 4 00g 置于 200ml 的 广口瓶中 然后用 10 氨水 20ml 2g 纯氨 盖上玻塞 摇荡 待 ZnO 溶解后 用蒸馏水 稀释至 130g 该溶液锌离子浓度为 1 85 氨浓度为 1 55 只能控制在 1 55 1 65 之间 配制好的溶液不允许有乳光或白色沉淀 三 测定仪器 1 超级恒温器 10 C 95 C 温度波动 1 15 C 2 NDJ 79 型旋转式粘度计 选用第二单元测定器 中号转筒 转速为 750r min 3 秒表 1 10S 4 扭力天平 分度值为 0 01g 四 测定步骤 1 试样 50 0 1g 胶乳于 120ml 广口瓶中 用 2 氨水及蒸馏水调节胶乳的氨含量为 0 70 0 01 总固体为 55 充分摇匀 按式 1 和式 2 计算 2 氨水及蒸馏水之用量 W1 0 7W2 50 P 2 1 W3 W2 50 W1 2 式中 W1 氨水的用量 g W2 总固体稀释至 55 后胶乳的质量 g W3 蒸馏水的用量 g P 胶乳的氨含量 2 测定方法 按仪器的使用说明固定转轴及调整零点 用中号转筒放入测试器中 升温测试器至 70 C 并推入至仪器的固定位置上 将转筒悬挂于仪器转轴勾上 称取约 12g 上述胶乳 用移液管加入 3ml 锌氨络离子溶液 稍微搅拌后立即小心地注入测试器中 直到它的高度 达到锥形面的下部边缘 迅速按下启动按钮 使电动机和计时器同时运行 当仪器指针指 向规定值 刻度 60 格 时 按下停止按钮 所需时间即为热稳定性 单位 S 二 夹套热稳定度测定器法二 夹套热稳定度测定器法 一 测定原理 与转动粘度计法相同 二 试剂 与转动粘度计法同 三 仪器 1 超级恒温器 2 夹套热稳定度测定器 3 秒表 停表 4 台平 5 1ml 吸管 四 测定步骤 先将热稳定度测定器固定在滴定管架上 然后将超级恒温器中恒温 70 C 的水接入测定 器中 如下图 使测定过程热水不断在测定器中流动 用氨水和蒸馏水将待测胶乳的氨含量调至 0 70 0 01 总固体含量调至 55 随即用 台平秤取 12g 胶乳放入小烧杯中 然后用吸管吸取 3ml 锌氨络离子溶液于胶乳中 随即摇 匀 立即将胶乳倾倒入测定器 由于测定器的内径较小 需要用一手指顶住测定器的下口 开始时不要顶得太紧 电炉丝在测定器内上下移动 使胶乳迅速流满测定器 当胶乳充 满测定器时 立即按下秒表 并用电炉丝不断在测定器内继续上下移动 试测胶乳是否凝 固 发现胶乳凝固时即刻按下秒表 胶乳从注满测定器至凝固所用的时间 即为胶乳的热 稳定度 单位 S 重复测定两次以上 测定结果取两次实验数据的平均值 但误差不得 超过 5 五 注意事项 1 锌氨络离子溶液加入胶乳后立即进行测定 否则影响测定的准确性 2 胶乳倒入测定器时应立即用电炉丝不断上下移动 使胶乳迅速流入测定器中 否则 影响测定的结果 3 在测定器内流动的恒温水 流动速度要快 使测定器内的温度和测定要求的温度相 符合 另外 也要防止测定器内水位忽高忽低的现象 4 待测胶乳的原始温度不应超过 30 C 第二节第二节 氧化锌胶乳机械稳定度 氧化锌胶乳机械稳定度 ZSTZST 的测定 的测定 影响胶乳稳定性的主要因素 是粒子的水合度以及所带电荷 对天然胶乳来说 水合 度的大小决定于吸附层的蛋白质和皂类 而粒子所带的电荷则决定于 pH 值和所存在的金属 离子 加入氧化锌后 生成的锌铵络离子能引起粒子电动电位和迁移率的降低 同时 在 粒子上形成疏液性的锌化合物 因此使胶乳的稳定性降低 氧化锌机械稳定性是衡量胶乳 耐氧化程度的一个方法 因而具有重要意义 ZST 为 150 秒以下时胶乳不稳定 150 300 秒为中等 300 500 秒为高等 500 秒以上时 胶乳可在氧化锌存在下较长时间保存 一 测定原理测定原理 与胶乳热稳定度的测定基本相同 它是在高速搅拌作用 橡胶粒子抵抗氧化锌破坏其 稳定性能的大小 二 试剂试剂 1 15 油酸钾溶液 用足量的 KOH 将 PH 值调到 10 0 10 5 2 浓甲醛溶液 化学纯 三级 3 氧化锌 三级 干粉 三 仪器仪器 1 PH 计 具有高碱型玻璃电极和甘汞电极 2 电动搅拌器 可调速 3 水浴锅 保持 30 1 C 4 机械稳定度试验机 四 测定步骤测定步骤 将含有 100g 总固体的胶乳 Ag 放入 PH 计装置中 在胶乳中加入 6 7ml 油酸钾溶液 干重为胶乳总固体的 1 0 然后从滴定管中逐滴加入浓甲醛溶液 Bml 直到 pH 值稳 定在 9 80 为止 加入蒸馏水 Cml 将胶乳总固体含量稀释至 55 这里 C 175 A B 这 时的 PH 值应在 9 75 9 80 之间 3 将胶乳盖好后移入水浴中放置 10 15min 然后在机械搅拌下 于 8 10min 内逐渐加 入 5g 氧化锌 搅拌的速度必须足以使氧化锌能迅速浸入胶乳液面以下 再继续搅拌 5 7min 使从加氧化锌算起的搅拌时间共 15min 然后让胶乳在 30 C 水浴中再停放 45min 将胶乳从水浴中移出 用骨匙撇去表面泡沫 称取 80g 胶乳放入机械稳定度测定器的 容器中 并立即测定机械稳定度 测定操作与浓缩胶乳机械稳定度测定相同 将剩余的胶 乳再放回水浴中 以便第一次试验作完后再进行第二次试验 当开始看到胶乳的表面出现附聚状态时 即作为终点 到达终点后可以继续搅拌以检 验所观察的终点是否正确 两次开始测定机械稳定度的间隔时间不应超过 12min 两次测定值之差须不超过第二 次测定值的 10 然后取第一次测定值作为胶乳的氧化锌机械稳定度 单位 S 第三节第三节 氧化锌胶乳粘度 氧化锌胶乳粘度 ZOVZOV 的测定 的测定 在胶乳中加入氧化锌后 和铵离子形成锌铵络离子 导致粘度上升 使胶乳不稳定 也是一种衡量胶乳化学稳定性的方法 ZOV 指示对泡沫海绵的加工性能尤为重要 ZOV 为 300 以下时胶乳很稳定 在 500 700 时加工性能良好 1000 以上时不稳定 一 测定原理一 测定原理 与胶乳热稳定度的测定原理基本相同 其是在高速转动的转子作用下 测定橡胶粒子 抵抗氧化锌破坏其稳定性的能力 二 试剂二 试剂 1 20 的油酸钾溶液 用化学纯的油酸和氢氧化钾配成 使其 PH 值达到 10 0 10 2 2 浓甲醛溶液 化学纯 3 10 的硫酸铵溶液 用化学纯是硫酸铵配制 4 50 的氧化锌分散体 按如下配方在球磨机中研磨 72h 即成 ZnO 50 NF 2 5 蒸馏水 47 5 三三 仪器 仪器 1 PH 计 具有高碱型玻璃电极甘汞电极 2 可调速的电动搅拌器 3 恒温水浴缸 保持 30 2 4 秒表 5 B 型粘度计 并附转子及盛料杯 四四 测定步骤测定步骤 1 胶料配方 干基计 湿基计 胶乳 100 0 A 20 油酸钾溶液 1 0 5 浓甲醛溶液 B 10 硫酸铵溶液 0 5 5 0 50 氧化锌分散体 5 0 10 0 蒸馏水 总固体稀释至 57 0 合 计 106 5 186 8 C 186 8 A B 20 166 8 A B 2 步骤 1 称取含 100g 总固体的胶乳 Ag 放入 PH 计装置中 并在电动搅拌器搅拌下加入 5ml20 油酸钾溶液 此时胶料 PH 要在 10 3 以上 如不到 10 3 则另加氨水 使其 PH 为 10 3 2 边搅拌 边从滴定管口逐滴加入浓甲醛溶液 Bml 使其 PH 值达 9 8 然后 将胶料 移至 32 2 水浴中保温 15min 将其他未配入的配料及盛杯也进行预热 使它们都接近 30 2 3 取出保温胶料 加入 5ml10 的硫酸铵溶液 随即边用玻璃棒搅拌边迅速加入 10g50 的 氧化锌分散体 加完后 继续搅拌 1min 并且将事先用蒸馏水 Cml 稀释至 57 的胶料与氧 化锌混合 以助氧化锌的分散 若曾加入氨水提高 PH 值至 10 3 时 还要从稀释水减去氨 水的毫升数 4 撇去液面的泡沫 装入 B 型粘度计的盛料杯中 从开始加入氧化锌算起 至第 5min 用 2 号转子 转速为 60r min 测定其黏度 读数后取出转子清洗之 在第 8 9min 用 玻棒或骨匙缓慢搅拌胶料 至第 10min 再测其黏度 5 记录 5min 10min 的读数 粘度 每个样品作两次平行试验 相同时间的黏度平 均值作为胶乳氧化锌粘度值 两个试验误差要求在 5 之内 第四节第四节 配合剂的加工与检验配合剂的加工与检验 一 试验日的一 试验日的 实验目的 通过本试验 掌握不同类型配合剂加工处理的基本方法及其检验方法 熟悉 球磨机 砂子磨等加工设备的特性 结构和使用要求 二 试验原理二 试验原理 胶乳制品工业所使用的各种配合剂 能直接加入胶乳进行配合的 为数甚少 一般都 要经过加工 使之成为溶液 乳化液或分散体后 才能与胶乳相配合 不同类型的配合剂 其加工方法也有所不同 凡能溶于水或稀碱液的配合剂 如稳定剂 分散剂 湿润剂 增稠剂等 通常都制成 水溶液或稀碱液 凡能溶于水或稀碱液的液体 半液体配合剂 如软化剂 耐寒剂 防老剂等 则一般 都在乳化剂的作用下 借助胶体磨或匀化器制成乳状液 凡不溶于水的粉末状 配合剂 如硫黄 氧化锌及各种促进剂等 一般在分散剂的作用下 借助球磨机或砂子磨制成胶状 分散体 而胶状分散体的制备通常又分三种方式 第一种是将同时使用的各种配合剂 按 配方比例混合研磨 此法适用于制造大量的单一制品时使用 第二种方法是将配合剂分组 研磨 此法适用于生产单一品种但颜色不同的制品时使用 第三种方法是将配合剂单独研 磨 此种适用于制品品种变化较多而数量又不多 或实验室研究配方 检验配合剂时使用 本试验只考虑第三种方式 加工好的配合剂 究竟质量如何 能否符合制品工艺要求 还必须经过检验 配合剂 不同 其检验方法亦不同 配合剂溶液可通过离心沉降法来检验 乳化液则在一定条件下 通过静置或离心的办法 视其分层与否来鉴定是否乳化良好 至于分散体 则可用显微镜 观察或沉降天平测定其沉降量来判断是否符合要求 三 实验仪器及药品三 实验仪器及药品 一 仪器 1 沉降天平 1 台 2 台平 分度值为 0 1g 1 台 3 台平 分度值为 0 5g 1 台 4 无级调速电动搅拌机8 台 5 高速自控组织捣碎机 1 台 6 电热恒温水浴 1 台 7 普通光学显微镜 1 台 8 医用离心机 带四支离心管 1 台 9 500ml 搪瓷杯 6 个 10 10ml 吸管 1 支 11 250ml 量筒 1 个 12 50ml 广口瓶 1 个 13 600ml 烧杯 2 个 14 50ml 烧杯 2 个 15 50ml 量筒 1 个 二 药品 1 硫磺 工业用 100g 2 TMTD 工业用 100g 3 ZDC 工业用 100g 4 氧化锌 工业用 100g 5 硅氟化钠 工业用 100g 6 防老剂 D 工业用 100g 7 机械油 20 150g 8 油酸 CP 9 分散剂 NF 工业用 10 颜料 大红 草绿 黄 50g 11 酪素 工业用 20g 12 氨水 CP 13 平平加 O 工业用 14 氢氧化钾 CP 适量 四 试验步骤 一 配合剂的加工 1 10 酪素溶液的制备 用分度值为 0 1g 的台平 称取 20g 干酪素于干净的 600ml 烧杯中 并加入 174ml 软水 再置于 40 左右 不超过 50 的恒温水浴中 使酪素充分 溶胀 需时约 2h 然后加入 6ml 浓度为 20 的氨水 微热 不超过 65 并搅拌至完全溶 解 即制成 10 酪素溶液 若原酪素体质多 此时还需用纱布过滤后备用 2 50 机械油乳化液的制备 在台平上称取 150g20 号 机械油 置于 600ml 烧杯中 并加入 130ml 软水 共热至 80 左右 然后在搅拌机缓慢拌下加入 14g 油酸并逐滴加入 20 氨 水 6ml 继续搅拌至油酸完全皂化 即混合液在搅拌情况下呈均一相液体 为止 最后将 此混合液转移到高速自控组织捣碎机的容器中 高速搅拌 15min 或至所需分散度 即成 为 50 机械油乳化液 3 硫磺 氧化锌 TMTD ZDC 等分散体的制备 50 硫磺分散体 在台平上称取 100g 干硫磺粉 置于 500ml 搪瓷杯中 然后加入 10 酪 素 40ml 11 5 氨水 2 5ml 软水 58ml 以及堆积体积约 200ml 的玻璃砂 搅和后即将搪瓷杯 加盖并固定在无级调速电动搅拌机上 以不锈钢搅拌浆剧烈搅拌 转速越高越好 但以无液滴 飞溅为主 直到硫磺粒子的分散程度达到要求为止 一般需时约 20h 最后取下搪瓷杯 滤去 玻璃砂 即得 50 硫磺分散体 40 氧化锌分散体 在台平上称取氧化锌粉末 经干燥 过筛 100g 扩散剂 NF6g 置于 同一干净的 500ml 搪瓷杯中 加入 10 酪素 80ml 20 氨水 10ml 软水 60ml 以及堆积体积约 200ml 的玻璃砂 然后搅和 即加盖并置于具不锈钢搅拌浆的无级调速电动搅拌机搅拌 搅拌 速度以快为好 但应无液滴飞溅 直至氧化锌分散程度达到要求为止 需时约 8h 最后取下 搪瓷杯 用筛网滤去玻璃砂 所得流体即为 40 氧化锌分散体 50 促进剂 TMTD 或 ZDC 分散体 在台平上称取 100 克 TMTD 或 ZDC 粉 2 3g 干扩散散 剂 NF 一起置于一 500ml 瓷杯中 再加入 10 酪素 40ml 软水 58ml 以及堆积体积约 200ml 的 玻璃砂 然后搅和 加盖并置于带不锈钢搅拌浆的无级调速电动搅拌机搅拌 搅拌机转速以快 而无液滴飞溅为度 直至 TMTD 或 ZDC 粒子分散程度达到要求为止 需时约 12h 取下搪瓷杯 滤 去玻璃砂 所得白色乳状液即为 50 TMTD 分散体或 50 ZDC 分散体 40 防老剂 D 分散体 用台平称取 100g 防老剂 D 干粉 干扩散剂 NF6g 置于同一干净 的 500ml 搪瓷杯内 再加入 10 酪素 80ml 软水 64ml 以及堆积体积约 200ml 的玻璃砂 搅和 后加盖并置于具不锈钢搅拌浆的无级调速电动搅拌机搅拌 搅拌速度以快而无液滴飞溅为度 直至防老剂量 D 粒子的分散程度达到目的要求为止 需时为 12h 最后将搪瓷杯取下 用筛 网滤去玻璃砂 所得液体即为 40 防老剂 D 分散体 50 硅氟化钠分散体 在台平上称取 100g 硅氟化钠 置于一干净的 500ml 搪瓷杯内 再加入 20 氢氧化钾溶液 12 5ml 软水 88ml 以及堆积体积约 200ml 的玻璃砂 搅和 加盖并 置于具不锈钢搅拌浆的无级调速电动搅拌机上搅拌 搅拌机转速以快而无液体从搪瓷杯在飞 出为度 直至硅氟化钠粒子的分散程度达到要求为止 需时约 h 最后取下搪瓷杯 用 筛网滤去玻璃砂 所得糊状液体即为 50 硅氟化钠分散体 25 颜料分散体 用台平称取颜料 大红 草绿 黄等 50g 扩散剂 NF1 5g 置于一干 净的 500ml 搪瓷杯内 再加 10 酪素 25ml 软水 124ml 以及堆积体积约 200ml 的玻璃砂 搅和 后即加盖并置于具不锈钢搅拌浆的无级调速电动搅拌机上搅拌 搅拌机转速以快而无液滴从 搪瓷杯内飞出为度 直至颜料分散程度达到要求为止 需时约 6h 最后取下搪瓷杯 用筛网 滤去玻璃砂 所得液体即为 25 颜料分散体 二 配合剂的检验 1 配合剂溶液 取 2 支离心管 其中一支盛入所制备好的配合剂溶液 酪素 而另一以 则盛蒸馏水 2 支离心管所盛液体的质量应基本一致 以保证离心机受力平衡 然后置于医 用离心机内 以一定转速离心一定时间 再取出离心管 观察所制溶液有否分层 若无分层 则 说明溶液配制质量良好 2 乳化液 分散法 用一洁净的 50 100ml 烧杯 盛入占烧杯容积 2 3 的蒸馏水 然后用滴管滴 入少许 1 2 滴 待检乳液 用玻棒搅匀 观察在搅拌停止后有否油珠上浮 若无油珠上浮 则 说明乳化良好 静置法 取一个 50ml 小广口瓶 装入约 40ml 待检乳化液 加盖后静置 然后观察其分 层时间 分层时间越长 则乳化质量越好 若乳化液在使用期间内不发生分层 则认为此乳化 液质量达到工艺要求 离心法 取 2 支离心管 以相同的满度分别盛入待检乳化液和蒸馏水 同置于医用离 心机中 以一定的转速离心一定时间 然后取出离心管并观察其中乳化液是否分层 并记录离 心机转速 以不同的转速 重复以上操作 以找出临界分相转速 即恰能使乳化液分相的最低 转速 临界分相转速越高 则说明乳质量越佳 3 分散体 沉降分析法 取一个玻璃量筒 并将规定量的分散体置于其中 用蒸馏水稀释到 20 搅拌均匀 然后将沉降天平 即费古罗夫斯基沉降天平 的称盘放入分散体稀释液中 并悬挂 在称钩上 立即记时和读数 以后每隔一定时间读取一次沉降量并换算成单位面积的沉降量 在相同内 沉降量越小 则分散效果越好 显微镜观察法 先将待检分散体高度稀释 然后将其一滴置于载片上 以目镜为 16 物 镜为 40 的显微镜进行观察 如配合剂粒子小且较均匀 并具有剧烈布朗运动 则分散体质量 符合使用的要求 五 注意事项五 注意事项 1 制备酪素溶液时 溶胀温度应控制在 50 以下 溶解温度必须控制在 65 以下 以免 因温度过高 蛋白质变性而使酪素失效 2 酪素易吸湿霉坏 使用后必须尽快密封贮存 存放时间亦不宜过长 3 高速自控组织捣碎机的容器以及转轴的位置必须安装正确 以免机器在高速转动时 出现意外 4 使用无级调速电动搅拌机时 搅拌浆应能在容器内自由转动 以免打坏容器或损坏电 动机 5 用搅拌机制备分散体时 要注意分散体在研磨过程中稠度的变化 若发现分散体的稠 度较大 电动机转动吃力 应停机检查原因 以免电机因过载而烧杯 第五节第五节 胶乳的硫化与硫化程度的检测胶乳的硫化与硫化程度的检测 一 一 实验目的目的 实验目的 掌握胶乳配方设计的基本原则 胶乳的配合及胶乳的硫化工艺操作 胶乳 硫化程度检验方法 二 试验原理二 试验原理 在胶乳制品工业中 有不少产品是使用硫化胶乳制造的 不同类型的产品 其对硫化 胶乳的要求也各有不同 胶乳的硫化与干胶硫化不同 它是在液体状态下进行的 在胶乳的硫化过程中 首先 是胶乳粒子与具有一定粒度的配合剂发生碰撞 然后配合剂粒子透过胶粒的保护层而与橡 胶烃发生交联反应 整个硫化过程均在胶体状态下进行 显然 胶乳硫化时 必须进行搅拌 以便胶粒和配合剂粒子互相接触 同时 硫化受 温度和时间的影响较大 在一定温度下 一般随着时间的延长 配合剂粒子与橡胶烃互相 接触和发生交联反应的机会就愈多 橡胶烃的交联密度就愈大 硫化程度也就愈深 同样 如果提高硫化温度 则胶乳在相同的时间内所达到的硫化程度也加深 因为温度的升高 即加剧了配合剂粒子与橡胶粒子的碰撞 又加快了交联反应速率 随着硫化的进行 硫化程度逐渐加深 交联密度变大 橡胶抗溶剂性能也不断增加 物理机械性能亦随之改善 因此 根据这些性能的变化可测定胶乳的硫化程度 氯仿胶凝 法和平衡溶胀法就是根据不同硫化程度的胶乳其抗溶剂性能有所差异的原理而提出的 三 仪器与药品三 仪器与药品 一 仪器 1 电动搅拌机 1 1 台 2 恒温水浴锅 1 台 3 电热烘箱 1 台 4 分度值为 0 1g 台平 1 台 5 分度值为 0 5g 台平 1 台 6 秒表 1 个 7 冲模 20mm 1 个 8 木槌 1 个 9 木砧 1 个 10 涂胶纸 若干 11 坐标纸 64 开 1 张 12 刮板 60 60mm 1 块 13 玻璃平板 15 250mm 1 块 14 培养皿 90 20mm 2 套 15 10ml 量筒 2 个 16 10ml 吸管 2 支 17 600ml 烧杯 1 个 18 500ml 烧杯 2 个 二 试剂 1 天然浓缩胶乳含 300g 干胶 2 50 硫磺分散体 3 50 ZDC 分散体 4 40 ZnO 分散体 5 20 平平加 0 溶液 6 三氯甲烷 CP 7 20 氢氧化钾溶液 8 甲苯 CP 四四 试验步骤试验步骤 一 硫化 1 配方 干基 质量份 浓缩胶乳 100 氢氧化钾 0 1 平平加 0 0 1 硫磺 1 0 ZDC 0 5 氧化锌 0 4 软水 适量 合计 200 2 操作方法 用分度值为 0 5g 的台平称取干胶量为 300g 的浓缩胶乳于洁净的 1000ml 铝提锅中 并按配方在搅拌下加入 20 KOH 溶液和 20 平平加 0 溶液 50 硫磺分散体 50 ZDC 分散体以及 40 氧化锌分散体 各种配合剂分散体用分度值为 0 1g 的台平准确称取 然后用配方所列的稀释用水清洗盛过以上配合集的容器并加入配合胶乳中 搅拌均匀后 置于恒温水浴中升温 升温至 70 时间控制在 50min 左右 当温度升至 70 后则让其 保温 从此时起 每隔 10 15min 用吸管取样一次 每次约 10ml 取出样品要尽快冷却并 测定其硫化程度 整个硫化过程保持不断搅拌 二 硫化程度检测 1 平衡溶胀法 将涂胶纸平铺于水平玻璃板上 涂料面向上 再将硫化胶乳样品 3 5ml 倒在涂胶纸 的一端线上 然后用试片刮板将样品平稳迅速地涂向胶纸的另一端刮去 使样品在涂胶纸 上形成一层平滑而均匀的试片薄膜 将刮有胶乳的涂胶纸置于 40 鼓风 的烘箱中 干燥 5min 并使其它保持平整 取出涂胶纸并置于平整的木粘上 使涂胶面向上 再把冲模竖放在试片薄膜上 用锤 子打击冲模 便可冲出所需 20mm 圆形试片 将冲得的试片放入盛有甲苯的培养皿中 待试片与涂胶纸分离后 即用镊子取出涂胶 纸 盖上盖子 然后放在坐标纸上让其溶胀 溶胀时间为 5min 透过培养皿和甲苯液 在坐标纸上读取试片的溶胀数 并通过下式计算出试片的溶胀 百分率 试片平均溶胀直径 试片溶胀前直径 溶胀百分率 100 试片溶胀前直径 每个样品同时做法两个平行试验 然后取平均值作为试验结果 2 氯仿胶凝状态法 取出 5ml 硫化胶乳样品 盛于 50ml 洁净的小烧杯内 然后加入 2 倍体积 约 10ml 三氯甲烷 并不断用玻棒搅拌 直至完全胶凝为止 最后取出凝块 并用手将凝块拉长 观察胶凝状态 根据以下标准判断胶乳的硫化程度 见图 二初 凝胶呈面团状 可拉长 并带有粘性 二级 二中 凝胶呈面团状 可拉长至相当程度不变 二末 凝胶呈面团状 稍拉长即断 但较韧 三初 凝胶呈面团状 一拉就断 但胶团较细滑 三级 三中 凝胶呈颗粒状 表面较粗糙 三末 凝胶呈颗粒状 可以捏成团 四初 凝胶成颗粒状 可以捏成团 但颗粒和结团粗糙 四级 四中 凝胶呈颗粒状 不易成团 有细碎趋势 四末 凝胶全部呈级小颗粒状态 在以上等级中 等级越高 硫化程度越深 在同一等级中 初 的硫化程度最浅 中 次之 末 最深 五 注意事项五 注意事项 1 配合剂称量必须严格按照配方要求 做到量足 不错 不漏 配合操作时要注意 按加料顺序加入各种配合剂 以保证硫化的顺利进行 2 硫化时 盛放胶乳容器应尽量密封 以免因水分蒸发而造成胶乳结皮 3 胶乳样品一旦取出 须尽快冷却和检测 以减少因温度和时间的影响而造成硫化 程度的变化 确保实验的准确性 4 涂胶纸的干燥应严格控制在 40 以下 否则硫化程度将明显加深 5 氯仿 甲苯都是易挥发且有毒的有机溶剂 使用时应注意安全 第六节第六节 硫化胶乳及其胶膜性质的测定硫化胶乳及其胶膜性质的测定 一 实验目的实验目的 实验目的 了解胶乳硫化过程中的性质变化规律 熟悉胶乳硫化条件对胶乳制品 工艺及性能的影响和作用 初步了解硫化胶膜的性质与工艺因素的关系 二 实验原理实验原理 胶乳在硫化过程中 由于胶粒内部结构以及胶乳乳清相都发生了变化 热力导致整 个胶体体系发生变化 因此 胶乳的粘度 机械稳定度 凝胶强度以及胶膜的性能等都将 随着硫化的进行而发生一系列的变化 三 仪器与药品三 仪器与药品 四种不同程度的硫化胶乳 各 300g 1 涂膜用的具框玻璃板 150 250 2mm 8 块 2 玻璃板 300 600 5mm 2 块 3 布罩 2 个 4 台平 分度值为 0 5g 1 台 5 胶乳机稳测定仪 1 台 6 秒表 1 个 7 切片机 1 台 8 电热恒温水浴 1 台 9 低负荷拉力试验机 1 台 10 超级恒温器 1 台 11 落球式粘度计 1 台 12 搪瓷盘 1 个 13 水平仪 1 支 14 广口瓶 125ml 4 个 15 烧杯 150ml 4 个 16 不锈钢筛网 80 目 1 个 17 汽油或无水乙醇 四 测定步骤四 测定步骤 一 粘度的测定 1 取不同硫化程度的硫化胶乳样品各 40g 迅速冷却 用 80 目不锈钢网过滤后分别 以 125ml 广口瓶盛装 并贴上标明硫化条件的标签 静置 4h 以除去气泡 保证测定结 果的可靠性 2 将落球式粘度计清洗干净 然后用 2 号球分别测定各样品的落球时间 同时测定胶 样的温度及相对密度 取第 1 3 次落球时间的算术平均样品的粘度 3 计算方法 根据公式 t K o T 即可算出各样品在测定温度下的动力粘度 其中 t 样品的动力粘度 mpa s mpa s K 试球常数 g cm3 s 试球密度 g cm3 o 试样密度 g cm3 T 试球下落的平均时间 S 若胶样温度不是 25 则按下列公式换算成 25 的粘度 25 25 t 1 0 02 25 t 式中 t 为测定胶样粘度的温度 0 02 为温度相差 1 的粘度校正系数 二 机械稳定度的测定 1 取不同硫化程度的胶乳样品各约 85g 迅速冷却 用 80 目不锈钢筛网过滤入烧杯中 并通过使用恒温水浴 温度调至约 50 将样品温度调整至 35 1 2 迅速称取 80 1g 温度已调整好的硫化胶乳样品于机稳仪的盛胶容器中 调整好此盛 胶容器的位置 然后启动机稳仪测定硫化胶乳的机械稳定度 三 硫化胶乳膜的物理机械性能的检测 1 制片 借助水平仪 将规格为 300 600 5mm 的平板玻璃置台面上铺平 然后在其上摆好具 边涂膜用玻璃板 注意板间应留有间隙 板上应写上标记 注明编号 取不同硫化程度硫化胶乳样品各 140g 均分成 2 杯 并分别均匀地倾入两块具边玻璃 板内 然后架上架子 罩好布罩 令胶乳样品在玻璃板上自然凝固 成膜和干燥 待胶膜干至全部透明后 即将其揭下 注明硫化条件 然后取每种样品中的一块置于盛 有蒸馏水的搪瓷盘内 沥滤 8 10h 每种样品中的另一块则置于干燥器内待用 将经沥滤的胶膜凉干 再置于干燥器内干燥 1d 左右待用 2 裁片 将制得的每种胶膜样品分别用冲片机裁成拉伸强度试验和撕裂强度试验的试 片各 4 片 注意各片胶膜裁出试片不要互相搞混 3 试验 将所裁得的试片按拉伸强度试验和撕裂强度试验的操作要求 测定撕裂强度 300 定伸应力 500 定伸应力 定伸强度和扯断伸长率以及永久变形 并记录好实验 数据 计算各样品结果 五 结果处理五 结果处理 根据实验数据 比较不同硫化程度的硫化胶乳的性质以及沥滤对试验结果的影响 六 注意事项六 注意事项 1 调整测定机械稳定度胶乳样品的温度时 温度不能过高 以免因样品硫化程度加 深而影响测定结果 2 将胶乳样品注入落球粘度计的玻璃测定管内时 要让胶乳缓缓地从管壁流入测定 管内 以免因注样太快而产生气泡 影响测定结果 3 涂膜用样品在布罩内胶凝 成膜和干燥期间 要注意保持布罩内的空气有较高的 相对湿度 以降低胶膜产生裂纹和气泡的趋势 保证结果的准确性 4 每个试片拉伸强度试验完毕后 要仔细检查断口是否有杂质或气泡 以保证测定 结果的可靠性 实验七 玩具气球的制造实验七 玩具气球的制造 一 实验目的 通过本试验了解胶乳制品工业中浸渍制品生产的基本工艺过程 熟悉浸渍制品的工艺 操作 进一步认识生产中各工序的作用和要点以及一些问题的解决办决 巩固有关配合剂 的知识 二 实验原理 玩具气球是生活中比较常见的胶乳浸渍制品之一 其制造原理主要是根据胶乳的胶凝 性和成摸性 将带有凝固剂的模型浸入硫化胶乳 或配合胶乳 中并停留一定时间 使胶 乳的模型上沉积而成一定厚度的胶膜 然后再干燥 脱膜 硫化等工序而成 为了提高气 球质量 通常还经沥滤 以除去残留在胶膜的凝固剂 玩具气球与其他浸渍制品一样 对生产用胶乳的主要要求是成膜性能好 天然离心浓 缩胶乳很好地满足这一要求 三 胶料的基本配方和凝固剂配方 1 基本配方 干基 质量份 胶乳 60 100 酪素 0 3 机动 氢氧化钾 0 3 机动 硫磺 0 75 促进剂 ZDC 0 75 氧化锌 0 4 防老剂 D 0 75 颜料 1 1 5 2 凝固剂配方 氯化钙 15 淀粉 1 桃胶 0 5 软水 适量 合计 100 四 实验器材及药品 天平 分度值为 1g 1 台 标本瓶 2 个 恒温水浴 电热 1 个 电动搅拌机 1 台 烘干箱 1 台 搪瓷盘 1 个 气球模具 5 个 烧杯 50ml 2 个 胶乳 60 500g 干 10 酪素 20 氢氧化钾 50 硫磺分散体 50 ZDC 分散体 40 氧化锌分散体 40 防 老剂 D 分散体 25 颜料分散体 工业用氯化钙 滑石粉 桃胶 淀粉 氯仿 CP 等适量 五 基本工艺过程与配合剂的制备 各种配合剂制备 加颜料 离心天然浓缩胶乳 胶乳预硫化 停放 过滤 停放 过滤 浸渍胶乳 模具清洗 干燥 浸凝固剂 干燥 模具 胶膜干燥 卷边 脱模 沥滤 补充 硫化 干燥 气球 检验 成品 包装入库 次品 修补 包装 2 各种配合剂的制备 1 10 干酪素溶液的制备 见配合剂加工与检验 2 20 KOH 溶液的制备 称取一定量的 KOH 置于洁净容器内 加入 4 5 倍的软水并 搅拌至完全溶解 再澄清过滤 测定其实际浓度 即可使用 3 50 硫磺 50 促进剂 ZDC 40 防老剂 D 40 氧化锌分散体的制备 见配合剂加 工与检验 4 15 凝固剂配制 根据所需的配合量 按凝固剂配方计算出各种原料的实际用量 然后根据计算结果 进行称量 将淀粉配成 50 溶液 并不断搓捏均匀 将桃胶配成 50 溶液 加热溶解 并用双层纱布过滤 将氯化钙加入剩余的水中溶解 然后加热 当温度达到 60 开始加桃胶 达 70 开 始加淀粉 在加桃胶和淀粉时要成细流并不断搅拌 防止结块 升温至 90 保温 20 30min 然后用双层纱布过滤 冷却 停放 24h 后即可使用 5 25 颜料的配制 见配合剂加工与检验 六 实验步骤 1 预硫化胶乳制备 先根据所要求的配合胶乳量 如以干胶计 500g 按基本配方计算出 10 酪素 20 氢氧 化钾 50 S 50 TMTD 40 防老剂 D 40 ZnO 和 25 颜料分散体的实际用量以及将原胶乳 稀释至总固体含量为 40 所需的软水量 然后根据计算结果分别进行称量 最后将胶乳配 合并缓慢升温至 70 进行硫化 升温速度约每分钟 1 胶乳的硫化程度应控制在氯仿值 二中一二末的范围内 需时约 1 5 2 0h 当胶乳的硫化程度达到要求时 立即将其取出并迅速冷却至室温 然后以软水稀释至 38 39 总固体含量 密封停放 48 72h 后 用 80 目筛网进行第一次过滤 随后加入颜料分 散体 继续密封停放 1d 再用 80 目筛网过滤后 即可使用 2 洗模 先在 50 的水槽中清洗模型 再在 80 85 水中清洗 然后将洗后的模型放在架上滴 水 为了缩短实验时间 可用热肥皂水 清洗模型 然后用清水冲洗干净 再置于烘箱中 烘干 3 浸渍 将洗净并经干燥的模型浸入凝固剂液中 随后将模型放入烘箱内干燥 温度不超过 100 干后将模型取出 稍微冷却 约 1min 后即将模型浸入胶乳中一定时间 具体时 间根据浸剂所需胶模厚度而定 侵入深度比凝固剂的最高位置约高 1cm 以便进行卷边 模型浸入速度以不使胶乳产生气泡为度 一般约 2cm s 模型上提速度为 2 5 3 0 s 为 了避免模型顶端包藏空气 在模型刚接触胶料液面时要慢 模型提出液面后 应使剩余的 胶料再模型上分散均匀 此时可使模型倒转 180 缓慢旋转 然后放在架子上停放 1 2min 进行定型 4 干燥 将定型后的模型放入 90 100 的烘箱内干燥 直至凝模颜色全部变深为止 5 卷边 当湿凝胶处于半干燥时 即颈部颜色变深时 将模型浸渍的颈部顶端从上至下卷成一定 厚度的圆圈 6 脱模 将经干燥的胶模表面涂上滑石粉或其他隔离剂 然后将胶模完整无损地剥离模型 即得 玩具气球雏形 7 沥滤 将脱模后的气球放入温度约 50 的水中泡洗 并不断搅拌 以洗去凝固剂 然后再用 清水漂洗 8 补充硫化 将沥滤的气球置于 95 100 的热水中进行硫化 时间为 60min 左右 9 最终干燥 将经过补充硫化的气球从热水中取出 滴水 10 20min 拌上滑石粉平铺在搪瓷盘上 在 80 的烘箱里进行干燥 时间约为 1h 经最终干燥的气球 即为玩具气球成品 七 注意事项 1 为了提高产品的制成率 在整个操作过程中特别是在浸剂操作中 胶料中气泡的产 生是任何时候都需要避免的 无论是搅拌 浸剂还是干燥 一般胶料在浸剂前都要经过 12 14h 停放 让气泡上浮逸去后再使用 同时 模型必须干净 特别是不能够有油污 否则将会使凝固剂不易粘附模型上而影响胶凝成模或均匀一致 2 浸渍用胶料必须均匀 没有结皮 杂质凝块及气泡 故分散需经 3d 沉降以除去其中 粗粒子和杂质才能使用 胶料使用前需要过滤 以除去杂质和凝块 3 浸剂操作时 无论是下浸还是上提 都必须避免气泡的产生 否则会因为气泡粘附 在模型上而使制品报废 4 胶乳胶凝后应尽可能将凝固剂沥滤干净 否则将使硫化延迟和加速制品老化 5 氯仿是易挥发的有毒气体 见光后很容易被氧化 生成具有毒性的光气 因此 使 用时必须注意安全 实验八 输血胶管的制造实验八 输血胶管的制造 一实验目的 通过试验 使学生了解压出制品的生产方法 工艺原理 二 实验原理 输血胶管是一种医疗用乳胶制品 可用输血 输液及引流等的导管 制造这种胶管 一般采用天然热敏压出法 即利用高位槽的静压力或外加压力的作用 使热敏化胶乳通过 温度较高的压出模型 压出机头 而凝胶 然后经加工而成为成品 压出模型的温度一般 控制在 80 100 之间 所用的热敏剂一般为锌氨络合物 但亦有使用有机热敏剂的 使 用锌氨络合物作热过敏剂时 一般是将氧化锌和铵盐一起加入氨保存的预硫化胶乳中 由 它们在胶乳中相互作用而成 三 仪器与药品 台平 分度值为 1g 1 台 台平 分度值为 0 1g 1 架 电热恒温水浴锅 1 个 电动搅拌机 1 台 超级恒温器 1 台 搪瓷杯 1000ml 1 台 烧杯 50ml 2 个 压出机头 1 个 导管 若干 脸盆 1 只 搪瓷盘 1 个 空气压缩机 1 台 烘箱 1 个 铝提锅 1000ml 1 个 胶乳 60 氯仿 CP 适量 50 S 分散体 50 TMTD 分散体 10 酪素溶液 20 平平加 O 溶液 20 KOH 溶液 40 促 DM 分散体 氯化铵 CP 氨水 CP 32 ZnCO3 分散体 滑石粉等适量 四 配方及工艺流程 1 配方 干基 质量份 胶乳 60 100 S 1 0 TMTD 0 5 ZnCO 0 75 酪素 0 0 2 平平加 O 0 1 KOH 0 1 0 促 DM 0 5 NH4Cl 1 5 2 5 氨水 0 0 3 2 基本工艺流程 各种配合剂 制 备 天然浓缩胶乳 预硫化胶乳 停放 热敏化胶料制备 压出成型 沥滤 预硫化 吹水排盘 预干燥 水硫化 吹水 终干燥 检验包装 成品 五 实验步骤 1 各种配合剂的制备 将平平加 O 氯化铵分别用软水配成 20 的溶液 再将干酪 素和扩散剂 NF 分别配制成 10 的稀碱 氨 溶液和水溶液 然后根据下表的配方及制备条 件将促进剂 DM 硫磺 促进剂 TMTD 以及 ZnCO3 分别制成分散体 50 硫磺 50 TMTD 40 促 DM 32 ZnCO3 S50 TMTD50 促 DM 40 ZnCO332 酪素 221 62 5 扩散剂 NF 1 150 921 0 氨水 11 5 1 15000 软水适量适量适量适量 合计 100100100100 制备条件砂磨 20h砂磨 12h砂磨 8h砂磨 8h 2 硫化胶乳的制备 先根据所需的配合胶乳量 如以干胶计 400g 按产品配方计算 出 10 酪素 20 平平加 O 50 S 50 TMTD 32 ZnCO3 20 KOH 的实际用量以及将原 胶乳稀释至 55 所需的软水量 并据计算结果进行称量 然后依次将 10 酪素 20 平平加 分 散 体 配 合 配 合 剂 O 20 KOH 以及 50 S 50 TMTD 32 ZnCO3 分散体加入胶乳中并搅拌均匀 以稀释用 水将残留在容器内的配合剂洗入胶乳中 使胶乳总固体含量达到 56 57 再将此胶乳至 于恒温水浴中升温硫化 升温速度约 1 min 硫化温度为 50 硫化程度应控制在氯仿 值二末一三初 约需时 2h 时间长短由所需硫化程度确定 当胶乳硫化程度达到要求后 即尽快将胶乳料冷却 以免硫化程度过深 最后将冷却 后的胶乳密封 室温 停放 3d 3 热敏化胶乳料的配制 首先按确定的产品配方算出 40 DM 20 NH4Cl 20 氨水的 实际用量以及计算出预硫化胶乳稀释至 52 所需的软水量 然后将停放 3d 的预硫化胶乳 用 60 80 目筛网过滤 在搅拌下加促进剂 DM 分散体 氯化铵溶液和氨水并使这时胶料的 总固体含量为 52 机械搅拌 10min 密封停放 4h 用 40 目筛网或用 2 纱布滤入压出槽使 用 4 压出成型 首先用浓度为 30 HCI 溶液冲洗压出模型内壁 再用清水冲洗 然后将 模型装铁架上 模型和压出槽的高位差为 50cm 左右 取出适当大小的胶塞或软木塞堵住管 口 没有塞子时可用手指接通胶料前堵住 随后接通热敏胶料进口 连上热水架套热水管 但暂不通热水 待热水温度达 95 时 通入胶料 让胶料充满整个模型以及导管 通 入热水约 2min 后可拔去塞子 拔塞时 用手指顶压出口 若压出顺利 则可放开手指 将 压出胶管引入其下剩有清水的脸盆并用双手摘除开头约 10cm 的初凝胶 若不顺利则根据实 际情况 随时调节氯化铵 氨水量及水温 使凝胶正常 5 湿凝胶沥滤 将沥出成型所得的湿凝胶管放在清水中静置沥滤 时间为 10 12h 然后用适当水压 以流水畅通 但不致压胀湿凝胶管为度 的清水冲洗内部 时间约 4h 左 右 冲洗后改用适当压力的清洁压缩空气吹去管内的积水 6 预干燥 将吹水后的湿凝胶管进行排盘 排盘时湿凝胶管不能互相接触 必要时在 外壁涂一层隔离剂 如滑石粉悬浮液或硅油 然后放入 70 80 的循环热空气干燥箱中 干燥 直至胶管管壁呈黄白色 手指按压不粘连为度 时间为 3 4h 7 硫化 将经过预干燥的胶管取出 成扎卷好 随后放入 90 左右的热水槽中干燥 硫化时间视不同规格而不同 规格为 4 6 内径外径 单位 mm 5 7 的产品 硫化 60min 规格为 6 9 的产品 硫化 90min 8 干燥 硫化后的胶管用压缩空气吹净积水 然后放在烘盘上 一并放入 70 80 的鼓风烘箱中进行干燥 直至胶管呈淡黄色半透明不发粘为止 时间为 12h 左右 个别少 量未干透的胶管 单独补充处理 六 注意事项 1 稳定剂尽量少用 在压出正常的情况下 最好不用 2 氯化铵和氨水用量 应根据小样试压及胶料条件变化而定 3 若因使用平平加 O 作稳定剂而使热稳过高 压出时出现 流头 现象时 应着 重提高热水温度加以解决 而不要增加氯化铵用量 4 胶乳配合时要用软水 并且避免剧烈搅拌 以免影响胶料质量 增加产品的次品率 或废品率 5 洗模用的盐酸可反复使用 不应弃之 6 沥滤水槽要清洁 冲洗水要澄清 7 胶乳预硫化 胶管干燥和硫化的温度不能过高 要严格控制在要求范围内 8 本实验中所提到的有关胶乳配合后的 总固体含量 是指胶乳在配合前的总固体量 与配合后胶料的总质量的百分比 配合中加入的固体物质一般不算在内 实验九 胶乳海绵的制造实验九 胶乳海绵的制造 一 实验目的 通过试验 使学生了解胶乳海绵制造的基本工艺及原理 二 实验原理 海绵制品是乳胶制品工业的主要产品之一 虽其种类繁多 但生产配方和工艺原理基 本相似 一般只须改变其泡倍数或模型 便可各种规律和形状的制品 制造胶乳海绵的工艺 按其特点可为两种 一种是迟缓凝胶法 另一种是冷冻凝胶法 本试验仅采用迟缓凝胶法 在迟缓凝胶法中 通常以机械起泡 用硅氟化钠做迟缓凝胶剂 硅氟化钠水解后产生 的氢氟酸 HF 硅酸 Si OH 4 等能使胶乳去稳定而产生迟缓胶凝 在生产实际中 通常是硅氟化钠与热敏剂并用作为凝胶剂 以改善凝胶结构 用于制造海绵的胶乳 其主要要求是凝强度高 因此 一般都用配合胶乳而不使用硫 化胶乳 其次是胶乳氨含量不能过高 以免影响产品质量和增大生产成本 因此 使用高 氨胶乳时 常需先除去氨 除氨的方法 即可采用单纯的机械搅拌 也可采用甲醛中和 或者