天然橡胶常识.doc

天然橡胶简介天然橡胶的含义很广，既指从含天然橡胶植物上采割的天然橡胶乳，也包括用天然胶乳加工而成的天然橡胶（烟片胶、颗粒胶）和浓缩胶乳。含有天然橡胶的植物很多，现已发现的就有400多种，如橡胶树、野藤橡胶、橡胶草即杜仲等，其中产量最高、品质最好、产胶期长、采胶容易、胶乳再生快且制胶费用低的只有一种巴西橡胶树，它的产量已占天然橡胶总产量的90%以上。通常我们所说的天然橡胶，就是指从巴西橡胶树上采集的天然橡胶，经过凝固、干燥等加工工序而制成的弹性固状物。天然橡胶是一种以聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物，分子式是（C5H8）n，其橡胶烃（聚异戊二烯）含量在90%以上，还含有少量的蛋白质、脂肪酸、糖分及灰分等。属性物理属性天然橡胶没有一定的熔点，天然橡胶在常温下具有较高的弹性，稍带塑性，具有非常好的机械强度，温度降低则逐渐变硬，低于10度时逐渐结晶硬化，变成不透明状态，滞后损失小，在多次变形时生热低。天然橡胶是一种结晶性橡胶，自补强性较大，所以具有非常好的机械强度，滞后损失小，在多次变形时生热低，因此其耐屈挠性也很好，到出现裂口时为止，可达20万次以上。系非极性橡胶，电绝缘性能良好。化学属性因为有不饱和双键，所以天然橡胶是一种化学反应能力较强的物质，光、热、臭氧、辐射、屈挠变形和铜、锰等金属都能促进橡胶的老化，不耐老化是天然橡胶的致命弱点，但是，添加了防老剂的天然橡胶，有时在阳光下曝晒两个月依然看不出多大变化，在仓库内贮存三年后仍可以照常使用。耐介质特性天然橡胶有较好的耐碱性能，但不耐浓强酸。由于天然橡胶是非极性橡胶，只能耐一些极性溶剂，而在非极性溶剂中则溶胀，因此，其耐油性和耐溶剂性很差，一般说来，烃、卤代烃、二流化炭、醚、高级酮和高级脂肪酸对天然橡胶均有溶解作用，但其溶解度则受塑炼程度的影响，而低级酮、低级酯及醇类对天然橡胶则是非溶剂。采集方法和过程一般情况下，天然橡胶树在种植5-7年后即可采集胶乳，而且可以采集25-30年。天然橡胶的根、茎、叶、花及果均有胶乳，但是通常贮存于橡胶树皮内接受形成层的乳管中，尤其以树干下半部及概况含乳管较多。割胶最适宜的时间是早上日出前后，因为这时候空气湿度高，胶树蒸腾作用极其缓慢，乳管内膨压高，割胶时，在距地面高一米左右的树干处，割开一个倾斜30度左右的切口，切口的下部放一铝槽（俗称胶舌）。由于乳管被割破，胶乳在膨压的作用下便沿着割刀方向向下流，经过铝槽注入固定在树上的接胶杯内（一般用陶瓷或铝制成），经过1-2小时，乳管内膨压下降，胶乳流量减少，当胶乳中部分水分蒸发以及在胶乳固酶的作用下自然凝固，形成一条胶线，自动封闭割口。接胶杯内的胶乳被收集于桶内，并经过滤，注入专门的贮器内（为防止胶乳的凝固，在贮器内要预先加入一定量的氨）。天然橡胶的开割、停割视季节而定，最好在林段中95%的胶树叶蓬稳定15-20天全面开割。冬季上午8时以前，气温低于15度应该停割，或者50%以上胶树黄叶达一半以上也应全面停割。东南亚由于年均气温较高，每年可割胶11个月，我国为6-9个月。割胶以数位为单位，即一个割胶工一天应完成割胶和收胶的定额株数。国外一个数位为500株左右，我国为250-300株。生产工艺 氨鲜胶乳水（20-40孔筛）粗 滤树皮、杂物水混合、稀释、沉降泥 沙细滤（60-80孔筛）杂 质酸凝固乳清水凝块浸水乳清压片水水洗片挂片滴水水熏烟干燥分级包装烟片胶生产上，将工艺流程划分为鲜胶乳处理、胶乳凝固、凝块压片、熏烟干燥、分级和包装等5个生产过程。（1）鲜胶乳处理加氨保存的鲜胶乳在收胶站经20-40孔筛粗除去树皮、杂物后，称重登记。鲜胶乳运到加工厂后，倒入混合池中混合均匀，取样测定混合胶乳的干胶含量，计算加水量，将胶乳加水稀释至所要求的浓度，搅拌均匀，取样测定稀释胶乳的氨含量，以便计算凝固总用酸量。与此同时，让稀释胶乳静置0.5小时左右，使其中的泥沙等杂质沉降。混合池上部清洁胶乳经60-80孔筛过滤排入凝固槽，准备凝固。池底含泥沙的脏胶乳另外回收处理。（2）胶乳凝固往胶乳中加入适量的凝固酸（常用乙酸和甲酸），胶乳便凝固。实质上这是一种用化学方法使胶乳脱水的过程，胶乳凝结成凝块，分离出大量的乳清。胶乳的凝固设备多为各种形式的铝制凝固槽，胶乳加酸并搅拌均匀后，插入铝隔板，将凝块分隔成3厘米左右的厚度，以利于压片和干燥。胶乳的凝固浓度（干胶含量%）一般控制在15%-18%的范围内。用乙酸作凝固剂时，凝固适宜用酸量为0.5%-0.8%（对干胶重）；用甲酸时为0.3%-0.5%。中和用酸量则依据胶乳的氨含量来计算。因此，凝固胶乳的总用酸量是凝固用酸量与中和用酸量之和。如以PH值控制胶乳凝固，一般控制范围为PH值4.5-4.8。（3）凝块压片凝块压片是一个用机械脱水的过程，同时将块压成薄片，利于干燥。压片的设备是压片机，有手摇和机动两种类型。机动压片机常用的有“四合一”和“五合一”压片机，分别有四对压辊和五对压辊，其中最后一对压辊为花纹辊，将胶片表面压制成许多菱形小花纹，增大胶片表面积以利干燥。压片前凝块厚3厘米左右，含水约300%（对干胶，下同），经压片机滚压脱水后，胶片厚2.5-3.5毫米，含水量降至60%左右。在压片过程中，凝块排出大量乳清，凝块中部分残酸和非橡胶物质亦随乳清排出。压片过程中喷淋清水和压片后将胶片在清水中漂洗也能使这些残酸和非橡胶物质进一步减少，提高产品质量。压好的胶片，在清水池中漂洗一下，随即挂在挂胶车的竹竿上，让胶片滴水2-4小时，以减少胶片在干燥前的含水量。但滴水时间不宜过长，否则胶片将发酵变色，影响外观质量，还会延缓胶片的干燥。（4）熏烟干燥胶水滴水2-4小时后，将挂胶车推入烟房，进行熏烟干燥。利用木柴不完全燃烧产生的烟气对胶片熏烟，胶片苛性钠烟气中的防腐物质而具防腐性能；同时，烟气作为热载体，加热胶片，使胶片中的水分蒸发除去。我国烟胶片生产所用烟房大致可分三类：单层固定架式烟房，楼房式烟房和洞道式烟房。单层架式烟房容量小，适于个体户或小型乡镇胶片加工厂使用。楼房式烟房一般为两层方形，楼板可通气，内设固定挂胶架适于干燥长皱片用。洞道式烟房为长方形，火炉一般偏设于烟房长度1/3至1/4处，挂胶车在轻便铁轨上从距火炉较远的一端推入烟房，胶片经4天熏烟干燥后，推出烟房。洞道式烟房生产量较大，操作方便，适于较大的烟胶片厂使用。胶片的初始干燥温度为50度，12小时后，其水分含量降至10%以下，可逐渐提高干燥温度。一般不超过70度。当胶片呈棕色透明、含水量在0.7%以下时，即可移出烟房。（5）分级和包装烟胶片规定用外观分级方法即根据烟片的颜色、透明度、杂质含量有无霉点等分级。分级时逐片检查，将胶片上有缺陷的部分剪除，然后按级别分别定量堆叠于包装箱中，加压包装，得到方整的胶包，在胶包面上刷上涂包溶液，打上级别号码和工厂标记等，即可入库。其他胶片的制造工艺与烟片胶基本相似，但也有不同，简单介绍如下：风干胶片采用新鲜胶乳作原料，加入化学催化剂，经加酸凝固、压片、风干、烘干等工序制成的表面有菱形花纹的浅黄色胶片。与烟片胶相比，风干胶片因加入了催干剂而颜色较浅，沉淀的蛋白质较多，灰分和水分也较多，烟片胶则因吸有烟分面颜色较深（棕黄色）。风干胶片是为了节省熏烟木材而研制的，由于其颜色较浅，适于制造白色、浅色和彩色制品。白皱片采用新鲜胶乳作原料，其胶乳净化过程与烟片胶相同，但在凝固前先在胶乳中加入亚硫酸氢进行漂白，然后加酸凝固，凝块经压皱水洗后，在风干房中进行干燥，最后分级包装。白皱片比较干净，主要用于制造白色或浅色制品。褐皱片是用割胶和加工过程中自然凝固的胶块、胶线、泥胶等“杂胶”作原料，经浸泡、洗涤、压皱、干燥或熏烟等工序制成的表面有皱纹的褐色胶片。褐皱片含杂质较多，质量较低，只适合于一般橡胶制品。天然橡胶产品分级对于天然橡胶的分级，通常有两种方法：一种是按外观质量分级，如烟片胶、皱片胶等；另一种是按物理化学指标分析，这种方法比较科学，颗粒胶（即标准胶）一般按这种方法分级。世界各国及各机构对天然橡胶有各自的分级方法。国际标准ISO2000-1989规定了5个等级的天然橡胶最低规格和按ISO1975或与有关单位协商的取样方法取出的生胶相应的检验方法。生胶的各个等级是以其最高杂质含量的数字来定名的，而且在最低杂技含量的一极中加上一个字母L以表示浅色极橡胶，国际标准的合格应允性：如果一批生胶在抽取的大样中仅有一包胶未能满足规格表中任意一项指标的极限值的要求，而且仅有另一包另一单项的指标未能满足限值的要求，那么仍可以认为该批生胶是符合规格的。对于天然橡胶的质量、包装起规范作用的还有天然橡胶等级品质和包装国际标准（绿皮书），该标准规定中有下列禁例：在买方验收时，不允许有湿胶、吸水发白胶、烟熏不透胶、夹生胶和肉眼可见的不完全干透胶（除五级烟片所规定有轻微的烟熏不透胶之外）；不准使用全部或部分胶清制成本标准所列的任何一个级别的橡胶。除了国际标准，各国也有自己的分级方法。马来西亚从1965年开始执行标准马来西亚橡胶（SMR）计划，并于1970年、1979年分别修订；印度尼西亚执行标准印度尼西亚橡胶（SIR），该规定有个特点，即在性能项目中不列氮含量项目和指标，认为天然橡胶是天然产物，在制胶过程中没有掺入胶清橡胶，就没有必要规定氮含量指标；同样，泰国有泰国检验橡胶（TTR）规格，新加坡有标准新加坡橡胶（SSR）。我国的标准为GB/T8081-1999（表1）。表1：GB/T8081-1999应用领域由于天然橡胶具有上述一系列物理化学特性，尤其是其优良的回弹性、绝缘性、隔水性及可塑性等特性，并且，经过适当处理后还具有耐油、耐酸、耐碱、耐热、耐寒、耐压、耐磨等宝贵性质，所以，具有广泛用途。例如日常生活中使用的雨鞋、暖水袋、松紧带；医疗卫生行业所用的外科医生手套、输血管、避孕套；交通运输上使用的各种轮胎；工业上使用的传送带、运输带、耐酸和耐碱手套；农业上使用的排灌胶管、氨水袋；气象测量用的探空气球；科学试验用的密封、防震设备；国防上使用的飞机、坦克、大炮、防毒面具；甚至连火箭、人造地球卫星和宇宙飞船等高精尖科学技术产品都离不开天然橡胶。目前，世界上部分或完全用天然橡胶制成的物品已达7万种以上。乳胶产品主要用于胶乳浸渍制品：（气象，节日，玩具）气球、（医用，家用，工业）手套、奶嘴、避孕套；海绵制品：海绵（床垫、枕头、鞋材中底垫）；注模制品：胶乳玩具、防毒面具、化妆用具、鞋类；压模制品：胶乳胶丝、医疗用品；其它应用：（毛，棕，动植物及人工合成纤维，人造皮革）的粘合、植绒、不织布、地毯、纺织、造纸、和胶粘剂等。包装储运包装：国产一级标准胶的包装须内包用高压聚乙烯袋，外包用聚丙烯袋双层包装，每包净重40kg（云南）/33.3kg（海南）。 储运：贮存要分种类和级别堆放，置于离地面高度30 cm以上和距离墙壁50 cm以上的木板上。堆放高度为4-6层胶包。堆放胶包的仓库，要求通风良好、干燥。仓库内气温不应超过35V，并尽量保持较低的相对湿度。胶包不得受阳光直射。仓库要清洁。胶包不得与铜和锰的盐类或氧化物接触，不得与油类和易燃物品一起贮放。胶包运输时须用干燥和清洁车厢装运，盖好篷布，以防阳光照晒或雨水淋湿导致橡胶发霉变质。 对于天然橡胶的质量、包装起规范作用的还有天然橡胶等级品质和包装国际标准（绿皮书），该标准规定中有下列禁例：在买方验收时，不允许有湿胶、吸水发白胶、烟熏不透胶、夹生胶和肉眼可见的不完全干透胶（除五级烟片所规定有轻微的烟熏不透胶之外）；不准使用全部或部分胶清制成本标准所列的任何一个级别的橡胶。天然橡胶产区天然橡胶树是多年生长的树木，属热带雨林乔木，高20-40米，适合于在全年平均气温在26-32之间、年平均降雨量在2500毫米以上、年平均相对湿度在80%上以的高温多雨的热带栽培。天然橡胶权的栽培对土壤条件也有一定的要求，土层深要1米以上，表层土壤20-30cm，含有机质3%以上，土壤PH值在4.5-5.5之间，地下水位在1.5-2米以上。因此，天然橡胶树的种植基本分布于南北纬15以内，主要集中在东南亚地区，约占世界天然橡胶种植面积的90%，主要生产国有泰国、印度尼西亚、马来西亚、中国、印度、越南、缅甸、斯里兰卡等，尤以前三国为主。在我国，天然橡胶产区主要分布于海南、云南两省，两省种植面积和产量均占全国的80%左右。另外，广东、广西、福建及台湾等地也能种植天然橡胶，但其产量相对较少。国际橡胶工业发展历史及概况天然橡胶的采集和加工工艺也经过了一定的发展历程。最早的割胶不讲究方法，往往采用涸泽而渔的方法，割胶时刀割过深甚至刀砍胶树，严重破坏了胶树的正常生长。1889年，新加坡胶园主任里德利开始采用骨形和V形割线方法，创造出在原割线上不伤形成层的连续重复割胶法，提高了胶树的可持续产量。目前，针刺采胶这一新的方法正在试验阶段。天然橡胶加工工艺方面，1898年，J.Parikn开始用醋酸作凝固剂制造烟片胶（用烟熏干的胶片），其后，又出现了皱片胶（自然风干或热空气干燥的表面起皱胶片）。1923年，用于生产浓缩胶乳的蒸发法、膏化法、离心法行后试制成功并投产。从此，天然橡胶的初制品有了固体和液体两大类。1965年，马来西亚在橡胶加工技术方面进行了较大的改革，开始生产以技术性质划分等级的颗粒橡胶。颗粒橡胶自诞生起就深受欢迎，因此，发展很快，在印度尼西亚、泰国、斯里兰卡及印度等国也开始大量生产。目前，全球天然橡胶初制品中固体胶占很大比例，因为一方面其消费量最多的轮胎生产行业只能用固体生胶制造，另一方面，作为重要的战略物资，也只有固体才能长久贮存。在固体胶的生产方面也有新的发展方向，虽然目前烟片胶所占比例较高，但颗粒橡胶的发展势头良好，主要因为其具有以下优点：1、按技术性质划分等级，打破了妨碍生产发展的外观分级，能较准确地区分橡胶质量；2、机械化程度高，劳动生产率高，劳动强度低；3、生产周期短，相比胶片的5-10天，只需1-2天；4、加工相对集中，对天然橡胶因品种和使用化学刺激与否等差异适应性较强，有利于提高产品的一致性；5、可因地制宜地采用各种热源，且热源消耗少，易解决燃料短缺困难，降低加工生产成本。正是由于上述优势，以颗粒橡胶代替烟片胶已成为制胶工业技术革新的中心内容，也是制胶生产发展的必然趋势。天然橡胶制品主要用于交通、建筑、工业、科技等行业领域，其中尤以交通建筑行业对天然橡胶的依赖性最大。在整个橡胶制品中，从用胶量来说，以轮胎为最大，占据一半以上；工业、医卫、文体制品紧随其后，三者占到三分之一；日用制品以胶鞋为代表，约占10%左右。目前，大约有三分之二左右天然橡胶产品用于有关汽车的行业，所涉及的胶种也最多。一辆小轿车的用胶量已超过100公斤，其中轮胎37.8公斤，各类橡胶制品达200余种，涉及的胶种有10余种。汽车上斗胜的橡胶制品已占到汽车总成本1/10以上，它们大到轮胎、安全气囊，小至垫片、减震器等，分布于汽车的各个系统，成为构成汽车现代水平和性能重要标志。建筑用天然橡