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通常我們所說(shuō)的天然橡膠,是指從巴西橡膠樹(shù)上采集的天然膠乳,經(jīng)過(guò)凝固、干燥等加工工序而制成的彈性固狀物。天然橡膠是一種以順-1,4-聚異戊二烯為主要成分的天然高分子化合物,分子式是(C5H8)n,其橡膠烴(順-1,4-聚異戊二烯)含量在90%以上,還含有少量的蛋白質(zhì)、脂肪酸、糖分及灰分等。
天然橡膠的物理特性。天然橡膠在常溫下具有較高的彈性,稍帶塑性,具有非常好的機械強度,滯后損失小,在多次變形時(shí)生熱低,因此其耐屈撓性也很好,并且因為是非極性橡膠,所以電絕緣性能良好。
天然橡膠的化學(xué)特性。因為有不飽和雙鍵,所以天然橡膠是一種化學(xué)反應能力較強的物質(zhì),光、熱、臭氧、輻射、屈撓變形和銅、錳等金屬都能促進(jìn)橡膠的老化,不耐老化是天然橡膠的致命弱點(diǎn),但是,添加了防老劑的天然橡膠,有時(shí)在陽(yáng)光下曝曬兩個(gè)月依然看不出多大變化,在倉庫內貯存三年后仍可以照常使用。
天然橡膠的耐介質(zhì)特性。天然橡膠有較好的耐堿性能,但不耐濃強酸。由于天然橡膠是非極性橡膠,只能耐一些極性溶劑,而在非極性溶劑中則溶脹,因此,其耐油性和耐溶劑性很差,一般說(shuō)來(lái),烴、鹵代烴、二硫化碳、醚、酮和脂肪酸對天然橡膠均有溶解作用,但其溶解度則受塑煉程度的影響,而低級酮、低級酯及醇類(lèi)對天然橡膠則是非溶劑。
1910-1911年,前蘇聯(lián)用堿金屬引發(fā)丁二烯聚合得到橡膠狀物質(zhì)。20世紀30年代初,德國和前蘇聯(lián)開(kāi)始生產(chǎn)以金屬鈉為催化劑的丁二烯橡膠,稱(chēng)為丁鈉橡膠,其結構規整性差,物性和加工性能不好,還不能算做順丁橡膠。20世紀50年代,Ziegler-Natta配位定向聚合理論的實(shí)踐,促進(jìn)了順丁橡膠合成技術(shù)的迅速發(fā)展。1956年,美國以AlR3-TiBr4催化體系合成順丁橡膠。隨后鈷系、鎳系及稀土系(釹系)催化劑相續發(fā)展,順丁橡膠生產(chǎn)能力已僅次于丁苯橡膠,合成橡膠各膠種第二位 。2013年世界合成橡膠生產(chǎn)者協(xié)會(huì )統計丁二烯橡膠(主要為順丁橡膠)產(chǎn)能為471.8萬(wàn)噸/年。
我國在上世紀70年代采用自主開(kāi)發(fā)的技術(shù)實(shí)現了順丁橡膠工業(yè)化生產(chǎn),采用的是鎳系催化劑,其生產(chǎn)技術(shù)一直處于世界水平行列。中國石化、中國石油和一些民企均擁有鎳系順丁橡膠生產(chǎn)裝置,2011年總產(chǎn)能達66萬(wàn)噸/年,產(chǎn)品銷(xiāo)往。未來(lái)幾年,我國鎳系順丁橡膠產(chǎn)能將進(jìn)一步擴大,預計我國鎳系順丁橡膠產(chǎn)能將超過(guò)100萬(wàn)噸/年。
稀土順丁橡膠因其的性能被視為鎳系順丁橡膠的升級品種,逐漸被工業(yè)界所重視。稀土順丁橡膠與鎳系順丁橡膠相比具有較高的彈性、較好的拉伸性能、較低的生熱和滾動(dòng)阻力以及的耐磨耗和抗疲勞等物理機械性能,符合輪胎在高速、節能、安全、環(huán)保等方面發(fā)展的需要,常用于綠色輪胎。中國早在上世紀60年代就開(kāi)始了稀土催化丁二烯聚合的研究,由于當時(shí)經(jīng)濟發(fā)展落后,未能實(shí)現工業(yè)化生產(chǎn)。1998年在國家863計劃的支持下,中國石油錦州石化公司在鎳系萬(wàn)噸級順丁橡膠生產(chǎn)裝置上成功地生產(chǎn)出了稀土順丁橡膠。2011年,中國石油山子石化公司稀土順丁橡膠生產(chǎn)裝置投產(chǎn),中國稀土順丁橡膠生產(chǎn)裝置實(shí)現了零突破。2012年,中國石化北京燕山分公司3萬(wàn)噸/年稀土順丁橡膠生產(chǎn)裝置也投產(chǎn)。未來(lái)幾年,我國將新增20多萬(wàn)噸/年稀土順丁橡膠的產(chǎn)能,屆時(shí)中國稀土順丁橡膠總產(chǎn)能達30萬(wàn)噸/年以上,成為稀土順丁橡膠大生產(chǎn)大國。
泡沫的研究早可以追溯到柏拉圖時(shí)代,但幾來(lái),人們對泡沫的定義一直沒(méi)有形成統一的認識。美國膠體化學(xué)家L·I·Osipow和道康寧公司的R·F·Smith從泡沫的密度方面對泡沫進(jìn)行了定義;日本的伊藤光一從泡沫結構的角度對泡沫進(jìn)行了定義,但是卻忽略了氣泡間的相互聯(lián)系;我國的表面物理學(xué)家趙國璽教授對泡沫的定義為:泡沫是氣體分散于液體中的分散體系,氣體是分散相(不連續相),液體是分散介質(zhì)(連續相),液體中的氣泡上升至液面,形成少量液體構成的以液膜隔開(kāi)氣體的氣泡聚集物。國內外學(xué)者一致認為:泡沫本身是一種熱力學(xué)不穩定體系,當氣體進(jìn)入含有表面活性劑的溶液中時(shí),便會(huì )形成長(cháng)時(shí)間穩定的泡沫體系。
生產(chǎn)方法一:纖維素是世界上蘊藏量豐富的天然高分子化合物,生產(chǎn)原料來(lái)源于木材、棉花、棉短絨、麥草、稻草、蘆葦、麻、桑皮、楮皮和甘蔗渣等。我國由于森林資源不足,纖維素的原料有70%來(lái)源于非木材資源。我國針葉材、闊葉材的纖維素平均含量約43-45%;草類(lèi)莖稈的纖維素平均含量在40%左右。纖維素的工業(yè)制法是用亞硫酸鹽溶液或堿溶液蒸煮植物原料,主要是除去木素,分別稱(chēng)為亞硫酸鹽法和堿法。得到的物料稱(chēng)為亞硫酸鹽漿和堿法漿。然后經(jīng)過(guò)漂白進(jìn)一步除去殘留木素,所得漂白漿可用于造紙。再進(jìn)一步除去半纖維素,就可用作纖維素衍生物的原料。
生產(chǎn)方法二:用纖維植物原料與無(wú)機酸搗成漿狀,制成α-纖維素,再經(jīng)處理使纖維素作部分解聚,然后再除去非結晶部分并提純而得。
生產(chǎn)方法三:將選好的工業(yè)木漿板疏解,然后送入已加1%~10%的鹽酸(用量為5%~10%)的反應釜進(jìn)行升溫水解,溫度為90~100℃,水解時(shí)間0.5~2h,反應結束后經(jīng)冷卻送人中和槽,用液堿調至中性,過(guò)濾后濾餅在80~100℃下干燥,后經(jīng)粉碎得產(chǎn)品。
生產(chǎn)方法四:由木漿或棉花漿制成的纖維素。經(jīng)漂白處理和機械分散后精制而成。
黃原膠是目前國際上集增稠、懸浮、乳化、穩定于于一體,性能的生物膠。黃原膠的分子側鏈末端含有丙酮酸基團的多少,對其性能有很大影響。黃原膠具有長(cháng)鏈高分子的一般性能,但它比一般高分子含有較多的官能團,在特定條件下會(huì )顯示特性能。它在水溶液中的構象是多樣的,不同條件下表現不同的特性。
1、懸浮性和乳化性
黃原膠對不溶性固體和油滴具有良好的懸浮作用。黃原膠溶膠分子能形成超結合帶狀的螺旋共聚體,構成脆弱的類(lèi)似膠的網(wǎng)狀結構,所以能夠支持固體顆粒、液滴和氣泡的形態(tài),顯示出很強的乳化穩定作用和高懸浮能力。
2、良好的水溶性
黃原膠在水中能快速溶解,有很好的水溶性。特別在冷水中也能溶解,可省去繁雜的加工過(guò)程,使用方便。但由于它有的親水性,如果直接加入水而攪拌不充分,外層吸水膨脹成膠團,會(huì )阻止水分進(jìn)入里層,從而影響作用的發(fā)揮,因此注意正確使用。黃原膠干粉或與鹽、糖等干粉輔料拌勻后緩促加入正在攪拌的水喂,制成溶液使用。
3、增稠性
黃原膠溶液具有低濃度高粘度的特性(1%水溶液的粘度相當于明膠的100倍),是一種的增稠劑。
偶聯(lián)劑早由美國聯(lián)合碳化物公司(UCC)為發(fā)展玻璃纖維增強塑料而開(kāi)發(fā)。早在40年代,當玻璃纖維用作有機樹(shù)脂的增強材料,制備廣泛使用的玻璃鋼時(shí),發(fā)現當它們長(cháng)期置于潮氣中,其強度會(huì )因為樹(shù)脂與親水性的玻璃纖維脫粘而明顯下降,進(jìn)而不能得到耐水復合材料。鑒于含有官能團的有機硅材料是同時(shí)與二氧化硅(即玻璃纖維的主要成分)和樹(shù)脂有兩親關(guān)系的有機材料及無(wú)機材料的“雜交”體,試用它作為“粘合劑”或偶聯(lián)劑,來(lái)改善有機樹(shù)脂與無(wú)機表面的粘接,以達到改善聚合物性能的目的,就成為科技工作者的一大設想,并在實(shí)際應用中取得了較好的效果。因此自40年代初至60年代是偶聯(lián)劑產(chǎn)生和發(fā)展時(shí)期,并形成了代硅烷類(lèi)偶聯(lián)劑。工業(yè)上使用偶聯(lián)劑按照化學(xué)結構分類(lèi)可分為:硅烷類(lèi),鈦酸酯類(lèi),鋁酸酯類(lèi),有機鉻洛合物,硼化物,磷酸酯,鋯酸酯,錫酸酯等。它們廣泛地應用在塑料橡膠等高分子材料領(lǐng)域之中。
石蠟是從石油、頁(yè)巖油或其他瀝青礦物油的某些餾出物中提取出來(lái)的一種烴類(lèi)混合物,主要成分是固體烷烴,無(wú)臭無(wú)味,為白色或淡黃色半透明固體。石蠟是非晶體,但具有明顯的晶體結構。另有人造石蠟。
石蠟是石油加工產(chǎn)品的一種,是礦物蠟的一種,也是石油蠟的一種。它是從原油蒸餾所得的潤滑油餾分經(jīng)溶劑精制、溶劑脫蠟或經(jīng)蠟冷凍結晶、壓榨脫蠟制得蠟膏,再經(jīng)溶劑脫油、精制而得的片狀或針狀結晶。用于制脂肪酸、醇、火柴、蠟燭、防水劑、軟膏、電絕緣材料等 。
石蠟分食品級(食品級和包裝級,前者優(yōu))和工業(yè)級,食品級,工業(yè)級不可食用。
石蠟制品在造型或涂敷過(guò)程中,長(cháng)期處于熱熔狀態(tài),并與空氣接觸,假如安定性不好,就容易氧化變質(zhì)、顏色變深,甚至發(fā)出臭味。此外,使用時(shí)處于光照條件下石蠟也會(huì )變黃。因此,要求石蠟具有良好的熱安定性、氧化安定性和光安定性。
影響石蠟安定性的主要因素是其所含有的微量的非烴化合物和稠環(huán)芳烴。為提高石蠟的安定性,就需要對石蠟進(jìn)行深度精制,以脫除這些雜質(zhì)。
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