四洛南大学n 《天然橡胶加工学》 富小雪酸授 7 第六章 天然生收加工基本工艺 第2节新样胶乳处理 第3节蚊乳鞭国 第4节颜块机械脱水 第6节橡腔的干燥 第6节分、检验和包装 第7节天然橡胶生产的技术经济指 干的雄 下用 。提问 请同学们列举些天然生胶的橡胶制品
1 《天然橡胶加工学》 廖小雪 教授 联系方式 :139-76121633 QQ：490284801 鲜胶乳 过滤 胶乳凝固 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 胶乳凝固 凝块压薄) 压绉 造粒装箱 滴水、准备干燥 干燥好的橡胶 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 第六章 天然生胶加工基本工艺 第1节 概述 第2节 新鲜胶乳处理 第3节 胶乳凝固 第4节 凝块机械脱水 第5节 橡胶的干燥 第6节 分级、检验和包装 第7节 天然橡胶生产的技术经济指标 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 请同学们列举些天然生胶的橡胶制品。 提问 浓缩天然胶乳和天然生胶是天然橡胶加工产品的两种形式。其中，天然生胶 产量更是在天然橡胶总产量中占主导地位，约占85%～90%。 ——65%以上用于制造轮胎 ——余下35%用于制造其他橡胶制品（如输送带、胶管、胶鞋，等） 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪
第一节概迷 国出南人手 各种不同的橡胶密封件及橡胶配件 一)天松生胶的品种原料 厂片状胶烟胶外，风干胶片，白片，始片 通用类 抛胶：又称标准雄胶（占天然橡胶总产量的8%以 收无道子持定黄化政地 箱象片、房调酸片、烟★湖蒙片，本家化 .● 大 验大 天生胶产品 程与 2
2 各种不同的橡胶密封件及橡胶配件 第一节 概述 一）天然生胶的品种原料 片状胶:烟胶片，风干胶片，白绉片，褐绉片等 通用类 颗粒胶:又称标准橡胶（占天然橡胶总产量的80%以上） 特种类： 恒粘橡胶 ; 低粘橡胶 ; 易操作橡胶; 纯化橡胶; 散粒 橡胶; 充油橡胶; 子午轮胎橡胶等. 改性类： 环氧化橡胶; 氯化橡胶; 接枝橡胶;氢氯化橡胶 ;热塑性橡 胶等 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 我国长期以来用以制造天然生胶的原料： <1>采自巴西三叶橡胶树的新鲜胶乳，其加工过程主要包括：新鲜胶乳 短期保存、机械除杂、凝固、脱水、干燥、检验、分级和包装等，由此制得 的橡胶统称为胶乳级天然橡胶。一般清洁度高，理化性能好，可列为高等产 品，如用于轮胎的胎体、缓冲层和胎侧部位。 <2>采胶或加工过程所产的杂胶，主要包括：胶线、杯凝胶、外流胶(泥胶 )及各种熟化胶块，这类杂胶含有较多杂质，需经多次反复的洗涤，然后压炼 和干燥等，由此制得的橡胶统称为杂胶级天然橡胶。正因杂质多且受到不同 程度的氧化，所得橡胶质量较差。 ☏杂胶产量约占天然生胶总产量的10%～15%。 <3>产自小胶园的熟化胶块，其性质及加工方法与杂胶基本相同，所得橡 胶称为再炼级橡胶。 ——泰国：生产天然橡胶标准橡胶所用的原料多是杯凝胶、胶线、胶块、烟 片等 ——印度：全部采用的是碗块团状体（Φ60～100mm） ——尼日利亚：采用大块杂胶团（长、宽均在300mm以上，厚度在20mm以上） <4>离心法生产浓缩胶乳过程中，由离心机分离出来的除浓缩胶乳之 外副产物——胶清(干含5%左右)，再经加工制得的橡胶称为胶清橡胶。 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 表5-1 巴西橡胶树产的胶乳形成的原料和加工制成的产品种类 在胶园或工厂 收集的原料 经制胶厂加工而成的产品种类 新鲜胶乳（田 间胶乳） （1）固体橡胶：烟胶片、风干胶片、白绉胶片、浅色绉胶片、全乳绉胶 片、乳黄绉胶片、纯烟绉胶片、浅色颗粒胶、较高级别颗粒橡胶、恒粘和 低粘橡胶、纯化橡胶、散粒橡胶、充油橡胶、环化橡胶、环氧化橡胶、易 操作橡胶、接枝橡胶、氯化橡胶、氢氯化橡胶、热塑性天然橡胶、增塑橡 胶、炭黑母炼胶、难结晶橡胶、液体天然橡胶以及其它改性天然橡胶 （2）胶乳：离心浓缩天然胶乳、膏化浓缩天然胶乳、蒸发浓缩天然胶乳 、电滗法胶乳、预硫化胶乳、接枝胶乳以及其它改性成或特制胶乳 胶杯凝胶 颗粒橡胶、胶园褐绉胶片、薄褐胶绉片（再炼胶）、混合绉胶片、夺取毡 绉胶片和充油橡胶等 自凝胶块 颗粒橡胶、夺取和薄胶园褐绉胶片、薄褐绉胶片、混合绉胶片、夺取毡绉 胶片和充油橡胶等 胶线 较低质量的颗粒橡胶、胶无褐绉胶片、混合绉胶片、夺取毡 绉胶片和充油 橡胶等 皮屑胶 硬平树皮绉胶片、再炼胶、夺取毡绉胶片和标准平树皮绉胶片等 泥胶 标准平树皮绉胶片和硬平树皮绉胶片 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 中华人民共和国国家标准（GB/T8081-1999） 天然生胶 标准橡胶规格 性能 各级橡胶的极限值 检验方法 恒粘胶 浅色胶 5号胶 10号胶 20号胶 50号胶 颜色标志 绿 绿 绿 褐 红 黄 留在45μm筛网上的杂 质含量，%（最大值） 塑性初值P0（最大值） 塑性保持值PRI（最大值） 氮含量，%（最大值） 挥发分含量，%（最 大值） 灰分含量，%（最大 值） 颜色指数（最大值） 门尼粘度（ML1+4,100℃） 0.05 / 60 0.6 0.8 0.6 / （65±5） 0.05 30 60 0.6 0.8 .6 6 / 0.05 30 60 0.6 0.8 0.6 / / 0.10 30 50 0.6 0.8 0.75 / / 0.20 30 40 0.6 0.8 1.0 / / 0.50 30 30 0.6 0.8 1.5 / / GB/T8086 GB/T3510 GB/T3517 GB/T8088 GB/T6737 GB/T4498 GB/T14796 GB/T1232 注：①可按用户要求生产其它粘度级别的恒粘胶 ②取样要求根据GB/T15340-1994，规定：“一个胶包只有任何一项性能的测定结果超出其极限 值，而另一个胶包有另一项性能测定结果超出其极限值，则认为这批生胶仍符合本标准规格的要 求”。 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪
西海南大学 方楼 3: : 西海南大季 南天9gG 第二节鲜胶乳的处理 性像 TT 一，鲜胶乳的早期保存 二，鲜胶乳的运轴受球 三，鲜胶乳的处理 蟲驶6，m 一、鲜胶乳的早期保存 四海南大争 而海南大争 1,保存剂（常用 二、鲜股乳的运输 ■复水 上及时运着：可降低氯的用，降低工厂成本。 b复合保存剂如氯+TTZ0 2,对于大的胶厂，录好果用大罐运输。 用量：生产生胶时一般氯水用量为胶乳重的0.03-0.08% 3，运输注意意项： 威保存时何长短所加NH3用量不间。 检查质好坏分开，防止晒在运输中及时加保容 2.0,0 剂保证运输质置：及时清洗容要
3 技术要求 性 能 恒粘胶 （SCR CV） 浅色胶 （SCR L） 全乳胶 （SCR WF） 10号恒粘胶 （SCR 10CV） 20号恒粘胶 （SCR 20CV） 5号胶 （SCR 5） 10号胶 （SCR 10） 20号胶 （SCR 20） 检验方法 颜色标志，色泽 绿 绿 绿 褐 红 绿 褐 红 留在45μm筛上 的杂质含量，% （最大值） 0.05 0.05 0.05 010 0.20 0.05 0.10 0.20 GB/T8086 塑性初值P0（最 小值） / 30 30 / / 30 30 30 GB/T3510 塑性保持率PRI （最小值） 60 60 60 50 40 60 50 40 GB/T3517 氮含量，%（最 大值） 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 GB/T8088 挥发分含量，% （最大值） 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 ISO248 （烘箱法， 105±5℃） 灰分含量，%（ 最大值） 0.5 0.5 0.5 0.75 1.0 0.6 0.75 1.0 GB/T4498 拉维邦颜色指数 （最大值） / 6 / / / / / / GB/T1479 6 门尼粘度（ML1+4 ，100℃） 60±5 （见注1） / / （见注2） （见注2） / / / GB/T1232 .1 注1：有关方面也可同意采用另外的粘度值。 注2：没有规定这些级别的粘度，因为这会随着例如贮存时间和处理方式而变化，但一般是由生产方将粘 度控制在65+7 -5。有关方面也可同意采用另外的粘度值。 中华人民共和国国家标准（GB/T8081-2008） 天然生胶 标准橡胶 中华人民共和国农业行业标准（NY/T733-2003） 天然生胶 航空轮胎标准橡胶规格 性能 限值 试验方法 杂质含量/（%）（质量分数），最大值 塑性初值a，最大值 塑性保持值，最大值 氮含量/（%）（质量分数），最大值 挥发分含量/%（质量分数），最大值 灰分含量/%（质量分数）,最大值 丙酮抽出物含量b /（mg/kg），最大值 铜含量b /（mg/kg），最大值 锰含量b /（mg/kg），最大值 门尼粘度，50ML（1+4）100℃ 硫化胶拉伸强度c /（MPa），最小值 硫化胶扯断伸长率c /（%），最小值 0.05 36 60 0.5 0.8 0.6 3.5 8 10 83±10 21.0 800 GB/T8086 GB/T3510 GB/T3517 GB/T8088 GB/T6737 GB/T4498 GB/T3516 GB/T7043.2 GB/T13248 GB/T1232 GB/T528 GB/T528 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 海南天然橡胶产业集团股份有限公司企业标准（Q/HJJG 01-2006） 天然生胶 20号子午线轮胎标准橡胶规格 性 能 极限值 试验方法 留在45μm筛网上的杂质含量（最大值），%,m/m） 塑性初值a（最大值） 塑性保持值（最大值） 氮含量（最大值），%（m/m） 挥发分含量（最大值），%（m/m） 灰分含量（最大值），%（m/m） 门尼粘度，50ML（1+4）100℃ 硫化胶拉伸强度b（最小值），MPa 0.20 30 45 0.6 0.8 1.0 83±10 19.6 GB/T8086 GB/T3510 GB/T3517 GB/T8088 GB/T6737 GB/T4498 GB/T1232 GB/T528 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 第二节 鲜胶乳的处理 一．鲜胶乳的早期保存 二．鲜胶乳的运输要求 三． 鲜胶乳的处理 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 一、鲜胶乳的早期保存 1．保存剂 (常用) a 氨水 b 复合保存剂. 如:氨+TT/ZnO 用量：生产生胶时一般氨水用量为胶乳重的0.03-0.08% , 随保存时间长短所加NH3用量不同。 时间 加氨量 中午12：00-2：00 0.03-0.04% 2：00-4：00 0.05-0.06% 4：00-6：00 0.07-0.08% 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 二、鲜胶乳的运输 1．及时运输：可降低氨的用量，降低工厂成本。 2．对于大的胶厂，最好釆用大罐运输。 3．运输注意事项： 检查质量，好坏分开;防止曝晒；在运输中及时加保存 剂保证运输质量；及时清洗容器。 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪
三、解鬼，的处理 西海南大等 (一)、鲜胶乳的净化 乳的停 二.净化授备 常用的净化漫备过地绳有商心次降 股乳中外 过物 保物其 0.05 的同。因为铁为有言 条法天然生胶产墨清清良的康有铁推道（修） 动单整用的✉大清带 求，透合的号，可在收站用40号前，到工 严时加工本个那节外来泰质的不火行染 采用60号成80号用阳流。过津过超中买影执神网，清决河 海南大等 1 2。净化设备 2引高心沉降每 工作原理： 利用胶乳与杂质比置的楚舞，在高心力作用下使其分高。 6.高心沉降帮的结构 高心沉降每主要由转动触、分高韩体、进科管和控制杂 质含量的出料装量等四个部分组成。 2,净化逐寄 回南大 2)高心沉降■ 2.净化设备 2)心次降 影响离心效果的因素 ①转数的转速 @胶乳在转数中停窗时间求进料速度 题常以增大神的速更为有利 4
4 三、 鲜胶乳的处理 鲜胶乳的处理包括：净化，混合，稀释，沉降 (一)鲜胶乳的净化 1．目的： 除去胶乳中外来杂质，提高胶乳清洁度。 要保持其清洁度小于0.05%。 新鲜胶乳中杂质来源： 割胶、收胶运输等过程中由外界混入的泥沙、虫蚁、树皮、树叶等。 保证天然生胶产品清洁度的最有效措施（思考） ◙确保胶园的“六清洁” ◙严防加工各个环节外来杂质的再次污染 ◙加工前对新鲜胶乳进行充分净化 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 (一)、鲜胶乳的净化 2．净化设备 常用的净化设备:过滤筛和离心沉降器 1)过滤筛： a.筛网材料：一般用不锈钢，禁止用铜铁的筛网，因为铜铁为有害 金属，影响胶乳的质量，易使橡胶老化。 b.筛网规格：常用40号，60号，80号过滤筛，筛网大的容易过滤， 筛网少的难过滤 c.过滤要求：选合适的筛号，可在收胶站用40号筛粗滤，到工厂再 釆用60号或80号筛细滤，过滤过程中要勤换筛网，清洗筛网 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 （c）电动连续过滤筛 圆形振动筛 【常用过滤筛形式】 （a）电斗筛 （b）半园形过滤筛 表2 常用筛号规格 筛号（筛孔数目 ） 40 60 80 100 325 筛孔净宽，mm 0.351 0.246 0.175 0.147 0.043 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 2．净化设备 2)离心沉降器 a.工作原理： 利用胶乳与杂质比重的差异，在离心力作用下使其分离。 b.离心沉降器的结构 离心沉降器主要由转动轴、分离钵体、进料管和控制杂 质含量的出料装置等四个部分组成。 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 2．净化设备 2)离心沉降器 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 2．净化设备 2)离心沉降器 影响离心效果的因素 ① 转鼓的转速 ②半经 ③ 胶乳在转鼓中停留时间或进料速度. 通常以增大转鼓的转速更为有利。 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪
(二)鲜胶乳的混合 (三)胶乳的稀释 1。意文，美离产品性实的一敢性制杯线齿的的共。 1。意义：满节胶乳的浓鹿，控制好胶乳的凝因速麦和桑块 的软硬度。 度：鲜胶乳加水狮后的浓度即加水前的浓度 源题浓度：收乳加入聚国剂后蚊乳的浓度， 关暴：新群胶乳浓度加水得释浓度加固浓皮。 要来4，容重与个氧 当稀痛浓度高一凝块硬奉片含胶量大，片原，逢出粒子粗。 春量要利有工厂的生 产相配对，香则影产品生产 一干燥难 商得浓度低服块款，玉片时岸唐难翼。且压出的胶片大教， 出粒子，含水量高一干嫌过会检长至所，干 特将新得江击情高净子裤二瑞人工单便面言小信 通河释国节胶乳浓度对不同天然生胶产品生产工艺的意义 (三)胶乳的稀释 四海南大学 烟酸片生产中，藏烧的秋硬、厚薄对压片和干燥影响极 稀释浓度的确定 在胶时，块的硬度会影响水和通经机 ，粒的含水量和 浓度都有相应的委 希幕浓度=景因浓度×十 颗银股：漫周液度一数为1解2 热 3.稀得加水量计算 四海南大争 )新虞法（常用） 四滴南大争 )计（液播后干含量不变 鲜胶乳浓X合港面积×鲜胶液面高麦X比= 鲜胶乳量×鲜胶乳浓度=稀将浓度×（鲜胶乳重量十稀释 率浓度X面X胶乳离度×比道 知水量) e Xs Xh Xp=e:Xs:Xh:Xpa 稀如水量=鲜胶乳量X(鲜胶乳浓度释解浓度)得浓 那序离度一鲜胶乳离度X(鲜胶乳浓度稀将浓度) 例：有鲜胶乳98kg,千胶含量为31.2%，现稀释到26.5%局 例：混合池中鲜胶乳的高度为81cm,测得鲜胶乳干合量 加多少水？ 为32%。现稀择到27%。计算精得胶乳面高度？ 加水=98×(31.2-26.5%)26.5% h=h,c=81×32%27%=96em =1738kg
5 (二) 鲜胶乳的混合 1．意义：提高产品性质的一致性，制得较均匀的凝块。 造成橡胶性质变异的因素及其对策： （1）栽培条件的差异直接带来胶乳成份的差异。 ——尽可能将大批的原料胶乳(或杂胶)充分混合。 （2）加工过程各工序工艺条件变动。 ——应严格执行橡胶生产工艺规程。 2．胶乳混合池 要求：a。容量与个数： 容量：要与工厂的生产相配对，否则影响产品生产。 个数：2-3个便于互换。 b．便于排胶 c．便于清洗 d．设搅拌浆 胶乳混合池 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 (三) 胶乳的稀释 1．意义：调节胶乳的浓度，控制好胶乳的凝固速度和凝块 的软硬度。 稀释浓度：鲜胶乳经加水稀释后的浓度即加酸水前的浓度。 凝固浓度：胶乳加入凝固剂后胶乳的浓度。 关系：新鲜胶乳浓度 加水 稀释浓度 加酸 凝固浓度。 当稀释浓度高→凝块硬，每片含胶量大，片厚，造出粒子粗, →干燥难 稀释浓度低→凝块软，压片时容易破裂，且压出的胶片太软， 造 出粒子细，含水量高 →干燥过程会拉长甚至断裂，干 燥难。 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 通过稀释调节胶乳浓度对不同天然生胶产品生产工艺的意义 不尽相同： ——烟胶片生产中，凝块的软硬、厚薄对压片和干燥影响极 大： ——生产颗粒胶时，凝块的软硬度会影响脱水和造粒机械工 作，颗粒的含水量和干燥时间。 ☎各种产品生产工艺对胶乳的凝固浓度都有相应的要求 —片状胶：凝固浓度一般为14%～18% ——颗粒胶：凝固浓度一般为18%～25% 当稀释浓度和凝固时所加酸水量都固定，则凝固浓度也相应 固定，从而可排除因自然的或人为的因素造成的新鲜胶乳 浓度变动所带来的影响，有利于稳定凝固、凝块机械脱水 、干燥的工艺条件，从而有利于提高产品一致性。 (三) 胶乳的稀释 2．稀释浓度的确定 稀释浓度×稀释胶乳重量＝凝固浓度×（稀释胶 乳重量＋酸水重量） 稀释浓度＝凝固浓度× 1＋ 酸水重量 稀释胶乳重量 一般胶厂设计时酸水池容积和稀释胶乳的容积之比为1/10. 稀释浓度＝凝固浓度×1.1 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 不同生胶种类其胶乳浓度高低标准 凝固浓度 稀释浓度 片状胶 14-18% 凝固%+(1.5～2%) 颗粒胶 18-25% 凝固%×1.1倍 稀释浓度是由凝固 浓度来决定的。 3．稀释加水量计算 1）重量计(根据稀释前后干胶含量不变) 鲜胶乳重量×鲜胶乳浓度＝稀释浓度× （鲜胶乳重量＋稀释 加水量） 稀释加水量＝鲜胶乳重量×(鲜胶乳浓度-稀释浓度）/稀释浓 度 例：有鲜胶乳98kg，干胶含量为31.2%，现稀释到26.5%需 加多少水？ 加水＝98×（31.2%-26.5%）/26.5% =17.38(kg) 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 2)刻度法（常用） 鲜胶乳浓度×混合池截面积×鲜胶乳液面高度×比重＝稀 释浓度×截面积×稀释胶乳高度×比重 c1×s1×h1×ρ1=c2×s2×h2×ρ2 h2= h1 c1 / c2 稀释高度＝鲜胶乳高度×(鲜胶乳浓度/稀释浓度） 例：混合池中鲜胶乳的高度为81cm，测得鲜胶乳干含量 为32%，现稀释到27%，计算稀释胶乳面高度？ h2= h1 c1 / c2 = 81×32%/27%=96cm 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪