微波凝固天然橡胶的结构与性能研究

采用微波辐射的方法来凝固天然橡胶，具有不添加化学物质、凝固速度快、大幅度降低耗水量、废水处理量和排放量等突出优点，能够解决酸和微生物凝固过程中的不足之处。而且微波凝固能够较大幅度保留天然橡胶（NR）中的非橡胶组分，这使微波凝固NR具有优异的综合性能。通过系统深入研究NR微波凝固机理、微波凝固NR过程中非橡胶组分的变化情况，以及由此产生的对NR分子结构和理化性能的影响规律，在NR宏观性能、微观分子结构与非橡胶组分变异之间建立起有机联系，深刻揭示非橡胶组分对NR性能影响的作用及机理，为我国NR产业结构调整和提高NR质量提供理论指导依据。

天然胶乳凝固工艺是影响天然橡胶质量非常重要的一环，目前，国内外主要的凝固工艺是酸凝固、自然凝固和微生物凝固。酸凝固是我国采用的最普遍的凝固工艺，但是酸凝固NR很难满足子午线轮胎、航空轮胎和载重轮胎的要求。而自然凝固通常是在胶园凝固，凝固周期长，同时不好保管，不适用于我国国情。微生物凝固NR具有较好的综合性能，但是凝固周期也比较长，同时凝固时间受温度的影响大，凝固工艺难以固化，大规模生产比较困难。微波是一种高效、清洁能源，在橡胶的硫化和干燥中有一定应用。但是天然橡胶的微波凝固是项目组成员首次提出的一种新型的凝固工艺，是一种开创性的研究工作。.1、研究了天然橡胶的微波凝固机理，微波能使胶乳中的极性分子在电磁场作用下，造成分子的剧烈运动与磨擦碰撞，从而产生热量，使胶乳快速升温，胶乳中的粒子热运动显著加快，克服胶粒保护层作用力而使胶粒团聚、凝固。.2、研究了不同种类电解质(乙酸铵、硫酸铵、乙酸钾、氯化钾、氯化钠和粗盐）对微波辐射凝固天然橡胶和胶清的影响，微波辐射凝固胶清橡胶和天然橡胶的力学性能优于酸凝固橡胶。.3、研究了微波辅助原位生成Mg(OH)2/Al(OH)3凝固胶清橡胶的性能，使原位生成的Mg(OH)2、Al(OH)3达到纳米级分散，同时使NR复合材料性能有明显提升。.4、研究了金属离子钝化剂对微波凝固胶清橡胶老化性能的影响，添加不同的金属离子钝化剂对胶清橡胶的老化性能均有不同程度的提高。.5、研究了不同凝固工艺及非胶组分对NR性能的影响，微波凝固NR的力学性能和耐臭氧老化性能不如生物凝固NR。蛋白质在耐老化过程中具有重要作用，降低部分蛋白质可以提高其抗老化能力，但是降低的过多或过少，都会使老化性能下降；水溶物对NR的力学性能有很大的影响，但是其只降低了NR的热氧老化性能，对耐臭氧老化性能几乎没有影响；丙酮溶物对橡胶有促进交联作用，其力学性能随着丙酮溶物的减少而降低。.6、研究了恒粘剂盐酸羟胺（HH）和2-巯基苯并噻唑（MBT）对微波凝固NR贮存稳定性的影响，MBT的恒粘效果明显好于HH，MBT作为一种硫醇类恒粘剂，同时又是NR硫化过程中的促进剂，能提高硫化胶的性能。硫醇基团能够与NR分子结构中的醛基反应生成稳定的缩硫醛，对NR的贮存硬化有很好的抑制作用。