第二章 膠乳性質及膠乳種類

1、第二章第二章 膠乳的性質膠乳的性質 杜江華杜江華1、膠體的性質、膠體的性質2、天然膠乳的組成及化學結構、天然膠乳的組成及化學結構內容簡介第一節(jié)第一節(jié) 膠體的性質膠體的性質一分散度與表面能二分散體系的幾個穩(wěn)定性的概念三膠體溶液的概念及一般性質一一 分散度和表面能分散度和表面能（一）分散度（一）分散度 定義：定義：單位體積的物質所具有的表面積叫分散度，也叫做比表面。它是物質的總表面積與該物質總體積的比值。即： 物質總表面積（物質總表面積（S） S S。= = 物質的總體積（物質的總體積（V） V 單位：單位：1 分散度與粒子大小成反比關系，分散度越大，粒子愈細。粒子數愈多，表面也相應增加。對球狀粒

2、子來說：設半徑為r,粒子數為n.則分散度 分散度與粒子大小的關系1.定義：定義：在恒溫恒壓下形成新的表面所做的功為表面能。在恒溫恒壓下形成新的表面所做的功為表面能。 F= F F：表面能（單位為：表面能（單位為J J） ：比例系數，也稱比表面能。單位為：比例系數，也稱比表面能。單位為J/mJ/m物理意義是物理意義是在一定的溫度、壓力和組成下，增加體系單位表面時，在一定的溫度、壓力和組成下，增加體系單位表面時，體系表面自由能的增加。體系表面自由能的增加。（二）表面能（二）表面能由F= 知,在給定的體系中是一個常數。那么表面能（F）與表面積（A）成正比關系，由于一定量的物體，粒子越小，說明粒子數越

3、多，所形成的表面積就越大。所以A越大，意味著分散度越大，表面能就越大。根據能量最低原則，體系就越不穩(wěn)定，有自動縮小表面積的趨勢。表面能與分散度的關系表面能與分散度的關系 表面能與分散度成正比，與粒子大小成反比。分散度大的，說明粒子越小,形成的新表面越多，表面能就越大。二、分散體系的幾個穩(wěn)定性的概念二、分散體系的幾個穩(wěn)定性的概念 分散體系保持分散度不變的性質。（即保持分散狀，不因重力作用而下沉或上浮，也不相互聚結）：一種或幾種物質分散在另一種物質中所組成的體系分散體系穩(wěn)定性：分散體系的幾個穩(wěn)定性的概念分散體系的幾個穩(wěn)定性的概念動力學穩(wěn)定性：分散相保持穩(wěn)定的分散狀態(tài)不因重力作用而下沉或上浮的性質。

4、動力學不穩(wěn)定性：分散相因重力作用而下沉或上浮而不能保持分散狀態(tài)的性質。熱力學（也稱聚結）穩(wěn)定性：分散相保持單個狀態(tài)而不相互聚結的性質。熱力學不穩(wěn)定性：分散相互相聚結，不能保持單個狀態(tài)的性質。（一）膠體溶液的概念：物質粒子在1-100nm范圍內，分散在介質中而形成的多相且具有一定穩(wěn)定性的體系。稱膠體溶液，簡稱溶膠。三個特征：1. 高分散度2. 多相3. 具有一定的穩(wěn)定性三三 膠體溶液的概念及一般性質膠體溶液的概念及一般性質（二）性質 丁道爾現象 產生的原因： 膠體粒子的大小小于入射光的波長，產生了光散射現象的結果.溶液與膠體的丁達爾效應的比較電泳現象：在外加電場的作用下，分散相定向移動的現象。2

5、. 電學性質 天然膠乳的橡膠粒子在外加電場的作用下，可看到膠粒均移向陽極，說明橡膠粒子帶陰電荷。電學性質對溶膠性質的影響: 溶膠的電學性質表明膠粒是帶電的，雖然粒子小，表面能大。由于同電相斥的作用，提高了溶膠的熱力學穩(wěn)定性。使溶膠具有一定的穩(wěn)定性。3.動力學性質 布朗運動：在顯微鏡觀察到，膠體粒子是連續(xù)的不規(guī)則運動，這種膠體所特有的運動稱為布朗運動。 產生的原因：其本質還是分子的熱運動，是由于分散體系中分散相粒子受周圍介質分子不斷碰撞的結果。粒子在撞擊的過程中，有些時候合力不等于零，就作永不停息的運動。 B.有降低溶膠的熱力學穩(wěn)定性趨勢。 因為強烈的布朗運動使膠粒相互碰撞的次數增多而不易于聚結

6、，因此有降低熱力學穩(wěn)定性趨勢。 但也不是碰撞就會聚結，而是有一定條件，即當布朗運動所具有的動能大于膠粒間相互排斥的勢能時，膠粒便會相互聚結。布朗運動對膠體性質的影響A.提高了動力學穩(wěn)定性。第二節(jié)第二節(jié) 天然膠乳的膠體特性天然膠乳的膠體特性 天然膠乳是組分復雜的橡膠天然膠乳是組分復雜的橡膠水基型分散體系，是疏液水基型分散體系，是疏液膠體吸附親液膠體后形成的一種特殊的膠體體系。膠體吸附親液膠體后形成的一種特殊的膠體體系。親液膠體主要是蛋白質、類脂物等親液膠體主要是蛋白質、類脂物等 固含量為3040，橡膠粒徑平均為1.06微米。新鮮的天然乳膠含橡膠成分2741.3(質量)、水4470、蛋白質0.24

7、.5、天然樹脂25、糖類0.364.2、灰分0.4。 分散介質分散介質：分散介質為乳清。大部分是水，還含有蛋白 質、脂肪酸、無機鹽、糖類等乳清：乳清：膠乳中，除橡膠粒子以外的其它物質的總稱，其中含有蛋白質、脂肪酸、無機鹽、糖類等B B乳清：乳清：由離心后底層部分凍干后得到的乳清屬黃色體水溶液C乳清：經過高速離心機所得到的清亮的乳清。天然膠乳分散相和分散介質都不是均一的物質。（多相性）天然膠乳分散相和分散介質都不是均一的物質。（多相性） 橡膠粒子：表面吸附蛋白質、類脂物等。 非橡膠粒子：包含FW粒子（脂肪、類脂物組成）、黃色體（蛋白質、類脂物組成）、纖維狀粒子（蛋白質組成）分散相 ：橡膠粒子和非

8、橡膠粒子。離心機離心離心機離心天然膠乳和疏液膠體性質的比較天然膠乳和疏液膠體性質的比較項目 疏液 膠體 天然膠乳 粒子 晶核、小液滴、無定形碎 高分子物形成的膠團 作用力作用力 離子鍵、共價鍵、分子力 范德華引力與介質親和性與介質親和性 沒有親和性 吸附蛋白質后有親和性相界面 多相、有界面 多相、有界面自由能自由能 高 高 穩(wěn)定性穩(wěn)定性 熱力學不穩(wěn)定性 熱力學不穩(wěn)定性熱力學電位熱力學電位 不隨溶膠的PH變化 隨溶膠的PH變化 水化膜水化膜 較薄 較厚粘度粘度 小 大（有結構粘度）濃度濃度 小 大凝膠含水量凝膠含水量 極少 多成膜性質成膜性質 無成膜性 具有良好的成膜性 1.結構分為三層： （內

9、層）溶膠層：能溶乙醚苯，由聚合度小、球狀橡膠烴分子聚集而成； （中間層）凝膠層：不溶乙醚，由聚合度大、支鏈、網狀橡膠烴分子聚集而成； （外層）保護層：保持膠粒穩(wěn)定，由蛋白質和類脂物構成。磷脂:不同品系的膠乳磷脂，幾乎一樣，不溶于丙酮；類脂物中性脂：溶于丙酮，有甘油三酸脂、淄醇脂，不同品系的膠乳中性脂幾乎不同，所以其穩(wěn)定性有異。膠乳加氨后橡膠膠粒保護層的變化膠乳加氨后橡膠膠粒保護層的變化1）蛋白質的水解 （加氨后）蛋白質 緩慢水解 氨基酸（非表面活性物質） 全部進入乳清膠粒保護層被破壞降低膠粒穩(wěn)定性。 氨是堿性物質，蛋白質在酸、堿條件下都會發(fā)生水解作用。 另外蛋白質也會發(fā)生變性作用。從而失去保護

10、膠粒的作用，降低膠乳的穩(wěn)定性。2）類脂物的水解類脂物 很快水解 高級脂肪酸 NH3 生成高級脂肪酸銨皂（表面活性物質）。此銨皂大部分吸附于膠粒表面，增加膠粒表面的陰電荷和水化膜，加強膠粒保護膜，從而提高其穩(wěn)定性。小部分進入乳清。 橡膠粒子的大小、數量、結構對膠乳性質的影響 1.對膠乳性質的影響膠粒大、膠乳較穩(wěn)定.膠粒小、膠乳不穩(wěn)定.(1) 橡膠粒子大小原因:橡膠粒子大，表面能小，穩(wěn)定性上升; 橡膠粒子大，表面結構較完整，保護能力就強，穩(wěn)定性高; 橡膠粒子大，布朗運動相對弱些，膠粒碰撞相對小，穩(wěn)定 性高。結論：粒子大，數量少，結構完整，膠乳較穩(wěn)定結論：粒子大，數量少，結構完整，膠乳較穩(wěn)定（2 2

11、）橡膠粒子數量 多：橡膠粒子數量多，其濃度高，穩(wěn)定性差 少：橡膠粒子數量少，其濃度低，橡膠粒子間距離寬，互相碰撞的機會少，穩(wěn)定性高。 3）橡膠粒子結構 結構完整：有保護層保護，穩(wěn)定性高，橡膠粒子的大小、數量、結構對制膠工藝的影響1) 對生產生膠的影響 大?。合鹉z粒子大，凝固好，粒子小容易產生局部凝固。 因膠粒大，膠乳粘度低，酸水容易分散均勻，則凝固好。膠粒小，膠乳粘度高，酸水不易分散均勻，則加酸產生局部凝固。 數量：數量小的凝固操作困難，數量多，凝固操作易，但過多，凝固操作也困難. 因數量過多，濃度過大，粘度過高，酸水不易分散均勻。 結構：結構完態(tài)，凝固操作易，反之，則難。結論：膠粒小，數量少

12、，結構不完整，凝固操作難。結論：膠粒小，數量少，結構不完整，凝固操作難。反之，凝固操作易反之，凝固操作易2)2) 對離心分離濃乳的影響對離心分離濃乳的影響 粒子大?。毫Ｗ哟螅蛛x效率高；粒子小，分離效率低。因：a膠粒大，膠粒較穩(wěn)定，不易在離心機的分離室中凝固，分離效率高b. 膠粒大，粘度低，膠粒與乳清分離較易，分離效率高；c. 膠粒大，相對密度較小，乳清與膠粒的密度差較大，分離效率高 數量：數量小，分離效率低。數量多，分離效率高。過多分離效率反而降低，因粘度過高。在一定程度上表示膠乳的濃度即干膠含量。數量小，干膠含量低，分離效率低，導致經濟上不合算。數量多，濃度高，分離效率高。干膠制成率也高。

13、 結構：結構完整即有保護層保護，有利于離心分離，分離效率高。結構不完整，分離效率低. 因膠粒易在離心機中凝聚，停機清洗的次數也多。結論：數量多，粒子大，結構完整，分離效率高，所得結論：數量多，粒子大，結構完整，分離效率高，所得濃縮膠乳純度較高，乳清離子強度較低，膠乳較穩(wěn)定。濃縮膠乳純度較高，乳清離子強度較低，膠乳較穩(wěn)定。四）非橡膠粒子四）非橡膠粒子（一）（一）FW粒子（弗萊粒子（弗萊威斯林粒子）威斯林粒子）（二）含纖維狀粒子（二）含纖維狀粒子（三）（三）黃色體黃色體離心機離心離心機離心（一） FW粒子（弗萊威斯林粒子）FW粒子比重比橡膠粒子略大，主要由脂肪和其它類脂物組成。顏色為黃色，橙色或棕

14、色，其帶顏色由脂溶性類胡蘿卜素而來。 類胡蘿卜素主要是-胡蘿卜素，其易發(fā)生氧化，氧化后變成褐色，灰色以致黑色。所以在制膠過程中要防止凝快氧化變色。防此氧化變色措施：1).噴灑藥品如亞硫酸鈉、焦亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉等，把這些物質噴入凝塊上。2). 凝塊泡水。（二）纖維狀粒子 取自幼樹乳管的膠乳，往往含有雙層薄膜包圍的直徑為1-3um的特殊球粒。(三)黃色體 1. 黃色體的性質 穩(wěn)定性低1).膠乳加氨時，大部分黃色體分解，粘度降低。2).膠乳加水時，大部分黃色體膨脹而凝聚，粘度增高（乳清離子濃度降低，粘性體吸收水分而膨脹）。3).膠乳加入0.1mol/L NaCL時，黃色體幾乎沒有變化（保持滲透平

15、衡）。2 黃色體對膠乳性質的影響 膠乳中的黃色體通常在割膠后很快就變壞，首先變化的是黃色體的內含物，因粘附在薄膜的壁上而停止作布朗運動，之后薄膜破裂，流體流入乳清中，其流出物中含有酸、無機鹽、等電點高的蛋白質、糖和酶等。這些物質都會降低膠乳的穩(wěn)定性。黃色體含量高，膠乳穩(wěn)定性低。因為：A.黃色體本身穩(wěn)定性低，會相互聚結，就把一些膠粒帶進來。 B.黃色體破裂后，流出物中的酸會降低膠乳的pH值，因黃色體pH為5.5，薄膜破裂后，其低pH值進入膠乳中，從而降低穩(wěn)定性。C.黃色體破裂后，流出物中的無機鹽如鈣離子，鎂離子會壓縮雙電層，使膠粒脫水，從而降低穩(wěn)定性D.黃色體破裂因含等電點高的蛋白質在膠乳中帶陽

16、電荷，而橡膠粒子帶陰電荷，這樣陰陽中和，穩(wěn)定性降低E.黃色體薄膜破裂后，殘渣包圍膠粒，引起膠乳凝固，穩(wěn)定性降低。2 對制膠的影響1) 對生產生膠的影響：黃色體含量高，膠乳的穩(wěn)定性差從 而粘度大，酸水不易分離均勻，凝固操作困難。措施： a. 分級凝固：先把穩(wěn)定性低的黃色體凝固過濾，再凝固b. 加漂白劑（二甲苯基硫醇、亞硫酸氫鈉） 2） 對離心分離濃乳的影響黃色體含量高的膠乳，離心分離效率低。因： A.黃色體高，穩(wěn)定性低，易在離心機分離室中凝聚，易發(fā)生堵機，分離效率低 B.黃色體高，粘度高，橡膠粒子與乳清分離困難，分離效率低 C.黃色體高，黃色體膠膜可溶于氨，生成磷酸鎂銨含量高，易堵機，分離效率降

17、低。 D. 黃色體高，濃乳不潔白，純度低，MST低若能把黃色體分出后，再生產濃縮膠乳，則生產效率，產品質量也會提高方法：加氨使黃色體溶解 5）膠乳的穩(wěn)定性）膠乳的穩(wěn)定性1 橡膠粒子的吸附作用2 橡膠粒子帶電的原因3 雙電層與電動電位4 橡膠粒子表面的水化膜5 決定天然膠乳穩(wěn)定性的主要因素6 影響天然膠乳穩(wěn)定性因素（一）橡膠粒子的吸附作用（一）橡膠粒子的吸附作用1. 吸附條件吸附條件 一種物質的原子或分子附著在另一種物質的表面上的現象稱為吸附。 固體表面分子和液體表面分子一樣，也處于力場的不平衡狀態(tài)。也具有表面能，因此固體表面就產生了剩余的吸引力。由于這些未平衡的吸引力存在，固體粒子表面就可以從

18、與它接觸的氣體或液體中吸附其它物質。（分子或離子） 由于物質具有選擇吸附與之組成有關的物質，即相似相吸.所以說，膠乳中的蛋白質，類脂物是高度分散的分子狀態(tài)存于乳清中，屬有機高聚物。而橡膠烴是許多異戊二烯單體聚合而成的有機高聚物，這就為吸附與被吸附創(chuàng)造了條件。另外，膠乳是一種分散度很高的多相體系，橡膠粒子具有巨大的表面積。因此橡膠粒子與乳清的界面上能發(fā)生顯著的吸附作用。 課堂思考：試分析天然膠乳的吸附？（1） 膠體粒子帶電的原因 溶膠粒子帶電的原因有三方面，即選擇性吸附、表面分子電離和同晶置換。選擇性吸附：溶膠粒子與介質之間存在巨大的界面，能有選擇的把溶液中的離子吸附到界面上來，如果吸附的正離子

19、，溶膠粒子帶正電，吸附的是負離子，則溶膠粒子帶負電。表面分子電離：膠體粒子的表面分子在一定條件下能電離出離子而使膠體粒子帶電。如天然膠乳的橡膠粒子帶電是屬于這個原因。 （二）橡膠粒子帶電的原因 橡膠粒子的表面吸附有蛋白質，而蛋白質是由許多氨基酸以肽鍵的形成結合的高聚物，對于一條長肽鏈來說，含有一個游離的羧基末端和有個游離的氨基末端，在肽鏈的側面，還有許多可離子化的基團。有些可接受質子H+，有些解離H出質子+。所有這些基團在膠乳中都會受到pH值的影響，而使蛋白質呈現不同的解離狀態(tài)。 在堿性條件下，蛋白質作酸式解離，而使膠粒帶陰電荷。 橡膠粒子表面電荷的多少和性質是隨膠乳PH值的變化而變化。在酸性

20、條件下，蛋白質（用P來表示）作堿式解離，而使膠粒帶陽電荷。 課堂思考：試分析天然膠乳膠粒帶電的原因 在通常情況下橡膠粒子帶陰電荷，主要是由于膠乳中的蛋白質等電點一般在4-5左右，而新鮮膠乳的pH值在7左右，用氨保存的膠乳，其pH值在9以上，所以這兩種膠乳中的蛋白質都處于堿性介質中，蛋白質的氨基解離受到抑制，羧基得到充分解離，而產生較多的陰電荷，所以一般的天然膠乳橡膠粒子表面帶有負電荷，即陰電荷。 當然，膠乳中的類脂物在加氨后發(fā)生水解，其水解后生成的高級脂肪酸銨皂，吸附在膠粒表面使膠粒也帶陰電荷。天然膠乳橡膠粒子表面帶有陰電荷的原因？1. 雙電層雙電層 電位離子與反離子電位離子：使膠粒帶電的離子

21、。反離子： 與電位離子符號（電性）相反的離子。 對天然膠乳來說，負離子是電位離子，正離子是反離子 （三）雙電層與電動電位 雙電層：吸附層與擴散層，兩層電量相等，電性相反，構成了橡膠粒子的雙電層。 吸附層：靠近膠粒表面，被膠粒吸附較牢固，這部分反離子連同電位離子與水化膜一起稱為吸附層。 擴散層：呈擴散狀分布，與膠粒距離較遠，吸引較疏松，反離子的分布隨著離膠粒界面距離的增大而減小，直到電位離子電力線所不能及的均勻乳清相為止，此處反離子濃度為零，稱擴散層。雙電層結構示意圖雙電層結構示意圖雙電層結構示意圖雙電層結構示意圖2. 電動電位（電動電位（電位）電位）1) 定義 橡膠粒子對乳清做相對滑動時，滑動

22、面不在膠粒表面，而在吸附層與擴散層交界的地方。因此當吸附層與擴散層錯動時，就會產生電位差。這個電位稱為電動電位（電動電位（電位）電位） 。 電動電位的大小決定于電位離子數與吸附層反離子數目之差，但不是簡單的代數相減，可通過電泳測其電位。 擴散層反離子數越少，吸附層反離子數目增多，電動電位下降。當擴散層被擠壓到與吸附層重合時，這時電位(=0)等于零。膠?；ハ嗑劢Y，膠乳凝固。膠粒開始聚結的電位為臨界電位。2) 電動電位的特點 電動電位最明顯的特征是電解質對它的影響，當加入少量電解質時電動電位下降，即壓縮雙電層。壓縮雙電層：如果在膠乳中加入電解質，則電解質解離出陰，陽離子，其中有一種離子與電位符號相

23、反，這種離子一方面受電位離子吸引，并且價數越高，吸引力越大。另一方面與擴散層離子是同性，就互相排斥。并且價數越高，排斥力越大。就把原來擴散層的反離子擠壓到吸附層中去，這就叫壓縮電層。雙電層與電動電位關系 在雙電層中，吸附層中反離子越少，擴散層中反離子必越多，反離子會擴散得離膠粒越遠，膠粒所帶陰電荷也就越多，雙電層越厚，電動電位越高，膠粒間斥力越大，膠乳也就越穩(wěn)定。3. 熱力學電位 熱力學電位：膠粒表面到均勻的乳清相所產生的電位差叫熱力學電位。 熱力學電位大小決定于膠粒表面電位離子的總數。熱力學電位與電動電位的關系: 熱力學電位的絕對值總大于電動電位的絕對值。 特點：天然膠乳的熱力學電位則是隨著

24、溶液PH值而改變的。 主要是因為膠粒表面帶電是主要是因為膠粒表面帶電是蛋白質的解離結果，而蛋白質解蛋白質的解離結果，而蛋白質解離程度又受離程度又受pH值影響。值影響。緊密層緊密層擴散層擴散層移動的切動面移動的切動面熱力學電位與電動電位的關系（四）橡膠粒子表面的水化膜1 1. .水化膜的形成水化膜的形成 主要是由蛋白質，類脂物的水化作用，使水分子在膠粒表面定向排列形成水化膜。通過永久偶極引力和氫鍵力來實現的。1)蛋白質的水化作用蛋白質的水化作用 蛋白質分子中含有許多親水基團。這些極性基團，由于靜電引力的作用，會產生永久的偶極，而水分子是極性分子，當蛋白質與時，水接觸由于蛋白質的偶極作用，使水分子

25、發(fā)生極化，從而蛋白質發(fā)生水化作用使水分子在膠粒表面定向排列成水化膜。 類脂物也有親水基團，而發(fā)生水化作用，在膠粒表面形成一層水化膜。3) 3) 氫鍵力的作用氫鍵力的作用 蛋白質、類脂物中有許多電負性強的元素，如O、N、S等。它們能跟水發(fā)生氫鍵締合而結合水分子，從而在膠粒表面形成定向排列的水化膜。2) 2) 類脂物的水化作用類脂物的水化作用2.2.水化膜的性質與作用水化膜的性質與作用1) 作用：當膠?；ハ嘟咏蚺鲎矔r，水化膜便起著隔離和緩沖的機械阻力的作用，提高了膠乳的熱力學穩(wěn)定性。2) 性質：水化膜具有定向排列的結構，當膠粒互相靠近時，水化膜被擠壓成形。因此有一個力要力圖恢復原來定向排列結構，

26、使水化膜表現出彈性抗壓能力。其大小與水化膜厚度成正比，水化膜越厚，彈性抗壓力越大。五）決定天然膠乳穩(wěn)定性的主要因素 決定天然膠乳穩(wěn)定性的主要因素是膠粒帶電和水化膜。1.膠粒帶電的穩(wěn)定作用 天然膠乳pH值總大于蛋白質pH值，因此蛋白質在堿性中呈酸性解離，使橡膠粒子帶上陰電荷，形成雙電層和電位，使膠乳保持穩(wěn)定。1.膠粒帶電的穩(wěn)定作用 靜電斥力的作用僅限在雙電層范圍內，雙電層以外就不存在，靜電斥力的大小與電位成正比關系，即電位越高，則靜電斥力越大，膠粒就越穩(wěn)定。2. 電解質的影響1) 堿A. 堿中和膠乳腐敗所形成的揮發(fā)脂肪酸（VFA），可提高膠乳穩(wěn)定性。B. 堿加入膠乳后，會提高膠乳的pH值。 使膠

27、乳的PH值遠離蛋白質的等電點，因而蛋白質中氨基的解離受到抑制，羧基解離充分，另外類脂物在堿性條件下水解生成了銨皂，增加了膠粒所帶陰電荷，電位上升，水化作用增強而使水化膜增厚，彈性抗壓力增大，膠粒間互相排斥的勢能增大，勢能峰提高，膠粒的布朗運動難以越過勢能峰，從而提高膠乳的穩(wěn)定性。生產上利用此性質來作好膠乳的保存，如膠乳中加氨保存。生產上利用此性質來作好膠乳的保存，如膠乳中加氨保存。C. 堿過量，會使蛋白質水解為氨基酸進入乳清中，這樣膠粒的保護層受到破壞，使膠粒穩(wěn)定性降低。在生產上加堿要適量。六）六）影響天然膠乳穩(wěn)定性的因素影響天然膠乳穩(wěn)定性的因素2) 酸 A.膠乳中加少量酸時，會降低膠乳pH值

28、。 使其pH值向蛋白質等電點轉移，這時蛋白質的羧基解離受到抑制，氨基解離增強，膠粒表面所帶陰電荷減少， 電位下降，水化作用減弱而使水化膜變薄，彈性抗壓能力降低，總斥力下降，勢能峰降低，膠乳的穩(wěn)定性下降;當加酸加到蛋白質等電點時，其COOH與NH2解離相等，電位消失，勢能峰等于零，無水化作用，膠粒凝結，膠乳凝固.B.使膠粒脫水 當膠乳的pH值等于時蛋白質等電點，氨基和羧基解離相等，分子呈電中性，此時由于蛋白質的溶解度和水化作用最低，使膠粒脫水，水化膜受到破壞。 另外，類脂物水解產生的高級脂肪酸與氨作用生成的高級脂肪酸銨皂，加酸后會生成疏水性的高級脂肪酸，也使膠粒脫水。生產上，固體生膠生產中，若要

29、加速凝固時，就須先加肥皂生產上，固體生膠生產中，若要加速凝固時，就須先加肥皂后再加酸。后再加酸。C. 陽電荷膠乳 在一定條件下，往膠乳中加入過量的酸，則膠乳的pH值迅速越過蛋白質的等電點，使膠乳中蛋白質在酸性條件下做堿式電離，使膠粒帶上陽電荷。生產上利用此性質制造陽電荷膠乳。3) 鹽A.壓縮雙電層 電解質起壓縮雙電層的作用，使電位降低，降低膠乳的穩(wěn)定性。一般情況下，鹽類對膠乳穩(wěn)定性的影響主要是金屬離子 2. 鈣離子，鎂離子，磷酸根離子的影響 鈣離子，鎂離子是高價的金屬離子，在膠乳中能起壓縮雙電層的作用；同時與蛋白質，銨皂等生成不溶性物質而使膠粒脫水；也是膠乳中酶的活化劑。因此鈣離子，鎂離子含量

30、高的膠乳穩(wěn)定性較差。 磷酸根離子可跟鈣離子，鎂離子發(fā)生作用生成不溶性鹽類而沉淀，可除去鈣離子，鎂離子對膠乳穩(wěn)定性的影響，從而提高膠乳的穩(wěn)定性。4. 細菌 膠乳中含有的細菌多，膠乳的穩(wěn)定性下降甚至發(fā)生凝固。原因1）細菌可將膠乳中的糖轉化為揮發(fā)脂肪酸（VFA），而VFA中有甲酸、乙酸和丙酸等，它們會降低膠乳PH值，使COOH解離受到抑制，NH2解離充分，膠粒所帶陰電荷減少，電位下降，靜電斥力下降，勢能峰下降，水化膜變薄，穩(wěn)定性降低。2）細菌可分解蛋白質，蛋白質分解后膠粒保護層被破壞，膠粒所帶陰電荷減小，水化膜變薄，彈性抗壓力降低，勢能峰下降，膠乳穩(wěn)定性降低。 a.高價鹽可跟蛋白質作用生成不溶性鹽，

31、而使蛋白質脫水，從而使膠粒脫水。 b.類脂物水解生成高級脂肪酸與氨作用生成高級脂肪酸銨皂，銨皂與鹽作用生成不溶的皂而使膠粒脫水。 生產上，在加酸使膠乳凝固的同時加入少量的鹽，可加生產上，在加酸使膠乳凝固的同時加入少量的鹽，可加速膠乳的凝固。速膠乳的凝固。B.使膠粒脫水5. 酶降低膠乳穩(wěn)定性。原因 a.酶使蛋白質變性，使膠乳穩(wěn)定性降低. b.酶可分解蛋白質，使膠粒保護層被破壞，膠乳穩(wěn)定性降低。6. 糖的間接影響 糖可被細菌利用轉化為VFA，降低膠乳的pH值，COOH解離受到抑制，NH2解離增強，膠粒所帶陰電荷減少，電位下降，靜電斥力降低，勢能峰下降，水化膜變薄。膠乳穩(wěn)定性下降。在生產上，可在膠乳

32、中加入適量的細菌，酶或糖類物質，加速膠乳的自然凝固。但若要保持膠乳的穩(wěn)定狀態(tài)，則要千方百計抑制細菌和酶的生長及活性。 7. 黃色體：黃色體破裂后，內含物流入乳清，均降低穩(wěn)定性。 8 . 表面活性物質 一般陰離子表面活性物質可被膠粒吸附，增加了膠粒表面所帶陰電荷和水化膜，這樣加強了膠粒保護層，提高了膠乳穩(wěn)定性。 生產上對于膠粒保護層低的膠乳，可加陰離子型表面活性物質，提高保護層，增加穩(wěn)定性，例如月桂酸銨皂 。9. 脫水劑的影響 使穩(wěn)定性下降.如氯仿、酒精等脫水劑。 它們與水的親和力比蛋白質水的親合力大，加入膠乳中，會奪走膠粒表面的水化膜，使蛋白質脫水，但加入量很多，才能使膠乳凝固，根據此性質，可

33、用酒精凝固膠乳，通過檢驗膠乳的酒精凝固體積來反映膠粒水化膜情況。10. 機械攪拌 攪拌可使膠乳穩(wěn)定性降低，甚至發(fā)生凝固，膠乳的凝固量與攪拌的時間和速度的平方成正比。原因：1）攪拌增加了剪切力，可破壞膠粒表面的水化膜，使膠乳穩(wěn)定性降低。2）攪拌作用增加了膠粒的動能使之容易越過勢能峰，膠粒間互相碰撞的頻率又高，導致膠乳穩(wěn)定性降低而凝固。在生產上，要注意攪拌時間和速度，時間短，膠乳攪拌不均在生產上，要注意攪拌時間和速度，時間短，膠乳攪拌不均勻，時間長，膠乳穩(wěn)定性降低。勻，時間長，膠乳穩(wěn)定性降低。11. 加熱加熱會使膠乳穩(wěn)定性降低，甚至凝固。原因：1）加熱可使蛋白質變性，疏水基解開，親水基減弱，從而使

34、膠粒脫水。 2）加熱會使膠粒的布郎運動加快，膠?；ハ嗯鲎矙C會增多，動能增大，降低膠乳的穩(wěn)定性。 12 冷凍（0C）由于冷凍的作用，使水化膜結冰而除去，使膠粒發(fā)生不可逆的脫水作用，另外冰的體積大于水，對膠粒有擠壓作用，使膠粒互相粘結在一起。八 天然膠乳的成膜和膠凝性質（一）膠凝性質 1 定義 膠凝：膠凝：膠乳在電解質或其它去穩(wěn)定劑作用下，由穩(wěn)定的水分散體系變成凝膠的過程稱為膠凝。 凝膠：凝膠：當分散體系的穩(wěn)定性降低時，分散相顆粒間會發(fā)生相互聯結而形成網狀結構，而液體介質則充斥在網孔之間，于是分散體系成為一種失去流動性的分散結構體系，這就是凝膠。 凝膠在放置過程中會脫水和收縮，最后形成膠膜。 七、

35、 天然膠乳的成膜和膠凝性質1)異同點：凝固：膠乳或膠清中的橡膠粒子是不可逆的凝聚而形成橡膠連續(xù)相和乳清分散相的現象。膠凝過程分散相和分散介質總是不分離，即膠凝的體積與原膠乳的體積大小一樣，而凝固過程分散相和分散介質總是分離，凝塊的體積總小于膠乳原來的體積。一般引起膠凝的物質不一定是特殊物質，主要是去穩(wěn)定作用進行的緩慢，個別地方粘結起來形成凝膠。2) 相同點：都是去穩(wěn)定劑作用的結果。2 膠凝和凝固的異同（二）成膜性質1 成膜性質：膠乳膠凝變成薄膜的過程為成膜過程。分三個階段：第一階段圖中ac：水分不斷蒸發(fā)，膠乳濃度增大，膠粒相互靠近而形成多粒子層第二階段圖中cd：水分繼續(xù)蒸發(fā)，膠粒間接觸面增大，

36、膠?；ハ嗑奂纬啥嗝骟w，且體系面積隨接觸程度的增加而縮小。第三階段圖中de：由于橡膠分子的熱運動和相互擴散，以及保護層物質的逐步溶解而除去，橡膠分子互相滲透而形成連續(xù)的薄膜，薄膜形成后，薄膜結構繼續(xù)變化，導致薄膜進一步加強。膠乳成膜過程示意圖膠乳成膜過程示意圖 2 成膜的原因 膠乳具備成膜性的兩個條件：1) 膠乳粒子具有高度的內聚力。 天然膠乳是熱力學不穩(wěn)定體系，橡膠粒子的分散度大，表面能大，由于膠粒具有高度的內聚力，粒子之間容易聚結縮小表面積以降低表面能。2) 膠乳粒子的自粘性。 粒子表面相接觸時能發(fā)生結合作用，并在結合區(qū)域內能部分的恢復物質原有的結構，橡膠分子是屬于高聚物，分子鏈很長，分

37、子作熱運動時，分子的某一部分會產生空洞或孔隙，而另一個橡膠烴分子的一部分即鏈段可鉆入或擠進孔洞去，熱運動繼續(xù)發(fā)展，以至橡膠分子之間互相滲透而自粘 1、自學（看書）、自學（看書） 2、天然膠乳濃度指標的解釋、天然膠乳濃度指標的解釋八、 天然膠乳的種類九、合成膠乳一、概述 在天然膠乳的啟示下，大約在20世紀20-30年代左右開始，人們致力于研發(fā)合成橡膠，最早出現的商品合成膠乳是氯丁膠乳。在二次世界大戰(zhàn)末，開發(fā)出了一系列的合成膠乳。20世紀50年代初開發(fā)了人造膠乳，到70年代幾乎所有的合成橡膠都有相應的合成膠乳。近20-30年來合成膠乳得到了迅速的發(fā)展，國外合成膠乳的用量已占全部膠乳用量的70%。合

38、成膠乳迅速增長的原因：1.補充天然膠乳的不足。2.賦予制品某些特殊性能，如耐油性、抗透氣性、耐老化性等。3.石油化工的發(fā)展為大量合成橡膠及膠乳的大量生產、降低成本創(chuàng)造了條件。二、合成膠乳的成分 合成膠乳一般用乳液聚合的方法來制備。如丁苯膠乳、丁腈膠乳、氯丁膠乳等。 合成膠乳是一個多組分的分散體系，分散相為高聚物粒子，分散介質為水，其它組分如引發(fā)劑、乳化劑、調節(jié)劑等分布在兩相之中。 合成膠乳與天然膠乳有相同點：都是表面活性劑所穩(wěn)定的膠體分散體系，粒子一般都帶有電荷，都有布朗運動和結構粘度。1.變異性小，質量較一致：組成，黏度，膠粒大小等可在生產過程中加以調控。2.膠粒?。ㄒ话銥閹资翈装賜m），

39、分布窄（膠粒度均勻一致），膠乳穩(wěn)定性高（穩(wěn)定劑量多），乳液聚合要求有較高的聚合速率和較高的穩(wěn)定性，因而加皂量較多所致。3.膠粒吸附層飽和度（乳化劑覆蓋膠粒表面的程度）較低（10-70%），與乳化劑性質，數量等有關。4.濃縮方法特殊。 合成膠乳與NRL相比不同點：5.膠膜干燥時間長，吸水性較強，其含水溶性肥皂較多之故。6.不易腐敗變臭。合成膠乳中不含有其它的非橡膠組分，故不易腐敗、變質、發(fā)臭等。7.濕凝膠強度及薄膜強度較低，原因不清，可能膠粒小，且乳化劑與聚合物比率高是影響因素。8.品種多，專用性能好。三、合成膠乳的性質1.總固體含量 一般膠乳的總固體含量為40%-45%,高濃度可達63%-74

40、%.2.相對密度 根據商品規(guī)格,一般膠乳的相對密度小于1.3.pH值 聚合時所用的乳化劑不同pH值也不同,用脂肪酸鹽、歧化松香酸鹽作乳化劑時，產品的pH值 為10-11，用磺酸系或硫酸醚系作乳化劑時，產品的pH值 為8-9，而用羧酸改性者，產品的pH值 小于7。4.粘度粘度與總固體含量、膠乳粒徑分布及電解質等有關。一般薄膜用膠乳要求濃度高、粘度低。5.表面張力用途不同的膠乳有各種不同的表面張力，表面張力對粘結、濕潤、發(fā)泡等應用性能以及有關物理性能都有很大影響。薄膜用膠乳表面張力為30-40mNm6.粒徑及其分布薄膜用膠乳的粒徑小、分布寬，粒徑一般為0.15-3.0um ，簾線浸膠用膠乳粒徑小、

41、分布窄，粒徑一般為0.05-0.1um ，其它用途膠乳的粒徑一般為0.05-0.20um 7.殘留單體含量根據共聚物的不同，其膠乳中相應會含有不同的殘留單體。一般殘留的單體越少越好。四.合成膠乳的品種牌號合成膠乳的品種牌號一般均根據共聚單體含量、總固體含量、乳化劑種類及有無羧酸改性等區(qū)分。如SBRL丁苯膠乳CRL氯丁膠乳IIRL丁基膠乳NBRL丁腈膠乳PBRL丁吡膠乳XNBRL羧基丁腈膠乳XSBRL羧基丁苯膠乳XCRL羧基氯丁膠乳EPML乙丙膠乳IRL異戊膠乳五.橡膠類膠乳（一）丁苯膠乳（SBRL ）1.概況：無規(guī)共聚結構，屬通用型，其消耗量在合成膠乳中約占80%，品種多。 按單體配比，聚合溫

42、度，乳化劑種類，填充劑、防老劑類型等不同有許多種牌號的膠乳：據統(tǒng)計有440種。1 1）按聚合溫度分類：高溫丁苯）按聚合溫度分類：高溫丁苯（40-5），低溫丁苯），低溫丁苯（5）。2）按單體配比：）按單體配比：St含量。丁苯含量。丁苯-30%（50%），），3 3）按分乳化劑不同：硬丁苯，軟丁苯；）按分乳化劑不同：硬丁苯，軟丁苯；4 4）按填料類型分：充油丁苯膠乳，碳黑丁苯膠乳等。）按填料類型分：充油丁苯膠乳，碳黑丁苯膠乳等。2.性能(與NR相比)1）不會腐敗，穩(wěn)定性較高，黏度變化不大，易與天然膠乳混合，用于海綿制品。 2）膠粒?。?00-320nm）。特別適合紡織物浸膠，處理紙張。 3）具有良好的耐老化性能，其耐熱性能優(yōu)于NRL。因為丁苯膠乳的橡膠分子飽和度大，苯環(huán)的空間體積大，對雙鍵有屏蔽作用，雙鍵不易受極化，活性降低。4）