胶乳化学与工艺学复习思考题改动之后Word下载.docx
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用聚氨酯胶乳、丁腈胶乳、氯丁胶乳、PVC和PP等合成高分子材料手套作替代品,其中合成胶乳手套最有前途。
第一章胶乳原材料
1.天然胶乳的分类？
按性质和用途分：
通用胶乳（离心浓缩胶乳、膏化浓缩胶乳、蒸发浓缩胶乳）特种胶乳（高浓度胶乳、纯化胶乳、恒黏胶乳、耐寒胶乳、阳离子胶乳、预硫化胶乳）改性胶乳（接枝胶乳、羟胺胶乳、肼-甲醛胶乳、环氧化胶乳）
按浓度分:
天然胶乳、高浓度胶乳（T.S%＞70%，蒸浓胶乳）、低浓度胶乳（T.S%35%～40%，普通胶乳）
按氨含量分：
天然胶乳、高氨保存胶乳（NH3%～0.7%）、中氨保存胶乳（NH3%0.3%～0.6%）、低氨保存胶乳（NH3%0.2%）
2.天然胶乳的组成及非橡胶成分的作用？
新鲜天然胶乳的组成（掌握）
（1）橡胶烃（20%～40%）
（2）水（55%～75%）（3）非橡胶成分（5%左右）：
蛋白质（1.5-2.8%）类脂化合物（1-2.5%）糖等水溶物（1-2%）灰分（＜1%）细菌和酶
离心分离总共四层
非橡胶成分的作用：
蛋白质作用：
吸附在胶粒表面形成保护层，使胶粒稳定的分散在水介质中，防止橡胶粒子被氧化，延缓老化，其水解产物氨基酸能促进硫化；
氮含量会影响胶膜的物理机械性能，如定伸应力↗、生热↗、电性能↘等；
被细菌和酶分解成乳酸，使胶乳稳定性下降，甚至凝固；
残留在制品中，使制品易吸潮、发霉，降低电绝缘性；
可溶性蛋白质可能对人体的皮肤和组织有刺激作用，产生过敏反应
类脂化合物作用：
吸附在胶粒表面的类脂能提高胶乳的稳定性；
类脂化合物水解产生的高级脂肪酸，能提高胶乳的机械稳定性；
产生的低级脂肪酸能降低胶乳的稳定性；
磷脂的水解产物-胆碱能促进橡胶硫化；
甾醇、磷脂、蜡是天然的防老剂；
脂肪酸为橡胶天然的软化剂和活化剂。
水溶物作用：
残留在制品中，增加产品的吸水性，降低电性能；
被细菌和酶分解成挥发性脂肪酸，降低胶乳的稳定性。
无机盐类作用：
胶乳中的Mg2+/PO43-的比值（常称为磷镁比）高，胶乳的稳定性就差；
胶乳中加氨，与磷酸盐作用生成磷酸铵镁沉淀，可提高胶乳的稳定性；
无机盐的含量高会降低制品的电绝缘性；
Cu2+、Mg2+、Fe2+等含量高（＞3ppm）时，能促进橡胶老化
粘性体作用：
粘性体含量高，胶乳的粘度大，易自然凝固；
加水稀释时，粘性体吸水膨胀并破裂，使胶乳的色泽变暗；
残留在制品中会影响制品的性能。
黄色体作用：
胶乳中的黄色体稳定性低，通常在割胶后很快就变坏，黄色体含
量高，胶乳的稳定性低。
3.天然胶乳为什么会自然凝固？
（掌握）
是细菌和酶引起胶乳中非橡胶物质发生变化的结果.
细菌：
分解胶乳中的蛋白质和糖类物质，产生酸，使胶乳的pH值下降，胶乳稳定性下降；
酶：
蛋白酶分解胶粒保护层中的蛋白质；
凝固酶使蛋白质变性，引起蛋白质的溶解度大大降低。
金属离子（钙、镁离子）：
压迫胶粒双电层，电动电位降低，静电斥力减小；
与胶粒保护层的蛋白质和高级脂肪酸皂反应，生成不溶于水的盐和皂类，使胶粒脱水；
激化酶的活性，增强酶对胶乳稳定性的破坏作用。
避免方法：
天然胶乳加氨处理，加保存剂氨水防止天然胶乳自然凝固。
4.使天然胶乳粒子稳定分散的原因是什么？
橡胶粒子由内到外分别是：
溶胶层；
凝胶层；
保护层。
粒子带相同电荷，存在静电斥力；
水合作用，提高φ电位；
粒子作布朗运动，防止分层。
5.天然胶乳浓度的表示方法。
干胶含量（DRC%）：
胶乳中被酸凝固出来的干橡胶的百分率。
总固体含量（T·
S%）：
胶乳在除去水分和挥发物后的所有固体物质的含量。
总干差：
总固体含量与干胶含量之差，表明胶乳中不挥发性非橡胶成分的含量。
6.天然胶乳的稳定性与pH值、胶粒表面电荷的关系？
并画图表示。
（掌握）在课件上
7.胶乳稳定存在的条件？
影响胶乳稳定性的因素有哪些？
决定天然胶乳稳定性的主要因素是胶粒带电和水化膜。
稳定存在的原因：
影响因素：
内因：
表面电荷、水合作用
外因：
机械力、化学稳定性（配合剂，电解质，脱水溶剂）、温度
8.氨作为保存剂有何有优缺点？
氨保存胶乳的优点
（1）抗凝固保存效果明显:
抑制细菌的生长和酶的活性；
增加胶粒表面的电动电位；
与胶粒表面的高级脂肪酸作用形成铵皂起保护作用；
与胶乳中的Mg2+形成铵镁沉淀，降低Mg2+的去稳作用。
（2）溶解胶乳中的粘性体，降低胶乳的粘度；
（3）易除去，无残留，对胶乳的浓缩、加工及制品性能无不良影响；
（4）无毒、无其他副作用。
氨保存胶乳的缺点:
氨有强烈的刺激气味，不利于环保要求；
对于抗氨性细菌的防护效果较差；
氨对胶乳粒子保护层的蛋白质有缓慢水解的作用；
氨对胶乳中的氧化锌用量有影响
9.天然胶乳的浓缩方法有哪些（要知道）？
简述每种浓缩方法的原理（了解）。
离心法浓缩原理（最常用）：
橡胶烃的相对密度（0.914）低于乳清的（1.02），在重力场中胶粒会克服各种干扰缓慢上浮而分层。
膏化浓缩法浓缩原理：
利用胶粒与乳清之间密度的差异而产生膏化分层。
在普通胶乳中加入适量的膏化剂，削弱胶粒的布朗运动，并增大粒子的有效容积，使胶粒逐渐聚集而上浮，在胶乳表面形成干胶含量很高的浓乳，乳清则留在下层，除去乳清便得到浓缩的胶乳
蒸发浓缩法浓缩原理：
在较低温度（60℃）下负压蒸发掉胶乳中的水分，使胶乳浓缩。
电滗法浓缩原理：
利用天然胶乳中橡胶粒子带阴电荷，通电时，带电粒子向阳极移动，并在该极板薄膜富集而分离，该法尚未有商品问世。
10.什么是皂覆盖率？
什么是皂/胶比？
二者对胶乳稳定性有何影响？
（两个概念）
皂覆盖率：
胶粒表面吸附的乳化剂占粒子表面积的百分数；
皂/胶比：
使干胶含量为100份的胶乳保持稳定所需要的乳化剂的最低质量分数，该值大，胶乳稳定性差。
第二章胶乳用配合剂
1.胶乳配合剂有哪两大类？
各类配合剂又有哪些品种（了解）？
胶乳配合剂概念：
胶乳在保存、加工、应用过程中，所需加入的各种辅助化学药品。
通用配合剂：
使制品具有一定的物理机械性能和使用性能的配合剂，如补强剂和硫化剂等硫化剂、促进剂、活化剂；
补强剂、填充剂；
防老剂、紫外线吸收剂；
着色剂、抗静电剂等
胶乳专用（工艺）配合剂：
使胶乳具有一定工艺性能的配合剂如分散剂：
相界面调节剂：
分散剂、乳化剂、湿润剂、稳定剂、起泡剂等；
水相调节剂：
增稠剂、膏化剂、凝固剂、胶凝剂、热敏剂等；
表面处理剂：
隔离剂、表面润滑剂、卤化处理剂；
其他配合剂：
香味剂
2.胶乳专用配合剂有哪几类？
相界面调节剂；
水相调节剂；
表面处理剂；
其他配合剂。
3.什么是稳定剂、分散剂、乳化剂、凝聚剂、发泡剂、起泡剂、稳泡剂、抗蹼剂？
（掌握）
乳化剂：
吸附在液-液界面，能显著降低液-液界面自由能，使两种不相溶混的液体形成均匀而稳定乳浊液的物质。
在制备乳浊液时使用。
稳定剂：
加入到胶乳体系中增加胶粒表面电荷、保护层、水和度，提高胶乳稳定性的物质。
在胶乳存放、浓缩、配合、加工等过程中使用。
起泡剂：
加入到胶乳中，使胶乳在机械搅拌下产生相对稳定泡孔的物质。
发泡剂：
加入到胶乳中，加热能分解释放出气体，使胶乳产生泡孔的物质。
稳泡剂：
使胶乳泡沫保持稳定的物质。
抗蹼剂：
在浸胶时能防止模型突出或凹陷部分形成网膜的物质
凝固剂：
凡能使胶乳失去稳定性而发生胶凝、凝固的物质，都称为凝固剂，也叫做去稳定剂。
分散剂：
颗粒均匀且吸附在液-固界面，能显著降低液-固界面自由能，使固体稳定地分散在水中的物质。
第三章胶乳基本工艺9
1.掌握胶乳制品配方的表示方法与计算。
（计算题）
干基（比）配方：
以胶乳中干胶质量100作基准，其他配合剂均以干质量份数（phr，每百份橡胶中的份数）表示的配方。
湿基（比）配方：
以胶乳和各种配合剂湿料的相对质量表示的配方。
湿基配比量=干基配比量/湿料浓度（干、湿基配比转换）。
生产配方：
以配合胶乳总质量和总固体含量为基准，求出每次实际需要的胶乳及各种配合剂的湿重和用水量表示的配方。
每次投料可以是每一配料罐、配料桶或某小批制品的总用量等
实用配比=湿基配比*胶乳重量/总湿基配比
稀释用水（软水）量
软水量=Σ干基配比量/配合胶乳浓度-Σ湿基配比量
2.胶乳工业制品配合剂加工的设备主要有哪几种？
简要说明其工作原理。
球磨机：
当球磨机转动时使球磨罐在机架上滚动，带动罐内瓷球和分散体配料滚动、碰撞摩擦，从而磨细内装的物料。
胶体磨：
利用相对速度很高的研磨面带动浆料运动，使其中的固体颗粒相互撞击和摩擦以达到粉碎目的的超微粉碎机械
沙子磨：
由搅拌桨叶搅拌配合剂和玻璃细珠，靠玻璃细珠之间和玻璃细珠与搅拌桨叶、容器壁间的撞击和摩擦作用，使配合剂研磨细。
超声波乳化器：
利用强超声波在液体介质中的空化效应，将介质“粉碎”，使两相或两相以上互不混溶的介质（其中最少一相是液体）均匀混合的装置
高压匀浆泵（高压匀浆器）:
是一种制备超细液—液态乳化物或固—液分散体的通用设备。
3.胶乳制品用配合剂为什么不能直接加入到胶乳中？
由于粉状配合剂直接加入胶乳不仅因粒径大，湿润性不好，在胶乳中不易分散，而且往往引起橡胶粒子脱水而凝固；
不溶于水的流体或半流体配合剂与胶乳混合搅拌时好像分散不错，但是停止搅拌后分成两相。
因此不能直接加入到胶乳中。
4.原料胶乳在加工前为什么要去氨？
去氨的方法有哪些（掌握）？
掌握甲醛去氨计算方法。
除氨的目的：
原料胶乳的氨含量往往较实际应用所要求的高一些，特别是制造胶乳海绵又无现成的低氨胶乳时，在配合前必须进行除氨的预处理；
降低胶乳的pH值，增加胶乳凝固速度，提高工作效率；
防止制品产生气泡；
增加胶乳的粘合力；
减少胶乳对织物的腐蚀。
去氨的方法：
甲醛中和法；
搅拌鼓风法；
蒸发除氨法、弱酸中和除氨法、硅酸或活性炭吸附
除氨法、通入空气或惰性气体除氨法、离心法或透析法除氨
计算方法：
6HCHO+4NH3—（CH2）6N4+6H2O
5.预硫化胶乳硫化程度的表示方法？
氯仿值法用凝胶状态表示胶乳硫化程度。
有机溶剂溶胀法
6.与配合胶乳相比，预硫化胶乳有哪些特点？
（知道）
优点1.胶乳粒子已部分硫化，其粘度已降低，气泡易消除；
2.产品胶膜强度大，变形较小，脱模时不易出现粘折现象；
3.胶乳流态好、稳定性高，浸渍时胶乳液面结皮较少，还可配入填充剂以降低某些产品的生产成本；
4.此外，制品的耐热性、耐寒性较高。
缺点胶膜的干燥时间长，一般比未硫化胶乳的胶膜干燥与硫化时间之和还要长；
制品粘着性较差，故用硫化胶乳所制的浸渍制品，卷边比较困难；
制品的耐油及耐溶剂性能也较差。
7.什么是胶乳的胶凝？
胶乳凝胶有何特征？
（概念胶凝、凝固）
胶凝：
是指胶乳从流动状态转化为凝胶状态的过程。
凝固：
胶乳或胶清中的橡胶粒子呈不可逆地凝聚，形成橡胶连续相与乳清分散相的现象
特征：
胶凝速度缓慢，胶凝过程中形成的网状结构胶凝占有和原胶乳同样大小的体积。
8.胶乳胶凝的方法有哪些？
掌握各种胶凝方法的胶凝原理及特点。
离子沉积胶凝（凝固剂法）胶凝原理：
利用多价金属盐类、酸类等溶液中离子的阳电荷去中和胶乳粒子的阴电荷，导致胶乳在模型上沉积成膜的方法。
热敏化胶凝是指在配合胶乳或硫化胶乳中加入适量的热敏化剂（热不稳定剂），使胶乳在较低的温度下相对稳定，当胶乳受热，温度升高至预定热敏温度时将快速产生胶凝。
这种方法适合生产形状复杂的制品。
迟缓胶凝硅氟化钠在胶乳水相中缓慢水解分离出氢氟酸和硅酸；
水合硅酸可以与胶乳粒子产生某种机械结合；
水合硅酸具有很强的吸附能力，胶乳的稳定剂会被硅酸吸附而逐步沉淀，从而失去稳定作用；
电沉积胶凝u利用胶乳的橡胶粒子带有电荷的性质，在胶乳中放置两个与直流电源的阴、阳极相连的电极时，带阴电荷橡胶粒子就产生电泳向阳极移动并失去电荷，在阳极表面上沉积而成凝胶。
如果采用阳电荷胶乳，则凝胶沉积在阴极上
9.胶乳顺利成膜的条件是什么？
影响胶乳成膜性的因素有哪些？
1温度：
干燥温度＞最低成膜温度（MFT），（概念）MFT：
胶乳出现粘结力形成连续胶膜的最低温度，决定于胶乳聚合物的Tg。
2聚合物的自粘性：
聚合物的自粘性好，胶乳成膜性高。
3环境条件：
脱水介质：
水、空气，空气湿度：
过低，不易成膜；
过高，成膜速度慢，且表面易开裂
10.陈化处理：
刚生产的离心法浓缩胶乳不宜用来制造胶乳制品，必须贮存（陈化）一定时间后使用，工艺性能才能较正常。
熟成的定义：
胶乳配合后在室温下静置贮存一段时间的处理过程
第四章胶乳纯胶制品
第一节浸渍制品
1.什么是浸渍制品？
（概念）
使用一定的模型浸入配合（或预硫化）胶乳中，停留一定时间后将模型提起、移出，在模型表面形成均匀的橡胶胶膜，而后经硫化、干燥等处理，所得制品叫浸渍制品，这一制造工艺叫浸渍工艺
2.胶乳浸渍工艺对配合胶乳有何要求？
浸渍制品所用配合胶乳的要求：
1.原料胶乳的总固体含量尽可能大；
2.分散体颗粒要细，分散均匀，不附聚，沉降少；
3.pH在10.5-11.0之间，氨含量不宜过高（＜0.5%）（否则胶料较易结皮，浸渍时不易凝固，且所得胶膜易产生针孔；
同时在模型突出部分之间较易生成网膜）；
4.稳定剂和表面活性剂不宜使用过多；
5.粘度尽可能大些；
6.胶乳配合后要仔细过滤、静置、熟成、除泡。
对原料胶乳的要求
1.成膜性好，湿凝胶强度高（＞1.47MPa）2.总固体含量高，非橡胶成分少3.粘度适当（低于100mPa·
s）4.稳定性高：
机械稳定性≥400s，化学稳定性高
3.胶乳浸渍设备有哪些？
（了解）
浸渍模型；
浸渍槽；
浸渍机；
凝固剂槽。
4.浸渍方法有哪些？
直浸法：
将模具直接浸入胶乳中，然后提出，依靠吸附作用在模型表面沉积一层薄的胶乳的方法。
凝固剂（离子沉积）法:
将模具先浸凝固剂液，然后浸入胶乳中，依靠凝固剂的胶凝作用在
模型表面沉积一层胶乳的方法。
热敏化胶乳（热模型）法:
将热模具浸入加有热敏剂的胶乳中，依靠热敏化胶凝作用在模型表
面沉积一层胶乳的方法。
电沉积法:
将金属模型作为阳极，依靠电沉积胶凝作用而在模型表面沉积一层胶乳的方法
5.掌握主要的浸渍制品（如各种手套、气球、安全套）的配方设计、生产工艺流程。
医用手套：
配方设计
离子沉积法工艺流程：
模型准备→浸凝固剂→凝固剂干燥（热空气70℃～120℃×
9min～15min）→浸胶乳（预先制硫化胶乳）→沥滤（54℃～70℃×
20min～60min）→涂边→卷边→干燥（热空气100℃～125℃×
25min～35min）→涂隔离剂→脱模→热水硫化（85℃～90℃×
60min～65min）→离心甩水→干燥（第一次95℃～105℃×
55min～65min，第二次手套翻转60℃～65℃×
30min～35min）→检查、包装→入库。
积层手套：
无织物衬里手套生产工艺流程：
模型准备→浸凝固剂→干燥（80℃×
5min～8min）→浸胶→停放（5min）→浸热水（48℃～52℃×
5min）→卷边→干燥（60℃～80℃×
60min～150min）→涂隔离剂→脱模→热水硫化（80℃～85℃×
90min）→干燥（60℃～80℃至干燥）→检查、包装→入库
织物衬里手套直浸法工艺流程：
套衬里→涂胶→烘干→浸胶→烘干→浸胶→烘干→浸橡胶粉末胶料→热空气硫化（110℃×
60min）→脱型→烘干→检验、包装→入库。
凝固剂浸渍法工艺流程：
套衬里→整理→浸凝固剂→翻转→浸胶→甩头→干燥→浸碱水→脱模→后处理（泡洗、硫化、干燥）→检查包装→入库。
气球：
模型准备→浸凝固剂→浸胶乳（预先制备的配合胶乳）→浸热水→脱模→洗涤→涂粉→充气定型→硫化→成品。
第二节胶乳海绵制品
1.胶乳海绵的起泡方法有哪几种？
了解常用的设备类型。
机械起泡法借助机械搅拌作用，向胶乳中打入大量空气，产生气泡。
有间歇起泡法和连续起泡法。
化学发泡法：
在胶乳胶料中加入发泡剂，当升至一定温度时，发泡剂分解放出气体使胶乳发泡。
机械气泡与真空膨胀结合：
把机械起泡倍数较小的泡沫胶乳计量注入模型，然后抽真空使其膨胀至充满模型为止。
水洗装置主要有两种：
一种是水洗机另一种是筐篮式离心机
干燥设备：
层式干燥柜；
输送带式干燥室；
红外线和高频电热干燥海绵
2.胶乳海绵的胶凝方法有哪些？
迟缓胶凝法；
热敏化胶凝法；
冷冻胶凝法；
非胶凝剂法（自胶凝法）
3.胶乳海绵的生产方法主要有哪两种？
邓禄普法；
塔勒莱法
4.掌握邓禄普法和塔勒莱法生产胶乳海绵的配方设计、生产工艺流程和特点。
邓禄普法的工艺流程为：
原料胶乳→除氨→熟成→加分散体→熟成、冷却→加空气起泡→搅拌混合加氧化锌和硅氟化钠→注模→胶凝→硫化→脱模→洗涤→干燥→修整、检查、包装。
优点：
工艺过程简单；
模具和设备的结构较简单，易于制造；
能源消耗少
缺点;
工艺操作条件严格（胶凝时间短）
塔勒莱法工艺流程：
胶乳、分散体配合→加空气连续部分起泡→注模→真空膨胀→冷
冻和通CO2胶凝→加热融化→硫化→调节模温（冷却或加热）→脱模→洗涤→干燥→检修、包装→成品。
优点:
发泡倍数大（20倍以上）；
填充剂添加量大；
抗撕裂强度高；
泡沫结构均匀、气孔直径大小一致；
机械化程度高
缺点：
模型、设备复杂；
投资高；
频繁的加热冷却而消耗能量大。
第三节胶乳压出制品
1.何谓胶乳压出工艺（名词解释）？
胶乳压出制品主要有哪些种类？
定义：
是利用高位槽的静压力或外加压力的作用，使胶乳通过压出嘴子而得的实心或空心凝胶，再经加工而成的制品。
种类：
胶乳胶丝，医用胶管
2胶乳胶丝、胶乳胶管的压出生产中分别采用何种胶凝方法？
胶乳胶丝：
酸凝
胶乳胶管：
热敏胶凝
第四节胶乳铸模制品
1.何谓胶乳铸模成型工艺？
成型方法有哪些？
在一定形状的多孔模型表面上使胶乳沉积，或在既定的模型中使胶乳凝固而成模铸橡胶制品的方法。
成型方法：
热敏化法和多孔模型法
2.胶乳铸模制品的胶凝方法有哪些？
1.铵盐法2胰蛋白酶法3铵盐与非离子表面活性剂并用法
古今名言
敏而好学，不耻下问——孔子
业精于勤，荒于嬉；
行成于思，毁于随——韩愈
兴于《诗》，立于礼，成于乐——孔子
己所不欲，勿施于人——孔子
读书破万卷，下笔如有神——杜甫
读书有三到，谓心到，眼到，口到——朱熹
立身以立学为先，立学以读书为本——欧阳修
读万卷书，行万里路——刘彝
黑发不知勤学早，白首方悔读书迟——颜真卿
书卷多情似故人，晨昏忧乐每相亲——于谦
书犹药也，善读之可以医愚——刘向
莫等闲，白了少年头，空悲切——岳飞
发奋识遍天下字，立志读尽人间书——苏轼
鸟欲高飞先振翅，人求上进先读书——李苦禅
立志宜思真品格，读书须尽苦功夫——阮元
非淡泊无以明志，非宁静无以致远——诸葛亮
熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟——孙洙《唐诗三百首序》
书到用时方恨少，事非经过不知难——陆游
问渠那得清如许，为有源头活水来——朱熹
旧书不厌百回读，熟读精思子自知——苏轼
书痴者文必工，艺痴者技必良——蒲松龄
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