不同割膠月份天然橡膠加速貯存前后的性能

熊延林，張桂梅，姜士寬，巖 利，鄒建云

（云南省熱帶作物科學(xué)研究所，云南景洪666100）

天然橡膠產(chǎn)品存在著質(zhì)量不一的問(wèn)題，雖然和膠乳保存、生膠加工方式、生膠產(chǎn)品的保存運(yùn)輸有著很大的關(guān)系，但是膠樹(shù)品系及各種農(nóng)業(yè)因素對(duì)天然橡膠性能也有著不同程度的影響。據(jù)報(bào)道［1-4］，膠樹(shù)品系、地理?xiàng)l件、土壤施肥等因素都會(huì)影響到膠乳中非橡膠組分的成分、含量及橡膠分子結(jié)構(gòu)等，進(jìn)而表現(xiàn)出膠乳及橡膠性能等方面存在差異。目前的研究主要在于不同品系間性能的對(duì)比，如膠乳組分及生理參數(shù)、濃縮膠乳穩(wěn)定性、生膠及硫化膠性能等方面，關(guān)于品系和割膠月份對(duì)橡膠加速貯存前后性能的影響則少見(jiàn)報(bào)道。本文從橡膠樹(shù)品系、割膠月份等因素出發(fā)，探討了橡膠貯存前后性能的差異和變化。試驗(yàn)選取了西雙版納地區(qū)常見(jiàn)的5 個(gè)天然橡膠品系，研究不同割膠月份的橡膠性能和加速貯存前后性能的變化，為提高產(chǎn)品性能及質(zhì)量一致性提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

天然膠乳：取自云南省熱帶作物科學(xué)研究所橡膠地，RRIM600、PR107、GT1、云研77-2 和云研77-4 共5 個(gè) 品 系，從2018 年5 月 至11 月，每 月 對(duì)各品系鮮膠乳進(jìn)行取樣。

試劑：五氧化二磷、甲酸均為分析純，購(gòu)于國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；其他試劑均為市售。

儀器：P14 型華萊士快速塑性計(jì)（英國(guó)華萊士），UM2050 型門尼粘度儀（優(yōu)肯科技股份有限公司）。

1.2 方法

1.2.1 樣品制備

鮮膠乳經(jīng)60 目篩過(guò)濾除雜，稀釋至干膠含量25%，加入質(zhì)量濃度為5%的甲酸溶液攪拌均勻（膠乳凝固pH 值約4.5）。熟化8 h 后在小型縐片機(jī)上壓縐脫水，然后清水洗滌，搭晾滴水后在70℃鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)烘干。5 個(gè)品系分別制樣，得各品系的橡膠樣品。

1.2.2 性能檢測(cè)

塑性初值（P0）按GB/T 3510-2006 測(cè)定；塑性保持率（PRI）按GB/T 3517-2002 測(cè)定；門尼粘度按GB/T 1232-92 測(cè)定。

利用式（1）計(jì)算整個(gè)取樣期間某品系橡膠的P0變化幅度：

式中：P0max—為某一品系生膠在各月中最大的P0值；P0min—為同一品系生膠在各月中最小的P0值。

橡膠的PRI 及門尼粘度的變化幅度計(jì)算方法同P0。

1.2.3 加速貯存試驗(yàn)

天然橡膠樣品的加速貯存試驗(yàn)按GB/T 18013-2008 進(jìn)行：

（1）準(zhǔn)備好的橡膠樣品試片，放在五氧化二磷為干燥劑的干燥器中，干燥器置于60℃的烘箱中，樣品貯存24 h 后立即從干燥器中拿出冷卻至室溫，放置4 h 后檢測(cè)試樣的P0、PRI。

（2）將橡膠試樣存放在五氧化二磷為干燥劑的干燥器中，干燥器抽真空至真空泵刻度為-0.09 MPa，然后把干燥器放入60℃的烘箱中，貯存48 h 后從干燥器內(nèi)取出試樣，冷卻4 h 后檢測(cè)門尼粘度。

（3）試樣加速貯存前后的P0變化值、PRI 變化值、門尼粘度變化值分別以ΔP、ΔPRI 和ΔMV 表示。ΔP 的計(jì)算見(jiàn)下式：

式中：PH—經(jīng)過(guò)加速貯存試驗(yàn)的試樣塑性初值；P0—未經(jīng)過(guò)加速貯存試驗(yàn)的試樣塑性初值。ΔPRI 和ΔMV 的計(jì)算方法同ΔP。

2 結(jié)果與分析

2.1 各品系橡膠在加速貯存前的性能

2.1.1 各品系橡膠的P0

不同割膠月份各品系天然橡膠的P0見(jiàn)表1。由表1 可知，不同品系橡膠樣品的P0值隨割膠月份變化趨勢(shì)不同。云研77-2 在7、8、9 三個(gè)月時(shí)P0稍高（49～50），11 月最低（44.5），其余幾個(gè)月基本保持在穩(wěn)定狀態(tài)，處于46～48.5。云研77-4則是在5、6 月P0最高達(dá)58，其余幾個(gè)月相差不大（49～53.5）。PR107 在5 月時(shí)P0處于全年的最高值；RRIM600 和GT1 兩個(gè)品系P0的變化趨勢(shì)基本一致，從5 月至7 月P0增大，7 月達(dá)全年最大值；從7 月 到11 月，PR107、RRIM600 和GT1 三 個(gè)品 系 的P0變化趨勢(shì)一致，P0值稍有起伏，基本保持在穩(wěn)定狀態(tài)，且此段時(shí)間的P0稍低于開(kāi)割初期。對(duì)于不同品系間對(duì)比，5 個(gè)品系中云研77-4 的P0最高，在全年的每個(gè)月均大于其他品系，云研77-2 次之，其余3 個(gè)品系則最低，且三者相差不大。從試驗(yàn)結(jié)果可知，RRIM600 和PR107 的P0在不同割膠月份變化幅度較大，分別達(dá)到34.3%和31.5%，GT1和云研77-4 次之，云研77-2 則最小，為12.4%。天然橡膠的性能與其分子量、非膠組分有重要的關(guān)系，這些因素又取決于膠樹(shù)本身及其生長(zhǎng)條件，且氣候條件對(duì)不同品系膠樹(shù)的影響大小不同［5-6］，因此P0隨割膠月份變化趨勢(shì)、變化幅度不同。

表1 不同割膠月份各品系天然橡膠的P0

2.1.2 各品系橡膠的PRI

不同割膠月份各品系天然橡膠的PRI 見(jiàn)表2。由表2 可知，從5 月至11 月，PR107、RRIM600、GT1 三個(gè)品系的PRI 變化趨勢(shì)較為一致，基本呈現(xiàn)增大趨勢(shì)，而云研77-2 和云研77-4 則上下浮動(dòng)。5 個(gè)品系之間相比，云研77-4 的PRI 最低，且各月份均低于其他品系；云研77-2 呈現(xiàn)前半年（5-7 月）大于其他3 個(gè)品系（PR107、RRIM600、GT1）、后半年（8-11 月）小于其他3 個(gè)品系的趨勢(shì)，而RRIM600、GT1、PR107 三個(gè)品系在每個(gè)月的PRI 差 別 不大。在5-11 月，PR107 的PRI 變 化幅 度最大（21.2%）、RRIM600 和GT1 次之，云研77-2 最?。?2.2%）。

表2 不同割膠月份各品系天然橡膠的PRI

2.1.3 各品系橡膠的門尼粘度

表3 為不同割膠月份各品系天然橡膠的門尼粘度。由表3 可知，這幾個(gè)品系橡膠的門尼粘度隨割膠月份的變化趨勢(shì)與P0的變化趨勢(shì)相似，基本表現(xiàn)為5 月最高、11 月最低，中間有起伏。RRIM600、GT1 和PR107 三個(gè)品系的門尼粘度在5、6 月基本保持穩(wěn)定；在7 月達(dá)全年最大值，在8月到11 月稍有起伏但變化不大，且這幾個(gè)月的門尼粘度低于5、6 月。云研77-4 的門尼粘度在5、6月較大，7、8 月降低，9 月之后有所回升。云研77-2 在5 月門尼粘度最高為83，6 月降低至75，7月至10 月基本保持穩(wěn)定（78～80），11 月稍有下降；與其他品系相比，云研77-2 在不同割膠月份門尼粘度較為穩(wěn)定，其變化幅度最小，為10.8%。不同品系間進(jìn)行門尼粘度的對(duì)比：在5-11 月，云研77-4＞云研77-2＞PR107＞GT1、RRIM600；在5、6 月GT1＞RRIM600，7 月 之 后GT1 和RRIM600無(wú)大的差別。

表3 不同割膠月份各品系天然橡膠的門尼粘度

2.2 各品系橡膠在加速貯存后的性能

2.2.1 加速貯存后橡膠的P0

從表4、圖1 可知，各品系橡膠經(jīng)加速貯存試驗(yàn)后，P0值均有不同程度的增大，云研77-4、云研77-2 表現(xiàn)出較高的P0，RRIM600、PR107 次之，GT1則 最低。RRIM600、PR107 和GT1 三 個(gè) 品 系在7 月時(shí)P0最高，均分別高于本品系的其他月；且加速貯存前后的變化值ΔP 也最大，6 月次之，其他月割膠的橡膠樣品則ΔP 變化不大。對(duì)于云研77-2品系，除11 月ΔP 稍大，其他月的ΔP 隨月份變化呈現(xiàn)出較為穩(wěn)定的趨勢(shì)；云研77-4 的ΔP 則隨割膠月份上下起伏。各品系間對(duì)比，加速貯存后各品系橡膠P0的增值：RRIM600＞PR107＞GT1＞云研77-4、云研77-2。

表4 加速貯存后各品系橡膠樣品的P0

2.2.2 加速貯存后橡膠的PRI

由表5 和圖2 可知，橡膠樣品經(jīng)加速貯存試驗(yàn)后，PRI 有不同程度的降低，PRI 降低幅度基本表現(xiàn)為：RRIM600＞GT1、PR107＞云研77-2＞云研77-4。對(duì)于云研77-4，加速貯存后，除去6 月橡膠樣品的PRI 較低，其余月相差不大；割膠月份對(duì)云研77-4 品系的ΔPRI 影響最小，加速貯存后PRI降低值在1～4 范圍內(nèi)。對(duì)于云研77-2，雖然割膠月份不同，橡膠的ΔPRI 起伏較大，但是加速貯存后各月橡膠的PRI 有趨于相等的傾向，各月間PRI 最大差值為3，而在加速貯存前各月間的PRI 最大差值為10，說(shuō)明云研77-2 品系制備的橡膠在貯存后性能最為一致。對(duì)于RRIM600、GT1 和PR107，割膠月份對(duì)橡膠ΔPRI 影響起伏較大，且ΔPRI 變化趨勢(shì)相似。

表5 加速貯存后各品系橡膠樣品的PRI

2.2.3 加速貯存后橡膠的門尼粘度

由表6 可以看出，各品系橡膠經(jīng)加速貯存后，門尼粘度表現(xiàn)出高低兩個(gè)時(shí)期，5 月至8 月割膠的樣品門尼粘度較高，9 月至11 月割膠的樣品較低；且RRIM600、PR107、GT1、云研77-2、云研77-4 在高門尼粘度期和低門尼粘度期的平均門尼粘度差分別為：22、19、13、7、6.6，即從門尼粘度來(lái)說(shuō)，云研77-2 和云研77-4 兩個(gè)品系的橡膠產(chǎn)品在貯存后性能一致性較好。

表6 加速貯存后各橡膠樣品的門尼粘度

由圖3 可知，橡膠樣品經(jīng)加速貯存后，門尼粘度有不同程度的升高，各品系橡膠在加速貯存前后的ΔMV 隨割膠月份的變化趨勢(shì)基本一致，5 月至7 月ΔMV 呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)，8 月至9 月ΔMV 急劇降低，9 月 至11 月ΔMV 基 本 穩(wěn) 定。品系間比較，加速貯存后門尼粘度 的 增 幅 為：RRIM600＞PR107、GT1＞云研77-2＞云研77-4。

3 結(jié)論

（1）參試的5 個(gè)品系中，云研77-4 的P0最高，云研77-2 次之，其余3 個(gè)品系則最低，且三者相差不大。不同品系橡膠的P0值隨割膠月份變化趨勢(shì)不同，RRIM600 和PR107 兩個(gè)品系的P0隨割膠月份不同變化幅度較大，GT1 和云研77-4 次之，云研77-2 則最小。

（2）RRIM600 的PRI 最高，云研77-4 的最低。PR107、RRIM600、GT1 三個(gè)品系的PRI 隨割膠月份基本呈現(xiàn)增大趨勢(shì)，而云研77-2 和云研77-4 則上下浮動(dòng)。PR107 的PRI 在不同割膠月份變化幅度最大，RRIM600 和GT1 次之，云研77-2 變化最小。

（3）不同品系間進(jìn)行門尼粘度的對(duì)比：云研77-4＞云研77-2＞PR107＞GT1、RRIM600。從5月至11 月，5 個(gè)品系的門尼粘度均呈現(xiàn)波動(dòng)式下降的趨勢(shì)。幾個(gè)品系中，割膠月份對(duì)云研77-2 的門尼粘度影響最小。

（4）各品系橡膠經(jīng)加速貯存試驗(yàn)后，云研77-4 表現(xiàn)出最高的P0和門尼粘度，云研77-2 次之，GTI 最低。對(duì)于加速貯存前后性能變化，RRIM600的P0變化值ΔP、門尼粘度變化值ΔMV 最大，云研77-4 的性能變化值最??；相比其他品系，割膠月份對(duì)云研77-2 品系的ΔP 影響最小。

綜合分析，5 個(gè)品系中，云研77-2 橡膠的性能在不同的割膠月份最為穩(wěn)定，且云研77-2 品系制備的橡膠在貯存后性能最為一致，云研77-4次之。