化工能源化 工 设 计 通 讯
Chemical Energy
Chemical Engineering Design Communications
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第47卷第3期
2021年3月
天然橡胶的产量是有一定限制的，并且其性能非常好，在工业领域，天然橡胶得到了广泛的应用。在对天然橡胶进行生产时，主要生产工艺包括絮凝干燥以及包装等，其中比较重要的操作工艺是絮凝和干燥。目前在对天然生物橡胶进行干燥时，经常采用的方法是传统的热风介质干燥。天然生物橡胶属于一种热的不良导体，所以在对其进行烘干时，往往会出现连接熔融结构的情况，生胶中心部位还会出现夹生的问题，这会对生胶的质量以及优品率产生一定的影响。絮凝工艺所包含的内容比较多，自然凝固，无机盐凝固以及微生物凝固，都属于絮凝工艺。天然生物橡胶如果是通过絮凝工艺得到的，那么在对其进行干燥时，往往会使用热空气为介质的干燥方式，这种干燥方法一般是由外部向内干燥。微波干燥方法与传统的热空气介质干燥方法相比，具有更快的速度，并且质量也比较高，生产的能耗也不高。微波 干燥被广泛应用于粮食干燥、药品以及化工等各个领域。在天然橡胶的干燥方法方面，目前国内外还处于起步阶段。在此背景下，本工作主要研究了干燥方式对天然生物橡胶性能的影响。1 实验部分
1.1 主要原料
北京某乳胶制品厂所生产的天然胶乳原材料，总固形物质量分数为0.6。
1.2 干燥试样制备
在对试样进行干燥时，所采用的是常见的4种干燥方法。在进行直接烘干时，需要对天然胶乳进行取样，然后放置到60℃的烘箱中。在采用絮胶烘干工艺时，要对天然胶乳进行配置，形成一定的干胶浓度，随后再加入适量的复合絮凝剂，然后在搅拌的作用下制备天然橡胶，随后是进行清洗工作，最终要进行干燥和去除水分，就能够得到相应的试样。市面上销售的烟胶片，能够作为烟熏烘干方法的实验。微波烘干只需要取适量的天然乳胶放置到微波炉中。
在对NR 硫化胶进行制备时，需要使用到NR 、氧化锌、硬脂酸、防老剂4010NA 、硫黄、促进CZ 。不同的方法有不
同的配方，炭黑填充配方与白炭黑填充配方有一定的差异，白炭黑填充配方中含有偶联剂Si69。在塑炼过程中需要加入相应的配合剂，并且要放置到开炼机中，在硫化过程中要控制相应的硫化条件。
1.4 测试分析1.4.1 硫化特性
在对天然橡胶的混炼胶的硫化特性进行测定时，使用的是LH–2型硫化仪，温度控制在140℃左右。
1.4.2 加工性能
在对混炼胶和硫化胶进行应变扫描时，使用美国公司生产的RPA2000型橡胶加工分析仪。在测试过程中要控制扫描温度、扫描频率以及相应的应变范围。
1.4.3 物理性能
在测试硫化胶的拉伸性能时，采用的是XLL–250型万能材料实验机，该实验机是由英国生产的，在具体测试过程中，要严格按照相关的测试方法和标准。2 结果与讨论核反应堆的慢化剂
2.1 干燥时间
天然生胶在进行烘干之前，含水率为39%，再进行干燥时要使用浓缩的天然乳胶，絮胶烘干工艺在实
施之前，天然生胶为絮凝产物。经过实验，微波烘干所需时间为15min 左右，烟熏烘干需要4h 以上，直接烘干和絮胶烘干需要24h 左右。可见微波烘干时间远远短于其他三种方式。
2.2 门尼黏度
所使用的烘干方式不同，那么门尼黏度也有一定的差异，如果是用直接烘干的方法，那么门尼黏度为97，如果使用的是絮胶烘干方法，那么门尼黏度为101，如果使用的是微波烘干方法，那么门尼黏度为88，如果使用的是烟熏烘干方法，那么门尼黏度为81。其中门尼黏度最低的是烟熏烘干产品，门尼黏度较大的是直接烘干产品以及絮胶烘干产品。要想使烘干的产品达到国家标准的要求，那么要把产品放到60℃的烘箱中，然后干燥24h 以上，干燥时间最长的是直接烘干的产品。天然生物生胶的热传导比较慢，在对其进行干燥时往往会出现结构相互连接的情况，这会阻碍生胶内部水分的挥发，并且黏度也会有所增大。使用微波烘干的方法对生胶进行烘干时，生胶内部会出现一定的能量转换，并且会有升温的现象，
摘 要：天然橡胶的性能在很大程度上会受烘干方式的影响，常见的烘干方式有直接烘干、微波烘干、烟熏烘干、絮胶烘干。其中烘干时间比较短的是微波烘干，在使用该种干燥方法时不容易出现夹生胶的情况。使用微波烘干的方法对天然纯橡胶进行烘干，能够保证橡胶的物理性能，絮胶烘干以及炭黑和白炭黑填充的处理方法次之。
关键词：天然橡胶；烘干方法；性能；影响；分析中图分类号：TQ083.4 文献标志码：B 文章编号：1003–6490（2021）03–0139–02
nhdt-471
Study on the Effect of Drying Method on Natural Rubber Properties
Wang Zhong-yao
Abstract ：The properties of natural rubber are greatly affected by drying methods.The common drying methods are direct drying ，microwave drying ，smoke drying ，and floc drying.The short drying time is microwave drying ，and it is not easy to clip raw glue when using this drying method.Using microwave drying method to dry natural pure rubber can ensure the physical properties of rubber ，floc drying and the treatment of carbon black and silica filling.
Key words ：natural rubber ；drying method ；performance ；impact ；analysis 干燥方式对天然橡胶性能的影响
王仲耀
（中国航发北京航空材料研究院，北京 100095）
收稿日期：2020–12–15作者简介： 王仲耀（1985—），男，河南新乡人，工程师，主要研究
方向为橡胶材料。
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第47卷第3期
2021年3月
此时橡胶内部会有水蒸气形成，其表面会排出水蒸气，所以在干燥时是由内向外进行干燥的，此时生胶的黏度会有所降低。在制备天然橡胶时，如果采用烟熏烘干的方法，那么会产生一定的空隙，水分在失去了之后，生胶会出现孔洞，此时也会出现发黏的情况，但是比直接烘干的产品要少。
2.3 硫化特性
主要针对天然纯胶胶料，以及炭黑和白炭黑填充天然胶料的硫化特性进行了分析，并且探讨了干燥方式对其特性的影响。如果说采用的干燥方法不同，那么天然橡胶的硫化特性也有一定的差异，具体见表1，如果采用微波烘干，那么要比直接烘干、絮胶烘干和烟熏烘干的时间要短。在对絮胶烘干产品进行加工时，如果使用的是纯胶配方，则具有很好的加工安全性。通过对转机差进行比较，可以发现如果使用微波烘干的方法，那么物理性能会优于其他方式，在此过程中，天然橡胶分子链的破坏程度比较浅，所以能够很好地对天然乳胶进行保护，与此同时，它还具有比较高的相对分子质量。
表1 NR 纯胶胶料硫化特性
项目直接烘干微波烘干烟熏烘干絮胶烘干t 10/min 4.01 3.677.509.32t 90/min 8.097.5310.9512.20M H ﹣M L （dN ·m ）
12.8
21.3
14.4
14.6
在填充炭黑之后，硫化时间会相对减少，其中产品的加工安全性能比较好的是絮胶烘干产品。转矩差方面，如果使用絮胶烘干和微波烘干的方法，那么能够保证产品的架构均匀，其分子链也会有一定程度的增长。所以絮胶烘干方法以及微波烘干方法，比其他的干燥方式更具有优势，具体见表2。
表2 填充炭黑NR 胶料硫化特性
项目直接烘干微波烘干烟熏烘干絮胶烘干t 10/min 2.11 2.01 2.78 2.84t 90/min 6.917.087.527.76M H ﹣M L （dN ·m ）
钕铁硼磁性材料
27.6
29.4
26.8
30.6
在填充完白炭黑之后，如果使用的是絮胶烘干工艺，那么仍需要较长的烘干时间，其加工的安全性能比较好。采用直接烘干的方法和微波烘干的方法，比其他的烘干方法的物理性能有优势。这主要是因为白炭黑能够起到一定的自团聚作用，从而会影响到天然橡胶的分布和胶料的性能。要想使天然胶乳
中的微生物对胶乳发生一定的作用，可以采用直接烘干以及微波烘干的方法，该种方法在具体应用过程中，会使天然胶乳产生有利于硫化的物质，从而保证硫化胶的网络结构良好。具体见表3。
表3 填充白炭黑NR 胶料硫化特性
手动打包工具
项目直接烘干微波烘干烟熏烘干絮胶烘干t 10/min 7.637.867.9912.76t 90/min 16.0419.8221.3623.11M H ﹣M L （dN ·m ）
29.4
29.7
27.7
28.2
2.4 物理性能
主要对纯胶硫化胶、炭黑和白炭黑填充的物理性能进行了分析，并且探讨了干燥方式对其物理性能产生的影响。从表4可以发现，在拉伸强度以及拉断伸长率方面，微波烘干的方法要比其他干燥方式有
优势。这与硫化特性分析结论相符合。这主要是因为微波烘干在具体应用过程中，不会对机械力造成很大的破坏，所以能够保证分子链的完整性。
表4 NR 纯胶硫化胶物理性能
项目直接烘干微波烘干烟熏烘干絮胶烘干邵尔A 型硬度44444343拉伸强度/MPa 24.028.025.023.9拉断伸长率/%
695
746
702
701
在探讨炭黑填充硫化胶的综合物理性能时，如果采用的是絮胶烘干法和微波烘干法，那么其综合物理性能要比其他干燥方式有优势，见表5。这两种方法在具体应用过程中能够对天然橡胶的相对分子质量提供保障。
表5 填充炭黑NR 硫化胶物理性能
二苯甲酮腙项目直接烘干微波烘干烟熏烘干絮胶烘干邵尔A 型硬度56595854拉伸强度/MPa 25.729.126.229.3拉断伸长率/%
553
579
553
587
在对白炭黑填充硫化胶进行分析时，如果采用的是直接烘干和微波烘干的方法，那么其综合物理性能会有优势。该种工艺在具体应用过程中会使生胶中的微生物和生物酶对胶乳产生一定的作用，从而促进了白炭黑的分散，使硫化胶网络结构更加完善。具体见表6。
表6 填充白炭黑NR 硫化胶物理性能
项目直接烘干微波烘干烟熏烘干絮胶烘干邵尔A 型硬度67686966拉伸强度/MPa 26.625.624.524.9拉断伸长率/%
685
622
625
643
3 结论
1）在常见的4种干燥方式中，干燥时间最短的是微波干燥，该方法在具体运用过程中，不会出现夹生胶的情况。
2）物理性能较优的是微波烘干NR 纯胶、炭黑和白炭黑填充NR 硫化胶，其次是絮胶烘干NR 。
参考文献
[1] 游兴均.基于天然橡胶的硫化促进剂的合成及性能研究[D].绵阳：西南科技大学，2015.
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