黎燕飛 潘俊任 蔣一帆

摘 要 以3個(gè)主導(dǎo)橡膠樹‘熱研-873、‘熱研-73397、‘湛試-93114為研究對(duì)象，探討各品系鮮膠乳和濃縮膠乳的性能特征。結(jié)果表明：割膠時(shí)期、加工條件、儲(chǔ)存時(shí)間等直接影響膠乳的應(yīng)用性能。割膠初期‘熱研-73397鮮膠乳的總固體含量和干膠含量最高，割膠后期總固體含量和干膠含量最低，降幅最大；‘熱研-873膠乳機(jī)械穩(wěn)定度（MST）最高；三者膠乳粘度接近且較穩(wěn)定；三者膠乳揮發(fā)脂肪酸值（VFA NO.）變化不大；‘湛試-93114硫化膠膜的物理性能最好。

關(guān)鍵詞 天然橡膠 ；品系 ；鮮膠乳 ；濃縮膠乳 ；儲(chǔ)存 ；硫化膜 ；性能

中圖分類號(hào) TQ331.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2018.07.018

Abstract The performance characteristics of fresh latex and concentrated latex from the three major clones of rubber trees （‘Reyan 8-73，‘Reyan 73-3-97 and ‘Zhanshi 93-114） were analyzed. The results showed that the performance of latex was directly affected by the tapping time， processing conditions and storage time. The total solid content and dry rubber content of the fresh latex collected from‘Reyan73-3-97were the highest at the early stage of tapping， and the lowest at the late stage of tapping， with the highest decline range. The mechanical stability （MST） of the latex of‘Reyan8-73was the highest. The latexes of the 3 rubber clones had similar viscosity and relative stability with little change in volatile fatty acid. The vulcanized latex film of‘Zhanshi 93-114had the best physical properties.

Keywords rubber tree ； clone ； fresh latex ； concentrated latex ； storage ； vulcanized latex film ； performance

近5年來(lái)，國(guó)內(nèi)科研工作者對(duì)不同品系天然橡膠性能研究方面開展了大量的研究工作，取得一定的研究成果。王開典等[1]以‘RRIM600‘熱研73397‘熱墾525‘云研774‘湛試72313‘湛試93114為研究對(duì)象，研究各品系生理參數(shù)。結(jié)果表明：‘云研774的蔗糖含量最高、‘熱研73397的硫醇含量最高、‘湛試93114總固干含最高、RRIM600濃縮膠乳的揮發(fā)脂肪酸值最高、‘熱墾525膠膜的物理機(jī)械性能最好。王岳坤等[2]以S/2 d3割制，對(duì)3個(gè)品系（‘熱研879、‘熱研73397、‘PR107）的幼齡開割樹割膠進(jìn)行研究，結(jié)果表明：幾乎所有季節(jié)，‘熱研879株次產(chǎn)量、膠乳轉(zhuǎn)化酶活性、pH值都明顯高于‘熱研73397和‘PR107，蔗糖含量依次為‘熱研879<‘熱研73397<‘PR107，總固形含量3個(gè)品系差異很小，顯示‘熱研879乳管蔗糖利用率較高，乳膠再生能力較強(qiáng)的特性，‘PR107則相反。文曉君等[3]通過(guò)對(duì)比兩種品系‘熱研73397和‘熱研879的天然橡膠中橡膠粒子的粒度、生膠理化性能、相對(duì)分子量及其分布及硫化性能，研究了2種品系天然橡膠的結(jié)構(gòu)和性能差異。陳瑯等[4]對(duì)比分析5個(gè)栽培條件相近的主栽品系天然橡膠的結(jié)構(gòu)與性能差異發(fā)現(xiàn)，‘RRIM600性能最優(yōu)，拉伸強(qiáng)度達(dá)30.21 MPa，耐臭氧老化性能最優(yōu)。汪月瓊等[5]研究了不同品系橡膠的理化特性，并采用DSC測(cè)試手段表征了不同天然橡膠的低溫誘導(dǎo)結(jié)晶性能，初步探討了不同品系的理化特性與低溫誘導(dǎo)結(jié)晶性能間的關(guān)系。研究結(jié)果表明，不同品系天然橡膠的低溫誘導(dǎo)結(jié)晶性能不同。

天然濃縮膠乳的質(zhì)量好壞與膠乳的化學(xué)成分有直接的聯(lián)系，進(jìn)而與橡膠樹的品系有著密切的聯(lián)系[6]。自2003年以來(lái)，隨著國(guó)家布局部署天然橡膠建廠集中加工結(jié)構(gòu)調(diào)整，有效地降低了加工成本，減少了污染源，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)生態(tài)效果。然而，隨著早期橡膠樹的老化，新的橡膠樹品系更新?lián)Q代，不同的橡膠樹品系生產(chǎn)的天然鮮膠乳隨機(jī)混合加工，導(dǎo)致所生產(chǎn)的個(gè)別批次濃縮天然膠乳組分性能不穩(wěn)定，主要表現(xiàn)為產(chǎn)品性能一致性差，造成下游乳膠制品企業(yè)難以把控工藝，產(chǎn)品合格率低，乳膠制品性能較差。針對(duì)這些問(wèn)題，有必要對(duì)不同橡膠樹品系的天然膠乳及其產(chǎn)品濃縮膠乳的性能進(jìn)行基礎(chǔ)性研究，把握主導(dǎo)品系的各自性能變化規(guī)律，為橡膠栽培種植和產(chǎn)品性能需求選育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、優(yōu)良的橡膠品系提供參考，為下游乳膠制品企業(yè)和高端乳膠制品生產(chǎn)提供優(yōu)質(zhì)膠乳原料，生產(chǎn)出完全滿足不同客戶要求的天然乳膠。本實(shí)驗(yàn)分別取3個(gè)橡膠樹品系在3個(gè)割膠時(shí)期的天然膠乳離心加工成濃縮天然膠乳，定期測(cè)定，初步研究了3個(gè)橡膠樹品系所得膠乳各個(gè)指標(biāo)的性能變化情況。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗(yàn)材料

以我國(guó)主要生產(chǎn)天然橡膠的地區(qū)及大量推廣的品系為研究對(duì)象?！疅嵫?873‘熱研-73397‘湛試-93114鮮膠乳，各50 kg，廣東省茂名墾區(qū)團(tuán)結(jié)農(nóng)場(chǎng)提供，于割膠初期（5月初）、割膠中期（9月初）、割膠后期（12月初）分3批收集。

1.1.2 儀器

機(jī)械穩(wěn)定度測(cè)試儀（丹佛斯成員企業(yè)-承德市金建檢測(cè)儀器有限公司）、恒溫水浴鍋（江蘇金壇市中大儀器廠）、拉力試驗(yàn)機(jī)（高鐵檢測(cè)儀器有限公司）、數(shù)字旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)（上海地學(xué)儀器研究所）、旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)（余姚市銀環(huán)流量?jī)x表有限公司）、超級(jí)恒溫器（上海實(shí)驗(yàn)儀器廠有限公司）。

1.1.3 試劑

月桂酸（工業(yè)級(jí)，馬來(lái)西亞進(jìn)口產(chǎn)品）、液氨（工業(yè)級(jí)，廣東華南特種氣體研究所有限公司）、氫氧化鉀（分析純，廣東光華科技股份有限公司）、氧化鋅（分析純，天津北辰方正試劑廠）、平平加“O”、硫磺、ZDC均為橡膠工業(yè)配合劑。

1.2 方法

1.2.1 試樣制備

1.2.1.1 濃縮膠乳樣品的制備

將相同條件下保存的鮮膠乳，按現(xiàn)行工廠離心工藝制得濃縮膠乳，調(diào)節(jié)至國(guó)標(biāo)高氨膠乳，

各品系分成3份：一份加入月桂酸0.4‰（以膠乳濕重計(jì)），一份不加月桂酸作空白試驗(yàn)，一份用于制備硫化膠膜。

1.2.1.2 預(yù)硫化膠乳的制備

分別取350 g熟化3個(gè)月后的濃縮膠乳，在40℃水浴鍋內(nèi)邊攪拌邊加入硫化配合劑，緩慢升溫至70℃后繼續(xù)攪拌，用氯仿值法每隔10 min檢測(cè)一次硫化程度，當(dāng)硫化程度為二末到三初時(shí)停止操作，冷卻、過(guò)濾后制備預(yù)硫化膠乳。配合劑配方如下（按干膠質(zhì)量計(jì)）：膠乳100、KOH 0.1、平平加“O”0.1、硫磺1.0、ZDC 0.5、ZnO 0.4。

1.2.1.3 硫化膠膜的制備

取一定量熟化兩天后的預(yù)硫化膠乳，過(guò)濾、消泡后將其傾倒在干凈的水平玻璃板上，室溫下干燥至透明，用去離子水瀝濾24 h后，再次干燥至透明，制備硫化膠膜樣品。

1.2.2 測(cè)定方法

1.2.2.1 膠乳性能的測(cè)定

取各品系濃縮膠乳適量保存到15、30、60、90 d，分別依照GB8301-2008、GB/T8292-2008、NY/T1037-2006標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定MST、VFA NO.、粘度，用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)法測(cè)定熱穩(wěn)定度。

1.2.2.2 硫化膠膜物理機(jī)械性能的測(cè)定

分別參照GB/T528-2009和GB/T528-2008，采用萬(wàn)能材料拉力試驗(yàn)機(jī)測(cè)定硫化膠膜的物理機(jī)械性能（測(cè)試條件：拉伸速度為500 mm/min）。

2 結(jié)果與分析

2.1 鮮膠乳的成分性能

3個(gè)品系橡膠樹所得鮮膠乳在相同的保存條件下，測(cè)得鮮膠乳的性能如表1。

由表1可知，在不同割膠時(shí)期里不同品系膠樹所得的鮮膠乳，其化學(xué)成分的變化存在較大的差異?！疅嵫?73397在開割初期的干膠含量最高，在割膠后期的干膠含量最低，降幅最大，‘湛試-93114的干膠含量次之，全年干膠含量降幅平穩(wěn)，‘熱研-873的干膠含量最低，全年干膠含量降幅也較平穩(wěn)；‘熱研-73397的游離鈣鎂含量最高，‘熱研-873的游離鈣鎂含量最低。

2.2 離心濃縮膠乳的性能

2.2.1 機(jī)械穩(wěn)定度（MST）

在相同條件下制得的濃縮膠乳（以下稱濃乳），測(cè)得各品系濃乳的機(jī)械穩(wěn)定度，它們?cè)?個(gè)割膠時(shí)期的變化趨勢(shì)情況如表2所示。

從表2中得知，添加等量的月桂酸時(shí)，‘熱研-873為三者中最高，3個(gè)割膠時(shí)期生產(chǎn)的濃乳保存15 d均達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)650 S以上，最低達(dá)到1 585 S，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)?！吭?93114在初期和中期的機(jī)械穩(wěn)定度與之接近，后期濃乳保存30 d達(dá)到國(guó)標(biāo)以上?！疅嵫?73397的MST為三者中最低，初期和中期濃乳需保存60和30 d才達(dá)到國(guó)標(biāo)，后期濃乳保存90 d仍未能達(dá)標(biāo)；空白試驗(yàn)條件下，三者M(jìn)ST高低順序與上述相同，‘熱研-873、‘湛試-93114在初期和中期的濃乳保存15 d超出國(guó)標(biāo)?！疅嵫?73397在中期濃乳保存60 d才達(dá)到1 538 S，初期和后期濃乳保存90 d均未能達(dá)標(biāo)。原因：不同品系膠乳中所含的非橡膠物質(zhì)的種類和含量差異較大，它們以乳清相的離子強(qiáng)度和橡膠相保護(hù)層的結(jié)構(gòu)來(lái)影響膠乳的機(jī)穩(wěn)[7]，直接導(dǎo)致三者M(jìn)ST差距大。膠乳中若游離鈣鎂含量高時(shí)，由于大量不溶性鈣鎂皂的作用，會(huì)降低膠粒的水合度，同時(shí)兩價(jià)鈣鎂離子壓縮膠粒的雙電層，從而使膠乳的穩(wěn)定性降低，影響膠乳制品的工藝性能，對(duì)橡膠樹的生理平衡、代謝方面有極其重要的作用[8]。‘熱研-873在3個(gè)季節(jié)的游離鈣鎂含量最低，其機(jī)械穩(wěn)定度是三者中最高，而‘熱研-73397的游離鈣鎂含量三者中最高，因此其機(jī)械穩(wěn)定度在三者中表現(xiàn)最差。同時(shí)，3個(gè)品系的機(jī)械穩(wěn)定度都受到氣溫影響，在后期機(jī)械穩(wěn)定度上升較慢，不加月桂酸難以達(dá)標(biāo)。

2.2.2 揮發(fā)脂肪酸值

在相同條件下，3個(gè)品系濃縮膠乳的保存效果如表3所示。

揮發(fā)脂肪酸值能敏感地反映膠乳保存狀況，特別是早期保存的好壞[9]。從表3中看出，3個(gè)品系儲(chǔ)存體系較穩(wěn)定，90 d揮發(fā)脂肪酸值均保持在0.02或以下，保存效果良好。其中，初期、后期濃乳在保存90 d內(nèi)，3個(gè)品系的VFA NO.在0.01～0.02，中期在90 d內(nèi)，3個(gè)品系的VFA NO.在0.01以下，與初期、后期相差大約是1倍，保存效果相對(duì)較好。這可能是由于在初期和后期的產(chǎn)量低，鮮膠乳在樹位或者收膠站停留的時(shí)間較長(zhǎng)，導(dǎo)致鮮膠乳所含菌種較多，同時(shí)所含糖類等非膠成分也較多，使得細(xì)菌將糖轉(zhuǎn)化的揮發(fā)脂肪酸的值也較多[6]。

2.2.3 熱穩(wěn)定度、粘度

熱穩(wěn)定度和粘度，在很大程度上影響多種膠乳制品的工藝操作（熱穩(wěn)≥25 S、粘度20～40 m Pa·s為某安全套生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)指標(biāo)）。從表4中可知，湛試-93114熱穩(wěn)最高，儲(chǔ)存90 d全部在25 S以上。熱穩(wěn)最低的是‘熱研-73397，初期濃乳儲(chǔ)存30 d后跌破20 S。三者隨著割膠月份增加熱穩(wěn)逐漸提高，割膠中期和后期濃乳能達(dá)到30 S以上；三者在同一割膠時(shí)期，隨著儲(chǔ)存時(shí)間的增加熱穩(wěn)逐漸降低，儲(chǔ)存60 d后熱穩(wěn)變化不大，基本保持穩(wěn)定；在3個(gè)時(shí)期，三者中‘熱研-73397在割膠中、后期的粘度相對(duì)較高，‘熱研-873粘度基本都在20～40 mPa·s。在割膠后期，3個(gè)品系的粘度較高，這與后期氣溫低有一定關(guān)系?！疅嵫?73397和‘湛試-93114后期濃乳，儲(chǔ)存30 d粘度分別為45.28和47.24 mPa·s，稍高于40 mPa·s，儲(chǔ)存60 d后粘度回落到40 mPa·s以下，3個(gè)品系的粘度儲(chǔ)存90 d保持穩(wěn)定，變化很小。

2.3 硫化膠膜的物理機(jī)械性能

膠膜的物理機(jī)械性能是評(píng)價(jià)膠乳制品質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。表5為物理機(jī)械性能的測(cè)試結(jié)果。從測(cè)試結(jié)果中可以看出，‘湛試-93114膠膜的拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度最高，‘熱研-73397略低，熱研-873最低，中期和后期膠乳拉伸強(qiáng)度低于15 MPa ，三者膠膜性能與SCR20標(biāo)準(zhǔn)橡膠性能比較：‘湛試-93114>SCR20標(biāo)準(zhǔn)橡膠>‘熱研-73397>‘熱研-873（SCR20相關(guān)數(shù)據(jù)依照近年平均值）。分析可能與濃縮膠乳分子量有關(guān)，分子量越大，分子鏈交聯(lián)密度越大，橡膠的彈性和強(qiáng)力就越大。

3 結(jié)論

（1）‘熱研-873和‘湛試-93114的濃縮膠乳MST在加月桂酸和不加月桂酸的試驗(yàn)中，初期和中期濃乳保存15 d均達(dá)到國(guó)標(biāo)650 S以上，因此在這兩個(gè)時(shí)期若選用這兩個(gè)品系生產(chǎn)濃縮膠乳，可以考慮不加月桂酸，這樣既節(jié)約成本，又對(duì)下游制品工藝控制有利，后期氣溫低，需要加入適量的月桂酸?！疅嵫?73397的MST偏低，需要根據(jù)不同割膠時(shí)期加入月桂酸。

（2）3個(gè)品系膠乳在不同割膠時(shí)期的保存效果較好。‘熱研-73397熱穩(wěn)定度相對(duì)較低，粘度相對(duì)較高，對(duì)下游制品工藝控制不利。

（3）‘湛試-93114在3個(gè)割膠時(shí)期中的膠膜物理機(jī)械性能較好，與標(biāo)準(zhǔn)橡膠性能接近。

（4）綜合以上幾個(gè)性能的分析，3個(gè)品系中湛試-93114的綜合性能最好，是值得推廣栽培種植的品系。

參考文獻(xiàn)

[1] 王開典，楊春亮，呂明哲，等. 不同品系天然橡膠性能的研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2013（11）：5 029-5 031.

[2] 王岳坤，陽(yáng)江華，秦云霞，等. 橡膠樹3個(gè)品系產(chǎn)排膠特性季節(jié)變化的比較[J]. 熱帶作物學(xué)報(bào)， 2013，34（1）：081-086.

[3] 文曉君，廖小雪，廖雙泉，等. 兩種品系天然橡膠的結(jié)構(gòu)與性能研究[J]. 彈性體，2013，23（01）：44-47.

[4] 陳 瑯，廖建和，黃桂春，等. 品系對(duì)天然橡膠臭氧老化性能的影響[J]. 熱帶作物學(xué)報(bào)，2016，37（03）：602-608.

[5] 汪月瓊. 不同品系天然橡膠的低溫誘導(dǎo)結(jié)晶性能[A]. 2017第一屆天然材料研究與應(yīng)用研討會(huì)論文集[C]. 北京： 北京理工大學(xué)， 2017：4.

[6] 廖小雪，吳 翠，廖雙泉，等. 不同品系天然橡膠膠乳的性能研究[J]. 廣東化工，2011（38）：45-46.

[7] 何映平. 天然橡膠加工學(xué)[M]. 海南：海南出版社，2007：141-142.

[8] Lin Z M， Li S C，Cha Z Z，et al. The fertility changes and balance fertilizing after planted rubber trees in Chinese tropical soil[M]//Zhou J M. The nutrition and management of agricultural fields. Nanjing： Hehai University House， 2000： 407-413.

[9] 盧 光，余和平. 濃縮天然膠乳規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)的變化與質(zhì)量控制[J]. 熱帶農(nóng)業(yè)工程，2012（3）：24-27.