丙氨酸在橡膠硫化和防老化方面的應用制造技術

本發明專利技術公開了丙氨酸在橡膠硫化和防老化方面的應用。其使用方法一：在橡膠初加工過程中添加丙氨酸，丙氨酸的加入量占橡膠總重量的0.01%—1%；其使用方法二：在橡膠制品生產過程中添加丙氨酸，丙氨酸的加入量占橡膠的0.01%—1%。本發明專利技術可以提高橡膠的硫化速率和老化系數，改善橡膠的性能。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及丙氨酸的應用，具體涉及丙氨酸作為ー種橡膠硫化促進劑和防老劑的新用途，屬于橡膠生產

技術介紹
橡膠，分為天然橡膠與合成橡膠兩種。本專利技術所述的天然橡膠是巴西三葉橡膠樹所產的鮮膠乳經凝固、熟化、壓皺、造粒、干燥而制得。巴西三葉橡膠樹所產的鮮膠乳一般稱為天然鮮膠乳。天然鮮膠乳的成分非常復雜，除橡膠烴外，還含有幾十種其它物質，即非橡膠物質，這些物質約占膠乳重的5%。雖然這 些非橡膠物質所占膠乳份量不多，但對膠乳和制得橡膠的性質都有不同程度的影響。通常將這些非橡膠物質分為以下幾大類 (I)蛋白質。鮮膠乳的蛋白質含量約占膠乳重的1%_2%，其中約有20%分布在橡膠粒子的表面，是膠粒保護層的重要組成物質，約20%存在于膠乳底層部分的液體中，其余部分則溶于乳清中。在制膠生產過程中，膠乳中一部分蛋白質隨乳清流走，剩下的則仍然留在橡膠里。蛋白質除了對膠乳的穩定性有影響外，還對橡膠的性能也有較大的影響。一方面，蛋白質的分解產物可以促進橡膠的硫化，提高橡膠的定伸強力，延緩橡膠的老化，使橡膠制品耐用。另ー方面，它又具有較強的吸水性，能増加橡膠制品的吸水性和傳電性，容易使橡膠制品發霉和不利于制作絕緣性的電エ器材。(2)類脂物。鮮膠乳中的類脂物主要是脂肪、蠟類、留醇、留醇脂和磷酷。這些類脂物都不溶于水，主要分布在橡膠相中，少量存在于膠乳底層和黃色體中。類脂物在膠乳中的含量約0. 9%，大部分是磷酯(約70%)。膠乳磷酯的表面活性度很高，在橡膠粒子表面，它和蛋白質結合在一起形成一層很薄的混合膜，鮮膠乳能保持膠體的穩定性就是這個原因。氨保存膠乳在貯存過程中機械穩定性的提高，是由于膠乳中類脂物中的脂肪酸與氨反應生成了銨皂，在膠粒表面形成保護膜的結果。(3)丙酮溶物。膠乳中能溶于丙酮的物質統稱為丙酮溶物。上述類脂物中除磷酯外幾乎都溶于丙酮，屬于丙酮溶物，在鮮膠乳中的含量約為1% 2%。丙酮溶物中含有脂肪酸50%以上，當橡膠塑煉時，起軟化作用，使橡膠容易獲得可塑性，同時丙酮溶物對橡膠有防老化的作用。(4)水溶物。水溶物在膠乳中的含量約1%_2%，主要分布在乳清中。糖類在細菌的作用下容易分解產生揮發性脂肪酸，主要是こ酸還有少量的甲酸和丙酸。揮發脂肪酸的含量升高，膠乳的穩定性就會降低，甚至自然凝固。(5)無機鹽。鮮膠乳中無機鹽的含量約0. 3% 0. 7%。鮮膠乳中的無機離子，大部分分布在乳清中，少量銅、鉀離子，可能還有鐵離子與橡膠粒子相連，大量的鎂離子則存在于膠乳的底層。此外，膠乳中還存在著多種細菌和酶。在天然鮮膠乳的凝固、凝塊的熟化、壓皺、造粒等過程中，膠乳中的非橡膠成分大部分隨乳清排走，保留在干膠中只有小部分，但這小部分非橡膠成分對橡膠性能的影響極大，如果除去天然橡膠中的非橡膠成分，其性能則大幅下降。由于制膠エ藝的不同，最后保留在干膠中的非橡膠成分的種類和含量存在很大差異，造成天然橡膠性能的不一致。合成橡膠則是經單體的合成和精制、聚合過程及橡膠后處理而得。合成橡膠不含天然橡膠所具有的非橡膠成分，其綜合性能明顯不如天然橡膠。老化是橡膠等高分子材料中存在的一種較為普遍的現象，它會使橡膠的性能劣化，影響橡膠制品的使用價值及使用壽命，橡膠防護體系是延緩橡膠的老化，延長制品的使用壽命。橡膠防護體系主要是防老劑，防老劑型按作用原理可分為化學防老劑和物理防老齊IJ;按防護的目標分為抗氧劑、護臭氧劑、光屏蔽劑、金屬鈍化劑等，也可按化學結構進行分類。為了改善橡膠的性質，研究人員一直在堅持不懈進行研究。丙氨酸是ー種脂肪族的非極性氨基酸。常見的是L-a-氨基酸，是蛋白質編碼氨基酸之一，哺乳動物非必需氨基酸和生糖氨基酸。D-丙氨酸存在于多種細菌細胞壁的肽聚糖。￠-丙氨酸是維生素泛酸和輔酶A的組分。丙氨酸為白色結晶或結晶性粉末；有香氣， 味甜。丙氨酸在水中易溶，在こ醇、丙酮或こ醚中不溶。比旋度為+14. 0°至+15. 0°。丙氨酸是構成蛋白質的基本単位，是組成人體蛋白質的21種氨基酸之一。組成蛋白質分子的氨基酸都是L-氨基酸。丙氨酸是制造維生素B6、合成泛酸鈣和其他有機化合物原料。添加于食品中能增強化學調味料的調味效果，改善甜味劑的味感和有機酸的酸味，提高含醇飲料的質量，防止油類氧化和改善浸潰食品風味等。還可用作生化試劑，用于生物化學和微生物研究方面。上述論述內容目的在于向公眾介紹可能與下面將被描述和/或主張的本專利技術的各個方面相關的技術的各個方面，相信該論述內容有助于為公眾提供背景信息，以有利干更好地理解本專利技術的各個方面，因此，應了解是以這個角度來閱讀這些論述，而不是承認現有技木。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供丙氨酸在橡膠硫化和防老化方面的應用，丙氨酸作為ー種新型的橡膠硫化促進劑和/或防老劑，能提高橡膠的硫化速率和老化系數，改善橡膠的性倉^:。本專利技術的目的通過以下技術方案實現 丙氨酸作為ー種新型的橡膠硫化促進劑和/或防老劑。橡膠初加工方法，在橡膠初加工過程中添加丙氨酸，丙氨酸的加入量占橡膠總重量的 0. 01% —1%。橡膠制品生產方法，在橡膠制品生產過程中添加丙氨酸，丙氨酸的加入量占橡膠總重量的0. 01% —1%。所述橡膠為天然橡膠或合成橡膠或混合橡膠。所述的丙氨酸為生化試劑級或醫藥級或食品級或エ業級。本專利技術的有益效果是隨著丙氨酸的加入，橡膠的硫化速率明顯加快，同時橡膠制品的抗老化性能明顯改善。本專利技術有益效果可以通過下述實驗體現出來配方天然橡膠100份，丙氨酸0. 20份，硫黃3. 50份，硬脂酸0. 50份，氧化鋅6. 00份，促進劑MBT (硫醇基苯并噻唑,2-Mercaptobenzothiazole) 0. 50份(按重量份計)。所述的天然橡膠是氮含量為0. 012% (質量分數)、雜質含量為0. 004% (質量分數)的高純度天然橡膠，所述的丙氨酸是生化試劑級。高純度天然橡膠在溫度為45°C -55°C的開煉機進行塑煉，門尼粘度達到60 時出料。經過塑煉的橡膠在混煉機上進行混煉,按上述硫化體系并按順序加入硫化促進劑和丙氨酸、防老劑、氧化鋅、硬脂酸、硫黃，待這些配合劑混合均勻后出料，期間混煉機的輥溫控制在45°C -55°C。所得的混煉膠用無轉子硫化儀在140°C進行硫化特性試驗，得到其起始硫化時間(tsl)為3. 47分鐘，正硫化時間(t9CI)為27. 87分鐘，經計算其硫化速率為4. 10。混煉膠在100噸140°C的平板硫化機進行硫化，制備硫化膠試片，硫化時間按硫化儀確定的正硫化時·間27. 87分鐘。制備的試片經裁成啞鈴形試片在電子拉力機進行拉伸試驗，同時這些啞鈴形試片的一部分在100°C的熱空氣老化箱老化24小時，然后在電子拉力機上進行拉伸強度試驗。老化前拉伸試驗結果為拉伸強度11. 5MPa，扯斷伸長率705% ;老化后拉伸試驗結果為拉伸強度5. 46MPa，扯斷伸長率750%。經計算老化系數為0. 505。對照試驗除不添加丙氨酸外，所有試驗條件均相同，對照樣的起始硫化時間(tsl)為3. 68分鐘，正硫化時間(t9CI)為35. 42分鐘，經計算其硫化速率為3. 15 ;對照樣的老化前拉伸試驗結果為拉伸強度11. 4MPa、扯斷伸長率1083%，老化后拉伸試驗結果為拉伸強度0. 94MPa、扯斷本文檔來自技高網...

【技術保護點】
丙氨酸在橡膠硫化和防老化方面的應用，其特征在于：丙氨酸作為一種新型的橡膠硫化促進劑和/或防老劑。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張北龍，鄧維用，黃紅海，丁麗，
申請(專利權)人：中國熱帶農業科學院農產品加工研究所，
類型：發明
國別省市：