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天然浓缩乳胶的现状

更新时间:2017-08-03 16:30:12 阅读次数:14768次   tags:  浓缩乳胶, 橡胶产品, 现状,


一、我国乳胶制品行业现状

与发达国家相比,我国乳胶制品企业仍存在规模小、技术力量分散、总体装备水平不高、生产效率低、技术进步滞后等差距。

我国乳胶制品 行业产品有医疗卫生用品,如安全套、医用手套、检查手套、输血胶管、导尿管等;工业及国防防护用品,如工业手套、劳保手套、防毒手套、耐油手套、航空手 套、探空气球、汽车靠垫、工业胶管、工业指套、防水袋等;日常生活用品,如家用手套、鞋套、农用指套、泳帽、玩具气球等,共70多个品种。其中,主要产品是安全套、医用手套、检查手套、家用手套及气球5大类,产能和产量居全球第2位或第3位,尤其以安全套和家用手套发展前景最好。

乳胶制品本身的特点及使用功能,决定了该类产品无论在国外还是在国内都不会萎缩。随着人类生活水平提高及自我保护意识增强,其需求量将越来越大。

但各种产品增长速度差异较大,每年每个品种的需求量增减幅度均不同,这是由其使用功能及市场储备量所决定的。如随着人们对预防爱滋病及性病的重视,非洲国 家安全套需求量大幅度增长,成为我国产品出口的新市场。但同时西方国家纷纷在东南亚、非洲等地投资建设生产线,韩国、日本也在扩大产量,这又将对我国出口 产生冲击。因此,在看到有利形势的同时,需充分考虑不利因素的影响,避免盲目决策,造成损失。

二、浓缩天然胶乳的生产现状

近年来,世界浓缩天然胶乳的产量,已达100万吨/年以上。按制备和保存方法分,浓缩天然胶乳主要有三种浓缩法和六个保存体系,见表3-1。

3-1浓缩天然胶乳的类型

浓缩方法

干胶含量,%

类型

保存体系

离心

60

高氨

0.7%氨

离心

60

低氨-五氯酚钠

0.2%氨+0.2%五氯酚钠

离心

60

低氨-硼酸

0.2%氨+0.2%硼酸+0.05%月桂酸

离心

60

低氨-ZDC

0.2%氨+0.1%二乙基二硫代氨基甲酸锌+0.05%月桂酸

离心

60

低氨-TZ

0.2%氨+0.013%二硫化四甲基秋兰姆+0.013%氧化锌+0.05%月桂酸

膏化

60-66

高氨

0.7%氨

蒸发

60-70

固定碱

0.05%KOH+2%肥皂


在生产的各种浓缩天然胶乳中,以离心浓缩天然胶乳最多,约占总产量的95%。原因是这种方法生产效率高,生产过程短,产品纯度高,质量好控制。在离心法浓缩天然胶乳中,又以高氨型的产量较多,约占总产量的75%。在低氨型浓缩天然胶乳中,以低氨-TZ胶乳最多,其产量已占低氨胶乳的三分之二。此外,根据用户的需要,还生产一些特种胶乳,包括纯化胶乳、接枝胶乳、阳电荷胶乳、高浓度胶乳、耐寒胶乳、硫化胶乳、树脂补强胶乳等。

三、普通浓缩天然胶乳的生产

(一)工艺流程

普通浓缩天然胶乳的产量一般为天然橡胶总产量的8%~10%,个别天然橡胶生产国所占的比例甚至可达15%。

普通浓缩天然胶乳加工的基本工艺流程是:

新鲜胶乳→及时保存→检验→过滤→澄清→调节→浓缩→积聚→检验、分级→包装、出厂

其中,浓缩方法一般有离心法、膏化法、蒸发法和电滗法四种,只是电滗法直到现在仍未能投入商业性生产,而膏化法和蒸发法也仅在有限的规模上使用,90%以上的浓缩天然胶乳都是采用离心法生产的。

离心法浓缩天然胶乳的一般工艺流程为:

变质胶乳(用制生胶)氨(是胶乳含氨

变质胶乳(用制生胶)氨(是胶乳含氨0.15%-0.35%)胶清(用制生胶)

 ↑                   ↑↓

加氨新鲜胶乳→检验→过滤(40目筛)→澄清罐(池)→调节罐(池)(60目筛)→离心机

   ↓    ↓       ↓

凝块、杂质残渣椒图(用制生胶)           

出厂←包装桶(罐)←检验、分级←积聚罐←离心浓缩天然乳胶    

                       ↓          

                凝块、泡沫凝胶(用制生胶)氨(使胶乳含氨0.60%-0.75%)


(二)胶乳离心浓缩的原理

由于橡胶粒子的相对密度小,而乳清的相对密度大,在静置期间,胶乳中的橡胶粒子会往上浮而乳清则相对地往下沉,从而实现橡胶粒子和乳清分离。

离心浓缩是利用高速旋转的离心机以产生比地心引力加速度大得多的离心加速度作用于胶乳,改变静置状态下的分离条件,加快橡胶粒子与乳清的分离速度,从而使胶乳达到浓缩的目的。

四、离心浓缩天然胶乳质量的调控方法

(一)影响浓度的主要因素及调控方法

使浓缩天然胶乳浓度达到质量指标要求,是保证产品质量的先决条件。而要使浓缩天然胶乳达到规定浓度,则必须了解有关影响因素,从而根据不同情况采取不同的调控方法。

1.新鲜胶乳的浓度 一般而言,新鲜胶乳浓度的高低,直接影响浓缩天然胶乳的浓度。新鲜胶乳浓度较高,制得的浓缩天然胶乳的浓度也较高;反之,则所得浓缩天然胶乳的浓度也较低。

2.新鲜胶乳的进料速率 胶乳进料速率是指单位时间内流入离心机的胶乳量。浓缩天然胶乳和胶清的浓度与新鲜胶乳的进料速率有密切关系。即在其它条件不变的情况下,浓缩天然胶乳的浓度随新鲜胶乳的进料速率增加而降低,胶清的浓度则随进料速率增加而增加。

3.离心机的运转时间 浓缩天然胶乳的浓度和纯度随离心机每班运转时间的延长而降低,胶清浓度则随运转时间的延长而增加,特别是后期影响更显著。

4.胶清的流出速率 胶清的流出速率是指单位时间从离心机排出的胶清量。在新鲜胶乳进料速率一定的情况下,若胶清的流出速率越快,则浓缩天然胶乳的流出速率就相对慢些,因而浓度就较高;而胶清在离心转鼓中停留时间相对短些,橡胶粒子被分离的效果较小,因而浓度就较大。 5.其它 如冲机用水量、补加氨量、浓缩天然胶乳的贮存时间等,对浓缩天然胶乳的浓度也有一定影响。

(二)非橡胶固体的调控方法

浓缩天然胶乳的性质主要受非橡胶物质的影响。现有的浓缩天然胶乳质量指标中,直接反映非橡胶物质的检验项目就是非橡胶固体。如果能很好地控制非橡胶固体含量,就有可能保证浓缩天然胶乳质量和提高它的一致性。

(三)挥发脂肪酸值

1.影响因素

试验表明,新鲜胶乳乳清中的挥发脂肪酸(VFA)含量,与由此胶乳制得的浓缩天然胶乳乳清的挥发脂肪酸含量没有明显区别。这一结果说明挥发脂肪酸并不与橡胶相相连,而是全部分布于乳清之中。由此,可控制新鲜胶乳乳清的挥发脂肪酸值(VFANO·)来达到控制浓缩天然胶乳VFANO·的目的。而影响新鲜胶乳的VFANO·高低的主要因素包括如下几个方面:

1)新鲜胶乳的细菌污染和繁殖量。 2)加入保存剂的时间和数量。

3)胶乳的温度。 4)被细菌作用物的数量。

2.调控方法

(1)注意浓缩天然胶乳的保存和贮运:

①离心后所得的浓缩天然胶乳要尽快补足氨量。 ②防止抗氨细菌的生殖。

(2)若浓缩天然胶乳的VFANO·过高时,可用水稀释此胶乳而后再离心。

(四)机械稳定度

1.所谓胶乳的机械稳定度(MST)是指胶乳对机械搅拌即剪切力所产生去稳定性的对抗能力。

在胶乳制品工艺中,要求胶乳具有不同的机械稳定度。例如纺织物的刮胶和喷胶,胶乳必须具有很高的机械稳定度才不致使胶层厚薄不均和堵塞喷枪。而模铸制品对胶乳机械稳定度要求则可相对较低。

2.提高机械稳定度的方法

当需要机械稳定度较高的胶乳时,可设法加固橡胶粒子保护层,使之不易受到机械搅拌或剪切力的破坏。

若浓缩天然胶乳的MST达不到要求,同时它的VFANO·又很高时,一般可将此胶乳稀释,然后再离心浓缩,便可提高其MST。

(五)其它项目

一般而言,要是浓缩天然胶乳的VFAN O·、MST都符合质量指标,那其它指标也都可达到要求。一旦浓缩天然胶乳出现轻微的臭味或变色现象,便可采取稀释和再离心的方法加以解决。此外,包装时做好过滤并使胶乳充满包装桶,这样,浓缩天然胶乳的凝块含量便不会超标;同时,搞好包装容器的涂料工作,浓缩天然胶乳也不会产生变色现象。

、浓缩天然胶乳的经济技术指标

(一)分离效率(转鼓效率)所谓离心机的分离效率是指流出离心机的浓缩天然胶乳总干胶量与进入离心机的新鲜胶乳总干胶量的百分比。可用来确定橡胶损失量。分离效率高,则橡胶的损失量少,分离效率低,则橡胶的损失量多。

一般而言,分离效率要比干胶制成率高一些。分离效率高,则浓缩天然胶乳干胶制成率就高。

(二)生产速率

所谓生产速率是指在规定条件下,单位时间处理进料胶乳的量。正常情况下,一般不必过多的考虑生产速率的问题,因为生产速率越高,则浓缩天然胶乳干胶制成率越低。

(三)干胶制成率

所谓浓缩天然胶乳的干胶制成率是指所得浓缩天然胶乳的干胶总量与进厂新鲜胶乳干胶总量的百分比,即:

应在保证浓缩天然胶乳浓度达到质量指标的前提下,适当兼顾干胶制成率和干胶回收率。

一般而言,一定数量的新鲜胶乳,浓度较高的,其总干胶量就较多;浓度较低的,其总干胶量就较少,如果都用来制造相同浓度的浓缩天然胶乳,则新鲜胶乳浓度较高的,所制得浓缩天然胶乳量就较多,干胶制成率较高。反之,则相反。

新鲜胶乳的质量特别是挥发脂肪酸值的高低,对干胶制成率也有明显的影响。质量较差(如挥发脂肪酸值较高)的新鲜胶乳,干胶制成率降低。反之,新鲜胶乳质量好的,则干胶制成率高。

(四)干胶回收率

所谓干胶回收率,是指制成各种产品的总干胶量与进厂新鲜胶乳的总干胶量的百分比,即:

工厂杂胶是指新鲜胶乳进厂后所形成的各种凝块、胶屑,包括泡沫凝胶、喇叭头胶、残渣胶、洗桶水胶等。

干胶回收率也是浓缩天然胶乳厂的一项重要经济指标,一般不应低于99%。

、浓缩天然胶乳的积聚

经过浓缩的天然胶乳,使之流入积聚罐(见图3-36)进行积聚。

(一)目的

浓缩天然胶乳积聚的目的主要包括如下几个方面:

1.使不同批次生产的浓缩天然胶乳在积聚罐内进行混合均匀,以期提高产品的一致性;

2.在积聚罐内作好浓缩天然胶乳保存剂含量和浓度的调控工作。

3.使浓缩天然胶乳的机械的稳定度在积聚期内升高,以便达到出厂规定指标。刚生产出来的氨保存浓缩天然胶乳,稳定性较低,尤其是离心浓缩天然胶乳的机械稳定度只有几十秒。在积聚过程中,由于胶乳中类脂物水解产生的高级脂肪酸与氨反应,逐渐生成铵皂,这种肥皂吸附在橡胶粒子上起着保护橡胶粒子的作用,因而胶乳的机械稳定度随积聚时间而增加。必要时也可采取适当措施进行调控,使浓缩天然胶乳的机械稳定度达到质量指标;

4.减少出厂产品的检验工作量。就一定数量的产品而言,如出厂批次多,则检验的次数必多,反之则少。将大量的胶乳混合成一批,减少检验频次。

(二)主要要求

1.及时加足保存剂。保存剂的加入不但要及时,还要足量和均匀,否则浓缩天然胶乳的VFANO.会增加,MST也会降低。

2.混合均匀。在积聚过程中,为了调控好浓缩天然胶乳的质量,要取胶样进行检验,如胶乳混合不均匀,则所取胶样无代表性,检验结果不能用来指导生产。因此,在积聚罐中必须装有搅拌浆,用来搅拌和混匀胶乳。

3.不污染胶乳。浓缩天然胶乳在积聚罐停留的时间较长,罐的内壁应不受胶乳腐蚀。生产上过去使用的积聚罐,都用钢板制造,不但耗用大量钢材,制造和搬运比较麻烦,而且不易清洗,还须消耗大量耐碱涂料(每年停产时都需涂刷一次才不致污染胶乳)。现已大都改用钢筋水泥建造罐身,瓷砖衬里,500号水泥勾缝的结构,不但免去了上面所说的那些缺点,而且使用效果良好。

、质量检验

(一)检验、分级

1.分级指标

浓缩天然胶乳与其它商品一样,出厂前要进行严格的质量检验,只有质量指标符合相关规定时才允许出厂。浓缩天然胶乳的质量指标是产用双方根据生产的可能和使用的需要,并有利于提高产品质量的原则下,协商制定的通用质量标准。

3-46 技术要求(GB/T 8289—2008)

项   目

指   标

检验方法

高氨

低氨

中氨

高氨膏化

低氨膏化

总固体含量,%

61.5

61.5

61.5

61.5

61.5

GB/T 8298

干胶含量,%

60.0

60.0

60.0

60.0

60.0

GB/T 8299

非橡胶固体,%

2.0

2.0

2.0

2.0

2.0

碱度(氨(按胶乳计),%

0.60

0.29

0.30

0.55

0.35

GB/T 8300

机械稳定度,s

650

650

650

650

650

GB/T 8301

凝块含量,%

0.05

0.05

0.05

0.05

0.05

GB/T 8291

铜含量,mg/kg总固体

8

8

8

8

8

GB/T 8295

锰含量,mg/kg总固体

8

8

8

8

8

GB/T 8296

残渣含量,%

0.10

0.10

0.10

0.10

0.10

GB/T 8293

挥发脂肪酸值

0.10

0.20

0.20

0.20

0.20

GB/T 8292

氢氧化钾(KOH)值

1.0

1.0

1.0

1.0

1.0

GB/T 8297

①总固体含量或者干胶含量,任选一项;

②固体含量与干胶含量之差。

2.检验规则

1)每批出厂的浓缩天然胶乳都应附有统一格式的质量检验单。

2)每个积聚罐作为一批产品包装。包装前从积聚罐中取样化验,取样前充分搅拌,在刚停止搅拌时取样。搅拌必须的时间,由试验确定之。以搅拌到自罐顶部与罐底部所取出的胶乳的总固体含量之差在0.5%以内时为准。

3)产品检验必须按规定的检验方法进行。如果检验结果没有准确的把握,需要重新进行,直到准确为止。

3.各检验项目的测定意义

1)总固体含量

主要是用来确定浓缩天然胶乳的非橡胶固体含量(总固体含量与干胶含量之差),也可用来快速和粗放了解浓缩天然胶乳的干胶含量,作为胶乳制品厂选择原料和确定配方的根据之一。

2)干胶含量

它是浓缩天然胶乳使用时的有效成分,在胶乳配料时,它又是计算配合剂用量的基本依据。胶乳干胶含量过低,不仅要求浓度较高的某些橡胶制品无法制造,而且对于能够成型的制品也会增加不少麻烦。例如,用干胶含量低的胶乳制造海绵,则所得产品的收缩率大;用来制造浸渍制品,则达到相同厚度所需的浸渍次数较多。

3)非橡胶固体

其数值大小标志胶乳非橡胶物质含量的高低。若其值大,表示胶乳的纯度低,在配入氧化锌之类的配合剂后,所得配合胶乳的稳定性往往较低,因而有缩短配合胶乳有效使用时间的趋势。

4)碱度(NH3)

对于高氨保存的胶乳低于0.60%时,胶乳容易腐败,不能长期保存,浓缩天然胶乳的机械稳定度随贮存时间上升较慢,且最高值也较小;高过0.75%,浓缩天然胶乳的机械稳定度上升快,最高值也大,但下降也快,且浪费氨水,增加制品成型时除氨的困难和用费,胶乳贮存时间较长后,还会因促进非橡胶物质分解而降低胶乳的化学稳定度。

5)挥发脂肪酸值

中和含有100g总固体的胶乳中的挥发脂肪酸所需氢氧化钾的克数,称为挥发脂肪酸值。挥发脂肪酸值能较敏感地反映胶乳保存,特别是早期保存的好坏。

6)机械稳定度

机械稳定度低的胶乳不仅在配料搅拌过程中容易产生凝块,特别是用于刮胶之类制品,承受是强烈的机械处理时,还会遭遇根本不能操作的困难。

7)凝块含量

胶乳凝块多,有两种可能性,一种是包装出厂时没有采取过滤的必要措施,除去浓缩天然胶乳原有凝块;另一种是胶乳出厂后,稳定性受到局部破坏,新产生了一些凝块。凝块含量高的胶乳,往往使制出的橡胶制品,特别是浸渍制品废次品增加,制造压出制品时,还会堵塞压出机头,造成生产停顿。

8)颜色

胶乳变色后不仅不能用来制造鲜艳美观的橡胶制品,而且热稳定度也往往较低,难于用来制造硫化胶乳和生产以硫化胶乳为原料的各种胶乳制品。

9)气味

胶乳产生臭味,说明它已严重腐败。这样的胶乳,往往挥发脂肪酸值高,稳定性低,难于用来正常生产胶乳制品。

10)氢氧化钾值

中和含有100g总固体的胶乳中的各种酸类所需氢氧化钾的克数,称为氢氧化钾值。其值小,在一定程度上标志胶乳化学稳定度高。保存不好的胶乳,其氢氧化钾值必定会高,但氢氧化钾值高的胶乳,不一定保存不好。因此,它主要用来测定胶乳含氧化锌时能长期稳定而必须加入氢氧化钾的最低数量。

11)残渣含量

残渣是指胶乳中的尘土、砂粒、树皮碎片和磷酸镁铵等外来的非橡胶物质。显然,残渣含量高的胶乳所制得的胶乳制品,特别是薄膜制品,质量必定很差,甚至会成为废品。

12)铜、锰含量

铜、锰是橡胶的氧化强化剂,含量多时会促进橡胶老化,缩短胶乳制品的使用寿命。

(二)包装、出厂

1.包装容器的处理

包装浓缩天然胶乳的容器,目前有三种方式:一种是容量约200kg的小铁桶,将其内部清洗去锈后,涂上一层保护涂料。另一种是大型装运罐,其形式与汽油罐车相同。三是目前较为常用的太空包装。太空包,又叫集装袋,是一种柔性运输包装容器,广泛用于食品、粮谷、医药、化工、矿产品等粉状、颗粒、块状物品的运输包装,是目前世界范围内普遍使用的包装产品。

2.操作要点

包装前,必须将浓缩天然胶乳搅拌均匀。胶乳包装完毕后,积聚罐要及时进行清洗,以除去附在罐壁的泡沫凝胶和其它杂质。清洗积聚罐时要注意安全,防止发生事故。如罐内氨味很浓,清洗前应将罐盖上的入孔打开,并向罐内鼓风或喷高压水驱赶氨气。待氨味不浓时

才进去清洗。必要时,还应配带防护目镜和口罩,切保安全。

浓缩天然胶乳在贮存和运输过程中,要防止渗漏、日晒和冰冻。温度应<35℃,以免胶乳变质。

、生产废水治理

一般采用的是“预处理单元—酸化系统—S‐ROD系统—产甲烷反应器—RB‐NDN‐CBN 生物氧化系统—化学法除磷 ”相结合的处理工艺。

应加强对污水事故性排放的管理, 并制定相应的应急预案,对厂区污水处理设施应设置摄像头进行全天 24 小时监控,杜绝污水偷排事件的发生。做好污水处理设施的日常运行的维护保养,设计事故池,四周应建设截排水设施,避免暴雨天气周边雨水进入氧化塘造成污水溢流,坚决杜绝污水事故性排放。


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