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凡能使膠乳失去穩(wěn)定性而發(fā)生膠凝、凝固的物質(zhì),都稱為凝固劑,也叫做去穩(wěn)定劑。根據(jù)凝固程度及凝固條件,可將凝固劑分為三類。
①強凝固劑:此類物質(zhì)能使膠乳迅速凝固。其作用是以它帶陽電荷的離子與橡膠粒子表面吸附的 陰離子結(jié)合,很快生成不易解離的物質(zhì),從而使膠粒失去電荷而凝固。這類凝固劑根據(jù)凝固方式的不同,又可分為內(nèi)部凝固劑和外部凝固劑。內(nèi)部凝固劑是直接加入膠乳中引起凝固,如各種酸類物質(zhì)。外部凝 固劑主要用于凝固劑浸漬法,常用者多為二價或三價金屬鹽;
②緩凝固劑:這類凝固劑使膠乳產(chǎn)生緩慢的凝固。其作用是它在膠乳中水解,產(chǎn)生帶陽電荷的離 子或具有吸附能力很強的膠體,以中和膠粒所帶的陰電荷或吸去膠粒上的穩(wěn)定劑而使膠乳凝固。由于這類物質(zhì)在水中溶解度很小,因而產(chǎn)生陽離子和膠體物質(zhì)的速度很低,所以反應(yīng)進(jìn)行緩慢,要經(jīng)過一段時 間才使膠乳凝固;
③熱凝固劑:此類凝固劑是使膠乳升到一定的溫度以上時才發(fā)生凝固。故又稱為熱敏化劑。其作 用是在常溫下對膠乳穩(wěn)定性不起破壞作用或基本上沒有不利影響,但溫度升高后則產(chǎn)生活性度很高的陽離子或是由于膠粒保護(hù)層物質(zhì)溶解度減小,導(dǎo)致膠粒表面脫水而使膠乳凝固。對于膠乳厚制品的生產(chǎn),人們在凝固劑的應(yīng)用方面作了不少的工作。如環(huán)己胺類凝固劑,先后出現(xiàn)過乙酸環(huán)己胺、硼酸環(huán)己胺以及它們與強凝固劑鈣離子的結(jié)合使用等。有人提出了由水、橡膠膠乳、表面活性劑和二價或三價金屬鹽構(gòu)成的橡膠膠乳凝固劑,其特點是不吸濕、不脫層,對膠乳有強的凝固能力,適用于膠乳厚制品。
1、鹽酸:含有氯化氫的水溶液。純品無色,含雜質(zhì)時呈黃色。氯化氫濃度為37%~38%的鹽酸,相對密度1.19。有刺激性氣味和強烈的腐蝕性,是天然、合成膠乳(特別是氯丁膠乳)的強凝固劑,也可用作膠乳制品的表面處理劑。
2、甲酸
3、乙酸:又名蟻酸。該品為無色而有刺激性氣味的液體,相對密度1.22。熔點8.6℃,沸點118℃。該品為無色液體,有刺激性氣味。純品相對密度1.049。熔點16.7℃,沸點100.8℃。又名溶于水、乙醇、乙醚和甘油。強酸性,有腐蝕性。冰醋酸。溶于水、乙醇和乙醚。無水乙酸在低溫凝固成冰狀,俗稱冰乙酸。普通乙酸約含純乙酸36%。是天然、合成膠乳用強凝固劑。在制造膠絲時,一般使用其25%~40%的水溶液作凝固劑。
4、氯化鈣:氯化鈣通常帶有6個結(jié)晶水,系無色六角晶體,有苦咸味和潮解性,相對密度1.68,熔點29.9℃。加熱時先失去4個結(jié)晶水而成二水化物(CaCl 2?2H2O)。此水化物是一種白色多孔而有吸濕性的物質(zhì)。熱至200℃時則失去全部水分而成吸水性強的無水化合物。無水氯化鈣是一種白色立方晶體,相對密度2.15,熔點772℃。易溶于水,溶解時放出大量的熱,也溶于乙醇和丙酮。是天然、合成膠乳的強凝固劑,作膠乳浸漬用水凝固劑時,一般濃度為10%~20%。氯化鈣對膠乳制品的老化性能有不良影響,使用時需要盡量從浸漬后的制品中除去。
5、氯化鋅
6、硝酸鈣:該品為白色粉末或結(jié)晶,易潮解,相對密度 2.91,熔點383℃,沸點 732℃,溶于水、硝酸鈣通常含4個結(jié)晶水。無色透明單斜晶體。有兩種結(jié)構(gòu)式:α-式,相對密度1.896,乙醇,有毒??捎米髂z乳的凝固劑和緩凝劑。鋅離子與鈣離子同作凝固劑時有加和效應(yīng)。熔點42.7℃;β-式,相對密度1.820,熔點39.7℃。在132℃分解。一水化物熔點約 560 ℃。無水物是白 色固體,相對密度2.36,熔點561℃。在空氣中易潮解。灼燒時分解成氧化鈣。溶于水、乙醇和丙酮。應(yīng)貯存于干燥處。是天然、合成膠乳用浸漬凝固劑。使用時可制成10 %~25 %酒精溶液或水溶液。性能與氯化鈣相似。
7、乙酸環(huán)己胺 結(jié)構(gòu)式: 白色結(jié)晶,微具乙酸味,無毒,相對密度1.12,熔點不低于143 ℃,易溶于乙醇與水,不溶于汽油、苯、四氯化碳、丙酮。宜存放于低溫干燥處。膠乳浸漬用凝固劑,尤適于用做反復(fù)浸漬用凝固劑,制取厚制品。其優(yōu)點是所得制品透明度高,不影響硫化膠的老化性能,也不帶異味,硫化后不需從制品中除 去。常用來制造手套、氣球、游泳帽、奶嘴等,一般以10%甲醇、乙醇混合溶液作預(yù)浸漬劑使用,且加少量冰乙酸以提高凝固作用。
8、硅氟化鈉:分子式為Na2SiF 6。白色粒狀固體。無臭、有毒。相對密度2.755。在水中溶解度較小(100mL水溶解0.652g)。飽和溶液的pH值為4.2。不溶于醇。是膠乳用緩凝固劑。它很少單獨使用,要與氧化鋅并用方能得到堅實的凝膠。使用前最好制成 20 %的水分散體,并將pH 值調(diào)節(jié)至6。為了加速膠乳凝固,可提高溫度(加速水解)和降低原膠乳pH值。若加入可溶性鉀鹽(使之生成溶解度更小的K2SiF6)或可溶性氟化物(同離子效應(yīng),抑制水解),則可延長膠凝時間。此藥品多用于膠乳海綿的生產(chǎn),用量一般為干膠的0.75%~1%。
9、鋅氨絡(luò)合物:一般由氧化鋅、氨水和銨鹽配制而得。也可直接用鋅鹽(氯化鋅)和氨水以及水配制。當(dāng)溫度升至50℃以上,鋅氨絡(luò)離子分解放出氨,形成低氨的鋅氨絡(luò)離子和鋅離子,其活性度增大,可與膠粒上的表面活性劑反應(yīng)生成不溶性的鋅皂而使膠乳凝固。這種熱敏劑廣泛用于壓出法輸血膠管的生產(chǎn),但成型后必須充分洗去,否則將縮短制品使用壽命。
10、聚乙烯甲基醚:為非離子型聚合物。結(jié)構(gòu)式:溶于冷水,但不溶于熱水,將其冷水溶液逐漸加熱至34℃~35℃時,即完全沉淀析出。是膠乳用熱凝固劑。在常溫下對膠乳起穩(wěn)定作用,高溫時才具熱敏作用。在高氨情況下(含氨0.6%以上,值約10.3),pH 熱敏效果也不明顯。經(jīng)過去氨,pH直降到9.0~9.6,而且又有氧化鋅存在時,則熱敏效果非常顯著。若無氧化鋅時,需將pH值降到8.0左右才能獲得較好的熱敏效果。
11、聚丙二醇:又名聚氧丙二醇,為聚乙烯甲基醚的異構(gòu)體,屬非離子型聚合物。結(jié)構(gòu)式:無色液體,粘度低。易溶于冷水,加熱時則產(chǎn)生沉淀,為膠乳熱凝固劑。一般使用它25%~50%的水溶液。在pH值9.0~10.8的范圍內(nèi),膠乳氨含量對熱敏效果影響極小,因而使用高氨膠乳時不必除氨。但在pH高于8.5的情況下,應(yīng)加一定量的氧化鋅。它在常溫下對膠乳也有輕度穩(wěn)定作用。還可用作抗泡劑。
12、聚醚聚甲醛縮二甲醇:又名熱敏劑:WS46,棕色粘稠液體,相對密度1.03,溶于冷水,水溫高于50℃時不溶解,5%水溶液濁點為50℃,15%的水溶液pH值為1~2,貯存期不宜超過半年。本品為天然膠乳用熱敏溫度較高的熱敏劑,35℃以下貯存穩(wěn)定。其不影響配合膠乳的粘度以及硫化膠的性能和硫化性能,也不帶異味。通常用15%的水溶液,一般用于熱敏浸漬。
13、甲醛、氨、氯乙烷縮合物穩(wěn)定劑。
14、氯化三甲基動物脂銨加入。
15、胰蛋白酶:由動物胰臟提制的一種蛋白分解酶。黃色至灰黃色粉末或晶體。溶于水,不溶于甘油和乙醇。是天然膠乳的熱凝固劑。將它的水溶液加入膠乳后,能使蛋白質(zhì)分解而使膠乳遇熱凝固。它對制品性能沒有影響,所以無須水洗。一般用量為氨膠乳的0.1 %。其一般配成10%的水溶液使用。在密閉容器中放置數(shù)天即得到熟成膠乳,加熱至85℃左右,膠乳即行膠凝。