蒲公英橡膠草橡膠定量分析、橡膠提取及結(jié)構(gòu)與性能表征.pdf

1、隨著天然橡膠產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，三葉橡膠樹(shù)橡膠(NR)單一資源供給的天然橡膠產(chǎn)業(yè)始走入瓶頸期，天然橡膠發(fā)展限制開(kāi)始變得越來(lái)越明顯。而橡膠草(TKS)這樣一種很有潛力的產(chǎn)膠植物，也重新進(jìn)入了人們的視線中。橡膠草作為產(chǎn)膠植物被人們所認(rèn)識(shí)是在二戰(zhàn)的時(shí)候。美蘇冷戰(zhàn)期間，橡膠草在蘇聯(lián)得到了廣泛的研究，甚至已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化。但是冷戰(zhàn)結(jié)束，戰(zhàn)爭(zhēng)的消失再加上合成橡膠異軍突起，使得世界對(duì)天然橡膠的需求極大的減少。天然橡膠價(jià)格與供應(yīng)都逐漸走向穩(wěn)定。世界對(duì)橡膠草的研究便停

2、滯了。中國(guó)在建國(guó)初期，對(duì)橡膠草這樣的產(chǎn)膠資源也進(jìn)行了一些初步研究，但是多集中在植物形態(tài)學(xué)與定植耕種等方面，對(duì)于橡膠的測(cè)定也采取了比較落后的方法。更沒(méi)有對(duì)得到橡膠的結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行研究。
　　現(xiàn)在TKS作為一種既新穎又古老的產(chǎn)膠植物重新被拿出來(lái)研究，可以說(shuō)是百?gòu)U待興，前人也沒(méi)有太多可以借鑒的研究，所以很多東西需要自己去摸索。本篇論文，根據(jù)目前國(guó)內(nèi)橡膠草產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)目前產(chǎn)業(yè)非常關(guān)心的問(wèn)題進(jìn)行了初步的研究。研究范圍較為寬泛，可以初步窺

3、探未來(lái)可能發(fā)展的領(lǐng)域。對(duì)橡膠草橡膠有一個(gè)比較全面的分析。對(duì)未來(lái)橡膠草的相關(guān)科研工作提供多個(gè)研究方向與基本方法的借鑒。
　　本論文分為四個(gè)大的部分:1、針對(duì)現(xiàn)在發(fā)展階段選種育種的要求，對(duì)TKS橡膠含量定量分析方法進(jìn)行了探索。2、針對(duì)工業(yè)化研究的需求，對(duì)TKS橡膠的工業(yè)化提取進(jìn)行了初步研究。3、對(duì)現(xiàn)在得到的TKS橡膠的結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行了研究與分析。4、對(duì)TKS橡膠端基結(jié)構(gòu)進(jìn)行了一定的探索。
　　TKS橡膠含量定量分析方法:本論文采用

4、了紅外定量分析方法，并根據(jù)國(guó)產(chǎn)TKS的雜質(zhì)特點(diǎn)，進(jìn)行了定量方法的改造與優(yōu)化。研究發(fā)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)TKS丙酮及乙酸乙酯的提取物的紅外光譜中，存在影響定量的吸收峰，所以必須對(duì)丙酮提物以及乙酸乙酯提物進(jìn)行去除。而水的提取則能減少探究外標(biāo)物的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，定量測(cè)定中外標(biāo)物的分子量在Mw=2780以下時(shí)，分子量對(duì)測(cè)定的結(jié)果幾乎沒(méi)有影響。從而建立了一套以PS為外標(biāo)物的紅外定量測(cè)定方法，并且通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到該方法的系統(tǒng)誤差為±0.1mg/mL。利用這套方法，對(duì)TK

5、S不同根的不同部位進(jìn)行了含膠量的探索，發(fā)現(xiàn)TKS不同根的不同部位橡膠含量不同且隨機(jī)的分布其中。
　　TKS橡膠提取:針對(duì)目前溶劑萃取—沉淀析出法，溶劑消耗大，且不利于排膠的缺點(diǎn)。開(kāi)發(fā)了一套適應(yīng)于目前TKS產(chǎn)業(yè)發(fā)展的提膠工藝。具有溶劑容易回收，溶劑體系簡(jiǎn)單，橡膠純度較高且容易排膠的優(yōu)點(diǎn)。
　　TKS橡膠結(jié)構(gòu)與性能與NR橡膠和IR橡膠的比較:通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，TKS橡膠與NR橡膠在紅外譜圖，核磁譜圖，TGA與DSC譜圖上都是相似的。

6、而在分子量測(cè)定上，TKS橡膠數(shù)均分子量Mn=49.1W低于NR橡膠分子量Mn=57.1W，而二者的分子量皆低于IR橡膠Mn=60.3W（型號(hào)為SKI-3S的順式聚異戊二烯橡膠）。TKS橡膠在純膠力學(xué)性能，以及生膠與混煉膠硫化性能和力學(xué)性能方面，不如NR橡膠。并與IR橡膠力學(xué)性能相似。TKS和IR的生膠并沒(méi)有像NR橡膠那樣出現(xiàn)拉伸結(jié)晶現(xiàn)象。
　　TKS橡膠端基結(jié)構(gòu)分析:對(duì)于端基結(jié)構(gòu)的分析，分為三個(gè)步驟—轉(zhuǎn)酯化、分子量分級(jí)、核磁測(cè)定。

7、其中通過(guò)TKS橡膠與NR橡膠二者轉(zhuǎn)酯化后的分子量數(shù)據(jù)可以看出，轉(zhuǎn)酯化后，TKS橡膠的分子量沒(méi)有像NR橡膠那樣大幅度的減小。說(shuō)明TKS橡膠可能沒(méi)有磷脂作為交聯(lián)點(diǎn)的一個(gè)體型結(jié)構(gòu)，這可能也是導(dǎo)致TKS橡膠力學(xué)性能較差沒(méi)有拉伸結(jié)晶的原因。分子量分級(jí)，我選擇了兩種方法進(jìn)行，一種是不良溶劑逐步滴入良溶劑的溶液中改變?nèi)軇?duì)高分子溶解性從而逐步沉淀出不同分子量橡膠的沉淀法，另一種是直接把良溶劑與不良溶劑進(jìn)行混合得到適于提取低分子橡膠的混合溶劑的混合溶液