[发明专利]天然橡胶胶乳干胶含量的测定方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及天然橡胶技术领域，具体涉及一种天然橡胶胶乳干胶含量的测定方法及设备。

背景技术

目前在天然橡胶测量领域上，测定胶乳中的干胶含量，要求比较精确的主要采用烘箱烘干法，但是这种方法耗时(需要8-12小时)、耗电、操作繁琐，仅适用于测量少量样品。随后又出现了比重法、光电法、红外测胶仪等十余种测干胶的仪器和方法，但是这些方法有的误差比较大，较少采用。目前在快速测干胶含量领域，采用较多的是微波胶乳测试仪，但对测量样品的重复性、抗干扰性和稳定性要求较高，也还需要进一步的完善。长期以来，各植胶国家一直致力于寻找一种准确、快速、容易操作，不受干扰，不受掺假物影响，又最接近标准烘箱干燥法精度的所谓理想的快速干胶含量测定法。

发明内容

本发明的目的是提供一种天然橡胶胶乳干胶含量的测定方法，该方法准确、快速、容易操作，可以替代标准烘箱干燥法。

为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种天然橡胶胶乳干胶含量的测定方法，包括如下步骤：

(1)将定量的天然橡胶胶乳样品置于额定重量的金属器皿中，所述的金属器皿中盛有导热粉(导热粉可以是金属粉，也可以是热的良导体的其他粉状粒状物)；

(2)将器皿抽真空(将器皿抽真空的方式既可以是器皿采用密封器皿，也可以将开口的器皿置于密封箱内，然后对密封箱进行抽真空)；

(3)在真空条件下将所述的金属器皿加热至180-350℃，并保持1-5分钟以干燥胶乳样品；

(4)测量金属器皿和干燥后的胶乳样品的质量，计算干胶含量。

作为本发明天然橡胶胶乳干胶含量的测定方法的优选实施方式，所述的步骤(2)中，真空度为-0.06至-0.1Mpa。

作为本发明天然橡胶胶乳干胶含量的测定方法的优选实施方式，所述的步骤(1)中，导热粉的含量为1至10克。

作为本发明天然橡胶胶乳干胶含量的测定方法的优选实施方式，其特征在于，所述的测定方法在密封箱中完成。

天然胶乳在加热干燥时，干燥规律符合Vanderhoff干燥理论。Vanderhoff等提出，胶乳膜干燥分为3个连续阶段。第1阶段，自由水分以恒定速率从胶乳中蒸发出来，此阶段为恒速干燥阶段，当橡胶粒子开始相互接触，剩余水分子填充于橡胶粒子空隙时，第1阶段结束。进入第2阶段，空气一湿胶膜界面积缩小从而使得干燥速率下降，直到橡胶粒子发生凝聚。在第3阶段，微量的水分存留在胶膜中通过毛细管扩散或通过胶膜本身扩散。在第3阶段开始时，存留在胶膜中的水分量非常少，空气一湿胶膜界面积大大减小，因此干燥速率也远远小于恒速阶段。

根据之前进行的干燥试验，我们发现，如果是对胶乳进行加热干燥，在后两个阶段当中，胶乳样品中的橡胶烃分子受热聚合，凝结成具有一定张力和弹性的，结构紧密的胶膜，样品当中被气化的水分被胶膜包裹，在表面及内部形成多个大小不一的胶膜气泡，阻碍水分的挥发，除此之外，随着胶乳中水分的不断挥发，余下的干胶物质为热的不良导体，热量难以有效传导至胶乳内部，干燥过程进入降速阶段，水分难以干燥彻底。在整个干燥过程中，如果温度上升过快，胶乳易产生沸腾气泡现象，当温度高达一定程度时，胶乳会焦化变性。

本发明天然橡胶胶乳干胶含量的测定方法，首先，将胶乳样品滴入盛有导热粉的标准的额定重量的金属器皿中，然后将器皿放入真空系统中，由真空系统制造出一个负压环境，在负压条件下，水的沸点降低至摄氏一百度以下，利用热源金属板导热将器皿加热至一百八十摄氏度以上，由于器皿内导热粉的比表面较大，很快将热量传入胶乳样品内部，样品中的水分被迅速气化。同时，样品内部也因温度上升形成胶膜，样品中汽化的水分即被胶膜裹住形成多个气泡，由于密集导热粉的存在，形成的气泡非常微小，且在负压状态下，气泡很快破裂，释放出被裹住的水蒸气，真空设备迅速将水蒸气蒸发抽走，实现快速干燥的目的。此后对干燥完毕的容器及样品进行称重计量即可计算出样品的干胶含量。在整个测定过程中，取样少，仅需样品1到3克即可完成测定；速度快，在负压条件下，水分蒸发的速率得到极大提高，干燥时间只需数分钟；可同时批量测试样品；测定环境稳定，负压条件下，样品不会因为温度过高而出现破坏现象，且在密封箱内样品也不易受到环境的干扰；测量精度基本接近标准烘箱干燥法。

本发明还提供一种天然橡胶胶乳干胶含量的测定设备，其结构简单，操作方便，测量精度高。

为实现上述目的，采用如下技术方案：