[发明专利]丙氨酸在橡胶硫化和防老化方面的应用

说明书

技术领域

本发明涉及丙氨酸的应用，具体涉及丙氨酸作为一种橡胶硫化促进剂和防老剂的新用途，属于橡胶生产技术领域。

背景技术

橡胶，分为天然橡胶与合成橡胶两种。本发明所述的天然橡胶是巴西三叶橡胶树所产的鲜胶乳经凝固、熟化、压皱、造粒、干燥而制得。

巴西三叶橡胶树所产的鲜胶乳一般称为天然鲜胶乳。天然鲜胶乳的成分非常复杂，除橡胶烃外，还含有几十种其它物质，即非橡胶物质，这些物质约占胶乳重的5%。虽然这些非橡胶物质所占胶乳份量不多，但对胶乳和制得橡胶的性质都有不同程度的影响。通常将这些非橡胶物质分为以下几大类：

（1）蛋白质。鲜胶乳的蛋白质含量约占胶乳重的1%-2%，其中约有20%分布在橡胶粒子的表面，是胶粒保护层的重要组成物质，约20%存在于胶乳底层部分的液体中，其余部分则溶于乳清中。在制胶生产过程中，胶乳中一部分蛋白质随乳清流走，剩下的则仍然留在橡胶里。蛋白质除了对胶乳的稳定性有影响外，还对橡胶的性能也有较大的影响。一方面，蛋白质的分解产物可以促进橡胶的硫化，提高橡胶的定伸强力，延缓橡胶的老化，使橡胶制品耐用。另一方面，它又具有较强的吸水性，能增加橡胶制品的吸水性和传电性，容易使橡胶制品发霉和不利于制作绝缘性的电工器材。

（2）类脂物。鲜胶乳中的类脂物主要是脂肪、蜡类、留醇、留醇脂和磷酯。这些类脂物都不溶于水，主要分布在橡胶相中，少量存在于胶乳底层和黄色体中。类脂物在胶乳中的含量约0.9%，大部分是磷酯（约70%）。胶乳磷酯的表面活性度很高，在橡胶粒子表面，它和蛋白质结合在一起形成一层很薄的混合膜，鲜胶乳能保持胶体的稳定性就是这个原因。氨保存胶乳在贮存过程中机械稳定性的提高，是由于胶乳中类脂物中的脂肪酸与氨反应生成了铵皂，在胶粒表面形成保护膜的结果。

（3）丙酮溶物。胶乳中能溶于丙酮的物质统称为丙酮溶物。上述类脂物中除磷酯外几乎都溶于丙酮，属于丙酮溶物，在鲜胶乳中的含量约为1%～2%。丙酮溶物中含有脂肪酸50%以上，当橡胶塑炼时，起软化作用，使橡胶容易获得可塑性，同时丙酮溶物对橡胶有防老化的作用。

（4）水溶物。水溶物在胶乳中的含量约1%-2%，主要分布在乳清中。糖类在细菌的作用下容易分解产生挥发性脂肪酸，主要是乙酸还有少量的甲酸和丙酸。挥发脂肪酸的含量升高，胶乳的稳定性就会降低，甚至自然凝固。

（5）无机盐。鲜胶乳中无机盐的含量约0.3%～0.7%。鲜胶乳中的无机离子，大部分分布在乳清中，少量铜、钾离子，可能还有铁离子与橡胶粒子相连，大量的镁离子则存在于胶乳的底层。

此外，胶乳中还存在着多种细菌和酶。

在天然鲜胶乳的凝固、凝块的熟化、压皱、造粒等过程中，胶乳中的非橡胶成分大部分随乳清排走，保留在干胶中只有小部分，但这小部分非橡胶成分对橡胶性能的影响极大，如果除去天然橡胶中的非橡胶成分，其性能则大幅下降。由于制胶工艺的不同，最后保留在干胶中的非橡胶成分的种类和含量存在很大差异，造成天然橡胶性能的不一致。

合成橡胶则是经单体的合成和精制、聚合过程及橡胶后处理而得。合成橡胶不含天然橡胶所具有的非橡胶成分，其综合性能明显不如天然橡胶。

老化是橡胶等高分子材料中存在的一种较为普遍的现象，它会使橡胶的性能劣化，影响橡胶制品的使用价值及使用寿命，橡胶防护体系是延缓橡胶的老化，延长制品的使用寿命。橡胶防护体系主要是防老剂，防老剂型按作用原理可分为化学防老剂和物理防老剂；按防护的目标分为抗氧剂、护臭氧剂、光屏蔽剂、金属钝化剂等，也可按化学结构进行分类。为了改善橡胶的性质，研究人员一直在坚持不懈进行研究。

丙氨酸是一种脂肪族的非极性氨基酸。常见的是L-α-氨基酸，是蛋白质编码氨基酸之一，哺乳动物非必需氨基酸和生糖氨基酸。D-丙氨酸存在于多种细菌细胞壁的肽聚糖。β-丙氨酸是维生素泛酸和辅酶A的组分。丙氨酸为白色结晶或结晶性粉末；有香气，味甜。丙氨酸在水中易溶，在乙醇、丙酮或乙醚中不溶。比旋度为+14.0°至+15.0°。丙氨酸是构成蛋白质的基本单位，是组成人体蛋白质的21种氨基酸之一。组成蛋白质分子的氨基酸都是L-氨基酸。

丙氨酸是制造维生素B6、合成泛酸钙和其他有机化合物原料。添加于食品中能增强化学调味料的调味效果，改善甜味剂的味感和有机酸的酸味，提高含醇饮料的质量，防止油类氧化和改善浸渍食品风味等。还可用作生化试剂，用于生物化学和微生物研究方面。