蛋白质对天然橡胶性能影响的研究

摘要

天然橡胶是巴西三叶橡胶树上生物合成的综合性能优异的天然高分子材料，在日常生活、医疗卫生、交通运输、国防以及航天等尖端科技领域有广泛应用。天然橡胶由橡胶烃和非橡胶组分构成，非胶组分中含有少量蛋白质等，这些蛋白质吸附在橡胶粒子上，起着保护作用。蛋白质及其分解产物还起到防止橡胶分子降解和促进橡胶分子交联的双重作用。但近些年对天然橡胶的研究一直集中在脱蛋白天然胶乳，对于蛋白质及其分解产物对天然橡胶性能有什么影响，外加蛋白质是否起到同样的作用，鲜有报道。因此，研究蛋白质对天然橡胶性能的影响对实际生产具有重要的指导意义。
　　本文通过外加乳清蛋白和氨基酸、添加胶清蛋白以及降低蛋白质四种方式研究了蛋白质对天然生胶理化性能、硫化胶的力学性能、老化性能、硫化特性、交联密度、动态热机械性能以及加工性能的影响。结果表明，随乳清蛋白的增加，P0、PRI和门尼粘度分别提高了31.5％、33.3%、15.2%，正硫化时间缩短了24.0%，硫化胶的力学性能及热老化性能都有所提高。在测试范围内，硫化胶的交联密度、储能模量和玻璃化温度都随着蛋白质含量的增加而增大。在加工性能方面，提高了硫化胶的弹性模量G’和粘性模量G’’，提高了生胶的损耗因子tanδ。随胶清蛋白的增加，P0、PRI分别提高了21.4%和5.7%，正硫化时间缩短了1.21min,力学性能增强。降低蛋白质，门尼粘度值降低了9.64Pa·s，正硫化时间延长了3.46min,力学性能降低。结果证明了外加蛋白质与天然橡胶中所含的蛋白质对天然橡胶性能起到同样影响作用。随着氨基酸的增加，添加半胱氨酸的天然橡胶门尼粘度几乎不变，而添加其他三种氨基酸的天然橡胶门尼粘度升高。半胱氨酸、甘氨酸、谷氨酸和赖氨酸的加入使正硫化时间分别缩短了0.69min、0.62min、0.51min、0.56min，并提高了力学性能、热老化性能、交联密度、加工性能以及热稳定性。