天然胶乳的胶体性质及形态和橡胶粒子的表面化学
(2022-10-06 16:08:42)
胶乳是一种以乳清为分散介质,胶乳粒子为分散质的溶胶体,分散质及分散介质均非单一物质,如乳清中即含有蛋白质,脂肪酸盐,糖类,及无机盐类等。其中糖类及无机盐等为真溶液,蛋白质及脂肪酸盐则呈胶体状,胶乳粒子上亦含有一部份蛋白质,及脂肪酸等,因此我们把胶乳可理解为复杂的多分散相体系。
然而天然胶乳是亲水胶体还是疏水胶体呢?从本质上说来,许多性质与疏水胶体相似,但由于胶粒表面上具有一层蛋白质或保护膜,又是亲水胶体的性能,因此天然胶乳具备有这两种胶体的特征。
天然胶乳经离心或过滤能把胶乳分成乳清和橡胶相。乳清是亲水性的,而它一般被认为是均相,具有高分子电解质的特征。
关于橡胶粒子的形态学
橡胶粒子的大小,经观察和研究,粒径最大者为三微米,最小的橡胶粒子直径约为0.015微米。平均直径为0.5微米,40%的胶粒直径在0.2微米以上,大部份粒子的直径小于0.2微米,分布在0.1微米附近最多,胶粒的形状利用紫外光显微镜观察得知,绝大多数是球形粒子,即使在新鲜胶乳状态下,也是由两个或更多个直径小得多的粒子构成,但群集的粒子间没有真正的聚结或合并,橡胶粒子的结构通常认为可以分为三部分:最外面一层是吸附保护膜,由蛋白质及类脂构成,中间是一层固体的或凝胶体的橡胶层,最內一层是粘稠的液体橡胶。除外层之外,其他两层根据X射线结构图来观察,均为相同组成的异戊二烯聚合体。
橡胶粒子在胶乳中不是静止的,它在做无规则的布朗运动。这是胶体分散体系的一般特征,布朗运动可以使胶粒不下沉,保持胶乳具有动力稳定性,据观察,在不加入其他化学药品时,最大橡胶粒子平均运动速度为每秒二微米,在新鲜胶乳中的胶粒运动速度最快,当加入碱类或釒属盐类后,则大大的降低了运动速度。如加入足够数量的酸,则几乎可将速度降低为零,这是由于金属漓子或其它物质吸附在粒子表面,从而使粒子的体积增加而引起的。如加入某些植物胶体而会引起膏化现象,
橡胶粒子的表面化学
天然胶乳是浓度较高的悬浮体,只有在足夠数量的乳化剂在胶粒表面形成保护层时,胶乳才是稳定的。而胶乳中吸附的蛋白质即起着保护层作用,因为胶粒表面蛋白质实际上是以蛋白质磷脂络合物存在的。憎水性的磷脂,接近胶粒橡胶组成部份,亲水性的蛋白质和肥皂则形成外层,组成络合物,薄膜形成双层,由于该络合物的存在,可以解释新鲜胶乳和保存胶乳间的某些差别,当新鲜胶乳达到蛋白质等电点,它就会慢慢增稠,再过一段时间就会形成均匀的具有网状结构的凝块。反之,很难使氨保存的胶乳获得均匀的加酸凝固。加酸凝固立即产生局部凝固,从而阻碍了酸的均匀分布,新鲜胶乳之所以能够慢慢凝固成网状结构的凝块,可能同蛋白质磷脂络合物吸附层的定向排列有关。另一方面,甴于氨保存的胶乳中有碱性物存在,可能使蛋白质磷脂分裂,磷脂物质进入乳清中,而保护层更完全由蛋白质组成,这种情况也可以解释为什么新鲜胶乳中橡胶粒子的吸附界面不易解吸,而氨保存的胶乳的蛋白质吸咐层却很易解吸。
橡胶粒子的表面化学另一方面是金属[包括钾v纳,钙,镁,铁]处于溶解的状态下能够影响胶乳的胶体性质,试验结果表明,胶乳中的吸附作用并非是一个简单现象,它至少包括两个过程,一是金属阳离子被帶负电荷的橡胶粒子表面所吸附,二是间接吸附,这就是说金属以微弱的形式结合在有机离子上,而有机离子本身又被牢牢的吸附着。这可以解释为什么碱金属的吸附作用要比碱土金属要弱得多,因为碱金属的盐类一般比碱土釒属更易解漓。任何釒属以其可溶性盐类加入胶乳时,都可得到同样的结果,
此外,对于没有吸附着皂类及蛋白质的橡胶粒子表面是否单纯由橡胶烃组成或者还包含有某些其他化学基团,目前尚在胶乳工作者探索和研究之中。
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