蒲公英橡膠草橡膠定量分析、橡膠提取及結構與性能表征.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)展限制開始變得越來越明顯。而橡膠草(TKS)這樣一種很有潛力的產(chǎn)膠植物，也重新進入了人們的視線中。橡膠草作為產(chǎn)膠植物被人們所認識是在二戰(zhàn)的時候。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)結束，戰(zhàn)爭的消失再加上合成橡膠異軍突起，使得世界對天然橡膠的需求極大的減少。天然橡膠價格與供應都逐漸走向穩(wěn)定。世界對橡膠草的研究便停

2、滯了。中國在建國初期，對橡膠草這樣的產(chǎn)膠資源也進行了一些初步研究，但是多集中在植物形態(tài)學與定植耕種等方面，對于橡膠的測定也采取了比較落后的方法。更沒有對得到橡膠的結構與性能進行研究。
　　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研究，可以說是百廢待興，前人也沒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)目前國內(nèi)橡膠草產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，對目前產(chǎn)業(yè)非常關心的問題進行了初步的研究。研究范圍較為寬泛，可以初步窺

3、探未來可能發(fā)展的領域。對橡膠草橡膠有一個比較全面的分析。對未來橡膠草的相關科研工作提供多個研究方向與基本方法的借鑒。
　　本論文分為四個大的部分:1、針對現(xiàn)在發(fā)展階段選種育種的要求，對TKS橡膠含量定量分析方法進行了探索。2、針對工業(yè)化研究的需求，對TKS橡膠的工業(yè)化提取進行了初步研究。3、對現(xiàn)在得到的TKS橡膠的結構性能進行了研究與分析。4、對TKS橡膠端基結構進行了一定的探索。
　　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)國產(chǎn)TKS的雜質(zhì)特點，進行了定量方法的改造與優(yōu)化。研究發(fā)現(xiàn)國產(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，所以必須對丙酮提物以及乙酸乙酯提物進行去除。而水的提取則能減少探究外標物的影響時發(fā)現(xiàn)，定量測定中外標物的分子量在Mw=2780以下時，分子量對測定的結果幾乎沒有影響。從而建立了一套以PS為外標物的紅外定量測定方法，并且通過實驗得到該方法的系統(tǒng)誤差為±0.1mg/mL。利用這套方法，對TK

5、S不同根的不同部位進行了含膠量的探索，發(fā)現(xiàn)TKS不同根的不同部位橡膠含量不同且隨機的分布其中。
　　TKS橡膠提取:針對目前溶劑萃取—沉淀析出法，溶劑消耗大，且不利于排膠的缺點。開發(fā)了一套適應于目前TKS產(chǎn)業(yè)發(fā)展的提膠工藝。具有溶劑容易回收，溶劑體系簡單，橡膠純度較高且容易排膠的優(yōu)點。
　　TKS橡膠結構與性能與NR橡膠和IR橡膠的比較:通過研究發(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（型號為SKI-3S的順式聚異戊二烯橡膠）。TKS橡膠在純膠力學性能，以及生膠與混煉膠硫化性能和力學性能方面，不如NR橡膠。并與IR橡膠力學性能相似。TKS和IR的生膠并沒有像NR橡膠那樣出現(xiàn)拉伸結晶現(xiàn)象。
　　TKS橡膠端基結構分析:對于端基結構的分析，分為三個步驟—轉(zhuǎn)酯化、分子量分級、核磁測定。

7、其中通過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橡膠的分子量沒有像NR橡膠那樣大幅度的減小。說明TKS橡膠可能沒有磷脂作為交聯(lián)點的一個體型結構，這可能也是導致TKS橡膠力學性能較差沒有拉伸結晶的原因。分子量分級，我選擇了兩種方法進行，一種是不良溶劑逐步滴入良溶劑的溶液中改變?nèi)軇Ω叻肿尤芙庑詮亩鸩匠恋沓霾煌肿恿肯鹉z的沉淀法，另一種是直接把良溶劑與不良溶劑進行混合得到適于提取低分子橡膠的混合溶劑的混合溶液