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1、天然橡膠知識講座四.化學組成、結(jié)構(gòu)、性能和用途(一)天然膠乳化學組成、性狀及膠態(tài)化學結(jié)構(gòu)1.膠乳的化學組成在鮮膠乳中,除了絕大部分是水和橡膠之外,還有許多有機物和無機物,其中最多的是蛋白質(zhì)、類脂物、白堅木皮醇和無機鹽類。在鮮膠乳和氨保存膠乳中分析出的非橡膠組分列于表:表一中的組分為典型鮮膠乳的一般組分含量。分列為橡膠相、Frey-Wyssling粒子(這種粒子是由Frey-Wyssling于1929年發(fā)現(xiàn)并命名,簡稱為FW粒子)、乳清和底層部分四個大組分。每個大組分內(nèi)所包含的小組分有些會在兩個大
2、組分中同時存在。表二所示系膠乳用氨保存,其化學組分發(fā)生了相當?shù)淖兓行┙M分消失或增加,與鮮膠乳相比有很大的差異。四.化學組成、結(jié)構(gòu)、性能和用途表一:鮮膠乳中分析出的非橡膠組四.化學組成、結(jié)構(gòu)、性能和用途表二:氨保存膠乳中分析出的非橡膠組四.化學組成、結(jié)構(gòu)、性能和用途2.天然膠乳的性狀天然膠乳的物理性質(zhì)和膠體化學結(jié)構(gòu)非常復雜,而且很不穩(wěn)定,所以變異性很大。膠乳從膠樹排出后,其成分、性質(zhì)和結(jié)構(gòu)都迅速地發(fā)生變化。①顏色從膠樹排出的膠乳,一般呈白色,但也有呈灰、紫、黃色的,甚至呈紅色的。②相對密度膠乳的
3、相對密度取決于橡膠含量的多少,由于純橡膠的相對密度為0.91,當膠乳中橡膠含量越高時,則其相對密度就越小。一般膠乳的相對密度范圍在0.92—0.98之間。四.化學組成、結(jié)構(gòu)、性能和用途③酸度鮮膠乳呈酸性,pH值變化不大,一般在6.1~6.3之間。如果酸度超過這個范圍,則主要是摻雜了從膠樹篩管中流出的物質(zhì)所致。④粘度膠乳的粘度隨橡膠含量的增加而增大,當橡膠含量較低時對粘度的影響不大顯著。橡膠含量為35%時,粘度為4~15mPa·s,當含量升至60%時,粘度升高至30~120mPa·S。四.化學組成、
4、結(jié)構(gòu)、性能和用途3.天然膠乳的膠態(tài)化學結(jié)構(gòu)鮮膠乳是一種膠體水分散體系,水和水溶性物質(zhì)構(gòu)成膠乳的連續(xù)相;非水溶性的各種粒子構(gòu)成膠乳的分散相。①連續(xù)相???膠乳的連續(xù)相中,除了水之外,還包括各種水溶性物質(zhì),如蛋白質(zhì)、糖、有機酸、脂肪酸和無機鹽等。②分散相膠乳的分散相包括有幾種特殊的粒子。當膠乳在59kg(重力加速度)的高速離心1小時后,能分開為4個區(qū)帶,見圖。圖中最上層是橡膠粒子;其次是FW粒子;然后是清澈的乳清;最下的是底層部分,主要是黃色體,也可能發(fā)現(xiàn)有些FW粒子正好在底層的上面或夾在底層之中。四
5、.化學組成、結(jié)構(gòu)、性能和用途1)橡膠粒子 在鮮膠乳中橡膠粒子約占膠乳體積的20~50%,粒子被一層由蛋白質(zhì)和類脂物所組成的薄膜保護;粒子中的橡膠是非水溶性的,而且是分子的集合體,例如一個直為0.1μm的橡膠粒子中含有橡膠分子483個,其分子量為60萬。橡膠粒子一般是0.02~3μm的球形粒子,但在一些無性系的成齡膠樹所產(chǎn)的膠乳中,較大的粒子可能呈梨形。一種值得注意而有趣的現(xiàn)象,是直徑大于0.4μm的粒子不到4%,但卻占膠乳中橡膠重量的85%左右。離心濃縮分出的膠清中,橡膠粒子的直徑?jīng)]有超過0.45
6、μm的。1g含橡膠40%的鮮膠乳,其中的橡膠粒子數(shù)約為4.7×1013個。橡膠粒子外面吸附層由蛋白質(zhì)和脂肪酸皂構(gòu)成,并帶負電荷,在膠乳中呈布朗運動。將膠乳置于電場中,四.化學組成、結(jié)構(gòu)、性能和用途粒子向陽極移動而沉積在陽極上。在膠乳中加入帶正電荷的氫離子(如酸類)或金屬離子(如鹽類)時,就會引起膠乳凝固。如加入帶負電荷的氫氧離子時,可使膠乳穩(wěn)定,起抗凝固作用。2)黃色體 非橡膠粒子中最多的是黃色體,它是由薄膜包裹而成的球體,粒子直徑為2~5μm,比橡膠粒子重,底層部分主要由黃色體組成。黃色體內(nèi)部是
7、一種水溶液,含有酸、無機鹽、蛋白質(zhì)、糖類和多酚氧化酶等。用淀粉凝膠電泳法測定,證明有8種蛋白質(zhì),在幼齡樹的膠乳中,有些蛋白質(zhì)是定向的原纖維。膠乳凝塊暴露在空氣或氧氣中,顏色變深發(fā)暗,這是由于存在多酚氧化酶所引起的。鮮膠乳中黃色體的數(shù)量,對膠乳的粘度和膠體性質(zhì)產(chǎn)生顯著的影響。四.化學組成、結(jié)構(gòu)、性能和用途3)FW粒子 這是一種亮黃色并有很高的折射率的球形粒子,含有相當數(shù)量的類胡蘿卜素。膠乳的顏色不僅取決于FW粒子的多少,還取決于FW粒子的著色程度。用氨保存的濃縮膠乳沒有FW粒子,顯然是在離心濃縮時被
8、分離出去或在膠乳加氨時溶解于乳清中。4.膠乳特性變異膠乳的物理性質(zhì)、化學組分和膠態(tài)化學結(jié)構(gòu)常因膠樹的品系、樹齡、割膠部位、物候期、土壤和環(huán)境的不同而有不同程度的變異。幼樹或老樹的幼嫩枝條部分所產(chǎn)的膠乳,干膠含量比較低,乳黃比較多,橡膠粒子比較小,樹脂和蛋白質(zhì)含量比較高,無機物質(zhì)也比較多。莖皮內(nèi)層新生乳管的膠乳、發(fā)新芽和長新葉時期膠樹產(chǎn)的膠乳、停割后再開割時期的膠乳、種在貧瘠土壤的膠樹產(chǎn)的膠乳、強度割膠以及在干旱時期膠樹產(chǎn)的膠乳,都會出現(xiàn)一些與幼齡樹產(chǎn)的膠乳特性相同的情況。四.化學組