热带作物学报

作者：陈国靖, 王兵兵, 罗庭, 李高荣, 张福全, 廖建和, 廖禄生

单位：1.海南大学材料科学与工程学院，海南海口 570288,2.中国热带农业科学院农产品加工研究所/海南省天然橡胶加工重点实验室，广东湛江 524001,3.广东省广垦橡胶集团有限公司，广东广州 510507

关键词：天然橡胶,螺杆挤压膨胀,干燥,网络结构

基金：国家自然科学基金项目(51603230),现代农业产业技术体系建设专项(CARS-33-JG2),广东省天然橡胶加工重点实验室项目(2019B121203004)

天然橡胶的生产主要采用传统的热风干燥，但天然橡胶是热的不良导体且自粘性强，导致热风干燥普遍具有干燥效率低、胶料发粘和夹生等问题，这对产品的性能带来不利影响。而螺杆挤压膨胀干燥工艺作为一种新干燥工艺，已被广泛应用于合成橡胶工业，具有干燥效率高、自动化水平高和工艺稳定等特点，在天然橡胶（NR）生产加工中具有良好的发展和应用前景。本研究对比了传统热风干燥（NT）和螺杆挤压膨胀干燥（NCT）2种工艺制备NR的结构，分析NCT的性能特点，以探讨螺杆挤压膨胀干燥工艺运用在天然橡胶生产加工中的可行性。结果表明：在生胶层面，螺杆挤压膨胀干燥工艺由于干燥温度低、干燥用时短，能够有效降低NR分子链在干燥过程中受到的热氧降解，因此NCT相比NT而言具有更高的塑性初值、门尼粘度和凝胶含量，且对于蛋白质、挥发分等非胶组分的影响较小；对于纯胶配方硫化胶，NCT相较NT而言表现出更快的硫化速率。通过使用Mooney-Rivlin方程对硫化胶内部网络结构进行了拟合，发现NCT硫化后的有效交联密度和化学交联网络的数量相对较低，这使得NCT的拉伸强度、撕裂强度和模量等常规力学性能低于NT，疲劳性能方面也表现出了相对较高的压缩生热和蠕变。对于炭黑配方硫化胶，NCT与NT的常规力学性能无明显差异，这可能是由于硫化促进剂N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺的硫化速率较快所导致。但在动态力学性能方面，NCT的疲劳寿命更长，表现出更优异的动态疲劳性能，这与螺杆挤压膨胀干燥工艺能改善炭黑分散性有关。

来源：2022年第12期

《热带作物学报》期刊编辑部

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