胶乳法氯化天然橡胶薄层干燥特性的研究

胶乳法氯化天然橡胶薄层干燥特性的研究

高琦[1]2004年在《胶乳法氯化天然橡胶薄层干燥特性的研究》文中研究表明氯化天然橡胶(CNR)是以天然橡胶为原料经氯化反应改性而成。由于具有优良的耐酸碱性、耐磨性、耐海水性、抗透渗性和阻燃性等,因而广泛用于涂料、胶粘剂、油墨添加剂和制作耐酸碱用品等方面,是工业上最重要的橡胶衍生物之一。 CNR生产工艺主要有两种,传统的“溶剂法”是将天然橡胶溶于四氯化碳中,通入氯气进行氯化,由于溶剂四氯化碳严重污染环境,根据《蒙特利尔协议书》的规定,该工艺已在发达国家停止使用,即将在发展中国家停止使用;“胶乳法”新工艺是将天然胶乳稳定后,直接通入氯气进行氯化,具有污染小、工艺简单、投资小、成本低等突出优点,是CNR生产的一种发展方向。两种产物的分子结构及性能有较大的差异,后者稳定性不如前者,特别是在湿态下“胶乳法”CNR的热敏性高,易受热、氧、光、酸等作用发生脱HCl反应,导致CNR分子结构及使用性能的变异。因此探索不同的受热历程对CNR分子结构和性能的影响规律,揭示干燥条件与产物结构和性能的动态关系,是“胶乳法”生产CNR的关键问题。 本研究采用多种研究的方法和手段,对颗粒状“胶乳法”氯化天然橡胶在薄层受热历程中干燥条件对干燥速率以及对其分子结构和应用性能的影响进行了系列研究。 采用红外光谱分析,结果表明造成两种方法制备的CNR性能及稳定性差异的根本原因是二者分子结构的主体结构相同,而精细结构有差异。 用测定电导率简单易行的方法来确定CNR在受热历程中所脱出的HCl量,影响CNR脱出HCl量的因素有温度、粒度、气氛和制备方法等,在这些因素中,其中温度对脱HCl量的影响较大,特别是在氧气中;高胶乳法级化天然像胶薄层干操特性的研究速反应期活化能氧气中比氮气中的小,但在低温下,无论是氮气还是氧气中其脱HCI的量仍然不多,对CNR的质量和使用性能几乎没有影响。 用热分析方法研究了“胶乳法”氧化天然橡胶颗粒干燥过程中的水分传递规律。结果表明,含水量和干燥温度对CNR水分扩散系数有显着影响,粒度和空气流量对扩散系数影响不大.干燥过程中扩散系数随着水分减少而增加;水分内部扩散系数为0.005一0.05二,.min一‘,扩散系数随温度增大而呈指数增加。 用热分析方法研究了小颗粒状“胶乳法”撅化天然橡胶物料几(cNR)的干燥过程,结果表明,其干操过程主要由升速、恒速和降速阶段组成.温度对干燥速率的影响比空气流量更为显着,根据试验分析建立了描述整个干燥过程的数学模型。 采用自行设计的多用途干燥试验装置,通过薄层干燥“胶乳法”CNR试验,探讨了温度、风速和CNR的粒径因子对CNR干燥过程的影响规律;并且对该CNR的干燥机理进行了剖析,在此基础上建立了薄层干燥动力学模型,并由试验得到扩散系数与含水最和温度有关,求得干燥过程的活化能及扩散系数与温度的关系式。研究结果表明: 影响CNR干燥时间y:的因素大小依次是温度(xZ)>风速(x.)>粒径(x3), ,,·‘02·67一27·6,呼)+9·62呼)一22.。卜黯rb.干燥动力学方程为:MR=介,一粤,,式中:MR二杀釜:D为水分扩散系数,D二6. 6Xlo一sexp卜22.5/RT) C.干燥过程中表面温度突变时间y。与加热温度x:、风速x:和粒径xl有关,而CNR的表面温度突变点是变温干燥的分界点,预侧此分界点可以提高干燥效率和产品的质量,优化干燥工艺。其显着性大小依次为加华南热带农业大学硕:l:毕业论文热温度xZ>风速x.>粒径x3,在试验温度60一120℃、风速0.肪一0.13k官屏.台,粒径8一12月韵范围内,表面温度突变时间殊与加热温度xZ、风速x{和粒径x3的关系表达式为:-y表=34.74x(x:一卿 25一;3一6、I七旦竺止+26.59、竺纽且+62.670.01

高琪, 杨磊, 钟杰平, 符新, 钱建英[2]2004年在《“胶乳法”氯化天然橡胶薄层干燥影响因素的研究》文中研究指明采用二次回归正交设计方法,对“胶乳法”氯化天然橡胶(CNR)进行薄层干燥试验。分析了热风温度、风速和物料的粒径等因素对干燥速率、干燥后物料性能的影响规律,确定了影响物料薄层干燥速率各因素的主次,提出了较佳的干燥工艺和合理的性能参数。

杨磊, 钟杰平, 高琪, 钱建英, 陈静[3]2004年在《干燥历程对胶乳法氯化天然橡胶结构和性能影响》文中进行了进一步梳理氯化天然橡胶(CNR)是一种含氯量超过60%的氯化聚合物,广泛应用于船舶漆及集装箱漆等。传统的CNR生产工艺需要使用大量的四氯化碳。由于受到环保方面的严格限制,近年来,有关国家大力开展用天然胶乳制造CNR的研究。“胶乳法”CNR对热较敏感,其受热历程对其分子结构及性能有较大影响。采用二次回归正交设计方法,进行了“胶乳法”CNR热风穿透式薄层干燥试验,研究了热风温度、风速和物料的粒径叁个因素对CNR干燥速率、干燥后物料性能的影响规律。用FTIR、UV研究干燥温度对CNR分子结构的影响。结果表明,在试验范围内,随温度的升高,物料的干燥时间减少;温度的变化对CNR氯含量影响不显着,但产物甲苯溶液粘度有升高趋势。因此,较高温度(120℃)干燥CNR是可行的,产物的性能符合技术标准。光谱图分析显示,较高温度干燥,CNR主体结构没有发生变化,精细结构有所改变,CNR分子结构中存在羰基和杂芳环,这可能是导致产物黏度升高的原因之一。

何兰珍, 钟杰平, 杨磊[4]2005年在《颗粒状氯化天然橡胶穿透式干燥动力学模型》文中指出本试验通过氯化天然橡胶的薄层干燥试验,探讨风温、风速以及粒径对CNR含水量的影响规律,建立薄层干燥方程。试验结果表明,预测值与实测值一致性较好,所建数学模型可用于描述氯化天然橡胶的薄层干燥。

魏丽娜[5]2016年在《磷脂对天然橡胶硫化特性影响的研究》文中认为天然橡胶是巴西叁叶橡胶树生物合成的一种高分子材料,具有优异的弹性、低滞后损失、抗蠕变、耐屈挠等综合性能,是重要的基础性工业原料和战略物资。随着种植环境和种植技术的改变,天然橡胶中非橡胶物质的含量和组成发生变化,显着影响天然橡胶的硫化速率,降低了天然橡胶的质量一致性。课题研究了天然橡胶非胶物质的关键组分磷脂对天然橡胶硫化特性的影响规律,确定了通过调控天然橡胶磷脂含量,缩小不同品系天然橡胶硫化速率差异的技术路线。通过在新鲜胶乳中添加磷脂的方法,研究了磷脂含量对天然橡胶硫化特性、加工性能以及硫化胶的交联密度、力学性能和抗氧老化性能等的影响。当磷脂含量为天然橡胶干基质量分数的1%时,正硫化时间缩短了19.45%;硫化胶老化后的拉伸强度保持率增加了14.39%;;硫化胶的总交联密度增加了6.71%。随磷脂添加量的增加天然橡胶的加工性能有所改善。考察了磷脂添加方式对天然橡胶硫化速率和力学性能的影响。在混炼阶段将磷脂加入到天然橡胶中,磷脂对天然橡胶硫化速率的促进作用,以及力学性能和抗氧老化性能的改进更加明显。当磷脂含量为天然橡胶干基质量分数的1%时,在混炼阶段添加磷脂比在新鲜胶乳中添加磷脂所得试样的正硫化时间缩短了37.81%。进一步研究了磷脂水解产物对天然橡胶硫化特性的影响。将预先水解的磷脂加入到新鲜天然胶乳中,对应的天然橡胶的硫化速率几乎保持不变。而将添加磷脂的新鲜天然胶乳自然贮存13天时,正硫化时间增加了30.08%;硫化胶的拉伸强度保持率减小了14.57%。通过补充磷脂的方式调节不同品系天然橡胶的类脂物含量,天然橡胶正硫化时间的方差由0.6093降至0.0105,有效减小了不同品系天然橡胶硫化速率和加工性能的差异,提高了天然橡胶的质量一致性。

杨娜伟[6]2010年在《竹笋微波、薄层及其联合干燥对比试验的研究》文中研究指明竹笋含有蛋白质、脂肪、淀粉、膳食纤维、钙、磷、铁、胡萝卜素、Vb、Vc等多种营养成分,是公认的最佳绿色天然食品,被誉为“素食第一品”。我国竹子种植面积占世界总量的30%,居世界第一,但具有明显的地域性特点。竹子和竹笋的相关产品年出口创汇达8亿美元。尽管如此,由于鲜竹笋季节性明显,采收期短,采后易木质化,储存期短等特性,因此研究竹笋的干燥贮藏对丰富人们的菜篮子、增加农民收入具有重要的意义。以获得“优质高效低耗低排放”的笋干为目的,采用正交试验、对比试验及工艺优化试验等研究方法,确定了竹笋干燥工艺评价指标体系,研究了竹笋的干燥特性、竹笋微波杀青的最优组合条件以及热风薄层和微波—热风薄层联合干燥的最佳干燥工艺,比较了两种干燥方式的优劣性,验证了竹笋热风薄层干燥模型。试验数据主要运用Excel软件和DPS数据分析软件进行分析。1、建立了一套竹笋干燥工艺评价指标体系,并对各试验结果进行了综合评分。对竹笋热风薄层干燥正交试验进行极差分析可知:①风速3.05m/s、风温65℃为最优组合,②风速1.58m/s、风温65℃为次优组合。但在风温一定风速不变的情况下,二者的综合得分相差不大,而最优组合的总耗能要大很多,由此可知方案②风速1.58m/s、风温65℃则为最优生产工艺。对竹笋微波一热风薄层联合干燥正交试验进行极差分析可知:①最优组合为:在250W微波功率下干燥20分钟,然后转移到风速1.58m/s、风温65℃的热风薄层干燥条件下进行干燥;②次优组合为:在750W微波功率下干燥2分钟,然后转移到风速1.58m/s、风温65℃的热风薄层干燥条件下进行干燥。由于最优与次优组合综合得分状况相差很小,而次优组合总耗时缩短了十几分钟,由此可知方案②在750W微波功率下干燥2分钟,然后转移到风速1.58m/s、风温65℃的热风薄层干燥条件下进行干燥,为最优生产工艺。由试验可知,单一微波干燥无法正常完成对竹笋的正常干燥,单一热风薄层干燥既耗能又费时,而微波一热风薄层联合干燥比其他两种干燥方式更优异。2、微波杀青与传统杀青的试验结果表明:微波杀青优于传统杀青,微波杀青的最优组合为:微波功率为900W,杀青时间为60s。3、竹笋干燥特性的试验中,恒温干燥特性的试验研究表明:载重量相同的情况下,温度越高,则干燥速率越高,干燥时间越短,失水速率曲线的加速、恒速、降速叁个阶段越不明显;温度相同的情况下,载重量越大,则干燥速率越低,干燥时间越长,失水速率曲线的加速、恒速、降速叁个阶段越明显。微波干燥特性的试验研究表明,微波功率越大,干燥时间越短,干燥速率越高。4、竹笋分别在150W、250W、350W、450W、550W、650W、750W微波功率下进行干燥,结果表明:竹笋干燥一段时间后,表面出现褐变现象,大大影响了竹笋的品质,继续干燥褐变点变多、变深,使竹笋失去市场价值,竹笋微波干燥失去意义。5、薄层干燥的数学模型包括单项扩散模型、指数模型、Page方程叁种,对干燥数据进行处理分析可知,单项扩散模型MR=Bexp(-At)巨适合做竹笋热风薄层干燥的模型。6、在干燥时间与复水比、复水率、总功耗的比较曲线中发现,微波-热风薄层联合干燥结果都明显优于热风薄层干燥,竹笋干燥品质后者略输于前者,但相差不大,则说明微波一热风薄层联合干燥更具优越性,是今后生产实践中首选的方案。关键词:竹笋微波干燥热风薄层干燥微波一热风薄层联合干燥正交对比试验

参考文献:

[1]. 胶乳法氯化天然橡胶薄层干燥特性的研究[D]. 高琦. 华南热带农业大学. 2004

[2]. “胶乳法”氯化天然橡胶薄层干燥影响因素的研究[J]. 高琪, 杨磊, 钟杰平, 符新, 钱建英. 中国氯碱. 2004

[3]. 干燥历程对胶乳法氯化天然橡胶结构和性能影响[C]. 杨磊, 钟杰平, 高琪, 钱建英, 陈静. 2004年国际橡胶会议论文集(A). 2004

[4]. 颗粒状氯化天然橡胶穿透式干燥动力学模型[J]. 何兰珍, 钟杰平, 杨磊. 化学工业与工程. 2005

[5]. 磷脂对天然橡胶硫化特性影响的研究[D]. 魏丽娜. 中北大学. 2016

[6]. 竹笋微波、薄层及其联合干燥对比试验的研究[D]. 杨娜伟. 西南大学. 2010

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胶乳法氯化天然橡胶薄层干燥特性的研究
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