專利名稱：一種多孔淀粉/天然橡膠復合物的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種天然橡膠復合物的制備，特別涉及一種多孔淀粉/天然橡膠復合物的制備方法。
背景技術(shù)：
天然橡膠是一種主要以橡膠烴為主，還含有多種塑性劑、抗氧劑、氧化強化劑、硫化促進劑等非橡膠組分的天然的生物合成高分子材料。但由于非膠組分的存在，導致了天然橡膠制品的吸濕性、導電性和生熱性等性能的劣化，限制了天然橡膠的應用。為了改善橡膠制品的物理機械性能，延長橡膠制品的使用壽命，可以采取在橡膠中添加各種填料，如粉粒狀物質(zhì)。目前，炭黑作為天然橡膠傳統(tǒng)的補強填充劑，不僅能夠提高橡膠制品的強度，而且能改進膠料的工藝性能，賦予制品耐磨性、耐撕裂、耐熱、耐油等多種性能，在橡膠工業(yè)中受到廣泛的青睞。但炭黑作為補強劑的硫化橡膠存在著彈性低、生熱較高等問題，同時，由于炭黑生產(chǎn)過程中對環(huán)境造成嚴重的破壞，對橡膠制品的使用壽命及人類的健康不利。隨著石油資源的日漸枯竭以及社會對環(huán)保要求的更高要求，天然、豐富、可再生的補強填充劑在橡膠中的應用已受到人們的關(guān)注。淀粉作為一種廣泛存在的天然資源，具有來源廣泛、價廉、可再生和無污染等特點，并以其優(yōu)異的可生物降解性能在高分子材料方面越來越受到青睞。天然淀粉是一種強極性的結(jié)晶性物質(zhì)，其顆粒表面含有大量的具有反應活性的羥基，這與白炭黑相似，使其作為橡膠的補強劑成為可能。但大量羥基的存在使淀粉粒子間容易發(fā)生相互作用而團聚，影響其在天然橡膠中的分散性，導致膠料中淀粉粒子依然以單個粒子或聚集體的形式存在， 從而使淀粉在作為橡膠補強劑時受到限制。因此，人們對橡膠中使用的淀粉進行了各種改性。多孔淀粉與炭黑的結(jié)構(gòu)相似，是一種表面具有蜂窩狀中空結(jié)構(gòu)的新型變性淀粉，具有較大的比表面積，較小的堆積密度，良好的吸油、吸水性，分散在水和其他溶劑中能保持明顯的結(jié)構(gòu)完整性。將多孔淀粉作為天然橡膠的補強填充劑，其具有的多孔結(jié)構(gòu)能夠提高橡膠粒子與補強劑間的物理和化學交聯(lián)程度，明顯提高橡膠制品的力學性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種多孔淀粉/天然橡膠復合物的制備方法，該方法采用多孔淀粉作為補強助劑，其他助劑如硬脂酸、氧化鋅、促進劑、硫磺不變。通過普通橡膠加工工藝和設備，制備多孔淀粉/天然橡膠復合物。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的
本發(fā)明所述的多孔淀粉/天然橡膠復合物的制備方法，包括如下步驟 a、將淀粉在低于6(T8(TC糊化溫度下，加入具有淀粉水解活力的α -淀粉酶與緩沖液混合，配比為淀粉1kg，α -淀粉酶0. 03-0. lkg，pH4-5的緩沖液2-3L，在不斷攪拌下，恒溫4(T50°C反應3、h ；其中，在酶解反應過程中用100-500W的超聲波儀間歇超聲處理；反應結(jié)束時再加入20-30ml質(zhì)量濃度為4%的氫氧化鈉溶液終止反應，制備多孔淀粉，即α -淀粉酶水解改性淀粉；
b、將“a”制備的多孔淀粉，加入天然橡膠乳液中共凝固，水浙濾1 池，60 80°C熱風干燥，得到多孔淀粉/天然橡膠共沉物；
c、將“b”制備的多孔淀粉/天然橡膠共沉物，按傳統(tǒng)的橡膠加工工藝與硬脂酸、氧化鋅、促進劑M和硫磺進行混煉，制得多孔淀粉/天然橡膠復合物。本發(fā)明所述的一種多孔淀粉/天然橡膠復合物的制備方法，所述的淀粉為玉米或薯類淀粉。本發(fā)明所述的一種多孔淀粉/天然橡膠復合物的制備方法，所述的緩沖液為 0. lmol/L檸檬酸一0. 2mol/L磷酸氫二鈉緩沖液。本發(fā)明所述的一種多孔淀粉/天然橡膠復合物的制備方法，所述的天然橡膠乳液為天然鮮膠乳、濃縮天然膠乳、低蛋白天然膠乳或改性天然膠乳。本發(fā)明所述的一種多孔淀粉/天然橡膠復合物的制備方法，所述的超聲波儀間歇超聲處理時間為5-30min。本發(fā)明所述的一種多孔淀粉/天然橡膠復合物的制備方法，所述的多孔淀粉的用量為1-50份。本發(fā)明所述的一種多孔淀粉/天然橡膠復合物的制備方法，所述的硬脂酸、氧化鋅、促進劑M和硫磺用量按重量份計為
硬脂酸0. 5-6份；
氧化鋅2-7份；
促進劑M0. 5-5份；
硫磺1-4份。本發(fā)明的優(yōu)點與效果
本發(fā)明采用多孔淀粉作為補強填充劑，提高天然橡膠的物理機械性能。采用普通的橡膠加工工藝及設備進行加工，獲得與同配方天然橡膠相比，拉伸強度提高15%以上和撕裂強度提高10%以上的硫化天然橡膠。
具體實施例方式實施例1
a、將50g玉米或木薯淀粉在低于60°C糊化溫度下，加入100mlpH4的檸檬酸一磷酸氫二鈉緩沖液，混合均勻，加入1.5g量α-淀粉酶，在不斷攪拌下，恒溫40°C反應池。其中，在酶解反應過程中用100W超聲波儀間歇超聲處理5min。反應結(jié)束時再加入Iml質(zhì)量濃度為 4%的氫氧化鈉溶液終止反應，制備多孔淀粉；
b、將“a”制備的多孔淀粉5份，加入天然橡膠膠乳中共凝固，水浙濾lh，在60°C熱風干燥，得到多孔淀粉/天然橡膠共沉物；
c、將“b”制備的多孔淀粉/天然橡膠共沉物在雙輥筒開煉機上進行混煉，并加入各種助劑，依次為氧化鋅6份，硬脂酸0.5份，促進劑M0. 5份，硫磺3. 5份，即得到混煉膠。然后在145°C下按正硫化時間硫化，得到硫化橡膠。按照國家標準進行測試，所得性能見表2硫化膠的力學性能。實施例2
除多孔淀粉為15份外，其余與實施例1相同。實施例3
除多孔淀粉為25份外，其余與實施例1相同。表1是實施例1、例2和例3所述方法制備的多孔淀粉/天然橡膠復合物的基本配方。表2是實施例1、例2和例3所述方法制備的多孔淀粉/天然橡膠復合物的力學性能。表1實施方案與對比方案基本配方(份)
權(quán)利要求
1.一種多孔淀粉/天然橡膠復合物的制備方法，其特征在于它包括如下步驟a、將淀粉在低于6(T8(TC糊化溫度下，加入具有淀粉水解活力的α-淀粉酶與緩沖液混合，配比為淀粉1kg，α -淀粉酶0. 03-0. lkg，pH4-5的緩沖液2-3L，在不斷攪拌下，恒溫 4(T50°C反應3、h ；其中，在酶解反應過程中用100-500W的超聲波儀間歇超聲處理；反應結(jié)束時再加入20-30ml質(zhì)量濃度為4%的氫氧化鈉溶液終止反應，制備多孔淀粉，即α -淀粉酶水解改性淀粉；b、將“a”制備的多孔淀粉，加入天然橡膠乳液中共凝固，水浙濾1 池，60 80°C熱風干燥，得到多孔淀粉/天然橡膠共沉物；c、將“b”制備的多孔淀粉/天然橡膠共沉物，按傳統(tǒng)的橡膠加工工藝與硬脂酸、氧化鋅、促進劑M和硫磺進行混煉，制得多孔淀粉/天然橡膠復合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多孔淀粉/天然橡膠復合物的制備方法，其特征在于所述的淀粉為玉米或薯類淀粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多孔淀粉/天然橡膠復合物的制備方法，其特征在于所述的緩沖液為0. lmol/L檸檬酸一0. 2mol/L磷酸氫二鈉緩沖液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多孔淀粉/天然橡膠復合物的制備方法，其特征在于所述的天然橡膠乳液為天然鮮膠乳、濃縮天然膠乳、低蛋白天然膠乳或改性天然膠乳。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多孔淀粉/天然橡膠復合物的制備方法，其特征在于所述的超聲波儀間歇超聲處理時間為5-30min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多孔淀粉/天然橡膠復合物的制備方法，其特征在于所述的多孔淀粉的用量為1-50份。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多孔淀粉/天然橡膠復合物的制備方法，其特征在于所述的硬脂酸、氧化鋅、促進劑M和硫磺用量按重量份計為硬脂酸0. 5-6份；氧化鋅2-7份；促進劑M0. 5-5份；硫磺1-4份。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多孔淀粉/天然橡膠復合物的制備方法，所述方法是將原淀粉在低于糊化溫度，超聲波輔助處理下，加入α-淀粉酶，連續(xù)攪拌恒溫反應一定時間后，加入少量氫氧化鈉溶液終止反應，制備多孔淀粉；將所制得的多孔淀粉與天然橡膠乳液共凝固，并采用傳統(tǒng)的橡膠加工工藝與硬脂酸、氧化鋅、促進劑和硫磺進行混煉，制備多孔淀粉/天然橡膠復合物。本方法制備的多孔淀粉/天然橡膠復合物具有高的物理機械性能，可應用于制造各種硫化橡膠制品，方法簡單易行，成本低廉，具有廣闊的應用前景。
文檔編號C08J9/00GK102516612SQ20111042839
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者方林, 李思東, 林華, 汪志芬, 符新, 羅文杰 申請人:海南大學