《Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects》：Study of the impact of a mixture of minerals on the apparent zeta potential of porous media
编辑推荐：
乳胶凝固动力学研究：通过流变学方法结合压缩测试，评估不同阴离子（Ca2?、Mg2?、Al3?、Na?、NH??）和温度对合成橡胶（XNBR）乳胶凝固过程的影响，优化手套制造工艺中的凝固参数。
作者：Monday U. Okoronkwo, Kok Kong Ng, Wolfram Franke, Gaurav Sant
单位：美国密苏里科技大学化学与生物化学工程系，罗拉市，邮编65409
摘要
如今，许多直接影响人类生活质量的产品（如手套、导管、避孕套和婴儿奶瓶奶嘴）都是通过乳胶浸渍技术制造的。虽然已经开发出多种方法（如粒子计数、浊度测量、显微镜观察和光散射）来研究低浓度乳胶的凝固过程，但针对高浓度溶液中乳胶凝固过程的原位表征方法的研究却相对较少。本文提出了一种与实际生产过程相关的流变学方案，用于评估和优化薄型手套乳胶浸渍过程中的凝固动力学。该方法首先利用小振幅振荡流变技术来表征乳胶的粘弹性特性（如动态模量和相位角）随时间的变化，从而量化凝固动力学；其次通过压缩流变技术对凝固后的乳胶膜进行厚度和弹性模量的测定。实验中使用了商用级羧基丁二烯-丙烯腈共聚物（XNBR）乳胶以及含有钙、镁、铝、钠和铵离子等不同反离子的硝酸盐基凝固剂溶液。结果表明，该方法对离子种类、凝固剂浓度及温度的微小变化都非常敏感，因此可用于评估和优化乳胶浸渍过程中的乳胶配方和工艺参数。尽管该方案主要针对XNBR乳胶体系进行了验证，但若应用于其他类型的乳胶时可能需要进行系统特定的校准。
章节摘要
引言与背景
许多用于医疗、食品、电气和汽车行业的关键产品（如手套）都是通过乳胶浸渍工艺制造的。[1] 凝固剂浸渍是一种将所需产品的模具浸入凝固剂溶液中以在其表面形成涂层的工艺。[1],[2] 经过干燥后，这种涂有凝固剂的模具再被浸入乳胶分散液中；接触瞬间，乳胶颗粒会发生胶体不稳定现象。
材料
实验中使用的乳胶为商用合成乳胶Synthomer 6330，这是一种含有35%（质量百分比）羧基丁二烯-丙烯腈共聚物的水性胶体分散体，丙烯腈含量适中（约25-30%，质量百分比），平均粒径为130纳米。该乳胶样品的制备方法包括：用去离子水稀释基础乳胶，每100克干乳胶加入0.3克KOH和1.0克ZnO，调整混合物的pH值至9.8。
乳胶凝固速率与凝固剂效率的估算
当模具与乳胶液接触时，凝固剂涂层会溶解并释放钙离子，这些离子进入乳胶液并导致模具附近的乳胶发生胶体不稳定。随后乳胶颗粒会絮凝并聚集在模具表面形成一层薄凝胶层。[21] 这一物理化学变化会直接体现在乳胶的粘弹性特性上。在微观层面上，tan δ的初始下降反映了这一过程。
总结与结论
本研究提出了一种与实际生产过程相关的流变学方案，能够在高度模拟工业凝固剂浸渍条件的环境下对乳胶凝固过程进行原位、实时表征。通过结合小振幅振荡剪切测量和凝固后的压缩测试，该方法能够同时捕捉乳胶胶体不稳定的动力学过程以及形成的乳胶膜的力学性能。与传统技术相比，该方法具有显著优势。
作者贡献声明
Wolfram Franke：撰写、审稿与编辑、资源获取、概念构思。
Kok Kong Ng：撰写、审稿与编辑、验证、资源协调。
Gaurav Sant：撰写、审稿与编辑、监督、资源管理、项目统筹、资金获取、概念构思。
Monday U. Okoronkwo：撰写、审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、验证、方法设计、实验研究、数据分析、概念阐释。
利益冲突声明
作者声明以下可能的财务利益或个人关系可能构成利益冲突：Gaurav Sant表示获得了Yara International ASA的财务支持。其他作者均声明没有可能影响本文研究的财务利益或个人关系。
致谢
作者感谢Yara ASA和加州大学洛杉矶分校碳管理研究所提供的资金支持。本研究在加州大学洛杉矶分校的建筑材料化学实验室（LC2）完成，作者感谢这些实验室及其运作所提供的支持。本文内容仅代表作者个人的观点和意见，作者对所提供数据集的准确性负责，不代表任何第三方机构的立场。
