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印地語單詞“Lahk”來源於梵語Lak-sha,直譯為100,000,意思是:成千上萬只膠蟲分泌的物質。中國的“紫膠”是以樹膠的紫色命名的。在中國的古籍中,它曾被命名為“紫蘑菇”、“紫498443”、“紅膠”。早在公元前15年~公元前10年,印度梵文《吠陀經》和史詩《摩訶婆羅多》中就記載了紫膠蟲、其寄主植物和紫膠的可塑性和用途。中國晉代張博(265-289)寫的《陸吾》描述了紫膠蟲在寄主植物上的傳播和分泌,以及紫膠作為藥物和染料的用途。明代李時珍所著《本草綱目》對紫膠的起源、昆蟲、寄主植物及紫膠的染色、膠結、藥用等特性進行了詳細的描述和總結。
19世紀初,印度的紫膠生產已達到相當規模,年產紫膠2200噸,遠銷西方國家。19世紀末,紫膠因其獨特的性能和多種用途而迅速發展,在天然樹脂和工業原料中占有重要地位。20世紀上半葉,紫膠產業興起並繁榮發展。1957之前,印度壟斷了世界紫膠市場,泰國的生膠幾乎全部進口到印度,然後加工出口。因此,在此期間,印度的出口總量可以代表世界紫膠消費量,年均2.4萬噸,最高年出口量達到3.9萬噸。1957之後,印度和泰國的紫膠出口量逐日減少。1975 ~ 1985年平均只有16000噸,是50年代初的50%。原因是:石化新產品的開發和市場需求模式的變化,使紫膠面臨著與合成產品競爭的嚴峻形勢。例如,PVC和PVA在唱片工業中完全取代了lac。其他如塗層、電絕緣材料等也不同程度地被復合材料所替代。
中國於20世紀50年代開始將紫膠作為工業產品使用。1956年,雲南昆明建立了第壹家土法生產的紫膠加工廠。60年代初,建立了壹批國有紫膠園,紫膠產量迅速增加。到1988年,原紫膠產量達到1482噸。1965年,熱濾工藝機械化生產完全取代了土法生產,南方各地建立了現代化的紫膠工業。
紫膠品種
(1)生紫膠:從紫莖上剝下幹燥的紫膠塊,是加工紫膠的原料。(2)顆粒紫膠:原紫膠經粉碎、篩選、洗滌、幹燥初步提純後的顆粒紫膠,是加工紫膠片或脫色、脫蠟、漂白紫膠的原料。③紫膜:顆粒膠清洗幹凈後,熱壓成薄紫膠。根據顏色、雜質含量等性質有多種規格和等級。④紫膠漂白:用次氯酸鈉溶液漂白,除去紫膠中的醇溶性紅色紫膠。含有壹定量蠟的稱為普通漂白膠;漂白之前或之後去除蠟被稱為精制漂白紫膠或脫蠟漂白紫膠。⑤紫膠脫色脫蠟:將顆粒狀紫膠溶於酒精後,用脫色紫膠通過活性炭吸附除去紫膠中的紅色紫膠;粒狀蟲膠溶於酒精後,通過冷凍或其他方法除去蟲膠蠟的蟲膠是脫蠟蟲膠。
Lac屬性
紫膠是壹種無毒、堅硬、無定形的物質,比水稍重。它在65 ~ 70℃軟化,在75 ~ 80℃熔化。加熱到熔點以上,會逐漸失去流動性,變成橡膠,然後變成完全不溶不溶的物質。紫膠溶於醇、有機酸、無機堿和有機堿的水溶液,在少量極性溶劑(如水和醇)存在下也溶於丙酮。不溶於酯、醚、烴和水,用碳酸鈉、硼砂、氨水、嗎啉或三乙醇胺分散於水中,說明紫膠含有羥基、羧基和羰基。紫膠樹脂中極性基團的存在使得紫膠在光滑表面上有很強的附著力,這是這些極性基團的取向。這些極性基團會吸附極性溶劑,降低紫膠的耐水性。紫膠在紫外線和電弧的作用下仍能保持穩定的絕緣,但易燃。紫膠短時間加熱具有熱塑性,長時間加熱會發生聚合,粘度也會相應增加。變成橡膠後,會凝結成角質的、不溶於酒精的塊狀物,不再融化。這種現象稱為固化,是紫膠樹脂聚合的結果。聚合紫膠也被稱為固化紫膠。部分聚合的醇溶性紫膠樹脂可以將紫膠蠟分散在醇溶液中。
紫膠樹脂的化學組成和結構
紫膠樹脂由硬樹脂和軟樹脂組成,由羥基酸和萜酸組成。羥基酸中,最重要的是胡椒酸,約占25%,其次是紫羅蘭醇酸,約占8%;萜烯酸主要是甲殼素醛酸,約占25%,其他還有甲殼素酸,表殼酸約占8%,蟲膠酸約占8%。紫膠樹脂中還含有遊離脂肪酸10。72%,遊離萜烯醛酸2。7%。
紫膠樹脂的醚不溶部分為硬樹脂(或純樹脂),占紫膠的70%,主導了紫膠的大部分特性。每1分子硬樹脂由4個萜酸[3個蟲膠酸(蟲膠酸)和1蟲膠酸(epilac蟲膠酸)]和4個胡椒酸組成。結構式如下:
紫膠樹脂的醚溶性部分是軟樹脂,是壹種軟而粘的香脂物質。因紅色紫膠的存在而呈黃橙色或棕色,在紫膠樹脂中起增塑劑的作用。軟樹脂大多由蟲膠-ⅰ,-ⅱ和蟲膠-ⅰ,-ⅱ四種酸酯組成。
使用
主要有以下幾個方面:①成膜物質。家用清漆和紫膠醇清漆可以作為木材底漆,封閉木材的凹坑,防止木材樹脂滲出。快幹,易打磨,增強面漆的附著力和耐磨性。紫膠防腐防潮底漆,用於塗各種有色金屬,如子彈、彈殼、防潮火藥等。此外,紫膠、鈦白粉和炭黑用作底漆或快幹磁漆;弱堿如碳酸鈉、硼砂、氨水、嗎啉和三乙醇胺的Lac水溶液用於皮革塗飾和地板、紙張和包裝的拋光。②塑料。壹般用於壓鑄砂輪、蠟等。和少量用於75 rpm的記錄。③絕緣材料。紫膠利用其高介電強度、高附著力和在電弧作用下的穩定性,用於粘接絕緣板和層壓雲母板的絕緣漆。④粘合劑和膠粘劑。可用作層壓紙板、黃麻板、寶石加工、火藥、砂紙、砂布的粘合劑,也可用作油氣密封內襯、襯墊水泥、光學玻璃、燈泡水泥。⑤其他。還廣泛應用於食品、醫藥、化妝品行業,也用於各種油墨、墨水、制帽行業等。
趨勢
紫膠是壹種可再生資源,生產過程無汙染,用途廣泛,使用安全,特別適用於食品、醫藥、化妝品和軍事工業,具有廣闊的發展前景。但紫膠有顏色,軟化點低,耐水性和耐溶劑性差,缺乏現代技術所要求的壹些特殊性能,限制了它的利用。因此,對紫膠進行改性以改善其性能已成為今後紫膠加工中需要研究和解決的重要課題。