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天然胶乳主要是指从巴西三叶橡胶树流出的乳白色液体。为了满足工业应用的要求,一般要将天然胶乳凝固,制成生胶。天然胶乳的凝固方法有酸凝固法、自然凝固法、无机盐凝固法、微波凝固法和微生物凝固法等。长期以来,我国采用的是酸凝固法生产天然橡胶。通过酸凝固法生产天然橡胶,不但环境污染严重,而且所得到的生胶基本上达不到生产高性能子午线轮胎的要求。微生物凝固不需要加氨保存和加酸凝固,降低了生产成本,减少了污染物的排放,尤其是通过微生物凝固所得到的生胶特别适宜生产高性能子午线轮胎。因此,微生物凝固法在制胶工业中具有很大的应用前景。本文采用从胶乳中分离、筛选出来的、凝固效果最佳的菌种凝固新鲜胶乳,制备微生物凝固天然橡胶(Natural Rubber Coagulated by Microorganisms, NR-m)。考察了NR-m的六项指标(塑性初值、塑性保持率、氮含量、挥发物含量、灰分含量和杂质含量)、硫化胶的硫化特性、交联密度和力学性能以及硫化动力学。同时,运用橡胶加工分析仪研究了NR-m的加工性能,用热重分析探讨了NR-m的热降解及热氧降解性能。NR-m的测试表征均与酸凝固天然橡胶(Natural Rubber Coagulated by Acid, NR-a)进行了对比。研究表明,实验制备的生胶的六项指标均符合国家标准。与NR-a相比,NR-m的塑性初值(P0)和灰分含量高,而挥发物含量、杂质含量、塑性保持率(PRI)、氮含量均低；NR-m的数均分子量高,分子量分布窄,混炼胶的最大扭矩(MH)大,焦烧时间(t10)和正硫化时间(t90)较短,硫化指数(Vc)更大。NR-m硫化胶的硬度大,力学性能优于NR-a硫化胶。拉伸强度和撕裂强度分别比NR-a硫化胶高了25.5%和34.8%,老化后,NR-m硫化胶拉伸强度和撕裂强度分别下降了7.6%和12.6%。采用核磁共振法测定硫化胶的交联密度发现,NR-m的磁化衰减随着时间的衰减速率比NR-a快,NR-m的交联密度大。热重分析表明,NR的热降解为一级反应,发生在340～440℃, NR-a和NR-m的终止降解率(Cf)分别为97.11%和95.89%,NR-m的初始降解温度(To)、最大降解速率温度(TP)和终止降解温度(Tf)均高于NR-a,说明NR-m热稳定性比NR-a好。NR热氧降解可分为两个阶段,第一阶段,发生在250℃～450℃,此阶段为主降解阶段,终止时NR-m和NR-a降解率分别达到了79.98%和80.28%,第二阶段,发生在450℃～550℃,终止时NR-m和NR-a降解率分别达到了99.63%和99.68%,NR-m相应阶段的T0、TP和Tf均低于NR-a,说明NR-m的抗热氧老化性能不及NR-a。采用橡胶加工分析仪对生胶进行加工性能分析发现,应变扫描时,NR-m和NR-a的弹性模量(G’)随应变增大而下降且NR-m的G’比NR-a大；弹性扭矩(S’)随应变增大先升高后下降且NR-m的S’比NR-a高；损耗角正切(tanδ)随应变的增加而升高且NR-a的tanδ大于NR-m。温度扫描时,NR-m和NR-a的弹性模量G’随温度的升高而下降且NR-m的G’比NR-a大；tanδ随温度的升高而升高且NR-a的tanδ大于NR-m。由此表明NR-m的加工性能比NR-a稍差,内耗比NR-a低。在硫化时间tML～tMH内可以分成三个阶段,tML～ts为诱导期,ts～t90为热硫化期,t90～tMH为平坦硫化期。随着硫化温度的升高,胶样的焦烧时间和正硫化时间明显缩短；NR-a的诱导期和热硫化期对温度的依赖性均高于NR-m,而NR-m对温度的灵敏度高于NR-a。胶样的硫化反应速率常数随着温度的升高而增大。同一温度下,同一阶段里,NR-m的硫化反应速率均高于NR-a；硫化后期,NR-m和NR-a的反应级数分别处在0.70-0.72和0.73-0.89之间,造成反应级数的变化与硫化后期交联键的断裂和重排有关。NR-m相应阶段的硫化反应活化能均高于NR-a,第三阶段的活化能最高,这是由于硫化反应后期硫化反应已经基本完成,发生交联反应越来越困难,硫化速率对温度的依赖性大。