Физико-химические закономерности флокуляции бутадиен-(α-метил)стирольного латекса четвертичными аммониевыми солями

• Автор: Крючкова, Наталья Валериевна
• Шифр специальности: 02.00.04, 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 155 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Сокращения и условные обозначения

Введение

1. Литературный обзор

1.1 Анализ состояния и перспектив развития нефтехимического производства синтетических сополимерных каучуков

1.2 Способы выделения каучуков из латексов

1.3 Закономерности процесса выделения каучука из латекса

1.3.1 Влияние химической природы реагента

1.3.2 Влияние молекулярной массы и величины заряда молекулы реагента

1.3.3 Влияние концентрации реагента

1.3.4 Влияние концентрации дисперсной фазы

1.3.5 Влияние ионной силы раствора
1.4 Механизмы процесса разделения фаз
1.5 Адсорбция катионных электролитов из раствора
1.6 Кинетика процесса выделения каучука
1.7 Постановка задачи
2. Объекты исследования
3. Методики эксперимента и анализа
3.1 Определение поверхностного натяжения растворов ЧАС
3.2 Определение средних молекулярных масс полиэлектролитов
3.3 Определение сухого остатка латекса
3.4 Методика выделения каучука из синтетического латекса СКМСЗОАРК действием ЧАС
3.5 Определение массовой доли реагента ЧАС в растворе
3.6 Определение массовой доли лейканола в растворе
3.7 Определение комплекса лейканолЧАС в каучуке БСК методом ИК спектроскопии
3.8 Определение состава и области фазового разделения
комплекса лейканол ЧАС в растворе
3.9 Определение состава комплекса лейканол ЧАС в растворе методом ИКспектроскопии
3. Исследование скорости процесса выделения каучука из латекса СКМСАРК действием ЧАС
3. Определение эксплуатационных характеристик образцов
каучука марки БСК
31 Определение вязкости по Муни каучука марки БСК
32 Определение вулканизационных характеристик резиновых смесей на основе каучука БСК
33 Определение упруго прочностных свойств при растяжении
вулканизатов на основе каучука БСК
4. Результаты и обсуждение
4.1 Исследование реакции комплексообразования лейканолЧАС
4.2 Исследование закономерностей процесса выделения каучука из латекса катионными четвертичными аммониевыми соединениями
4.2.1 Влияние концентрации дисперсной фазы латекса
4.2.2 Влияние раствора
4.2.3 Влияние температуры на реакционную способность ЧАС в процессе выделения каучука
4.2.4 Влияние ионной силы раствора на эффективность флокуляции латекса СКМСАРК действием ЧАС
4.3 Исследование скорости процесса выделения каучука из латекса СКМСЗОАРК действием ЧАС
4.3.1. Адсорбционные свойства растворов ЧАС
4.3.2. Оценка кинетических параметров процесса флокуляции латекса СКМСЗОАРК действием ЧАС
4.4 Сравнительная оценка эффективности реагентов ЧАС при выделении каучука БСК из синтетического латекса
5. Практическое применение полученных результатов
Выводы
Список литературы


Анализ состояния и перспектив развития производства эластомеров до года показывает, что выпуск эмульсионных каучуков во всем мире превышает более 5 миллионов тонн в год, что составляет мирового производства СК1. В связи с этим чрезвычайно важным является повышение производительности и совершенствования качества каучуков и экологии производства в целом. На диаграмме рис. Объем установленных мощностей по производству синтетического каучука в г. Рис. Эмульсионный бутадиенстирольный каучук остается основным в индустрии синтетических каучуков и занимает около всего мирового потребления СК. В ближайший период гг. БСК может составить ,62. Бутадиенстирольный каучук обладает отличным балансом функциональных качеств во многих областях применения. Значительное количество также используется для производства компонентов автомобилей и резинотехнических изделий. Бутадиенстирольный каучук с высоким содержанием стирола используется в изготовлении подошвы в обувной промышленности. На сегодняшний день производство сополимерных каучуков в России сосредоточено в основном на четырех крупных нефтехимических предприятиях ОАО Воронежсинтезкаучук, ОАО Омский каучук, ООО Тольятгикаучук, ЗАО Каучук г. Стерлитамак. На рис. Рис. Объем мощностей по производству бутадиен метил стирольных каучуков в России в тыс. Рис. Производство бутадиенметилстирольных каучуков в России 1. Для получения эмульсионных каучуков используются различные способы выделения из синтетических латексов. Традиционным является применение водных растворов минеральных солей сернокислого алюминия, алюмокалиевых квасцов, хлористого натрия и кальция. Кроме того, хлориды, оставшиеся в каучуке, замедляют скорость вулканизации, ухудшая качество готового каучука 5. Поэтому на современном этапе промышленного производства эмульсионных каучуков весьма актуальным является применение бессолевых методов выделения полимера. К бессолевым методам выделения каучука относятся физический, механический и химический виды. Физические способы нагреванием 6 или вымораживанием 7 весьма ограничены и не получили промышленного применения. Одним из перспективных направлений выделения полимера из синтетических латексов является химический метод выделения катионными органическими реагентами различной природы. Первыми органическими соединениями для выделения синтетических эмульсионных каучуков из латексов были борнокислые 9 и уксуснокислые 1 соли алкилциклоалкиламинов. В качестве реагентов выделения бессолевой технологии синтетических бутадиенстирольных латексов применяются продукты алкилирования и арилирования ароматических аминов, в частности, фенилендиамин, анилин, бензидин, хинолин, дигидрохинолин 1 1. Н1,37,0 . Возможно применение водных растворов полиалкиленполиаминов типа Н2г СН2,НШ, где п 2, т 2 для выделения эмульсионных бутадиенамстилстирольных, акрилонитрильных, поливинилхлоридных каучуков, наполненных маслом или сажей в дозировке 0,2,0 м. Процесс проводят в присутствии кислоты и небольшого количества хлорида натрия как в аппарате, так и в шнековой машине . Повышенной эффективностью обладает химический агент, образующийся при конденсации иолиэтилендиамина с дихлорэтаном в мольном соотношении 1 0,51,5 при доведении латекса до 1,57,0 . ПДМДААХ, полиЫ3,5дитретбутил4окситолилэтиленимин ОМП . Одним из наиболее активных из них является поли1,2диметил5винилпиридинийметилсульфат поли1,2ДМ5ВПМС, основными достоинствами которого являются экологичность и высокая эффективность в процессе разделения дисперсий . В качестве реагентов выделения могут применяться природные высокомолекулярные соединения белки, крахмал, производные целлюлозы, лигнин, полисахариды, гуаровые смолы ,. Белковые химические агенты полиамфолиты, благодаря доступности и дешевизне, как продукты отходов кожевенного производства, нашли промышленное применение для выделения бутадиенстирольных каучуков из синтетических лагексов ,. Однако, главным недостатком белковых соединений является их неустойчивость при хранении и высокая чувствительность к изменению среды в процессе выделения каучука. Особый интерес представляет синтез полиэлектролитов, содержащих анионные активные центры или неионогенные элементарные звенья.