Совершенствование технологии производства стабилизатора каучуков и резин N-2-этилгексил-N'-фенил-n-фенилендиамина

• Автор: Винокуров, Юрий Валентинович
• Шифр специальности: 05.17.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Чебоксары
• Количество страниц: 159 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Современный ассортимент и способы промышленного синтеза антиоксидантов для каучуков и резин класса ЫалкилЫфенилдфенилендиамина

1.1 Ассортимент и назначение антиоксидантов и стабилизаторов.

1.2 Современные представления о механизмах деструкции каучуков и

ингибирующем действии на эти процессы антиоксидантов, производных ПФДА.

1.2.1 Существующие и перспективные антиоксиданты для стабилизации синтетических каучуков

1.3 Производные ПФДА антиоксиданты каучуков и резин

1.3.1 Антиоксиданты каучуков.

1.3.2 Антиоксиданты резин

1.4 Обзор промышленных способов синтеза 4аминодифениламина и
стабилизаторов каучуков и резин на основе производных яфенилендиамина.
1.4.1 Способы получения 4АДФА.
1.4.1.1 Анилиндифениламиновый способ получения 4АДФА.
1.4.1.2 Анилиннитрохлорбензольный способ получения 4АДФА.
1.4.1.3 Анилиннитробензольный способ получения 4АДФА.
1.4.2 Способы получения антиоксидантов каучуков и резин
замещенных НГГифенилендиамина
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1 Объекты исследования.
2.1.1 Ы2этилгексилЫфенилпфенилендиамин
2.1.2 4аминодифениламин.
2.1.3 Порошковые композиции 8ПФДА.
2.1.4 Характеристика сырья для получения 4АДФА, 8ПФДА
и его порошковых композиций.
2.2 Методы исследования.
2.2.1 Методы синтеза 8ПФДЛ
2.2.2 Методы анализа целевых и побочных продуктов.
2.3 Очистка 8ПФДА методом вакуумной дистилляции.
2.4 Методы исследования стабильности порошковых композиций
8ПФДА и продуктов его разложения
2.5 Методы оценки эффективности 8ПФДА в качестве антиоксиданта
каучуков
2.6 Методы оценки эффективности порошковых композиций 8ПФДА
в качестве стабилизаторов резин.
ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1 Получение 4АДФА конденсацией анилина и нитробензола
с отделением и регенерацией катализатора ГТМА.
3.1.1 Регенерация гидроксида тетрамстиламмония катализатора конденсации анилина с нитробензолом, химизм и основные
стадии получения 4АДФА.
3.1.2 Принципиальная схема способа получения 4АДФА, отделения
и очистки ГТМА
3.2 Совершенствование технологии процесса получения 8ПФДА.
3.2.1 Общее описание процесса синтеза 8ПФДА.
3.2.2 Изучение реакций синтеза 8ПФДА
3.2.3 Технология усовершенствованного процесса получения 8ПФДА
3.2.4 Очистка 8ПФДА методом вакуумной дистилляции
3.3 Исследование эффективности 8ПФДА в качестве антиоксиданта
каучуков и резин.
3.3.1 Изучение эффективности 8ПФДА в каучуке СКИ3
3.3.2 Получение порошковых форм 8ПФДА
3.3.3 Повышение стабильности 8ПФДАП при хранении
3.3.4 Влияние 8ПФДАП на технологические свойства резиновых
смесей и свойства вулканизатов покровных шинных резин
3.3.5 Влияние 8ПФДАП на свойства обувной резины.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


С одной стороны, это обеспечивает необходимую реакци-онноспособность для осуществления их вулканизации в составе резиновых смесей с помощью различных вулканизующих систем, главным образом серы и ускорителей [4]. С другой стороны высокое содержание двойных связей делает макромолекулы каучуков уязвимыми к процессам всевозможной деструкции (термоокислительной, фото - под действием света - только для светлых и неокрашенных изделий, озонной, механической - под действием многократных напряжений). ММ), появлению разветвленности, ухудшению пласто-элластических и других технологических свойств каучуков, а в целом, ухудшает их потребительские свойства и свойства получаемых из них резин. Поэтому использование специальных добавок, в общем случае называемых антиоксидантами, является неотъемлемым требованием, обеспечивающим возможность производства и применения каучуков общего назначения и резин из них. Соединения класса N-алкил-М’-фенил-я-фенилендиамина (производные я-фенилендиамина, ниже - ПФДА) являются наиболее эффективными антиоксидантами для каучуков общего назначения [5], таких, как например, самый крупнотоннажный отечественный СКИ-3 (более тонн в год, из которых до % идет на экспорт). Их дозировки в СКИ-3 не превышают 0,2-0,3, тогда как у фенольных антиоксидантов, например, Агидола-1, дозировка должна быть не ниже 0,8% масс. Главный недостаток производных ПФДА -их окрашивающие (staining) свойства, из-за чего при использовании в каучу-ках их называют также темнеющими или - изменяющими окраску (discoloring). В остальных типах каучуков общего назначения в РФ и за рубежом применяют менее эффективные антиоксиданты различных классов с дозировкой от 0,3 до 1,0% масс. ВТС-0, ВТС-0Б, на основе стиролизованных дифениламинов, ВС-1 - продукт конденсации алкилфенола с уротропином и т. Агидол-1), продукт и др. ТНФ). Крупнотоннажные РТИ и шины изготавливают с использованием технического углерода в качестве наполнителя. Это относится и к резинам для «зеленых» шин, в которых, в отличие от углероднаполненных резин обычных шин, в качестве основного используют осажденный кремнекислотный наполнитель - силику (до масс ч. Отсюда ясна важная роль производных ПФДА в обеспечении исходного качества и стабильности каучуков при хранении и переработке, а также - в обеспечении работоспособности и долговечности конечных изделий из них -РТИ и шин. Па момент постановки настоящей работы (- гг. РФ и в мире аминных антиоксидантов класса производных ИФДА, главный из которых - слишком непродолжительный срок действия в резинах, особенно в шинных-[6] добавилось и отрицательное влияние разрешенных с 1 г. ГОСТ’ом 5 новых производных этого типа - Сантофлекса 4 и Флекзона Л (смеси 6РРО и 7РРЭ в разных соотношениях), Дусантокса Л (смесь 6РРГ) и кумилированно-го 6РРЭ) на стабильность ключевого для потребителей технологического показателя каучука СКИ-3 - вязкости внутри и снаружи брикетов при транспортировке и хранении [7]. В данном разделе рассмотрим механизмы термоокислителыюй деструкции синтетических каучуков (СК) на основе гомо- и соиолимеризованных диенов, объединяемых понятием иолидиены и относящихся к группе каучуков общего назначения. Эти типы каучуков по объемам производства составляют основную долю (до % и выше) производимых в РФ СК, т. В их число входят: синтетические полиизопрен (СКИ-3, СКИ-ЗС, СКИ-5), полибутадиен (СКД-2, СКД-Н, СКД-НД), бутадиен-стирольные сополимеры (эмул-сионные безмасляные и маслонаполненные типа СКС-ЗОАРК, СКСАРК(М)- и др. ДССК). Все перечисленные типы СК на основе полидиенов содержат в каждом мономерном звене макромолекулы двойную связь, и, таким образом, в соседней к этой двойной связи а-метиленовой группе имеется слабо связанный, так называемый, аллильный атом водорода. НН . Эти различия в структуре полиизопрена и бутадиеновых (либо - бута-диснстирольных) каучуков определяют различия в их реакционной способности по отношению к кислороду и характер структурных изменений при термоокислительном старении. При хранении и переработке синтетического полиизопрена СКИ-3 (СПИ) и резиновых изделий из него протекают химические реакции, связанные с окислением и деструкцией полимера.