Pages Navigation Menu

ISSN 2227-6017 (ONLINE), ISSN 2303-9868 (PRINT), DOI: 10.18454/IRJ.2227-6017
ПИ № ФС 77 - 51217, 16+

Пред-печатная версия
() Искать в Google Scholar
Цитировать

Цитировать

Электронная ссылка | Печатная ссылка

Скопируйте отформатированную библиографическую ссылку через буфер обмена или перейдите по одной из ссылок для импорта в Менеджер библиографий.
Шульгина Ю. Е. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССАВЫДЕЛЕНИЯБУТАДИЕН-СТИРОЛЬНОГО КАУЧУКА ИЗ ЛАТЕКСА СОВОКУПНЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ КАТИОННОГО ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТА И МАГНИТНОГО ПОЛЯ / Ю. Е. Шульгина, C. C. Никулин, Н. С. Никулина // Международный научно-исследовательский журнал. — 2020. — №. — С. . — URL: https://research-journal.org/chemistry/issledovanie-processavydeleniyabutadien-stirolnogo-kauchuka-iz-lateksa-sovokupnym-vozdejstviem-kationnogo-polielektrolita-i-magnitnogo-polya/ (дата обращения: 20.10.2020. ).

Импортировать


ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССАВЫДЕЛЕНИЯБУТАДИЕН-СТИРОЛЬНОГО КАУЧУКА ИЗ ЛАТЕКСА СОВОКУПНЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ КАТИОННОГО ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТА И МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Шульгина Ю.Е.1, Никулин C.C., Никулина Н.С.3

1Аспирант, Воронежский государственный университет инженерных технологий

2Доктор технических наук, профессор, Воронежский государственный университет инженерных технологий

3Кандидат технических наук, Воронежский институт государственной противопожарной службы МЧС России

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССАВЫДЕЛЕНИЯБУТАДИЕН-СТИРОЛЬНОГО КАУЧУКА ИЗ ЛАТЕКСА СОВОКУПНЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ КАТИОННОГО ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТА И МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Аннотация

В работе исследовали применение магнитного поля в сочетании с катионным полиэлектролитом сополимер поли-N,N-диметил-NN-диаллиламмоний хлорида с диоксидом серы для выделения бутадиен-стирольного каучука из латекса СКС-30 АРК. Применения данной технологии выделения позволяет снизить расход коагулирующего агента

Ключевые слова: синтетические эмульсионные каучуки; латекс; коагуляция; магнитное поле.

Shul’gina Ju.E.1, Nikulin S.S.2, Nikulina N.S.3

1Postgraduate student, Voronezh State University of Engineering Technologies

2Doctor of Technical Sciences, professor, Voronezh State University Engineering Technologies

3Ph.D., Voronezh Institute of State Firefighting Service of Ministry Of Russian Federation for Civil Defence, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters

STUDY OF OBTAINING STYRENE BUTADIENE-RUBBER FROM LATEX CUMULATIVE IMPACT OF A CATIONIC POLYELECTROLYTE AND MAGNETIC FIELDS

Abstract

In this paper we studied the application magnetic field for allocation of styrene-butadiene rubber latex SKS-30 ARC in the presence of copolymer poly-N,N-dimethyl-N,N-diallilammony chloride to sulfur dioxide. Applications of this technology allows to reduce the consumption allocation coagulating agent

Keywords: synthetic emulsion rubbers; latex; coagulation; magnetic field.

Производство синтетического каучука активно развивается. На рынке представлено большое разнообразие выпускаемой продукции. Одной из ключевых стадий получения эмульсионных каучуков является стадия выделения, где используются в качестве коагулирующих агентов минеральные соли и кислоты, приводящие к загрязнению сбрасываемых сточных вод, что создает ряд экологических проблем [1].

Существует значительные количества органических и неорганических коагулянтов как синтетического, так и природного происхождения, позволяющих существенно снизить или исключить применяемые в настоящее время традиционные коагулянты на основе минеральных солей в технологии выделения каучука из латекса.

Особый интерес представляют полимерные четвертичные соли аммония, обладающие высокой коагулирующей активностью.  Известно, что они могут взаимодействовать с компонентами эмульсионной системы с образованием нерастворимых солей, которые захватываются крошкой каучука, что приводит к уменьшению количества сбрасываемых веществ на очистные сооружения [2]. Одним из таких коагулянтов является сополимер поли-N,N-диметил-N,N-диаллиламмоний хлорида с SO2 (ВПК-10), который в соответствии с санитарно-эпидемиологическим заключением (№ 2 БЦ.01.2.48.П.000651.05.02 от 16.05.2002г.) находит применение в цинкатных электролитах в гальванотехнике.

Существенным недостатком полимерных катионных электролитов  является их высокая стоимость, что сдерживает активное внедрение данных продуктов в технологический процесс выделения каучуков из латекса.  Поэтому снижение расхода дорогостоящего и дефицитного коагулирующего агента  является важной и актуальной задачей. Решение данного вопроса позволит  не только снизить стоимость получаемой продукции, но и уменьшить  экологическую напряженность.

В последнее время проявляется интерес к применению различных физических полей в технологическом процессе производства синтетических полимеров. В статье [3] показано, что обработка бутадиен-стирольного латекса СКС-30 АРК магнитным полем позволяет снизить расход такого коагулирующего агента N,N-диметил-N,N-диаллиламмоний хлорида почти в 2 раза. Авторы связывают это с тем, что в процессе магнитной обработки происходит частичная десорбция стабилизатора  с поверхности латексных частиц в водную фазу латексной системы.

В работе [4] образцы разбавленного латекса бутадиен-стирольного каучука СКС-30 АРК подвергали ультразвуковому воздействию с помощью генератора марки УЗГ 13-0,1/22. Установлено, что ультразвуковое воздействие в течение 60 минут способствует снижению поверхностного натяжения латекса с 67 до 60 мН/м.

Известны положительные результаты, полученные при использовании магнитных полей при отверждении мочевиноформальдегидных смол [5]. Применение данных полей позволило повысить прочностные показатели клеевого соединения [6].

Также в последнее время все больший интерес вызывает проблема применения в качестве наполнителей каучуков волокон различного происхождения. Годовой объём отходов, содержащих волокна и нити, составляет около десятка тысяч тонн. Использование их в производстве эмульсионных каучуков могло бы обеспечить достижение значительного экономического и природоохранного эффекта за счет расширения ассортимента выпускаемой продукции и защиты окружающей среды [7].

В данной работе изучали влияние воздействия постоянного магнитного поля на процесс выделения каучука из латекса СКС-30 АРК при использовании в качестве коагулирующего агента сополимера поли-N,N-диметил-N,N-диаллиламмоний хлорида с SO2 в сочетании с волокнистой добавкой.

Изучение влияния магнитного поля на процесс коагуляции проводили на каучуковом латексе СКС-30 АРК (ТУ 38.40355-99) выпускаемом в промышленных масштабах.

Для реализации программы по изучению влияния постоянного магнитного поля на процесс коагуляции использовали установку, описанную в работе [3]. Исследования проводились при использовании напряженности в интервале от  8 до 22 · 104 А/м.

Латекс СКС-30 АРК (как с волокном, так и без него) помещали в  стеклянную кювету размером 15×30×50мм,  подвергали обработке магнитным полем различной интенсивности  в течение 1, 5, 15, 25 минут. Затем кювету с латексом извлекали из установки и проводили его коагуляцию  путем введения заданных количеств  водного раствора   ВПК-10 с концентрацией  ~ 2 %. Коагуляцию проводили по общепринятой методике, описанной в работе [7]. Выделение каучука из латекса осуществляли при 20±2  оС. После введения в латекс расчетного количества ВПК-10 его  перемешивали в течение 2 минут и приливали раствор серной кислоты (концентрация ~ 2,0 %) до рН среды  2,5-3,0. Перемешивание продолжали еще в течение 2-3 минут, после чего  извлекали образовавшуюся крошку каучука из водной фазы (серум), измельчали, промывали дистиллированной водой и сушили при температуре 80-85 оС  до постоянной массы.

Анализ полученных экспериментальных данных показал, что обработка латекса магнитным полем перед введением  ВПК-10  и  серной кислоты приводит к снижению расхода коагулянта с 3,5-4,0  до 2,5-3,0 кг/т  каучука. По-видимому, это связано с тем, что в процессе магнитной обработки происходит частичная десорбция стабилизатора  с поверхности латексных частиц в водную фазу латексной системы. В данном случае, в отличие от действия  только нейтрализационного фактора коагуляции при использования низкомолекулярных коагулянтов,  происходит усиление  процесса коагуляции за счет мостикообразования, свойственного полимерным флокулянтам.

Во-вторых, продолжительность  обработки латекса магнитным полем в течение пяти минут и более приводит к полному выделению каучука из латекса при расходе ВПК-10 ~ 3,0 кг/т  каучука  и величине напряженности магнитного поля 8 · 104 А/м  и ~ 2,5 кг/т каучука при напряженности магнитного поля  22 · 104 А/м. При отсутствии воздействия магнитного поля на латекс коагуляцию достигали  при расходе ВПК-10 ~ 4,0 кг/т  каучука.

Использование волокон (расход 5 кг/т каучука) также позволяет сохранить высокую активность коагулирующей системы (выход крошки каучука) при расходе коагулянта 2,5 кг/т каучука.

Исследования показали, что все полученные образцы каучуков полностью удовлетворяли предъявляемым требованиям потребителя.

Таким образом, применение в технологии выделения каучука из латекса катионного полиэлектролита в сочетании с магнитным полем и волокном позволяет снизить на ~ 25-35 % расход дорогого и дефицитного коагулирующего агента.

Литература

  1. Аверко-Антонович И.Ю. Синтетические латексы. М.: Альфа-М, 2005. 125 с.
  2. Гаршин А.П, Никулин С.С., Рыльков А.А., Слукина З.Д., Смурыгина В.П., Шаповалова Н.Н. // Произв-во и использ. эластомеров, 1996. Т. 5, С. 8-10.
  3. Никулин С.С., Шульгина Ю.Е., Пояркова Т.Н. // ЖПХ. 2014. Т. 87 № 7 С. 974-979.
  4. Останкова И.В., ВережниковВ.Н.Корчагин, А.В.Протасов // Материалы научно-практической конференции «Проблемы и инновационные решения в химической технологии» «ПИРХТ».  Воронеж, ООО «Издат-черноземье», 2013. С. 278-280.
  5. Никулин С.С., Попов В.М., Латынин А.В., Шендриков М.А. // ЖПХ . 2013. Т. 86. Вып. 4. С. 643-646.
  6. Пат. 2439115 РФ, МПК C09J5/00. (2011). Способ склеивания древесных материалов.
  7. Пояркова, Т.Н. Практикум по коллоидной химии латексов [Текст] : учеб. Пособие / Т.Н. Пояркова, С.С. Никулин, И. Н. Пугачева, Г.В. Кудрина, О. Н. Филимонова. – М. : Издательский Дом «Академия естествознания», 2011. – 124 с.

References

  1. Averko-AntonovichI.Ju. Sinteticheskielateksy. M.: Al’fa-M, 2005. 125 s.
  2. Garshin A.P, Nikulin S.S., Ryl’kov A.A., Slukina Z.D, Smurygina V.P., Shapovalova N.N. // Proizv-voiispol’z. jelastomerov, 1996. T. 5, S. 8-10.
  3. Nikulin S.S., Shul’ginaJu.E.,Pojarkova T.N. // ZhPH. 2014. T. 87 № 7 S. 974-979.
  4. Ostankova I.V., VerezhnikovV.N.Korchagin, A.V.Protasov // Materialynauchno-prakticheskojkonferencii «Problemyiinnovacionnyereshenija v himicheskojtehnologii» «PIRHT».  Voronezh, OOO «Izdat-chernozem’e», 2013. S. 278-280.
  5. Nikulin S.S., Popov V.M., Latynin A.V., Shendrikov M.A. // ZhPH . 2013. T. 86. Vyp.4. S. 643-646.
  6. Pat. 2439115 RF, MPK C09J5/00.(2011). Sposobskleivanijadrevesnyhmaterialov.
  7. Pojarkova, T.N. Praktikumpokolloidnojhimiilateksov [Tekst] :ucheb. Posobie / T.N. Pojarkova, S.S. Nikulin, I. N. Pugacheva, G.V. Kudrina, O. N. Filimonova. – M. :Izdatel’skij Dom «Akademijaestestvoznanija», 2011. – 124 s.

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA.