Химия и химическая технология/

5.Фундаментальные проблемы создания новых материалов и технологий.

к.т.н. Пугачева И.Н., д.т.н. Никулин С.С.

ФГБОУ ВПО Воронежский государственный университет инженерных технологий

Получение эмульсионных каучуков, содержащих

порошкообразную целлюлозу

Непрерывное возрастание производственных мощностей, расширение ассортимента выпускаемой продукции неизбежно сопровождается ростом и накоплением разноплановых отходов и побочных продуктов, многие из которых и до настоящего времени не находят своего применения. Интерес к применению волокнистых наполнителей в композитах различного назначения основан на том, что сырьевая база их практически безгранична [1]. Поэтому поиск наиболее перспективных направлений по переработке отходов образующихся на текстильных предприятиях, ткацких фабриках, швейных мастерских и др., а так же отслуживших свой срок волокносодержащих изделий, является важной и актуальной задачей.

С целью расширения ассортимента наполнителей, а также изучения их влияния на свойства получаемых композитов целесообразно рассмотреть возможность перевода волокнистого наполнителя на основе природного полимера – целлюлозы в порошкообразное состояние. Интерес к данному вопросу базируется еще и на том, что природа данных наполнителей будет одна и та же. В тоже время влияние их на свойства получаемых композитов будет различно. Корме того перевод волокнистого наполнителя в порошкообразное состояние должно позволить получить композит с повышенным содержанием порошкового компонента в каучуковой матрице.

Целью данного исследования явилось изучение влияния порошкообразных наполнителей на основе целлюлозосодержащего волокна на процесс выделения бутадиен-стирольного каучука CКC-30 АРК из латекса в присутствии различных коагулирующих агентов.

Для получения порошкообразных наполнителей на основе целлюлозосодержащего волокна использовали хлопковое волокно. Для этого хлопковое волокно измельчали, обрабатывали водным раствором серной кислоты при нагревании и постоянном перемешивании [2]. Получаемый таким образом порошкообразный наполнитель содержал остатки серной кислоты, а также продукты её взаимодействия с целлюлозой. Однако этот недостаток превращается в преимущество в случае использования данного порошкообразного наполнителя в технологическом процессе производства каучуков, получаемых методом эмульсионной (со)полимеризации, где осуществляется подкисление системы на завершающей стадии выделения каучука из латекса. Введение кислого порошкообразного наполнителя на основе целлюлозосодержащего волокна должно снизить расход серной кислоты и стабилизировать процесс коагуляции.

Для получения нейтрального порошкообразного наполнителя кислый порошкообразный наполнитель обрабатывали водным раствором гидроксида натрия с концентрацией 1-2 % мас.

Для проведения эксперимента использовали кислый и нейтральный порошкообразные наполнители с дозировками 1, 3, 5, 10 % мас. на каучук. Во всех рассматриваемых способах порошкообразные наполнители водили в образующуюся крошку каучука на стадии выделения из латекса, с использованием в качестве коагулирующего агента водного раствора хлорида натрия (24 % мас.), хлорида магния (12 % мас.), хлорида алюминия (10 % мас.) и подкисляющего агента – водного раствора серной кислоты с концентрацией 1-2 % мас.

Порошкообразные наполнители вводили следующими способами: в сухом виде непосредственно в латекс перед подачей его на коагуляцию; в сухом виде в латекс, содержащий коагулирующий агент; совместно с водным раствором коагулирующего агента в латекс; с серумом на завершающей стадии выделения каучука из латекса. Анализируя полученные данные можно сделать вывод, что ввод кислого порошкообразного наполнителя целесообразно проводить с коагулирующим агентом, а нейтральный порошкообразный наполнитель – сухим непосредственно в латекс перед подачей его на коагуляцию [3]. Количество порошкообразных наполнителей вошедших в крошку каучука, составляло 90-95 % мас.

Анализ полученных данных показал, что введение порошкообразных наполнителей приводит к увеличению выхода образующейся крошки каучука. Это может быть связано со снижением потерь каучука в виде мелкодисперсной крошки с серумом и промывными водами. Ввод порошкообразных наполнителей позволяет уменьшить расход коагулирующего и подкисляющего агентов необходимых для полноты выделения каучука из латекса. В случае применения кислого порошкообразного наполнителя с дозировкой 5-10 % мас. на каучук полнота коагуляции латекса достигается без дополнительного введения в процесс подкисляющего агента – раствора серной кислоты.

Таким образом, отходы текстильных производств можно использовать не только для получения волокнистых наполнителей, но и порошкообразных. Применение данных наполнителей в технологическом процессе производства эмульсионных каучуков с использованием различных коагулирующих агентов позволит не только улучшить их распределение в каучуковой матрице, но и уменьшить расход коагулирующего агента, а в случае применения кислого порошкообразного наполнителя – расход подкисляющего агента, вплоть до его исключения из процесса коагуляции.

Список литературы

1. Никулин С.С., Пугачева И.Н., Черных О.Н. Композиционные материалы на основе бутадиен-стирольных каучуков // М.: «Академия Естествознания», 2008. - 145 с.

2. Пугачева И.Н., Никулин С.С. // Успехи современного естествознания, 2008. - № 6. - С.80-81.

3. Пугачева И.Н., Никулин С.С. // Современные наукоемкие технологии, 2010. - № 5. - С. 52-56.