Способ выделения бутадиен-стирольного каучука

Описывается способ выделения бутадиен-стирольного каучука, заключающийся в коагуляции латекса хлоридом натрия и минеральной кислотой, отличающийся тем, что в качестве минеральной кислоты используют волокноподкисляющий композит, полученный при обработке волокнистого материала дозировкой 0,1-1,0% на каучук серной кислотой при температуре 40-80°С и в течение 10-60 минут. Техническим результатом является стабилизация процесса выделения каучука из латекса, уменьшение потерь каучука с образовавшейся крошкой из цехов выделения, снижение загрязнения окружающей среды каучуковыми продуктами. 4 табл.

 

Изобретение относится к производству бутадиен-стирольных каучуков, получаемых эмульсионной (со)полимеризацией, в частности к способам выделения их из латексов, и может быть использован в нефтехимической промышленности.

Наиболее близким способом выделения является способ выделения бутадиен-стирольных каучуков с использованием в качестве коагулирующих агентов водно-солевых растворов, где в качестве солей используют хлориды натрия, кальция и подкисляющий агент [Кирпичников П.А., Аверко-Антонович Л.А., Аверко-Антонович Ю.О. Химия и технология синтетического каучука: Учебник для вузов. - 3-е изд., перераб. - Л.: Химия, 1987.- 424 с., ил.].

Основными недостатками в случае использования хлорида натрия, как коагулирующего агента являются:

- образование мелкодисперсной крошки каучука, которая уносится с серумом и промывными водами из цехов выделения, что приводит к снижению производительности процесса;

- нарушение стабильности процесса;

- загрязнение окружающей среды каучуковыми продуктами.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является стабилизация процесса выделения каучука из латекса, уменьшение потерь каучука с образовавшейся крошкой из цехов выделения, снижение загрязнения окружающей среды каучуковыми продуктами.

Поставленная задача достигается тем, что в способе выделения бутадиен-стирольного каучука, заключающимся в коагуляции латекса хлоридом натрия и минеральной кислотой, новым является то, что в качестве минеральной кислоты используют волокноподкисляющий композит, полученный при обработке волокнистого материала дозировкой 0,1-1,0% на каучук серной кислотой при температуре 40-80°С и в течение 10-60 минут.

Предлагаемый способ выделения бутадиен-стирольного каучука позволяет стабилизировать процесс коагуляции, уменьшить потери каучука, снизить загрязнение окружающей среды и повысить физико-механические показатели вулканизатов.

Способ осуществляется следующим образом

Волокнистые материалы, представляющие собой хлопковые, вискозные, капроновые нити, являющиеся отходами различных производств (обрезки тканей, нитей, путанки и др.), измельчаются до размера нитей 3-10 мм и при дозировке 0,1-1,0% на каучук смешиваются с водным раствором серной кислоты 2%-ной концентрации, и обрабатываются при постоянном перемешивании при 40-80°С в течение 10-60 минут. После чего полученный волокноподкисляющий композит используют для выделения каучука из латекса.

Бутадиен-стирольные латексы СКС-30 АРК, СКС-30 АРКПН заливают в емкость, снабженную перемешивающим устройством для коагуляции, помещенную для поддержания заданной температуры в термостат. Выдерживают при заданной температуре 10-15 минут, и вводится коагулирующий агент - 24%-ный водный раствор хлорида натрия и перемешивается 5-10 минут. Для завершения процесса коагуляции вводится волокноподкисляющий композит в виде 2%-ного раствора серной кислоты, содержащего волокнистый материал. рН коагуляции выдерживается 2-2,5. После коагуляции образующийся коагулюм отделяется от серума, промывается водой и высушивается при температуре 85-90°С. Полноту коагуляции оценивали визуально. Серум прозрачный - коагуляция полная, а также по массе образующегося коагулюма.

Способ поясняется примерами

Бутадиен-стирольный латекс СКС-30 АРК заливают в емкость, снабженную перемешивающим устройством для коагуляции, помещенную для поддержания заданной температуры в термостат. Выдерживают при заданной температуре, затем вводится 24%-ный водный раствор хлорида натрия и перемешивается. Для завершения процесса коагуляции вводится волокноподкисляющий композит, полученный при обработке вискозного волокна с дозировкой 0,5% на каучук серной кислотой при температуре 60°С и в течение 30 минут. рН коагуляции выдерживается 2-2,5. После коагуляции образующийся коагулюм отделяется от серума, промывается водой и высушивается при температуре 85-90°С. Полноту коагуляции оценивали визуально. Серум прозрачный - коагуляция полная, а также по массе образующегося коагулюма.

Другие примеры по влиянию дозировки волокнистого материала (% на каучук), температуры и продолжительности по обработки подкисляющим агентом (2%-ным раствором серной кислоты) представлены в таблице 1-3.

Таким образом, результаты опытов, представленных в табл. 1-3, показывают, что оптимальные результаты достигаются в случае проведения процесса коагуляции при использовании волокноподкисляющего композита, полученного при обработке волокнистого материала в количестве 0,1-1,0% на каучук при температуре 40-80°С в течение 10-60 минут.

В таблице 4 приведены показатели каучуков, резиновых смесей и вулканизатов стандартных резин на основе выделенных каучуков СКС-30 АРК.

Из приведенных результатов видно, что при использовании в качестве минеральной кислоты волокноподкисляющего композита, полученного при обработке волокнистого материала в количестве 0,1-1,0% на каучук при температуре 40-80°С в течение 10-60 минут достигается наилучший эффект, заключающийся в достижении максимального выхода коагулюма и улучшении таких свойств резин и вулканизатов как: сопротивление раздиру, сопротивление многократному растяжению, тепловое старение и температуростойкость.

Таблица 1 Влияние дозировки вискозного волокна, продолжительности и температурного режима по обработке подкисляющим агентом на процесс коагуляции
Номер опытов	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Дозировка вискозного волокна, % на каучук	0	0,1	0,5	1,0	1,5	0,5	0,5	0,5	0,5
Температура обработки вискозного волокна 2%-ным раствором серной кислоты, °С	-	60	60	60	60	20	40	80	90
Продолжительность обработки вискозного волокна 2%-ным раствором серной кислоты, мин	-	30	30	30	30	70	60	10	5
Температура коагуляции, °С	60	60	60	60	60	60	60	60	60
Расход хлорида натрия, кг/т каучука	180	180	174	169	168	178	175	173	178
Выход образующегося коагулюма, мас.%	94,3	94,9	96,8	97,7	97,8	95,1	96,3	96,8	95,0

Таблица 2 Влияние дозировки капронового волокна, продолжительности и температурного режима по обработке подкисляющим агентом на процесс коагуляции
Номер опытов	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Дозировка капронового волокна,% на каучук	0	0,1	0,5	1,0	1,5	0,5	0,5	0,5	0,5
Температура обработки капронового волокна 2%-ным раствором серной кислоты, °С	-	60	60	60	60	20	40	80	90
Продолжительность обработки капронового волокна 2%-ным раствором серной кислоты, мин	-	30	30	30	30	70	60	10	5
Температура коагуляции, °С	60	60	60	60	60	60	60	60	60
Расход хлорида натрия, кг/т каучука	180	179	173	167	166	179	174	170	176
Выход образующегося коагулюма, мас.%	94,3	95,5	97,9	98,5	98,4	97,3	96,9	97,2	95,0

Таблица 3 Влияние дозировки хлопкового волокна, продолжительности и температурного режима по обработке подкисляющим агентом на процесс коагуляции
Номер опытов	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Дозировка хлопкового волокна, % на каучук	0	0,1	0,5	1,0	1,5	0,5	0,5	0,5	0,5
Температура обработки хлопкового волокна 2%-ным раствором серной кислоты, °С	-	60	60	60	60	20	40	80	90
Продолжительность обработки хлопкового волокна 2%-ным раствором серной кислоты, мин	-	30	30	30	30	70	60	10	5
Температура коагуляции, °С	60	60	60	60	60	60	60	60	60
Расход хлорида натрия, кг/т каучука	180	180	175	170	170	174	170	180	170
Выход образующегося коагулюма, мас.%	94,3	95,6	97,8	98,1	98,2	96,3	98,0	95,4	94,9

Способ выделения бутадиен-стирольного каучука, заключающийся в коагуляции латекса хлоридом натрия и минеральной кислотой, отличающийся тем, что в качестве минеральной кислоты используют волокноподкисляющий композит, полученный при обработке волокнистого материала дозировкой 0,1-1,0% на каучук серной кислотой при температуре 40-80°С и в течение 10-60 мин.