Введение к работе
Актуальность проблемы Острый дефицит химикатов для химической и нефтехимической промышленности, сложившийся в настоящее время, обусловлен тем , что при расширении объёмов производства синтетического каучука, шин и РТИ в 1980-1990 г.. объемы выпуска химикатов и ассортимент их в России оставались практически неизменными. Об остроте ситуации свидетельствует тот факт, что специально вопросу сырья и материалов для резиновой промышленности, начиная с 1993 года, посвящена ежегодная Российская научно-практическая конференция «Сырье и материалы для резиновой промышленности». Одним из потенциально возможных способов получения химикатов - добавок для каучуков и резин является переработка побочных химических продуктов, которые образуются в процессе синтеза органических соединений. В тоже время, актуальность этого решения связана с реализацией концепции экологически чистых технологий и рациональным использованием сырьевых ресурсов.
Наиболее важными ингредиентами эластомерных композиций являются антиоксиданти, позволяющие продлить срок службы изделий из эластомеров. Самым широко распространенным классом органических веществ , применяемых в полимерах как антиоксиданты, являются ароматические амины.
Анализ различных технологий, связанных с переработкой ариламинов, показал, что реакции алкилирования ариламинов, с целью получения моно-алкилариламинов, наиболее интересны, с точки зрения утилизации побочных продуктов. Закономерности реакции алкилирования ариламинов таковы, что моноалкилировашшй продукт более легко алкилируется до ди- и три-замещённых аминов, чем исходный. Поэтому, практический интерес представляют кубовые остатки более зысококипяших ди- и полиарилами-нов. Вместе с тем известно, что чем больше алкильных заместителей в ари-ламине, тем более сильными антиоксидантными,свойствами он обладает. Учитывая то, что реакции алкилирования ариламинов широко используются в производстве многотоннажных органических полупродуктов и красителей, мы пришли к выводу, что наибольший интерес представляют именно эти производства. Поэтому, целью настоящей работы явилось исследование побочных продуктов синтеза красителей антрахинонового ряда, образующихся в процессе производства п-н-бутиланилина,
Диссертационная работа выполнена в соответствии с региональными программами: " Вузовская наука - регионам", " Экология, новые технологии, материалы и социально-экономические проблемы Красноярского края"(раздел: "Разработка антиоксидантов и модификаторов для полимер ны.х композиций").
Цель работы заключалась в физико-химическом исследовании состава и основных свойств побочных продуктов (Амин Б) реакции алкилирования анилина н-бутиловым спиртом; оценки их активности ингибировагь процессы термоокислительного старения эластомеров; изучении особенностей формования структуры и свойств эластомерной композицій! в присутствии Амина Б; разработке и выдаче рекомендаций по применению Амина Б в производстве синтетических каучуков и технических резин различного назначения.
Научная новизна Впервые проведено комплексное физико-химическое исследование состава и основных свойств побочных продуктов реакции алкилирования анилина н-бутиловым спиртом. Показана ингибирующая способность Амина Б при протекании свободно-радикальных процессов (деструкции цис-1.4-полиизопренового каучука н структурировании сополимеров бутадиена с акрилонитрилом и г.тетилстиролом). Установлено влияние Амина Б на свойства зластомерных композиций: физико-механические свойства, термоокислительную стойкость, усталостную выносливость , атмосферостойкость.
Практическая ценность Предложен новый антиоксидант аминного типа для каучуков и резин. По эффективности своего действия практически не уступающий, а в ряде случаев превосходящий стабилизаторы, применяемые в настоящее время.
Эффективность использования в промышленности Амина Б подтверждается актами о его применении на заводах: ОАО "СибЭласт" г. Красноярска и ОАО "Красноярский завод синтетического каучука".
Апробация работы Результаты работы докладывались на 2-ой и 3-ей Всероссийской научно-практической конференции резинщиков : "Сырье и материалы резиновой промышленности. Настоящее и будущее" ( Москва 1995,1996г.). На Российской научно-практической конференции:" Проблемы химико-лесного комплекса" (Красноярск 1994.1996 г.)
Публикации Основное содержание работы изложено в 7 публикациях, в том числе получено 1 положительное решение о выдаче патента на изобретение.
Объем и структура работы Диссертация изложена на 137 страницах машинописного текста, состоит из введения , шести глав, выводов, списка цитируемой литературы и приложения и включает 10таблиц, 50 рисунков и библиографию из 141 наименования. В первой главе рассмотрены общие закономерности окисления полимеров , механизм ингибирования свободно-радикальных процессов; обобщены результаты работ по применение побочных продуктов в промышленности синтетического каучука и резинотехнических изделий. Во второй главе описаны объекты исследования. В экспериментальной части ( 3-6 главах) приведены и обсуждены экспериментальные данные о составе и свойствах Амина Б, о его способности ингиби-ровать процессы термоокисления каучуков, представлены результаты исследований антиоксидантной активности Амина Б в модельных и технических резинах.