Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИЙ НА ОСНОВЕ ЭМУЛЬСИОННОГО КАУЧУКА, СОДЕРЖАЩЕГО АНИЗОТРОПНЫЕ ДОБАВКИ Корнехо Туэрос Хосе Владимир

СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИЙ НА ОСНОВЕ ЭМУЛЬСИОННОГО КАУЧУКА, СОДЕРЖАЩЕГО АНИЗОТРОПНЫЕ ДОБАВКИ
<
СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИЙ НА ОСНОВЕ ЭМУЛЬСИОННОГО КАУЧУКА, СОДЕРЖАЩЕГО АНИЗОТРОПНЫЕ ДОБАВКИ СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИЙ НА ОСНОВЕ ЭМУЛЬСИОННОГО КАУЧУКА, СОДЕРЖАЩЕГО АНИЗОТРОПНЫЕ ДОБАВКИ СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИЙ НА ОСНОВЕ ЭМУЛЬСИОННОГО КАУЧУКА, СОДЕРЖАЩЕГО АНИЗОТРОПНЫЕ ДОБАВКИ СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИЙ НА ОСНОВЕ ЭМУЛЬСИОННОГО КАУЧУКА, СОДЕРЖАЩЕГО АНИЗОТРОПНЫЕ ДОБАВКИ СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИЙ НА ОСНОВЕ ЭМУЛЬСИОННОГО КАУЧУКА, СОДЕРЖАЩЕГО АНИЗОТРОПНЫЕ ДОБАВКИ СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИЙ НА ОСНОВЕ ЭМУЛЬСИОННОГО КАУЧУКА, СОДЕРЖАЩЕГО АНИЗОТРОПНЫЕ ДОБАВКИ СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИЙ НА ОСНОВЕ ЭМУЛЬСИОННОГО КАУЧУКА, СОДЕРЖАЩЕГО АНИЗОТРОПНЫЕ ДОБАВКИ СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИЙ НА ОСНОВЕ ЭМУЛЬСИОННОГО КАУЧУКА, СОДЕРЖАЩЕГО АНИЗОТРОПНЫЕ ДОБАВКИ СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИЙ НА ОСНОВЕ ЭМУЛЬСИОННОГО КАУЧУКА, СОДЕРЖАЩЕГО АНИЗОТРОПНЫЕ ДОБАВКИ СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИЙ НА ОСНОВЕ ЭМУЛЬСИОННОГО КАУЧУКА, СОДЕРЖАЩЕГО АНИЗОТРОПНЫЕ ДОБАВКИ СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИЙ НА ОСНОВЕ ЭМУЛЬСИОННОГО КАУЧУКА, СОДЕРЖАЩЕГО АНИЗОТРОПНЫЕ ДОБАВКИ СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИЙ НА ОСНОВЕ ЭМУЛЬСИОННОГО КАУЧУКА, СОДЕРЖАЩЕГО АНИЗОТРОПНЫЕ ДОБАВКИ
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Корнехо Туэрос Хосе Владимир . СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИЙ НА ОСНОВЕ ЭМУЛЬСИОННОГО КАУЧУКА, СОДЕРЖАЩЕГО АНИЗОТРОПНЫЕ ДОБАВКИ: диссертация ... кандидата технических наук: 05.17.06 / Корнехо Туэрос Хосе Владимир ;[Место защиты: Воронежский государственный университет инженерных технологий].- Воронеж, 2014.- 144 с.

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Современное состояние вопроса. Цели и задачи 9

1.1 Перспектива применения соединений, содержащих азот в промышленности синтетического каучука .10

1.2 Применение в технологии производства эмульсионных каучуков четвертичных солей аммония .11

1.3 Коагуляция латексов низкомолекулярными катионными реагентами .12

1.4 Выделение каучуков из латексов высокомолекулярными азотсодержащими органическими реагентами .18

1.5 Механизм и закономерности коагуляции (флокуляции) латексов органическими катионными реагентами .23

1.6 Современное состояние вопроса использования волокнистых наполнителей .27

1.6.1 Типы наполнителей .28

1.6.2 Виды и характеристики волокнистых материалов 32

1.6.2.1 Виды и свойства волокон природного происхождения .32

Заключение .35

Глава 2. Экспериментальная часть .38

2.1 Объекты исследования 2.2 Методы исследования .39

2.2.1 Определение сухого остатка латекса .39

2.2.2 Определение поверхностного натяжения .40

2.2.3 Размер частиц латекса .40

2.2.4 Методика проведения коагуляции 2.2.5 Приготовление резиновых смесей 2.2.6 Испытание резиновых смесей и вулканизатов .43

Глава 3. Применение четвертичных солей аммония в технологии выделения бутадиен-стирольного каучука из латекса .47

3.1 Выделение каучука из латекса с применением диметил-диаллиламмоний хлорида .47

3.2 Исследование процесса выделения бутадиен-стирольного каучука из латекса диметил-диаллиламмоний хлоридом с применением планирования эксперимента

3.3 Выделение каучука из латекса полидиметилдиаллиламмоний хлоридом .55

3.4 Исследование процесса выделения бутадиен-стирольного каучука из латекса полидиметил-диаллиламмоний хлоридом с применением планирования эксперимен

3.5 Применение сополимера диметилдиаллиламмоний хлорида с оксидом серы для выдедения каучуков из латексов .61

3.6 Влияние возвратного серума на процесс выделения каучука из латекса в присутствии четвертичных солей аммония 3.7 Влияние расхода коагулирующего агента на молекулярную массу каучука в выделяемых фракциях 68

Глава 4 Особенности выделения каучука из латекса бинарным коагулянтом состоящим из четвертичных солей аммония и волокон различной природы .78

4.1 Выделения каучука из латекса бинарным коагулянтом димитилдиаллиламмоний хлорид и хлопковое волокно

4.2 Выделения каучука из латекса бинарным коагулянтом- полидиметилдиаллиламмоний хлорид и хлопковое волокно

4.3 Выделения каучука из латекса бинарным коагулянтом- сополимер диметилдиаллиламмонийхлорида с оксидом серы и хлопковое волокно

4.4 Выделения каучука из латекса бинарным коагулянтом- диметилдиаллиламмонийхлорид в сочетании с капроновым волокном .94

4.5 Выделения каучука из латекса бинарным коагулянтом полидиметилдиаллиламмоний хлорид - капроновое волокно

4.6 Выделения каучука из латекса бинарным коагулянтом –

сополимер диметилдиаллиламмоний хлорид с оксидом серы-и

капроновое волокно 100

4.7 Применение в технологии выделения каучука из латекса четвертичных солей аммония в сочетании с серумом и волокнистыми добавками .103

Глава 5. Сравнительная оценка показателей резиновых смесей и вулканизатов на основе каучука, выделенного из латекса четвертичными солями аммония .107

5.1 Приготовление резиновых смесей .107

5.2 Результаты испытаний резиновых смесей и вулканизатов на основе каучука СКС-30 АРК .109

Выводы 118

Список используемых источников .

Введение к работе

Актуальность работы. Композиционные материалы в настоящее время находят широкое применение. Поэтому разработка новых композитов, совершенствование известных технологий по их получению имеет важное значение и во многих случаях связано с решением экологических проблем.

В настоящее время на предприятиях легкой промышленности образуются и накапливаются волокнистые отходы различной природы которые и до настоящего времени не нашли своего применения и вывозятся в отвал. В тоже время волокна различной природы находят широкое применение в производстве резинотехнических изделий различного назначения. В промышленных масштабах волокнистые наполнители вводили на вальцах в процессе приготовления резиновых смесей. Данный способ введения не обеспечивает равномерного распределения волокнистой добавки в объеме резиновой смеси, что в дальнейшем отрицательно сказывается на физико-механических показателях резино-технических изделий.

Цель работы : изучение свойств композиций на основе эмульсионных каучуков, содержащих анизотропные добавки с оценкой влияния их на процесс выделения каучука из латекса четвертичными солями аммония и свойства получаемых композитов.

Поставленная цель определила необходимость решения следующих задач, основными из которых являются :

1. Сравнительная оценка влияния низко- и высокомолекулярных
четвертичных солей аммония (ЧСА) на процесс выделения каучука
из латекса с использованием планирования эксперимента.

  1. Изучение влияния способа ввода волокнистой добавки на процесс выделения каучука из латекса при использовании в качестве коагулирующих агентов ЧСА;

  2. Установление влияния природы коагулирующего агента и волокнистых добавок на свойства получаемых каучуков, резиновых смесей и вулканизатов.

Научная новизна.

1. На основе комплексного изучения поведения латексных систем в присутствии катионных электролитов установлено, что на аг-регативную устойчивость латекса оказывали влияние расходы ЧСА, введение возвратной водной фазы (серума) и объясняется нейтрализационным механизмом коагуляции в присутствии кати-

онных электролитов и дополнительным усилением данного процесса в случаем применения полимерных катионных электролитов за счет протекания мостичного механизма коагуляции.

  1. С использованием полного факторного эксперимента получена математическая модель описывающая влияние расхода коагулируюшего агента, концентрации дисперсной фазы, катион-ного электролита и температуры на процесс выделения каучука из латекса. Получены регрессионные уравнения, описывающие данный процесс.

  2. Образование на поверхности волокнистой добавки комплекса между ЧСА и волокном позволяет снизить расход коагулирующих агентов и получить однородные композиты.

4. Выявлено повышение прочности на раздир и устойчивости
к старению экспериментальных вулканизатов, что объясняется
присутствием волокон с развитой удельной поверхностью
способных адсорбировать противостаритель и последующей его
десорбцией в ходе эксплуатации изделия.

Практическая значимость

1. Установлено, что из рассмотренных способов совмещения
волокнистых добавок с латексом бутадиен-стирольного каучука
(смоченного водой; растворами ПАВ, коагулирующего агента,
подкисляющего агента, серумом) ввод его с подкисляющим,
коагулирующим агентами и серумом является наилучшим.

2. Разработанный способ ввода волокнистой добавки
позволяет достичь равномерного её распределения в каучуковой
матрице и снизить количество образующейся мелкодисперсной
крошки каучука и её потери с водной фазой.

3. Предложенный способ ввода волокнистых добавок в каучук
позволяет получить вулканизаты со свойствами, не уступающими
стандартным образцам.

Апробация работы

Основные результаты работ докладывались на: Материалы
международной конференции «Проблемы экологического

мониторинга». Италия (Рим). 2011; Материалы VII науч.-практ. конф. «Экологические проблемы города Воронежа и перспективы их решения». Воронеж. 2011, 2013; 5 Всерос. науч.-практ. конф. с международ. участием «Экологические проблемы промышленных городов». Саратов.- 2011, 2013.

Достоверность результатов полученных в работе, обоснована
достаточным объемом теоретических и экспериментальных

исследований, применением современных инструментальных и физико-химических методов анализа с использованием стандартных методов испытаний и апробацией в лабораторных условиях.

Публикации.

По теме работы опубликовано 14 работ в виде статей и тезисов докладов. Получено 1 патент РФ на изобретение.

Структура и объем работы.

Коагуляция латексов низкомолекулярными катионными реагентами

Применение "Белкозина М" в качестве добавки к хлориду натрия при выделении бутадиен-нитрильного каучука СКН-26 СМ в количестве 3,0 % на каучук позволяет резко снизить расход неорганической соли [33].

Обнаружено [34,35] что, применение вместо хлорида натрия белковых коагулянтов обеспечивает более высокое значение индекса сохранения пластичности каучука при тепловой обработке, т.е. повышает стабильность каучука при тепловом старении. Это обусловлено [36] способностью белков связывать металлы переменной валентности, которые являются катализаторами окисления каучука.

При всех своих достоинствах белковые коагулянты имеют су-щественный недостаток - неустойчивость при хранении (вследствие развития микрофлоры, разложения), что сопровождается снижением коагулирующей активности, загазованности производственных помещений. При их использовании также возникают трудности, связанные с высокой чувствительностью процесса выделения каучука к изменениям рН среды. Этих недостатков лишены коагулянты на основе синтетических водорастворимых полиэлектролитов, среди которых наиболее перс-пективными представляются высокомолекулярные четвертичные соли аммония. Они представляют интерес благодаря сочетанию высокой поверхностной активности и эффективности флоккулирующего действия с бактерицидным действием, характерным для кватернизованных соединений аммония [37]. В работах [37-54] представлены результаты прикладных и научных исследований, посвященных возможности использования для выделения каучуков из латексов водорастворимого катионного полиэлектролита поли-N,N-диметил-N,N-диаллиламмонийхлорида (ПДМДААХ), выпуск которого осуществляется в промышленных масштабах под торговой маркой ВПК-402. Его структурное звено может быть представлено формулой:

Данный коагулирующий агент активно работает в широком интервале значений рН, может использоваться как самостоятельно, так и в сочетании с другими коагулирующими агентами (неорганическими солями, белками). Полнота коагуляции бутадиен-стирольных латексов (СКС-30 АРК, АРКП и др.) достигается при расходе ПДМДААХ 1,8-2,5 кг/т каучука. Использование ПДМДААХ позволяет снизить расход подкисляющего агента (серной кислоты) до 8-12 кг/т каучука (против 12-18 кг/т каучука при коагуляции хлоридом натрия).

ПДМДААХ может быть с успехом использован для выделения каучуков из латексов, получаемых как с масляным наполнителем, так и без него. В работах [39-41,44] разработаны и предложены два варианта способов выделения маслонаполненных бутадиен-(a-метил)стирольных каучуков из латексов с помощью ПДМДААХ. По первому варианту ПДМДААХ используется самостоятельно, а по второму - в сочетании с другими коагулирующими агентами (хлоридом натрия и/или белковым компонентом).

По первому способу раствор ПДМДААХ подается в латекс в виде его эмульсии в масле. Данная эмульсия готовится путем смешения масла ПН-6, содержащего предварительно введенные в него антиоксиданты (ВС-1, ВТС-150 и др.), с 5-40 % водным раствором ПДМДААХ при температуре 70-90 оС и интенсивном перемешивании в течение 1 часа. Отмечено, что использование разбавленных растворов ПДМДААХ с концентрацией менее 5,0 % приводит к получению недостаточно стабильной эмульсии, которая при длительном хранении без перемешивания или циркуляции расслаивается. При возобновлении перемешивания расслаивание исчезает, и полученная маслянокоагулирующая система становится вновь пригодной для использования в технологическом процессе. Применение растворов с содержанием ПДМДААХ более 5,0 % расслоение системы на водный и масляный слои практически не наблюдается или проявляется в незначительной степени. Эмульсия сохраняет свою стабильность даже при длительном хранении без перемешивания. По второму способу в латекс при смешении с маслом-наполнителем вводится раствор хлорида натрия (из расчета 20-50 кг/т каучука) в качестве флокулирующего агента, после чего в полученную смесь подается водный раствор ПДМДААХ (0,2-1,5 кг/т каучука). Для достижения полноты коагуляции система в дальнейшем подкисляется водным раствором серной кислоты до рН = 2,5-4,0.

Первые испытания по применению ПДМДААХ в промышленных масштабах были проведены в 1992-1994 гг. на ОАО «Воронежсинтезкаучук». За этот период было изготовлено бутадиен-стирольных каучуков около 300 т. Выпущенные опытные партии имели хорошую однородность по составу и высокие физико-механические показатели и имели положительные отзывы от потребителей. Введение ПДМДААХ в белковые коагулянты позволяет стабилизировать их водные растворы [45]. Аналогичный эффект отмечен и [19] при применении белковых гидролизатов совместно с метацидом - полигексаметиленгуанидингидрохлоридом. Наиболее вероятной причиной этого является образование комплексных соединений ПДМДААХ с белками. Возможность образования таких комплексов косвенно подтверждается результатами работ [57,58]. Высокая антисептическая активность ПДМДААХ позволяет значительно снизить процессы разложения белка, что существенно улучшает и оздоровляет обстановку в производственных помещениях, так как разложение белка сопровождается выделением резкого и неприятного запаха. Введение ПДМДААХ в количестве 0,1 % на белок позволяет практически полностью устранить появление неприятного запаха и обеспечить длительное сохранение водного раствора белка без разложения

Определение поверхностного натяжения

Для изучения влияния содержания полимера в дисперсной фазе исходный латекс разбавляли дистиллированной водой. Концентрацию дисперсной фазы изменяли при этом от 20,7 до 10 %. Процесс коагуляции проводили следующим образом [102]. В емкость, помещенную в термостат, загружали латекс бутадиен-стирольного каучука термостатировали при заданной температуре в течение 10-15 минут и совмещали при постоянном перемешивании c определенными количествами водного раствора четвертичной соли аммония ли его сочетании с хлопковым волокном. После совмещения коагулянта с латексом, смесь перемешивали 1 минуту и вводили подкисляющий агент ( 2,0 % водный раствор серной кислоты). Образовавшуюся крошку каучука отделяли от серума, промывали водой и сушили при температуре 75-80 0С.

Эффективность коагулирующего (флоккулирующего) действия ДМДААХ оценивали гравиметрически (по относительному количеству образующейся крошки каучука), а также визуально – по прозрачности серума.

Аналогичным образом оценивали и полноту вхождения волокон различной природы в Каучук смешивают с ингредиентами при температуре 45-55 0С на вальцах. Ингредиенты вводят равномерно по всей длине волокна.

Вначале производится вальцевание каучука при зазоре 1,2 - 1,4 мм. Через 30 с делается подрезка смеси на 3/4 валка с каждой стороны. Операция вальцевания длится 5 мин. Далее вводится половина массы углерода технического, смесь подрезается на 3/4 валка по одному разу с каждой стороны. Через 5 мин вводится вторая часть углерода технического и так же делается подрезка смеси на 3/4 валка по одному разу с каждой стороны. Через 10 мин вводится стеариновая кислота. Вальцевание длится 2 мин. Далее добавляются цинковые белила, 2,2 - дибензтиазолдисульфид и сера. Через 5 мин делается подрезка смеси на 3/4 валка по 3 раза с каждой стороны в течение 2 мин. Затем производится срезка смеси, сдвиг валков до зазора 0, 0,8 мм и пропуск смеси при этом зазоре рулоном 6 раз в течение 2 мин. После этого зазор увеличивается до 2,0 -2,2 мм и смесь пропускается в течение 1 мин при этом зазоре. По истечении 27 мин операции смесь снимается с вальцов.

Вулканизационные характеристики резиновых смесей определяли по ГОСТу 12535-84, по реограммам, снятым на реометре фирмы “Монсанто”. Определяются минимальный и максимальный крутящие моменты, время начала вулканизации, оптимальное время и показатели скорости вулканизации. Сущность метода заключается в измерении во времени крутящего момента при сдвиговой деформации образца, вызываемой колебаниями ротора с биконическим диском при заданной температуре испытания.

Определение вязкости по Муни 10722- Устойчивость образцов к многократному растяжению определяли по ГОСТ 261-67. Для испытания отбирают образцы по допускам на размеры и наносят метки по ГОСТ 270-64. Устанавливают заданную частоту деформации. Температуру в камере доводят до заданной. В соответствии с заданными деформациями образцов, которые определяют по длине рабочего участка, устанавливают независимо друг от друга величины динамического и статического смещения зажимов машин. Величину динамического смещения определяют при помощи отдельного установочного образца, взятого от характеризуемой пробы. Длину рабочего участка l1, мм, при заданной динамической деформации и статической деформации ст = 0 вычисляют по формуле: 0 l0

Установив величину динамического смещения, зажимы фиксируют на минимальном расстоянии друг от друга и закрепляют вниз образцы по установочным меткам так, чтобы исключить во время испытания выползание образцов. Зажим перемещают так, чтобы длина рабочего участка образца lст, мм при заданной статической деформации ст = 0 была равна:

Исследование процесса выделения бутадиен-стирольного каучука из латекса полидиметил-диаллиламмоний хлоридом с применением планирования эксперимен

Наиболее перспективными коагулянтами для выделения бутадиен-стирольного каучука из латекса могут служить полимеры и сополимеры на основе ДМДААХ и в частности его гомополимер – ПДМДААХ (ВПК-402), Проведенными исследованиями установлено, что полноту выделения каучука из латекса достигали при расходе ПДМДААХ 3,5-4,0 кг/т каучука. Одним из определяющих факторов процесса коагуляции латекса СКС-30 АРК при использовании в качестве катионного полиэлектролита ПДМДААХ можно считать нейтрализацию заряда латексных частиц, что приводит к падению устойчивости системы. Нейтрализация поверхностного заряда латексных глобул протекает в результате химического взаимодействия катиона коагулянта и аниона ПАВ-стабилизатора, входящего в состав адсорбционного слоя на поверхности латексных частиц. В результате реакции образуется нерастворимый и недиссоциирующий в воде комплекс:

Выделяющийся в результате данного взаимодействия хлорид натрия будет усиливать начавшийся процесс флокуляции. С практической точки зрения целесообразно оценить влияние концентрации ПДМДААХ на полноту выделения каучука из латекса. Интерес к проведению данного исследования основан на том, что в промышленных масштабах ПДМДААХ выпускается в виде водных растворов с концентрацией 40-45 %. Однако, применение растворов с высо-ким содержанием полиэлектролита может привести к концентрационным перепадам в коагулируемом объеме и привести к дестабилизации техногологического процесса. Это связано с тем, что в местах повышенного содержания полиэлектролита в латексе, даже в отсутствии подкисляющего агента, начинается коагуляция с образованием мелкодисперсной крошки каучука. Отмеченное явление приводит к безвозвратной потере каучука в виде мелкодисперсной крошки цехами выделения с серумом и промывными водами. Такое нарушение технологического процесса приводит к снижению производительности и повышению загрязнению сточных вод мелкодисперс- ной крошкой с последующим поступлением её на очистные сооружения. Однако проведенные экспериментальные исследования не подтвердили в полной мере вышеприведенные предположения. Расход катионного полиэлектролита при расчете на 1 т каучука при изменении концентрации ПДМДААХ рабочего раствора с 44,8 до 2,0 % сохранялся практически на том же уровне (табл. 11). Это свидетельствует о том, что возникающие концентрационные перепады в точке ввода катионного полиэлектролита в латекс не приводили к нарушению режимов коагуляции и захвату макромолекул полиэлектролита, образующейся крошкой каучука, что могло Таблица 11

Примечание: расход серной кислоты – 12 кг/т каучука, температура коагуляции 60 оС, концентрация дисперсной фазы 20,7 % бы привести к повышению его расхода. Однако в реальных условиях целесообразно работать с разбавленными растворами катионного поли- электролита, так как это обеспечивает более точное введение в коагулируемую систему и снижает образование мелкодисперсной крошки каучука. Содержание мелкодисперсной крошки каучука в серуме снижалось с 3-7 % . до 0,5-1,5 % .

Влияние температуры на процесс выделения каучука из латекса при использовании в качестве коагулирующего агента ПДМДААХ незначительно (табл. 12). Концентрация дисперсной фазы - одним из важным показателей, способных оказать существенное влияние на расход катионного электроли та. Это связано с тем, что концентрация дисперсной фазы в реальных про мышленных условиях может изменяться в достаточно широких пределах, а это в свою очередь может оказать влияние на расход коагулирующего агента,

Примечание: расход серной кислоты – 12 кг/т каучука, концентрация ПДМДААХ - 1,9 % концентрация дисперсной фазы - 20,7 % как это было отмечено в главе 3.1 при использовании в качестве коагулирующего агента ДМДААХ. Проведенными исследованиями установлено, что концентрация дисперсной фазы в исследованных интервалах не оказало существенного влияния на расход ПДМДААХ (рис 1).

Исследование процесса выделения бутадиен-стирольного каучука из латекса поли-N,N-диметил-N,N-диаллиламмоний хлоридом с применением планирования эксперимента

В данной главе представлены результаты исследований по применению полного факторного эксперимента для оценки процесса выделения каучука из латекса. В качестве факторов, оказываюших наиболее существенное влияние на данный процесс, выбраны: расход ПДМДААХ, концентрация водного раствора ПДМДААХ и температура коагуляции. Исследование влияния этих факторов осуществляли методом полного факторного эксперимента. Опыты проводили на верхнем и нижнем уровне Влияние концентрации дисперсной фазы на полноту выделения каучука из латекса Рис. 1

Примечание: расход серной кислоты – 12 кгЧт-1 каучука, температура коагуляции - 60 оС, концентрация ПДМДААХ – 2,0 % варьирования факторов. Выполняли 8 опытов (N = 23), которые включали все возможные комбинации этих уровней (табл. 13). Для определения дисперсии воспроизводимости опыты дублировали и выполняли в случайном порядке. Дисперсия воспроизводимости S2y = 0,215. Математическая модель, полученная при выполнении полного факторного эксперимента, имеет вид линейного уравнения. После вычисления коэффициентов регрессии и определения их значимости с помощью критерия Стьюдента уравнение приобретает вид : Y = 62,17 + 31,37.x1 – 1,13.x2 – 1,08.x3 + 0,37.x1.x2 + 0,47.x2.x3 Пригодность математической модели для описания изучаемого объекта проверяли с помощью критерия Фишера. Определяли дисперсию адекватности S2ад. = 0,125.

Выделения каучука из латекса бинарным коагулянтом- полидиметилдиаллиламмоний хлорид и хлопковое волокно

Анализ опубликованных исследований в области выделения каучуков из промышленных латексов свидетельствует о том, что описанные в настоящее время в литературе разнообразные органические коагулянты позволяют либо полностью исключить применение неорганических солей, либо значительно снизить их расход. Особое внимание исследователей было обращено на применение различных азотсодержащих органических соединений в технологии производства эмульсионных каучуков. Важное место в ряду коагулянтов занимают низкомолекулярные соли алифатических и ароматических аминов. Однако сведения о возможности их применения в технологии производства эмульсионных каучуков носят отрывочный характер, нет достаточно полного представления об их влиянии на процесс выделения каучука из латекса, свойства получаемых каучуков и резинотехнических изделий на их основе. Кроме того, мало внимания уделено загрязнению и количеству сбрасываемых сточных вод из цехов выделения каучуков из латексов на очистные сооружения. За последние годы, данные по применению полимерных четвертичных солей аммония в технологии выделения каучуков из латексов, свидетельствуют о снижении расхода коагулянтов в десятки и даже сотни раз по сравнению с применяемыми в настоящее время типичными коагулянтами, такими как хлориды натрия, магния, бишофит и др.

В настоящее время вопросам переработки и использования отходов, содержащих волокна различной природы (волокносодержащие отходы текстильных предприятий, швейных мастерских, отслужившие свой срок изделия содержащие волокно и др.) уделяется пристальное внимание. Окончательного ответа на вопрос об их утилизации пока нет до настоящего времени. Поэтому огромные количества волокносодержащих материалов вывозятся в отвал, сжигаются или уничтожаются различными способами. Это приводит к безвозвратной потере ценных продуктов, на изготовление которых израсходованы тонны сырья. В последние годы появились сообщения по применению измельченных волокон в технологическом процессе производства синтетических каучуков. Положительные результаты, полученные по применению четвертичных солей аммония в производстве эмульсионных каучуков, позволяют предположить, что применение их в сочетании с волокнами различной природы должно позволить получить не только наполненный каучуковый композит, но и снизить расход дорогого и дефицитного коагулирующего агента (четвертичной соли аммония). В данной главе рассмотрены процессы выделения бутадиен-стирольного каучука СКС-30 АРК с использованием сочетания ДМДААХ совместно с хлопковым волокном. Проведена оценка влияния размера и содержания хлопкового волокна в бинарном коагулянте на процесс выделения каучука из латекса. Одновременно проводили оценку полноты захвата образующейся крошкой каучука самого волокнистого наполнителя.

Можно предположить, что полнота выделения каучука из латекса в первую очередь должна зависеть от расходов коагулирующего агента, хлопкового волокна и температуры. Проведенными исследованиями установлено, что при использовании для выделения каучука из латекса СКС-30 АРК (сухой остаток 21,7 % .) бинарного коагулирующего агента - ДМДААХ + хлопковое волокно (длина 2-10 мм, диаметр 0,1 мм) (табл. 23-27) уменьшается расход ДМДААХ.

Похожие диссертации на СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИЙ НА ОСНОВЕ ЭМУЛЬСИОННОГО КАУЧУКА, СОДЕРЖАЩЕГО АНИЗОТРОПНЫЕ ДОБАВКИ