Введение к работе
*
Актуальность темы. Сульфенамиды, получаемых из 2-меркаптобензтиазола и
первичных или вторичных аминов, широко используются в резиновой
промышленности в качестве ускорителей процессов вулканизации каучуков. В
настоящее время за рубежом применяются сульфенамиды на основе
диэтиламина, трет-бутил амина, диизопропиламин, циклогексиламина,
дициклогексиламина, морфолина и других аминов. Ассортимент
отечественных сульфенамидных ускорителей ограничен сульфенамидами М и
Ц (на основе морфолина и циклогексиламина соответственно). При этом,
наряду с необходимостью расширения ассортимента сульфенамидов для
отечественной шинной промышленности, в последнее время большое значение
придается экологическим аспектам использования ускорителей. Известно, что
при их хранении и эксплуатации изделий с их использованием в окружающую
среду выделяются канцерогенные нитрозоамины, в частности
морфолиннитрозамин. Сульфенамид ДЦ (ІЧДЯ-дициклогексил^-
бензтиазолилсульфенамид), являющийся эффективным ускорителем вулканизации замедленного действия для производства резиновых изделий, работающих в тяжелых динамических условиях (крупногабаритные шины, амортизаторы и др.) состоит из безопасного дициклогексиламина (ДЦГА), так как достоверно установлено, что дициклогексилнитрозамин не является канцерогенным соединением. Однако сульфенамид ДЦ не выпускается отечественной промышленностью из-за отсутствия необходимой технологии. В связи с изложенным, работа по изучению физико-химических закономерностей основных стадий синтеза сульфенамида ДЦ с целью создания технологии его получения является актуальной.
Цель работы заключается в изучении физико-химических закономерностей стадий синтеза сульфенамида ДЦ и разработке рекомендаций для опытно-промышленного производства.
Для достижения указанной цели необходимо было решить следующие задачи: -осуществить выбор наиболее эффективного метода получения сульфенамида ДЦ;
- изучить физико-химические закономерности основных стадий синтеза
сульфенамида ДЦ;
- исследовать свойства целевого и промежуточного продуктов синтеза.
*В постановке задачи и обсуждении результатов принимали участие д.э.н. Старовойтов М.К. и к.х.н. Рудакова Т.В.
4 Научная новизна. Изучены физико-химические закономерности основных
стадий синтеза сульфенамида ДЦ. Исследована взаимная растворимость в тройных системах «ДЦГА-растворитель-вода» при различных температурах и установлена зона однородности системы. Исследованы кинетические параметры реакции образования промежуточного дициклогексилхлорамина (ДЦХА) и сульфенамида ДЦ. Исследованы свойства и термическая устойчивость ДЦХА в растворе изопропанола и установлено, что при температурах более 50С, а также в присутствии металлов переменной валентности устойчивость ДЦХА снижается. Исследована коррозионная активность сред при получении сульфенамида ДЦ и предложены соответствующие материалы для изготовления оборудования. Исследован термолиз и гетерогенный гидролиз сульфенамида ДЦ, установлены продукты распада, предложен механизм разложения, а также установлены условия для организации сушки. Исследованы санитарно-токсикологические и мутагенные свойства сульфенамида ДЦ и установлено, что сульфенамид ДЦ относится к соединениям 3-го класса опасности и не обладает канцерогенным эффектом. Практическая ценность работы. Разработана и реализована на ОАО «Волжский Оргсинтез» опытная технология производства нового отечественного ускорителя серной вулканизации сульфенамида ДЦ. В технологии снижено количество отходов на 1 т продукта за счет организации рециклов дициклогексиламина и изопропанола. Выпущена опытная партия сульфенамида ДЦ в количестве 10 тонн. В специализированных организациях и на ряде шинных заводов получены заключения о высоких эксплутационных свойствах сульфенамида ДЦ, как ускорителя вулканизации замедленного действия в рецептурах брекерных резин. При этом цена полученного сульфенамида ДЦ ~ 30-50% ниже цены выпускаемых зарубежных аналогов. Апробация работы. Результаты работы докладывались на VII-й, ІХ-й и Х-й конференциях «Сырье и материалы для резиновой промышленности» (Москва, 2000, 2002, 2003 г.г); на 3-й Всероссийской научно-технической конференции «Новые химические технологии: производство и применение.» (Пенза, 2001 г); на 16-ом международном конгрессе по химии и инженерным процессам «CHISA 2004» (Прага,Чехия, 2004г), на Межрегиональной научно-практической конференции «Взаимодействие научно-исследовательских подразделений промышленных предприятий и вузов по повышению эффективности производства.» (Волжский, 2004г), на XI международной
5 научно-технической конференции «Наукоемкие химические технологии-2006»
(Самара 2006г.).
Публикации. По материалам работы получен 1 патент, опубликованы тезисы
12 докладов на всероссийских и международных конференциях и 3 статьи в
ведущих рецензируемых журналах рекомендуемых ВАК.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 103 страницах
машинописного текста, состоит из введения, 3 глав, выводов, списка
литературы и приложений на 38 страницах. Включает 27 таблиц и 22 рисунка.
Список литературы содержит 92 наименования.
