Влияние дозировки сополимеров на основе N,N-диметил-N,N-диаллиламмоний хлорида на молекулярную массу каучуков в выделяемых фракциях

Образующиеся при эмульсионной полимеризации латексные частицы полидисперс-ны [1]. То есть они содержат в своем составе макромолекулы, обладающие различными значениями молекулярных масс. В одних латексных частицах доминирует присутствие преимущественно макромолекул с невысокими значениями средних молекулярных масс, а в других - с более высокими. Исходя из этого, можно предположить, что процесс коагуляции (флокуляции) данных латексных частиц будет протекать по-разному, то есть их агрегативная устойчивость должна быть различной. Расход коагулирующих агентов для агломерации латексных частиц будет определяться доминирующим содержанием в латексных глобулах макромолекул с высоким или низким значением молекулярных масс.

Молекулярная масса полимера и его молекулярно-массовое распределение (ММР) являются одними из важнейших показателей, характеризующих свойства полимерных материалов [2]. В представленных исследованиях проведена оценка молекулярной массы бутадиенстирольного каучука, содержащегося в выделяемых фракциях, полученных при различных расходах коагулирующего агента. Выделение каучука из латекса проводили в присутствии следующих коагулирующих агентов: сополимеры N,N-диметил-N,N-диаллиламмоний хлорида с малеиновой кислотой (ЧАСМК), аллиловым спиртом (ЧАСАС) и акриламидом (ЧАСАА) при их раз- личных расходах. Рассмотрение данного вопроса имеет важное научное и практическое значение. Анализ литературных данных указал на отсутствие сведений по данному вопросу как в России, так и за рубежом.

Развитие и совершенствование современных технологий синтеза полимеров приводит к появлению новых проблем, изучение которых необходимо для дальнейшего совершенствования действующего производства [3]. В частности, к ним относятся влияние удельного расхода коагулирующего агента на молекулярную массу полимера в выделяемых каучуковых фракциях.

Цель работы - изучение влияния дозировки сополимеров на основе четвертичных солей аммония на молекулярную массу каучуков, содержащихся в выделяемых фракциях.

Процесс коагуляции промышленного латекса проводили согласно методике, описанной в работе [4]. В емкость, помещенную в термостат, загружали латекс бутадиен-стирольного каучука СКС-30 АРК (сухой остаток 19,4 % мас.), термостатировали при температуре 60 оС в течение 10-15 минут и совмещали при постоянном перемешивании c определенными количествами водных растворов катионных электролитов. В качестве коагулянтов использованы водные растворы ЧАСМК (сухой остаток 1,7 % мас.), ЧАСАС (сухой остаток 2,1 % мас.) и ЧА-САА (сухой остаток 1,8 % мас.).

После введения коагулянта смесь перемешивали в течение одной минуты, после чего вводили подкисляющий агент (~ 2,0 % мас. водный раствор серной кислоты) в расчете ~ 12 кг/т каучука. Образовавшуюся крошку каучука отделяли от серума, промывали водой и сушили при ~ 80 оС.

Среднюю молекулярную массу полимера определяли вискозиметрическим методом.

Результаты экспериментальных данных, приведенные в таблице 1, показывают, что полнота выделения каучука из латекса достигается в случае применения ЧАСМК при расходе ~ 2,0, ЧАСАА - ~ 3,0, а ЧАСАС 6,0 кг/т каучука.

Таблица 1

Влияние расхода ЧАСМК, ЧАСАА, ЧАСАС на полноту выделения каучука из латекса СКС-30 АРК

Примечание: температура коагуляции 60 оС

Оценка молекулярной массы каучука в выделяемых фракциях показала (таблица 2), что она мало зависит от расхода коагулирующих агентов. Отклонения в значениях средних молекулярных масс находятся в пределах ошибки опыта и не превышает 10 % мас. Однако при этом можно отметить тенденцию к небольшому её возрастанию с увеличением расхода коагулирующих агентов. Следовательно, в коагуляционном процессе равнозначно принимают участие все латексные глобулы, независимо от присутствия в них макромолекул каучука с различными значениями молекулярных масс.

Таблица 2

Влияние расхода ЧАСМК / ЧСААА /

ЧАСАС на молекулярную массу каучука в выделяемых фракциях

В ионизированном состоянии полимерные соли аммония взаимодействуют с анионактивными поверхностно-активными веществами (ПАВ), выполняющими роль эмульгаторов латекса с образованием нерастворимых комплексов [5]. Это приводит к нарушению агрегативной устойчивости латекса как по нейтрализационному механизму, так и за счет проявления мостикообразования между частицами.

Таким образом, показано, что при проведении коагуляции латекса СКС-30 АРК сополимерами на основе К,К-диметил-К,К-диаллиламмоний хлорида расход не оказывает существенного влияния на молекулярную массу каучуков в выделяемых фракциях.