Изучение возможности применения хлорида аммония для выделения синтетических каучуков из латексов с оценкой свойств получаемых резиновых смесей и вулканизатов

В работе изучена коагулирующая способность хлорида аммония при выделении каучука из латекса СКС- 30АРК.

Хлорид аммония представляет интерес в связи с возможностью снижения расхода неорганического коагулянта, т.к. ионы NH 4 ⁺ больше по размеру и менее гидратированы, чем ионы Na⁺, то должны обладать и более высокой эффективностью коагулирующего действия [5]. Также следует отметить, что хлорид аммония является широко распространенным препаратом, содержится в значительных количествах в отходах некоторых промышленных производств, которые до настоящего времени не нашли своего применения.

Коагуляцию каучукового латекса СКС -30 АРК проводили согласно общепринятой методике с использованием в качестве коагулирующего агента водного раствора хлорида аммония (2, 5, 10, 20, 27 % мас.), подкисляющего агента 1,0-2,0 % мас. водного раствора серной кислоты при температуре от 0 до 95 оС. Процесс выделения каучука из латекса изучали на коагуляционной установке. Коагуляцию проводили при рН = 2,0 - 2,5. Полноту коагуляции оценивали визуально по прозрачности

ВестникВГУИТ, № 4, 201 2 серума и гравиметрически - по массе образующейся крошки каучука. Образующуюся крошку отделяли от серума, промывали теплой водой и после отжатия высушивали в сушильном шкафу при температуре 75-80 ^оС.

Результаты эксперимента показали, что влияние температуры в диапазоне от 0 до 95 оС на процесс коагуляции незначительно.

Как известно из коллоидной химии, повышение температуры влечет за собой уменьшение агрегативной устойчивости и, следовательно, разрушение дисперсной системы, в частности латекса на дисперсионную среду (серум) и дисперсную фазу (коагулюм).

При повышении температуры коагуляции до 95 оС преобладает процесс дестабилизации латексной системы (непосредственно коагуляции), что приводит к уменьшению расхода коагулянта хлорида аммония. Но проведение процесса коагуляции при такой высокой температуре связано со сложностью аппаратурного оформления и большими энергозатратами.

Влияние концентрации раствора хлорида аммония на полноту коагуляции неоднозначно. При введении в латекс раствора с концентрацией 2 % мас. полной коагуляции не достигалось при повышенных температурах, что, по-видимому, связано с усилением процесса гидролиза с увеличением степени разбавления растворов и температуры. Следует отметить, что растворы с концентрациями 5,10, 20, и 27 % мас. обладают практически одинаковой коагулирующей способностью. Однако применение высококонцентрированных растворов хлорида аммония (20, 27 % мас.) приводит к захвату части коагулирующего агента образующейся крошкой каучука, вследствие чего он не принимает дальнейшего участия в процессе коагуляции. Необходимо отметить, что в ранее опубликованной работе [6] было показано, что полнота коагуляции латекса достигается при расходе хлорида аммония ~ 60 кг/т каучука. Такое расхождение экспериментальных данных с ранее опубликованными может быть связано с изменением состава эмульгирующей системы, используемой для стабилизации латекса.

На основе каучука, выделенного из латекса хлоридом аммония, были приготовлены резиновые смеси по общепринятой методике с использованием общепринятых ингредиентов.

В таблице представлены результаты испытаний резиновых смесей и вулканизатов на основе каучука СКС-30 АРК, выделенного из латекса хлоридом аммония.

Анализ представленных результатов показал, что полученные вулканизаты обладают комплексом свойств, близких к вулканизатам на основе каучука, выделенного из латекса хлоридом натрия (стандартный образец).

Таблица

Свойства резиновых смесей и вулканизатов на основе каучука СКС-30 АРК, выделенного из латекса хлоридом аммония

Примечание. Продолжительность вулканизации: числитель - 60 мин; знаменатель - 80 мин.

В результате проведенной работы можно сделать следующие выводы:

• -    процесс коагуляции с использованием хлорида аммония рекомендуется вести при пониженных температурах (не выше 40 ^оС);

• -    так как концентрация хлорида аммония в интервале от 5 до 27 % мас. не оказывает существенного влияния на выход образующейся крошки каучука, то использование растворов хлорида аммония с концентрацией 5 и

  ВестникВГУИТ, № 4, 2012

• 10 % мас. позволит исключить концентрационные перепады и стабилизировать процесс коагуляции. Применение разбавленных растворов (с концентрацией менее 5 % мас.) приводит к снижению коагулирующей способности хлорида аммония;

• - полученные вулканизаты обладают комплексом свойств, не уступающих стандартным образцам.