Выделение каучука из латекса коагулянтом на основе ацетилцеллюлозного волокна и сополимера диметилдиаллиламмоний хлорида с акриламидом

Никулина Н.С., Пояркова Т.Н., 2013

Цель работы – применение для выделения каучуков из латекса СКС-30 АРК ацетилцеллюлозного волокна в сочетании с сополи -мером диметилдиаллиламмоний хлорида с акриламидом.

Процесс коагуляции проводили по об -щепринятой методике[2].

В емкость, помещенную в термостат, загружали латекс бутадиен-стирольного каучука (сухой остаток 20,4 %), термостатировали при заданной температуре в течение 10-15 минут и совмещали при постоянном перемешивании c раствором сополимера диметилдиал-лиламмоний хлорида с акриламидом (концентрация ~ 2,2 %) или его дисперсию с ацетилцеллюлозным волокном. После введения коагулянта систему перемешивали в течение ~ 1 минуты и вводили подкисляющий агент (~ 2,0 % водный раствор серной кислоты) в расчете на ~ 12 кг/т каучука. Образовавшуюся крошку каучука отделяли от серума, промывали водой и сушили при 80-85 0С.

Эффективность коагулирующего (флоккулирующего) действия сополимера диметил-диаллиламмоний хлорида с акриламидом (СДМДААХАА), а также его водной дисперсии с ацетилцеллюлозным волокном оценивали как гравиметрически (по относительному количеству образующейся крошки каучука), так и визуально – по прозрачности серума.

Одновременно проводили оценку полноты захвата волокнистой добавки образующейся крошкой каучука.

В качеств е волокнистой добавки использовали ацетилцеллюлозное волокно, измельченное до размера от 2,0 до 10,0 ± 1.0 мм с диаметром ~ 0,1-0,05 мм.

На первом этапе целесообразно было рассмотреть влияния температуры и расхода СДМДААХАА на процесс коагуляции латекса СКС-30 АРК.

Экспериментально установлено, что с увеличением расхода СДМДААХАА, как и следовало ожидать, повышается масса выделяемой крошки каучука из латекса. Повышение температуры коагуляции с 2 до 95 °С не сопровождается заметным влиянием на эффективность коагулирующего действия СДМДААХАА. Однако при этом можно отметить, что коагуляция лучше всего протекает при температурах, не превышающих 60 °С.

Полученные экспериментальные данные хорошо согласуются с результатами [3] по применению четвертичных солей аммония для выделения каучука из латекса. Наибольшая полнота выделения каучука из латекса (таблица 1) достигалась при расходе СДМДААХАА 3,0 кг/ткаучука.

Таблица 1

Влияние расхода СДМДААХАА на полноту выделения каучука из латекса СКС-30 АРК

Введение ацетилцеллюлозного волокна в СДМДААХАА для выделения каучука из латекса приводит к снижению его расхода (таблица 2) с 3,0 до 2,0-2,5 кг/т каучука.

В такого рода сложных коагуляционных системах одновременно может протекать несколько процессов: гомо-, гетерокоагуляция, гетероадагуляция.

Таблица 2

Влияние расхода бинарного коагулянта на полноту коагуляции каучукового латекса

СКС-30 АРК

При этом может наблюдаться, во-первых, флокуляция латекса под действием катионных полиэлектролитов, сопровождающаяся нейтрализацией отрицательного поверхностного заряда латексных частиц с образованием нерастворимых комплексов. Во-вторых - флокуляция ацетилцеллюлозного волокна. В-третьих - гетерокоагуляция и гетероадагуляция латексных глобул совместно с ацетилцеллюлозным волокном. Однако эти процессы не полностью описывают возможные варианты взаимодействия частиц данной сложной системы. Кроме того, кислая среда, создаваемая при коагуляции бутадиен-стирольного латекса, создает условия для взаимодействия амидных групп, содержащихся в макромолекулах СДМДААХАА с образованием солевой формы, которая может усиливать процесс агломерации и приводить к снижению расхода коагулянта. Соли аммония, как было показано в работе [4], являются коагулируюшими агентами.

Проведенными экспериментальными исследованиями установлено, что полнота выделения каучука из латекса зависит от расхода бинарного коагулирующего агента. С увеличением расхода бинарного коагулянта повышается выход крошки каучука, выделяемой из латекса. Более высокий выход крошки каучука в присутствии данного коагулянта объясняется снижением потерь каучука в виде мелкодисперсной крошки с серумом и промывными водами за счет присутствия ацетилцеллюлозного волокна.

Отдельно следует отметить, что в случае использования двухкомпонентного коагулянта наблюдался меньший разброс в экспериментальных результатах и более высокая их стабильность, что можно отнести к положительным аспектам его применения.

Таким образом, на основе полученных экспериментальных данных можно сделать следующий вывод: использование бинарного коагулирующего агента, состоящего из сополимера СДМДААХАА и ацетилцеллюлозного волокна, позволяет повысить выход и снизить потери каучука в виде мелкодисперсной крошки, уменьшить расход дорогостоящего и дефицитного коагулирующего агента сополимера СДМДААХАА.