Способ выделения синтетических диеновых каучуков
Иллюстрации
Показать всеРеферат
СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ СИНТЕТИЧЕСКИХ ДИЕНОВЫХ КАУЧУКОВ из латексов коагуляцией под действием белковых коагулянтов, отличающийся тем, что, с целью увеличения эффективности , зкономичности И упрощения технологии процесса, в качестве коагулянтов применяют продукты щелочного ИЛИ КИСЛОТНОГО гидролиза шквары от производства мездрового клея или смеси ее с мездрой в массовом с.оотношении от 10:1 до 1:20, призтом гидролизаты содержат 0,5-15 мас.% карбоксильных групп.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
IIO
РЕСПУБЛИН
guf) С 08 С 1/15
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ . К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
g(р, (21) 3528162/23-05 (22) 24.12.82 (46) 30.12.84. Бюл. к 48 (72) В.В.Моисеев, В.В.Косовцев, Л.Д.Кудрявцев, В.Н.Полуместный, В.И.Тамонов, В.А.Самарин, Ю.И.Тебекин, О.К.Попова, З.Н.Маркова и В.С.Ненахов (53) 678.762.021.6(088.8) (56) 1. Кирпичников П;А. и др. Химия и технология синтетического каучука.
M., "Химия", 1970, с. 395-398.
2. Выложенная заявка Франции
И 2470138, кл..С 08 Р 6/22. опублик. 1981 (прототип).,.SU„„1131883 А (54) (57) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ СИНТЕТИЧЕСКИХ ДИЕНОВЫХ КАУЧУКОВ из латексов коагуляцией под действием белковых коагулянтов, отличающийся тем, что, с целью увеличения эффективности, экономичности и упрощеиия технологии процесса, в качестве коагулянтов применяют продукты щелочного или кислотного гидролиза шквары от производства мездрового клея или смеси ее с мездрой в массовом соотношении от 10:1 до 1:20, при этом гидролизаты содержат 0,5-15 мас.Х карбоксильных групп.! 131883 1
Однако при растворении растительных продуктов в щелочи получа- 35 ется не истинный раствор, а трудноразделимые суспензии, которые требуют специального оборудования, что затрудняет применение этой стадии на производстве. Эффективность дейст-40 вия щелочного раствора соевой муки по мере хранения в промьппленных условиях падает. Кроме того, соевая мука, кукуруза, пшеница, арахис, подсолнечник являются пищевыми и кормо- 45 выми продуктами.
Цель изобретения — увеличение ! эффективности, экономичности и упрощение технологии процесса.
Поставленная цель достигается 50 тем, что по способу выделения синтетических диеновых каучуков из латексов коагуляцией под действием белковых коагулянтов, в качестве.коагулянтов применяют продукты щелочного 55 или кислотного гидролиэа шквары от производства меэдрового клея или ее смеси с мездрой в массовом соотИзобретение относится к производству синтетических каучуков, в частности к стадии выделения их из латексов, и может быть, использовано в нефтехимической промьппленности. 5
Известен способ выделения синтетических каучуков из латексов с помощью хлористого натрия и серной кислоты (1j .
В зависимости от марки каучука расход хлористого натрия составляет в среднем 190-250 кг на 1 т каучука.
Объем производства эмульсионных каучуков исчисляется сотнями тысяч тонн, в водоемы страны сбрасывается громадное количество хлористого натрия, что наносит непоправимый ущерб окружающей среде.
Наиболее близким к предлагаемому является способ выделения синтети- 20 ческих диеновых каучуков из латексов коагуляцией под действием белковых коагулянтов растительного происхождения. В качестве белковых коагулянтов применяют раствор полисахарида 25 и протеинового вещества растительного происхождения. Раствор полисахарида и протеинового вещества растительного происхождения готовится путем растворения в щелочной воде кукурузного Зр крахмала, соевой муки, пшеничной муки, арахисовой муки, подсолнечника (2) . ношении от 10:1 до 1:20, при этом гидролизаты содержат 0,5-15 мас.Х карбоксильных групп.
Пример 1. Шквару (остаток от варки мездрового клея) измельчают на куски размером 1-2 см, промывают умягченной водой. 100 г шквары перемешивают в колбе с обратным холодильником с 30 мл 27Х-ного раст\ о вора серной кислоты при 100 С в течение 10 ч. Реакционную смесь отфильтровывают; получают 56 мл белкоsoro гидролизата шквары с сухим остатком 10,1 мас. Х и содержанием карбоксильных групп 2,8 мас.X. Аналогичные результаты получают, если используют 0,2Х-ный раствор серной кислоты нли концентрированную серную кислоту в соответствующих количествах.
Пример 2. Мездру зольную по ОСТ 17-442-74 и шквару измельчают на куски 1-2 см, промывают умягченной водой и 2Х-ным водным раствором сульфата аммония до рН промывных вод
7,0, еще раз промывают умягченной водой. 100 r шквары и 200 r мездры зольной (соотношение шквара:мездра
1:2) перемешивают в колбе с обратным холодильником с 45 мл 1Х-ного водного
О раствора гидроокиси натрия при 120 С в течение 11 ч. Реакционную смесь отфильтровывают, получают 200 мл белкового гидролизата смеси шквары и мездры с сухим остатком 8,2 мас.Х и содержанием карбоксильных групп
5,6 мас,Х.
Пример. 3. Шквару и мездру зольную по ОСТ 17-442-74 промывают умягченной водой, измельчают-до размеров кусков 1-2 см, промывают
2Х-ным водным раствором сульфата аммония до рН промывных вод 7,0, еще раз промывают умягченной водой. 5 r шквары и 100 г мездры зольной (весовое соотношение шквара:мездра 1:20) перемешивают в колбе с обратным холодильником с 30 мл 27Х-ного раствора серной кислоты при 90 С в течение
10 ч. Реакционную смесь отфильтровывают, получают 87 мл белкового гидролизата смеси шквары и мездры с сухим остатком 9,5 мас.Х и содержанием карбоксильных групп 2,4 мас.X.
Аналогично получают гидролизаты -смеси шквары и мездры с соотношением шквара : мездра 1:5, 1:1, 5:1, 10:1, Сухой остаток полученных гидроли11318
3 затов соответственно равен 7,0;
9,1; 10 5; 12,2 мас., содержание карбоксильных групп — 1,0; 3>1;
7,8; 15 мас. .
Пример 4. B 100 мл серийного 5 латекса бутадиен-стирольного каучука
СКС-ЗОАРКП с сухим остатком 21,4 мас. Х, нагретого до 60 С, вводят при перемеФ шив анни 0,42 мл 10,1Х-ного гидролизата шквары, полученного по примеру 1,10 что составляет 2 кг на 1 т каучука.
После перемешивания в течение 5 мин добавляют 1 -ный водный раствор серной кислоты до рН 2, перемешивают 15 мин.
Коагуляция проходит полностью. Полу- f5 ченную крошку каучука отделяют, промывают и сушат при 70 С.
В контрольных опытах, чтобы скоагулировать латекс в лабораторных условиях, потребовалось 210 кг хлористого 20 натрия или 5 кг соевой муки из расчета на 1 т каучука.
Пример 5. В 100 мл серийного латекса бутадиен- стирольного каучука
СКС-30АРКМ-15 с сухим остатком 25
21,0 мас.Х, нагретого до 60 С, вводят а
0,5 мл 10,1Х-ного гидролизата шквары, полученного по примеру 1, что составляет 0,24 мас. на каучук. После перемешивания в течение 5 мин вводят о
4,1 г нагретого до 80 С минерального масла ПН-6. Перемешивают 5 мин и добавляют. 1Х-ный водный раствор серной кислоты до рН 3,8. Перемешивают 15 мин.
Коагуляция проходит полностью. Полу35 ченную крошку каучука отделяют, промывают умягченной водой и сушат при
60 С.
II р и м е р 6. В 100 мл серийного латекса бутадиен-ф-метилстирольного
40 каучука СКИС-ЗОАРКМ-15 с сухим остатком 20 9 мас. . нагретого по 60 С, вводят 1,5 мл 5,6 -ного гидролизата смеси шквары и мездры, полученную по примеру 2, что составляет 0 4 . на
45 каучук. После перемешивания в течение 5 мин вводят 4,1 .r нагретого до 80 С
0 минерального масла ПН-6, что составляет 16,4 мас. на каучук. Перемешивают 5 мин и добавляют 1Х-ный вод50 ный раствор серной кислоты до рН 2.
Перемешивают 15 мин. Коагуляция проходит полностью. Полученную крошку каучука отделяют, промывают умягченной водой и сушат при 70 С.
Пример 7 ° В 100 мл серийнога латекса бутадиен-стирольного каучука СКС-ЗОАРКП с сухим остатком
83 4
21,4 мас. ., нагретого до 55 С9 вводят при перемешивании 0,84 мл гидролизата смеси шквары и мездры, полу ченную по примеру 3, с сухим остат- ком 9,5 мас.Х и с соотношением шквара : мездра 1:30, что составляет
0,37 мас.Х гидролизата на каучук.
После перемешивания в течение 5 мин добавляют 1 -ный водный раствор серной кислоты до рН 2, перемешивают
15 мин. Коагуляция проходит пол ностью, серум прозрачный. Полученную крошку каучука отделяют, промывают и сушат при 70 С. Аналогично провоо дят коагуляцию с гидролизатамИ смеси шквары и мездры в разных соотношениях, полученными по примеру 3.
Расход гидролизатов приведен в таблице.
Приведенные результаты по расходу предлагаемых коагулянтов подтверждают высокую эффективность их действия.
Учитывая эффективность действия наиболее предпочтительными являются гидролизаты с содержанием карбоксильных групп 0,5-15 ..
Пример 8. К 200 мл латекса полиизопренового каучука с сухим остатком 19,2 мас.Х, нагретого до
О
60 С, добавляют при перемешивании
1 мл белкового коагулянта, полученного по примеру 2, что составляет
0,42 мас.Х на каучук. Латекс подкисляют 1Х-ным раствором серной кислоты до рН 2. Каучук получают в виде крупной крошки, которую отделяют, промывают умягченной водой и сушат.
Пример 9. Опыт проводят.по примеру 4 с использованием латекса бутадиен-(4-метилстирольного каучука
СКИС-30АРК с сухим остатком 20,7 мас.Х и гидролизата шквары, полученного по примеру 1. Наблюдается полная коагуляция латекса при добавлении гидролизата из расчета 2,1 кг на 1 т каучука.
Пример 10. Опыт проводят по примеру 4 с использованием латекса бутадиен-стирольного каучука СКСЗОАРКПН с сухим остатком 22,1 мас.Х и гидролизата смеси шквары и мездры, полученного по примеру 2. Полная коагуляция латекса наблюдается при добавлении гидролизата из расчета
2,0 кг на 1 т каучука.
Пример 11. Опыт проводят по примеру 4 с использованием латекса бутадиенового каучука СКД с сухим
883
Содержание карбоксильных Расход гидролизата, групп, 7. мас. 7.
Соотношение шквара:мездра
0,40
2,4
1:20
0,5
0,35
1:5
0,32
3,1
0,25 7,8
5:1
10:1
0,25
15,0
0,65
0,73
16,2
18,1
ВНИИПК . Закаа 9715/20 Тиреж 468 Подписаое
Фядшап ШВ "Патеат", r. Укзород, уп.йроектнаа,4
3 1131 остатком 23,0 мас.Ж и гидролизата шквары и мездры, полученного по примеру 2. Полная коагуляция латекса наблюдается при добавлении гидролизата иэ расчета 3,5 кг на 1 т каучука.
Пример 12. Опыт;проводят по примеру 4 с использованием латекса бутадиен-нитрильного каучука СКН-40 с сухим остатком 20 мас.Х и гидро- . 10 лизата шквары и мездры, полученного по примеру 3 (сухой остаток 9,5мас;Ж).
Коагуляция латекса наблюдается при добавлении гидролизата в количестве
20 кг на 1 т каучука. 15
Пример 13. Опыт проводят по примеру .4 с использованием.латекса бутадиен-Ж-метилстирольного каучука СКИС-30APKN-27 (сухой остаток
19,9 мас.Х) с добавлением масла ПН-6 20
27 мас.X на каучук и гидролизата шквары, полученного по примеру 1.
Полная коагуляция латекса наблюдается при применении гидролизата из расчета 1,5 кг на 1 т каучука. 25
Таким образом, применяемый по предлагаемому способу коагулянт получают из доступного дешевого сырья — отходов производства мездрового клея (шкварой), которые выбрасы-щ ваются ввиду отсутствия рациональных путей утилизации. Шквара может использоваться для получения коагулянта как самостоятельно, так и в смеси с друГид1 олиз в течение 24 .ч.
ФФ
Гидролиз в течение 30 ч. гими многотоннажными отходами кожевенного производства обрезью, мездрой (подкожной клетчаткой внутреннего слоя кожи).
Все стадии производства коагулянта просты в технологическом исполнении.
Получаемый раствор коагулянта устойчив во времени в отличие от щелочных экстрактов растительных белков сои.
Белковый гидролизат шквары не меняет своей эффективности спустя 30 сут после получения. Получаемый из шквары коагулянт высокоэффектнвен и при дозировке 3-5 кг на 1 т каучука вызывает полную коагуляцию латекса. В случае рецикла серума на коагуляцию выделение 1 т каучука удается провести с помощью 0,5-1,0 кг предлагаемого продукта.
Применяемый коагулянт удобен в транспортировке: его перевозят в цистернах, перекачивая насосами (без применения ручного труда), поскольку он представляет собой жидкость.
Предлагаемый способ позволяет решить одновременно две проблемы: уменьшить загрязнение окружающей среды органическими отходами кожевенных заводов и исключить засоление водоемов хлористым натрием, попадающим в водоемы в составе химстоков заводов синтетического каучука.