Способ коагуляции синтетических латексов

Способ коагуляции синтетических латексов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И E ()536)93

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Саюэ Советских

Сациалистичесиих

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.12.73 (21) 1979604/05 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.11,76. Б?оллете??ь Хе 43 (45) Дата опубликования описания 28.01.77 (51) М.К з С 08 С 1i15

1осударстеенныи комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 678.04).6 (088.8) (72) Авторы изобретения А. С. Доронин, 3. М. Румянцева, Л. В, Космодемьянский, Е. П. Копылов, С. Г. Юхнович, 3. Г. Лазарянц, СИНТЕТИЧЕСКИХ ЛАТЕКСОВ

Изобретение относится к спосооу коагуляции,растворами электролитов синтетических латексов ненасыщенных полимеров, полученных при использовании в качестве эмульгатора солей карбоновых кислот (стеариновой, олеиновой, синтетических жирных кислот, смоляных кислот канифоли и других или их комбинации).

Известен способ коагуляции синтетических латексоB растворами электролитов: различных солей (хлориды натрия, бария, кальция, магния, железа, азотнокислый кальций, уксуснокислый кальций и другие) и кислот (соляная, уксусная, серная и другие) (1).

iB производстве каучуков общего назначения основными электролитами для коагуляции латекса являются хлористый натрий и серная кислота (2).

Выделение .низкомолекулярных каучуков также осуществляется раствором хлористого натрия в сочетании с серной кислотой (3).

Хлористый натрий, используемый для коагуляции латексов предварительно очищают от механических примесей и ионов двухвалентных металлов, для чего необходимы фильтры-катиониты, емкости .и производственные площади. Применение хлористого натрия предполагает тщательную отмывку коагулюма от водорастворимых примесей с целью получения конечного продукта с содержанием золы менее 0,6%. Для отмывки используют умягченную воду, расход которой для высокомолекулярных каучуков составляет 20 — 30 м /т каучука, а для низкомолекулярных сополимеров

60 вЂ,80 ма/т каучука. При коагуляции латексов некоторых низкомолекулярных каучуков (например, латекса оутадиен-Р-диэтиламиноэтилметакрилатного каучука СКАЭ-10%) с применением раствора хлористого натрия не удается получить каучук с содержанием золы менее 1,5 — 2,0 /, даже при большом расходе промывной воды (более 90 м /т каучука). В процессе выделения высокомолекулярных структурированных каучуков р|аст1ворами хлористого натрия и серной кислоты образуется крошка малого размера (1 — 2 мм), что Ilp?Iводит к потерям каучука при отделении его от серума и с промывными водами.

Целью изобретения является получение крупной крошки каучуков, уменьшение содержания .в них золы и сокращение расхода воды на промывку. Поставленная цель достигается тем, что в

25 латекс перед обработкой кислотой вводят

16 — 17 /о-ный раствор гидролизованного полиакрилонитрила в количестве 0,5 — 4,0 вес. ч. на 100 вес. ч. каучука.

Использование гидролизованного полиза акрилонитрила вместо хлористого натрия по5Ш93

Таблица 1

Условия коагуляции латексов высокомолекулярных и иизкомолекуляриых сополимеров

- Й о,þoК О

=/ V о " с" оо» о5-о

Ьо Е о о

Расход электролитов, кг)т каучука

Г о о о . а Ю

Л а

et) Б «а

CJ а

Е Са о о ->

» а а3

D .

> . о а5 аа а

ill д

Й о ( о о.о аа

o î и о а

D ( о

Х

О

О о

Х рН серума

Пример, тип каучука

NaC1

Н2504

16,8

2,2

2,3

12

15

14

16,8

2,3

2,4

30,5

10

500

5,1

5,4

16,8

20

3,0

3,0

18,5

16,8

10

100

2,!

2,2

16,8

18

30

130

17

2,4

2,5

16,8

130

12

2,4

2,3

1,0

500

5,0

5,4

8,0

2,5

2,4

14

30,5

20

500 зволяет в 2 — 4,раза сократить количество умягченной воды для промывки каучуков перед их сушкой. Следует отметить, что даже при полном исключении промывки содержание золы в каучуке составляет лишь 0,15—

0,35%, что значительно ниже нормы, предусмотренной техническими условиями на каучуки

Полная замена хлористого натрия раствоРом гидРолизованного IIOJIHBKPHJIOHIITPHJIR при коагуляции латекса приводит к получению укрупненной крошки каучука размером

5 — 10 мм, и тем самым улучшаются условия выделения каучука, исключаются его потери при отделении крошки коагулюма от серума и при цромывке.

Коагуляция латексов указанных полимеров растворами гидролизованного полиакрилонитрила и кислоты наблюдается только в том случае, если каучуки получены при использовании в качестве эмульгатора различных солей карбоновых кислот (обычно солей натрия или калия).

Пример 1. Для коагуляции берут латуке высокомолекулярного сополимера диви1 СКС-ЗОАРКП

Опыпгный

Контрольный

2 СКС-ЗОПС

Опытный

Контрольный

3 СКАЗ-10Ж

Опытный

Контрольный

4 СКН-40Ж

Опытный

Контрольный

5 СКС-25МВП-5Ж

Опытный

Контрольный

6 СКД-Ж

ОпытныЙ

Контрольный

7 СКС-ЗОАРКП

Опытный

Контрольный

8 СКАЭ-10Ж

ОпытныЙ

Контрольный

9 СКС-ЗОПС

Опытный

Контрольный нила со стиррлом СКС-ЗОЛР1(П с сухим остатком 21%. 300 мл латекса, запразленного неозоном Д (1,5% на каучук), помещают в стеклянный стакан и при перемешивании приливают 5,5 мл 16,8%-ного раствора гидролизо ванного полиакрилонитрила. После перемешиванпя в течение 5 мин к флокуляту добавляют 79 лл 2,4%-ного, раствора серной кислоты. При рН 2,2 наблюдается полная коl0 агуляция латекса. Каучук, выделенный в виде крошки, отделяется от серума и промывается 750 лил дистиллированной воды при перемешивании в течение 10 мин. Затем каучук отжимают и сушат в сушильном шкафу при

90 — 100 С.

Контрольный образец каучука получен коагуляцией латекса растворами хлористого натрия и серной кислоты с последующей промывкой и сушкой.

Сравнительная оценка условий коагуляции и расходных коэффициентов электролитов и промы вных вод приведена в табл. 1; физикомеханические и химические показатели кау25 чуков — в табл. 2.

53Я93

Таблица 2

Влияние способа выделения каучука из латекса на их свойства

Коагуляция растворами гидролизованного полиакрилонитрила и серной кислоты в примере

Коагуляция растворамн хлористого натрия и серной кислоты в примере

Показатель

1 7

2 9

1 7 2 9

СКС-ЗОАРКП I СКС-ЗОПС

СКС-ЗОАРКП

СКС-ЗОПС

Физико-механические показатели

52

48

5!

620

600

615

600

2,5

| 285 660

2,6

2,5

Предел прочности при разрыве, кгс/см

280

280

184

280

182!

182

Относительное удлинение, %

Эластичность по отскоку, %

Остаточное удлинение, %

665

660

660

290

300

295

300

50

50

41

13

18

18

l7

Химические показатели

Потери массы при 105 С, %

Содержание золы без талька, 0,29

0,21

0,41

0,29

0,40

0,22

0,38

0,40

0,33

0,!2

0,33

0,30

0,l3

0, l4

0,13

0,30

0,2

0,3

0,2

0,3 отс отс

6,0

6,1

6,0

3,3

3,4

6,0

6,1

6,0

6,1

3,4

3,4

3,3

Содержание неозона Д, 1,51

1,42

1,40

1,40

1,39

1,45

1,5!

1,50

Содержание металлов, %: медь . железо

0,0002

0,009

0,0002

0,009

0,0003

0,007

0Ä0003

0,007

0,0003

0,006

0,0003

0,006

0,0002

0,008

0,0002

О,ОС8

3,4

6,1

6,1

6,0

3,4

З,З

6,0

3,4

1,39 1,42

Содержание неозона Д, 0

1,5!

1,51

l,50

1,40

1,4С

1,45

Содержание металлов, %: медь железо

0,0002

0,009

0,0002

0,009

0,0003

0,007

0,0003

0,007

0.0003

О,С06

0,0002

0,008

0,0003

0,006

0,0002

0,008

Пример 2. Для коагуляции берут латекс высокомолекулярного структурированного дивинилбензолом сополимера дивинила со стиролом СКС-3ОП|С с сухим остатком 34%.

300 мл латекса, зацравленного неозоном

Д (1,5% на каучук), наливают в стеклянный стакан и при перемешивании приливают 6,1мл

16,8%-ного раствора гидролизованного полиакрилонитрила. После перемешивания в течение 5 мин к флокуляту добавляют 130 мл

2,4%-ного раствора серной кислоты. При рН

2,5 наблюдается полная коагуляция латекса: каучук выделяется в виде крошки размером

5 — 10 мм. Каучук отделяют от серума и промывают 1430 мл дистиллированной воды при

Вязкость по Муни (МБ — 1 — 4 — 100)

Жесткость по Дефо, гс

Восстанавливаемость, мм

Содержание связанных органических кислот, %

Содержание свободных органических кислот, %

Содержание свободных органических кислот, %

Содержание свободных органических кислот, %

1 перемешивании в течение 10 мин. Затем каучук отжимают и сушат в сушильном шкафу при 90 — 100 С.

Контрольный образец каучука получен коагуляцией латекса растворами хлористого натрия и серной кислоты с последующей про:мывкой и сушкой.

Соавнительная оценка условий коагуляции и расходных коэффициентов электролитов и промывных вод приведена в табл, 1; физико-.деханические показатели каучука— в табл. 2. ,П р и и е р 3. Для коагуляции берут латекс низкомолекулярного сополимера дивинила с р-диэтиламиноэтилметакрилатом СКАЭ536193,7

Характеристика низкомолекулярных каучуков

Содержание в каучуке, 2 о о о о

iQ с

v о х

2 х

F ос с а

cqv

Д Ж х

2 х Б о

С0 я, g>v

О) И охи

Пример, тип каучука

3 СКАЭ-107К

Опытный

Контрольный

0,35

1,6

0,4

0,3

3,7

3,9

0,0082

0,0094

1,40

1,44

0,43

0,50

43

4 СКН-40Ж

Опытный

Контрольный

3,6

3,6 0,27

0,39

1,45

1,45

126

129

0,0089

0,0090

0,41

0,40 отс. отс.

5 СКС-25МВП-5)К

Опытный

Контрольный

0,45

0,51

0,26

0,44

3,7

3,9

0,0084

0,0087

1,48

1,48

52

50 отс. отс.

6 СКД-ж

Опытный

Контрольный

4,1

4,0

0,0075

0,0086

0,14

0,30

1,38

1,43

0,34

0,37

38 отс. отс.

7 СКЛЭ-100К

Опытный

Контрольный

3,8

3,9

0,32

1,6

0,3

0,3

0,0090

0,0094

0,40

0,50

1,40

1,44

10Ж, полученный при использовании в качестве эмульгатора калиевых солей синтетических жирных кислот фракции С о — С а (парафинат калия) с сухим остатком 35 lo.

300 мл латекса, заправленного неозоном

Д (1,5% на каучук), наливают в стеклянный стакан, куда при перемешивании добавляют

12,5 мл 16,8%-ного раствора гидролизованного полиакрилонитрила. После перемешивания в течение 5 мин к флокуляту приливают

36,8 мл 10% -ного раствора уксусной кислоты.

При рН 5,1 наблюдается полная коагуляция рактеристика низкомолекулярных каучуков— в табл. 3.

Пример 4. Для коагуляции берут латекс низкомолекулярного сополимера дивинила с нитрилом акриловой кислоты СКН-405К, полученного при использовании в качестве эмульгатора парафината калия, с сухим остатком 36%.

300 мл латекса, заправленного неозоном

Д (1, 5% на каучук), наливают в стеклянный стакан и при перемешивании добавляют

6,4 мл 1,6,8%-ного раствора гидролизованного полиакрилонитрила. После перемешивания в течение 5 мин к флокуляту приливают 194 мл

1,4%-ного раствора серной кислоты. При рН

3 наблюдается полная коагуляция латекса.

Каучук отделяют от серума и промывают

2ООО мл умягченной воды при перемешивании в течение 15 мин. Затем каучук отделяют от промывной воды и сушат при 70 — 75 С под ,вакуумом 600 — 700 мм рт. ст. в вакуум-сушильном шкафу.

Контрольный образец каучука получен коагуляцией латекса растворами хлористого латекса. Каучук отделяют от серума и промывают 2100 мл умягченной воды при перемешивании в течение 15 мин. Затем каучук отделяют от промывной воды и сушат при

70 — 75 С под вакуумом 600 — 700 мм рт. ст. в вакуум-сушильном шкафу. . Контрольный образец каучука получен коагуляцией латекса распворами натрия и уксусной кислоты с последующей промывкой и сушкой.

Сравнительная оценка условий коагуляции и расходных коэффициентов электролитов и промывных вод.приведена в табл. 1; хаТаблица 3 натрия и серной кислоты с последующей промывкой и сушкой.

Сравнительная оценка условий коагуля ции .и расходных коэффициентов электроли15 тов и промывных вод приведена в табл. 1; характеристика низкомолекулярных каучуко в — в та бл. 3.

Пример 5. Для,коатуляции берут латекс низкомолекулярното тройного сополимера 7!0 вес. ч. дивинила, 25 вес. ч. стирола и

5 вес. ч. 2-метил-5-винилпиридина СКС25МВП-5Ж, полученного при .использовании в качестве эмульгатора калиевых солей синтетических жирных кислот фракции С1а — CIa, с сухим остатком 34%. Коагуляция латекса СКС-25МВП-5Ж растворами гидролизованного полиакрилонитрила и серной кислоты, промывка каучука и его сушка осуществляются аналогично примеру 4.

Контрольный образец каучука получен коагуляцией латекса растворами хлористого натрия и серной кислоты с последующей проMbIIBK0H и сушкой.

Сравнительная оценка условий коагуляции и расходных коэф1фициентов электроли536193

5

Формула изобретения

50 и резина», М 9, 1973 г., стр. 10 — 11.

Составитель H. Комарова

Техред Е. Петрова

Корректор И. Симкииа

Редактор Н. Джарагетти

Заказ 1149/1738 Изд. _#_ 329 Тираж 630 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» тов и промывных вод приведена в табл. 1; характеристика низкомолекулярных каучуков в табл. 3.

Пример 6. Для коагуляции берут латекс низкомолекулярного полимера дивинила

СКД-5К, полученного при использовании в 1оачестве эмульгатора калиевых солей синтетических жирных кислот фракции С1о — Сц, с сухим остатком 33,2%.

Коагуляция латекса СКД-5К растворами тидролизованного полиакрилонитрила и серной 1оислоты, промывка каучука и его сушка осуществляются аналогично примеру 4.

Контрольный образец каучука получен коагуляцией латекса растворами хлористого .натрия и серной кислоты с последующей промывкой и сушкой.

Сравнительная оценка условий коагуляции и расходных коэффициентов электролитов и промывных вод приведена в табл. 1; характеристика низкомолекулярных каучуков— в табл. 3.

Пример 7. Для коагуляции берут латекс высокомолекулярного сополимера дивинила со стиролом СКС-ЗОАРКП с сухим остатком 21%. 300 мл латекса, заправленного неозоном Д (1,5% на каучук), помещают в стеклянный стакан и при перемешивании приливают 94 мл 1 /о-ного раствора гидролизованного полиакрилонитрила. После перемешивания в течение 5 мик к флокуляту добавляют 79 мл 2,4 -ного раствора серной кислоты. При рН 2,4 наблюдается полная коагуляция латекса. Выделение каучука, его промывка и сушка осуществляется аналогично примеру 1.

Пример 8. Для коагуляции берут латекс низкомолекулярного сополимера дивинила с р-диэтиламиноэтилметакрилатом

СКАЭ-105К, полученной при использовании в качестве эмульгатора калиевых солей СУКК фр.

Сдо — С в, с сухим остатком 35 /о. 300 мл латекса, заправленного неозоном Д (1,5% на каучук), наливают в стеклянный стакан, куда при перемешивании добавляют 25 мл 8%-ного раствора гидролизованного полиакрилонитрила. После перемешивания в течение 5 мин к флокуляту приливают 37 мл 10%-ного раствора уксусной кислоты. При рН 5 наблюдается полная коагуляция латекса. Выделение каучука СКАЭ-10Ж, его промывка и сушка осуществляются аналогично примеру 3.

iH р и м е р 9. Для коагуляции берут латекс высокомолекулярного структурированного дивинилбензолом сополимера дивинила со стиролом СКС-ЗОПС с сухим остатком 34 /о.

300 мл латекса, заправленного неозоном Д (1,5 /о на каучук), наливают в стеклянный стакан и прои перемеши ва нии приливают 5 мл

20% -ного гидролизованного полиакрилонит,рила. После перемешивания в течение 5 мин к флокуляту добавляют 130 ил 2,4о/о -ного раствора серной кислоты. При рН 2,5 наблюдается полная коагуляция латекса. Выделение каучука СКС-ЗОПС, его промывка и сушка осуществляются аналогично примеру 2.

Применение для коагуляции латекса 1—

20%-ного раствора гидролизованного полиакрилонитрила в количестве 0,5 — 4 вес. ч. на

100 вес. ч. каучука не вызывает изменений условий коагуляции и расходных коэффициентов электролитов и промывных вод, а также физико-механических и химических показателей каучуков (табл. 1 — 3 с дополнениями).

Таким образом, использование раствора гидролизаванного полиакрилонитрила позволяет получить крупную крошку каучуков, значительно уменьшить содержание в них золы .и сократить расход воды на промывку.

Спо"об коагуляции синтетических латексов ненасыщенных каучуков, полученных в присутствии мыл карбоновых кислот, обработкой их кислотами, отличающийся тем, что, с целью получения крупной крошки каучуков, уменьшения содержания в них золы и сокращения расхода воды на промывку, перед обработкой кислотой в латекс вводят

1 — 20%-ный раствор гидролизованного полиакрилонитрила в количестве 0,5 — 4,0:вес. ч. на 1ОО вес. ч. каучука.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Н. И. Смирнов. «Си нтетические каучуки», М.— Л., Госхимиздат, 1949 г., стр. 327—

328 (прототип).

2.,П. А. Кирпичников и др. «Химия и технология HACK», Л., Химиздат, 1970 г,, стр. 398—

399.

3. Л. В. Космодемьянский и др. «Каучук