Диссертация (1091276), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Вместе с тем ферменты вызывают денатурацию белков,проявляющуюся в понижении их растворимости. Все это в совокупности приводит к дестабилизации системы, и она коагулирует.Процесс, аналогичный самопроизвольной коагуляции латекса, можетбыть вызван прибавлением к нему электролитов – кислот и солей.
Этот способприменяется при получении плантационных сортов каучука.Глобулы латекса заряжены отрицательно, и поэтому коагулянтомявляется катион электролита. Если самопроизвольная коагуляция наступает вмомент, когда pH становится равным 6,6-6,9, то коагуляция при действииминеральных и органических веществ происходит при pH, равном 4,4-4,9,т. е. при значении, характерном для изоэлектрической точки белков. Этосвидетельствует о важной роли белков в процессах стабилизации и коагуляциилатекса. При получении плантационных каучуков коагуляцию проводятмуравьиной, щавелевой или уксусной кислотами [21].Коагуляция под влиянием различных воздействий происходит врезультате денатурации и других необратимых изменений веществ защитной 18оболочки глобул латекса.
К этим воздействиям, прежде всего, относятсязамораживание и нагревание, а также энергичное перемешивание латекса. Впоследнем случае коагуляция вызывается тем, что защитные вещества теряютрастворимость, попадая в поверхностные пленки образующейся пены. Присильном разбавлении латекса защитные вещества десорбируются с поверхностиглобул, в результате чего латекс астабилизуется и флокулирует.Чтобыпредотвратитьсамопроизвольнуюкоагуляцию,клатексуприбавляют около 0,5% аммиака. При этом pH латекса увеличиваетсяприблизительнодожизнедеятельность10исоздаетсямикроорганизмовсреда,ивкоторойдействиепрекращаетсяферментов.Латекс,консервированный аммиаком, может храниться в течение нескольких лет [12].Существуют и другие способы консервирования латекса, в частностиконсервированиепутемприбавленияклатексуформальдегида,буры,бисульфита натрия, фенола и его производных (пентахлорфенолята натрия, 2хлор-5-метилфеиола, 2,4,6-трихлорфенола, n-хлор-м-ксиленола и др.) [1].Хорошимиконсервирующимисредствамиявляютсянекоторыеускорители вулканизации, например цинковая соль меркаптобензотиазола идиэтилдитиокарбаматцинка.Дляпромышленногоприменениялатексапотребовалась также разработка приемов его концентрирования.
Несмотря навидимую простоту, эта задача была разрешена только в двадцатых годахпрошлого столетия. В настоящее время описано несколько способовконцентрированиялатекса.Наибольшееприменениеполучилоконцентрирование центрифугированием [1].Различие в плотности глобул (914 кг/м3) и серума (1020 кг/м3) позволяетвоспользоваться центрифугированием для сгущения латекса.
Для этой целиможно применять центрифуги с частотой вращения более 8000 об/мин. Спомощью специальных сепараторов для непрерывного центрифугированияудается получить концентрат латекса, содержащий около 90% сухого вещества.Натуральныелатексыобщего 19назначенияконцентрированныецентрифугированиемисливкоотделением,выпускаютсядвухтипов:высокоаммиачные (тип НА) и низкоамиачные (тип LA) [22].Также концентрирование латекса проводят путем выпаривания, однако сповышением температуры до 70 °С стойкость латекса резко падает, очевидно,вследствие термической денатурации белков.
На поверхности латекса привыпаривании образуется пена, в пузырьках которой на границе разделажидкость — воздух происходит необратимая коагуляция латекса. В результатеэтого в концентрате оказываются твердые включения, которые ухудшаютсвойства изделий.Метод отстаивания приобрел практическое значение после того, какбыло установлено, что процесс ускоряется при добавлении таких веществ, кактрагант, желатин, экстракт исландского мха, альгинат натрия [23].
Путемотстаивания можно получить концентрат с содержанием до 60% сухоговещества. Этот концентрат содержит меньшее количество растворимых в водевеществ, чем исходный латекс, так как они частично остаются в нижнем слое(серуме). Для увеличения устойчивости к концентрату добавляют щелочныестабилизирующие вещества[23].К натуральным латексам специального назначения относятся латексыдвойного центрифугирования, латексы, вулканизация полимера которыхосуществляется непосредственно в латексе - подвулканизованные латексы, атакже депротенизированные латексы.Натуральные латексы двойного центрифугирования характеризуютсянизким содержанием некаучуковых веществ, что позволяет получать изделия свысокими диэлектрическими показателями и низким водопоглощением.Натуральные подвулканизованные латексы не требуют изготовлениялатексных композиций и связанного с этим приготовления дисперсийингредиентов (вулканизующей группы).
Кроме того, при их использованииотсутствует необходимость вулканизации изделий при высокой температуре,достаточно лишь термообработка при 60 - 700 С [22]. Все производимые в 20промышленном масштабе подвулканизованные латексы содержат серу и одинилинесколькоускорителейтипадитиокарбаматов,обычноэтодиэтилдитиокарбамат цинка. Латекс загружают в снабженный рубашкойсмеситель, куда вводят остальные ингредиенты смеси.
Аппарат обогреваетсяпропусканием горячей воды через рубашку. После нагревания в течение 3 – 5 чпри 50 – 60 0С или после того, как пробы покажут, что необходимая степеньсшивания уже достигнута, латекс охлаждают до комнатной температуры. Затемего фильтруют. Реакция образования поперечных связей протекает в довольношироком интервале условий, например при температурах от 20 до 90 0С взависимости от стадии процесса.
Однако, при более высоких температурахлатекс способен к дестабилизации и в нем увеличивается содержаниекоагулюма.Для удаления протеинов, способных вызывать аллергическую реакцию,натуральный латекс обрабатывают протеазой (щелочной), анионным ПАВ наоснове сульфонатов, сульфатов или фосфатов и неионогенным ПАВ, например,полиоксиалкиленэфиром[24].депротенизированными.СуществуютТакиелатексыразличныеназываютсяспособыполучениядепротенизированных латексов:-сприменениемвкачестведепротеинизирующихагентовпротеолитического энзима и поверхностно-активных веществ катионного типаили неионогенных с последующим добавлением поверхностно-активныхвеществ такого же типа в качестве активных компонентов латекса [25];- обработка протеолитическим энзимом (щелочной протеазой) иповерхностно-активным веществом для разложения протеинов и затемпромывка в присутствии соли, например, карбоната, бикарбоната, тиосульфата,тетрабората или ацетата натрия, взятой в количестве 1-50 ч.
на 100 ч. каучука влатексе [26];- добавление к депротенизированному латексу термосенсибилизатор ивулканизующий агент, и получение методом макания тонкостенных изделий, 21например, перчаток [27];- обработка натурального латекса протеолитическим энзимом и ПАВ дляразрушенияпротеинов,затемдобавкавнегонеорганическиеилиоргорганические соли с моновалентным катионом, которые удаляются припромывке каучука [28].В последние десятилетия проводится много работ по наполнениюлатексов НК различными не минеральными компонентами и изучению свойствполученныхкомпозиций.Например,введениенаночастицсеребраввспененный натуральный латекс [29], добавка иода в предварительновулканизованный натуральный латекс и его влияние на динамическиемеханические свойства латексных пленок [30], обрабока соляной кислотой и еевлияние на содержание экстрагируемого белка, плотность и прочностныесвойства пленок из натурального латекса [31] и др.2.3.
Применение минеральных наполнителей в латексныхкомпозицияхВсе минеральные наполнители латексов НК представляют собойнеорганические дисперсные вещества различного химического состава.Минеральные наполнители подразделяются на естественно-дисперсные иискусственно-дисперсные минеральные продукты, которые могут, имея однухимическую природу, резко различаться по форме и физическим свойствам.Различают природные (мел, коалин, барит, гипс, тальк, пемза и др.) исинтетические (коллоидная кремнекислота, химически осажденный мел,оксиды титана, цинка, магния, кальция, силикаты кальция и алюминия, фторидкальция и др.) минеральные наполнители [32].Как и при изготовлении композиций из твердого каучука, применениеминеральных наполнителей в латексных композициях преследует цельулучшать физико-механические свойства изготавливаемых изделий, снизить ихсебестоимость, изменить окраску.
Как известно, введение наполнителя на 22стадии латекса имеет ряд преимуществ по сравнению с другими способамивведения наполнителей. Вместе с тем, существует ряд специфическихособенностей применения наполнителей в латексных композициях [33].Усиливающие наполнители в твердых каучуках, какими являютсяразличные марки технического углерода, в латексах, как правило, никакойактивной функции не выполняют, а применяются лишь для изменения окраскии некоторого удешевления готового изделия из латексных композиций. Сувеличением степени наполнения латекса НК тех углеродом, значительноувеличивается вязкость композиций, что затрудняет дальнейшую переработкутаких смесей.Практически все наполнители, применяемые в латексных композициях,приводят к изменению коллоидно-химических свойств латексов, увеличиваютих вязкость, снижают агрегативную устойчивость.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
