Диссертация (1091746), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Введение кремнийорганических веществ в водныеэмульсии полимерных растворов перед отгонкой растворителя в количестве2-10 масс. ч. (на 100 масс. ч. каучука) понижает вспениваемость эмульсий иполучаемых из них латексов в 1,5-7 раз.С точки зрения технического оформления удаление растворителя изэмульсии может осуществляться различными способами: отгонкой подвакуумом в роторных или роторно-пленочныхиспарителях, иногдапоследовательно в несколько ступеней или с применением инертного газа[17].Так, например, в [1] предлагают отгонять растворитель в колоннах старелками в виде наклонных лотков, продуванием через полимернуюсуспензию горячего воздуха или барботированием через нее азота или пара,нагретого до 40—80°С. В других работах этот процесс осуществляют путемроторного испарения при +800С. При этом применяют также частичноевакуумирование, сопровождающееся нагреванием.
[18]В патентной литературе [19] на стадии эмульгирования вводится 0.3 млпротивовспенивателя. Циклогексан удаляют методом вакуумного удалениялетучихкомпонентоввовращающемсястеклянномаппаратепритемпературе 900С. Конечная дисперсия после фильтрации содержит 28%твердого вещества.В других источниках [20] растворитель частично или полностьюудаляют путем его адсорбции на твердом адсорбирующем материале,который нерастворим ни в воде, ни в используемом органическомрастворителе, но совместим с растворителем и несовместим с полимером(например, удаление н-гексана из эмульсии предлагают осуществлять20обработкойееиливулканизированнымцис-1,4-полибутадиеномиливулканизированным этилен/пропил1,4-гексадиен терполимером).В патентной литературе [21] предлагают следующие пути получаютэмульсию типа "вода-масло" и удаляют растворитель в две стадии: перваяпроводится путем удаления летучих фракций при повышенной температуре(50-850С) и атмосферном давлении, а вторая при повышенной температуре(выше точки кипения растворителя, но ниже точки кипения воды) ипониженном давлении (0.2-1 бар),- во время отгонки эмульсия типа "масло-вводе" превращается в водный латекс.В [22] в качестве антивспенивающего агента используют полисилоксанили другое соединение на основе кремния или их смесь в количестве 0,00010,0003% масс.
в расчете на эмульсию. Используются циклы повторногонагревания, посредством которых искусственный латекс, полученный напервой стадии, затем опять нагревается, например, в теплообменнике, исмешивается с эмульсией.Стоит отметить явление механической деструкции, сопровождающейкаждую стадию.
Изучение характеристической вязкости каучуканаразличных стадиях процесса получения дисперсий показало, что некоторыеизних(эмульгирование,гомогенизацияиотгонкарастворителя)сопровождаются деструкцией полимера (рис. 1). Отмечают, что происходитзначительное уменьшение молекулярной массы полимера, что ведет кухудшению свойств конечных продуктов.21Отмечено, что при эмульгировании, например, цис-1,4-полиизопренахарактеристическая вязкость полимера снижается примерно на 20%, чтосоответствует уменьшению средней молекулярной массы приблизительнона 30%, что крайне нежелательно. [16]Средняя концентрация полимера в латексе после отгонки растворителячаще всего варьируется в пределах от 15 до 30%, что требуетдополнительного концентрирования.Для этого были предложены следующие способы: 1) упаривание подвакуумом;2)пользованиемоднократноеилисливкоотделяющихдвукратноеагентов;4)сливкоотделениесцентрифугирование;ис5)ультрафильтрация; 6) электродекантация, 7) фильтрация.
[23]Наиболее распространенным методом является центрифугирование,поскольку позволяет максимально сконцентрировать латексы без потеритекучести (до 60-65%) и в то же время, в отличие, например, от упаривания,удалить из объема латекса весь остаточный ПАВ. Если при эмульгированиисодержание эмульгатора в системе составляет 10 масс. ч. на 100 масс. ч.полимера, то в конечном латексе оно не превышает 3 масс.
ч. То есть вданном случае латексы получаются наиболее «чистыми». [c. 499-502, 1]В литературе приводят следующие данные по коллоидно-химическимсвойствам искусственных латексов [24, 89, 91].Размер частиц латексов — основная их характеристика, определяющаяих коллоидно-химические свойства. В отличие от синтетических латексовискусственные латексы имеют больший размер. Обычное значение среднегодиаметра — 0,3—0,5 мкм.Полидисперсность — вторая их отличительная черта. Если усинтетических латексов максимальный и минимальный диаметры относятсядруг к другу как 3:1 реже 5:1, то для искусственных латексов характерноотношение 10:1 и даже 15 :1.
Таким образом они характеризуютсяотносительно широкой полидисперсностью.22Считают,чтоискусственныелатексы,имеющиеширокоераспределение частиц по размерам, могут быть особенно полезны, когдажелательно повышение содержания твердых компонентов в латексе присохранении низкой вязкости.Поверхностное натяжение. Относительно крупный размер частиц вискусственных латексах — причина малой удельной поверхности разделаполимер — вода. Благодаря этому даже при небольшом содержании всистеме эмульгатора эти латексы отличает 100%-ная адсорбционнаянасыщенностьНапример,исоответственнозначениенизкоеповерхностногоповерхностноенатяжениянатяжение.латексаСКИ,стабилизованного дрезинатом калия, составляет 38—39 мН/м.Устойчивость латекса. В отличие от синтетических латексов дляискусственныхлатексовсуществуетпроблемаседиментационногоразделения.
Речь идет о сливкоотделении. Относительно большой избытокПАВ в системе, содержащей крупные частицы, приводит к связываниючастиц в обратимые агрегаты с выдавливанием избыточной воды вотдельный слой.Агрегативная устойчивость искусственных латексов обеспечивается100%-нойадсорбционнойнасыщенностьюмежфазногослоячастицэмульгатором. Поэтому полимерная суспензия устойчива, например, кмеханическим воздействиям, что является необычным, учитывая крупныйразмер частиц искусственного латекса.Рассмотрим наиболее подробно свойства основных типов полимеров,из которых получают искусственные латекс.1.2 Основные типы искусственных латексовК основным типам искусственных латексов относятся латексы: цис-1,4полиизопрена, цис-1,4-полибутадиена, бутилкаучука, сополимера этилена спропиленом или тройного сополимера с функциональным мономером,23хлорсульфированного полиэтилена, уретановых эластомеров и силоксановыхкаучуков.
В таблице 1.2(1) представлены основные области примененияданных искусственных латексов, а в таблице 1.2(2) их основные коллоиднохимические характеристики.Таблице1.2(1).Основныеобластиприменениянекоторыхискусственных латексов.ПерчаткиМедицинскиеизделияУсиливающиедобавкиГубчатыерезиныКраскиСтроительствоКлеиОтделка кожиИскусственнаякожаБумагаНетканныеизделияАпретированиетекстиляПропиткакордаБитумыПокрытияпищевыхпродуктовАнтикоррозионныепокрытияБутилкаучук1,4-цисполиизопренПолиизобутилен++−Хлорсулифополиэтилен+−+−−−−−−+−+−−+−−−−−−++−−+−−−+−+−−+−−−−−+−−−−+−−+−+−−−+−−+−−−++−−−+−−−−−−−−−−−+−+−+−+−−+++24ИзоЭтиленбутиленпропиленовыйстирольныйсополимерсополимер−−Таблица 1.2(2).
Основные коллоидно-химические характеристикинекоторых искусственных латексов.ПолимерБутилкаучук1,4-цисполизопренХлорсульфополиэтиленСополимеризобутилена истиролаСополимерэтилена ипропиленаПолиизобутилен1,4-цисполибутадиенМассовая доля, %эмульгаторасухогов расчете навеществамассуполимера40-424,5-5,550-522,0-3,045-501,6-2,560-631,6-2,6рН11,5-12,010,5-11,510,5-11,57-1018-3050-11070-160Поверхностноенатяжение,мН/м37-3938-4038-4341-440,20-0,300,35-0,500,50-0,600,60-0,75Вязкость, мПа∙сСреднийразмерчастиц,мкм50-551,5-2,53,5-6,517-4036-400,45-0,6550-524,5-5,510,5-12,08-2037-400,30-0,4050-521,8-3,010,0-11,515-3536-420,35-0,5556-621,5-2,810,5-11,530-6036-400,50-0,6040-454,5-5,511,5-12,07-1436-390,30-0,40Рассмотрим каждый из этих латексов подробнее [93-95].Латекс цис-1,4-полиизопрена.
Это наиболее широко известный иприменяемый тип искусственного латекса. Он предназначен для заменынатурального латекса. В отличие от латекса натурального каучука, онхарактеризуется меньшими значениями модулей упругости и прочности прирастяжении, а также увеличенным относительным удлинением латексныхпленок, как невулканизованных, так и вулканизованных серой и ZnO. Этообъясняется тем, что его полимер имеет пониженную молекулярную массу ине содержит геля. В отличие от натурального, искусственный латексполиизопрена не содержит примесей, выполняющих роль ускорителей впроцессе вулканизации и антиоксидантов.Искусственныйлатексцис-1,4-полиизопренаприменяетсявпроизводстве маканых изделий (при модификации полимера, путем введенияв его состав карбоксильных групп или при обработке самого латекса пара25нитрозодифениламином для придания большей прочности сырого геля),пенорезины, клеев, чувствительные к давлению и т.
п.Таблица.1.2(3).Сравнительныйанализполидисперсностиискусственного латекса 1,4-цис-полиизопрена и натурального латекса.Тип каучука влатексе1-4-цисполиизопреннатуральныйРазмер частиц, мкмКоэффициентСреднечисловой Среднемассовый полидисперсности(dn)(dw)(dn/dw)0,4900,9400,520,3600,6400,56Основными производителями полиизопренового латекса являются:1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
