Диссертация (1091746), страница 9
Текст из файла (страница 9)
3.1(2). Изотермы динамической вязкости раствора бутилкаучука вразличных растворителях (25°С): 1 – четыреххлористом углероде, 2 –циклогексане, 3 – толуоле, 4 – гексане.Во-вторых, было выявлено, что при использовании в качестверастворителягексана,наблюдаетсянеустойчивостьсистемыприпоследующем процессе эмульгирования. А от толуола было приняторешение отказаться в виду его большей токсичности.Исходя из экспериментальных результатов, был сделан вывод о том,что циклогексан является наиболее подходящим растворителем дляполучения искусственных латексов из ДСТ и БК.Для сополимера стирола с α-метилстиролом в качестве растворителябыл выбран хлороформ.Такимобразом,былиподтвержденылитературныеданныеоцелесообразности получения растворов полимеров в соответствующих58растворителях с динамической вязкостью менее 5 Па∙с при концентрацииполимера 10% мас.Важным этапом является и эмульгирование раствора полимера в водномраствореПАВ.Исходяизлитературныхданныхдляполученияискусственных латексов с отрицательным зарядом частиц используюткалиевоемылодиспропорционированнойканифоли(КМ),взятоевконцентрации 1 масс.ч.
в расчете на 100 масс.ч. воды при рН 10-11. ДанныйПАВ создает высокую устойчивость полимерной суспензии на всех этапах ееполучения,обеспечиваянаименьшуюпенообразующуюспособностьэмульсий растворов полимера в водном растворе ПАВ (по сравнению солеатом калия) [2, 61, 92].В связи с этим в качестве ПАВ использовали водный раствор калиевогомыладиспропорционированнойдиспропорционированнуюканифоликанифольсприрНпоследующей10-11,атакженейтрализациейкарбоксильных групп, т.е. с получением эмульгатора in situ. В первом случаев водный раствор КОН при t=70-75°C вводили расчетное количестводиспропорционированнойканифолиипризаданнойтемпературеперемешивали в течение трёх часов. Количество щелочи для нейтрализацииабиетиновых кислот рассчитывали, исходя из кислотного числа канифоли.При этом концентрация КМ составляла 6% мас.
в расчете на ДСТ. Объемноесоотношение фаз раствора полимера и раствора ПАВ было равно 1:1 (табл.3.1.(3)).Таблица 3.1(3). Рецептура получения искусственного латекса наосновебутадиен-стирольноготермоэластопласта,стабилизированногокалиевым мылом диспропорционированной канифоли.КомпонентыДСТЦиклогексанВода дистиллированнаяКалиевое мылодиспропорционированнойканифолиКоличество, масс. ч.1009001000659Искусственную полимерную суспензию готовили в два этапа: вначалеполучали грубодисперсную эмульсию путем перемешивания раствораполимера в водном растворе ПАВ на магнитной мешалке со скоростью 300об/мин,азатем,последовательно,используяроторно-статорныйгомогенизатор и ультразвуковой диспергатор, получали высокодисперснуюэмульсию.В таблице 3.1(4) представлены данные по дисперсности полимерныхсуспензий, полученных при различных видах диспергирования.Таблица 3.1(4).
Характеристики дисперсий латексов в зависимости оттипа диспергирования эмульсии, ПАВ - КМ.Время диспергирования,минСредний диаметр, нмPdIУстойчивость,минГомогенизатор (n=15000 об/мин)564500,633<51059860,536<51553090,516102041260,52015Гомогенизатор (n=18000 об/мин)556900,583<51045000,306151534590,392302034080,20560Гомогенизатор (n=22000 об/мин)539420,406201034340,374601527970,205более 1 дня2023110,175более 1 дняУльтразвук (14 кГц)59280,67060108180,662120157760,699120Ультразвук (21 кГц)58480,451120107780,71560Гомогенизатор (22000 об/мин, 10 мин) + Ультразвук (14 кГц, 5 мин)159690,491более 1 дняГомогенизатор (22000 об/мин, 15 мин) + Ультразвук (17,5 кГц, 5 мин)207580,452более 1 дняГомогенизатор (22000 об/мин, 15 мин) + Ультразвук (21 кГц, 5 мин)206930,391более 1 дня60Видно, что путем комбинации механических и ультразвуковыхвоздействий на эмульсию раствора полимера в водном растворе КМвозможно в широком интервале значений регулировать средний диаметрчастиц, РЧР и устойчивость.
Например, при диспергировании исходнойэмульсии раствора ДСТ роторно-статорным гомогенизатором в течение 10минутсокружнойскоростьювращенияротора22000об/миниультразвуковым диспергатором в течение 5 минут с амплитудой колебаний14 кГц были получены частицы со средним диаметром порядка 970 нм, приувеличении продолжительности механического воздействия до 15 минут иамплитуды ультразвуковых колебаний до 17,5 кГц и 21 кГц, удалось снизитьразмеры частиц до 760 и 690 нм.На рисунке 3.1(3) и в таблице 3.1(5) представлен сравнительный анализколлоидно-химических характеристик и РЧР искусственных латексов,полученных в присутствии раствора уже готового мыла канифоли и приприготовлении его на границе раздела фаз путем смешения раствораканифоли и полимера с раствором щелочи.Видно, что при получении латекса в условиях синтеза соли in situобразуются ненамного более высокодисперсные полимерные суспензии снесколько большим зарядом частиц на поверхности, чем при использованииготового раствора ПАВ.1)1)127dср=127нм142dср=142нмdср=531нм5312)615dср=615нмРис.
3.1(3). Среднечисловые распределения частиц искусственноголатексанаосновебутадиен-стирольноготермоэластопластаприиспользовании в качестве ПАВ – калиевого мыла диспропорционированнойканифоли: 1) раствор, 2) полученное на границе раздела фаз.61Средний диаметр конечных полимерных суспензий ДСТ составил 411 и370 нм, а дзета-потенциал -37 и -40 мВ, соответственно.Таблица3.1(5).Сравнительныйанализколлоидно-химическиххарактеристик искусственных латексов в зависимости от способа синтезаКМ.ПАВDср, нмζ-потенциал, мВрНc/o, %Из раствора411,7-37,110,110На ГРФ369,3-39,910,215Таблица 3.1(6). Распределения по размерам частиц искусственныхлатексов на основе бутадиен-стирольного термоэластопласта в зависимостиот способа синтеза ПАВ.из раствораРазмер, нм Среднее число, %105,74,2122,415,3141,824,0164,223,1190,116,4220,28,7255,03,2295,30,7342,00,1396,10,3458,70,6531,20,9615,11,1712,40,9825,00,4955,40,1-на границе раздела фазРазмер, нм Среднее число, %91,281,8105,711,9122,425,4141,826,4164,216,6190,17,5220,22,3255,00,3295,30,1342,00,6396,11,1458,71,3531,21,3615,11,2712,40,9825,00,7955,40,411060,2Таким образом, использование метода синтеза КМ на границе разделаполимерныйраствор/водныйдиспергирующеговоздействиярастворнаПАВ,полимерную62икомбинированногосуспензиюпозволяетполучитьвысокодисперснуюагрегативноустойчивуюполимернуюдисперсию бутадиен-стирольного сополимера с отрицательным зарядомчастиц порядка -40 мВ и средним диаметром частиц порядка 370 нм.Описанные в литературе данные Космодемьянского и сотрудников пополучению искусственных латексов, были дополнены результатами анализадисперсности и заряда частиц полимерной суспензии на всех стадияхполучения латекса.
Эти данные важны, поскольку размер частиц, ихраспределение по диаметрам и заряд являются определяющими припрактическом применении латексов.3.2. Получение искусственных латексов с положительным зарядомчастиц.Искусственные латексы с положительным зарядом частиц получают вприсутствии катионных ПАВ, таких как соли жирных аминов, четвертичныхаммониевых солей и пиридиновых оснований.Катионактивные эмульгаторы применяются реже, чем анионные, и однаиз основных причин этого заключается в их стоимости. Они дорожеанионных ПАВ, поскольку технология их получения сложнее. КатионныеПАВ (КПАВ) используются для создания бактерицидного, антистатическогоигидрофобногоэффекта:вкачествефлотационныхколлекторов,гидрофобизующих агентов, ингибиторов коррозии, эмульгаторов в битумныхэмульсиях, в составе чернил, при диспергировании минеральных суспензий вуглеводородных средах и т.п.
Антистатические и мягчительные свойстваКПАВширокоиспользуютсявтекстильнойикосметическойпромышленности, в препаратах для обработки пластиковых поверхностей.Кроме того, благодаря своим бактерицидным свойствам, они используются вкачестве основных компонентов в биоцидных и антистатических препаратах,для очистки и стерилизации хирургической аппаратуры, дезинфекции63больничных помещений, для стерилизации бутылок и контейнеров пищевыхпродуктов, особенно молочных изделий и напитков. [63]Все катионные ПАВ можно разбить на 4 группы, представленные втаблице 3.2(1). [62]Таблица 3.2(1). Виды катионных ПАВ и специфика их применения.ПАВАлкиламиныамины)ПрименениеПример(жирныеингибироры коррозии,антистатики,эмульгаторы битумныхэмульсий,коллекторы прифлотации калийных рудR1CH2NH-CH3R-N(CH3)2ОксиэтилированныеаминыH-(OCH2CH2)n-N+R(CH3)2 Cl−Четвертичныеаммониевые соединения(ЧАС)+CH3RNCH3Cl-CH3АлкилимидазолиныдругиегетероциклическиеКПАВиCl+N-CH3C16H33NO+NR CH 3SO4-Nмягчителитканей,кондиционеры,ингибиторы коррозииантисептики,дезинфицирующиесредства,фунгицидыбиоциды, антистатики,мягчители,гидрофобизаторы,ингибиторы коррозииантистатики, мягчителибелья и трикотажа,ингибиторы коррозии,биоцидыR1HК крупнейшим зарубежным производителям катионных ПАВ относятся:- в Европе — Akzo Nobel, BASF, Bayer, Hoechst, Rhone -Poulenc, Witco,Huels, ICI и Stepan;- в США — Akzo Nobel, Henkel, Hoechst, Witco, Sanofi;64- в Японии — Kao, Sanyo Chemical;- в Тайване — Taiwan Surfactant.- в Китае – Hangzhou Top Chamical Co., LtdВ России к основным производителям катионных ПАВ относятсяфилиалыProcter&Gamble,HENKELотечественныеUNILEVER,производители ОАО "Нэфис Косметикс", «НИИПАВ», ОАО «Невскаякосметика», ОАО ПКК "Весна", ОАО "Сода", ЗАО "АИСТ", ООО"Интерфилл", ОАО«Пигмент»,«Курскхимпром».Крометого,производством катионных ПАВ в опытных масштабах занимается ПАО«Нижнекамскнефтехим», в основном завод ориентирован на получениенеионных ПАВ.В наибольших объемах выпускаются КПАВ, представленные в таблице3.2(2).Таблица 3.2(2).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
