Высшие жирные кислоты и их соли находят широкое применение в резинотехнической промышленности в качестве модифицирующего, диспергирующего, активирующего компонента. Одним из источников возобновляемого природного сырья для получения жировых компонентов может служить соапсток - отход производства растительных масел на стадии рафинации, содержащий глицериды, свободные жирные кислоты, соли жирных кислот, фосфолипиды, а также токоферолы, каротиноиды и т. д.
В качестве исходного сырья для получения жировых компонентов использовался подсолнечный соапсток, характеризующийся следующими показателями, определенными в соответствии с [1], мас. д., %: общий жир - 46, в том числе свободные жирные кислоты - 15, нейтральный жир - 31; влага - 42; фосфолипиды - 2; мыла - 7; неомыляемые и воскоподобные вещества - 3.
Для выделения жировых компонентов из соапстока была разработана технология, осуществляемая при невысоких температурах и комплексном действии электролита и поверхностно-активного вещества - деэмульгатора [2]. Выделенная жировая часть имеет кислотное число -112,8 мг КОН/г, число омыления - 228,3 мг КОН/г, эфирное число - 115,43 мг КОН/г, бромное число - 17,56 г Br2/100 г.
Для установления жирнокислотного состава жировой части соапстока применялся метод газожидкостной хроматографии. Результаты анализа показали, что в составе жировой фракции содержатся 11 жирных кислот, в основном, ненасыщенные - 7 кислот (86,8 мас.д., %), преимущественно линолевая (60,5 мас. д., %) и олеиновая кислоты (25,5 мас. д., %).
Выделенные жировые компоненты использовались для двухстадийного получения цинковых и цинк-кальциевых (в соотношении 70:30) солей жирных кислот методом осаждения [3]. Полученные соли жирных кислот представляют собой непылящий белый порошок с температурой плавления - 65-75 °С, влажностью - 1%, зольностью -12 %, плотностью 1100-2200 кг/м3, легко дозирующийся, что обеспечит его автоматическую развеску в подготовительных цехах заводов резиновой промышленности.
Высокая ненасыщенность продуктов может ограничить их применение в резиновых композициях, поэтому были проведены исследования влияния солей жирных кислот на свойства резин.
Соли жирных кислот испытаны в рецептуре резиновой смеси на основе СКС-30 АРК в сравнении со стандартными активаторами вулканизации стеариновой кислотой и оксидом цинка. Цинковые и цинк-кальциевые соли жирных кислот вводились в стандартную резиновую смесь в количестве 5 мас. ч. на 100 мас. ч. каучука в соответствии с рецептом, при этом уменьшалось содержание активаторов вулканизации примерно на 30 %. Для сравнения свойств использовался образец стандартной резиновой смеси. Опытные резиновые смеси готовились на лабораторных вальцах по общепринятым требованиям при температуре валков (70 ± 5)°С и вулканизовались в гидравлическом прессе при температуре 140-170 °С в течение 40-60 мин. Вулканизационные характеристики резиновых смесей оценивались по реограммам Monsanto, которые снимались при температуре 190 °С в течение 6 минут.
Анализ результатов пласто-эластических свойств резиновых смесей показал, что в присутствии добавок снижается вязкость резиновых смесей, что обуславливает лучшую их обрабатываемость на технологическом оборудовании. Данные вулканометрических испытаний показали, что скорость вулканизации у образцов с исследуемыми добавками выше, чем у стандартного образца.
Физико-механические показатели резин (условная прочность при растяжении, относительное удлинение, твердость по Шору) с опытными добавками находятся на уровне, соответствующем аналогичным показателям стандартного образца.
Таким образом, на основании проведенных исследований установлено, что вулканизационные и физико-механические свойства резиновых смесей и их вулканизатов с солями ненасыщенных жирных кислот на основе отхода производства растительных масел находятся на уровне стандартного образца и могут использоваться в рецептурах в качестве технологических добавок, выполняющих роль пластификаторов, активаторов и диспергаторов компонентов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Арутюнян, Н. С. Лабораторный практикум по химии жиров [Текст] / Н. С. Арутюнян. -СПб. : ГИОРД, 2004. - 264 с.
2. Енютина, М. В. Выделение масложировых компонентов из отхода производства раститель ных масел [Текст] / М. В. Енютина, Г.В. Кудрина, С.И. Корыстин, Т.Н. Пояркова //Успехи современ ного естествознания. Материалы международной конференции «Природопользование и охрана ок ружающей среды», 2007. - № 12. - с. 40-41.
3. Кудрина, Г. В. Получение цинковых солей жирных кислот из побочного продукта производ ства растительных масел [Текст] / Г.В. Кудрина, М.В. Енютина, Ю.С. Филатова //Фундамен тальные исследования. Материалы международ ной конференции «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники», 2008. - № 6 - с. 104-105.