Scientific journal
Fundamental research
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,749

Пугачева И.Н., Никулин С.С.

Волокнистые наполнители имеют широкую, разноплановую сырьевую базу, являющуюся практически безграничной. Большое количество разнообразных волокнистых отходов образуются на текстильных предприятиях, швейных мастерских и других. В опубликованных в центральной печати работах показано, что волокнистые наполнители находят применение в композиционных составах широкого применения. Особое внимание при этом уделяется использованию волокнистых наполнителей в полимерных композитах. Одним из таких направлений их использования - производство резинотехнических изделий. Ввод волокнистых наполнителей осуществлялся на вальцах в процессе приготовления резиновых смесей. Данный способ ввода не позволяет достичь равномерного распределения волокнистого наполнителя в объеме резиновой смеси, что в дальнейшем негативно влияет на свойства получаемых вулканизатов.

В опубликованных исследованиях была показана возможность перевода волокнистого наполнителя в порошкообразное состояние. Порошкообразные наполнители находят широкое применение в шинной и резинотехнической промышленности. Однако все они вводились в состав резиновых смесей на вальцах в процессе их приготовления.

Целью данной работы - изучение возможности наполнения бутадиен-стирольного каучука марки CКC-30 АРК хлопковым порошкообразным наполнителем на стадии латекса, с оценкой влияния данного наполнителя на процесс выделения каучука из латекса.

Для получения порошкообразного наполнителя хлопковое волокно измельчали до размера волокна 1,5 - 2 см и обрабатывали раствором серной кислоты с концентрацией 30 % масс. при тщательном перемешивании и помещали в сушильный шкаф на 1,5 - 2 часа. После извлечения из шкафа реакционную массу фильтровали через стеклянный фильтр. Полученный порошкообразный наполнитель выкладывали на стекло и при постоянном перемешивании помещали вновь в сушильный шкаф на 1 - 2 часа. После окончательной сушки порошкообразная масса дополнительно измельчалась до более мелкодисперсного состояния. Получаемый таким образом порошкообразный наполнитель может содержать остатки серной кислоты. Однако этот недостаток превращается в преимущество в случае использования данного порошкообразного наполнителя в производстве эмульсионных каучуков, где осуществляется подкисление системы на завершающей стадии выделения каучука из латекса.

Появляющийся дополнительно подкисляющий агент положительно сказывается на процессе коагуляции. Отмывка порошкообразного наполнителя от серной кислоты и гидролиз эфиров позволяет провести наполнение каучука очищенной целлюлозой.

Полученный порошкообразный наполнитель вводили на разных стадиях процесса выделения каучука из латекса. Содержание порошка выдерживали 25 - 100 % масс. на каучук.

Анализ экспериментальных данных показал, что при введении порошкообразного наполнителя полная коагуляция латекса достигается при 125 кг/т каучук, вместо 150 - 170 кг/т каучука при использовании классической формы выделения. Увеличение содержания порошкообразного наполнителя приводит к снижению расхода серной кислоты.

Важным фактором с технологической точки зрения является подбор способа ввода порошкового наполнителя в латекс бутадиен-стирольного каучука.

Порошкообразный наполнитель вводили следующими способами:

1) Порошкообразный наполнитель (50 % масс.) вводился в латекс с коагулирующим агентом (24 % раствором хлорида натрия). Порошкообразный наполнителя равномерно распределен в образующейся каучуковой крошке. Количество порошкообразного наполнителя, не вошедшего в коагулюм, составляет 20 - 25 %.

2) Порошкообразный наполнитель (50 % масс.) вводился в латекс с подкисляющим агентом (раствором серной кислоты). Распределение волокнистого наполнителя в каучуковой крошке хорошее. Количество порошкообразного наполнителя, не вошедшего в коагулюм, составляет 20 - 25 % от вводимого наполнителя.

3) Порошкообразный наполнитель (50 % масс.) вводился в латекс с серумом. При добавлении порошкообразного наполнителя в латекс с серумом полнота коагуляция достигается без добавления подкисляющего агента. Распределение наполнителя в каучуковой крошке равномерное. Количество порошкообразного наполнителя, не вошедшего в коагулюм, составляет 12 - 16 %.

Таким образом, на основании проведенных исследований можно сделать вывод, что применение порошкообразного наполнителя в процессе коагуляции может позволить снизить количество подкисляющего агента и достичь равномерного распределения наполнителя в получаемой крошке каучука. Однако анализ полученных данных показал, что вопрос о выборе наилучшего способа ввода порошкообразного наполнителя в каучук до конца не решен. Важно отметить также, что используемое в лабораторных условиях оборудование не позволило достичь полного введения порошкообразного наполнителя на основе целлюлозы в состав образующейся крошку каучука (коагулюма). Значительная масса порошкообразного наполнителя не входит в состав образующегося коагулюма, и будет теряться в дальнейшем с серумом, промывными водами.