Технология получения синтетических каучуков (стр. 7 из 7)
Определение массы антиоксиданта ВТС-60 в спиртотолуольном экстракте каучука:
В мерную колбу вместимостью25 см3 помещают пипеткой 2—5 см3 спиртотолуольного экстракта каучука. Содержимое колбы доводят до метки окисляющим реактивом и перемешивают. В рабочую кювету помещают смесь экстракта с окисляющим реактивом, в кювету сравнения — дистиллированную воду. Оптическую плотность измеряют на фотоэлсктроколориметре.
По градуировочному графику находят массу антиоксиданта ВТС-60, соответствующую показанию оптическую плотность и выраженную в граммах в 25 см3 колориметрируемого раствора.
Обработка результатов:
Массовую долю антиоксиданта ВТС-60 {X) в процентах вычисляют по формуле:
, гдеm— масса антиоксиданта ВТС-60, найденная по градуировочному гра фику, г;
m1 — масса навески каучука, г;
50 — объем экстракта, см 3;
V — объем экстракта, взятый для испытания, см.
Результат определения округляют до третьего десятичного знака. Два результата определения считают приемлемыми (с доверительной вероятностью 0,95) для вычисления результата испытаний, если расхождение между ними не превышает 0,014%.
За результат испытания принимают среднее арифметическое значение двух приемлемых результатов определений, округленное до второго десятичного знака.
Примечание. Стандартный раствор ВТС-60 и спиртотолуольный экстракт каучука имеют окраску, которая усиливается при длительном хранении. Оптическую плотность растворов, содержащих антиоксидант ВТС-60, определяют в день приготовления
2.5 Применение СКИ
Изопреновые каучуки, являющиеся каучуками общего назначения, применяются вместо натурального как самостоятельно, так и в сочетании с другими эласомерами при иготовлении практически всех резиновых изделий: шин, разнообразных резинотехничкских изделий (транспортерные ленты, рукава, формовые детали и др.), резиновой обуви. Изопреновые каучуки, содержащие неокрашивающие и нетоксичные стабализаторы (СКИ-3НП), применяют для изготовления медицинских изделий, резин, контактирующих с пищевымипродуктами, и изделий широкого потребления (игрушки, мячи и т.д.). Изопреновые каучуки СКИ-3Д используют в кабельной промышленности для изготовления электроизоляционных резин, каучук СКИ-3В предназначен для вакуумной техники. На основе СКИ-3 получают изопреновый латекс и эбониты.
Кроме каучуков, содержащих преимущественно 1,4-цис-звенья, в нашей стране и за рубежом производится 1,4-транс-полиизопрен. Его синтез осуществляется также полимеризацией изопрена в растворителе на катализаторах Циглера-Натта. В качестве переходного металла в состав таких катализаторов чаще всего используется ванадий.
Отечественный транс-полиизопрен выпускается под торговой маркой СГ, его зарубежным аналогом является канадий полимер, полисар-Х-414, а природными аналогами – гуттаперча и балата. В отличие от природных полимеров, синтетические имеют более высокую молекулярную массу и требует пластикации, они содержат определенное количество гелия. Основное назначение 1,4-транс-полиизопрена- использование в качестве термопластичного материала в ортопедии и восстановительной хирургии (отечественный материал поливик ), а также в качестве клеев для различных материалов.
Основными потребителями каучука являются шинная промышленность и производство различных резинотехнических изделий. Ассортимент выпускаемых в нашей стране резиновых изделий превышает 100 тыс. наименований. Для комплектации одного современного автомобиля в среднем необходимо 300-500 резиновых изделий (автомашина КамАЗ имеет 800 комплектующих резиновых изделий). Один самолет содержит 10-2 тыс., а морское судно - до 30 тыс. резиновых изделий. Для автомобиля средней грузоподъемности около 30 % от себестоимости составляет удельная стоимость шин, а за время работы машины комплект шин меняется 5-6 раз. Отсюда становится понятным, какое внимание сегодня следует уделять повышению качества и работоспособности резиновых изделий.
Мировые мощности по производству изопренового каучука достигли 1,3 млн. т/год.
Заключение
Процесс получения каучука обычно складывается из нескольких основных стадий: 1) приготовление катализатора (или компонентов каталитического комплекса); 2) полимеризация; 3) дезактивация катализатора и отмывка раствора полимера от продуктов дезактивации катализатора; 4) отгонка мономера и растворителей (дегазация) и выделение каучука; 5) регенерация возвратных продуктов и очистка сточных вод.
Наиболее распространенной каталитической системой при получении 1,4-цис-изопренового каучука является титановая, состоящая из β-TiCI3 и алюминийорганического соединения. В нашей стране каучук, получаемый на таких катализаторах, имеет марку СКИ-3.
Полимеризация изопрена может осуществляться в различных алифатических и ароматических углеводородах, хорошо растворяющих образующийся каучук. Скорость полимеризации в большинстве случаев симбатна скорости растворения полимера в растворителе. При недостаточно высокой скорости растворения полимер обволакивает активные центры катализатора, что приводит к замедлению полимеризации в тем большей степени, чем медленнее растворяется полимер. Наиболее высока скорость полимеризации при использовании бензола и изопентана, в промышленности нашел применение только изопентан.
Каучук, содержащий остатки катализатора, более подвержен термоокислительной деструкции, чем полимер, освобожденный от них. Поэтому полимеризат после выхода из последнего полимеризатора подвергается соответствующей обработке с целью разрушения катализатора. Процессы дезактивации катализатора подразделяют на три группы:
1) процессы, в которых происходит разрушение остатков каталитического комплекса, но переходный металл не переводится в неактивную форму, и поэтому необходима отмывка полимера;
2) дезактивация катализатора за счет его перевода в неактивную форму, при этом отпадает необходимость отмывки полимера;
3) дезактивация путем разрушения каталитического комплекса и последующего связывания металлов с целью перевода их в неактивное состояние.
Полимеризат после дезактивации катализатора направляется на отмывку; при этом нецелесообразно применять значительные количества воды, так как увеличение объёма промывной воды до 80 % вместо 50 % не повышает эффективность отмывки.
Дегазация проводится по непрерывной схеме и, как правило, с использованием двух ступеней дегазации, работающих противоточно. Число ступеней может быть и большим, и с увеличением числа ступеней дегазации при одном и том же содержании остаточного растворителя расход пара уменьшается. К такому же эффекту приводит увеличение продолжительности пребывания крошки каучука в дегазаторе.
Водная дисперсия каучука после дегазатора второй ступени направляется на выделение и сушку полимера. Высушенный каучук в виде крошки с остаточной влажностью 0,5 % (масс.) горизонтальным вибротранспортером подается в зону охлаждения и с температурой 40—50 °С направляется на спиральный виброподъемник. Здесь крошка обдувается горячим воздухом для удаления влаги с наружной поверхности. Окончательно высушенная крошка горизонтальным вибротранспортером и вибропитателём подается в загрузочный бункер автоматических весов и далее в брикетировочный пресс.
Для предотвращения окисления на воздухе каучук заправлен смесью ДФФД (дифенилендиамин) или ВТС-60, или диафеном-13, или агидолом-1 (агидолом -2), или дусантоксом L.
Список использованной литературы
1. Болдырев А. П., Подвальный С. Л. Управление технологическими процессами в производстве стереорегулярного полиизопренового каучука СКИ-3. - М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1982.
2. Будтов В. П., Консетов В. В. Тепломассоперенос в полимеризационных процессах.-Л.: Химия, 1983.
3. Кирпичников П.А., Береснев В.В., Попова Л.М. Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука. -Л.:Химия.1986.-224с.
4. Кирпичников П.А., Авереко-Антонович Л.А., Авереко-Антонович Ю.О. Химия и технология синтитичёского каучука. -Л.. Химия. 1987.-424с.
5. Рейсфельд В.О., Еркова Л.Н. Оборудование производств основного органического синтеза и синтитических каучуков. - Л.Химия., 1974.-440с.
6. Рейсфельд В.О., Шеин B.C., Ермаков В.И. Реакционная аппаратура и машины заводов основного органического синтеза и синтетического каучука.-Л.:Химия,1975.-392с.
7. З.Соколов Р.С. Химическая технология. - М.:Владос,2000.-1.2т.
8. Синтетический каучук/Под ред. И. В. Гармонова. - 2-е изд.—Л.: Химия, 1983.
9. Стереорегулярные каучуки/Под ред. У. Солтмена. Пер. с англ. 3. 3. Высоцкого. - М.: Мир,-1981.
10. Хананашвили Л. М., Андрианов К. А. Технология элементорганических мономеров и полимеров. - 2-е изд. - М.: Химия, 1983.
11. Чаушеску Е. Новые исследования в области высокомолекулярных соединений/Пер. с румынского под ред. А. Н. Праведникова. - М.: Химия, 1983.
12. Эмульсионная полимеризация и ее применение в промышленности Елисеева В. И., Иванчев С. С., Кучанов С. И., Лебедев А. В.-М.: Химия, 1976.