При изготовлении резиновых смесей было отмечено, что бутиловый эфир снижал липкость резиновых смесей лучше олеиновой кислоты, в то время как бутиловый эфир, содержащий в виде примесей сложные кислоты, по эффективности действия уступал даже стеариновой кислоте.
Результаты испытаний метиловых эфиров, как предотвратителей липкости, не позволили сделать однозначных выводов по эффективности их действия из-за нестабильности результатов.
Следует отметить, что технологические свойства резиновых смесей с анализируемыми и контрольными продуктами, а также физико-механические показатели их вулканизатов соответствовали нормам контроля для этих смесей.
Таким образом, можно утверждать, что олеохимикаты могут выполнять в резиновых смесях функцию технологической добавки, снижая липкость резиновых смесей. По-видимому, снижению липкости способствуют наличие ненасыщенных структур в олеохимикатах и разветвленность молекулярных структур, обеспечивающая снижение совместимости олеохимиката с каучуком, вследствие чего он легче выделяется из резиновой смеси. Однако для доказательства сделанных выводов необходимы дополнительные эксперименты, проще всего, по влиянию примесей, присутствующих в целевых продуктах.
1. Исследовано влияние химического строения и содержания олеохимикатов – сложных эфиров карбоновых кислот на технологические свойства резиновых смесей, кинетику их вулканизации и физико-механические характеристики вулканизатов.
2. Показано, что в зависимости от содержания олеохимикаты могут выполнять функции диспергатора ингредиентов, вторичного активатора вулканизации резиновых смесей, технологической добавки и мягчителя резиновых смесей.
3. Установлено, что химическое строение олеохимикатов определяет их совместимость с каучуками. С использованием уравнения Флори-Ренера рассчитаны значения константы взаимодействия в системе олеохимикат-каучук, параметры растворимости и совместимости олеохимикатов с каучуками. Выявлено, что наилучшей совместимостью с каучуками общего назначения обладают нормальные алифатические эфиры жирных кислот. Совместимость олеохимикатов снижается с переходом к димеризованным продуктам и продуктам трехатомного спирта-глицерина.
4. Установлено, что набухшие в олеохимикатах вулканизаты на воздухе окисляются и деструктируют до пастообразного состояния. Показано, что в основе такой деструкции лежит механизм сопряженного окисления полимера и олеохимиката.
5. Разработана методика оценки адсорбции олеохимикатов из их растворов на твердых наполнителях методом УФ-спектроскопии. Изучена адсорбция олеохимикатов на оксиде цинка. Показано, что с ростом концентрации растворов олеохимикатов и продолжительности контакта раствор – оксид цинка нарастает отрицательная адсорбция, связанная с химическим взаимодействием олеохимикатов с оксидом цинка.
6. Показано, что олеохимикаты, в сравнении с олеиновой и стеариновой кислотами, снижают время начала вулканизации и оптимальное время вулканизации резиновых смесей без увеличения склонности к подвулканизации. Обеспечивая получение более однородных резин при практической равнозначности их прочностных характеристик.
4 Технико-экономическое обоснование работы
Технологические добавки являются одним из основных компонентов резиновых смесей, которые улучшают ряд его важных технологических характеристик при переработке на резиноперерабатывающем оборудовании (вальцуемость, каландруемость, шприцуемость и т.д.). Немаловажное влияние добавки оказывают на комплекс технических показателей готового изделия.
Некоторые технологические добавки, такие как стеариновая кислота, в небольших дозировках (до 4-5 масс.ч.) являются активаторами ускорителей вулканизации, диспергаторами наполнителей и других ингредиентов, улучшает смешение и предохраняет резиновые смеси от прилипания к валкам вальцам. Стеариновая кислота вводится непосредственно в каучук и используется практически во всех рецептурах резин на основе натурального и синтетического каучука.
На современном этапе рыночных отношений в России проблемы, связанные с разработкой научных основ производства и технологии оформления процессов, а также ассортимента химических продуктов и реактивов химического синтеза претерпевают некоторые изменения. Это связано с резким повышением цен на нефтехимическое сырье и, как следствие, значительным сокращением их производства, а подчас и остановки ряда промышленных предприятий, использующих эти соединения [41].
По оценкам отечественных и зарубежных экономистов, а также маркетинговых служб, в настоящее время, в качестве заменителя таких компонентов наиболее целесообразным оказалось применение натуральных продуктов природного происхождения, как наиболее дешевых и экологически безопасных. Причем эта тенденция может сохраниться и в будущем.
Данная работа посвящена исследованию свойств резиновых смесей и вулканизатов, содержащих в качестве вторичного активатора продукты переработки “олеохимикатов”. “Олеохимикаты” – продукты переработки биоразлагаемого, нетоксичного сырья растительного и животного происхождения. В качестве продуктов переработки “олеохимикатов” были взяты эфиры жирных кислот. Это связано с тем, что процессы дистилляции, хранения, транспортирования и переработки эфиров экономически более выгодны и безопасны, чем соответствующие процессы с жирными кислотами, растительными и животными жирами.
Оценка свойств резиновых смесей и вулканизатов, содержащих данные вторичные активаторы, проводилась в сравнении с резинами содержащими в качестве вторичного активатора стеариновую и олеиновую жирные кислоты, т.е. широко используемые в отечественной промышленности в течение ряда лет вторичные активаторы.
Цель работы заключалась в выявлении активирующего влияния эфиров жирных кислот.
В результате работы был изучен механизм активирующего действия эфиров жирных кислот. Показано, что данные продукты могут являться вторичными активаторами вулканизации, и по ряду самых важных свойств не уступают стандартным вторичным активаторам.
Результаты проделанной работы могут найти применение при выборе типа активатора для резины, удешевить производство, сделать производство более экологически безопасным, и позволили отказаться от продуктов на основе нефтяного сырья, которое становится с каждым годом все дефицитнее.
5 Расчет затрат на проведение научно исследовательской работы
5.1 Затраты на сырье и материалы
Зм=Пм*Цм
где, Зм – сумма затрат на сырье и материалы, руб;
Пм – потребность в сырье и материалах с учетом потерь, кг;
Цм – цена сырья и материалов, руб/кг.
Таблица 47 - Затраты на основные материалы*
| Наименование материалов | Пм, кг | Цм, руб/кг | Зм, руб |
| СКМС-30АРК | 10,2 | 12,37 | 126,17 |
| СКМС-30АРКМ-15 | 3,15 | 9,59 | 30,21 |
| СКМС-10К | 3,15 | 5,9 | 18,59 |
| СКС 30АРК | 8,0 | 12,37 | 98,96 |
| СКИ-3 | 19,8 | 13,8 | 273,24 |
| НК | 3,5 | 10,42 | 36,47 |
| Сера техническая | 0,78 | 1,67 | 1,30 |
| Оксид цинка | 1,8 | 12,43 | 22,37 |
| Сульфенамид Ц | 0,4 | 23,78 | 9,51 |
| Сульфенамид М | 0,06 | 31,0 | 1,86 |
| Альтакс | 0,03 | 21,6 | 0,65 |
| Каптакс | 0,07 | 19,4 | 1,36 |
| Тиурам | 0,01 | 30,05 | 0,30 |
| Ацетонанил Р | 0,05 | 16,0 | 0,.80 |
| Стеарин | 0,36 | 19,45 | 7,0 |
| Олеин | 0,27 | 15,5 | 4,19 |
| Масло ЯП-1 | 0,55 | 1,27 | 0,70 |
| Битум | 0,2 | 2,45 | 0,49 |
| Воск защитный | 0,1 | 1,62 | 0,16 |
Продолжение таблицы 47 - Затраты на основные материалы
| Наименование материалов | Пм, кг | Цм*, руб/кг | Зм, руб |
| Парафин | 0,18 | 1,71 | 0,14 |
| Диафен ФП | 0,1 | 46,67 | 4,67 |
| ДФГ | 0,1 | 14,3 | 1,43 |
| Ангидрид фталевый | 0,05 | 5,0 | 0,25 |
| Мел | 0,2 | 0,26 | 0,05 |
| Техуглерод К 354 | 3,8 | 11,78 | 44,76 |
| Техуглерод П 514 | 6,3 | 3,44 | 21,67 |
| Техуглерод П 234 | 9,1 | 3,93 | 35,76 |
| Метиловые эфиры ЖКТМ | 0,6 | 6,75 | 4,05 |
| Бутиловые эфиры ЖКТМ | 0,04 | 5,3 | 0,21 |
| Изо-пропиловые эфиры ЖКТМ | 0,03 | 8,32 | 0,25 |
| Пропиловые эфиры ЖКТМ | 0,03 | 10,3 | 0,31 |
| Димеризованные эфиры ЖКТМ | 0,03 | 11,8 | 0,35 |
| Пентол | 0,08 | 9,6 | 0,77 |
| ЖКТМ | 0,2 | 4,8 | 0,96 |
| Итого | 749,97 |
Таблица 48 - Затраты на вспомогательные материалы
| Наименование материала | Количество | Цена, руб/ед | Сумма, руб |
| Полиэтиленовая пленка, м2 | 3 | 2 | 6 |
| Толуол, л | 1 | 30 | 30 |
| Ацетон, л | 1 | 25 | 25 |
| Проволока, кг | 0,1 | 8,4 | 0,84 |
| Вода охлаждающая, м3 | 10 | 0,27 | 2,7 |
| Итого | 64,54 |
Транспортно-заготовительные расходы составляют 5 % от общей стоимости основных и вспомогательных материалов (749,97+64,54=814,51), а именно 40,73 руб.