Комплексное использование текстильных и стирольных отходов в производстве эмульсионных каучуков

И.Н. Пугачева, С.С. Никулин, О.Н. Филимонова
Воронежская государственная технологическая академия,
г. Воронеж


В настоящее время перспективным направлением в исследованиях может быть то, которое позволит подойти комплексно к решению вопроса о совместном использовании низкомолекулярных полимерных материалов, получаемых на основе побочных продуктов нефтехимии и волокнистых отходов для получения полимерных композитов, обладающих комплексом новых свойств [1,2].

В представленной работе рассмотрена возможность наполнения бутадиен-стирольного каучука марки СКС-30 АРК полимерной и волокнополимерной дисперсией на стадии выделения каучука из латекса. Для приготовления волокнополимерносодержащей дисперсии (ВПСД) использовали стиролсодержащий сополимер на основе кубового остатка ректификации стирола (КОРС). В качестве волокнистых наполнителей использованы отходы хлопкового, капронового и вискозного волокна, которые предварительно измельчали до размеров 2, 5, 7, 10, 15 мм. Перед введением в бутадиен-стирольный латекс СКС-30 АРК в полимерный материал вводили 20-40 % масс. органического растворителя (толуола), смешивали с антиоксидантом, волокнистым наполнителем и полученный композит диспергировали в водной фазе, содержащей поверхностно-активные вещества (~ 6,0 % масс. на дисперсную фазу) с последующей отгонкой низкомолекулярной фракции под вакуумом.

В таблице представлены результаты, полученные при испытании композитов содержащих 0,5 % масс. хлопкового, капронового и вискозного волокна (размером 5 мм) и 2,0; 4,0; 6,0 % масс. стиролсодержащего сополимера на основе побочных продуктов производства стирола.

Свойства резиновых смесей и вулканизатов на основе каучука СКС-30 АРК, содержащего

волокнополимерный наполнитель (на основе сополимера КОРС)

Показатель

Номер образца*

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

Условное напряжение при 300 % удлинении, МПа

5,1

8,3

8,2

8,2

9,2

9,3

9,4

7,9

8,0

8,1

8,8

9,2

9,0

Условная прочность при растяжении, МПа

17,4

25,3

25,0

24,8

25,2

25,8

26,2

24,0

24,8

25,4

25,8

26,2

26,0

Относительное удлинение при разрыве, %

550

630

640

620

620

700

720

620

680

700

710

680

660

Относительная остаточная деформация после разрыва, %

22

14

14

16

14

14

14

16

16

16

14

14

14

Эластичность по отскоку, %:

при 20 оС

40

43

42

38

40

42

43

38

38

40

43

43

40

Твердость по Шору А

47

58

59

53

56

58

60

56

60

61

58

64

62

Сопротивление раздиру, кН/м

60

70

69

60

54

70

76

65

72

71

74

80

78

Коэффициент теплового старения:

- по прочности

- по относительному удлинению

0,55

0,25

0,60

0,32

0,68

0,34

0,70

0,34

0,62

0,29

0,64

0,32

0,64

0,34

0,71

0,34

0,70

0,36

0,72

0,36

0,65

0,36

0,66

0,36

0,68

0,34

*Примечание. Содержание сополимера на основе КОРС в каучуке рассчитывалось исходя из его количества в ВПСД (% масс. на каучук). Содержание волокнистого наполнителя – 0,5 % масс. на каучук. 1 - контрольный без добавок; 2 – ВПСД (2 %); 3 – ВПСД (4 %); 4 – ВПСД (6 %); 5 – ВПСД (2 %) + хлопковое волокно; 6 – ВПСД (4 %) + хлопковое волокно; 7 – ВПСД (6 %) + хлопковое волокно; 8 – ВПСД (2 %) + капроновое волокно; 9 – ВПСД (4 %) + капроновое волокно; 10 – ВПСД (6 %) + капроновое волокно; 11 – ВПСД (2 %) + вискозное волокно; 12 – ВПСД (4 %) + вискозное волокно; 13 – ВПСД (6 %) + вискозное волокно.

Анализ экспериментальных данных показывает, что вулканизаты на основе каучука СКС-30 АРК, содержащие волокнополимерный наполнитель, обладают более высокой твердостью, сопротивлением раздиру и устойчивостью к тепловому старению. Предложенный вариант использования побочных продуктов, образующихся при производстве стирола, совместно с текстильными отходами, позволит повысить производительность технологического процесса производства эмульсионных каучуков и комплексно утилизировать отходы.

Список литературы

1. Никулин С.С. Отходы и побочные продукты нефтехимических производств - сырье для органического синтеза / С.С. Никулин, В.С. Шеин, С.С. Злотский. - М.: Химия, 1989. - 240 с.

2. Никулин С.С. Композиционные материалы на основе наполненных бутадиен-стирольных каучуков / С.С. Никулин, И.Н. Пугачева, О.Н. Черных. - М.: Изд-во «Академия Естествознания», 2008. - 145 с.


Назад к списку