Последние конференции
- Информационные системы и модели в научных исследованиях, промышленности, образовании и экологии
- Информационные системы и модели в научных исследованиях, промышленности и экологии
- Современные проблемы экологии
- Экологические проблемы окружающей среды, пути и методы их решения
- Экология, образование и здоровый образ жизни
Перспективный подход к решению проблемы утилизации текстильных отходов
И.Н. Пугачева, С.С. Никулин, О.Н. Филимонова, М.В. Енютина
Воронежская государственная технологическая академия,
г. Воронеж
Сохранение окружающей среды является одной из важнейших проблем человечества. Это связано с увеличением добычи и переработки природных ресурсов. Рост промышленного потенциала неизбежно сопровождается образованием и накоплением значительного количества отходов. На производство целевой промышленной продукции расходуется примерно 1/3 потребляемых сырьевых ресурсов, 2/3 составляют отходы и побочные продукты. Усиление техногенного воздействия на природу породило ряд проблем экологического характера.
В последние годы продолжаются поисковые исследования по использованию отходов текстильной промышленности в качестве наполнителей в композиционных составах различного назначения [1]. Наиболее перспективными являются те направления, которые позволяют достичь равномерного распределения волокнистого наполнителя в объеме полимерной матрицы с минимальными технико-экономическими затратами. Одним из таких направлений является использование их в технологическом процессе производства каучуков получаемых методом эмульсионной (со)полимеризации бутадиена со стиролом. Введение волокнистого наполнителя в каучук в процессе его производства, а именно в латекс на стадии его коагуляции, позволяет получить композит с равномерным распределением волокнистого наполнителя в объеме каучуковой матрице и обладающий комплексом новых положительных свойств.
Цель данной работы явилось изучение влияния волокнистого наполнителя (льна и капрона) на процесс коагуляции латекса бутадиен-стирольного каучука марки СКС-30 АРК, с последующей оценкой свойств каучуков, резиновых смесей и вулканизатов.
Процесс выделения каучука из латекса изучали на установке, представляющей собой емкость, снабженную перемешивающим устройством, и помещенную в термостат для поддержания заданной температуры. В емкость для коагуляции загружали латекс, термостатировали при заданной температуре 10-15 минут, после чего последовательно вводили коагулирующий агент, (водный раствор хлорида натрия с концентрацией 24 % масс.) и подкисляющий агент - раствор серной кислоты с концентрацией 1-2 % масс. рН коагуляции выдерживали 2,0-2,5. Волокнистый наполнитель (капрон и лен) использовался с длиной 2-10 мм и дозировке 0,3-1,0 % масс. на каучук (с фактором формы 100-250). В ранее опубликованных работах [3,4] было показано, что наиболее перспективным технологическим решением ввода волокнистого наполнителя в латекс бутадиен-стирольного каучука, является диспергирование его в водном растворе подкисляющего агента.
Ограниченность в верхней дозировки в 1 % масс. на каучук основано на том, что при более высоком содержании волокнистого наполнителя водная дисперсия подкисляющего агента теряет подвижность и с технологической точки зрения использование такой дисперсии в производстве синтетического каучука практически не возможно.
Проведенными исследованиями по влиянию длины волокнистого наполнителя установлено, что длина волокна, наиболее полно удовлетворяющая технологии его введения в латекс и свойствам получаемых композитов составляет 2-10 мм. Изменение длины волокна в данном интервале оказывает незначительное влияние на массу образующегося коагулюма. Визуально отмечено, что в отделенном от каучука серуме (в водной фазе) содержание мелкой крошки каучука меньше, чем в контрольных опытах без применения волокнистых наполнителей. В серуме также отсутствовали волокнистые материалы, что свидетельствует о полном их захвате, образующемся коагулюмом.
Таким образом, использование волокнистого наполнителя в производстве эмульсионных каучуков позволяет уменьшить потери полимера со сбрасываемыми сточными водами и тем самым увеличить производительность технологического процесса и снизить экологическую нагрузку на очистные сооружения.
Однако попытки количественно охарактеризовать уменьшение потерь в производстве эмульсионных каучуков в виде мелкодисперсной крошки оказалось невозможным с технической точки зрения. Это связано с техническим несовершенством оборудования, используемого в лабораторных исследованиях и малыми объемами получаемого серума.
Колебания в содержании мелкодисперсной крошки в водной фазе контрольного образца было значительно и превышало экспериментальный образец в 1,1 – 3 раза. Оценка влияния льняного и капронового волокна на свойства каучуков и вулканизатов показала, что их введение не ухудшает свойства вулканизатов. Отмечено повышение таких показателей, как устойчивость к тепловому старению, многократным деформациям, сопротивлению раздиру без ухудшения других эксплуатационных характеристик.
Предложенное технологическое решение, направленное на использование отходов текстильной промышленности (волокон), в производстве эмульсионных каучуков, является перспективным для промышленности производящей синтетические полимеры.
Список литературы
1. Никулин С.С. Композиционные материалы на основе наполненных бутадиен-стирольных каучуков / С.С. Никулин, И.Н. Пугачева, О.Н. Черных. - М.: Академия Естествознания, 2008. - 145 с.
2. Никулин С.С. Коагуляция латекса, свойства каучуков, резиновых смесей и вулканизатов в присутствии добавок вискозного волокна / С.С. Никулин, И.Н. Акатова, В.А. Седых / Прикладная химия, 2005, Т. 78, Вып. 8. – С. 1375-1378.
3.Никулин С.С. Наполнение эмульсионных каучуков хлопковым волокном на стадии латекса / С.С. Никулин, И.Н. Акатова / Химическая промышленность, 2003. – т. 80. - №9. – 7-13.