Способ коагуляции синтетических латексов

щ 53693 Соаэ Советских Социалистических Республик(51) М.К ч 2 С 08 С 1/15 сударстеенныи комитет Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий(43) Опубликовано 25.11,76. (45) Дата опубликования оп Изобретение относится к спосооу коагуляции,растворами электролитов синтетических латексов ненасыщенных полимеров, полученных при использовании в качестве эмульгатора солей карбоновых кислот (стеариновой, олеиновой, синтетических жирных кислот, смоляных кислот канифоли и других или их комбинации).Известен способ коагуляции синтетических латексов растворами электролитов: различных солей (хлориды натрия, бария, кальция, магния, железа, азотнокислый кальций, уксуснокислый кальций и другие) и кислот (соляная, уксусная, серная и другие) (11,В производстве каучуков общего назначения основными электролитами для коагуляции латекса являются хлористый натрий и серная кислота 12).Выделение низкомолекулярных каучуков также осуществляется раствором хлористого натрия в сочетании с серной кислотой 133.Хлористый натрий, используемый для коагуляции латексов предварительно очищают от механических примесей и ионов двухвалентных металлов, для чего необходимы 25 фильтры-катиониты, емкости .и производственные площади.Применение хлористого натрия предполагает тщательную отмывку коагулюма от водорастворимых примесей с целью получения 3 конечного продукта с содержанием золы менее 0,6%. Для отмывки используют умягченную воду, расход которой для высокомолекулярных каучуков составляет 20 - 30 м/т каучука, а для низкомолекулярных сополимеров 60 - ,80 мат каучука. При коагуляции латексов некоторых низкомолекулярных каучуков (например, латекса бутадиен-Р-диэтиламиноэтилметакрилатного каучука СКАЭЖ) с применением раствора хлористого натрия не удается получить каучук с содержанием золы менее 1,5 - 2,0% даже при большом расходе промывной воды (более 90 м(т каучука). В процессе выделения высокомолекулярных структурированных каучуков раст 1 ворами хлористого натрия и серной кислоты образуется крошка малого размера (1 - 2 мм), что приводит к потерям каучука при отделении его от серума и с промывными водами.Целью изобретения является получение крупной крошки каучуков, уменьшение содержания в них золы и сокращение расхода воды на промывку.Поставленная цель достигается тем, что в латекс перед обработкой кислотой вводят 16 - 17%-ный раствор гидролизованного полиакрилонитрила в количестве 0,5 - 4,0 вес. ч. на 100 вес. ч. каучука.Использование гидролизованного полиакрилонитрила вместо хлористого натрия по5 Ш 93 Таблица 1 Условия коагуляции латексов высокомолекулярных и иизкомолекуляриых сополимеровЙ аю К О а о" до феод оПример, тип каучука МаС Н Юа 25 25 6,8 2,2 2,3 12 25 50 50 15 30 30 50 50 25 25 14 30 16,8 2,3 2,4 30,530 10 500 40 40 5,1 5,4 35 35 16,8 25 25 20 80 20 85 40 40 3,0 3,0 18,560 16,8 25 25 10 25 25 100 40 40 2, 2,2 16,8 25 25 18 60 30 30 30 130 40 40 25 25 17 60 2,4 2,5 25 16,8 25 25 130 50 50 25 25 12 25 2,4 2,3 15 1,0 30 30 500 40 40 20 80 35 35 25 25 5,0 5,4 8,0 20 50 50 2,5 2,4 14 30 25 25 30,530 20 500 зволяет в 2 - 4,раза сократить количество умягченной воды для промывки каучуков перед их сушкой. Следует отметить, что даже при полном исключении промывки содержание золы в каучуке составляет лишь 0,15 - 0,85%, что значительно ниже нормы, предусмотренной техническими условиями на кау. чуки.Полная замена хлористого натрия раствором гидролизованного полиакрилонитрила при коагуляции латекса приводит к получению укрупненной крошки каучука размером 5 - 10 мм, и тем самым улучшаются условия выделения каучука, исключаются его потери при отделении крошки коагулюма от серума и при цромывке.Коагуляция латексов указанных полимеров растворами гидролизованного полиакрилонитрила и кислоты наблюдается только в том случае, если каучуки получены при использовании в качестве эмульгатора различных солей карбоновых кислот (обычно солей натрия или калия),П р и м е,р 1. Для коагуляции берут латуке высокомолекулярного сополимера диви 1 СКС-ЗОАРКПОпыпгныйКонтрольный2 СКС-ЗОПСОпытныйКонтрольный3 СКАЗЖОпытныйКонтрольный4 СКНЖОпытныйКонтрольный5 СКС.25 МВП.5 ЖОпытныйКонтрольный6 СКД-ЖОпытныйКонтрольный7 СКС-ЗОАРКПОпытныйКонтрольиыи8 СКАЭЖОпытныйКонтрольный9 СКС-ЗОПСОпытныйКонтрольный нила со стиррлом СКС-ЗОЛРКП с сухим остатком 21%. ЗОО мл латекса, запразленного неозоном Д 1,5% на каучук), помещают в стеклянный стакан и при перемешивании 5 приливают 5,6 мл 16,8%-ного раствора гидролизованного полиакрилонитрила. После перемешиванпя в течение 5 мин к флокуляту добавляют 79 мл 2,4%-ного, раствора серной кислоты. При рН 2,2 наблюдается полная ко агуляция латекса. Каучук, выделенный в виде крошки, отделяется от серума и промывается 750 мл дистиллированной воды при перемешивании в течение 10 мин. Затем каучук отжимают и сушат в сушильном шкафу при 15 90 - 100 С.Контрольный образец каучука полученкоагуляцией латекса растворами хлористого натрия и серной кислоты с последующей промывкой и сушкой.20 Сравнительная оценка условий коагуляциии расходных коэффициентов электролитов и промывных вод приведена в табл. 1; физико- механические и химические показатели кау чуков - в табл. 2.53 Я 93 Таблица 2 Влияние способа выделения каучука из латекса на их свойства Коагуляция растворами гидролизованного полиакрилонитрила и серной кислоты в примереКоагуляция растворами хлористого натрия и серной кислоты в примереПоказатель 17 29 172 9 СКС-ЗОАРКПСКС-ЗОПС СКС-ЗОАРКП СКС-ЗОПС физико-механические показатели 49 52 5 48 50 620 600 б 5 600 2,528566040 26 2,5 Предел прочности при разрыве, кгс/см 280 280 184 280 182 180 182 Относительное удлинение, %Эластичность по отскоку, %Остаточное удлинение, % 665 660 660 290 300 295 300 41 50 50 50 41 41 50 13 18 18 12 18 12 17 2 Химические показатели 0,29 0,21 0,41 0,29 0,40 0,22 0,38 0,40 0,33 0,12 0,33 0,30 0,13 0,14 0,13 0,30 0,2 0,3 0,2 0,3 отс отс 6,0 6,1 6,0 3,3 3,4 6,0 6,1 6,0 6,1 3,4 3,4 3,3 Содержание неозона Д, % 1,51 1,42 1,40 1,40 1,39 1,45 1,5 1,50 Содержание металлов, %: медь железо 0,00020,009 0,00020,009 0,00030,007 0,00030,007 0,00030,006 0,00030,006 0,00020,008 0,00020,008 3,4 6,1 6,1 6,0 3,4 З,З 6,0 3,4 139Содержание неозона Д, % 1,5 1,42 1,51 1,50 1,40 1,40 1,45 Содержание металлов, %: медь железо 0,00020,009 0,00020,009 0,00030,007 0,00030,007 0.00030,006 0,00020,008 0,00030,006 0,00020,008 П р и м е р 2. Для коагуляции берут латекс высокомолекулярного структурированного дивинилбензолом сополимера дивинила со стиролом СКСОПС с сухим остатком 34%.300 мл латекса, зацравленного неозоном 5 Л (1,5% на каучук), наливают в стеклянный стакан и при перемешивании приливают 6,1 мл 16,8%-ного раствора гидролизованного полиакрилонитрила. После перемешивания в течение 5 мин к флокуляту добавляют 130 мл 2,4%-ного раствора серной кислоты. При рН 2,5 наблюдается полная коагуляциялатекса: каучук выделяется в виде крошки размером 5 - 10 мм. Каучук отделяют от серума и промывают 1430 мл дистиллированной воды при Вязкость по Муни (МБ - 1 - 4 - 100)Жесткость по Дефо, гсВосстанавливаемость, мм Потери массы при 105 С, %Содержание золы без талька, % Содержание связанных органических кислот, % Содержание свободных органических кислот, % Содержание свободных органических кислот, % Содержание свободных органических кислот, % перемешивании в течение 10 мин. Затем каучук отжимают и сушат в сушильном шкафу при 90 - 100 С,Контрольный образец каучука получен коагуляцией латекса растворами хлористого натрия и серной кислоты с последуюцей промывкой и сушкой.Соавнительная оценка условий коагуляции и расходных коэффициентов электролитов и промывных вод приведена в табл, 1; физико-механические показатели каучука - в табл. 2.,П р и и е р 3. Для коагуляции берут латекс низкомолекулярного сополимера дивинила с р-диэтиламиноэтилметакрилатом СКАЭ,7 Характеристика низкомолекулярных каучуков Содержание в каучуке, % С 3 оЛсс иффи с) х 2Х Я с=с с аг сой Д х Б -с м с э ис й Й ск Пример, тип каучука 3 СКАЭОЖ Опытный Контрольный 0,351,6 0,4 0,3 3,7 3,9 0,0082 0,0094 1,40 1,44 0,43 0,50 43 41 4 СКН.40 Ж Опытный Контрольный 3,6 3,6 0,27 0,39 1,45 1,45 126 129 0,0089 0,0090 0,41 0,40 отс,отс. 5 СКСМВП)К Опытный Контрольный 0,45 0,51 0,26 0,44 3,7 3,9 0,0084 0,0087 1,48 1,48 52 50 отс.отс. 6 СКД-ЖОпытный Контрольный 4,1 4,0 0,0075 0,0086 0,14 0,30 1,38 1,43 0,34 0,37 35 38 отс.отс. 7 СКЛЭОЖ Опытный Контрольный3,8 3,9 0,321,6 0,3 0,3 0,0090 0,0094 0,40 0,50 45 41 1,40 1,44 10)К, полученный при использовании в качестве эмульгатора калиевых солей синтетических жирных кислот фракции Со - С 1 в (парафинат калия) с сухим остатком 35%. 300 мл латекса, заправленного неозоном Д (1,5% на каучук), наливают в стеклянный стакан, куда при перемешивании добавляют 12,5 мл 16,8%-ного раствора гидролизованного полиакрилонитрила. После перемешивания в течение 5 мин к флокуляту приливают 36,8 мл 10% -ного раствора уксусной кислоты. При рН 5,1 наблюдается полная коагуляция рактеристика низкомолекулярных каучуков - в табл. 3.П р и м е р 4, Для коагуляции берут латекс низкомолекулярного сополимера дивинила с нитрилом акриловой кислоты СКНЖ, полученного при использовании в качестве эмульгатора парафината калия, с сухим остатком 36%,300 мл латекса, заправленного неозоном Д (1,5% на каучук), наливают в стеклянный стакан и при перемешивании добавляют 6,4 мл 1,6,8%-ного раствора гидролизованного полиакрилонитрила. После перемешивания в течение 5 мин к флокуляту приливают 194 мл 1,4%-ного раствора серной кислоты. При рН 3 наблюдается полная коагуляция латекса. Каучук отделяют от серума и промывают 2 ООО мл умягченной воды при перемешивании в течение 15 мин. Затем каучук отделяют от промьввной воды и сушат при 70 - 75 С под ,вакуумом 600 - 700 мм рт. ст. в вакуум-сушильном шкафу.Контрольный образец каучука получен коагуляцией латекса растворами хлористого латекса. Каучук отделяют от серума и промывают 2100 мл умягченной воды при перемешивании в течение 15 мин. Затем каучук отделяют от промывной воды и сушат при 70 - 75 С под вакуумом 600 - 700 мм рт. ст. в вакуум-сушильном шкафу.Контрольный образец каучука полученкоагуляцией латекса распворами натрия и уксусной кислоты с последующей промывкой 10 и сушкой.Сравнительная оценка условий коагуляции и расходных коэффициентов электролитов и промывных вод.приведена в табл, 1; хаТаблица 3 натрия и серной кислоты с последующей промывкой и сушкой.Сравнительная оценка условий:коагуляции и расходных коэффициентов электроли 15 тов и промывных вод приведена в табл. 1;характеристика низкомолекулярных каучуков - в табл. 3.П ример 5. Для,коатуляции берут латекс низкомолекулярното тройного сополиме 20 ра 7 О вес. ч. дивинила, 25 вес. ч. стирола и5 вес. ч. 2-метил-винилпиридина СКС 25 МВПЖ, полученного при использованиив качестве эмульгатора калиевых солей синтетических жирных кислот фракции С 1 в в С,с сухим остатком 34%,Коагуляция латекса СКСМВПЖ растворами гидролизованного полиакрилонитрила и серной кислоты, промывка каучука и егосушка осуществляются аналогично примеру 4.Контрольный образец каучука получен коагуляцией латекса растворами хлористого натрия и серной кислоты с последующей промывкой и сушкой.Сравнительная оценка условий коагуля 35 ции и расходных коэф 1 фициентов электроли536193 10 5 1 О 15 20 25 Формула изобретения 30 35 40 45 50 и резина, М 9, 1973 г., стр. 10 - 11. Составитель Н, Комарова Техред Е. Петрова Корректор И. Симкииа Редактор Н. Джарагетти Заказ 1149/1738 Изд.329 Тираж 630 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Тип, Харьк. фил. пред. Патент тов и промывных вод приведена в табл. 1; характеристика низкомолекулярных каучуков в табл. 3.П р и м е р 6. Для коагуляции берут латекс низкомолекулярного полимера дивинила СКДК, полученного при использовании в качестве эмульгатора калиевых солей синтети. ческих жирных кислот фракции С 1 о - С 1 з, с сухим остатком 33,2%.Коагуляция латекса СКДК растворами тидролизованного полиакрилонитрила и серной 1 оислоты, промывка каучука и его сушка осуществляются аналогично примеру 4.Контрольный образец каучука получен коагуляцией латекса растворами хлористого натрия и серной кислоты с последующей промывкой и сушкой.Сравнительная оценка условий коагуляции и расходных коэффициентов электролитов и промывных вод приведена в табл. 1; характеристика низкомолекулярных каучуков - в табл. 3.П р и м е р 7. Для коагуляции берут латекс высокомолекулярного сополимера дивинила со стиролом СКС-ЗОАРКП с сухим остатком 21%. 300 мл латекса, заправленного неозоном Д (1,5% на каучук), помещают в стеклянный стакан и при перемешивании приливают 94 мл 1%-ного раствора гидролизо. ванного полиакрилонитрила. После перемешивания в течение 5 мик к флокуляту добавляют 9 мл 2,4%-ного раствора серной кислоты. При рН 2,4 наблюдается полная коагуляция латекса. Выделение каучука, его промывка и сушка осуществляется аналогично примеру 1.П р и м е р 8. Для коагуляции берут латекс низкомолекулярного сополимера дивинила с р-диэтиламиноэтилметакрилатом СКАЭЖ, полученной при использовании в качестве эмульгатора калиевых солей СЖК фр. С 1 о - С,в, с сухим остатком 35%. 300 мл латекса, заправленного неозоном Д (1,5% на каучук), наливают в стеклянный стакан, куда при перемешивании добавляют 25 мл 8%-ного раствора гидролизованного полиакрилонитрила. После перемешивания в течение 5 льин к флокуляту приливают 37 мл 10%-ного раствора уксусной кислоты. При рН 5 наблюдается полная коагуляция латекса. Выделение каучука СКАЭЖ, его промывка и сушка осуществляются аналогично примеру 3. П р и м е р 9. Для коагуляции берут латекс высокомолекулярного структурированного дивинилбензолом сополимера дивинила со стиролом СКС-ЗОПС с сухим остатком 34%.300 мл латекса, заправленного неозоном Д (1,5% на каучук), наливают в стеклянный стакан и прои перемешивании приливают 5 мл 20% -ного гидролизованного полиакрилонит,рила. После перемешивания в течение 5 мин к флокуляту добавляют 130 лл 2,4%-ного раствора серной кислоты. При рН 2,5 наблюдается полная коагуляция латекса, Выделение каучука СКС-ЗОПС, его промывка и сушка осуществляются аналогично примеру 2.Применение для коагуляции латекса 1 - 20%-ного раствора гидролизованного полиакрилонитрила в количестве 0,5 - 4 вес. ч. на 100 вес, ч, каучука не вызывает изменений условий коагуляции и расходных коэффициентов электролитов и промывных вод, а также физико-механических и химических показателей каучуков (табл, 1 - 3 с дополнениями).Таким образом, использование раствора гидролизаванного полиакрилонитрила позволяет получить крупную крошку каучуков, значительно уменьшить содержание в них золы .и сократить расход воды на промывку. Спо"об коагуляции синтетических латексов ненасыщенных каучуков, полученных в присутствии мыл карбоновых кислот, обработкой их кислотами, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью получения крупной крошки каучуков, уменьшения содержания в них золы и сокращения расхода воды на промывку, перед обработкой кислотой в латекс вводят 1 - 20%-ный раствор гидролизованного полиакрилонитрила в количестве 0,5 - 4,0,вес. ч. на 1 ОО вес. ч. каучука.Источники информации, принятые во вни. мание при экспертизе:1. Н. И. Смирнов, Синтетические каучуки, М. - Л., Госхимиздат, 1949 г., стр, 327 - 328 (прототип).2.,П. А. Кирпичников и др. Химия и технология СК, Л., Химиздат, 1970 г стр. 398 - 399. 3. Л. В. Космодемьянский и др. Каучук