Влияние технологических добавок на структуру и свойства резин

являющегося вторичным продуктом целлюлозо-бумажной промышленности при

получении талловой канифоли методом ректификации таллового масла /37/.

7 Исследование таллового масла в качестве заменителя более дорогих

технологических добавок

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 /38/.

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.

Следует заметить, что на сегодняшний день в России выпуск растительных

масел и животных жиров технического назначения далек от совершенства, и ни

в коей мере не может обеспечить потребности различных отраслей

промышленности в этих продуктах. Поэтому сегодня научные исследования в

рассматриваемой области направлены на получение растительного сырья с

повышенным содержанием кислот требуемого состава, а также на

совершенствование методов энергосберегающей технологии, таких как

ферментативное расщепление жиров, мембранная очистка получаемых продуктов,

совершенствование катализаторов технологических процессов.

Учеными Ярославского Государственного Технического Университета были

сделаны разработки, базирующиеся на так называемых “олеохимикатах” –

продуктах переработки биоразлагаемого, нетоксичного сырья растительного и

животного происхождения. Сегодня повышению роли “олеохимикатов” в качестве

сырья для промышленного использования способствует не только сближение цен

на нефтехимические и натуральные продукты, но также фактор их быстрой

возобновляемости, что особенно важно в современных условиях ограниченности

большинства сырьевых ресурсов.

В результате проведенных исследований были предложены простые и

доступные способы переработки “олеохимикатов” в различные продукты. При

этом основное внимание уделялось процессам получения алифатических эфиров

жирноненасыщенных кислот. Это связано с тем, что процессы дистилляции,

хранения, транспортирования и переработки алифатических эфиров

жирноненасыщенных кислот экономически более выгодны и безопасны, чем

соответствующие процессы с жирными кислотами и там более с растительными и

животными жирами /39/.

Источником для синтеза таких продуктов могут служить жирные кислоты

таллового масла (ЖКТМ) – многотоннажный, побочный продукт переработки

древесины, выпускаемый практически на всех целлюлозо-бумажных комбинатах

России. Это надежный и возобновляемый источник сырья. Жирнокислотный состав

ЖКТМ близок к составу кислот, получаемых из пищевых растительных масел, а

стоимость их примерно в 4 раза ниже самого дешевого из них /30/.

8 Выводы из обзора литературы и постановка цели работы

Исходя из изложенного в аналитическом обзоре, можно сделать следующие

выводы:

В настоящее время в резиновой промышленности, в основном

зарубежом, широко используются продукты растительного и животного

происхождения в качестве ингредиентов различного назначения. Эти

продукты - надежный, возобновляемый в больших количествах, недорогой,

нетоксичный источник сырья.

Наибольший интерес представляют продукты переработки жирных

кислот таллового масла – побочного продукта при переработке древесины.

Согласно литературным данным, жирные кислоты и их призводные

могут являться эффективными пептизаторами каучуков, вторичными

активаторами вулканизации, технологическими добавками, диспергаторами

технического углерода и пластификаторами.

В настоящее время в России разрабатываются простые промышленные

технологии получения жирных кислот и их эфиров путем переработки

таллового масла.

В связи с выше изложенным целью работы является исследование влияния

продуктов переработки жирных кислот таллового масла на свойства резиновых

смесей, в частности в качестве вторичных активаторов вулканизации.

2 Объекты и методы исследования

2.1 Объекты исследования

В качестве объектов исследования были взяты алифатические эфиры

жирных кислот таллового масла, олеиновой, стеариновой кислоты,

подсолнечного и льняного масла, полученные при этерификации исходного

продукта спиртами и последующей ректификацией под вакуумом, а также сами

жирные кислоты таллового масла и различные димеры на базе ЖКТМ, имеющие

нелинейное сложное пространственное строение. Жирные кислоты представлены

преимущественно кислотами С18 различной степени ненасыщенности.

Разработанный на кафедре химической технологии органических веществ ЯГТУ

процесс глубокой переработки ЖКТМ позволяет получать жидкие маловязкие

продукты, различающиеся химическим составом, непредельностью и

кислотностью. Большинство исследуемых производных ЖКТМ хорошо совместимы с

каучуками общего назначения и в меньшей степени с каучуками специального

назначения.

Оценка данных продуктов проводилась в ненаполненных и наполненных

техническим углеродом резиновых смесях на основе каучуков общего и

специального назначения по рецептурам, приведенным в таблицах 1-6.

Физико-химические характеристики исследуемых продуктов приведены в

таблице 7, а групповой состав в таблице 8.

Таблица 1 – Рецепты резиновых смесей на основе каучука СКИ-

3 с различной дозировкой МЭ ЖКТМ

|Ингредиенты |Содержание метиловых эфиров ЖКТМ, масс.ч. на|Контроль |

| |100 масс.ч. каучука | |

| |0 |0,16|2 |5 |10 |15 |30 |60 |Сте-|Оле-|

| | | | | | | | | |арин|ино-|

| | | | | | | | | |о-ва|вая |

| | | | | | | | | |я |кис-|

| | | | | | | | | |кис-|лота|

| | | | | | | | | |лота| |

|СКИ-3 |100 |100 |100 |100 |100 |100 |100 |100 |100 |100 |

|Белила |5 |5 |5 |5 |5 |5 |5 |5 |5 |5 |

|цинковые | | | | | | | | | | |

|Сульфенамид Ц |1,3 |1,3 |1,3 |1,3 |1,3 |1,3 |1,3 |1,3 |1,3 |1,3 |

|Сера |2 |2 |2 |2 |2 |2 |2 |2 |2 |2 |

|Метиловые |- |0,16|2 |5 |10 |15 |30 |60 |- |- |

|эфиры ЖКТМ | | | | | | | | | | |

|Стеариновая |- |- |- |- |- |- |- |- |2 |- |

|кислота | | | | | | | | | | |

|Олеиновая |- |- |- |- |- |- |- |- |- |2 |

|кислота | | | | | | | | | | |

|Итого |108,|108,|110,|113,|118,|123,|138,|168,|110,|110,|

| |3 |46 |3 |3 |3 |3 |3 |3 |3 |3 |

Таблица 2 – Рецепты резиновых смесей содержащих различные

олеохимикаты на основе каучука СКИ-3

|Ингредиенты |Массовые части на 100 массовых частей каучука |

| |Метило|Про-пи|Бутило|Изо-пр|Диэфи|Пен-|Контроль |

| |-вые |ловые |-вые |опило-|-ры |тол | |

| |эфи-ры|эфи-ры|эфи-ры|вые |ди-ме| | |

| |ЖКТМ |ЖКТМ |ЖКТМ |эфи-ры|р-ных| | |

| | | | |ЖКТМ |кис-л| | |

| | | | | |от | | |

| | | | | | | |Сте-|Оле-и|Без |

| | | | | | | |ари-|но-ва|олеох|

| | | | | | | |но-в|я |и-ми-|

| | | | | | | |ая |кис-л|ката |

| | | | | | | |кис-|о-та | |

| | | | | | | |ло-т| | |

| | | | | | | |а | | |

|СКИ-3 |100 |100 |100 |100 |100 |100 |100 |100 |100 |

|Сера |2 |2 |2 |2 |2 |2 |2 |2 |2 |

|Сульфенамид Ц|1,3 |1,3 |1,3 |1,3 |1,3 |1,3 |1,3 |1,3 |1,3 |

|Белила |5 |5 |5 |5 |5 |5 |5 |5 |5 |

|цинковые | | | | | | | | | |

|Метиловый |2 |- |- |- |- |- |- |- |- |

|эфир ЖКТМ | | | | | | | | | |

|Пропиловый |- |2 |- |- |- |- |- |- |- |

|эфир ЖКТМ | | | | | | | | | |

|Бутиловый |- |- |2 |- |- |- |- |- |- |

|эфир ЖКТМ | | | | | | | | | |

|Изопропиловый|- |- |- |2 |- |- |- |- |- |

|эфир ЖКТМ | | | | | | | | | |

|Диэфиры |- |- |- |- |2 |- |- |- |- |

|димерных | | | | | | | | | |

|кислот | | | | | | | | | |

|Пентаэритри-т|- |- |- |- |- |2 |- |- |- |

|овый эфир | | | | | | | | | |

|ЖКТМ | | | | | | | | | |

|Стеариновая |- |- |- |- |- |- |2 |- |- |

|кислота | | | | | | | | | |

|Олеиновая |- |- |- |- |- |- |- |2 |- |

|кислота | | | | | | | | | |

|Итого |110,3 |110,3 |110,3 |110,3 |110,3|110,|110,|110,3|108,3|

| | | | | | |3 |3 | | |

Таблица 3 – Рецепт резиновых смесей на основе каучуков СКМС-

10К и СКМС-30АРКМ-15 содержащих различные олеохимикаты

|Ингредиенты |Массовые части на 100 массовых частей каучука |

| |Без |Оле-и|Сте-а|ЖКТМ|Мети-л|Ди-эфи|Пен-|Метило-|

| |оле-о|но-ва|ри-но| |овые |ры |тол |вые |

| |хи-ми|я |вая | |эфиры |димер-| |эфиры |

| |-ката|кис-л|кис-л| |ЖКТМ |ных | |олеино-|

| | |ота |ота | | |кис-ло| |вой |

| | | | | | |т | |кислоты|

| | | | | | | | |ЖКТМ |

|СКМС-30АРКМ15 |50 |50 |50 |50 |50 |50 |50 |50 |

|СКМС-10К |50 |50 |50 |50 |50 |50 |50 |50 |

|Сера |3 |3 |3 |3 |3 |3 |3 |3 |

|Каптакс |0,9 |0,9 |0,9 |0,9 |0,9 |0,9 |0,9 |0,9 |

|Сульфенамид Ц |2 |2 |2 |2 |2 |2 |2 |2 |

|Белила |2,5 |2,5 |2,5 |2,5 |2,5 |2,5 |2,5 |2,5 |

|цинковые | | | | | | | | |

|Масло ЯП-15 |17 |17 |17 |17 |17 |17 |17 |17 |

|Битум |6 |6 |6 |6 |6 |6 |6 |6 |

|Воск защитный |3 |3 |3 |3 |3 |3 |3 |3 |

|Ацетонанил Р |1,5 |1,5 |1,5 |1,5 |1,5 |1,5 |1,5 |1,5 |

|Ангидрид |0,3 |0,3 |0,3 |0,3 |0,3 |0,3 |0,3 |0,3 |

|фталевый | | | | | | | | |

|Мел |6 |6 |6 |6 |6 |6 |6 |6 |

|Техуглерод П |62 |62 |62 |62 |62 |62 |62 |62 |

|514 | | | | | | | | |

|Олеиновая |- |3 |- |- |- |- |- |- |

|кислота | | | | | | | | |

|Стеариновая |- |- |3 |- |- |- |- |- |

|кислота | | | | | | | | |

|ЖКТМ |- |- |- |3 |- |- |- |- |

|МЭ ЖКТМ |- |- |- |- |3 |- |- |- |

|Диэфиры |- |- |- |- |- |3 |- |- |

|димер-ных | | | | | | | | |

|кислот | | | | | | | | |

|Пентол |- |- |- |- |- |- |3 |- |

|МЭОКЖКТМ |- |- |- |- |- |- |- |3 |

|Итого |205,2|207,2|207,2|207,|207,2 |207,2 |207,|207,2 |

| | | | |2 | | |2 | |

Таблица 4 – Рецепты резиновых смесей на основе каучука СКИ-

3, содержащих олеохимикаты различного химического состава

|Ингредиенты |Массовые части на 100 массовых частей каучука |

| |Без |Стеари-|ЖКТМ |Мети-ло|Диэфи-р|Пентол |

| |олеохи-|новая | |вые |ы | |

| |миката |кислота| |эфиры |димер-н| |

| | | | |ЖКТМ |ых | |

| | | | | |кислот | |

|СКИ-3 |100 |100 |100 |100 |100 |100 |

|Сера |1 |1 |1 |1 |1 |1 |

|Альтакс |0,6 |0,6 |0,6 |0,6 |0,6 |0,6 |

|Белила цинковые |5 |5 |5 |5 |5 |5 |

|ДФГ |3 |3 |3 |3 |3 |3 |

|Стеариновая |- |3 |- |- |- |- |

|кислота | | | | | | |

|ЖКТМ |- |- |3 |- |- |- |

|Метиловые эфиры |- |- |- |3 |- |- |

|ЖКТМ | | | | | | |

|Диэфиры димерных |- |- |- |- |3 |- |

|кислот | | | | | | |

|Пентаэритритовый |- |- |- |- |- |3 |

|эфир (пентол) | | | | | | |

|Итого |109,6 |111,6 |111,6 |111,6 |111,6 |111,6 |

Таблица 5 – Рецепты резиновых смесей на основе натурального

каучука, содержащих олеохимикаты различного химического

состава

|Ингредиенты |Массовые части на 100 массовых частей каучука |

| |Без |Стеари|ЖКТМ |Мети-л|Диэфи-|Пен-то|МЭОКЖК|

| |олео-х|но-вая| |овые |ры |л |ТМ |

| |ими-ка|кисло-| |эфиры |димер-| | |

| |та |та | |ЖКТМ |ных | | |

| | | | | |кислот| | |

|НК |100 |100 |100 |100 |100 |100 |100 |

|Сера |2 |2 |2 |2 |2 |2 |2 |

|Каптакс |3 |3 |3 |3 |3 |3 |3 |

|Тиурам |0,03 |0,03 |0,03 |0,03 |0,03 |0,03 |0,03 |

|Белила цинковые |5 |5 |5 |5 |5 |5 |5 |

|Стеариновая |- |2 |- |- |- |- |- |

|кислота | | | | | | | |

|ЖКТМ |- |- |2 |- |- |- |- |

|Метиловые эфиры |- |- |- |2 |- |- |- |

|ЖКТМ | | | | | | | |

|Диэфиры димерных |- |- |- |- |2 |- |- |

|кислот | | | | | | | |

|Пентаэритритовый |- |- |- |- |- |2 |- |

|эфир | | | | | | | |

|подсолнечного | | | | | | | |

|масла (пентол) | | | | | | | |

|Метиловые эфиры |- |- |- |- |- |- |2 |

|олеиновой кислоты| | | | | | | |

|ЖКТМ | | | | | | | |

|Парафин |1,5 |1,5 |1,5 |1,5 |1,5 |1,5 |1,5 |

|Диафен ФП |1,5 |1,5 |1,5 |1,5 |1,5 |1,5 |1,5 |

|Дибутилфталат |5 |5 |5 |5 |5 |5 |5 |

|Техуглерод К 354 |25 |25 |25 |25 |25 |25 |25 |

|Итого |143,03|145,03|145,03|145,03|145,03|145,03|145,03|

Таблица 6 – Рецепт резиновых смесей на основе каучуков СКИ-

3, СКД и СКМС-30АРКМ-15 содержащих олеохимикаты различного

химического состава

|Ингредиенты |Массовые части на 100 массовых частей каучука |

| |Без |Оле-и|Сте-а|ЖКТМ|Мети-л|Ди-эфи|Пен-|Метило-|

| |оле-о|но-ва|ри-но| |овые |ры |тол |вые |

| |хи-ми|я |вая | |эфиры |димер-| |эфиры |

| |-ката|кис-л|кис-л| |ЖКТМ |ных | |олеино-|

| | |ота |ота | | |кис-ло| |вой |

| | | | | | |т | |кислоты|

| | | | | | | | |ЖКТМ |

|СКМС-30АРКМ15 |40 |40 |40 |40 |40 |40 |40 |40 |

|СКИ-3 |30 |30 |30 |30 |30 |30 |30 |30 |

|СКД |30 |30 |30 |30 |30 |30 |30 |30 |

|Сера |2,3 |2,3 |2,3 |2,3 |2,3 |2,3 |2,3 |2,3 |

|Сульфенамид М |0,6 |0,6 |0,6 |0,6 |0,6 |0,6 |0,6 |0,6 |

|Белила |3 |3 |3 |3 |3 |3 |3 |3 |

|цинковые | | | | | | | | |

|Масло ЯП-15 |28 |28 |28 |28 |28 |28 |28 |28 |

|Битум |3 |3 |3 |3 |3 |3 |3 |3 |

|Воск защитный |2 |2 |2 |2 |2 |2 |2 |2 |

|Диафен ФП |0,7 |0,7 |0,7 |0,7 |0,7 |0,7 |0,7 |0,7 |

|Ацетонанил Р |1 |1 |1 |1 |1 |1 |1 |1 |

|Техуглерод П |60 |60 |60 |60 |60 |60 |60 |60 |

|234 | | | | | | | | |

|Олеиновая |- |3 |- |- |- |- |- |- |

|кислота | | | | | | | | |

|Стеариновая |- |- |3 |- |- |- |- |- |

|кислота | | | | | | | | |

|ЖКТМ |- |- |- |3 |- |- |- |- |

|Метиловые |- |- |- |- |3 |- |- |- |

|эфиры ЖКТМ | | | | | | | | |

|Диэфиры |- |- |- |- |- |3 |- |- |

|димер-ных | | | | | | | | |

|кислот | | | | | | | | |

|Пентол |- |- |- |- |- |- |3 |- |

|МЭОКЖКТМ |- |- |- |- |- |- |- |3 |

|Итого |200,6|203,6|203,6|203,|203,6 |203,6 |203,|203,6 |

| | | | |6 | | |6 | |

Таблица 7 – Физико-химические характеристики продуктов на базе жирных

кислот таллового масла (ЖКТМ)

|N( |Название вещества |nD |Кислотно|Число |Йодное |

|обр| | |е число,|омыления|число, |

|азц| | |мгКОН/г |, |гY2/100г|

|а | | | |мгКОН/г | |

|1 |Жирные кислоты |1,472 |188 |191 |156 |

| |таллового масла | | | | |

|2 |Стеариновая кислота |1,438 |184 |186 |3,2 |

|3 |Олеиновая кислота |1,452 |185 |205 |110 |

|4 |Метиловые эфиры ЖКТМ |1,464 |1,8 |192 |155 |

|5 |Метиловые эфиры |1,470 |0,3 |186 |108 |

| |олеиновой кислоты | | | | |

|6 |Метиловые эфиры |1,468 |0,3 |198 |126 |

| |подсолнечного масла | | | | |

|7 |Метиловые эфиры |1,471 |0,2 |194 |184 |

| |льняного масла | | | | |

|8 |Бутиловые эфиры ЖКТМ |1,472 |0,41 |196 |168 |

|9 |Изо-пропиловые эфиры |1,469 |0,8 |194 |167 |

| |ЖКТМ | | | | |

|10 |Пропиловые эфиры ЖКТМ |1,468 |1,2 |191 |168 |

|11 |Гептиловые эфиры ЖКТМ |1,464 |10,8 |189 |152 |

|12 |Диэфиры дикарбоновых |1,476 |13,4 |176 |110 |

| |кислот | | | | |

|13 |Пентоэритритовый эфир | |1,2 |186 |99 |

| |жирных кислот | | | | |

| |подсолнечного масла | | | | |

| |(пентол) | | | | |

Таблица 8 – Групповой химический состав продуктов на базе

жирных кислот таллового масла

|N( |Групповой химический состав |Содержание,|

| | |% |

|1 |Жирные кислоты таллового масла (ЖКТМ) | |

| |Жирные кислоты: |95,0 |

| |Пальмитиновая; |2,14 |

| |Олеиновая; |32,56 |

| |Линолевая; |39,36 |

| |Линоленовая; |19,51 |

| |i-линолевая. |6,41 |

| |Смоляные кислоты: |5,0 |

| |абиетиновая; |2,5 |

| |-ливапимаровая. |2,5 |

|2 |Метиловые эфиры ЖКТМ: | |

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11