способ выделения бутадиен-( -метил)стирольного каучука

Формула изобретения

Способ выделения бутадиен-(a-метил) стирольного каучука коагуляцией каучукового латекса белковым коагулянтом и минеральной кислотой, отличающийся тем, что в качестве белкового коагулянта используют продукт взаимодействия белка с четвертичной аммонийной полимерной солью поли- N,N-диметил- N,N-диаллиламмонийхлоридом при массовом соотношении в расчете на сухое вещество белка и четвертичной аммонийной полимерной соли 1:(0,1-1) соответственно.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству бутадиен-(a-метил) стирольнмх каучуков, получаемых эмульсионной сополимеризацией, в частности к способам выделения их из латексов, и может быть использовано в нефтехимической промышленности.

Наиболее близким способом выделения является способ выделения бутадиен-(a-метил)-стирольных каучуков с использованием в качестве коагулирующих агентов белков и продуктов белкового происхождения.

Основными недостатками белковых коагулянтов являются коагулирующая активность только в сильнокислой среде (рН 2,0-3,5). При более высоком значении рН (4 и выше) белковые коагулянты или работают очень плохо (не достигается полной коагуляции), или требуются очень большие расходы. Кроме того, водный раствор белкового коагулянта имеет ограниченный срок годности, особенно это имеет место в летний период года, то есть при повышенных температурах. В теплое время года начинаются активно процессы разложения белкового коагулянта, что выражается в появлении резкого, неприятного запаха, значительно затрудняющего использование данного коагулянта в технологическом процессе. В рабочих зонах производственных помещений появляется также характерный, неприятным запах, что нарушает экологическую чистоту окружающей среды.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение является стабилизация процесса коагуляции, усовершенствование технологии и улучшение свойств бутадиен-(a-метил)-стирольных каучуков.

Для решения данной задачи в способе выделения бутадиен-(a-метил)-стирольных каучуков, заключающемся в коагуляции латекса белковыми коагулянтами и минеральной кислотой, включающем рецикл серума, концентрирование крошки каучука, промывку ее водой с последующим отжимом и сушкой, в качестве белкового коагулянта предлагают использовать продукт взаимодействия белка с четвертичной полимерной солью поли-N,N-диметил-N,N-диаллиламмоний хлоридом при массовом соотношении 1 (1-0,1) соответственно (на сухое вещество).

Предлагаемая коагулирующая система позволяет значительно стабилизировать процесс коагуляции, усовершенствовать технологию и улучшить свойства получаемого бутадиен-(a-метил)-стирольного каучука. Это достигается за счет того, что продукт взаимодействия белка с полимерной четвертичной солью обладает высокой устойчивостью, стабилен при хранении и не обладает ярко выраженной вулканизующий активностью, что не оказывает отрицательного влияния на свойства получаемых бутадиен-(a-метил)-стирольных каучуков при их выделении, сушке, а также при изготовлении резиновых смесей. Образование комплексных соединений на основе белка и аммонийных оснований было показано в работе "Водорастворимые белок-полиэлектролитные комплексы, содержащие избыток белка в качестве лиофилизирующего компонента. /Зайцев В.С. и др.// докл. АН СССР, 1992. 322, N 2. С. 318-323.

Для лучшего понимания приводим ряд примеров.

Примеры. Коагулирующий агент готовят путем смешения водных растворов белкового коагулянта с водным раствором полимерной четвертичной соли - поли-N, N-диметил-N,N-диаллиламмоний хлоридом. Для этих целей готовят их 2,0% водные растворы и смешивают в требуемых соотношениях. После смешения и тщательного перемешивания коагулирующий агент выдерживают при комнатной температуре (25^oС) в течение 1 ч. После этого, используют для выделения каучуков из латексов.

Бутадиенстирольные латексы СКС-30 АКO, СКС-ЗОАРКП, СКИС-30 АРК из отделения дегазации подаются в смеситель 1 (см. чертеж), где смешиваются с коагулирующим агентом продуктом взаимодействия белка с поли-N,N-диметил-N,N-диаллиламмоний хлоридом и подают на коагуляцию в аппарат 2, в котором смешивают с подкисленным серумом (4% водный раствор серной кислоты) (рН 6 -метил)стирольного каучука, патент № 2063980" SRC="/images/patents/409/2063005/177.gif" ALIGN="ABSMIDDLE">0,5). Из этого аппарата смесь (вода с каучуком) направляют в дозреватель 3, где подкисляют 4% водным раствором серной кислоты до рН 4 -метил)стирольного каучука, патент № 2063980" SRC="/images/patents/409/2063005/177.gif" ALIGN="ABSMIDDLE">0,5. Общий расход серной кислоты 12 кг/т каучука, соотношение латекс: серум 1:(2-3). Температура коагуляции 55-60^oС. Из дозревателя суспензия крошки каучука поступает в концентратор для отделения серума от крошки каучука (влажность крошки каучука 40-50%). Серум в дальнейшем поступает в сборник, откуда насосом направляется в рецикл. Крошка каучука подается в промывную емкость с мешалкой, где отмывается умягченной водой при 45-60^oС. Затем пульпа подается во второй концентратор, где происходит отделение промывной воды, которая после фильтрации сбрасывается в химзагрязненную канализацию. Крошка каучука с влажностью 40-50% направляется на отжимную машину, в которой происходит обезвоживание крошки каучука до содержания влаги 7-10% Из отжимной машины крошка каучука направляется в молотковую дробилку с целью увеличения поверхности для улучшения в дальнейшем сушки каучука в сушильных камерах (сушилках), куда она подается пневмотранспортом (воздух со скоростью примерно 20 м/сек). Сушка осуществляется в одноходовых конвейерных сушилках при температуре 110-80^oС в течение 25-35 минут. Из сушилки высушенная крошка каучука направляется на установку для взвешивания, брекетирования и упаковки получаемых брикетаов каучука.

Полноту коагуляции оценивали визуально. Серум прозрачный коагуляция полная. В качестве белковой составляющей были использованы мездровыи клей, белкозин М.

Влияние соотношения компонентов в коагулирующем агенте на степень коагуляции латекса и свойства получаемого каучука приведены в таблицах 1,2.

Из приведенных результатов видно, что использование в качестве коагулирующего агента продукта взаимодействия белка с полимерной аммонийной четвертичной солью обеспечивает эффективное выделение каучуков из латексов. Причем при этом образуется хорошая, пористая крошка, что положительно сказывается на процессе сушки каучука (ускоряется его высыхание) и позволяет увеличить производительность технологического процесса. Важно также отметить, что образование мелкой крошки в значительных количествах отмечено не было. В сравнении с каучуком, выделенным с использованием в качестве коагулянта только одной полимерной аммонийной четвертичной соли, отмечаются более высокие прочностные показатели, устойчивость к старению. Кроме того, использование в качестве коагулянта только одной полимерной аммонийной четвертичной соли привело к снижению некоторых показателей и несоответствие их требованиям ГОСТ или ТУ. Использование белкового коагулянта хотя и обеспечивает каучуку требуемые показатели по ГОСТ или ТУ, но значительно ухудшаются показатели процесса коагуляции (большой расход коагулирующего агента, кислоты, крошка получается мало пористой, что увеличивает продолжительность сушки, а это снижает производительность процесса). Кроме того, использование белкового коагулянта не обеспечивает стабильность процесса коагуляции, что связано с большой чувствительностью процесса к рН коагуляции.