Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2013 » Октябрь » 19 » Наполнители каучуков. Лигнин
23:43
Наполнители каучуков. Лигнин

При производстве первых каучуков использовали растительное сырье – гуттаперчу, являющуюся природным латексом сложного состава. Она является соком некоторых южных растений (главным образом, Гивеи). После разработки в СССР в 1932 году технологии получения синтетического каучука по методу Лебедева, стоимость эластомеров значительно снизилась.

Несмотря на это, сырье для изготовления высококачественных каучуков получают в основном из нефти и попутных нефтяных газов. Нефть сегодня стоит недешево, да и бутановой фракции содержит меньше, чем хотелось бы. Это приводит к поиску дешевых полноценных заменителей полимерной матрицы эластомеров. Дабы сделать их более экономически целесообразными.

Одним из путей решения этой проблемы стало использование в качестве сополимеров каучуков лигнина из древесного сырья. Сам лигнин стоит достаточно не дешево (так как, требует очистки от восков, терпенов, смолистых включений и пр.), хотя и является отходом переработки древесины. Первые серьезные работы в этом направлении были проведены в ЮАР в годы эмбарго и в СССР после ВМВ.

Наиболее экономически выгодным лигниновым сырьем, для введения в эластомеры, является водный раствор щелочного сульфатного лигнина. Так как, основой полимерного каркаса лигнина является п-гидрокси-м-метокси-фенилпропен-1 (C3H5-C6H3(OH)(OCH3)) и его производные, то данный материал можно рассматривать как олигомер, аналогичный полистиролу.

Процесс получения блок-сополимера производят путем смешения латекса каучука с водным раствором щелочного лигнина. Щелочной лигнин получают путем очистки от неолигомерных включений промывкой и высадкой из органических растворителей. Для удаления сульфидных и органосульфидных фрагментов, материал обрабатывают небольшим количеством щелочи и промывают. Выход варьирует в пределах 60-80% от массы тяжелой фракции сульфатного мыла.

После смешения латекса с раствором щелочного лигнина, производят совместную коагуляцию смеси при помощи серной кислоты. В ходе этого процесса протекают несколько параллельных процессов. В частности, коагуляция каучука под действием высокой ионной силы раствора, высадка олигомерного лигнина кислотой из-за связывания в соль иона натрия. А также, отмывка образующихся частичек полимеров от остатков различных ПАВ. Остается отфильтровать и промыть коагулированный осадок и сделать его равномернее при помощи каландрования или экструзии на отжимном шнековом прессе (для отжима остатков последних промывных вод). Соли, кислоты и ПАВ необходимо достаточно тщательно отмыть, иначе они снизят физико-механические свойства полимера и ускорят его физическое и химическое старение.

Основными технологическими преимуществами таких каучуков являются низкая плотность (из-за разрыхляющего действия боковых групп молекул лигнина) и возможности химической модификации материала по функциональным группам молекул лигнина. Одним из очень перспективных методов модификации является введение хромофоров, придающих полимеру заданный цвет.

Бутадиен-стирольные каучуки могут содержать до 70 массовых частей лигнина на 100 частей других полимерных компонентов. Например, японский каучук LG-70, или китайский каучук тип 1500.

В целом, будущее каучуков, наполненных лигнином выглядело бы весьма сомнительно, если бы не ограниченность запасов нефти и природного газа. Как известно, древесина – это возобновляемое сырье, а содержание полимерного и олигомерного лигнина в нем достигает 9-20%. Что делает данный источник сырья для полимерной промышленности очень перспективным в плане экологичности и экономической целесообразности.

Категория: Полимерные материалы | Просмотров: 1103 | Добавил: Chemadm | Теги: растительное сырье, резина, наполнители полимеров | Рейтинг: 4.8/20
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]