ы (для полной коагуляции). Коагулюм с сывороткой переносят на воронку Бюхнера, отсасывают сыворотку и промывают тщательно каучук теплой водой (35—40 °С) до исчезновения в промывной воде реакции на S04-hoh. Затем каучук высушивают при 80 °С в вакуум-сушильном шкафу. Полученный маслонаполненный каучук взвешивают и рассчитывают его выход.

На основе полученного маслонаполненного каучука готовят резиновую смесь по рецепту, приведенному в гл. 4, вулканизуют и подвергают физико-механическим испытаниям (на эластичность, механическую прочность, относительное и остаточное удлинение) по указанию преподавателя. Для проведения перечисленных испытаний необходимо иметь не менее 100—150 г сырого маслонаполненного каучука.

Работа 27. ПОЛУЧЕНИЕ НАПОЛНЕННОГО ТЕХНИЧЕСКИМ УГЛЕРОДОМ (ИЛИ ТЕХУГЛЕРОДМАСЛОНАПОЛНЕННОГО) КАУЧУКА

Технический углерод вводится в латексв виде суспензии в воде (обычно 20%-ной), так как непосредственное введение технического углерода в латекс сопровождается ее агломерацией и частичной коагуляцией латекса. В качестве диспергаторов могут применять лейканол, канифольное мыло, лигносульфоновую кислоту и ее соли, глюкозидные экстракты и др. Эффективность действия таких диспергаторов, как лейканол, значительно увеличивается в присутствии щелочей. Количество диспергаторов зависит от типа технического углерода. Однако его следует стремиться сводить к минимальному, так как присутствие диспергатора ухудшает взаимодействие технического углерода с каучуком, (адсорбируясь на поверхности техуглерода, диспергатор блокирует часть активных центров).

Коагуляция техуглеродлатексных смесей осуществляется в две стадий: сначала добавляют раствор хлорида натрия или кальция, затем раствор серной или уксусной кислот. После введения техуглерода в латекс можно ввести масло и получить таким образом техуглеродмаслонапол-ненные каучуки.

Следует отметить, что совместимость дисперсии техуглерода с латексом и эмульсией масла зависит от природы эмульгатора в латексе. Так, техуглерод совмещается с латексом, содержащим эмульгатор — некаль (каучук СКС-30), и маслом ПН-6 в интервале температур 20— 60 °С, и тройная система латекс — техуглерод — масло устойчива в течение часа. Система на основе латекса, полученного с мылом синтетических жирных кислот, нестойка и разрушается через 2—3 мин. Система на основе латекса с канифольным эмульгатором устойчива в интервале 15-30 °С.

Цель работы — получение техуглероднаполненного итехуглерод-маслонаполненного каучука (по указанию преподавателя) и определение свойств вулканизатов.

186 ,

Проведение опыта. Приготовление суспензии технического углерода. Суспензию техуглерода (20%-ную) готовят по следующему рецепту (в ч.):

Технический углерод 100

Лейканол 4-6

Гидроксид натрия 0,6

Вода . 400

Перечисленные в рецепте компоненты в количестве, необходимом для приготовления 200—250 г сырого наполненного техуглеродом каучука, загружают в шаровую мельницу и обрабатывают в течение 24 ч.

Введение техуглерода в латекс. Рассчитанное в соответствии с содержанием сухого остатка количество латекса взвешивают в стакане, и при перемешивании мешалкой к нему приливают при комнатной температуре дисперсию техуглерода в количестве, соответствующем массовой доле углерода 50 ч. на 100 ч. каучука. В случае получения техуглерод-. маслонаполненного каучука после введения техуглерода в латекс вводят эмульсию масла ПН-6* (в расчете 17,6 ч. на 100 ч. каучука) при интенсивном перемешивании. Эмульсию масла готовят одновременно с приготовлением суспензии техуглерода. ,

После введения техуглерода (и масла — при получении техуглерод-маслонаполненных каучуков) проводят коагуляцию в две стадии: 2—3% раствором хлорида кальция и 10% раствором уксусной кислоты. Затем коагулюм отделяют от сыворотки на воронке Бюхнера, тщательно промывают теплой водой и сушат при 80 °С в вакуум-сушильном шкафу. Полученный техуглеродмаслонаполненньш каучук взвешивают, и определяют его выход. Далее, на основе полученного каучука приготовляют резиновую смесь, вулканизуют и' подвергают физико-механическим испытаниям (на эластичность, механическую прочность, относительное и остаточное удлинение) по указанию преподавателя.

КОНЦЕНТРИРОВАНИЕ СИНТЕТИЧЕСКИХ ЛАТЕКСОВ

Обычно содержание сухого вещества в синтетических латексах составляет до 40—49%. Однако для изготовления целого ряда изделий необходимы высококонцентрированные латексы, содержащие до 60-66% сухого вещества. Такие латексы требуются, например, для изготовления губчатых изделие красок, изоляции и др.

Латексы с высоким содержанием сухого вещества можно получать непосредственно в процессе полимеризации. Производство таких латексов основано на глубокой степени превращения мономеров, близкой к 100%, на уменьшении содержания воды, малой концентрации мьша в исходной эмульсии и на добавках его по ходу полимеризации, повышении температуры полимеризации до 60—65 °С.

•Способ приготовления эмульсии масла описан в работе 26.

187

Однако получение концентрированных латексов непосредственно при полимеризации сопряжено со значительными трудностями, и в настоящее время такие латексы практически не выпускаются.

Высококонцентрированные синтетические латексы получают из латексов с обычным содержанием сухого вещества, подвергая их специальному процессу концентрирования.

Ниже приводятся Две работы, предусматривающие проведение концентрирования двумя способами: термическим концентрированием и сливкоотделением.

Работа 28. ТЕРМИЧЕСКОЕ КОНЦЕНТРИРОВАНИЕ ЛАТЕКСА

Процесс термического концентрирования заключается в упаривании латекса в токе воздуха либо под вакуумом. В промышленности применяются различные конструкции концентраторов для упаривания латекса. Простейшим аппаратом для концентрирования латекса в токе воздуха при небольшой производительности является вращающийся горизонтальный цилиндрический аппарат периодического действия.

В данной работе предусматривается концентрирование латекса в лабораторном аппарате аналогичной конструкции.

Упаривание латекса в токе воздуха - диффузионный процесс, для которого применимо уравнение массопередачи:

g-=KFACcp-C

где g - масса вещества, перешедшая из одной фазы в другую, в данном случае -масса испарившейся из латекса воды, кг; fC- коэффициент массопередачи; F -площадь соприкосновения фаз, м2; ДСср - средняя движущаяся сила процесса; т — время, с.

Поверхностью соприкосновения фаз во вращающихся горизонтальных цилиндрических концентраторах является сумма поверхностей зеркала испарения латекса в аппарате и стенок аппарата над уровнем латекса, омываемых латексом при вращении.

Движущую силу процесса можно выражать в любых единицах, применяемых для выражения состава фаз.

Расчет материального баланса концентрирования удобнее проводить, выражая содержание воды в воздухе в килограммах на 1 м3 сухого воздуха. В этом случае движущая сила будет выражаться в кг/м3 сухого воздуха, а коэффициент массопередачи - в м/с.

Движущей силой процесса концентрирования латекса является разность между равновесным содержанием вод