Наиболее распространенной в производственной практике является коагуляция электролитами с использованием хлористого натрия и серной кислоты с получением зернистой крошки. На размер крошки каучука оказывает влияние температура, значение водородного показателя рН, порядок введения коагулирующих агентов, а также тип латекса и аппаратурное оформление процесса.
Коагуляцию проводят в каскаде аппаратов, при этом в первом аппарате латекс смешивают с раствором хлористого натрия, во-втором с раствором серной кислоты, в третьем аппарате происходит дозревание с целью получения однородной крошки каучука определенного размера. Непрерывный процесс коагуляции позволяет устанавливать режим перемешивания, регулировать температуру и время пребывания реагентов в каждом аппарате. Разделение пульпы на крошку каучука и водную фазу осуществляется на вибросите с последующим обезвоживанием.
Общим недостатком солевой коагуляции является большой расход хлористого натрия до 220 кг на 1 тонну каучука и образование высококонцентрированных стоков - серума и большого количества промывных вод – 25 ÷ 30 м3 на тонну каучука.
Бессолевая коагуляцию при использовании катионных высокомолекулярных полиэлектролитов исключает образование высококонцентрированных стоков, при этом резко снижается в стоках содержание бионеразлагаемого лейканола, сброс которого на биологические сооружения недопустим. Эффективными агентами при выделении бутадиен-стирольных каучуков является белковые вещества. Использование коагулянтов ВМС-100 или ВМС-100А белкового типа позволяет эффективно проводить процесс выделения каучука, но наличие белковых соединений в составе каучука приводит к их гниению при хранении, что ограничивает их использование.
5.1 Технология получения бутадиен-стирольных каучуков
Использование инициирующей системы гидропериоксид — железотрилоновый комплекс — ронгалит приводит к ускорению низкотемпературной полимеризации. При соответствующей корректировке состава такой инициирующей системы удается повысить скорость полимеризации до 9,0 % в час.
Повышение производительности полимеризационного оборудования и снижения производственных затрат достигается повышением степени конверсии (превращения мономера в полимер), так использование гидропериоксида изопрорилциклогексилбензола в инициирующей системе позволило увеличить степень конверсии с 60 % до 70 %.
Дробная подача эмульгатора при степенях превращения 35 % и 60 % позволяет снизить поверхностное натяжение, что заметно снижает вязкость латекса и повышает его устойчивость. Увеличению устойчивости латексов с повышенной конверсией в процессе отгонки мономеров способствует увеличение дозировки тринатрийфосфата (0,1 до 0,3 ч. на 100 мас. мономеров).
По окончанию процесса полимеризации латекс заправляют стоппером, в качестве которого наиболее широко используют диметилдитиокарбамат натрия
(CH3)2N — C(S) — SNa, вводимый в количестве 0,2 ч. на 100 ч. мономера.
Диметилдитиокарбаматы натрия обладает многофункциональным действием, т.к. является ускорителем вулканизации, но вследствие хорошей растворимости в воде он в каучуке не остается и неоказывает структурирующего действия в процессе обезвоживания.
Эффективным стоппером является диэтилгидроксиламин (C2H5)2NOH - ДЭГА, который стабилизирует латекс и снижает образование коагулюма на стадии дегазации.
Тип вводимого в латекс противостарителя (антиоксиданта) зависит от назначения каучука и способа его выделения. До недавнего времени из окрашивающих антиоксидантов чаще всего использовали Нафтам-2, ДФФД, в настоящее время ВС-30А; ВСТ – 150 (воронежский стабилизатор) и др.
Для маслонаполненных применяют противостаритель ВС-1, получаемый конденсацией n-октилфенола и гексметилентетрамина в среде минерального масла.
Неокрашивающими противостарителями являются продукты фенольного типа: агидол-1, агидол-2 агидол-20 (продукт конденсации фенола со стиролом.), а также агидол-42 более сложного состава..
Противостарители в водят в латекс в виде дисперсий, стабилизированными лейканолом или другими ПАВ, или растворенными в масле (при получении маслонаполненных каучуков).
Введение в каучук масел снижает их себестоимость, улучшает технологические свойства, повышает эластические свойства резин и их стойкость к многократным деформациям. Маслонаполненные бутадиен-стирольные каучуки содержат масло ПН-6 (пластификатор на основе ароматический углеводородов). Масла с высоким содержанием парафиново-нафтеновых углеводородов плохо совмещаются со стирольными каучуками.
Обычно перед вводом в латекс масло эмульгируют в присутствии небольшого количества ПАВ. Существует способ прямого введения подогретого до 80 ÷ 100 оС (для снижения вязкости масла) масла в линию латекса, поступающего в первый аппарат каскада коагуляции.
,