В 1.Бутадиен-стирольные латексы.

В настоящее время эти латексы являются самыми распространенными и используются в качестве заменителя натурального латекса в некоторых областях применения.

Промышленность СК выпускает значительное число типов бутадиен-стирольных латексов, различающихся содержанием связанного стирола, температурой полимеризации, пластичностью каучука, концентрацией сухого вещества, природой и количеством эмульгатора, антиоксиданта и т. д. Латексы получают путем эмульсионной сополимеризации в условиях, аналогичных производству сополимерных синтетических каууков. Все выпускаемые промышленностью латексы можно разделить на три группы: низкой (ниже 35 %), средней (35-50 %) зысокой (свыше 50 %) концентрации.

Бутадиен-стирольные латексы, полимер в которых содержит более 45% связанного стирола, дает пленки с высокой прочностью и повышенной стабильностью и поэтому находят широкое применение. Бутадиен-стирольные каучуки такого состава обладают неудовлетворительной морозостойкостью и низкой эластичностью.

Бутадиен-стирольные латексы предназначены для изготовления формованной и листовой пенорезины, нетканых текстильных материлов, воднодисперсионных красок, пропитки корда, проклейки и покрытия бумаги и тканей, при изготовлении ковров, полимербетонов и др (СКС-65ГП,СКС-С, СКС-30 ОХ, СКС-25 ОХ, СКС-85 И др.)

Бутадиен-нитрильные латексы. Бутадиен-нитрильные латексы характеризуются недостаточной стойкостью к низким и высоким температурам, поэтому их агломерация замораживанием и концентрирование при повышенных температурах сопровождаются образованием значительного количества коагулюма. При их концентрировании часто вводят в систему водорастворимые полимеры (альгинаты, казеинаты, мееилцеллюлозу и ее производные и др.).

Достоинством бутадиен-нитрильных латексов является хорошая совместимость с термореактивными смолами, выступающиими в качестве модификаторов, которые легко вводятся в латекс в виде водных растворов или дисперсий.

Бутадиен-нитрильные латексы применяются как связующее для полимеров и волокон при получении искуственной кожи, нетканых материалов, для пропитки корда и проклейки бумаги, для изготовления клеев и т.д.

Хлоропреновые латексы. Отличаются хорошей клеящей способностью, прочность при растяжении невулканизованного геля достигает 1,5 МПа. Вследствие регулярного строения полимера вулканизованные пленки обладают высокими физико-механическими показателями в ненаполненном состоянии, что весьма важно при изготовлении пленочных изделий. Благодаря высокой полярности полимера пленки из хлоропренового латексa имеют высокое сопротивление окислению, превосходную озоностойкость, маслостойкость, газонепроницаемость и огнестойкость.

Недостаток изделий из хлоропреновых латексов - их невысокая морозостойкость (температура стеклования не ниже -40С) и склонность к дегидрохлорированию при длительном хранении или нагревании, что является основной причиной понижения коллоидной стабильности хлоропреновых латексов и ухудшения физико-механических свойств пленок на их основе. Для повышения морозостойкости в латекс вводят добавки, пластифицирующиеполимер, а для снижения склонности к отщеплению хлороводорода вводят буферные вещества, поддерживающие значение рН = 10 - 11, и стабилизаторы, снижающие скорость дегидрохлорирования.

Области применения хлоропреновых латексов весьма разнообразны: тонкостенные резиновые изделия - перчатки (технические и защитные, стойкие к химически агрессивным средам и некоторым растворителям), шаропилотные и радиозондовые оболочки, пропитка тканей (ремни, транспортерные ленты, технические рукава), губчатые изделия, клеи, атмосферостойкие краски, резиновые нити, покрытие и пропитка бумаги, производство искусственной кожи и т. д.

Независимо от технологии получения проводятся процессы агломерации и концентрирования латексов.

Агломерация осуществляется с целью сохранения текучести латекса при высоких концентрациях, достигающих 68-72%, путем контролируемой астабилизации полимерных частиц. Необходимо очень четко регулировать этот процесс, чтобы не допустить образования сверхкрупных частиц и агломерации латекса. В настоящее время существует три способа агломерации полимерных частиц: замораживанием, внешним давлением и химическая.

Агломерация замораживанием. Этот метод не является универсальным, поскольку латексы, стабилизированные эмульгаторами на основе канифолевых мыл или сульфонатов, при замораживании коагулируют. Латекс на смешанном эмульгаторе уже можно агломерировать замораживанием, хорошо выдерживают этот процесс латексы, полученные с использованием мыл олеиновой кислоты.

Агломерация под давлением является практически универсальным методом, поскольку природа эмульгатора не играет существенной роли. При агломерации под давлением укрупняется лишь 10-15 % от числа всех полимерных частиц, хотя они составляют 70% от массы каучука. Это создает возможность получения латекса меньшей вязкости при большом сухом остатке (до 76 %). Преимуществом метода агломерации под давлением является также значительное снижение энергозатрат (по сравнению с замораживанием) и малые потери с коагулюмом (0,1 %).

Химическая агломерация состоит в астабилизации частиц при введении в латекс перед его концентрированием водорастворимых полимеров, таких, как поливинилметиловый эфир, полиэтиленполиамин, поливиниловый спирт. Наиболее эффективны для этих целей сополимеры бутадиена, стирола и метакриловой кислоты при содержании последней 30-40 %.

Концентрирование упариванием.Устойчивость пены, образующейся при перемешивании латекса, не позволяет использовать обычное выпарное оборудование. Возможность образования коагулюма при испарении воды из латекса или при интенсивном механическом воздействии создает дополнительные трудности при аппаратурном оформлении процесса.

Упаривание латекса ведут в тонком слое в турбулентно-пленочных испарителях. Принцип действия аппарата состоит в испарении влаги из слоя латекса толщиной 3 мм, создаваемого на стенках лопастями ротора. Высокой теплоотдаче через стенки аппарата способствует интенсивное перемешивание слоя латекса. Оборудование обладает большой производительностью(1500кг/ч и более конденсата с аппарата)

Другой вариант - упаривание латекса в емкости с выносным теплообменником, принудительном рецикле латекса с помощью насоса, сепаратором и системой конденсации. Испарение влаги происходит при остаточном давлении около 5,3 кПа.

При концентрировании латексов упариванием значительно снижается содержание свободных мономеров.

В 2. Радикальная полимеризация применима только к мономерам, содержащим двойные связи с=с.

При этом простейший мономер - этилен малоактивен, для его полимеризации необхоодимы высокие температура и давление, и получаемый в этих уссловиях полимер называют полиэтиленом высокого давления. Низкая активность этилена связана с симметрией его молекулы, вследствие чего двойная связь устойчива.

Реакция роста цепи

При полимеризации диенового мономера (например, 1,3-бутадиена) в реакции с активным центром первоначально принимает участие одна двойная связь (1-2 или 3-4, в случае бутадиена это безразлично), при этом присоединение также может происходить по двум вариантам:

Радикал типа А намного менее стабилен вследствие локализации электронного облака на углеродном атоме без заместителей, и поэтому его образование маловероятно.

В радикале типа Б неспаренный электpoн свободного радикала находится в сопряжении с π-электронами двойной связи, в результате чего образуется единое облако из трёх электронов.Поэтому более правильно такую cтpyктуpy представить формулой: RO-CH2-[CH – СН - СН2], где положение неспаренного электрона не определено. В этой связи cтpуктуру радикала Б можно рассматривать как вполне определённую, в которой обобщённое электронное облако сдвинyrо в сторону 2-го углеродного атома. При сдвиге электронного облака в сторону 4-го атома углерода получим структуру Б':

RO-CH2--CH=CH-"CH2

Присоединение следующей молекулы мономера происходит к активному центру в какой-то определённой форме (Б или Б').При присоединении молекулы мономера к радикалу в форме Б он превращается в звено в положении 1,2-, а при присоединении к радикалу в форме Б' - в звено в положении 1,4- (цис- или транс-).

Получаемые полимеры содержат все типы звеньев (1,2-, l,4-цuс и 1,4-транс) и поэтому тоже являются нерегулярными. Обычно содержание звеньев типа 1,2- составляет 17-20%, а среди звеньев типа 1,4- преобладает транс-конфигурация (неоптимальное для каучуков строение).

При полимеризации диенов более сложного строения (например, изопрена или хлоропрена) набор возможных звеньев увеличивается, так как появляются звенья в положении 3,4-.

Дата добавления: 2015-08-17