автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.06, диссертация на тему:Модификация резин продуктами на основе отходов производства подсолнечного масла

Ня ппявах рукописи 004602596

Попова Любовь Васильевна

МОДИФИКАЦИЯ РЕЗИН ПРОДУКТАМИ НА ОСНОВЕ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА ПОДСОЛНЕЧНОГО МАСЛА

Специальность 05.17.06 - Технология и переработка полимеров и

композитов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 О 20:0

Воронеж 2010

004602506

Работа выполнена на кафедре промышленной экологии ГОУ ВПО «Воронежская государственная технологическая академия».

Научный руководитель: Доктор технических наук, профессор

Корыстин Сергей Иванович

Официальные оппоненты: Доктор технических наук, профессор

Моисеев Владимир Васильевич

Кандидат технических наук Нархов Сергей Николаевич

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Воронежский

государственный университет»

Защита состоится «31 » мая 2010 г. в 14 ч. на заседании диссертационного совета Д 212.035.05 в Воронежской государственной технологической академии по адресу:

394036, г. Воронеж, пр. Революции, 19.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежской государственной технологической академии.

Автореферат размещен на официальном сайте ВГТА www.vgta.vrn.ru

Автореферат разослан «28» апреля 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент Х?г>

Седых В.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время в качестве целевых добавок в рецептуре резинотехнических изделий (РТИ) используют продукты переработки нефти, запасы которой ограничены и цены на которые непрерывно растут, поэтому намечаются тенденции использования альтернативных продуктов.

Так, при получении рафинированного подсолнечного масла накапливаются отходы в виде отработанных фильтровальных порошков, содержащих ценные органические продукты экологически чистые и доступные в больших количествах.

Актуальность работы состоит в том, что при создании технологических активных добавок (ТАД) для резиновых смесей используется отход стадии вымораживания производства рафинированного подсолнечного масла -отработанный диатомитовый фильтровальный порошок. Это позволит уменьшить нагрузку на окружающую среду за счет использования в технологическом цикле продуктов, полученных при переработке отходов, получать экологически безопасные ТАД, замещающие аналогичные на основе нефтехимического сырья, а также улучшить технологические свойства резиновых смесей при сохранении и/или повышении необходимого уровня физико-механических показателей.

Цель работы: создание новых ТАД для эластомеров из отработанного фильтровального порошка на основе диатомита, а именно - разработка технологии их изготовления и удобной выпускной формы; испытание полученных добавок в резинах на основе каучуков общего и специального назначения.

Достижение цели потребовало решения следующих задач:

- изучение состава и свойств отработанного фильтровального порошка - отхода стадии вымораживания подсолнечного масла;

- исследование влияния отработанного диатомита на свойства резиновых смесей и вулканизатов;

- изменение свойств данного отхода для получения модифицирующих добавок резиновых смесей;

- испытание ТАД в резинах на основе каучуков общего и специального назначения, а также в производстве РТИ: формовых, неформовых, клиновых ремней, рукавов и др.;

- исследование влияния ТАД на переработку полимерных отходов производства синтетических каучуков.

* Автор выражает глубокую благодарность кандидату технических наук, доценту ВГТА Кармшювой О. В. за помощь при выполнении работы.

Научная новизна:

1. Впервые на основе отхода рафинации подсолнечного масла разработаны технологические активные добавки:

- модификатор ОМК-В - органоминеральная композиция после стадии вымораживания в смеси с физическим и химическим противостарителя-ми;

- модификатор ВЦ, представляющий собой химическую смесь продуктов реакции отхода стадии вымораживания с цинковыми белилами в некотором диапазоне концентраций данных компонентов.

Научно-обоснован их состав, разработаны методики синтеза ТАД, направленно изменяющих свойства изучаемого продукта.

2. Показана возможность использования полученных модифицирующих добавок в рецептурах резиновых смесей на основе каучуков общего и специального назначения для улучшения их свойств.

3. Установлено, что разработанные добавки ОМК-В и ВЦ обладают выраженным диспергирующим и пластицирующим действием. Добавка ВЦ проявляет свойства активатора вулканизации, структурирующего агента в составе метаплооксидной вулканизующей системы для хлоропреновых каучуков.

4. Предложен комплексный метод оценки эффективности ТАД, основанный на определении вязкости резиновых смесей, скорости вулканизации и упруго-прочностных свойств резин.

5. Определены оптимальные дозировки ТАД в рецептурах резиновых смесей. Показано, что свойства резиновых смесей и вулканизатов превосходят или соответствуют таковым для серийных резин.

6. Впервые показана возможность использования ТАД марки ОМК-В при переработке отходов каучуков в полимерную крошку для улучшения её технологических свойств: ускорения разрушения заструктурированных включений, уменьшения содержания влаги и летучих веществ. Предложен способ получения полимерной крошки «Поликрош СК» с использованием ТАД ОМК-В.

Практическая значимость:

1. Расширен ассортимент отечественных технологических активных добавок на основе сырья растительного происхождения, разработаны технические условия и технологический регламент на новые добавки ОМК-В и ВЦ, а также рекомендации по их применению в резиновой промышленности.

2. Решена задача утилизации отхода стадии вымораживания производства рафинированного подсолнечного масла путем использования его после обработки модифицирующими веществами (противостарители, цинковые белила).

3. Организовано промышленное производство новых ТАД марок ОМК-В и ВЦ на предприятии ООО «Совтех». Добавки прошли лабораторные и промышленные испытания на ряде предприятий России и внедрены в производство на ООО «РПИ КурскПром» и на ООО «Совтех» при изготовлении полимерной крошки.

4. Замена в рецептурах РТИ мягчителен на добавку ОМК-В и активаторов вулканизации на добавку ВЦ позволяет снизить себестоимость резиновых смесей и получить экономический эффект, который составил 2,3 млн р./год (на примере предприятия ООО «РПИ КурскПром»),

На защиту выносятся:

1. Способ получения ТАД ОМК-В на основе смеси отхода стадии вымораживания производства рафинированного подсолнечного масла с физическим и химическим противостарителями для дальнейшего использования её в рецептурах резиновых смесей в качестве диспергатора порошкообразных компонентов, мягчителя.

2. Способ создания активирующей добавки ВЦ для замены традиционных активаторов вулканизации.

3. Результаты исследований влияния ТАД ОМК-В и ВЦ на свойства резиновых смесей и вулканизатов.

4. Результаты исследований влияния ТАД ОМК-В на технологические свойства полимерной композиции из отходов производства синтетического каучука.

Апробация работы. Работа выполнена в рамках областной целевой программы «Развитие инновационной деятельности в промышленности Воронежской области на 2005 - 2008 гг.». По результатам исследований были получены Диплом лауреата областного конкурса «Инженер года - 2009» (1 место в номинации «Химия») и Диплом «Победитель первого тура Всероссийского конкурса «Инженер года» по версии «Инженерное искусство молодых». Основные результаты работ докладывались на: X и XI международных научно-практических конференциях «Шины, РТИ, каучуки - состояние и прогноз развития: Рынок и производство. Сырьё и материалы. Инновационные технологии и оборудование. Новая продукция» (Москва, 2007-2008); второй Всероссийской научно-практической конференции «Экология и здоровье: проблемы и перспективы социально-экологической реабилитации территорий, профилактики заболеваемости и устойчивого развития» (Вологда, 2007); XIII международной научно-практической конференции «Резиновая промышленность. Сырьё. Материалы. Технологии - 2007 г.» (Москва, 2007); восемнадцатом симпозиуме «Проблемы шин и резинокордных композитов» (Москва, 2007); XI международной научно-практической конференции «Проблемы экологии и экологической безопасности Центрального Чернозе-

мья Российской Федерации» (Липецк, 2007); шестой Всероссийской научно-технической конференции «Вузовская наука - региону» (Вологда, 2008); четвертой Санкт-Петербургской конференции молодых ученых с международным участием «Современные проблемы науки о полимерах» (Санкт-Петербург, 2008); научных отчетных конференциях профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов ВГТА (Воронеж, 2005-2007).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 работ, в том числе 2 в рецензируемых изданиях. По результатам работы получено четыре патента и два решения о вьщаче патента на изобретение, что свидетельствует о достаточной новизне предложенных технических решений.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Материалы работы изложены на 224 страницах, включая 64 таблицы и 20 рисунков. Список литературы включает 137 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность и научная новизна диссертационной работы, сформулирована ее цель и практическая значимость.

В главе 1 «Анализ состояния проблемы использования сопутствующих продуктов масложировой промышленности и возможности их применения в резинотехнической отрасли» проведен анализ состава, оценена возможность вторичного использования отхода стадии вымораживания в промышленности. Рассмотрены аспекты использования жирных кислот и их производных в качестве ингредиентов в резиновой промышленности. Приведены данные по составу и свойствам существующих технологических добавок на основе жирных кислот и их солей, основным областям их применения, а также их влиянию на свойства резиновых смесей и вулканизатов. Сформулированы выводы и цель исследования.

В главе 2 «Объекты и методы исследования» приведено описание объектов и методов исследования.

В качестве объектов исследования были выбраны резиновые смеси на основе каучуков общего и специального назначения, промышленные резиновые смеси, предназначенные для изготовления формовых, неформовых РТИ, клиновых ремней, рукавов и др., которые содержали в своём составе традиционные ингредиенты - цинковые белила, стеариновую кислоту, пластификаторы (в том числе масло ПН-6), а также разработанные ТАД.

В работе применялись стандартные и оригинальные методы подготовки и испытания резиновых смесей и вулканизатов с использованием со-

временного лабораторного оборудования.

Для получения ТАД был выбран отработанный диатомитовый фильтровальный порошок со стадии вымораживания производства рафинированного подсолнечного масла, технические характеристики которого представлены в табл. 1. Исследуемый продукт содержит вещества растительного происхождения, в основном смесь триацилглицеридов.

Таблица 1

Технические характеристики исходного диатомита_

Показатель Значение показателя

Цвет От сероватого до светло-бурого

Химический состав, % мае. $¡02 - 70,0 - 90,0; А!203 - 2,5 - 14,0; Ре20з-до 4,0; СаО - 0,4 - 0,6; М^ - 0,5 - 1,1

Плотность, кт/м3 2000-2700

Пористость, % 70-90

Удельная поверхность, м2/г 20-50

Размер пор, нм До 100

Потери при прокаливании, % мае. 4-6

Для анализа отработанного фильтровального порошка использовались методики по ГОСТ для растительных масел, адаптированные применительно к изучаемому продукту.

Для идентификации качественного липидного состава и экспрессного определения количественного состава жировой части отработанного диатомита были проведены исследования с применением тонкослойной хроматографии. Для реализации метода применялись хроматографические пластины марки «8Пий)1 иУ 256» на алюминиевой подложке размером 15x15 см с толщиной слоя сорбента 90-160 мкм и размерами его частиц 5-17 мкм. Для разделения пробы использовали смесь растворителей, состоящую из петролей-ного эфира в количестве 90 мае. ч., диэтилового эфира в количестве 10 мае. ч., и уксусной кислоты в количестве 1 мае. ч.

Обработку экспериментальных данных проводили с использованием современных вычислительных средств и программного обеспечения.

В главе 3 «Экспериментальная часть» изложены результаты проведённых исследований и их обсуждение.

На первом этапе работы были проведены исследования по изучению состава и свойств отработанного диатомита. Анализ жировой части отхода методом тонкослойной хроматографии по коэффициенту относительной хроматографической подвижности Яг представлен в табл. 2.

Основные показатели физико-химических свойств отработанного диатомита представлены в табл. 3. Статистическая обработка эксперимен-

тальных данных показала, что Таблица 2

разброс показателей находится в Состав жировой части отработанного пределах ошибки эксперимента.

Результаты исследований процесса окисления адсорбированных на поверхности диатомита веществ при хранении в комнатных условиях и при 50 °С представлены на рис. 1.

Для изучения принципиальной возможности использования в резинотехнической отрасли,отработанный диатомит был испытан в резинах на основе каучуков общего назначения СКМС-30АРК, СКИ-3, кау-чуков специального назначения БНКС-28АМН, БНКС-40АМН. Исследовали его влияния на пластоэластические, вулканизационные характеристики резиновых смесей и физико-механические показатели вулканизатов в сравнении со стеарином техническим.

Таблица 3

Основные характеристики отработанного диатомита_

Наименование показателя, Среднее

единицы измерения значение*

Бромное число, г Вг2/100 г 31,058

Перекисное число, ммоль (1/202) / кг 5,598

Число омыления, мг КОН/100 г 40,061

Кислотное число, мг КОН/100 г 3,707

Содержание влаги и летучих веществ, % мае. 3,132

Содержание золы, % мае. 36,215

Содержание мьша, % мае. 3,129

Содержание растительных восков, % мае. 3,295

*Был исследован состав 10 партий отходов с проведением 3 параллельных опытов.

Рис. 1. Изменение перекисно-го числа в процессе хранения:

1 - отработанный диатомит при 50 °С в термостате;

2 - отработанный диатомит при комнатных условиях;

3 - добавка ОМК-В при комнатных условиях;

4 - добавка ВЦ-20 при комнатных условиях

Время хранения, сут

диатомита

Ъ Идентифицированное вещество Содержание, %мас.

0 Моноацилглицериды 9,16

0,08 Диацилглицериды 14,31

0,18 Жирные кислоты 10,20

0,29 Триацилглицериды 61,23

0,91 Эфиры восков 5,10

Установлено, что отработанный фильтровальный порошок практически не влияет на пластичность и вязкость резиновых смесей (рис. 2), а увеличение крутящего момента при реометрических испытаниях обусловлено присутствием минеральной составляющей в опытном продукте. С увеличением содержания добавок отмечена тенденция к снижению крутящего момента, что указывает на улучшение реологии резиновых смесей. Показано, что в присутствии опытного продукта в резиновых смесях на основе каучуков общего назначения снижается время начала и оптимума вулканизации.

II 2 -I в 8 « 2 4 6 8

Содержание компонентов, мае. ч. Содержание компонентов, мае. ч.

а б

Рис. 2. Зависимость вязкости по Муни (а) и пластичности по ИСО 732385 (б) от содержания стеарина технического (1) и отработанного диатомита (2) для резиновых смесей на основе СКИ-3

Испытания отработанного диатомита в резинах показали, что наилучшим комплексом физико-механических показателей характеризуются вулканизаты на основе бутадиен-нитрильного каучука марки БНКС-40АМН (табл. 4), содержащие отход в количестве 2-5 мае. ч.

Таким образом, установлена принципиальная возможность использования отработанного диатомита в качестве ингредиента резиновых смесей.

Отработанный фильтровальный порошок легко вводится в резиновую смесь, не пылит, улучшает переработку смесей, оказывает некоторое ускоряющее действие на кинетику вулканизации, что соответствует требованиям, предъявляемым к технологическим добавкам. Однако, при хранении исследуемый продукт подвержен окислению кислородом воздуха.

Для снижения скорости окислительных процессов было предложено использовать агидол 1, так как антиоксиданты фенольного типа широко применяются для ингибирования окисления растительных масел.

Для обеспечения удобной выпускной формы (в виде гранул, пастилок) был использован парафин, так как углеводороды парафинового ряда применяются при производстве ингредиентов резиновой смеси, а также вы-

полняют функцию физического противостарителя.

Таблица 4

Физико-механические показатели резин на основе БНКС-40АМН

Дозировка компонентов, мае. ч.

Наименование показателей Стеарин технический Отработанный фильтровальный

порошок

2 5 7 2 5 7

Условное напряжение при удлинении 300 %, МПа 14,70 12,00 8,50 12,30 10,30 8,40

Условная прочность при растяжении, МПа Дисперсия по прочности Средняя ошибка по прочности 26,00 0,61 0,60 24,40 0,55 0,50 23 ДО 0,61 0,35 24,70 0,75 0,22 23,50 0,72 0,28 22,30 0,80 0,30

Относительное удлинение, % 690 603 580 663 607 573

Сопротивление раздиру, кН/м 52 49 49 45 42 40

Твердость по Шору А, усл. ед. 66 65 65 67 66 64

Таким образом, разработан состав добавки ОМК-В: отход стадии вымораживания - 70,00 мае. ч., парафин - 29,75 мае. ч., агидол 1 - 0,25 мае. ч.

Изменение физико-химических свойств добавки ОМК-В в процессе хранения при комнатной температуре в течение 80 сут (см. рис. 1) показало, что процессы окисления непредельных соединений протекают с меньшей скоростью, т. е. обеспечен ингибирующий эффект.

Добавка ОМК-В была опробована в рецептурах резиновых смесей на основе синтетических каучуков общего и специального назначения марок СКМС-30АРК, СКИ-3, БНКС-28АМН, БНКС-40АМН. Результаты производственных испытаний добавки ОМК-В в резинах формовых РТИ представлены в табл. 5.

В рецепте опытной смеси заменяли мягчители: полностью исключали из рецептуры масло ПН-6 и на 50 % снижали содержание смолы «Поли-тер» при увеличении содержания добавки ОМК-В до 5 мае. ч. Установлено, что опытные композиции характеризуются лучшим комплексом технологических, вулканизационных и физико-механических свойств.

Известно, что при переработке некондиционных каучуков в полимерную крошку, пригодную для дальнейшего использования в составе полимерной основы резиновых смесей, основные трудности заключаются в переработке заструктурированных включений и удалении влаги.

Изучено поведение некондиционного бутадиен-нитрильного каучука в ходе механодеструкции в присутствии ТАД ОМК-В. Изменение структуры БНК оценивали по содержанию геля в образцах в ходе пластикации на валь-

цах. Установлено, что введение ТАД ОМК-В ускоряет разрушение заструк-турированных участков полимерной матрицы, что объясняется снижением межмолекулярного взаимодействия вследствие пластификации в присутствии ОМК-В.

Таблица 5

Свойства резиновых смесей и показатели резин формовых РТИ на основе

БНКС-40АМН

Наименование показателей Серийная Опытная

смесь смесь

Вязкость по Муни (МБ 1+4,100 °С),усл. ед. 81 80

Реометрия Монсанто, 160 С :

- т5, мин 1,43 1,40

- Т90, мин 13,40 10,38

- Дт, мин"1 8,40 11,10

Условное напряжение при удлинении 300 %, МПа 19,4 21,6

Условная прочность при растяжении, МПа 22,3 24,0

Сопротивление раздиру, кН/м 73 75

Относительное удлинение при разрыве, % 354 400

Твердость по Шору А, усл. ед. 74 70

Эластичность по отскоку, %, 24 25

При переработке отходов каучуков повышенной влажности добавка ОМК-В способствует лучшему отделению влаги за счет проявления гидрофобных свойств, однако максимальный эффект от введения добавки (снижение влаги в 2-3 раза) наблюдается при введении 5-8 мае. ч. ТАД ОМК-В на 100 мае. ч. полимерных отходов, исходная влажность которых не превышает 4 % мае.

Как правило, некондиционные каучуки обладают специфическим запахом остатков неудаленного растворителя, олигомеров. Отмечено, что добавка обладает ярко выраженным дезодорирующим эффектом, улучшается обработка полимерных отходов, сокращается производственный цикл.

Таким образом, выпущена полимерная крошка с использованием ТАД ОМК-В, результаты испытаний представлены на рис. 3.

Модифицированные полимерные продукты «Поликрош СК», содержащие добавку ОМК-В, изготавливаются в серийном производстве и поставляются на ряд отечественных и зарубежных предприятий резиновой промышленности.

Из всего ассортимента ТАД наиболее востребованными являются технологические добавки с выраженным активирующим действием в процессе вулканизации, поскольку появляется принципиальная возможность

Рис. 3. Свойства полимерной композиции на основе БНК:

1 - содержание влаги и летучих веществ, % мае.;

2 - содержание геля, % мае.;

3 - прочность при растяжении, МПа;

4 - сопротивление раздиру, кН/м

замены дорогостоящих традиционных активаторов вулканизации без ухудшения технических свойств резиновых изделий. Поэтому исследовалась возможность получения активирующей добавки путем целенаправленной модификации отработанного фильтровального порошка. Был выбран твердофазный синтез карбоксила-тов цинка в присутствии апка-нолов и алканоламинов. Для синтеза ТАД ВЦ, обладающей выраженным активирующим действием, определяли содержание оксида цинка в реакционной массе (отработанный диатомит + цинковые белила), необходимое для обеспечения наилучшего активирующего действия добавки, а также необходимого уровня физико-механических показателей резин. Для этого были синтезированы добавки ВЦ с разным содержанием оксида цинка в реакционной массе от 0 до 40 мае. ч на 100 мае. ч. массы.

Было изучено влияние полученных ТАД ВЦ на свойства обкладоч-ной резиновой смеси на основе изопренового каучука марки СКИ-3. содержащей в своем составе 8,0 мае. ч. белил цинковых и 1,0 мае, ч. стеарина технического.

ТАД серии ВЦ вводились в резиновую смесь в количестве 7 мае. ч. на 100 мае, ч. изопренового каучука при сокращении оксида цинка и стеариновой кислоты на 50 %, то есть испытуемая добавка заменяла 4,0 мае. ч. цинковых белил и 0,5 мае. ч. стеариновой кислоты.

Как видно из данных рис. 4 (кривая 1), добавка ВЦ снижает вязкость резиновых смесей. Это свидетельствует о пластифицирующем действии производных жирных кислот в составе ТАД ВЦ на резиновые смеси.

Наилучшие вулкашзационные характеристики рис. 4 (кривая 2) обеспечивают технологические добавки с содержанием цинковых белил в реакционной массе 15-30%.

Показано рис. 4 (кривая 3), что введение ТАД ВЦ в изученном интервале содержания оксида цинка обеспечивает необходимый уровень физико-механических показателей обюадочных резин. Следует отметить ярко выраженный синергаческий

эффект от применения добавки совместно с актавагорами вулканизации. Очевидно, что такое действие обеспечивается совместным применением карбоксилагов цинка в составе ТАД ВЦ и окиси цинка, которые образуют действительный агент вулканизации и затем наиболее эффективно расходуются ггри образовании поперечных связей в вулкангаате.

в 25 *

I 23

§ 19

а _

= 17 | 15

>

О

= 2,25

5 . Я ев гч X

| 2.1 5.

ЕС

|К95 с

х

% 1.8

г

X

^ 1.6:

Рис. 4. Влияние содержания оксида цинка в реакционной массе добавки ВЦ на вязкость по Муни (1), оптимальное время вулканизации (2), условную прочность при растяжении (3) образцов на основе СКИ-3 (содержание добавки 7 мае. ч.)

10 , 20 30 40

Содержание оксида иинка, мае. ч.

На основании анализа полученных результатов можно заключить, что наилучшим комплексом свойств обладают добавки ВЦ с содержанием окиси цинка в реакционной массе 15 % мае. (ВЦ-15), 20 % мае. (ВЦ-20), 30 % мае. (ВЦ-30).

На примере ТАД ВЦ-20 изу чена кинетика реакции, протекающей при её получении.

В результате эксперимента установлено, что при увеличении времени реакции уменьшается исходное содержание моноглицеридов, диглицеридов, триглице-ридов и жирных кислот, что свидетельствует о взаимодействии этих компонентов с оксцдом цинка Зависимость изменения площади хроматографической зоны триа-цилшицеридов от продолжительности реакции представлена на рис. 5.

Установлено, что в ходе синтеза образуются карбоксилаты цинка, что подтверждается снижением числа омыления в ходе реакции (см. рис. 5).

Для промышленного производства рекомендована технологическая добавка ВЦ-20, содержащая в своём составе продукт реакции 70,0 мае. ч. отработанного фильтровального порошка и 18,0 мае. ч. цинковых белил в присутствии алканолов -1,5 мае. ч. и триэтаноламина -1,5 мае. ч., дополнительно стабилизирована агидолом 1 - 0,25 мае. ч. и парафином - 8,75 мае. ч.

Изменение физико-химических свойств добавки ВЦ в процессе хранения представлено на рис. 1.

Рис. 5. Зависимости изменения числа омыления (1) и площади хроматогра-фической Зоны триацилг-лицервдов (2) от продолжительности реакции

Продолжительность реакции кия

ТАД ВЦ-20, полученная по разработанной технологии, была опробована в рецептурах резиновых смесей на основе каучуков общего и специального назначения (табл. 6-7).

Анализ табл. 6 показал, что введение ВЦ-20 в резиновые смеси на основе СКМС-ЗОАРК обеспечивает снижение оптимума вулканизации, при этом физико-механические показатели резин улучшаются. Для резиновых смесей на основе хлоропренового каучука получено улучшение вулканиза-ционных характеристик и физико-механических показателей резин.

Таблица 6

Свойства резиновых смесей и показатели резин на основе _каучуков общего и специального назначения_

СКМС-ЗОАРК СЫогоргепе РБ-40А

Наименование показателей Содержание добавки ВЦ-20, мае. ч

0 5 0 5

Реометрия Монсанто: -мин 2,6 2,9 1,5 1,2

-Ы, мин 11,2 9,6 11,4 10,5

Условное напряжение при удлинении 300%, МПа 16,5 163 11,5 12,5

Условная прочность при растяжении, МПа 20,8 22,4 17,7 21,2

Дисперсия по прочности 0,09 0,25 0,28 0,14

Относительное удлинение при разрыве, % 350 405 330 360

Твердость по Шору А, усл. ед. 64 62 75 76

Эластичность по отскоку, % 26 29 42 36

Коэффициент старения К, 0,54 0,56 - -

Изменение массы после набухания в СЖР-3 при 25 °С в течение 24 ч, % т 0,75 0,68

В табл. 7 приведены результаты испытаний добавки ВЦ-20 в рукавных резинах на основе комбинации каучуков БНКС-18АМН и СКН-26ПВХ-30. По уровню физико-механических показателей опытная резина отвечает нормативным требованиям. Указанные резиновые смеси характеризуются снижением оптимального времени вулканизации при сохранении начала подвулканизации на уровне серийной.

Таблица 7

Свойства резиновых смесей и показатели рукавных резин на основе

комбинации каучуков БИКС-18АМН и СКН [-26ПВХ30

Наименование ингредиентов, показатели Серийная смесь Опытная смесь

1 2 3

Белила цинковые Стеарин технический ВЦ-20 3,0 0,5 1,5 0,5 1,5

Вязкость по Муни (МБ 1 +4,100 °С),усл. ед. 22,2 25,2

Начало подвулканизации при 120 °С, мин 23 2500

Реометрия Монсанто при 151 °С: - т$, мин - Т90, мин 4,35 18,30 4,35 14,00

Условное напряжение при удлинении на 300 %, МПа 9,1 9,2

Условная прочность при растяжении, МПа (норма - не менее 8,8 МПА) 10,7 10,4

Относительное удлинение при разрыве, % (норма - не менее 250 %) 390 390

Остаточное удлинение, % 30 16

Твердость по Шору, усл.ед./Твердость по ИСО (норма 60-75) 64/65 62/64

Изменение относительного удлинения после старения в воздухе: - при 100 °С *24 ч, % (норма от +5 до -35) - при 70 °С Х72ч,% -43,6 +16,5 -28,2 +17,4

Изменение условной прочности после старения в воздухе при 70 °С *72 ч,% +10,3 +29,8

Температурный предел хрупкости, °С (норма не более - 35 °С) -35 -35

Для организации промышленного выпуска добавок ОМК-В и ВЦ разработана промышленная установка и организована технологическая линия. Предложенная технология позволяет при необходимости производить модификацию непосредственно в аппарате и получать продукты с заданными свойствами в соответствии с потребностями рынка (в виде пасты, пастилок,

порошка).

Технологические активные добавки ОМК-В, ВЦ-20 прошли испытания в рецептурах формовых РТИ, клиновых ремней, конвейерных лент и других изделий на заводах: ЗАО «Ярославль-Резинотехника», ФГП «Чебоксарское производственное объединение имени В.И. Чапаева», ЗАО «Курск-пром», ЗАО «Курскрезинотехника», ОАО «Балаковорезинотехника».

ВЫВОДЫ

1. Проведены теоретические и экспериментальные исследования по разработке технологических добавок на основе отработанного фильтровального порошка производства рафинированного подсолнечного масла и их испытания в резинах на основе каучуков общего и специального назначения.

2. Изучен состав и свойства отхода производства рафинированного подсолнечного масла. Показано, что отработанные диатомитовые фильтровальные порошки со стадии вымораживания представляют собой органо-минеральную композицию, органическая часть которой содержит жирные кислоты, триацилгрицериды, воска, могут служить сырьём для создания технологических добавок д ля РТИ.

3. Проведено ингибирование отработанного фильтровального порошка с применением противостарителя фенольного типа - ионола и физического противостарителя - парафина. Показано, что при этом стабилизируются окислительные процессы за счет совместного действия химического и физического противостарителей.

4. Разработана новая технологическая активная добавка ОМК-В диспергирующего действия на основе отработанного диатомита, которая испытана в резинах на основе каучуков общего (СКМС-ЗОАРК, СКИ-3) и специального назначения (БНКС-28АМН, БНКС-40АМН). Установлено, что резиновые смеси, содержащие добавку ОМК-В, по технологическим свойствам, вулканизационным характеристикам, физико-механическим показателям соответствуют нормам контроля и/или превосходят таковые.

5. Модификацией отработанного фильтровального порошка оксидом цинка получены активирующие добавки серии ВЦ. Определено оптимальное количество оксида цинка с учетом его активирующего влияния на кинетику вулканизации. Установлено, что содержание оксида цинка в основе продукта ВЦ в количестве 20 % мае. (шифр добавки ВЦ-20) обеспечивает наилучшие технологические свойства, вулканизационные характеристики, физико-механические показатели вулканизатов.

6. Показана возможность замены традиционных активаторов вулканизации - оксида цинка и стеариновой кислоты - на технологическую актив-

ную добавку ВЦ-20.

7. Добавки серии ВЦ испытаны в рецептурах резин на основе каучу-ков общего назначения (СКМС-ЗОАРК, СКИ-3) и каучуков специального назначения (БНКС-28АМН, БНКС-40АМН, СЫогоргепе Р8-40А), в серийных резинах формовых РТИ. Установлено, что резиновые смеси с добавкой ВЦ характеризуются большей однородностью, а смеси на основе хлоропреновых каучуков - снижением цикла вулканизации, что свидетельствует об активирующем и структурирующем влиянии технологических добавок серии ВЦ.

9. Исследовано влияние добавки ОМК-В на переработку некондиционного полимерного сырья. Установлено, что ОМК-В ускоряет разрушение заструктурированных включений, уменьшает содержание летучих веществ и влаги в некондиционном сырье. Освоен промышленный выпуск полимерной крошки марки «Поликрош СК», содержащей технологическую добавку ОМК-В. Модифицированный продукт «Поликрош СК» поставляется на ряд заводов России.

10. Путем переработки и модификации отходов производства рафинированного подсолнечного масла решена задача их утилизации, организовано промышленное производство новых ТАД марок ОМК-В и ВЦ на предприятии ООО «Совтех». ТАД прошли лабораторные и промышленные испытания на ряде предприятий по производству РТИ и внедрены в производство на ООО «РПИ КурскПром».

Основные положения и результаты диссертационной работы изложены в следующих публикациях

Публикации в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ

1. Попова, Л. В. Переработка отходов производств СК в полимерную крошку «Поликрош СК» [Текст] / Л. В. Попова, О. В. Карманова, С. Г. Тихомиров, С. И. Корыстин // Каучук и резина. - 2007. - № 5. - С. 28-30.

2. Попова, Л. В. Использование сопутствующих продуктов масложи-ровой промышленности в рецептурах резиновых смесей [Текст] / Л. В. Попова, О. В. Карманова, С. Г. Тихомиров, С. И. Корыстин // Каучук и резина. -2008.- №4. -С. 45-46.

Публикации в других изданиях

3. Попова, Л. В. Исследование состава отходов производства растительных масел [Текст] / С. И. Корыстин, Л. В. Попова, Т. В. Тарасевич // Материалы ХЫУ отчетной научной конференции за 2005 год. - Воронеж: ВГТА, 2006. - Ч. 1. - С. 192.

4. Попова, Л. В. Ингибирование сопутствующих продуктов произ-

водств растительных масел [Текст] / Л. В. Попова, С. И. Корыстен, Т. В. Та-расевич // Материалы XI, V отчетной научной конференции за 2006 год. -Воронеж: ВГТА, 2007.-Ч. 1.-С. 182-183.

5. Попова, Л. В. Модификация некондиционного полимерного сырья технологическими добавками [Текст] / Л. В. Попова, С. И. Корыстен, О. В. Карманова // Материалы ХЬУ отчетной научной конференции за 2006 год. -Воронеж: ВГТА, 2007. - Ч. 1. - С. 183-184.

6. Попова, Л. В. Новая полимерная композиция на основе некондиционного сырья [Текст] / Л. В. Попова, С. И. Корыстен, О. В. Карманова, И.

A. Осошник // Материалы второй всероссийской научно-практической конференции «Экология и здоровье: проблемы и перспективы социально-экологической реабилитации территорий, профилактики заболеваемости и устойчивого развития». - Вологда, 2007. - С. 182-183.

7. Попова, Л. В. Поиск рациональных путей использования отработанных адсорбентов-отходов производств подсолнечного масла [Текст] / Л.

B. Попова, С. И. Корыстен, Т. В. Тарасевич // Материалы второй всероссийской научно-практической конференции «Экология и здоровье: проблемы и перспективы социально-экологической реабилитации территорий, профилактики заболеваемости и устойчивого развития». - Вологда, 2007. - С. 183-185.

8. Попова, Л. В. Совместная переработка отходов производств синтетических каучуков и сопутствующих продуктов масложировой промышленности [Текст] / Л.В. Попова // Материалы XI международной научно-практической конференции «Проблемы экологии и экологической безопасности Центрального Черноземья Российской Федерации». - Липецк, 2007. -

C. 63-65.

9. Попова, Л. В. Испытание технологических добавок ОМК-В и ВЦ в резинах формовых РТИ [Текст] / Л. В. Попова, С. И. Корыстен, Т. В. Тарасевич // Материалы ХЬУ! отчетной научной конференции за 2007 год. - Воронеж: ВГТА, 2008. - Ч. 1. - С. 219-220.

10. Попова, Л. В. Испытания продукта «Поликрош СК», содержащего технологическую добавку ОМК-В [Текст] / Л. В. Попова, С. И. Корыстен, О. В. Карманова И Материалы ХЬУ1 отчетной научной конференции за 2007 год. - Воронеж: ВГТА, 2008. - Ч. 1. - С. 220-221.

11. Попова, Л. В. Исследование возможности применения сопутствующих продуктов рафинации растительных масел в резиновой промышленности [Текст]: в 2 т. / Л. В. Попова // Вузовская наука - региону: материалы шестой научно-технической конференции. - Вологда : ВоГТУ, 2008. -Т.2.-С. 413-415.

12. Попова, Л. В. Новые технологические добавки к резиновым смесям [Текст] / О. В. Карманова, Л. В. Попова, А. А. Тарасова, И. А. Осошник //

Тезисы докладов X научно практической конференции «Шины, РТИ и кау-чуки». - Москва, 2007. - С. 54-57.

13. Попова, JI. В. Новые технологические добавки полифункционального действия [Текст]: в 2 т./ J1. В. Попова, О. В. Карманова, И. А. Осош-ник, Т. В. Тарасевич, С. И. Корыстен, А. А. Тарасова // Восемнадцатый симпозиум «Проблемы шин и резинокордных композитов». - Москва, 2007. - Т. 2.-С. 122-127.

14. Попова, JI. В. «Поликрош CK» - продукт переработки отходов производств CK [Текст] / Т. В. Тарасевич, И. А. Осошник, JI. В. Попова, А. В. Черных, О. В. Карманова // XIII международная научно-практическая конференция «Резиновая промышленность. Сырьё. Материалы. Технологии». -Москва, 2007.-С. 86-87.

15. Попова, Л. В. Применение сопутствующих продуктов масложи-рового производства в качестве технологических добавок к резиновым смесям [Текст] / Л. В. Попова, О. В. Карманова, И. А. Осошник, Т. В. Тарасевич, С.И. Корыстен // XIII международная научно-практическая конференция «Резиновая промышленность. Сырьё. Материалы. Технологии». - Москва, 2007.-С. 139-140.

16. Попова, Л. В. Создание новых технологических добавок к резиновым смесям [Электронный ресурс] / Л. В. Попова, О. В. Карманова, И. А. Осошник, Т. В. Тарасевич // Интернет-журнал «Горизонты образования», приложение «Наука и молодежь», IV-я Всероссийская научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых учёных. - Режим доступа http ://edu.secna.ru/mai l/review/2007/n9

17. Попова, Л. В. Технологические добавки для регулирования переработки резиновых смесей [Текст] / О. В. Карманова, Л. В. Попова, А. А. Тарасова, И. А. Осошник // Тезисы докладов Х1-ой научно-практической конференции «Шины, РТИ и каучуки». - Москва, 2008. - С. 19-20.

18. Popova, L. V. Processing of sub-standard synthetic rubbers [Text] / L. V. Popova, О. V. Karmanova, Т. V. Tarasevich, S. I. Korystin // Modern problems of polymer science: Program and Abstract Book of 4th Saint-Petersburg Young Scientists Conference (with international participation). - Saint-Prtrrsburg, 2008.- C. 102.

В авторских свидетельствах и патентах

19. Пат. 2333921 Российская Федерация, МПК C08L 9/00, 9/02, 9/06, С08К 13/06, C08J 11/18, 3/22. Полимерная композиция [Текст] / Битюков В. К., Тихомиров С. Г., Тарасевич Т. В., Осошник И. А., Карманова О. В., Попова Л. В.; заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «СОВТЕХ». - № 2007104762/04; заявл. 07.02.2007; опубл.

20.09.2008, Бюл. №26.

20. Пат. 2335513 Российская Федерация, МПК С08К 5/09,5/17,13/06, С08Ь 9/00. Технологическая добавка для резиновых смесей на основе карбо-цепных каучуков [Текст] / Битюков В. К., Тихомиров С. Г., Тарасевич Т. В., Осошник И. А., Карманова О. В., Корыстин С. И., Попова Л. В.; заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «СОВТЕХ». - № 2007128237/04; заявл. 23.07.2007; опубл. 10.10.2008, Бюл. № 28.

21. Пат. 2339657 Российская Федерация, МПК С08К 13/06, С08Ь 9/00, 9/02, 9/06. Технологическая добавка для резиновых смесей на основе карбоцепных каучуков [Текст] / Битюков В. К., Тихомиров С. Г., Осошник И. А., Тарасевич Т. В., Карманова О. В., Попова Л. В., Тарасова А. А., Жигайло И. Г.; заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «СОВТЕХ». - № 2007114244/04; заявл. 16.04.2007; опубл. 27.11.2008, Бюл. № 33.

22. Пат. 2342409 Российская Федерация, МПК С08К 13/06, С08Ь 9/00, 9/02, 9/06. Технологическая добавка для резиновых смесей на основе карбоцепных каучуков [Текст] / Битюков В. К., Тихомиров С. Г., Тарасевич Т. В., Осошник И. А., Карманова О. В., Корчагин В. И.,Попова Л, В.; заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «СОВТЕХ». - № 2007128241/04; заявл. 23.07.2007; опубл. 27.12.2008, Бюл. № 36.

23. Решение о выдаче патента на изобретение от 01.02.2010 по заявке №2008138138/04(049107) Технологическая добавка для резиновых смесей [Текст] / Битюков В. К., Тихомиров С. Г., Осошник И. А., Попова Л. В., Карманова О. В., Тарасевич Т. В.; заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «СОВТЕХ».

24. Решение о выдаче патента на изобретение от 01.03.2010 по заявке №2008136983/04(047454) Способ переработки эластомерных отходов [Текст] / Битюков В. К., Тихомиров С. Г., Тарасевич Т. В., Осошник И. А., Карманова О. В., Павнин В. И., Попова Л. В.; заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «СОВТЕХ».

Подписано в печать 27.04.2010г. Формат 60 х 84/16 . Бумага офсетная. Усл. печ. л. 1,0 Тираж 100 экз. Заказ №1074

Отпечатано в типографии Воронежский ЦНТИ - филиал ФГУ «Объединение «Росинформресурс» Минэнерго России

394730, г. Воронеж, пр. Революции, 30

Введение.

Глава 1. Анализ состояния проблемы использования сопутствующих продуктов масложировой промышленности и возможности их применения в резинотехнической отрасли.

1.1. Состав и структура отработанного фильтровального порошка со стадии вымораживания. Современное состояние вопроса его вторичного использования.

1.2. Применение жирных кислот и их производных в резиновой промышленности.

1.2.1. Применение жирных кислот.

1.2.2. Использование сложных эфиров жирных кислот.

1.2.3. Применение растительных масел в производстве РТИ.

1.2.4. Использование солей жирных кислот.

1.3. Технологические добавки на основе жирных кислот и их производных.

1.4. Использование растительных масел и сопутствующих продуктов их производства для создания технологических добавок к эластомерам.

Выводы.

Глава 2. Объекты и методы исследования.

2.1. Объекты исследования.

2.2. Методы исследования.

2.2.1. Методы анализа отработанного фильтровального порошка.

2.2.2. Методы испытаний резиновых смесей и вулканизатов.

2.2.3. Метод определения каучукового геля в полимерных отходах производства синтетического каучука.

Глава 3. Экспериментальная часть.

3.1. Исследование состава и свойств отработанного фильтровального порошка.

3.2. Изучение влияния отработанного диатомита со стадии вымораживания на свойства резин.

3.3. Получение технологической добавки ОМК-В и её испытания в резиновых смесях.

3.4. Получение активирующей добавки ВЦ и её испытания в резиновых смесях.

3.5. Изучение влияния технологической добавки ОМК-В на переработку некондиционных полимеров.

Выводы.

Актуальность работы. В настоящее время в резинотехнической отрасли ужесточились требования уменьшения вредного и токсического влияния продуктов производства и износа шин и резинотехнических изделий. Повышение экологической безопасности при изготовлении и эксплуатации таких изделий достигается путем исключения или сокращения материалов, выделяющих вредные вещества. В основном к таким материалам относятся целевые добавки (пластификаторы, мягчители) на основе продуктов переработки нефти, запасы которой ограничены, и цены на которые непрерывно растут. В этой отрасли намечаются тенденции использования альтернативных продуктов.

В то же время при рафинации подсолнечного масла актуальной является проблема создания промышленных технологий переработки отходов основных стадий производства. Их отсутствие приводит к накоплению отходов на промплощадках, затем на полигонах, и как следствие, ведет к увеличению экологических рисков. Анализ литературных данных о химическом составе таких отходов показал, что они являются доступными в больших количествах, экологически чистыми сырьевыми ресурсами для других отраслей промышленности.

Актуальность работы состоит в том, что при создании технологических активных добавок (ТАД) для резиновых смесей используется отход стадии вымораживания производства рафинированного подсолнечного масла - отработанный диатомитовый фильтровальный порошок. Это позволит уменьшить нагрузку на окружающую природную среду за счет использования в технологическом цикле продуктов, полученных при переработке отходов, получать экологически безопасные ТАД, замещающие аналогичные на основе нефтехимического сырья, а также улучшить технологические свойства резиновых смесей при сохранении и/или повышении необходимого уровня физико-механических показателей.

Цель работы: создание новых ТАД для эластомеров из отработанного фильтровального порошка на основе диатомита, а именно — разработка технологии их изготовления и удобной выпускной формы; испытание полученных добавок в резинах на основе каучуков общего и специального назначения.

В данной работе ставились следующие задачи:

1) изучение состава и свойств отработанного фильтровального порошка - отхода стадии вымораживания подсолнечного масла;

2) исследование влияния отработанного диатомита на свойства резиновых смесей и вулканизатов;

3) изменение свойств данного отхода для получения модифицирующих добавок резиновых смесей;

4) испытание ТАД в резинах на основе каучуков общего и специального назначения, а также в производстве РТИ: формовых, неформовых, клиновых ремней, рукавов и др.;

5) исследование влияния ТАД на переработку полимерных отходов производств синтетических каучуков.

Научная новизна:

1. Впервые на основе отхода рафинации подсолнечного масла разработаны технологические активные добавки:

- модификатор ОМК-В - органоминеральная композиция после стадии вымораживания в смеси с физическим и химическим противостарителями;

- модификатор ВЦ, представляющий собой химическую смесь продуктов реакции отхода стадии вымораживания с цинковыми белилами в некотором диапазоне концентраций данных компонентов.

Научно обоснован их состав, разработаны методики синтеза ТАД, направленно изменяющих свойства изучаемого продукта.

2. Показана возможность использования полученных модифицирующих добавок в рецептурах резиновых смесей на основе каучуков общего и специального назначения для улучшения их свойств.

3. Установлено, что разработанные добавки ОМК-В и ВЦ обладают выраженным диспергирующим и пластицирующим действием. Добавка ВЦ проявляет свойства активатора вулканизации, структурирующего агента в составе метал-лооксидной вулканизующей системы для хлоропреновых каучуков.

4. Предложен комплексный метод оценки эффективности ТАД, основанный на определении вязкости резиновых смесей, скорости вулканизации и упруго-прочностных свойств резин.

5. Определены оптимальные дозировки ТАД в рецептурах резиновых смесей. Показано, что свойства резиновых смесей и вулканизатов превосходят или соответствуют таковым для серийных резин.

6. Впервые показана возможность использования ТАД марки ОМК-В при переработке отходов каучуков в полимерную крошку для улучшения её технологических свойств: ускорения разрушения заструктурированных включений, уменьшения содержания влаги и летучих веществ. Предложен способ получения полимерной крошки «Поликрош СК» с использованием ТАД ОМК-В.

Практическая значимость:

1. Расширен ассортимент отечественных технологических активных добавок на основе сырья растительного происхождения, разработаны технические условия и технологический регламент на новые добавки ОМК-В и ВЦ, а также рекомендации по их применению в резиновой промышленности.

2. Решена задача утилизации отхода стадии вымораживания производства рафинированного подсолнечного масла путем использования его после обработки модифицирующими добавками (противостарители, цинковые белила).

3. Организовано промышленное производство новых ТАД марок ОМК-В и ВЦ на предприятии ООО «Совтех». Добавки прошли лабораторные и промышленные испытания на ряде предприятий России и внедрены в производство на ООО «РПИ КурскПром» и на ООО «Совтех» при изготовлении полимерной крошки.

4. Замена в рецептурах РТИ мягчителей на добавку ОМК-В и активаторов вулканизации на добавку ВЦ позволяет снизить себестоимость резиновых смесей и получить экономический эффект, который составил 2,3 млн р./год (на примере предприятия ООО «РПИ КурскПром»).

На защиту выносятся:

1. Способ получения ТАД ОМК-В на основе смеси отхода стадии вымораживания производства рафинированного подсолнечного масла с физическим и химическим противостарителями для дальнейшего использования её в рецептурах резиновых смесей в качестве диспергатора порошкообразных компонентов, мягчителя.

2. Способ создания активирующей добавки ВЦ для замены традиционных активаторов вулканизации.

3. Результаты исследований влияния ТАД ОМК-В и ВЦ на свойства резиновых смесей и вулканизатов.

4. Результаты исследований влияния ТАД ОМК-В на технологические свойства полимерной композиции из отходов производства синтетического каучука.

Апробация работы. Работа выполнена в рамках областной целевой программы «Развитие инновационной деятельности в промышленности Воронежской области на 2005 - 2008 гг.». По результатам исследований были получены Диплом лауреата областного конкурса «Инженер года - 2009» (I место в номинации «Химия») и Диплом «Победитель первого тура Всероссийского конкурса «Инженер года» по версии «Инженерное искусство молодых». Основные результаты работ докладывались на: X и XI международных научно-практических конференциях «Шины, РТИ, каучуки - состояние и прогноз развития: Рынок и производство. Сырьё и материалы. Инновационные технологии и оборудование. Новая продукция» (Москва, 2007-2008); 1У-й Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и молодежь» (Барнаул, 2007); второй Всероссийской научно-практической конференции «Экология и здоровье: проблемы и перспективы социально-экологической реабилитации территорий, профилактики заболеваемости и устойчивого развития» (Вологда, 2007); XIII международной научно-практической конференции «Резиновая промышленность. Сырьё. Материалы. Технологии - 2007 г.» (Москва, 2007); восемнадцатом симпозиуме «Проблемы шин и резинокордных композитов» (Москва, 2007); XI международной научно-практической конференции «Проблемы экологии и экологической безопасности Центрального Черноземья Российской Федерации» (Липецк, 2007); шестой всероссийской научно-технической конференции «Вузовская наука - региону» (Вологда, 2008); четвертой Санкт-Петербургской конференции молодых ученых с международным участием «Современные проблемы науки о полимерах» (Санкт-Петербург, 2008); научных отчетных конференциях профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов ВГТА ( Воронеж, 2005-2007).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 работ, в том числе 2 в рецензируемых изданиях. По результатам работы получено четыре патента и два положительных решения о выдаче патента на изобретение, что свидетельствует о достаточной новизне предложенных технических решений.

Аннотация глав. Работа изложена на 224 с. машинописного текста, включая 64 таблицы и 21 рисунок, и состоит из введения, литературного обзора, описания объектов и методов исследования, экспериментальной части, основных результатов и выводов, списка литературы, включающего 138 наименования, приложений.

Во введении обоснована актуальность и научная новизна диссертационной работы, сформулирована ее цель и практическая значимость.

В первой главе проведен анализ состава, оценена возможность вторичного использования отхода стадии вымораживания в промышленности. Рассмотрены аспекты использования жирных кислот и их производных в качестве ингредиентов в резиновой промышленности. Приведены данные по составу и свойствам существующих технологических добавок на основе жирных кислот и их солей, основным областям их применения, а также их влиянию на свойства резиновых смесей и вулканизатов. Сформулированы выводы и цель исследования.

Во второй главе приведено описание объектов и методов исследования. В третьей главе изложены результаты проведённых исследований и их обсуждение.

В заключении сделаны выводы о целесообразности использования полученных технологических добавок в конкретных РТИ и даны рекомендации по их применению.

Выводы и рекомендации

1-. В условиях лаборатории новых материалов ИнжЦ проведены лабораторные испытания технологических добавок производства ООО «Совтех», изготовленных на основе сопутствующих продуктов масложирового производства.

2. Испытания технологической добавки ВЦ-20П, полученной на основе отходов производства подсолнечного масла; КН, КФ, КНЦ, КФЦ - производства маргарина проведены в эталонных и серийных резиновых смесях на основе этиленпропиленовых, бутадисн-нитршгънътх, бутадиен-стирольных и хлоропреновых каучуков.

3. Технологические добавки испытаны в серийных резинах производства неформовых изделий на основе этилен-пропиленовых каучуков, формовых изделий - на основе бутадиен-ншрильных и хлоропреновых каучуков.

4. Показано, что технологические добавки производства ООО «Совтех» не пылят, хорошо распределяются в резиновых смесях, оказывают диспергирующее, активирующее влияние; в резиновых смесях с металло-оксидными вулканизующими системами цинксодержащие технологические добавки позволяют ■осуществить частичную и полную замену оксида цинка.

5. На основании проведенных лабораторных испытаний выбраны оптимальные составы резиновых смесей, которые рекомендуются для расширенных лабораторных испытаний, по результатам которых будет принято решение по их производственному опробованию.

6. В неформовых резинах на основе этиленпропиленовых каучуков с эффективными серно-перекисными вулканизующими системами, отмечена необходимость корректировки состава вулканизующей группы в сторону снижения дозировки ускорителей вулканизации (предположительно, тиурама Д). Представляется целесообразным испытания технологических добавок в резинах на основе этиленпропиленовых каучуков в производстве рукавных формовых изделий, что позволит избежать доработку вулканизующих групп.

7. Показана возможность частичной замены оксида цинка в резинах с металло-оксидными вулканизующими системами. При замене оксида цинка исключается производственная операция по изготовлению цинконафта, так цинксодержащие технологические добавки имеют пастообразную консистенцию, не пылят, хорошо распределяются в резиновых смесях.

8. Представляется целесообразным расширение ассортимента резин для испытания технологических добавок в производстве ОАО «Балаковорезинотехника»

9. После доработки серийных и разработки новых рецептов резиновых смесей, содержащих технологические добавки производства ООО «Совтех», сторонам при необходимости согласовать экономическую целесообразность их использования в производстве ОАО «Балаковорезинотехника».

10. Сторонам разработать программу работ по внедренню в производство ОАО «Балаковорезинотехника».технологическнх добавок, изготовленных на основе сопутствующих продуктов масложнровой промышленности ООО «Совтех».

Заключение

1 Продолжить испытания технологических добавок "ВЦ" в производстве в соогвеге1вии с рачрабо тайным планом (кэчоженном в о г чете в таблицах 1-3).

2 Провей и производственные испытания гехнолоптческих добавок в резиновых" смесях, пршинодстеешо!о изготовления Для проведения таких испытаяйй заказа! ь гюетавк> ООО мСОВТЬХ" гехио.ютчсскил добавок ВЦ-20ГТ и ВЦ-20Ш но 2.0ч ; технологической добавки ВК-28 дле1 снижения летучих при изготовлении и вчлканшалии содержащих регенерат резин в количестве 500 К1.

Технотогичеекх ю добавку ВЦ-20КП перемести й сыпуч) ю форму 4. ООО "С ОВТЕХ" продолжить работу по приданию бои ее технологичной формы гсхиото) ическим добавкам

5. I [роит» »лвенные испытания шхнологических добавок осуществить при содействии ООО "СОВТ1 X"

О г ООО ТОВ'П-Х

О г ООО " рпи КурскГТром

Начальник 1ГГЦ

Инженер-технолог, астрам) ВГ[А