Особенности поведения водных растворов мелассы при использовании их в производстве эмульсионных каучуков

ОСОБЕННОСТИ ПОВЕДЕНИЯ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ МЕЛАССЫ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ИХ В ПРОИЗВОДСТВЕ ЭМУЛЬСИОННЫХ

КАУЧУКОВ

М.А. Провоторова, аспирант Воронежский государственный университет инженерных технологий,

г. Воронеж

Н.С. Никулина, преподаватель, к.т.н., Воронежский институт ГПС МЧС России, г. Воронеж

Охрана окружающей природной среды и рационального использования природных ресурсов - одна из важнейших проблем, четко обозначившихся в современном мире. В настоящее время большое внимание уделяется разработкам, позволяющим использовать отходы и побочные продукты, образующиеся в ходе технологических процессов некоторых производств, например, в нефтехимии. Это позволяет либо снизить, либо полностью исключить применение ценного и дорогостоящего углеводородного сырья.

В настоящее время в литературе рассмотрено значительнее количества органических и неорганических коагулянтов как синтетического, так и природного происхождения, позволяющих существенно снизить, а в ряде случаев и полностью исключить применение минеральных солей в технологии выделения каучука из латекса. К таким коагулянтам относится хлориды натрия, магния, алюминия. Снижение расхода данных коагулирующих агентов или полное их исключение из процесса коагуляции является важной и актуальной задачей, позволяющей решить как экономические, так и экологические проблемы [1].

Одним из таких отходов является отход свеклосахарного производства -меласса, который в настоящее время находит свое применение в производстве дрожжей, спирта, кормовых добавок и др.

Учитывая тот факт, что меласса в качестве отхода, образуется в больших количествах, исследования в данном направлении являются важными не только с научной, но и с практической и экономической точек зрения. Перспективным в этом плане может быть использование ее в производстве синтетических каучуков и в частности для выделения эмульсионных каучуков из латекса. Меласса является экологически чистым продуктом, и ее использование позволит исключить применение минеральных солей, снизить нагрузку на очистные сооружения.

Цель данного исследования - изучение возможности применения мелассы (отхода свеклосахарного производства) в качестве коагулянта для выделения каучука из латекса СКС-30 АРК и исследование свойств резиновых смесей и вулканизатов, полученных на основе данного каучука на предмет соответствия стандартным требованиям.

Для выделения бутадиен-стирольного каучука из латекса СКС-30 АРК исходный раствор мелассы разбавляли водой до концентрации 13-15 мас %, а сам процесс проводили при температурах, 0С: 2-3, 20, 40, 60.

В емкость для коагуляции загружали 10-20 мл латекса (сухой остаток 19,8 мас %) и помещали в термостат для поддержания заданной температуры. После термостатирования в течение 10-15 минут в каучуковый латекс вводили расчетные количества водного раствора мелассы. Перемешивали в течение 2-3 минут и добавляли водный раствор серной кислоты (с концентрацией 1.0-2.0 мас %) для поддержания кислой среды коагуляции (рН 2.5-3.0). Образующуюся крошку каучука отделяли от водной фазы (серума), промывали в теплой воде и сушили при температуре 82 ± 2 0С. Высушенные образцы каучука извлекали из сушильного шкафа и после охлаждения до комнатной температуры взвешивали на аналитических весах и рассчитывали в процентах выход крошки каучука для оценки коагулирующей способности мелассы.

При изучении процесса коагуляции использовался промышленный каучуковый бутадиен-стирольный латекс СКС-30 АРК (ТУ 38.40355-99). При его синтезе в качестве эмульгаторов использованы мыла на основе диспропорционированной канифоли и смоляных кислот талового масла. Латекс получали низкотемпературной сополимеризацией бутадиена со стиролом.

В результате проведенных исследований установлено закономерное повышение выхода крошки каучука с увеличением дозировки мелассы. Полноту выделения каучука из латекса достигали при расходах мелассы (по сухому остатку) при температуре 2-3 0С и 20 0С при расходе мелассы 180-190 кгт-1 каучука. Повышение температуры до 40 0С приводило к увеличению расхода мелассы до 210-215кгт- каучука, а при температуре 60 0С 215-220кгт-1 каучука.

В промышленных условиях выделение каучука из латекса проводят при оптимальном значении рН среды на уровне 2,5-3,0. Для выдерживания таких значений рН необходимо (с увеличением расхода мелассы с 10 до 200 кг т-1 каучука) снижать дозировку серной кислоты с 12-13 до 4-5 кгт-1 каучука. При сохранении высокого постоянного расхода серной кислоты порядка 12-13 кгт-1 каучука рН среды коагуляции снижалась до 1,0-1,5, что приводит к неоправданному перерасходу подкисляющего агента (серной кислоты). Следовательно, использование мелассы экологически оправдано и приводит к экономии подкисляющего агента.

На основе полученной крошки каучука были приготовлены резиновые смеси и вулканизаты по общепринятым методикам (ТУ 38.40355-99).

Проведенными испытаниями установлено, что вулканизаты, полученные на основе образцов каучука, выделенного мелассой, соответствовали предъявляемым требованиям и были аналогичны контрольному образцу, полученному из латекса с применением хлорида натрия. Выделение каучука из латекса СКС-30 АРК следует проводить при температурах, не превышающих 20 0С, т.к. повышение температуры вызывает снижение коагулирующей способности мелассы.

Список использованной литературы

1. Аверко-Антонович И.Ю. Синтетические латексы. М.: Альфа-М, 2005. -

125 с.

2. ГОСТ Р 52304-2005 - Меласса свекловичная. Технические условия.

3. Бурмистров Н.А. Формирование модернизационной стратегии развития предприятий пищевой промышленности / Н.А. Бурмистров. - Саратов, 2011. -С. 236.

О ВЗАИМОСВЯЗИ МЕЖДУ ВНЕСЕНИЕМ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ И КАЧЕСТВОМ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПРОДУКЦИИ

Е.Г. Сарасеко, доцент, к.б.н., А. Гнедько, курсант,

Гомельский инженерный институт МЧС Республики Беларусь, г. Гомель

Важнейший компонент природной среды - земля, которая в значительной мере определяет состояние всей природной обстановки и отдельных видов природных ресурсов (лес, вода, растительность, животный мир). Сегодня хозяйственная деятельность человека оказывает все более сильное воздействие на состояние сельскохозяйственных земель. С развитием промышленности, транспорта, крупных городов, использованием интенсивных методов ведения сельского хозяйства возникла серьезная проблема рационального использования земель, сохранения плодородия почв и поддержания оптимального санитарно-гигиенического состояния земельных угодий.

Известно, что соли, содержащиеся в почве, делят на токсичные и нетоксичные. Токсичные легкорастворимые соли подразделяют на хлориды (№0, СаС12, MgCl2), сульфаты MgSO4), карбонаты (№2Ш3, NaHCO3) и

нитраты (NaNO3, KNO3). По воздействию на растения соли располагают в ряд по степени убывания угнетающего действия:

Na2COз^NaHCOз^Naa^NaNOз^СаСl2^Na2SO4^Mga2^MgSO4.

Нетоксичные, безвредные соли не создают токсически опасных концентраций вследствие их слабой растворимости в воде. К ним относятся:

СаСО3, CаSO4  2Н2О, Са(НСО3)2 [1].

К основным показателям безопасности относятся радионуклиды, нитраты, тяжелые металлы, содержащиеся в сельскохозяйственных растениях. К основным показателям качества - углеводы, переваримый протеин, клетчатка, жир, содержание макро- и микроэлементов.

Внесение на загрязненных радионуклидами сельскохозяйственных землях повышенных доз минеральных удобрений (калийных, фосфорных) в период после катастрофы на ЧАЭС было направлено, в первую очередь, на получение растениеводческой продукции, соответствующей радиологическим нормативам, установленным для Республики Беларусь. Так как агрохимические свойства почв

137 90

не только определяют переход радионуклидов ( Cs, Sr) в растения и накопление их в растениеводческой продукции, но и в значительной мере влияют на величину урожайности сельскохозяйственных культур, то проблема получения качественной продукции на таких землях в настоящий период времени довольно актуальна. При внесении минеральных удобрений происходит увеличение концентрации обменных катионов в почве, что приводит к усилению антагонизма