Исследование процессавыделениябутадиен-стирольного каучука из латекса совокупным воздействием катионного полиэлектролита и магнитного поля

твердеющими при нормальных условиях. Определены значения прочности для составов с серым и белым цементом, при различных условиях твердения.

Исходя из полученных данных о возможности использования пигмента в производстве цветных строительных материалов в качестве красителя для цементно-песчаных смесей, полученный пигмент был использован при производстве тротуарной плитки и объемно-окрашенных изделий

Последним этапом работы было изучение возможности использования полученного пигмента в изготовлении строительной керамики. При изготовлении образцов смешивались сухие компоненты: прокаленный железосодержащий осадок и кварцевый песок. В качестве связующего выступало жидкое стекло. На гидравлическом прессе формовались опытные образцы в количестве 9 штук. Твердение полученных образцов происходило в воздушно-сухих условиях. При этом происходит дегидратация жидкого стекла, приводящая к резкому снижению его вязкости, придавая необходимую прочность отформованным образцам. Шесть высушенных образцов подвергались прокаливанию при 500°С. Оставшиеся 3 образца служили в качестве сравнения. После прокаливания линейные размеры образцов оставались неизменными, а масса незначительно уменьшалась. На трех прокаленных образцах определялось водопоглощение.

Анализ результатов испытаний показал, что уменьшение массовой доли жидкого стекла в композиционной смеси приводит к понижению прочности обожженных образцов, но при этом снижается водопоглащение и повышается водостойкость керамического материала. Снижение массовой доли прокаленного ЖСО в исходной смеси приводит только к увеличению водопоглащения. Добавление в композиционную смесь воды делает керамический материал не водостойким Кразм= 0,58.

Выводы:

1. Комплексом физико-химических методов исследован состав железосодержащих осадков, выделяемых при обезжелезивании подземных вод (с использованием флокулянта и без такового) и изучены изменения, происходящие в осадках при термической обработке.

2. Показана принципиальная возможность использования ЖСО для приготовления сорбционного материала, пригодного для снижения содержания ионов тяжелых металлов в сточных водах гальванического производства. Образец 2 проявляет более низкую адсорбционную активность, что можно объяснить его более аморфным строением по сравнению с образцом 1.

3. Получен железооксидный пигмент для цветных строительных смесей из отходов водоподготовки.

4. Полученный железооксидный пигмент является перспективным сырьевым материалом в строительной отрасли.

Литература

1. Минеральные новообразования на водозаборах Томской области. Покровский Д.С., Дутова Е.М., Рогов Г.М., Вологдина И.В. и др./ под ред. Д.С. Покровского.- Томск: Изд-во НТЛ, 2002.-176 с.

2. Лисецкий В.Н. Улавливание и утилизация осадков водоподготовки на водозаборах г. Томска. / В.Н. Лисецкий, В.Н. Брюханцев, А.А. Андрейченко Томск: Изд-во НТЛ, 2003. - 164с.

3. Экологический и технологический аспекты очистки железосодержащих сточных вод.О.Д. Лукашевич, А.А. Андрейченко, И.В. Алгунова, О.Ю. Гончаров, Е.М. Маршев, Е.И. Патрушев, М.Н. Селехова// Вода и экология. 2003.-№4.-с.38-45.

4. Химический анализ и технология силикатов. Методические указания к выполнению лабораторной работы по курсу: «Основы технологии тугоплавких неметаллических и силикатных материалов» - Томск. изд. ТПУ, 1994.-с.28

5. Краснобай Н. Г., Лейдерман Л. П., Кожевников А. Ф. Производство железоокисных пигментов для строительства.//Строительные материалы. - 2001, №8. - с. 19.

6. К.С.Станкевич, Н.Т.Усова, О.Д.Лукашевич. Выделение и утилизация отходов водоподготовки Томского водозабора. Бюллетень «Использование и охрана природных ресурсов в России», 2010, № 3,с12-15

7. Беленький Е.Ф., Рискин И.В. Химия и технология пигментов. Изд. 4-е, пер. и доп.Л., «Химия», 1974 - 656с.

8. Дзюбо В.В., Саркисов Ю.С. Технология получения сурикоподобного пигмента и краски на его основе. - Инф. Лист №5097 Сер.:Р61.65.31. - Томск: ТМТЦНТИП. - 5с.

References

1. Mineral'nye novoobrazovanija na vodozaborah Tomskoj oblasti. Pokrovski) D.S., Dutova E.M., Rogov G.M., Vologdina I.V. i dr./ pod red. D.S. Pokrovskogo.- Tomsk: Izd-vo NTL, 2002.-176 s.

2. Liseckij V.N. Ulavlivanie i utilizacija osadkov vodopodgotovki na vodozaborah g. Tomska. / V.N. Liseckij, V.N. Brjuhancev, A.A. Andrejchenko Tomsk: Izd-vo NTL, 2003. - 164s.

3. Jekologicheskij i tehnologicheskij aspekty ochistki zhelezosoderzhashhih stochnyh vod.O.D. Lukashevich, A.A. Andrejchenko,

I.V. Algunova, O.Ju. Goncharov, E.M. Marshev, E.I. Patrushev, M.N. Selehova// Voda i jekologija. 2003.-№4.-s.38-45.

4. Himicheskij analiz i tehnologija silikatov. Metodicheskie ukazanija k vypolneniju laboratornoj raboty po kursu: «Osnovy tehnologii tugoplavkih nemetallicheskih i silikatnyh materialov» - Tomsk. izd. TPU, 1994.-s.28

5. Krasnobaj N. G., Lejderman L. P., Kozhevnikov A. F. Proizvodstvo zhelezookisnyh pigmentov dlja stroitel'stva.//Stroitel'nye materialy. - 2001, №8. - s.19.

6. K.S.Stankevich, N.T.Usova, O.D.Lukashevich. Vydelenie i utilizacija othodov vodopodgotovki Tomskogo vodozabora. Bjulleten' «Ispol'zovanie i ohrana prirodnyh resursov v Rossii», 2010, № 3,s12-15

7. Belen'kij E.F., Riskin I.V. Himija i tehnologija pigmentov. Izd. 4-e, per. i dop.L., «Himija», 1974 - 656s.

8. Dzjubo V.V., Sarkisov Ju.S. Tehnologija poluchenija surikopodobnogo pigmenta i kraski na ego osnove. - Inf. List №50-97 Ser.:R61.65.31. - Tomsk: TMTCNTIP. - 5s.

Шульгина Ю.Е.1, Никулин C.C., Никулина Н.С.3

'Аспирант, Воронежский государственный университет инженерных технологий 2Доктор технических наук, профессор, Воронежский государственный университет инженерных технологий 3Кандидат технических наук, Воронежский институт государственной противопожарной службы МЧС России ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССАВЫДЕЛЕНИЯБУТАДИЕН-СТИРОЛЬНОГО КАУЧУКА ИЗ ЛАТЕКСА СОВОКУПНЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ КАТИОННОГО ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТА И МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Аннотация

В работе исследовали применение магнитного поля в сочетании с катионным полиэлектролитом сополимер поли-Ы,Ы-диметил-ЫЫ-диаллиламмоний хлорида с диоксидом серы для выделения бутадиен-стирольного каучука из латекса СКС-30 АРК. Применения данной технологии выделения позволяет снизить расход коагулирующего агента

Ключевые слова: синтетические эмульсионные каучуки; латекс; коагуляция; магнитное поле.

Shul'gina Ju.E.1, Nikulin S.S.2, Nikulina N.S.3 'Postgraduate student, Voronezh State University of Engineering Technologies 2Doctor of Technical Sciences, professor, Voronezh State University Engineering Technologies 3Ph.D., Voronezh Institute of State Firefighting Service of Ministry Of Russian Federation for Civil Defence, Emergencies and

Elimination of Consequences of Natural Disasters

STUDY OF OBTAINING STYRENE BUTADIENE-RUBBER FROM LATEX CUMULATIVE IMPACT OF A CATIONIC

POLYELECTROLYTE AND MAGNETIC FIELDS

55

Abstract

In this paper we studied the application magnetic field for allocation of styrene-butadiene rubber latex SKS-30 ARC in the presence of copolymer poly-N,N-dimethyl-N,N-diallilammony chloride to sulfur dioxide. Applications of this technology allows to reduce the consumption allocation coagulating agent

Keywords: synthetic emulsion rubbers; latex; coagulation; magnetic field.

Производство синтетического каучука активно развивается. На рынке представлено большое разнообразие выпускаемой продукции. Одной из ключевых стадий получения эмульсионных каучуков является стадия выделения, где используются в качестве коагулирующих агентов минеральные соли и кислоты, приводящие к загрязнению сбрасываемых сточных вод, что создает ряд экологических проблем [1].

Существует значительные количества органических и неорганических коагулянтов как синтетического, так и природного происхождения, позволяющих существенно снизить или исключить применяемые в настоящее время традиционные коагулянты на основе минеральных солей в технологии выделения каучука из латекса.

Особый интерес представляют полимерные четвертичные соли аммония, обладающие высокой коагулирующей активностью. Известно, что они могут взаимодействовать с компонентами эмульсионной системы с образованием нерастворимых солей, которые захватываются крошкой каучука, что приводит к уменьшению количества сбрасываемых веществ на очистные сооружения [2]. Одним из таких коагулянтов является сополимер поли-1Ы,Ы-диметил-1Ы,Ы-диаллиламмоний хлорида с SO2 (ВПК-10), который в соответствии с санитарно-эпидемиологическим заключением (№ 2 БЦ.01.2.48.П.000651.05.02 от 16.05.2002г.) находит применение в цинкатных электролитах в гальванотехнике.

Существенным недостатком полимерных катионных электролитов является их высокая стоимость, что сдерживает активное внедрение данных продуктов в технологический процесс выделения каучуков из латекса. Поэтому снижение расхода дорогостоящего и дефицитного коагулирующего агента является важной и актуальной задачей. Решение данного вопроса позволит не только снизить стоимость получаемой продукции, но и уменьшить экологическую напряженность.

В последнее время проявляется интерес к применению различных физических полей в технологическом процессе производства синтетических полимеров. В статье [3] показано, что обработка бутадиен-стирольного латекса СКС-30 АРК магнитным полем позволяет снизить расход такого коагулирующего агента Ы,Ы-диметил-Ы,Ы-диаллиламмоний хлорида почти в 2 раза. Авторы связывают это с тем, что в процессе магнитной обработки происходит частичная десорбция стабилизатора с поверхности латексных частиц в водную фазу латексной системы.

В работе [4] образцы разбавленного латекса бутадиен-стирольного каучука СКС-30 АРК подвергали ультразвуковому воздействию с помощью генератора марки УЗГ 13-0,1/22. Установлено, что ультразвуковое воздействие в течение 60 минут способствует снижению поверхностного натяжения латекса с 67 до 60 мН/м.

Известны положительные результаты, полученные при использовании магнитных полей при отверждении мочевиноформальдегидных смол [5]. Применение данных полей позволило повысить прочностные показатели клеевого соединения [6].

Также в последнее время все больший интерес вызывает проблема применения в качестве наполнителей каучуков волокон различного происхождения. Годовой объём отходов, содержащих волокна и нити, составляет около десятка тысяч тонн. Использование их в производстве эмульсионных каучуков могло бы обеспечить достижение значительного экономического и природоохранного эффекта за счет расширения ассортимента выпускаемой продукции и защиты окружающей среды [7].

В данной работе изучали влияние воздействия постоянного магнитного поля на процесс выделения каучука из латекса СКС-30 АРК при использовании в качестве коагулирующего агента сополимера поли-Ы,Ы-диметил-Ы,Ы-диаллиламмоний хлорида с SO2 в сочетании с волокнистой добавкой.

Изучение влияния магнитного поля на процесс коагуляции проводили на каучуковом латексе СКС-30 АРК (ТУ 38.40355-99) выпускаемом в промышленных масштабах.

Для реализации программы по изучению влияния постоянного магнитного поля на процесс коагуляции использовали установку, описанную в работе [3]. Исследования проводились при использовании напряженности в интервале от 8 до 22  104 А/м.

Латекс СКС-30 АРК (как с волокном, так и без него) помещали в стеклянную кювету размером 15*30*50мм, подвергали обработке магнитным полем различной интенсивности в течение 1, 5, 15, 25 минут. Затем кювету с латексом извлекали из установки и проводили его коагуляцию путем введения заданных количеств водного раствора ВПК-10 с концентрацией ~ 2 %. Коагуляцию проводили по общепринятой методике, описанной в работе [7]. Выделение каучука из латекса осуществляли при 20±2 оС. После введения в латекс расчетного количества ВПК-10 его перемешивали в течение 2 минут и приливали раствор серной кислоты (концентрация ~ 2,0 %) до рН среды 2,5-3,0. Перемешивание продолжали еще в течение 2-3 минут, после чего извлекали образовавшуюся крошку каучука из водной фазы (серум), измельчали, промывали дистиллированной водой и сушили при температуре 80-85 оС до постоянной массы.

Анализ полученных экспериментальных данных показал, что обработка латекса магнитным полем перед введением ВПК-10 и серной кислоты приводит к снижению расхода коагулянта с 3,5-4,0 до 2,5-3,0 кг/т каучука. По-видимому, это связано с тем, что в процессе магнитной обработки происходит частичная десорбция стабилизатора с поверхности латексных частиц в водную фазу латексной системы. В данном случае, в отличие от действия только нейтрализационного фактора коагуляции при использования низкомолекулярных коагулянтов, происходит усиление процесса коагуляции за счет мостикообразования, свойственного полимерным флокулянтам.

Во-вторых, продолжительность обработки латекса магнитным полем в течение пяти минут и более приводит к полному выделению каучука из латекса при расходе ВПК-10 ~ 3,0 кг/т каучука и величине напряженности магнитного поля 8  104 А/м и ~ 2,5 кг/т каучука при напряженности магнитного поля 22  104 А/м. При отсутствии воздействия магнитного поля на латекс коагуляцию достигали при расходе ВПК-10 ~ 4,0 кг/т каучука.

Использование волокон (расход 5 кг/т каучука) также позволяет сохранить высокую активность коагулирующей системы (выход крошки каучука) при расходе коагулянта 2,5 кг/т каучука.

Исследования показали, что все полученные образцы каучуков полностью удовлетворяли предъявляемым требованиям потребителя.

Таким образом, применение в технологии выделения каучука из латекса катионного полиэлектролита в сочетании с магнитным полем и волокном позволяет снизить на ~ 25-35 % расход дорогого и дефицитного коагулирующего агента.

Литература

1. Аверко-Антонович И.Ю. Синтетические латексы. М.: Альфа-М, 2005. 125 с.

2. Гаршин А.П, Никулин С.С., Рыльков А.А., Слукина З.Д., Смурыгина В.П., Шаповалова Н.Н. // Произв-во и использ. эластомеров, 1996. Т. 5, С. 8-10.

3. Никулин С.С., Шульгина Ю.Е., Пояркова Т.Н. // ЖПХ. 2014. Т. 87 № 7 С. 974-979.

4. Останкова И.В., ВережниковВ.Н.Корчагин, А.В.Протасов // Материалы научно-практической конференции «Проблемы и инновационные решения в химической технологии» «ПИРХТ». Воронеж, ООО «Издат-черноземье», 2013. С. 278-280.

5. Никулин С.С., Попов В.М., Латынин А.В., Шендриков М.А. // ЖПХ . 2013. Т. 86. Вып. 4. С. 643-646.

6. Пат. 2439115 РФ, МПК C09J5/00. (2011). Способ склеивания древесных материалов.

56

7. Пояркова, Т.Н. Практикум по коллоидной химии латексов [Текст] : учеб. Пособие / Т.Н. Пояркова, С.С. Никулин, И. Н. Пугачева, Г.В. Кудрина, О. Н. Филимонова. - М. : Издательский Дом «Академия естествознания», 2011. - 124 с.

References

1. Averko-AntonovichI.Ju. Sinteticheskielateksy. M.: Al'fa-M, 2005. 125 s.

2. Garshin A.P, Nikulin S.S., Ryl'kov A.A., Slukina Z.D, Smurygina V.P., Shapovalova N.N. // Proizv-voiispol'z. jelastomerov, 1996. T. 5, S. 8-10.

3. Nikulin S.S., Shul'ginaJu.E.,Pojarkova T.N. // ZhPH. 2014. T. 87 № 7 S. 974-979.

4. Ostankova I.V., VerezhnikovV.N.Korchagin, A.V.Protasov // Materialynauchno-prakticheskojkonferencii

«Problemyiinnovacionnyereshenija v himicheskojtehnologii» «PIRHT». Voronezh, OOO «Izdat-chernozem'e», 2013. S. 278-280.

5. Nikulin S.S., Popov V.M., Latynin A.V., Shendrikov M.A. // ZhPH . 2013. T. 86. Vyp.4. S. 643-646.

6. Pat. 2439115 RF, MPK C09J5/00.(2011). Sposobskleivanijadrevesnyhmaterialov.

7. Pojarkova, T.N. Praktikumpokolloidnojhimiilateksov [Tekst] :ucheb. Posobie / T.N. Pojarkova, S.S. Nikulin, I. N. Pugacheva, G.V. Kudrina, O. N. Filimonova. - M. :Izdatel'skij Dom «Akademijaestestvoznanija», 2011. - 124 s.

БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ / BIOLOGY Бобкова А.Ю.

Студентка, Поволжская государственная социально-гуманитарная академия ГАЛОФИТНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ВО ФЛОРЕ ОСОБО ОХРАНЯЕМОЙ ПРИРОДНОЙ ТЕРРИТОРИИ «КАМЕННЫЕ

ЛОГА»

Аннотация

В статье приводятся данные о галофитной флоре одной из особо охраняемых природных территорий «Каменные Лога», расположенной в Большечерниговском районе Самарской области.

Ключевые слова: галофитная флора, ООПТ «Каменные Лога».

Bobkova A.Yu.

Student, Samara State Academy of Social Sciences and Humanities HALOPHYTIC ELEMENTS IN FLORA SPECIALLY PROTECTED NATURAL AREAS «STONE LOGA» (SAMARA

REGION)

Abstract

The article presents data on the halophytic flora of one of the protected areas «Stone Loga» located in Bolshechernigovsky region of Samara region.

Keywords: halophytic flora, PA «Stone Loga».

Одним из приоритетных направлений научной деятельности кафедры ботаники, общей биологии, экологии и биоэкологического образования ПГСГА является мониторинг особо охраняемых природных территорий Самарской области [1, 2,

3]. Памятники природы служат потенциальными объектами для научно-исследовательской и учебной деятельности студентов [4].

В 2013-14 гг. мы изучали современное состояние ООПТ «Каменные лога №1,2,3» в Большечерниговском районе Самарской области. Это комплексный памятник природы, площадью = 605 га. Располагается он на землях с. Красный Октябрь и п. Пикелянский в 40 км восточнее с. Большая Черниговка и в 4 км северо-восточнее с. Костино. Географические координаты: 52013' с.ш., 51017' в.д. Рельеф представляет собой увалы Общего Сырта, сложенные песчаниками и известняками юры высотой до 200 м. По экспозициям склонов произрастают степные и луговые сообщества, в верховьях логов размещаются небольшие по площади лесные колки [5].

На растительный компонент территории большое влияние оказывает эдафический фактор, которых включает в себя зональные засоленные почвы. Благодаря ему во флоре и растительности присутствуют галофитные элементы. В Самарской области этой теме посвящены масштабные исследования, в том числе и памятников природы [6, 7, 8].

Проведенные нами флористические исследования показали, что в ООПТ «Каменные лога № 1,2,3» всего зарегистрировано 297 видов высших сосудистых растений, которые относятся к 185 родам и 50 семействам. Галофитов насчитывается 41 вид (из 31 рода и 15 семейств) или 13,8% от общего состава флоры. Среди них наиболее распространенными являются представители степных и луговых фитоценозов - Atriplex rosea, Chenopodium rubrum, Kochia prostrata, Rumex marschallianus, Goniolimon tataricum, Limonium gmelinii, Limonium suffruticosum, Sedum stepposum, Potentilla anserina, Geranium collinum, Plantago intermedia, Artemisia lerchiana, Artemisia santonica, Tripolium vulgare, Poa bulbosa. Богаты видами и содержат по 8 представителей всего два семейства -Chenopodiaceae и Asteraceae. Семейства Limoniaceae и Apiaceae по 5 видов, остальные 11 семейств малочисленны.

К редким и особо охраняемым относятся 11 видов растений, произрастающий здесь на засоленных почвах. Среди них: Limonium caspium, Glycyrrhiza glabra, Ferula caspica, Ferula tatarica, Palimbia turgaica, Onosma polychrome, Rindera tetraspis, Plantago cornuti, Plantago maxima, Chartolepis intermedia, ^lipa gesneriana. Все они занесены в Красную книгу Самарской области и охраняются на региональном уровне [9, 10].

На основе изучения современного состояния ООПТ «Каменные лога № 1,2,3» нами сформулированы некоторые рекомендации по перспективному использованию данной территории в образовательных целях с учетом близости к населенным пунктам:

- разработка тематики изучения памятника природы в рамках ботанического краеведения [11];

- организация научно-исследовательской работы со студентами и школьниками, в том числе экспедиций [12, 13];

- проведение учебных экскурсий;

- организация и проведение биоэкологических мероприятий с населением.

Литература

1. Устинова А. А., Матвеев В. И., Ильина Н. С., Соловьёва В. В., Митрошенкова А. Е., Родионова Г. Н., Шишова Т. К., Ильина В. Н. Охраняемые природные территории Самарской области: выделение, мониторинг, растительный покров // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2011. Т. 13. № 1-6. - С. 1523-1528.

2. Ильина В. Н., Митрошенкова А. Е., Устинова А. А. Организация и мониторинг особо охраняемых природных территорий в Самарской области // Самарский научный вестник. - 2013. № 3 (4). - С. 41-44.

3. Ильина В. Н., Митрошенкова А. Е. Сохранение фиторазнообразия на особо охраняемых природных территориях Самарской области // Проблемы современной биологии. - 2014. № XII. - С. 20-26.

4. Митрошенкова А. Е. Особо охраняемые природные территории как потенциальные объекты для научно-исследовательской и учебной деятельности студентов // Самарский научный вестник. - 2014. № 2 (7). - С. 68-71.

5. Реестр особо охраняемых природных территорий регионального значения Самарской области / Министерство природопользования, лесного хозяйства и охраны окружающей среды Самарской области. Сост. А. С. Паженков. Самара : «Экотон». - 2010. - 259 с.

6. Лысенко Т. М. Материалы по галофитной флоре Среднего Поволжья // Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии. - 2004. № 14. - С. 206.

57