Одним из крупнотоннажных отходов производства растительных масел, образующихся на стадии щелочной рафинации, является соапсток. Отход ценен тем, что содержит в своем составе до 40 % различных жировых компонентов – высокомолекулярных карбоновых кислот, глицеридов, мыл, фосфолипидов. Для соапстока характерен переменный состав, зависящий от типа перерабатываемого сырья и вида нейтрализующего агента, применяемого в процессе рафинации.
С целью расширения арсенала составов солей металлов жирных кислот, применяемых в различных отраслях промышленности, в том числе и в резинотехнической, использована жировая часть соапстока, полученная в результате комплексного действия на отход электролита и деэмульгатора [1]. Состав жировой фракции определен по основным физико-химическим показателям (кислотному числу, числу омыления, бромному числу) и результатам тонкослойной хроматографии, согласно которым содержание фосфолипидов составляет 5 %, моноглицеридов – 6 %, диглицеридов – 9 %, жирных кислот – 35 %, триглицеридов – 45 % [2].
Для получения карбоксилатов металлов жировую часть соапстока подвергают омылению 8-12% водным раствором гидроксида натрия при температуре 80-90 °С в течение 3 ч с последующим добавлением к образовавшемуся гидролизату воды в количестве равном или 1,5-2,0 раза большем, чем объем гидролизата, а затем водорастворимой соли цинка. Образовавшуюся суспензию цинковых солей жирных кислот фильтруют, осадок промывают водой и сушат. Получают непылящий порошок белого цвета, с температурой плавления 65-75 ºС, плотностью 1100-2200 кг/м3.
Полученный продукт испытан в рецептурах резиновых смесей на основе комбинации изопреновых каучуков в качестве активирующей, диспергирующей технологической добавки в количестве 1-15 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука. Резиновые смеси (брекерные и обкладочные для конвейерных лент) изготавливали на лабораторных вальцах по общепринятым требованиям и вулканизовали в гидравлическом прессе при температуре 140–170 °С в течение 40–60 мин. Результаты испытаний приведены в табл. 1, 2.
-
Таблица 1. Свойства брекерных резиновых смесей и вулканизатов
|
Наименование показателей
|
Серийная смесь
|
Смесь с технологической до- бавкой
|
|
1,0
|
5,0
|
15,0
|
|
Вязкость по Муни при 100 оС
|
77
|
76
|
71
|
68
|
|
Минимальный крутящий момент при 190 оС, Н.м
|
4,5
|
4,4
|
4,3
|
3,82
|
|
Оптимум вулканизации при 190 оС, мин
|
4,0
|
4,22
|
4,01
|
3,78
|
|
Условная прочность при растяжении, МПа
|
24,6
|
24,2
|
25,0
|
24,5
|
|
Дисперсия по прочности
|
0,16
|
0,20
|
0,14
|
0,10
|
|
Относительное удлинение при разрыве, %
|
440
|
420
|
450
|
460
|
|
Твердость по Шору А, усл. ед.
|
76
|
77
|
75
|
69
|
|
Концентрация поперечных связей, см-3·1018
|
60,0
|
60,6
|
62,3
|
59,4
|
-
Таблица 2. Свойства обкладочных резиновых смесей и вулканизатов для конвейерных лент
|
Наименование показателей
|
Серийная смесь
|
Смесь с технологической до- бавкой
|
|
1,0
|
5,0
|
15,0
|
|
Вязкость по Муни при 100 оС
|
41
|
42
|
41
|
38
|
|
Начало вулканизации на реометре «Монсанто» при 151 оС, мин
|
6,05
|
5,50
|
6,00
|
6,00
|
|
Оптимум вулканизации при 190 оС, мин
|
11,45
|
11,30
|
11,01
|
11,15
|
|
Условная прочность при растяжении, МПа
|
24,7
|
24,2
|
25,2
|
23,2
|
|
Дисперсия по прочности
|
0,22
|
0,21
|
0,19
|
0,18
|
|
Относительное удлинение при разрыве, %
|
670
|
680
|
650
|
660
|
|
Твердость по Шору А, усл. ед.
|
56
|
57
|
62,3
|
59,4
|
|
Потери объема при истирании, мм3
|
153
|
150
|
155
|
153
|
Из таблиц 1, 2 видно, что резиновые смеси и их вулканизаты, содержащие цинковую соль жирных кислот как технический продукт, характеризуются вязкостью, вулканизационными характеристиками и физико-механическими показателями на уровне серийных смесей. Результатом проведенных исследований является расширение сырьевой базы при использовании жировой части соапстока, а также получение технологической добавки, проявляющей активирующие и диспергирующие свойства.
Источник: Журнал ««Современные наукоемкие технологии»» |
