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 °С, 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.
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.
Таблица 1. Свойства брекерных резиновых смесей и вулканизатов
|
Наименование показателей |
Серийная смесь |
Смесь с технологической добавкой |
||
|
1,0 |
5,0 |
15,0 |
||
|
Вязкость по Муни при 100 оС |
77 |
76 |
71 |
68 |
|
Минимальный крутящий момент при 190 оС, Нм |
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 добавкой |
||
|
1,0 |
5,0 |
15,0 |
||
|
Вязкость по Муни при 100 оС |
41 |
42 |
41 |
38 |
|
Начало вулканизации на реометре «Монсанто» при 151оС, 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 |
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
- Енютина М.В., Кудрина Г.В., Корыстин С.И., Пояркова Т.Н. Выделение масложировых компонентов из отхода производства растительных масел [Текст] // Успехи современного естествознания. Материалы международной конференции «Природопользование и охрана окружающей среды», 2007, № 12. - с. 40-41.
- Арутюнян, Н. С. Лабораторный практикум по химии жиров [Текст] / Н. С. Арутюнян. - С.-Пб. : ГИОРД, 2004. - 264 с.