vguitВестник Воронежского государственного университета инженерных технологийProceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies2226-910X2310-1202VSUET10.20914/2310-1202-2019-1-318-324vguit-2208Research ArticleХимическая технологияFundamental and Applied chemistry, chemical technologyВлияние степени полимеризации катионного полиэлектролита на его дозировку при проведении коагуляции латексов синтетических эмульсионных каучуковThe impact of the of cationic polyelectrolyte polymerization degree in latexes coagulation dosage of synthetic emulsion rubbersОрловЮ. Н.OrlovY. N.

к.х.н., доцент, кафедра химии, химических процессов и технологий, ул. Белорусская, 14, г. Тольятти, 445020, Россия

Cand. Sci. (Chem.), associate professor, chemistry, chemical processes and technologies department, Belorusskaya St., 14 Togliatti, 445020, Russia

yury.oyn@yandex.ruТольяттинский государственный университетРоссияTogliatti state universityRussian Federation201925042019811318324Copyright © Орлов Ю.Н., 20192019Орлов Ю.Н.Orlov Y.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestnik-vsuet.ru/vguit/article/view/2208

Обсуждены литературные данные по параметрам проведения коагуляции бутадиен-стирольных и бутадиен-?-метилстирольных латексов катионными полиэлектролитами в сравнении с низкомолекулярными аммонийными соединениями и неионногенными полимерами. Оптимальная дозировка катионного полиэлектролита при проведении коагуляции латексов синтетических эмульсионных каучуков, стабилизированных комбинацией мыл синтетических жирных кислот и диспропорционированной канифоли со смесью натриевых солей олигомерного продукта конденсации ?-нафталинсульфокислоты с формальдегидом (лейканола), определяется, при прочих равных условиях, его степенью полимеризации. Снижение оптимальной дозировки при переходе от высокомолекулярных полиэлектролитов к олигомерным вызвано уменьшением соотношения катионных и анионных звеньев, требующегося для полного связывания лейканола, при образовании олигомер-олигомерных комплексов по сравнению с полимер-олигомерными. Это объясняется, по-видимому, тем, что с увеличением средней молекулярной массы полиэлектролита увеличивается доля так называемых хвостов и петель, состоящих из звеньев полиэлектролита, не связанных с молекулами лейканола.

The literature data on the parameters of coagulation of butadiene-styrene and butadiene-?-methyl styrene latexes by cationic polyelectrolytes in comparison with low-molecular ammonium compounds and nonionic polymers are discussed. The optimal dosage of cationic polyelectrolyte during coagulation of synthetic emulsion rubber latex stabilized by a combination of synthetic fatty acid Soaps and disproportionated rosin with a mixture of sodium salts of the oligomeric condensation product ?-naphthalenesulfonic acid with formaldehyde (Leukanol) is determined, ceteris paribus, by its degree of polymerization. The decrease in the optimum dosage during the transition from high molecular weight polyelectrolytes to the oligomers caused by decrease of the cationic and anionic groups ratio required for a complete binding Leukanol in the formation of oligomer-oligomer complexes compared with the polymer-oligomer complexes. This is due, apparently, the fact that an increase in the average molecular weight of the polyelectrolyte increases the proportion of so-called tails and loops, consisting of units of the polyelectrolyte that are not associated with molecules Leukanol

коагуляция латексакатионные полиэлектролитыоптимальная дозировкастепень полимеризацииcoagulation of the latexthe cationic polyelectrolytesthe optimal dosagethe degree of polymerizationReferencesПапков В.Н., Сигов О.В., Рогозина Т.Е. и др. Современные способы коагуляции синтетических латексов при производстве эмульсионных каучуков // Производство и использование эластомеров. 2000. № 6. С. 3–6.Papkov V.N., Sigov O.V., Rogozina T.E. et al. Modern methods of coagulation of synthetic latex in the production of emulsion rubbers. Proizvodstvo i ispol'zovanie ehlastomerov [Production and use of elastomers]. 2000. no. 6. pp. 3–6. (in Russian).Pat. № 4025711, USA, C08F 6/22. Latex coagulation process using lignin compound / Davidson M.J.G., Wunder R.H. Publ. 24. 05.1977.Davidson M.J.G., Wunder R.H. Latex coagulation process using lignin compound. Patent USA, no. 4025711, 1977.А.с. № 1541219, СССР, С08 С 1/14, С08F 236/10. Способ бессолевого выделения маслонаполненных бутадиен-(метил)стирольных каучуков / Сигов О.В., Тихомиров Г.С., Сааков Э.М. и др. № 4287025/23-05; Заявл. 20.07.1987; Опубл. 07.02.1990, Бюлл. № 5.Sigov O.V., Tikhomirov G.S., Saakov E.M. et al. Sposob bessolevogo vydeleniya maslonapolnennykh butadien-(metil)stirol'nykh kauchukov [Method for salt-free extraction of oil-filled butadiene (methyl) styrene rubbers]. Copyright certificate USSR, no. 1541219, 1990.А.с. № 1065424, СССР, С08С 1/15. Способ выделения синтетических каучуков из латекса / Моисеев В.В., Косовцев В.В., Попова О.К. и др. № 3489632/23-05; Заявл. 09.09.1982; Опубл. 07.01.1984, Бюлл. № 1.Moiseev V.V., Kosovtsev V.V., Popova O.K. et al. Sposob vydeleniya sinteticheskikh kauchukov iz lateksa [Method of extraction of synthetic rubber from latex]. Copyright certificate USSR, no. 1065424, 1984.EP № 1739102 A1, C08F 6/22, 265/04, 279/02. Method for producing coagulated particles from emulsion polymerization latex / Takashi H. Publ. 03.01.2007.Takashi H. Method for producing coagulated particles from emulsion polymerization latex. EP no. 1739102 A1, 2007.А.с. № 1700007, СССР, С08С 1/15. Способ выделения синтетических каучуков / Моисеев В.В., Косовцев В.В., Гуляева Н.А. и др. № 4629764/05; Заявл. 02.04.1989; Опубл. 23.12.1991, Бюлл. № 47.Moiseev V.V., Kosovtsev V.V., Gulyaeva N.А. et al. Sposob vydeleniya sinteticheskikh kauchukov [The method of extraction of synthetic rubber]. Copyright certificate USSR, no. 1700007, 1991.Пат. № 2253656, RU, С08С 1/15Способ выделения синтетических каучуков из латексов / Сигов О.В., Гусев Ю.К., Папков В.Н. и др. № 2004114319/04; Заявл. 13.05.2004; Опубл. 10.06.2005, Бюлл. № 16.Sigov O.V., Gusev Yu.K., Papkov V.N. et al. Sposob vydeleniya sinteticheskikh kauchukov iz lateksov [Method of extracting synthetic rubbers from latex]. Patent RF, no. 2253656, 2005.Пат. № 2281293, RU, С08С 1/15, С08С 2/06, С02F 1/56. Коагулянт для выделения синтетических каучуков из жидких сред / Батищев Е.А., Михальская О.С., Семененко О.В. № 2005117457/15; Заявл. 07.06.2005; Опубл. 10.08.2006, Бюлл. № 22.Batishhev E.А., Mikhal'skaya O.S., Semenenko O.V. Koagulyant dlya vydeleniya sinteticheskikh kauchukov iz zhidkikh sred [Coagulant for the isolation of synthetic rubbers from liquid media]. Patent RF, no. 2281293, 2006.Rasteiro M.G., Garcia F.A.P., Ferreira P.J. Flocculation by cationic polyelectrolytes: relating efficiency with polyelectrolyte characteristics // Journal of Applied Polymer Science. 2010. V. 116. P. 3603–3612.Rasteiro M.G., Garcia F.A.P., Ferreira P.J. Flocculation by cationic polyelectrolytes: relating efficiency with polyelectrolyte characteristics. Journal of Applied Polymer Science. 2010. vol. 116. pp. 3603–3612.Christensen P.V., Hinge M., Keiding K. The use of dielectric spectroscopy in the investigation of the effect of polymer choice on the flocculation of polystyrene particles // Journal of Colloid and Interface Science. 2009. V. 331. P. 113–121. doi: 10.1016/j.jcis.2008.11.027.Christensen P.V., Hinge M., Keiding K. The use of dielectric spectroscopy in the investigation of the effect of polymer choice on the flocculation of polystyrene particles. Journal of Colloid and Interface Science. 2009. vol. 331. pp. 113–121. doi: 10.1016/j.jcis.2008.11.027.Popa I., Gillies G., Papastavrou G., Borkovec M. Attractive and Repulsive Electrostatic Forces between Positively Charged Latex Particles in the Presence of Anionic Linear Polyelectrolytes // The Journal of Physical Chemistry B. 2010. V. 114. P. 3170–3177. doi: 10.1021/jp911482a.Popa I., Gillies G., Papastavrou G., Borkovec M. Attractive and Repulsive Electrostatic Forces between Positively Charged Latex Particles in the Presence of Anionic Linear Polyelectrolytes. The Journal of Physical Chemistry B. 2010. vol. 114. pp. 3170–3177. doi: 10.1021/jp911482a.Крючкова Н.В., Орлов Ю.Н., Головачева О.А. и др. Особенности флокуляции синтетических латексов при использовании четвертичного аммониевого соединения на основе смоляных кислот и канифоли // Журнал прикладной химии. 2011. Т. 84. № 2. С. 288–292.Kryuchkova N.V., Orlov Yu.N., Golovacheva O.А. et al. Features of flocculation of synthetic latexes using quaternary ammonium compounds based on resin acids and rosin. Zhurnal prikladnoj khimii [Journal of Applied Chemistry]. 2011. vol. 84. no. 2. pp. 288–292. (in Russian)Никулин С.С., Вережников В.Н., Пояркова Т.Н., Шмырева Ж.В. Гидрохлорид 2,2,4 – триметил – 1,2 – дигидрохинолина как коагулянт бутадиен-стирольных латексов // Журнал прикладной химии. 2003. Т. 76. № 8. С. 1355–1358.Nikulin S.S., Verezhnikov V.N., Poyarkova T.N., Shmyreva Zh.V. Hydrochloride 2,2,4 - trimethyl - 1,2 - dihydroquinoline as a coagulant of styrene-butadiene latexes. Zhurnal prikladnoj khimii [Journal of Applied Chemistry]. 2003. vol. 76. no. 8. pp. 1355–1358. (in Russian).Корнехо Туэрос Х.В., Никулина Н.С., Никулин С.С. Влияние концентрации дисперсной фазы, катионного электролита и серума на процесс выделения каучука из латекса с применением четвертичных солей аммония // Вестник ВГУИТ. 2013. № 1. С. 119–121.Kornekho Tuehros Kh.V., Nikulina N.S., Nikulin S.S. The influence of the concentration of the dispersed phase, cationic electrolyte and serum on the process of separation of rubber from latex using quaternary ammonium salts. Vestnik VGUIT [Proceedings of VSUET]. 2013. no. 1. pp. 119–121. (in Russian).Никулина Н.С., Романюк Е.В., Никулин С.С. Влияние четвертичных солей аммония на процесс выделения наполненного маслом каучука из латекса // Вестник ВГУИТ. 2016. № 1. С. 164–166.Nikulina N.S., Romanyuk E.V., Nikulin S.S. The influence of quaternary ammonium salts on the process of separation of rubber filled with oil from latex. Vestnik VGUIT [Proceedings of VSUET]. 2016. no. 1. pp. 164–166. (in Russian).Шаталов Г.В., Вережников В.Н., Чурилина Е.В. и др. Флокуляция латекса синтетического каучука гомо- и сополимерами Nвинилкапролактама с Nвинилимидазолами // Журнал прикладной химии. 2003. Т. 76. № 11. С. 1890–1894.Shatalov G.V., Verezhnikov V.N., Churilina E.V. et al. Flocculation of synthetic rubber latex with vinylcaprolactam N-vinylimidazoles homo- and copolymers. Zhurnal prikladnoj khimii [Journal of Applied Chemistry]. 2003. vol. 76. no. 11. pp. 1890–1894. (in Russian).Вережников В.Н., Минькова Т.В., Пояркова Т.Н. Синтез и оценка флокулирующей способности полиэлектролитами на основе N, Nдиметиламиноэтил-метакрилата // Вестник ВГУ. Серия: Химия. Биология. Фармация. 2004. № 2. С. 28–31.Verezhnikov V.N., Min'kova T.V., Poyarkova T.N. Synthesis and evaluation of flocculating ability of polyelectrolytes based on N, N dimethylaminoethyl methacrylate. Vestnik VGU. Seriya: Khimiya. Biologiya. Farmatsiya [Vestnik VSU. Series: Chemistry. Biology. Pharmacy]. 2004. no. 2. pp. 28–31. (in Russian).Вережников В.Н., Минькова Т.В., Пояркова Т.Н. Синтез полимеров на основе N, Nдиметиламино-этилметакрилата и их флокулирующая способность // Конденсированные среды и межфазные границы. 2005. Т. 7. № 4. С. 424–429.Verezhnikov V.N., Min'kova T.V., Poyarkova T.N. Synthesis of polymers based on N, N dimethylaminoethyl methacrylate and their flocculating ability. Kondensirovannye sredy i mezhfaznye granitsy [Condensed media and interphase boundaries]. 2005. vol. 7. no. 4. pp. 424–429. (in Russian).Вережников В.Н., Минькова Т.В., Пояркова Т.Н. Флокуляция бутадиен-стирольного латекса полимер-ными аммониевыми солями N, Nдиметиламино-этилметакрилата и минеральных кислот // Журнал прикладной химии. 2004. Т. 77. № 5. С. 835–839.Verezhnikov V.N., Min'kova T.V., Poyarkova T.N. Flocculation of styrene-butadiene latex polymeric ammonium salts N, N of dimethylaminoethyl methacrylate and mineral acids. Zhurnal prikladnoj khimii [Journal of Applied Chemistry]. 2004. vol. 77. no. 5. pp. 835–839. (in Russian).Мисин В.М., Никулин С.С., Дюмаев К.М. Коагуляция промышленных эмульсионных каучуков в России полимерными четвертичными аммонийными солями. Хронология развития работы // Вестник Казанского технологического университета. 2013. № 1. С. 97–109.Misin V.M., Nikulin S.S., Dyumaev K.M. Coagulation of industrial emulsion rubbers in Russia with polymeric quaternary ammonium salts. Chronology of the development of work. Vestnik Kazanskogo tekhnolo-gicheskogo universiteta [Bulletin of Kazan Technological University]. 2013. no. 1. pp. 97–109. (in Russian).Verezhnikov V.N., Nikulin S.S., Poyarkova T.N. et al. Flocculation Power of Poly-N, N-dimethyl-N, N-diallylammonium Chloride of Various Molecular Weights // Russian Journal of Applied Chemistry. 2002. V. 75. № 3. P. 461–464. doi: 10.1023/A:1016163309427.Verezhnikov V.N., Nikulin S.S., Poyarkova T.N. et al. Flocculation Power of Poly-N, N-dimethyl-N, N-diallylammonium Chloride of Various Molecular Weights. Russian Journal of Applied Chemistry. 2002. vol. 75. no. 3. pp. 461–464. doi: 10.1023/A:1016163309427.Verezhnikov V.N., Nikulin S.S., Poyarkova T.N. et al. Separation of Styrene-Butadiene Rubbers from Latexes Using Dimethyldiallylammonium Chloride – SO2 Copolymer // Russian Journal of Applied Chemistry. 2001. V. 74. № 7. P. 1225–1229. doi: 10.1023/A:1013004025985.Verezhnikov V.N., Nikulin S.S., Poyarkova T.N. et al. Separation of Styrene-Butadiene Rubbers from Latexes Using Dimethyldiallylammonium Chloride – SO2 Copolymer. Russian Journal of Applied Chemistry. 2001. vol. 74. no. 7. pp. 1225–1229. doi: 10.1023/A:1013004025985.Пояркова Т.Н., Никулин С.С., Бологова Ю.С., Мисин В.М. Изучение эффективности флокулирующего действия сополимера N, Nдиметил-N, Nдиаллиламмонийхлорида с малеиновой кислотой при выделении бутадиен-стирольного каучука из латекса // Конденсированные среды и межфазные границы. 2008. Т. 10. № 4. С. 261–265.Poyarkova T.N., Nikulin S.S., Bologova Yu.S., Misin V.M. Study of the effectiveness of the flocculating action of N, N dimethyl-N, N copolymer of diallylammonium chloride with maleic acid in the isolation of latex-styrene butadiene rubber. Kondensirovannye sredy i mezhfaznye granitsy [Condensed media and interphase boundaries]. 2008. vol. 10. no. 4. pp. 261–265. (in Russian).Никулин С.С., Пояркова Т.Н., Мисин В.М. Коагуляция бутадиен-стирольного латекса поли-N, Nдиметил2оксипропиленамммонийхлоридом // Журнал прикладной химии. 2004. Т. 77. № 6. С. 996–1000.Nikulin S.S., Poyarkova T.N., Misin V.M. Coagulation of styrene-butadiene latex poly-N, N dimethyl 2 with hydroxypropylene ammonium chloride. Zhurnal prikladnoj khimii [Journal of Applied Chemistry]. 2004. vol. 77. no. 6. pp. 996–1000. (in Russian).Крючкова Н.В., Орлов Ю.Н., Леванова С.В. Исследование процесса выделения эмульсионных бутадиен-(?-метил) стирольных каучуков с применением катионного полиэлектролита поли-N, N?-диметил-N2гидроксипропиламмонийхлорида // Журнал прикладной химии. 2011. Т. 84. № 11. С. 1893–1897.Kryuchkova N.V., Orlov Yu.N., Levanova S.V. Study of the process of separation of emulsion butadiene (?-methyl) styrene rubbers using cationic polyelectrolyte poly-N, N?-dimethyl-N 2 hydroxypropylammonium chloride. Zhurnal prikladnoj khimii [Journal of Applied Chemistry]. 2011. vol. 84. no. 11. pp. 1893–1897. (in Russian).Nikulin S.S., Poyarkova T.N., Misin V.M. Prospects f or Using the Copolymer of N, N-Dimethyl-N, N-diallylammonium Chloride with Acrylamide in Production of Butadiene-Styrene Rubber // Russian Journal of Applied Chemistry. 2011. V. 84. № 5. P. 853–858. doi: 10.1134/S1070427211050247.Nikulin S.S., Poyarkova T.N., Misin V.M. Prospects f or Using the Copolymer of N, N-Dimethyl-N, N-diallylammonium Chloride with Acrylamide in Production of Butadiene-Styrene Rubber. Russian Journal of Applied Chemistry. 2011. vol. 84. no. 5. pp. 853–858. doi: 10.1134/S1070427211050247.Кашлинская П.Е., Вережников В.Н., Пояркова Т.Н. Взаимодействие лейканола с катионными полиэлектролитами – коагулянтами синтетических латексов // Журнал прикладной химии. 1991. № 1. С. 218–220.Kashlinskaya P.E., Verezhnikov V.N., Poyarkova T.N. The interaction of leukanol with cationic polyelectrolytes - coagulants of synthetic latexes. Zhurnal prikladnoj khimii [Journal of Applied Chemistry]. 1991. no. 1. pp. 218–220. (in Russian).Вережников В.Н., Никулин С.С., Пояркова Т.Н. и др. Перспективы выделения синтетических каучуков из латексов органическими коагулянтами // Вестник Тамбовского университета. 1997. Т. 2. № 1. С. 47–52.Verezhnikov V.N., Nikulin S.S., Poyarkova T.N. et al. Prospects for the isolation of synthetic rubbers from latex organic coagulants. Vestnik Tambovskogo universiteta [Bulletin of Tambov University]. 1997. vol. 2. no. 1. pp. 47–52. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.