Preview

Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий

Расширенный поиск

Термоокислительная деструкция бутадиен-нитрильных каучуков и отходов производства

https://doi.org/10.20914/2310-1202-2021-4-308-314

Полный текст:

Аннотация

Исследован процесс термоокислительной деструкции промышленных бутадиен-нитрильных сополимеров марок СКН-18, СКН-26 и некондиционных продуктов. Процесс проведен в ароматических растворителях (толуол или ксилол) под воздействием кислорода воздуха в присутствии аддукта радикального инициатора азодиизобутиронитрила с N-метилпирролидоном. Методом гель-проникающей хроматографии определены среднемассовые молекулярные массы получаемых продуктов и выполнены расчеты молекулярно-массового распределения. Рассмотрено влияние температуры и содержания инициатора на изменение характеристической вязкости растворов образующихся продуктов деструкции в зависимости от времени проведения процесса. На основе сопоставительного анализа параметров деструкции с использованием толуола и ксилола при 80оС и концентрации инициатора 0,8% масс. установлено, что на процесс термоокислительной деструкции с получением низкомолекулярных полимеров молекулярной массой 40·103 тип растворителя и время деструкции практически не влияют. Показано, что в ходе деструкции промышленных каучуков, различающихся содержанием акрилонитрила, процесс протекает с образованием более высокомолекулярных соединений у каучуков с более высоким содержанием звеньев акрилонитрила. При проведении деструкции некондиционного каучука СКН-26СНТ с высокой жёсткостью по Дефо необходимо увеличение концентрации инициатора до 1,1% масс. и температуры. Рассмотрен механизм термоокислительной деструкции исследуемых полимеров. По данным ИК-спектроскопии и химического анализа установлено, что продукты термоокислительной деструкции бутадиен-нитрильных каучуков содержат кислородсодержащие функциональные группы. Таким образом, разработан простой промышленно-доступный способ получения низкомолекулярных бутадиен-нитрильных полимеров на основе каучуков специального назначения и некондиционных продуктов с функциональными гидроксильными, карбоксильными и эпоксидным группами.

Об авторах

Т. Н. Шехавцова
Воронежский филиал научно-исследовательского института синтетического каучука им. акад. С.В. Лебедева
Россия

заведующий аналитическим сектором, Аналитические исследования полимеров и ингредиентов, Менделеева 3б, Воронеж, 394014, Россия



Г. В. Шаталов
Воронежский государственный университет инженерных технологий

д.х.н., профессор, кафедра промышленной экологии, оборудования химических и нефтехимических производств, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия



В. Н. Папков
Воронежский филиал научно-исследовательского института синтетического каучука им. акад. С.В. Лебедева

к.т.н., заместитель директора по научной работе, заведующий лабораторией эмульсионной полимеризации, Менделеева 3б, Воронеж, 394014, Россия



О. В. Карманова
Воронежский государственный университет инженерных технологий

д.т.н, заведующий кафедрой, кафедра технологии органических соединений, переработки полимеров и техносферной безопасности, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия



Список литературы

1. Черная А.Н., Никулин С.С. Модификация нефтеполимерной смолы из фракции С9 малеиновой кислотой и ее применение для защитной обработки древесины. // Химическая промышленность сегодня. 2009. № 4. С. 28–33.

2. Папков В.Н., Гусев Ю.К., Ривин Э.М., Блинов Е.В. Бутадиен-нитрильные каучуки. Воронеж: ФГБОУ ВПО "Воронежский государственный университет инженерных технологий", 2014. 218 с.

3. Лоншакова Т.И., Черных К.А., Утилин И.В. Термоокислительная деструкция диеновых каучуков молекулярным кислородом в растворе, инициированная оксидатами полимеров // Химия и компьютерное моделирование. Бутлеровские сообщения. 2004. Т. 5. № 2. С. 63–67.

4. Тихомиров С.Г., Семенов М.Е., Хаустов И.А., Битюков В.К. и др. Контроль и прогнозирование параметров качества полимеров в процессе их деструкции в растворе // Теоретические основы химической технологии. 2018. Т. 52. № 4. С. 466–472.

5. Pat. № US 2009076227 A1, US, C08C19/02. Process for the metathetic degradation of nitrile rubber / Obrecht W., Muller Ju.M., Nuyken O. Publ. 19.03.2009.

6. Pat. № US 20120329941 A1, US, C08C19/08. Metathesis of nitrile rubbers in the presence of transition metal catalysts / Ong C., Mueller Ju.M., Soddemann M., Koenig T. Publ. 27.12.2012.

7. Pat. № US 8609782 B2, US, B01J31/22. Process for degrading nitrile rubbers in the presence of catalysts having an increased activity / Obrecht W., Ong C., Miller J.M., Nuyken O. Publ. 17.12.2013.

8. Шехавцова Т.Н., Г.В. Шаталов, А.С. Шестаков, В.Н. Папков Термоокислительная деструкция как способ получения низкомолекулярных полидиеновых полимеров // Каучук и резина. 2018. Т.77. № 6.

9. Шехавцова Т.Н., Шаталов Г.В., Шестаков А.С., Папков В.Н. и др. Получение низкомолекулярных функционализированных полимеров термоокислительной деструкцией стереорегулярного полибутадиена // Конденсированные среды и межфазные границы. 2016. Т.18. № 3. С. 414–421.

10. Карасева С.Я., Жабина А.А. Химия и технология высокомолекулярных соединений. 2015.

11. Sokolova M.D., Fedorova A.F., Davydova M.L. Influence of 6PPD Stabilizer on Climatic Stability of Rubbers Based on Butadiene-Nitrile and Epichlorohydrin Rubbers // Materials Science Forum. Trans Tech Publications Ltd, 2019. V. 945. P. 433-437. doi: 10.4028/www.scientific.net/MSF.945.433

12. Davydova M.L., Fedorova A.F. Research changes in the properties of butadiene-nitrile rubber under various aging conditions // Journal of Elastomers & Plastics. 2021. P. 00952443211029036. doi: 10.1177/00952443211029036

13. Wang X., Chen D., Zhong W., Zhang L. et al. Experimental and theoretical evaluations of the interfacial interaction between carbon nanotubes and carboxylated butadiene nitrile rubber: Mechanical and damping properties // Materials & Design. 2020. V. 186. P. 108318. doi: 10.1016/j.matdes.2019.108318

14. Shadrinov N.V., Borisova A.A. Thermophysical and Dynamic Properties of Nitrile Butadiene Rubber Filled with Ultra-High Molecular Weight Polyethylene // Inorganic Materials: Applied Research. 2021. V. 12. №. 4. P. 1112-1119. doi: 10.1134/S2075113321040389

15. Bochkarev E.S., Vostrikov D.S., Tuzhikov O.O. Ozone Resistance of Vulcanizates Based on XNB Rubber // Defect and Diffusion Forum. Trans Tech Publications Ltd, 2021. V. 410. P. 686-691. doi: 10.4028/www.scientific.net/DDF.410.686

16. Fedorova A.F., Davydova M.L., Sokolova M.D., Pavlova V.V. The Effect of Phenolic Antioxidants on the Nominal Tensile Strength of Nitrile Butadiene Rubbers during Full-Scale Exposure // Polymer Science, Series D. 2021. V. 14. №. 2. P. 312-317. doi: 10.1134/S1995421221020064

17. Dubkov K.A., Panov G.I., Parmon V.N. Nitrous oxide as a selective oxidant for ketonization of C= C double bonds in organic compounds // Russian Chemical Reviews. 2017. V. 86. №. 6. P. 510.

18. Yan H., Li H., Li W., Fan X. et al. Probing the Damping Property of Three?Dimensional Graphene Aerogels in Carboxylated Nitrile Butadiene Rubber/Polyurethane Blend // Polymer Engineering & Science. 2020. V. 60. №. 1. P. 61-70. doi: 10.1002/pen.25259

19. Zuleta E.C., Baena L., Rios L.A., Calder?n J.A. The oxidative stability of biodiesel and its impact on the deterioration of metallic and polymeric materials: a review // Journal of the Brazilian Chemical Society. 2012. V. 23. №. 12. P. 2159-2175.

20. Wei X., Wu H.L., Zhang L.W., Zhang S.Y. et al. Failure Analysis of Nitrile Rubber O-Rings Static Sealing for Packaging Barrel // Journal of Failure Analysis and Prevention. 2018. V. 18. №. 3. P. 628-634. doi: 10.1007/s11668-018-0451-3


Рецензия

Для цитирования:


Шехавцова Т.Н., Шаталов Г.В., Папков В.Н., Карманова О.В. Термоокислительная деструкция бутадиен-нитрильных каучуков и отходов производства. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2021;83(4):308-314. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2021-4-308-314

For citation:


Shehavtsova T.N., Shatalov G.V., Papkov V.N., Karmanova O.V. Termooxidaition destruction of butadiene-nitrile rubbers and industrial waste. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2021;83(4):308-314. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2021-4-308-314

Просмотров: 72


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2226-910X (Print)
ISSN 2310-1202 (Online)