3. Получение
Бутадиен-нитрильные каучукисинтезируют радикальнойсополимеризациеймономеров в воднойэмульсиипри 5°С ("холоднаяполимеризация") или 30°С ("горячаяполимеризация")
Инициирование высокотемпературных процессов осуществляют персульфатом калия и для снижения температуры его эффективного распада в систему добавляют триэтаноламин(2:1).
Низкотемпературные инициирующие системы содержат гидропероксид, железо-трилоновый комплекс и ронгалит.
в качестве эмульгаторов при получении бутадиен-нитрильных каучуков используют биодеструктируемые продукты: алкилсульфонаты натрия, мыла диспропорционированной канифоли и синтетических жирных кислот их ПАВ. При этом скорость полимеризации существенно зависит от природы применяемого эмульгатора, а также и физико-химические свойства латексов.
Бутадиен-нитрильные латексы обладают меньшей агрегативной устойчивостью, чем бутадиен-стирольные, поэтому применяют стабилизатор эмульсии-лейканол, и соотношение водной и мономерной фаз достигает 200:100 и даже 275:100 для систем с высоким содержанием НАК.
Регулирование молекулярной массы осуществляют трет-додецилмеркаптаном или его смесью с диизопропилксантогендисульфидом (дипроксидом), и в зависимости от необходимой жесткости каучука меняется дозировка регуляторов и порядок их введения в систему (в виде раствора в акрилонитриле)
Для более равномерного протекания процесса целесообразно ¾ рулятора подавать в начале процесса , а остальное при степени превращения 30-35%; при низкотемпературных процессах – еще более дробно.
Сополимеризацию проводят по непрерывной схеме в батарее из 12 полимеризаторов. С увеличением содержания акрилонитрила в смеси мономеров скорость полимеризации возрастает. При достижении степени превращения около 65% полимеризацию прекращают введением раствора стоппера-гидрохинона(преимущественно для высокотемпературных процессов) или диметилдитиокарбамата натрия. Перед дегазацией в линию латекса вводят дисперсию противостарителя- нафтама-2 или нетемнеющего П-23 (2,4,6-три-трет-бутилфенола)
Отгонка незаполимеризовавшихся мономеров может проводиться несколькими методами:
А) двухступенчатая прямоточная дегазация при разрежении;
Б) предварительное удаление бутадиена в емкостях и дегазация в противоточных вакуумных колоннах;
В) отгонка мономеров из крошки скоагулированного латекса;
Г) предварительная дегазация под давлением, вакуумная дегазация в емкости и окончательная отгонка акрилонитрила в прямоточной колонне при разрежении;
Для уменьшения количества образующегося при дегазации коагулюма процесс желательно проводить при более низких температурах( не выше 700С).
Если в качестве эмульгаторов использованы мыла канифоли и СЖК, то необходимо применять электролит (раствор NaCl) очищать от ионов Са2+ и Мg2+ , чтобы предотвратить образование нерастворимых солей. кроме того , сами карбоновые кислоты нежелательны в бутадиен-нитрильном каучуке, поэтому после коагуляции латекса с добавлением кислоты проводят обработку пульпы щелочью, чтобы вновь омылить карбоновые кислоты и удалить их с путем промывки.
Процессы коагуляции латексов бутадиен-нитрильных каучуков характеризуются относительно большим расходом NaCl до 12 т на 1т каучука. С увеличением содержания звеньев акрилонитрила в каучуке уменьшается агрегативная устойчивость латексов и соответственно снижаются расходы хлорида натрия и промывных вод.
Для снижения расхода солей и воды коагуляцию проводят в присуствии специальных добавок. Это моргут быть некоторые ПАВ с гидрофобной частиью , содержащей нафталиновые, антраценовые и другие подобные структуры; в качестве такой добавки может выступать мыло канифоли ( его вводят перед коагуляцией в латекс, не содержащий этого эмульгатора) Хорошие результаты дает применение дополнительных коагулирующихагентов –водорастворимых полимеров : полимеры и сополимеры акриловой (метакриловой) кислоты (АС-54) или малеинового ангидрида (БП-40), полиамины, полиэтиленоксиды.
Для сушки бутадин-нитрильных каучуков применяют агрегат «Нева-4», здесь каучук в зоне максимальных температур находится всего несколько секунд, поэтому в значительной мере структурирование развиться не успевает.
На стадиях, предшествующих выделению каучука из латекса, возможно введение пластификатора ( чаще всего диоктилфталата), способствующее получению более технологичных каучуков и ускорению процессов приготовления резиновых смесей. Для улучшения некоторых свойств резин ( повышение стойкости к действию озона, топлив, масел и др.) БНК наполняют поливинил хлоридом (пвх) , что также целесообразно осуществлять путем смешения латексов СКН и ПВХ перед коагуляцией.
Улучшение некоторых свойств БНК происходит и при наполнении их сополимером винилхлорида с винилацетатом, тоже вводимым в виде латекса. Существуют также другие разновидности этих каучуков: жидкие;с невымываемымантиоксидантомсильно структурированныесополимерыбутадиена. Книтрильным каучукамотносят также выпускаемые в промышленностисополимерыизопренасакрилонитрилом, тройныесополимерыбутадиена,акрилонитрилаи 2-циан-этилметакрилата, а также высоконасыщенный гидрированный нитрильныйэластомер
Цвет бутадиен-нитрильных каучуковот светло-желтого до темно-коричневого; содержание в них примесей (остатковэмульгаторов, влаги и др.) до 5%
Выпускные формы - брикеты, смотанная в рулоны лента, пластины, листы, крошка, гранулы,порошки. Но целесообразно выделять в виде неслипающейся крошки, и именно на этих типах каучуков в полной мере проявляются достоинства переработки порошкообразных эластомеров.