3. Рекомендации по работе организации.

Бутадиен-стирольные каучуки эмульсионной полимеризации - крупнейшее

производство в мировой структуре синтетических каучуков, их годовой объем выпуска – более 4 млн. тонн, что составляет 32 % мирового производства СК.

Несмотря на значительный рост объемов выпуска растворных БСК их

суммарный объем существенно ниже – около 700 тыс. тонн в год. Достоинства эмульсионных БСК – хорошо известны: более низкая, чем у растворных БСК, энергоемкость производства, хорошие технологические свойства, высокие прочностные характеристики, динамические свойства, износостойкость вулканизатов. Главный недостаток – значительное количество сточных вод, однако, работами последнего времени по совершенствованию технологии выделения он успешно преодолевается.

В России бутадиен-стирольные (метилстирольные) каучуки эмульсионной

полимеризации производят четыре промышленных предприятия и, в небольшом

объеме, опытный завод В.ф. ФГУП "НИИСК" (данные за 2007 год):

тыс. тонн/год

ОАО "Воронежсинтезкаучук" - 59,7

ОOО "Тольяттикаучук" - 78,4

ОАО "Синтезкаучук", Стерлитамак - 59,5

ОАО "Омский каучук" - 81,8

В.ф. ФГУП "НИИСК" - 0,02*

* - это в основном каучук СКМС-10РКП, периодически также СКС-30 АРПД

и СКС-30 АКО

Российские предприятия выпускают практически весь ассортимент

эмульсионных БСК, произведенных в мире. Отсутствуют лишь производства БСК со светлым маслом-наполнителем (типа БСК-1778), высокостирольный каучук

(содержание стирола 40-45%, тип БСК-1721) и саже- и саже-маслонаполненные каучуки.

Технология производства БСК на всех заводах практически идентична, однако имеются отличия в аппаратурном оформлении отдельных технологических стадий и уровне автоматизации.Кроме того, бутадиен-стирольные каучуки производит только ОАО

"Воронежсинтезкаучук ", а другие заводы – (бутадиен-метилстирольные).

1. Полимеризация проводится с активными инициирующими системами при

низкой температуре (3 – 7 оС), инициаторы – гидроперекись (ГП) пинана или

диизопропилбензола. Единственное исключение - каучук СКМС-10РКП, который получают высокотемпературной полимеризацией;

2. Конверсия мономеров в полимер 70±2 %;

3.Маслонаполненные каучуки получают с антиоксидантом ВС-1. Для

стабилизации не содержащих наполнителя каучуков применяют ВТС-150, ВС-30А собственного производства или импортные пространственно-затрудненные фенолы, ароматические фосфиты, изредка, замещенные фенилендиамины. Отгонка непрореагировавших мономеров из латексов производится в ОАО "Воронежсинтезкаучук", ОАО "Синтезкаучук", ОАО "Тольяттикаучук" в прямоточных агрегатах, в ОАО "Омский каучук" - на противоточной колонне.

4. При получении маслонаполненных каучуков используют масло-наполнитель ПН-6к.

5. Наибольшие различия имеются в технологии выделения каучуков из

латексов и сушки каучуков. В Воронеже, Омске, и, частично, в Тольятти выделение проводят по каскадной схеме, а обезвоживание – в системе экспеллер – воздушная сушилка в крошке, в Стерлитамаке и Тольятти – выделение на лентоотливочных агрегатах, сушка – в воздушных ленточных сушилках.

6. Коагуляцию латексов в Омске производят по технологии бессолевого

выделения, используя в качестве коагулянта продукт, содержащий аминокислоты и

неорганическую кислоту, в Воронеже – солями двухвалентных металлов, а

Стерлитамаке и Тольятти по традиционной схеме, хлорид натрия + серная кислота.

Подводя итог этого краткого анализа, можно сказать, что в последнее

десятилетие на всех заводах СК существенно повысилось качество используемых мономеров (бутадиен, благодаря использованию "Тобольского" продукта, высокой

степени очистки, концентрация ≥99 %, стирол > 99,5%, α-метилстирол > 99,5%);

значительно улучшилась однородность каучука внутри партий (как правило, в пределах 2 ед.); повысилось качество выдерживания технологических

режимов (температуры полимеризации, сушки, конверсии мономеров в полимер);

заметно снизился объем сбрасываемых сточных вод и содержание в них солей

( Воронеж).

Вместе с тем имеется ряд проблем, требующих организационного и научно-технических решений:

- организация противоточной дегазации, как мера снижающая энергозатраты,

потери каучука с коагулюмом и потери стирола и α-метилстирола с воздушными

выбросами;

- улучшение качества очистки возвратных мономеров и ингибирования

термополимеризации – эти мероприятия положительно скажутся как на качестве

каучука (за счет снижения примесей бутиленов, винилциклогексена), так и на

промышленной безопасности производства;

- полный переход на бессолевое выделение каучуков, как мера повышения

экологической безопасности;

- использование новых видов масел-наполнителей, содержащих минимальное

количество полициклических углеводородов;

- реализация комплекса мероприятий по повышению и стабилизации скорости

вулканизации каучуков;

- расширение ассортимента антиоксидантов;

- разработка и внедрение новых марок БСК – каучуков с улучшенным

комплексом потребительских свойств, обеспечивающих получение резин с новым

качеством.

Анализ причин, влияющих на скорость вулканизации каучуков эмульсионной полимеризации позволяет выявить следующие факторы:

1. – неудовлетворительная комплектация партий каучука перед выделением

(имеет место смешение сильно разнящихся по вязкости по Муни партий каучука);

2. – плохое регулирование молекулярной массы, приводящее к широкому

молекулярно-массовому распределению;

3. – к замедлению скорости вулканизации приводит использование солей

двухвалентных металлов при выделении каучука из латекса, вследствие снижения

свободных органических кислот и перевода их в соли;

4. – применение в качестве антиоксидантов пространственно-затрудненных

фенолов или фенол-аминной смолы (ВС-1).

Первые две проблемы могут быть легко разрешены административно-

техническим регулированием; третья – оптимизацией технологии выделения.

Четвертая же причина для отечественных производителей эмульсионных БСКявляется принципиально важной. В 70-х годах внедрение антиоксиданта ВС-1 (продукт конденсации n-алкилфенола с гексаметилентетраимином) было чрезвычайно важным мероприятием, позволившим заменить Нафтам-2 в производстве маслонаполненных БСК. И сегодня ВС-1 является уникальным продуктом, поскольку он применяется в очень низких дозировках (0,15 – 0,35 % на каучук типа СКС-30АРКМ-15 и 0,5 – 0,7 % на каучук СКС-30АРКМ-27), при этом цена

его существенно ниже других антиоксидантов.

Однако он имеет существенный недостаток – отрицательное влияние на

скорость вулканизации.

Современная отечественная промышленность каучуков эмульсионной

полимеризации использует ограниченный ассортимент антиоксидантов

производства Российской Федерации. Это ВС-1 – стабилизатор маслонаполненных

БСК, ВТС-150 – для каучуков типа СКС(МС)-30АРК и ВС-30А – для каучуков типа

СКС-30АРКПН. Нами разработаны два новых продукта, предназначенных для

стабилизации эмульсионных БСК :

"Каскад МК-2000" – производное фенилендиамина (совместно с ООО

"Пластнефтехим");

МК-2004Н – производное пространственно-затрудненного фенола (совместно

с ОАО "Стерлитамакский нефтехимический завод").

Их общая формула:

Основные научные направления работ:

1. Оптимизация рецептуры и технологии производства с целью снижения

себестоимости.

2. Решение экологических проблем, связанных с выбросами в атмосферу и

сточными водами.

3. Модификация каучуков третьими мономерами.

4. Повышение качества БНК, в частности увеличения скорости вулканизации.

В заключение можно сделать следующие выводы:

- эмульсионные БСК, по-прежнему являются наиболее массовым видом СК;

- БНК – самый распространенный каучук специального назначения, который

при этом не может быть получен другими методами;

- свое значение эти каучуки сохраняют и в обозримом будущем, благодаря

последним достижениям по совершенствованию технологии выделения и очистки газовых выбросов успешно решается проблема загрязнения окружающей среды, которая была главным недостатком их производства;

- дальнейшее совершенствование качества каучуков эмульсионной

полимеризации может быть достигнуто путем создания модифицированных

различными способами каучуков.