IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

На сегодняшний день в Казахстане актуальной проблемой является увеличивающиеся запасы элементарной серы. Производство серы значительно превышает ее потребление, и существование такой диспропорции прогнозируется, по крайней мере, до 2015 - 2020 гг. Это обусловлено производством попутной (регенеративной) серы при переработке постоянно возрастающих объемов серосодержащего углеводородного сырья (газ, нефть) и более глубокой очисткой от серы продуктов нефтепереработки, отходящих и дымовых газов коксохимических, металлургических и энергетических производств, что продиктовано ужесточением требований к защите окружающей среды [1]. Гигантские кладовые под открытым небом наносят ущерб, не соизмеримый с выгодами от нефтедобычи на Тенгизском месторождении. Главными проблемами являются опасность загрязнения почвы и грунтовых вод, распространение серной пыли, а также поступление сероводорода в атмосферу вне системы дымовых труб.

Целью данной работы является научно-техническое обеспечение технологии получения и применения серы - отхода нефтедобычи в шинной промышленности в качестве вулканизующего агента

Одним из перспективных направлений утилизации тенгизской серы является использование ее в качестве компонента резиновых смесей для производства шин и резино-технических изделий. Серная вулканизация позволяет получить резины обладающие комплексом ценных свойств [2].

Показатели полученных резин определяли на лабораторном оборудовании ТОО «Экошина»- лабораторная электронная разрывная машина JDL 2500, твердомер ТМ- 2.

Основной технологической задачей вулканизации является придание резиновой смеси эластических свойств, т.е пластичный каучук превращается в резину. В результате вулканизация фиксируется форма изделия и оно приобретает необходимые прочность, эластичность, твердость, сопротивление раздиру, усталостную выносливость и другие полезные эксплуатационные свойства. С химической точки зрения вулканизация - соединение ("сшивание") гибких макромолекул каучука в трехмерную пространственную сетку (так называемую вулканизационную сетку) редкими поперечными химическими связями. Из большого разнообразия вулканизующих веществ наибольшее распространение в резиновой промышленности в качестве вулканизующего агента получила полимерная и техническая сера [3].

Нами была изучена возможность применения тенгизской серы в качестве вулканизующего агента вместо используемой традиционно технической серы в рецептурах резиновых смесей для изготовления грузового каркаса и грузового брекера.

Ингредиенты в опытных резиновых смесях брались аналогично эталонным рецептам. Рецептуры резиновых смесей с использоанием в качестве вулкнизирующего агента тенгизской серы приведены в таблице 1.

Таблица 1- Рецептура резиновых смесей грузового каркаса

Наименование материалов	На 100 м.ч. каучука, м. ч.	Массовые доли, %	На 100 м.ч. каучука, м. ч	Массовые доли, %
СКИ-3	100,0	58,78	100,0	58,78
сера Тенгизская	-	-	2,33	1,36
сера техническая	2,33	1,36	-	--
сульфенамид ц	1Д	0,64	1,1	0,64
белила цинковые	5,0	2,93	5,0	2,93
кислота стеариновая	1,0	0,58	1,0	0,58
канифоль сосновая	2,0	1,17	2,0	1,17
кислота бензойная	0,2	0,11	0,2	0,11
каолин	20,0	9,64	20,0	9,64
масло пн - 6ш	2,0	1Д7	2,0	1,17
смягчитель асмг	5,0	2,93	5,0	2,93
диафен фп	0,5	0,29	0,5	0,29
Углерод технический п- 514	51	29,98	60	28,98

Определение вулканизационных свойств исходной резины с использованием в качестве вулкнизирующего агента тенгизской серы показало, что технология переработки и вулканизации этих смесей практически не отличается от стандартной. Смешение проводили в две стадии на лабораторных вальцах См 630/315/315. Температура валков вальев переднего- 70-80°С, заднего-60-70°С, фракция 1:1,14. Режим смешения: продолжительность 20 мин на первой стадии; на второй - 8 мин. Вулканизацию образцов проводили на лабораторном вулканизационном прессе RDE 800x800 и физико-механические нагревания в прессах, автоклавах, котлах, камерах при температуре 130— 1500С. В этих условия, прежде всего, происходит плавление серы, которая первоначально образует маленькие капельки, исчезающие по мере течения процесса. Это исчезновение серы обусловливается растворением и химическим взаимодействием ее с каучуком. Растворимость серы в каучуке при температуре 1400С равна приблизительно 7%. Обеспечивая тесный контакт между реагентами, процесс растворения тем самым способствует их взаимодействию. Внешним выражением происходящей вулканизации являются, постепенное увеличение плотности смеси «усадка» и выделение теплоты вулканизации.

Физико - механические показатели резиновых смесей с использованием Тенгизской серы приведены в таблице 2.

Таблица 2- Физико - механические показатели резиновых смесей

Шифр и назначение резиновой смеси	Пластичность, усл. ед.	Режим вул канизации, Т°С -	Условное напряже­ние при удлинении 300% кгс/см2	Условная прочность при растяжении кгс/см	Относительное удлинение при разрыве, %
Грузовой каркас	0,30-0,40	155Х20	60-110	н/м 155	410-650
	0,35	155Х20	105	145	550
	0,37	150Х20	100	140	600

Из полученных результатов при испытании опытных резиновых смесей грузового каркаса и брекера следует, что при введении тенгизской серы физико-механические показатели находятся в соответствии с нормами технического контроля. У опытных резин наполнительного шнура при введении тенгизской серы увеличивается твердость, что является важной характеристикой для этих резин.

Таким образом, результаты данного исследования позволяют рассматривать тенгизскую серу как перспективный ингредиент резиновых смесей, что имеет большое значение при сложившемся дефиците сырья для резиновой промышленности Республики Казахстан.

Список использованной литература

1 Вострокнутов Е.Г. Переработка каучуков и резиновых смесей, 1980.- 281 с.

2 Андрашников Б.И. Интенсификация процессов приготовления и переработки резиновых смесей, 1986.- 225 с.

3 Мухутдинов А.А. Экологические аспекты модификации ингредиентов и технологии производства шин, 1999.- 400 с.

Код для цитирования: Скопировать