CC BY
22
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПЕРЕРАБОТКИ ЖИДКИХ ОТХОДОВ МАСЛОЖИРОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Калпина Нина Юльевна
Канд. техн. наук, доцент Университета машиностроения, г. Москва
Сотникова Елена Васильевна Канд. хим. наук, профессор Университета машиностроения, г. Москва
Февралева Марина Сергеевна
Студентка Университета машиностроения, г.Москва
АННОТАЦИЯ
Рассмотрены вопросы обеспечения техносферной безопасности при производстве полимерных композиций. Изучены коллоидно-химические свойства модельных полистирольных латексов, синтезированных на основе эмульгаторов, получаемых из соапстоков. Разработана экологически чистая рецептура полистирольного латекса, позволяющая снизить антропогенную нагрузку на среду обитания. ABSTRACT
The problems of safeguarding of technosphere's pecurity in the manufacture ofpolymeric compositions were considered. Colloid-chemical properties of the model polystyrene latexes syntheses from emulgators takedfrom soapstoks were investigated. Working out of ecological pure formula ofpolystyrene latex, permissible to reduce antropogenies influence on environment. Ключевые слова: полистирольный латекс, соапсток, эмульгатор, экологически чистая рецептура. Keywords: polystyrene latex, soapstok, emulgators, ecological pure formula.
Основной причиной загрязнения среды обитания является незамкнутость ресурсного цикла, приводящая к накоплению отходов. Производство растительных масел вследствие своей многотоннажности сопровождается образованием значительного количества отходов, переработка которых является актуальной как для обеспечения экологической безопасности производства, так и по экономическим соображениям.
Одним из многотоннажных жидких отходов масло-жировой промышленности является соапсток, образующийся на стадии щелочной рафинации масел. В его состав входят насыщенные и ненасыщенные высшие карбоновые кислоты и их соли, являющиеся по химической природе ионогенными ПАВ.
На предприятиях России образуется до 150 тыс.т. соапстоков в год, которые не находят полноценного применения и используются, в основном, для мыловарения.
В связи с этим поиск рациональных, экономически эффективных технологий утилизации соапстоков является важной экологической задачей [1, с.40].
Не менее актуальна задача обеспечения техносфер-ной безопасности при производстве латексов [2, с.10]. Ла-тексы представляют собой коллоидные водные дисперсии полимеров, стабилизированные поверхностно-активными веществами (ПАВ).
Основным источником ПАВ являются продукты нефтехимии, которые за последнее время заметно вытеснили традиционные источники сырья (природные жиры и масла). Однако из-за дефицита многих нефтепродуктов производителям ПАВ вновь приходится обращаться к растительному сырью (подсолнечному, касторовому, рапсовому, оливковому, хлопковому маслам, а также отходам их производства).
Особенно это касается снижения воздействий на гидросферу вследствие образования больших объемов загрязненных сточных вод.
Синтетические латексы содержат биологически не-разлагаемые ПАВ, такие как лейканол и оксиэтилирован-ный алкилфенол [1, с.41]. В связи с этим весьма актуальной является проблема создания экологически чистых рецептур синтеза полистирольного латекса с использова-
нием в качестве эмульгатора ПАВ, исключающих загрязнение водоемов токсичными бионеразлагаемыми ксенобиотиками. Источником таких ПАВ является соапсток, содержащий природные жиры и масла.
Целью данной работы является изучение возможности использования эмульгаторов, полученных омылением соапстоков) для синтеза латексов при разных добавках инициатора.
При выполнении данной работы были использованы соапстоки в виде двух образцов (СОАП-1 и СОАП-2). Один из них получен по традиционной рецептуре (методом щелочной нейтрализации), а второй- при использовании силиката натрия.
Для синтеза латексов были получены эмульгаторы методом щелочного гидролиза соапстоков:: ОСОАП- 1 -из соапстока, выделенного при щелочной рафинации, и ОСОАП- 2 - из соапстока при рафинации в присутствии силиката натрия.
В работе [3, с.1401] методом газово- жидкостной хроматографии показано, что процесс омыления приводит к уменьшению степени непредельности соединений, входящих в состав соапстока, а мыла на основе соапстока могут использоваться при синтезе латексов.
Режим синтеза латекса являлся общепринятым и соблюдался постоянным для всех образцов латексов [4, с.63].
Рецепт синтеза:
Компонент массовые части
1. Стирол 100
2. Водный раствор щёлочи (КОН) с рН=10,0 200
3. Инициатор - персульфат калия (К28208) 0.45
4. Эмульгатор - ОСОАП 5.6
Синтез вели при температуре 80 °С при перемешивании в течение двух часов. В процессе синтеза всех ПСЛ снималась кинетика полимеризации (рис. 1 - 2).
Вид кривых свидетельствует о том, что на начальной стадии кинетика развивается для ОСОАП-1 и ОСОАП-2 практически одинаково и первые 20 минут синтеза наблюдается линейный рост скорости полимеризации. При синтезе ПСЛ на основе ОСОАП-1 для полной конверсии стирола достаточно 2-х кратного избытка персульфата калия, время синтеза составляет 45 минут. При
увеличении количества инициатора наблюдается ухудшение параметров полимеризации: при его 3-х кратном избытке время синтеза увеличивается до 75 минут, а 4-х кратный избыток не приводит к 100%-ной конверсии даже через 2 часа синтеза.
При синтезе ПСЛ на основе ОСОАП-2 меньшая дозировка персульфата калия приводит только к 70% конверсии стирола, в то время как двойная доза инициатора позволяет 90% стирола через 2 часа синтеза превратиться в полистирол, а тройная - через полтора часа. Следовательно при силикатном способе рафинации подсолнечного масла получается соапсток менее пригодный для синтеза латекса, т.к. требует значительного избытка инициатора и не приводит к 100% конверсии стирола.
Q
t
Рисунок 1. Зависимость конверсии стирола Q (%) с эмульгатором ОСОАП-1 от времени начала инициирования полимеризации t (мин) при различных добавках инициатора (г на 100 г стирола) 0,9 (1); 1,35 (2); 1,8 (3)
Список литературы
1. Пояркова Т.Н., Сотникова Е.В., Сотников В.С.//Экология промышленного производства, 2013, вып. 3 (85), с.40-45
2. Пояркова Т.Н., Сотникова Е.В., Сотников В.С. //Экология промышленного производства, 2014, вып.1(85), с.10-15
3. T.N.Poyarkova, Yu.LProkofev, G.V.Kudrina, E.v.Sot-nikova. Influence of temperature, pH, and Time of Base
ВЫВОДЫ
1. Разработаны экологически чистые рецептуры синтеза полистирольных латексов на основе отходов производства подсолнечного масла - соапстоков.
2. Изучено влияние способа рафинации масел (щелочной и силикатной) на свойства эмульгаторов, полученных методом щелочного омыления соапстоков.
3. На основе полученных эмульгаторов проведен синтез модельных полистирольных латексов в присутствии различных количеств инициатора.
4. Показано, что щелочной метод рафинации масел, позволяет расширить области применения соапсто-ков и снизить антропогенную нагрузку на среду обитания.
Q
t
Рисунок 2. Зависимость конверсии стирола Q (%) с эмульгатором ОСОАП-2 от времени начала инициирования полимеризации t (мин) при различных добавках инициатора (г на 100 г стирола) 0,45 (1); 0,9 (2); 1,35 (3)
Hydrolysis on Variation of the fatty acid composition jf Soapstok. Russian Journal of Applied Chemistry, 2012, vol 85, No.9, pp.1399-1403 4. Пояркова Т.Н., Никулин С.С., Пугачева И.Н., Кудрина Г.В., Филимонова О.В. Практикум по коллоидной химии латексов. Учеб. пособие. М.: Изд. Дом «Академия Естествознания», 2011. 124 с.
ОПЫТ РАЗРАБОТКИ ТЕХПРОЦЕССА ШТАМПОВКИ С ПОМОЩЬЮ
ПОШАГОВЫХ ПРОЦЕССОВ
Каталажнова Ирина Николаевна
Канд. техн. наук, доцент кафедры высшей математики, Комсомольский-на-Амуре государственный технический
университет, г. Комсомольск-на-Амуре Усейкин Леонид Евгеньевич, Шкитевы Ольга Александровна
студенты, Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет, г. Комсомольск-на-Амуре
АННОТАЦИЯ
в работе рассматривается оптимизация техпроцесса с целью минимизации длительности штамповочного производства.
ABSTRACT
the paper deals with process optimization in order to minimize the duration of stamping production. Ключевые слова: штамповочное производство, граф, критический путь Key words: stamping production, count, critical path.
