ОСОБЕННОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КАТИОННОГО ПОЛИМЕРНОГО ФЛОКУЛЯНТА С АНИОННЫМИ СТАБИЛИЗАТОРАМИ В ЛАТЕКСЕ

1

• Авторы
• Файлы

Пояркова Т.Н. Никулин С.С. Статья в формате PDF 251 KB

При выделении каучука из латекса методом флокуляции катионными полиэлектролитами значительную роль играет нейтрализационный фактор дестабилизации - химическое связывание анионов поверхностно-активных веществ (ПАВ) - стабилизаторов катионными группами макромолекул флокулянта. В результате такого взаимодействия образуются нерастворимые недиссоциирующие ионно-солевые комплексы, происходит снижение поверхностного заряда и уменьшение потенциального барьера электростатического отталкивания частиц. Максимум флоккулирующей активности полимера соответствует полной нейтрализации всех отрицательных зарядов на поверхности частиц, а при введении избытка полиэлектролита (ПЭ) адсорбция заряженных макромолекул вызывает перезарядку и повторную стабилизацию системы [1-3], чем объясняется наличие максимума на кривых зависимости флоккулирующей способности ПЭ от его концентрации.

В случае промышленных латексов, синтезированных в присутствии двух различных типов ПАВ, солей карбоновых кислот (жирных, смоляных) и диспергатора - НФ (лейканола), являющегося смесью натриевых солей продукта конденсации b-нафталин-сульфокислоты и формальдегида механизма флокуляции может осложняться за счет вклада мостикообразования в дестабилизацию латекса. Представляет интерес выяснить, как соотносится оптимум флокуляции с полнотой связывания анионных групп эмульгаторов катионными группами макромолекул флокулянта сополимера N,N-диметил-N,N-диаллиламмонийхлорида с малеиновой кислотой (КПЭ). Для количественной оценки эффективности коагулирующего действия полиэлектролита КПЭ использовали начальную скорость коагуляции, оцениваемую величиной «минутной» мутности (t1). В разбавленный в 10000 раз латекс вводили возрастающие добавки коагулянта при рН = 3 и 7. Изменение рН регулировали добавлением водного раствора серной кислоты, а измерения мутности проводили на нефелометре НФМ через 1 минуту после введения коагулянта в латекс СКС-30 АРК.

Из литературы [1-3] известно, что кривые зависимости τ₁ от добавки КПЭ проходят через максимум (оптимум флокуляции), что типично для флокуляции отрицательно заряженных золей катионными полиэлектролитами. Наблюдающееся повышение мутности объясняется увеличением количества нерастворимого полимер-коллоидного комплекса (ПКК), образующегося в результате электростатического связывания анионов ПАВ катионными центрами макромолекул, в результате чего наступает прогрессирующая коагуляция латекса. Точка максимума этих кривых (С_m) отвечает насыщению всех катионных центров и максимальной гидрофобизации макромолекулярного клубка. При дальнейшем увеличении концентрации КПЭ (правая ветвь кривых τ₁-С_КПЭ) происходит снижение мутности, что обусловлено увеличением растворимости ПКК вследствие гидрофобного взаимодействия ионов ПАВ с углеводородными фрагментами макромолекул с ориентацией полярных групп к водной фазе. За счет такой «адсорбции» ионов происходит гидрофилизация макромолекул, а также их перезарядка, что в совокупности приводит к разрушению агрегатов ПКК и рестабилизации латекса.

Обращает на себя внимание резкое различие хаpaктера кривых зависимости τ₁ от Сдоб изучаемого КПЭ (в отличие от известных литературных данных), что проявляется в наличии 4-х - 5-ти максимумов. Это, впервые обнаруженное для полимерных коагулянтов явление, может иметь два объяснения. Во-первых, состав эмульгаторов латекса СКС - 30 АРК сложен, он включает в себя парафинаты, дрезинаты, лейканол. Кроме того, эти эмульгаторы не индивидуальны (например, лейканол состоит из 9 фpaкций, отличающихся молекулярной массой), поэтому может происходить поочередное оттитровывание анионных ПАВ при введении катионного флокулянта. Во-вторых, появление нескольких пиков можно связать с наличием в сополимере макромолекул с разным количеством катионных групп.Для проверки правильности одного из предположений были поставлены эксперименты с одной из фpaкций катионного полиэлектролита ВПК-402. Были получены кривые t1 от Сдоб с несколькими пиками, что подтверждает правильность первого предположения, связанного со сложным составом эмульгаторов латекса СКС-30 АРК. Обнаруженное явление может с успехом использоваться как тест на индивидуальный хаpaктер эмульгаторов, используемых в различных областях промышленного производства.

Список литературы

1. Бapaн А.А. Полимерсодержащие дисперсные системы. - Киев: Наукова думка, 1986. - 204 с.
2. Вережников В.Н., Никулин С.С., Пояркова Т.Н., Мисин В.М. // ЖПХ. - 2001. - Т. 74, Вып. 7. - С. 1191-1194.
3. Никулин С.С., Пояркова T.Н., Мисин В.М. // ЖПХ. - 2004. - Т. 77, Вып. 6. - С. 996-998.

---