Монография «Переработка и применение кубовых остатков ректификации стирола» посвящена вопросам утилизации кубовых остатков ректификации стирола (КОРС), образующихся при различных промышленных методах его производства.
Непрерывный рост потребности в стироле для производства полистирольных пластиков, синтетических смол, необходимых для автостроения, электротехнической промышленности, авиа- и судостроения, в промышленности синтетических латексов и бутадиен-стирольных каучуков, лакокрасочных материалов, клеев, пенополистирольных пластиков для строительной индустрии, АБС-пластиков, ряда термоэластопластов приводит к существенному увеличению мощности по его производству. Приведен анализ современного состояния вопросов переработки и применения кубовых остатков ректификации стирола (КОРС), образующихся в промышленности. Современные масштабы производства стирола даже при постоянном совершенствовании технологических процессов обуславливают образование значительных количеств этих отходов (десятки тысяч тонн).
В монографии представлены различные способы получения стирола и подробно рассмотрены два основных промышленных метода производства стирола - производство стирола дегидрированием этилбензола и совместное производство стирола и оксида пропилена, а также стадии образования КОРС и их составы. Рассматриваются способы переработки КОРС и пути рационального использования в композиционных материалах различного назначения.
Показано, что многокомпонентность и нестабильность составов, использование разных ингибирующих систем усложняет его переработку. Однако наличие в КОРС непредельных соединений делает его весьма перспективным для получения полимерных материалов, которые могут быть использованы в лакокрасочной промышленности, а также в производстве различных композиционных материалов.
Рассмотрены литературные данные, опубликованные в отечественных и зарубежных источниках по получению сополимеров на основе КОРС, применение их в лакокрасочных материалах (ЛКМ), резинотехнических изделиях (РТИ) и промышленности синтетических каучуков, модификации пропиточными составами на их основе древесины и древесноволокнистых плит (ДВП) и в других композитах.
Одним из основных путей переработки кубовых остатков ректификации стирола является получение на их основе пленкообразующих сополимеров и использование их в ЛКМ. Представлено большое количество разработок в этом направлении утилизации КОРС.
Покрытия, полученные с использованием сополимеров КОРС образуют прозрачные пленки от светло-коричневого до коричневого цвета с ровной гладкой блестящей поверхностью, обладающие высокими, водо- и атмосферостойкостью, хорошей адгезионной прочностью к металлам, древесине, бетону, керамике, выдерживают воздействие нефтепродуктов и растворов щелочей. ЛКМ их на основе являются полноценным заменителем масляных красок и могут быть рекомендованы для защиты металлических и бетонных сооружений, оборудования, трубопроводов, мелиоративных систем и других коммуникаций, для окраски дачных домиков, изгородей, гаражей, кровель и т. п., позволяют экономить растительное сырье, расширить ассортимент технических лаков, снизить стоимость и исключить дибутилфталат.
По основному показателю пригодности КОРС для получения лака - содержание стирола более 20 мас.% - только 53,2 % всей массы кубовых остатков отвечают этому требованию. Следовательно, для решения проблемы полной переработки КОРС и создания безотходного производства необходимо изыскивать новые пути, которые мало зависят от содержания стирола в исходном кубовом остатке.
Поэтому одним из направлений применения сополимеров, полученных на основе КОРС, явилось перспективность его использования в резиновых композициях, основанная на том, что введение стиролсодержащих полимеров невысокой молекулярной массы в резиновую смесь позволяет снизить ее вязкость и повысить динамические показатели вулканизатов для резиновых смесей на основе каучуков.
Резины из резиновой смеси, содержащей в качестве мягчителя сополимер КОРС, имеют меньшую усадку и эластическое восстановление при более высокой когезионной прочности резиновых смесей, а вулканизаты имеют более высокие модули, сопротивление разрыву и число циклов при многократном растяжении.
Сополимеры кубовых остатков используются для повышения механической прочности, светостойкости и снижения электризуемости покрытий полов в композиции на основе синтетического каучука, наполнителя и пигмента. Сополимеры КОРС вводят в состав покрытий для увеличения адгезии к мокрой поверхности бетона и металла. Раствор сополимера КОРС используют для приготовления безрулонной кровли.
Сополимеры на основе КОРС рекомендуют использовать в составах дорожно-строительных материалов и в асфальтобетонных композициях. Использование КОРС как компонента асфальтобитумных покрытий, улучшающего адгезию к гравию и сцепление с грунтом в дорожном строительстве. Дополнительное введение КОРС в количестве до 10 % от массы битума позволяет улучшить ряд показателей асфальтобетонов, экономить битум.
Другим направлением является пропитка древесины и ДВП, для которой рекомендуются составы на основе высыхающих масел, синтетические полимерные материалы, используемые в композициях с целью повышения прочности, водо- и влагостойкости, являющиеся в ряде случаев достаточно дорогими. Наиболее перспективными могут быть комбинированные составы, полученные из отходов нефтехимической промышленности. Способы наполнения древесины и ДВП различными полимерными системами в совокупности с изменением её основных свойств позволяют реализовать достоинства новых пропитывающих составов на основе сополимеров КОРС и снизить стоимость древесно-полимерных материалов. Важным аспектом при этом является то, что для этой цели могут быть использованы сополимеры кубовых остатков ректификации стирола, которые по каким-либо показателям не соответствуют техническим условиям для лакокрасочных материалов.
Реакционное наполнение древесины различными полимерами дает возможность получить композиты с исходным анатомическим строением древесины и улучшенными свойствами по сравнению с немодифицированными образцами. По уровню достигаемых физико-механических и технологических параметров они обеспечивают практически полное соответствие модифицированной древесине мягких лиственных пород дефицитной древесине хвойных и твердых лиственных пород (дуба) и позволяют использовать ее в жилищном строительстве. Обработка изделий из древесины, особенно, в случае использования феноло- и мочевиноформальдегидных смол, позволяет значительно уменьшить выделение вредного и токсичного формальдегида из изделий в процессе их эксплуатации.
Модификация ДВП сополимерами КОРС позволяет значительно повысить физико-механические показатели плит, водостойкость и сократить длительность технологического процесса пропитки ДВП, а также снизить себестоимость плит и создать интегрированную технологию комплексного использования вторичных материальных ресурсов.
Таким образом, показана возможность использования отходов производства стирола и продуктов их переработки в различных композициях, которая приобретают особую актуальность в условиях экономии сырьевых ресурсов и охраны окружающей среды.
Монография предназначена для специалистов нефтехимической, химической, шинной, резинотехнической, строительной промышленности, полезна студентам вузов, специализирующимся в области утилизации отходов и композиционных материалов.
Библиографическая ссылка
Филимонова О.Н. ПЕРЕРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ КУБОВЫХ ОСТАТКОВ РЕКТИФИКАЦИИ СТИРОЛА // Успехи современного естествознания. – 2010. – № 2. – С. 115-117;URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=7757 (дата обращения: 19.04.2024).