4.5. Производные жирных кислот:

В резиновой промышленности, в основном за рубежом, применяются производные жирных кислот (ПЖК) полифункционального действия. Среди них выделяют несколько типов:

• аддукты полиэтиленоксида и полипропиленоксида с амидами жирных кислот;

• маслорастворимые мыла;

• водорастворимые мыла;

• нитрилы жирных кислот;

• четвертичные соединения;

• серусодержащие производные жирных кислот [, ].

Наиболее распространенными скользящими добавками для резиновых смесей часто являются такие производные высших жирных кислот, как соли различных металлов (натрия, кальция, цинка и др.). Поскольку данные соединения весьма распространены, то и способов их получения в промышленности существует несколько [].

Возможно получение солей путем обработки эфиров щелочами по схеме:

Известен [надо бы ссылку] способ получения солей металлов жирных кислот путем омыления животного жира при нагревании, предварительно экстрагированного гексаном и содержащего жирные кислоты C₆-С₂₄, омыление ведут в среде кипящего ацетона при 50-60°С порошкообразным гидроксидом кальция, образовавшиеся мелкие зерна порошка мыла промывают кипящим ацетоном в течение 30 минут и фильтруют.

Также известен способ получения солей металлов жирных кислот путем омыления жировых отходов щелочью при нагревании с последующим добавлением к образовавшемуся гидролизату водного раствора соли кальция, в частности хлорида кальция, в котором в качестве жировых отходов используют масляный пек, а в качестве щелочи - 1-20%-ный раствор едкого натра.

Существует способ получения солей металлов жирных кислот путем омыления жировых отходов щелочью при нагревании с последующим выделением целевого продукта фильтрацией, в котором в качестве жировых отходов используют низкокачественный животный жир, а в качестве щелочи – 3…5%-ный водный раствор едкого натра и процесс проводят при 90-98°С [].

Одним из перспективных источников возобновляемого природного сырья для получения жирных кислот и их солей может служить соапсток - основной побочный продукт переработки растительных масел на стадии рафинации. На первой стадии проводят щелочной гидролиз жировых компонентов раствором гидроксида натрия, на второй - процесс обменного разложения натриевых солей хлоридом цинка [-].

Алкиламиды на основе жирных кислот получают между карбоновыми кислотами или их метиловыми эфирами и этаноламинами по схеме:

Сульфоэфиры – также производные жирных кислот – возможно получать АО схеме:

Скользящие добавки на основе сульфоэфиров выпускаются фирмами «R. Т. Vanderbilt, Company Inc.» (марка «VANFRE IL-1»), «DuPont Performance Elastomers» (марки «VITON® VPA 1», «VITON® VPA 2» и «VITON® VPA 3») [, ] и др.

Показано, что основной вклад в активность солей высших карбоновых кислот в качестве активных добавок в резиновой смеси вносит характер межмолекулярных взаимодействий солей в их расплаве и возможность образования дефектных кристаллических структур с низкой температурой плавления [].

Также часто отмечается синергизм действия солей различных кислот. К примеру, установлено оптимальное соотношение смеси олеиновой и стеариновой кислот (60:40) для максимального эффекта в резиновых смесях [].

В последнее время в качестве скользящих добавок, повышающих производительность оборудования по переработке резиновых смесей известны различные продукты модификации растительных масел [], а также отходы потребления подсолнечного масла [].

Также в патентной литературе отмечается [, ], что наибольшей эффективностью в качестве скользящих добавок отличаются смеси самых разнообразных соединений, содержащих в основе соли жирных кислот.

Технологические добавки, используемые в качестве лубрикантов на основе жирных кислот и их производных, выпускаются всеми ведущими мировыми производителями. Чаще всего, как показывает анализ рынка, данные продукты представляют собой смеси соединений различных классов – эфиров и кислот («MoidWiz INT-40DHT», «Proaid AC 1142», «Struktol W 34 Flakes»), эфиров и восков («Chemlube H», ), амидов и аминов («Acrawax С»), спиртов и эфиров («Aflux 42 M») и т.д. В технических условиях на данные продукты указываются состав основных веществ, а также физические свойства в зависимости от агрегатного состояния – зольность (Ash (%)), температура каплепадения (Dropping point (°C)), плотность (Density), вязкость по Брукфильду (Viscosity, Brookfield) [, , , , , , ].

По оказываемому действию на комплекс свойств резиновых смесей к скользящим добавкам можно отнести некоторые марки, основой которых являются фактисы – продукты взаимодействия растительного масла – подсолнечного, рапсового, льняного – и природной серы. При обработке серой образуется темный фактис (brown factice), а при обработке хлористой серой - светлый фактис (light factice) [9].

Для облегчения процессов шприцевания и каландрования, получения ровной и гладкой поверхности применяются добавки на основе растительного, касторового и рапсового масла фирм «Akrochem Corp.» (марки «Acrofax browns», «Acrofax sulfurless», «Acrofax whites») [], «Rhein Chemie Corp.» (марки «Rhenopren 14», «Rhenopren HF») [], «Western Reserve Chemical» («White Factice») [] и некоторые другие.

Таким образом, спектр представленных сегодня на мировом рынке скользящих добавок для резиновых смесей весьма разнообразен. Вполне резонно, что перед потребителем встает вопрос о выборе наиболее оптимальной марки. Большинство крупных фирм представляют каталоги продукции с указанием наиболее подходящих марок для тех или иных типов полимера. Сведения о продукции компании «Axel Plastics Research Laboratories, Inc.» (США) [], в зависимости от физического состояния приведены ниже (Таблица 14). Аналогичные рекомендации для ассортимента компании «Blachford» (Канада) [] приведены ниже ().

Ведущим мировым производителем технологических добавок «Struktol Co. of America» [] предлагаются следующие аналогичные рекомендации по применению добавок в соответствии с оказываемым действием.

Таблица 14. Внешние лубриканты, промоторы перерабатываемости, предлагаемые «Axel Plastics Research Laboratories, Inc.» (США)

Наименование продукта

Наименование полимера

ACM

YAU

BR

CR

CSM

HNPR

EPDM

EAM

ECO

EVA

FKM

NR

NBR

HNPR

SBR

FVMQ

TPE

VP

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

Порошки и гранулы

INT-55PV

•

INT-34DLK

•

•

•

INT-338

•

INT-33CRS

•

•

•

INT-33LCA

•

•

•

INT-44/3PV

•

•

•

•

Жидкости

INT-20E

•

•

INT-54

•

•

INT-EQ6

•

•

•

•

Продолжение таблицы 14.

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19
INT-21G					•				•
INT-937			•
INT-VP250																		•
Твердые
INT-1117 series							•					•				•
3-IMR				•									•
IMRI	•					•	•			•		•			•

Использованные сокращения для обозначения каучуков:

ACM – акриловые;

YAU – полиуретановые;

BR – бутадиеновые;

CR – хлоропреновые;

CSM – хлорсульфоновые;

HNBR – бутадиен-нитрильные;

EPDM – этилен-пропиленовые;

ECO – эпихлоргидриновые;

EVA – резины на основе сополимера этилена и винилацетата;

FVMQ – силоксановые.

Таблица 15. Внешние лубриканты, предлагаемые «Blachford» (Канада)

Тип каучука	Calcium	Ester				Zinc				Misc
	Chemlube S	Chemlube 821	Chemlube H	Chemlube A	Chemlube L		Chemlube C	Chemlube T	Aluminum Stearate 300
Этилен-пропиленовый Серная вулканизация	1	-	2	3	2		2	2	-
Этилен-пропиленовый Перекисная вулканизация	-	2	-	1	-		-	-	-
Бутадиен-нитрильные Серная вулканизация	-	3	-	-	1		1	1	-
Бутадиен-нитрильные Перекисная вулканизация	-	1	-	-	-		-	-	-
БНК	-	-	2	2	1		1	1	-
Полихлоропреновый	2	-	2	1	-		-	-	-
Изопреновый	2	-	2	-	1		1	1	2
Бутадиеновый	2	-	2	-	1		1	1	2
Натуральный	2	2	2	-	1		1	1	2
Бутадиен-стирольный	1	2	2	2	1		1	1	2
Бутилкаучук	1	-	Nr	2	1		1	1	-
Эпихлоргидриновый	-	2	2	-	1		1	1	-
Акриловый	-	1	1	2	-		-	-	-
Хлорполиэтиленовый	-	-	-	1	-		-	-	-

1 – наилучший вариант;

2 - оптимальное сочетание;

3 – приемлемый вариант;

4 – может быть использована в отдельных случаях;

Nr – не рекомендуется.

Таблица 16. Внешние лубриканты, предлагаемые «Struktol Co. of America»

Тип каучука	Основное назначение	Смешение	Вальцевание и каландрование	Прессование	Литье под давлением
1	2	3	4	5	6
AEM	HPS 11 W 34	NS	NS	NS	NS
Бутилкаучук	40 MS A 50 WB 16	A 50 WB 16	HPS 11 WB 16	HPS 11 WB 16	HPS 11 WB 16
CPE	WB 222 HPS 11	WB 222 HPS 11	WB 222 HPS 11	HPS 11 WB 222	HPS 11 WB 222
Полихлоропреновый	HPS 11 WB42	WB 222 HPS 11 WB 42	HPS 11 WB 222	HPS 11 WB 222	HPS 11 WB 222
Хлорсульфоновые	WB 222 HPS 11	WB 222 HPS 11	WB 222 HPS 11	WB 222 HPS 11	WB 222 HPS 11
E-SBR and Blends	JV 46F EF 44 A A 50	JV 46F EF 44 A WB 212	JV 46F HPS 11 WB 212	JV 46F HPS 11 WB 212	JV 46F HPS 11 WB 212
Эпихлоргидриновые	WA 48 HPS 11	A 50 WA 48	WA 48 HPS 11	WB 222 WA 48	WB 222 WA 48
Этилен-пропиленовый Серная вулканизация	JV 46F A 50 WB 42 WB 16	JV 46F A 50 WB 16 WB 42	A 50 WB 16 HPS 11 JV 46F	WB 16 JV 46F WB 42 HPS 11 A 50	WB 16 JV 46F WB 42 HPS 11 A 50
Уретановые (вальцуемые)	WB 222	NS	NS	NS	NS

Продолжение таблицы 16

1	2	3	4	5	6
Этилен-пропиленовый Перекисная вулканизация	HPS 11 WB 42 ○ WB 16	HPS 11 WB 42 WB 16	HPS 11 WB 16 HPS 11 WB 42	HPS 11 WB 42 WB 16	HPS 11 WB 42 WB 16
Сополимер этилена и винилацетата	TR 251 WB 16 RP 28	TR 251	TR 251	TR 251	TR 251
FKM	WS 280 HT 290 WB 222	NS	NS	NS	NS
Силоксановые	WS 280 HT 290	NS	NS	NS	NS
Галобутил каучуки	40 MS HPS 11	HPS 11 WB 16	HPS 11 WB 16	HPS 11 WB 16	HPS 11 WB 16
Бутадиен-нитрильные	HPS 11 WA 48 WB 222 WB 212	HPS 11 WB 222 WB 42 WA 48	HPS 11 WB 222 WB 212 WA 48	HPS 11 WA 48 WB 212	HPS 11 WA 48 WB 212
Натуральный каучук	JV 46F EF 44 A ZB 47 A 50 Activator 73 A	JV 46F A 50 ZB 47 EF 44 A	JV 46F A 50 ZB 47 EF 44 A	JV 46F A 50 ZB 47 EF 44 A	JV 46F A 50 ZB 47 EF 44 A
Акрилатные	HPS 11 WS 280	WS280 HPS 11	HPS 11 WS 280	HPS 11 WS 280	HPS 11 WB 222

Продолжение таблицы 16

1	2	3	4	5	6
Натуральный каучук (смеси с бутадиен-стирольными или бутадиеновыми каучуками)	JV 46F A 50 HPS 11 EF 44 A	JV 46F EF 44 A A 50 Activator 73 LM	JV 46F EF 44 A HP 55 A 50 40 MS	JV 46F EF 44 A A 50 Activator 73 A	JV 46F EF 44A A 50 Activator 73 A
Бутадиен-стирольные	JV 46F EF 44 A A 50 W 34 ■	JV 46F EF 44A A 50	JV 46F EF 44 A A 50	JV 46F EF 44 A A 50	JV 46F EF 44 A A 50
S-SBR and Blends	JV 46F EF 44 A A 50	JV 46F EF 44 A Activator 73 A WB 16	JV 46F EF 44 A HP 55 HPS 11 WB 16 40 MS	JV 46F EF 44 A HP 55 HPS 11 WB 16 40 MS	V 46F EF 44 A HP 55 HPS 11 WB 16 40 MS
XNBR, HNBR	WB 222 WB 212 WS 280	WB 222 WB 212 WS 280	WB 222 WB 212 WS 280	WB 222	WB 222 WS 280

Используемые добавки показывают следующие функции скользящих добавок в указанных резиновых смесях в соответствии с обозначениями:

 - улучшение текучести резиновых смесей;

■ - значительное снижение энергозатрат;

○ - снижение загрязнений в результате образования нагара и пр.

 - -

 - -

 - -