PL215290B1 - Sposób otrzymywania kompozytów tlenkowych typu ZnO-SiO₂ impregnowanych emulsjami lateksu kauczuku naturalnego - Google Patents
Sposób otrzymywania kompozytów tlenkowych typu ZnO-SiO₂ impregnowanych emulsjami lateksu kauczuku naturalnegoInfo
- Publication number
- PL215290B1 PL215290B1 PL392208A PL39220810A PL215290B1 PL 215290 B1 PL215290 B1 PL 215290B1 PL 392208 A PL392208 A PL 392208A PL 39220810 A PL39220810 A PL 39220810A PL 215290 B1 PL215290 B1 PL 215290B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- natural rubber
- rubber latex
- impregnated
- zinc chloride
- latex emulsion
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 16
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 title claims description 7
- 229920006173 natural rubber latex Polymers 0.000 title claims description 7
- 229910007676 ZnO—SiO2 Inorganic materials 0.000 title claims description 6
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 16
- -1 nonylphenyl Chemical group 0.000 claims description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 8
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 claims description 8
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 claims description 8
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 claims description 7
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims description 7
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000007046 ethoxylation reaction Methods 0.000 claims description 7
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 10
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 9
- 229920000126 latex Polymers 0.000 description 9
- 239000004816 latex Substances 0.000 description 7
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 6
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 238000001493 electron microscopy Methods 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 3
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 2
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 2
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ICGLOTCMOYCOTB-UHFFFAOYSA-N [Cl].[Zn] Chemical compound [Cl].[Zn] ICGLOTCMOYCOTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 230000001687 destabilization Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 229910052864 hemimorphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 239000010985 leather Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 1
- 230000002572 peristaltic effect Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910021647 smectite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- HPGGPRDJHPYFRM-UHFFFAOYSA-J tin(iv) chloride Chemical compound Cl[Sn](Cl)(Cl)Cl HPGGPRDJHPYFRM-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012463 white pigment Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania kompozytów tlenkowych typu ZnO-SiO2 impregnowanych emulsjami lateksu kauczuku naturalnego, mających zastosowanie jako adsorbenty lub aktywne napełniacze.
Ze względu na możliwości, jakie stwarza rozwój nanotechnologii, coraz większym zainteresowaniem cieszą się nanonapełniacze nieorganiczne, tj. nanokrzemionka oraz naturalne krzemiany (montmorylonit, smektyt, hemimorfit), a także syntetyczne krzemiany. Są one z powodzeniem stosowane w kompozytach elastomerowych i tworzywach termoplastycznych, o czym pisze M. Malesa, Nanonapełniacze kompozytów polimerowych. Elastomery 2004, 8, 12-17. Jednym z powodów poprawy właściwości nanokompozytów polimerowych jest interreakcja polimeru i organicznie modyfikowanych krzemianów. Niewielki dodatek takiego napełniacza odpowiednio zdyspergowanego w matrycy polimerowej tworzy dużo większą powierzchnię kontaktu polimer - napełniacz niż napełniacze konwencjonalne, co zostało scharakteryzowane w następującej publikacji J. S. Chen. M. D. Poliks. C. K. Ober. Y. Zhang, U. Wiesner. E. Giannelis. Study of the interlayer expansion mechanism and thermalmechanical properties of surface-initiated epoxy nanocomposites. Polymer 2002, 43, 4895 - 4904.
Ostatnio pojawiły się wzmianki na temat możliwości wprowadzenia dyspersji napełniacza do kauczuku w fazie lateksu. Varghese i Karger zastosowali naturalny montmorylonit do otrzymywania kompozytów z lateksu kauczuku naturalnego. Wodną dyspersję napełniacza, sporządzoną poprzez mieszanie mechaniczne za pomocą mieszadła, łączono z lateksem i pozostałymi składnikami w homogenizatorze. Otrzymane wulkanizaty charakteryzowały się lepszą wytrzymałością, dużą sztywnością oraz lepszą stabilnością termiczną niż wulkanizaty tradycyjne. Z emulsji kauczukowo-lateksowych zawierających napełniacze krzemianowe lub tlenkowe można wytwarzać granulaty kauczukowe, co zostało przedstawione w następującej publikacji S. Varghese, J. Karger-Kocsis, Natural rubber-based nanocomposites by latex compounding with layered silicates. Polymer 2003, 44, 4921-4927.
W przemyśle na szeroką skalę stosowane są lateksy zarówno naturalne, jak i syntetyczne, co związane jest przede wszystkim z ich wyjątkowymi właściwościami, a głównie z niezwykłą elastycznością i zdolnością do rozciągania. Ponadto są to związki charakteryzujące się wysoką wytrzymałością mechaniczną, odpornością na procesy starzenia, zmiany temperatury, rozcieńczanie czy działanie elektrolitów. Odznaczają się również niezwykłą zdolnością do zwilżania różnych materiałów (lnu, jedwabiu, skóry), co wynika z małego napięcia powierzchniowego. Stopniowe poznawanie tych fizykochemicznych i koloidalnych właściwości lateksu pozwoliło na produkcję nowych wyrobów, których nie można było otrzymać bezpośrednio z kauczuku. Wykorzystanie lateksu umożliwiło również uproszczenie produkcji niektórych wyrobów gumowych, co zostało scharakteryzowane w publikacji L. Piecyka. Lateks w przemyśle gumowym. Rynek Tworzyw 2002, 4, 13-14.
Właściwości materiałów modyfikowanych lateksami zależą od rodzaju i zawartości poszczególnych składników. Często nawet niewielkie zmiany mogą powodować istotne zmiany właściwości wytrzymałościowych. Stąd w przypadku kontynuacji badań konieczne są prace nad doborem składników poprawiających właściwości użytkowe gotowych wyrobów, co zostało zawarte w następującej publikacji A. Tarniowy, M. Lubecka, E. Grabowska. Lateksy syntetyczne - prace badawcze Ośrodka Badawczo-Rozwojowego Kauczuków i Tworzyw Winylowych w Oświęcimiu. Elastomery 2005, 9, 3-12.
Istotą wynalazku jest sposób otrzymywania kompozytów tlenkowych typu ZnO-SiO2 impregnowanych emulsjami lateksu kauczuku naturalnego, który polega na tym, że roztwory krzemianu sodu i chlor3 ku cynku o stężeniu 3-10%, korzystnie 5%, dozuje się równocześnie z prędkością >6 cm3/min do emulsji lateksu kauczuku naturalnego o stężeniu 0,5-10%, korzystnie 1,5%, przy stosunku objętościowym reagentów 1:1:0,25, przy ciągłym mieszaniu z prędkością 1000-2000 obr./min, korzystnie 1600 obr./min. w temperaturze 20-80°C, korzystnie 30°C.
Korzystnym jest, gdy emulgatorem jest eter nonylofenylopolioksyetylenoglikolowy o średnim stopniu oksyetylenowania 5 albo 6, albo 9.
Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku uzyskano następujące efekty technicznoużytkowe:
- strącony kompozyt ZnO-SiO2 charakteryzuje się małą średnicą cząstek oraz dużą powierzchnią właściwą, co umożliwia stosowanie go jako adsorbentu lub aktywnego napełniacza.
- syntetyczny kompozyt tlenkowy otrzymany proponowaną metodą przejawia charakter zdecydowanie hydrofobowy, co korzystne jest w przemyśle farb i lakierów, gdyż zmniejszone jest ryzyko rozwarstwiania się (destabilizacji) produktu końcowego.
PL 215 290 B1
- możliwość zastosowania kompozytu ZnO-SiO2 w wulkanizacji, zarówno jako aktywator procesu wulkanizacji, jak i napełniacz mieszanki gumowej.
- możliwość zastosowania w przemyśle farb i lakierów jako biały pigment i środek zagęszczający;
Wynalazek ilustrują poniższe przykłady:
P r z y k ł a d I
Otrzymywanie kompozytu tlenkowego przeprowadzono w reaktorze stosując technikę precypi3 tacji. Do reaktora przed rozpoczęciem procesu strącania wprowadzono 50 cm1 2 3 1,5% roztworu lateksu kauczukowego. Za pomocą pompy perystaltycznej dozowano równocześnie 5% roztwory chlorku cyn3 ku i krzemianu sodu, w ilości 200 cm3. Stosunek objętościowy substratów był równy 1:1:0,25 (chlorek 3 cynku:krzemian sodu:lateks). Założono stalą szybkość dozowania reagentów - 4,2 cm3/min. Podczas procesu strącania układ był intensywnie mieszany za pomocą mieszadła z szybkością 1700 obr./min. Wytrącanie kompozytu tlenkowego prowadzono w temperaturze 20°C. Otrzymany osad poddano filtracji pod zmniejszonym ciśnieniem, a następnie przemywano wodą w celu odmycia soli. Uzyskany w ten sposób produkt suszono stacjonarnie w temperaturze 105°C. przez 48 godzin.
Na fig. 1 przedstawiono zdjęcia mikroskopowo-elektronowe otrzymanego w powyższy sposób kompozytu. Na fig. 2 zademonstrowano rozkład wielkości cząstek uwzględniający ich udział objętościowy. Z kolei w tabeli 1 przedstawiono skład chemiczny oraz powierzchnię właściwą BET.
P r z y k ł a d II
Zastosowano 5% roztwór krzemianu sodu i 5% roztwór chlorku cynku z 5 cz. wag. eteru nonylofenylopolioksyetylenoglikolowego o średnim stopniu oksyetylenowania 5. Proces strącania przeprowadzono jak w przykładzie I.
Na fig. 3 przedstawiono zdjęcia mikroskopowo-elektronowe otrzymanego w powyższy sposób kompozytu tlenkowego. Na fig. 4 zademonstrowano rozkład wielkości cząstek względem ich udziału objętościowego. W tabeli 1 przedstawiono skład chemiczny oraz powierzchnię właściwą BET.
P r z y k ł a d III
Zastosowano 5% roztwór krzemianu sodu i 5% roztwór chlorku cynku z 5 cz. wag. eteru nonylofenylopolioksyetylenoglikolowego o średnim stopniu oksyetylenowania 6. Proces strącania przeprowadzono jak w przykładzie I.
Na fig. 5 przedstawiono zdjęcia mikroskopowo-elektronowe otrzymanego w powyższy sposób kompozytu. Na fig. 6 ukazano rozkład wielkości cząstek uwzględniający ich udział objętościowy. W tabeli 1 zademonstrowano skład chemiczny oraz powierzchnię właściwą BET.
P r z y k ł a d IV
Użyto 5% roztwór krzemianu sodu i 5% roztwór chlorku cynku z 5 cz. wag. eteru nonylofenylopolioksyetylenoglikolowego o średnim stopniu oksyetylenowania 9. Proces strącania przeprowadzono jak w przykładzie I.
Na fig. 7 zamieszczono zdjęcia mikroskopowo-elektronowe otrzymanego w powyższy sposób kompozytu. Na fig. 8 zademonstrowano rozkład wielkości cząstek uwzględniające jego udział objętościowy. W tabeli 1 przedstawiono skład chemiczny oraz powierzchnię właściwą BET.
Claims (4)
1. Sposób otrzymywania kompozytów tlenkowych typu ZnO-SiO2 impregnowanych emulsjami lateksu kauczuku naturalnego, znamienny tym, że roztwory krzemianu sodu i chlorku cynku o stęże3 niu 3-10%, korzystnie 5%, dozuje się równocześnie z prędkością >6 cm3/min do emulsji lateksu kauczuku naturalnego o stężeniu 0,5-10%, korzystnie 1,5%, przy stosunku objętościowym reagentów 1:1:0,25, przy ciągłym mieszaniu z prędkością 1000-2000 obr./min, korzystnie 1600 obr./min. w temperaturze 20-80°C, korzystnie 30°C.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do roztworu chlorku cynku dodaje się co najmniej 3 części wagowych eteru nonylofenylopolioksyetylenoglikolowego o średnim stopniu oksyetylenowania 5.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do roztworu chlorku cynku dodaje się co najmniej 3 części wagowych eteru nonylofenylopolioksyetylenoglikolowego o średnim stopniu oksyetylenowania 6.
PL 215 290 B1
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do roztworu chlorku cynku dodaje się co najmniej 3 części wagowych eteru nonylofenylopolioksyetylenoglikolowego o średnim stopniu oksyetylenowania 9.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL392208A PL215290B1 (pl) | 2010-08-23 | 2010-08-23 | Sposób otrzymywania kompozytów tlenkowych typu ZnO-SiO₂ impregnowanych emulsjami lateksu kauczuku naturalnego |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL392208A PL215290B1 (pl) | 2010-08-23 | 2010-08-23 | Sposób otrzymywania kompozytów tlenkowych typu ZnO-SiO₂ impregnowanych emulsjami lateksu kauczuku naturalnego |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL392208A1 PL392208A1 (pl) | 2012-02-27 |
| PL215290B1 true PL215290B1 (pl) | 2013-11-29 |
Family
ID=45699305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL392208A PL215290B1 (pl) | 2010-08-23 | 2010-08-23 | Sposób otrzymywania kompozytów tlenkowych typu ZnO-SiO₂ impregnowanych emulsjami lateksu kauczuku naturalnego |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL215290B1 (pl) |
-
2010
- 2010-08-23 PL PL392208A patent/PL215290B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL392208A1 (pl) | 2012-02-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1357156B1 (de) | Silanmodifizierter oxidischer oder silikatischer Füllstoff, Verfahren zur seiner Herstellung und seine Verwendung | |
| EP2818501B1 (en) | Method for preparing a graphene oxide/carbon white/rubber nanometer composite material | |
| ES2384181T3 (es) | Método para producir una mezcla madre de caucho-carga | |
| TW200909500A (en) | Barium sulfate-containing composite (1) | |
| DE60109420T2 (de) | Verfahren zur herstellung einer vormischung auf der basis von polymeren und mineralischen partikeln sowie die derart erhaltene vormischung | |
| TW201105584A (en) | Process for preparing surface-reacted calcium carbonate and its use | |
| EP1256604A2 (de) | Silanmodifizierter biopolymerer, biooligomerer, oxidischer oder silikatischer Füllstoff, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung | |
| WO2004065299A1 (de) | Höchstdispergierbare silicas für gummianwendungen | |
| WO2003106339A1 (de) | Aluminium-haltige fällungskieselsäure mit einstellbarem bet/ctab-verhältnis | |
| CN110408081A (zh) | 一种建筑用阻燃复合材料及其制备方法 | |
| TW200838802A (en) | Calcium carbonate treated with vulcanization active component | |
| CN1277222A (zh) | 含有大量填料的橡胶粉末、制备工艺及其用途 | |
| Tang et al. | Precipitated calcium hydroxide morphology in nanoparticle suspensions: An experimental and molecular dynamics study | |
| EP1304347A2 (de) | Silikatische und/oder oxidische Füllstoffe enthaltende Kautschukgranulate | |
| TWI276606B (en) | Precipitation silicic acid, process for the preparation thereof, use thereof, and vulcanisable rubber compositions and vulcanisates containing the same | |
| CN115897285B (zh) | 一种透明纳米碳酸钙水相分散体及其制备方法 | |
| CN110358328A (zh) | 纳米级活性碳酸钙及其加工方法 | |
| TWI276669B (en) | Process for production of titanium dioxide pigment and resin compositions containing the pigment | |
| Nontasorn et al. | Admicellar polymerization modified silica via a continuous stirred-tank reactor system: Comparative properties of rubber compounding | |
| CN116023802A (zh) | 一种低吸油值的改性重质碳酸钙 | |
| KR102521764B1 (ko) | 실리카 마스터배치 제조방법 및 이로부터 제조된 실리카 마스터배치 | |
| Rangsunvigit et al. | Mixed surfactants for silica surface modification by admicellar polymerization using a continuous stirred tank reactor | |
| WO2006025423A1 (ja) | 白色粉末状加硫活性成分組成物及びゴム組成物 | |
| CZ2001638A3 (cs) | Způsob výroby kaučukových práąků plněných sazemi na bázi vodných emulsí polymeru latexu | |
| CN104284947A (zh) | 用于涂料和聚合物基体的混合的遮光剂 |