Модификация биологически активными системами синтетического полиизопрена

формуле


Эт=∑Ki*Эi/n , (баллов) (9.1)

i=1


где Эi - дифференцированная оценка научно-технической и эконо­мической эффективности теоретической работы по характеризующему её i-му основному фактору (в баллах). Эi = 1-5; знаки влияния факторов на Эт: "+", "-";

Ki - корректировочный коэффициент эффективности i-го фактора, учитывающий степень влияния этого фактора на результирующий показатель эффективности Эт; Ki = l,0 - 1,4;

n - число учитываемых основных i-х факторов, характери­зующих рассматриваемую эффективность Эт*n = 9.

Предложенный в данной дипломной работе метод модификации 1,4-цис-полиизопренового каучука (СКИ-3) и резиновых смесей на его основе липидами и белками является очень перспективным, и в этом направлении еще ведется науч­ная работа.

Эт = (1,4*1+1,3*2+1,3*3+1,2*1-1,0*2-1,0*1-1,2*1-1,0*4+1,2*1)/9 = 0,23, что соответствует среднему уровню эффективности теоретической работы.


В настоящее время эталоном для каучуков общего назначения является натуральный каучук, который широко используется за рубежом. В нашей стране большое распространение получили синтетические каучуки, в част­ности СКИ-3. Однако СКИ-3 уступает НК по ря­ду важных свойств: когезионной прочности, сопротивлению раздиру и дру­гим. Поэтому актуальной проблемой является приближение свойств СКИ-3 к уровню свойств НК путем химической модификации.

Существенно поднять уровень свойств СКИ-3 можно путем введения в него не каучуковых компонентов НК или их синтетических аналогов как фи­зических добавок, также модификацией.

Приведенные ранее исследования по модификации СКИ-3 липидами и белками, как на стадии синтеза, так и в процессе переработки, показали перспективность данного процесса.

Целью нашего исследования, было изучение влияния липидов и белковых фрагментов на свойства СПИ и полученных эластомерных композиций на его основе.

Таким образом, проведенная экспериментальная работа показала, как благоприятно влияют введённые группы на комплекс свойств 1,4-цис-полиизопренового каучука.

Чтобы обосновать экономический эффект от введения липидного остатка биомассы проводим упрощённый расчёт без учёта затрат. При получении экспериментального материала помимо стандартных компонентов (см. табл. 8.4) вводился липидный остаток биомассы в количестве 0,005 м.ч.. Себестоимость 1 кг смеси без белковых включений составляет 14,82 рубля, а поскольку вводимая биомасса является отходами другого производства – то себестоимость 1 кг получаемого продукта снижается на 0,005% и составляет 14,81. В результате при увеличении эксплуатационных характеристик материала наблюдается небольшое снижение экономических затрат.


10. Выводы


1. Установлено, что введение липидного остатка биомассы Rhodobacter capsulatus, соевого белка и соевой муки существенно повлияло на вулканизационные характеристики резиновых смесей на основе СКИ-3: уменьшился индукционный период вулканизации, также снизилось время достижения оптимума вулканизации по сравнению с не модифицированными смесями. Возросла скорость вулканизации у резиновых смесей, в которые был введен липидный остаток биомассы Rhodobacter capsulatus, тогда как в резиновых смесях с соевым белком и соевой мукой данный показатель увеличился при введении не более одной массовой части модификатора.

2. Показано, что введение липидного остатка биомассы Rhodobacter capsulatus не способствует увеличению когезионной прочности резиновых смесей на основе СКИ-3 до уровня НК, что может указывать на пластифциирующий эффект липидов. Резины на основе СКИ-3 обладают более высокой прочностью при содержании 0,075 мас. ч. липидного остатка в каучуке, по сравнению с немодифицированными резинами.

3. Установлено, что условное напряжение при 100%-ом удлинении резиновой смеси растет с увеличением содержания белка (до 10 мас. ч.) и соевой муки. Прочность смеси падает с увеличением содержания соевого белка и растет с увеличением содержания соевой муки (до 10 мас. ч.).

4. Показано, что введение соевого белка (до 10 мас. ч.) существенно увеличивает напряжение, в вулканизате превышая уровень резин на основе НК, при этом снижаются прочностные свойства.

5. Установлено, что введение соевой муки в количестве до 6 мас. ч. несколько улучшают механические свойства резин, не превышая при этом уровень свойств резин, содержащих соевый белок..

6. Рассмотрены пожароопасные и токсилогичесие свойства материалов, категории взрыво- и пожароопасности электроприборов и оборудования, микроклимат и освещенность рабочей зоны, где проводился эксперимент. Доказано, что помещение лаборатории относится к пожароопасным, категории А.

7. Проведен упрощенный экологический анализ. Показано, что проведенная экспериментальная рабата не нанесла значительного ущерба окружающей среде.

8. Проведенные исследования показали перспективность проведения модификации синтетического полиизопрена липидным остатком биомассы Rhodobacter capsulatus, соевым белком и соевой мукой с целью получения каучука, резиновых смесей и вулканизатов на его основе с улучшенным комплексом свойств.


11. Список литературы


  1. Возниковский А.П., Дмитриева И.П., Клюбин В.П. и др. //Международная конференция по каучуку и резине. М. 1994.
    Т. 2. С. 499-506.

  2. Таnaka, Y. //Inter. Rubber Conf. Cobe. 1995. P. 27-30.

  3. Соmpoz-Lopez E., Palacios J. //J. of Polymers Sciens. 1976. V. 14.

  4. Golub U.A., Fugua P.S., Bhacea N.S. //J. of the Amer.Chem. Soc. 1962. V. 84. N 24. P. 4981-4982.

  5. Baba, T., Allen, C.M. //Archs Biochem. Biophys. 1980. N 200. P. 474.

  6. Allen, C.M., Keenan, M.O., Sack, J. //Archs Biochem. Biophys. 1976. V. 61. N 175. P. 236.

  7. Натуральный каучук. Пер. с англ. //Под ред. А. Робертса. М.: Мир, 1990. Т.1. С. 82.

  8. В патенте США № 4638028.

  9. Евдокимова О.А., Шестаков А.С., Моисеев В.В. Некоторые особенности биогенеза натурального каучука: Тем. обзор. М.: ЦНИИТЭнефтехим. 1993. С. 18.

  10. Gorton, A.D.T., Pendle, T.D. //International. Rubber Conference. Kuala Lumpur. 1985.

  11. Ho, C.C., Subramanian, A., Wong, W.,M. //In Proc. Int. Rubber. Conf. Kuala Lumpur. 1975. V. 2. P. 441.

  12. Cockbain, E.G. //Rubb. Age. 1948. N 62. P. 649.

  13. Pendle T.D. //Recent advances In Latex technology. Seminar Rarers. Hartfort, U.K. 1993. P. 49-56.

  14. Oqyra Kyozo // Kovyncu, Kubunshi, High Polim. 1983 V.32 N.12 P.835-857

  15. Buofutur. 1987 N.55 P.74

  16. Богачева Е.Н., Жуков Д.Н., Шишков А.В. и др // Биоорганич. хим. 1985 Т.11. N8.С.1130-1134

  17. Исследование структуры и состава полимера, синтезированного биохимическим способом. Отчет НИИШП N 7-8-82. 1983.

  18. Грегг. Е.С., Макей Дж.// Международный симпозиум по изопреновому каучуку М.1972

  19. Burfield D., Chew L., Gan S. // J. Polimer. 1976 V.17. August. P.713-716

  20. Shimomura Y., White J., Spruiell J. // Int. Appl. Pol. Sci. 1982 V.27 N.9 P.3553-3567

  21. Масагутова Л.В., Полуэктова Л.Е., Сапронов В.А. и др // Препринты международной конференции по каучуку и резине М. 1984 А-59

  22. Полуэктова Л.Е., Микуленко Н.А., Масагутова Л.В. // Всесоюзная научно-техническая конфиренция по полиизопрену М. 1987 С. 26

  23. Лонина Н.И. Исследования модификации синтетического полиизопрена аминокислотами и их производными // Автореф. дисс. к. х. н. М. 1979

  24. Масагутова Л.В., Полуэктова Л.Е. Исследования структуры, состава и свойств усовершенствованных каучуков, резин на их основе. Отчет НИИШП N 8-59-87 М. 1988 N госрег. 01860046620

  25. Лыкин А.С., Масагутова Л.В., Полуэктова Л.Е. Оценка современного уровня качества синтетического полиизопрена и основные направления работ по его усовершенствованию. Отчет НИИШП N 7-145-85 М. 1985 N госрег. 01890069543

  26. Кестнер А.И. // Успехи химии. 1974 Т. 43 N. 8 С. 1480-1508

  27. Моисеев В.В., Попова О.К., Косовцев В.В. и др. Применение белков при получении эластомеров. Тем. обзор М. ЦНИИТЭнефтехим 1985

  28. Полесская С.Ф., Конкон А.А. // Ж. ВХО им. Д.И. Менделеева. 1970 Т. 15 N 6 С. 711

  29. Туторский И.А., Потапов Е.Э., Шварц А.Г. Химическая модификация эластомеров. М. Химия 1993

  30. Пат. 3313749 (США) 1967

  31. Baker C. // NR Technical Bulletine 1974

  32. Имнадзе Е.Г. Модификация водной дисперсии синтетического цис-1,4-полиизопрена серосодержащими аминокислотами Дисс. к. х. н. М. 1987

  33. Пат. 57-10881 (Япония) 1982

  34. Коршак В.В., Штильман М.И. Полимеры в процессах иммобилизации и модификации природных соединений 1984

  35. Потапов Е.Э. // Всесоюзная научно-техническая конфиренция по полиизопрену М. 1987 С. 24

  36. Алексеенко В.В., Исмаилова Д.Ю., Алексеева В.В. и др. // Научно-техническая конфиренция “Биотехнологические и биотехнические процессы в мясной и молочной промышленности” М. 1987 С. 68

  37. Пат. 1426985 (СССР) 1982

  38. Агалакова Н.В., Хлебов Г.А., Филатова Л.И.// Научно-техническая конфиренция “Разработка и внедрение безотходных технологий, использование вторичных ресурсов - пути повышения эффективности производства” Киров. 1986 С. 13

  39. Kramer R., Wuthrich C., Bollier C. // Biochem. Et. Biophys. Acta. 1978 V.32 N.507 N 3 P.381-394

  40. Баранец И.В., Новикова Г.Е., Марей А.И. физические и механические свойства новых эластомеров. М.: ЦНИИТЭнефтехим. 1978. С.25-30

  41. Марей А.И., Новикова Г.Е., Петрова Г.П. и др. //Каучук и резина. 1974. № 2. С. 5-7

  42. Кошелев Ф. Ф., Корнев А. Е., Буканов А. М. Общая технология резины. // «Химия»,1978, Москва, С. 528

  43. Кейтс М. «Техника липидологии», издательство «Мир», Москва, 1975

  44. Моисеев В.В. и др. Применение белков при получении эластомеров. Обзор. М., 1985

  45. Cheritat R., Coutchouc 1959, v. 36, No. 9, f.382, p. 1191

  46. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. Справочник т.1-2. - М.: Химия, 1990

  47. Вредные вещества в промышленности. Под редакцией Н.В.Лазарева, И.Д.Гадискиной. Л.,Химия, 1977, т.3,608с.

  48. Бобков А.С., Блинов А.А., Роздин И.А., Хабарова Е.И. Охрана труда и экологическая безопасность в химической промышленности. - М.: Химия, 1997.

49. Справочник по охране труда // под редакцией Вареник О.Н. // М. электронное изд., 2003