Применение хлоропреновых, пипериленовых и изопреновых латексов при изготовлении бумагоподобных материалов

Цель исследования ‒ влияние концентрации и природы синтетических хлоропреновых, пипериленовых и изопреновых латексов на физико-механические свойства бумагоподобного материала на основе минеральных волокон. Методология проведения работы заключалась в изготовлении и испытании лабораторных образцов отливок асбестового картона, полученных из композиции состава, мас. ч.: 100 ‒ асбестовое волокно сорта  М-4-20; 5‒60 ‒ латексы: хлоропреновый Л-7; пипериленовый ПНК-33/2; изопреновый СЛИН-40, для проклейки асбестового волокна сорта М-4-20; 3‒6 ‒ сульфат алюминия в качестве коагулянта. Механические и гидрофобные свойства полученного материала характеризуют физико-механические показатели: разрывная длина (L, м); сопротивление раздиранию (Е, мН); сопротивление продавливанию (Р_о, кПа); впитываемость при одностороннем смачивании (G, г/м²); капиллярная впитываемость (B, мм); степень проклейки (С, с/мм). Результаты работы: При увеличении содержания ПНК-33/2 в исходной массе (5–40 мас.ч.) увеличиваются разрывная длина. сопротивление раздиранию и продавливанию: L, м / Е, мН / Р_о, кПа = (330–380)–(550–626)/(930–1660)– (2600)/(15–29)–(35-40). Прочность отливок со СЛИН-40 практически не зависит от содержания связующего

(10–60 мас.ч.), изменяясь в интервалах при концентрации коагулянта (3–6 мас.ч.): L, м / Е, мН / Р_о, кПа = (160– 200)–(180–240)/(1600–1700)–(1300–1700)/(15–17)–(17–24). Гидрофобные свойства готового материала с ПНК-

33/2 и СЛИН-40 достаточно высокие и усиливаются с ростом содержания связующих в исходной массе (10–40 мас.ч.) при концентрации коагулянта (3–6 мас.ч.) в интервалах: G, г/м² / В, мм / С, с/мм = (2,0–0,3)–(1,8– 1,0)/(2,0–0,5)–(1,5–0,3)/(100–1500)–(150–1200). Выводы: материал с высокими прочностными и гидрофобными свойствами можно получить, используя латекс 30–40 мас.ч. ПНК-33/2 и 3–4 мас.ч. Al₂(SO₄)₃.

1. Bagchi S. K., Patnaik R., Rawat I. Beneficiation of paper-pulp industrial wastewater for improved outdoor biomass cultivation and biodiesel production using Tetradesmus obliquus (Turpin) Kützing. Renewable Energy. 2024. Vol. 222. 119848. DOI: 10.1016/j.renene.2023.119848.

2. Sharma D., Sahu S., Singh G. An eco-friendly process for xylose production from waste of pulp and paper industry with xylanase catalyst. Sustainable Chemistry for the Environment. 2023. Vol. 3. 100024. DOI: 10.1016/j.scenv.2023.100024.

3. Steephen A., Preethi V., Annenewmy B. Solar photocatalytic hydrogen production from pulp and paper wastewater. International Journal of Hydrogen Energy. 2024. Vol. 52. Part A. P. 1393‒1404. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2023.03.381.

4. Romaní A., Del-Río P. G., Rubira A. Covalorization of discarded wood pinchips and sludge from the pulp and paper industry for production of advanced biofuels. Industrial Crops and Products. 2024. Vol. 209. 117992. DOI: 10.1016/j.indcrop.2023.117992.

5. Yang M., Li J., Wang S. Status and trends of enzyme cocktails for efficient and ecological production in the pulp and paper industry. Journal of Cleaner Production. 2023. Vol. 418. 138196. DOI: 10.1016/j.jclepro.2023.138196.

6. Axelrod L., Charron P., Tahir I. The effect of pulp production times on the characteristics and properties of hemp-based paper. Materials Today Communications. 2023. Vol. 34. 104976. DOI:10.1016/j.mtcomm.2022.104976.

7. Дерягин Б. В., Чураев М. В., Муллер В. М. Поверхностные силы. М. : Наука, 1985. 398 с.

8. Elovenko D., Kräusel V. The study of thermal conductivity of asbestos cardboard and fire clay powder to assess the possibility of their application in prefabricated structures of cylindrical housings of pressure vessels. Materials Today: Proceedings. 2019. Vol. 19. Part 5. P. 2389‒2395. DOI: 10.1016/j.matpr.2019.08.041.

9. Modica G., Giuffre L., Montoneri E. Electrolytic separators from asbestos cardboard: A flexible technique to obtain reinforced diaphragms or ion-selective membranes. International Journal of Hydrogen Energy. 1983. Vol. 8. Iss. 6. P. 419‒435. DOI: 10.1016/0360-3199(83)90163-5.

10. Obmiński A. Asbestos in building and its destruction. Construction and Building Materials. 2020. Vol. 249. 118685. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2020.118685.

11. Akylbekov Y., Shevko V., Karatayeva G. Thermodynamic prediction of the possibility of comprehensive processing chrysotile-asbestos waste. Case Studies in Chemical and Environmental Engineering. 2023. Vol. 8. 100488. DOI: 10.1016/j.cscee.2023.100488.

12. Avataneo C., Petriglieri J.R., Capella S. Chrysotile asbestos migration in air from contaminated water: An experimental simulation. Journal of Hazardous Materials. 2022. Vol. 424. Part C. 127528. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2021.127528.

13. Tan Y., Zou Z., Qu J. Mechanochemical conversion of chrysotile asbestos tailing into struvite for full elements utilization as citric-acid soluble fertilizer. Journal of Cleaner Production. 2021. Vol. 283. 124637. DOI: 10. 1016/j.jclepro.2020.124637.

14. Castoldi R. S., Liebscher M., Souza L. M. S. Effect of polymeric fiber coating on the mechanical performance, water absorption, and interfacial bond with cement-based matrices. Construction and Building Materials. 2023. Vol.404. 133222. DOI:10.1016/j.conbuildmat.2023.133222.

15. Bakatovich A., Gaspar F., Boltrushevich N. Thermal insulation material based on reed and straw fibres bonded with sodium silicate and rosin. Construction and Building Materials. 2022. Vol. 352. 129055. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2022.129055.

16. Geng Y., Nie Y., Du H. Coagulation performance and floc characteristics of Fe–Ti–V ternary inorganic coagulant for organic wastewater treatment. Journal of Water Process Engineering. 2023. Vol. 56. 104344. DOI: 10.1016/j.jwpe.2023.104344.

17. Yi J., Chen Z., Xu D. Preparation of a coagulant of polysilicate aluminum ferric from foundry dust and its coagulation performance in treatment of swine wastewater. Journal of Cleaner Production. 2024. Vol. 434. 140400. DOI: 10. 1016/j.jclepro.2023.140400.

18. Zeng H., Tang H., Sun W. Deep dewatering of bauxite residue via the synergy of surfactant, coagulant, and flocculant: Effect of surfactants on dewatering and settling properties. Separation and Purification Technology. 2022. Vol. 302. 122110. DOI: 10.1016/j.seppur.2022.122110.

19. Chen J., Li X., Cai W. High-efficiency extraction of aluminum from low-grade kaolin via a novel lowtemperature activation method for the preparation of polyaluminum-ferric-sulfate coagulant. Journal of Cleaner Production. 2020. Vol. 257. 120399. DOI: 10.1016/j.jclepro.2020.120399.

20. Şengı̇l A. The utilization of alunite ore as a coagulant aid. Water Research. 1995. Vol. 29. Iss. 8. P. 1988‒1992. DOI: 10.1016/0043-1354(94)00534-E.

21. Губарев А.А. Проклейка бумаги и картона в нейтральной среде с использованием сернокислого алюминия : автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.21.03. Минск, 2000. 23 с.

22. Москвитин Н. И. Физико-химические основы процессов склеивания и прилипания. М. : Лесная промышленность, 1974. 192 с.

23. Энгельгардт Г., Гранич К., Риттер К. Проклейка бумаги. М. : Лесная промышленность, 1975. 224 с.

24. Фляте Д. М. Свойства бумаги. М. : Лесная промышленность, 1986. 680 с.

25. Дубовый В. К. Бумагоподобные композиционные материалы на основе минеральных волокон : дис. … д-ра техн. наук: 05.21.03. Санкт-Петербург, 2006. 370 с.

26. Машины, процессы и оборудование целлюлозно-бумажных производств : сб. ст. Вып. 29 / отв. ред. А. И. Бродоцкий. Ленинград : ЛТИ ЦБП, 1973. 185 с.

27. Еркова Л. Н., Чечик О. С. Латексы. Л. : Химия, 1983. 224 с.