В настоящее время в промышленных масштабах активно внедряются технологии, предусматривающие переработку и использование отходов и побочных продуктов химических, нефтехимических и других производств. На основе данных отходов в ряде случаев предусмотрено получение низкомолекулярных сополимеров которые находят применение в производстве лакокрасочных материалов, в композиционных составах различного назначения, для защиты древесины и др. Одним из перспективных направлений утилизации побочных продуктов нефтехимии является переработка их в добавки, обладающие многофункциональными свойствами, для эластомерных композиций [1]. Модификация эмульсионных каучуков изготовленными многофункциональными добавками позволит повысить эксплуатационные характеристики изделий, полученных на их основе.
В тоже время, полученные на основе отходов и побочных продуктов олигомерные полимерные материалы не обладают в полной мере требуемым комплексом свойств. Повысить некоторые показатели олигомеров возможно путем их модификации [2]. В качестве олигомерного материала использован стиролсодержащий олигомер, синтезированный из побочных продуктов производства полибутадиена. Анализ состава стиролсодержащего олигомера показал, что в нем отсутствуют активные кислородсодержащие функциональные группы. С целью дополнительного введения функциональных групп в стиролсодержащий олигомер проведена его модификация высокотемпературной обработкой в присутствии малеинового ангидрида (МА), гидропероксида пинана (ГП) и отхода производства фталевого ангидрида, содержащего малеиновую кислоту (ОМК).
Взаимодействие МА со стиролсодержащим олигомером из отходов производства полибутадиена может протекать по нескольким направлениям, основными из которых являются: присоединение МА по двойным связям - реакция Дильса-Альдера, приводящая к снижению непредельности и сополимеризация (или сшивка) молекул олигомера МА.
Высокотемпературная обработка стиролсодержащего олигомера в присутствии ГП сопровождается возрастанием кислотного числа с увеличением его дозировки и снижением молекулярной массы в первые 15 - 18 ч процесса, что свидетельствует о протекании процессов окислительной деструкции, приводящей к образованию кислородсодержащих функциональных групп. Установлено, что наилучшими условиями модификации стиролсодержащего олигомера являются: МА - температура процесса 160 оС, продолжительность 18 - 20 ч, дозировка МА 3 - 5 % мас.; ГП - температура процесса 100 оС, продолжительность процесса 15 - 18 ч, дозировка ГП 3 % мас.
Модификация стиролсодержащего олигомера ОМК позволяет получить олигомер с повышенным количеством кислородсодержащих функциональных групп и одновременно решить вопросы экологического характера. Модификация стиролсодержащего олигомера ОМК при 160 оС в первые 18-20 ч сопровождается ростом средней молекулярной массы получаемого олигомера, что возможно связано с протеканием процессов структурирования, за счет присоединением ОМК к макромолекулам по месту разрыва двойных связей полимерных цепей. Дальнейшее увеличение продолжительности процесса (более 20 ч) приводит к снижению молекулярной массы, что свидетельствует об усилении в системе процессов деструкции. В процессе модификации изменение кислотного числа проходит через максимум, что связано с частичной дегидратацией малеиновой кислоты и превращением ее в МА. Снижение бромного числа свидетельствует об уменьшении количества двойных связей в получаемом олигомере.
Таким образом, из отходов и побочных продуктов нефтехимии получены немодифицированные и модифицированные стиролсодержащие олигомеры, которые могут использоваться в качестве олигомерных добавок для эластомерных композиций, для защитной обработки древесины и изделий на ее основе, в качестве многофункциональных добавок в производстве эмульсионных растворных каучуков.