Спосіб одержання плоскої гумової плівки

Изобретение относится к области переработки эластомеров в изделия, в частности к способам получения плоских резиновых пленок, и может быть использовано в производстве полупроницаемых мембран для разделения жидких или газовых смесей. В настоящее время полимерные и резиновые пленки, используемые в качестве полупроницаемых мембран, получают в основном из раствора соответственно полимера и каучука (латекса) [Брык М. Т., Цапюк Е. А., Твердый А. А. Мембранная технология в промышленности. - К.: Техника, 1990. - С. 69]. Их толщина при этом составляет 80-100 мкм и менее. Однако получение пленок указанной толщины из расплавов полимеров и, особенно, из резины представляет определенные трудности (в силу низкой механической прочности сырой, то есть невулканизированной резины). Tакие пленки часто имеют различные поверхностные дефекты, воздушные включения, неплотности и разрывы. Эта проблема особенно актуальна в производстве полупроницаемых мембран, используемых для разделения жидких и газовых смесей и получаемых при формовании сырой резины, например резины на основе силиконового каучука, с ее последующей вулканизацией. Проницаемость таких мембран обратно пропорциональна квадрату их толщины, а качество в настоящее время гарантируется при минимальной толщине 0,4-0,6 мм. Более перспективным является получение полупроницаемых мембран высокопроизводительным способом их формования из расплава на валковых машинах (каландрах или вальцах). Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому техническому решению является способ получения плоской резиновой пленки, при котором исходную смесь формуют на каландрах в виде плоской пленки, а затем вулканизуют [Кошелев Ф. Ф., Коренев А. Е., Климов Н. С. Общая технология резины. - М.: Химия, 1968. - С. 352-354]. Недостатком указанного способа является невозможность получения качественных плоских резиновых пленок толщиной менее 0,15мм (см, там же. - С. 354), особенно необходимых в производстве разделительных полупроницаемых мембран. На практике же толщина плоских резиновых пленок, получаемых на валковых машинах из расплавов и пригодных для использования в качестве полупроницаемых мембран, составляет 0,5-0,8 мм. Особенно сложно получить качественную тонкую пленку из резины на основе кремнийорганических каучуков, так как при температуре формования у этих резин адгезия к металлическим валкам каландра или вальцам нередко превышает когезионные силы, в результате чего съем таких пленок с валков затруднен, а иногда и невозможен. В основу настоящего изобретения поставлена задача создания способа получения плоской резиновой пленки, при котором резиновую смесь формуют на подложку, которую после вулканизации удаляют, чем обеспечивается получение тонкой резиновой пленки с высокими физико-механическими свойствами и, за счет этого, возможность использования таких пленок в качестве полупроницаемых мембран для разделения жидких и газовых смесей. Поставленная задача решается тем, что при способе получения плоской резиновой пленки, включающем формование и последующую вулканизацию резиновой смеси, согласно настоящему техническому решению, формование исходной смеси осуществляют на подложку, которую после вулканизации резины удаляют, при этом в предпочтительном варианте реализации способа в качестве материала подложки используют термостойкий полимер, например полиэтилентерефталат, с водорастворимым покрытием, формование исходной смеси осуществляют на подложку со стороны водорастворимого покрытия, а удаление подложки от резиновой пленки - растворением покрытия подложки в воде. При реализации данного способа сырая резина, обладающая низкой механической прочностью, приводится в соприкосновение) с относительно прочной и жесткой, например полимерной или бумажной, подложкой с образованием при формовании механического соединения "резина-подложка". После вулканизации резины, находящейся на подложке, резина приобретает необходимые физико-механические свойства, в первую очередь прочность, Затем подложку удаляют и резину используют по назначению. В качестве подложки можно использовать пленку из полиэтилентерефталата (лавсана) и водорастворимым покрытием. Лавсан обладает высокой термостойкостью (температура переработки 270280°С), прочностью, малым удлинением (что позволяет формовать резиновую пленку стабильных размеров с высоким качеством поверхности). Лавсан сохраняет все свои физико-механические свойства при температуре вулканизации большинства резин (обычно до 200°С), поэтому подложка из лавсана при вулканизации и после нее не претерпевает каких-либо изменений, Погружением полученной трехслойной пленки (подложка-покрытие-резина) в воду достигается растворение слоя покрытия между подложкой и резиновой пленкой и отделение последней от подложки. После нанесения на подложку нового слоя водорастворимого покрытия ее вновь можно использовать для получения резиновой пленки по данному способу. На фиг. 1 изображена схема получения пленки вальцеванием; на фиг. 2 - схема получения пленки каландрованием; на фиг. 3 - схема получения пленки посредством ракли и вращающегося валка; на фиг. 4 схема получения пленки посредством ракли и плоской опорной поверхности. Пример 1. Резиновую смесь на основе силиконового каучука марки СКТВ раскатывают на вальцах до толщины 0,05мм (фиг. 1). После получения на одном из валков пленки требуемого качества в межвалковый зазор подают лавсановую пленку, покрытую поливиниловым спиртом. Под действием усилий со стороны валков и большей адгезии резины к покрытию подложки, чем к валку, происходит обкладка (покрытие) подложки резиной. Затем в вулканизационном шкафу осуществляют поэтапную вулканизацию резины: при 50°С в течение одного часа, при 100°С в течение одного часа и при 200°С в течение шести часов. После остывания полученную трехслойную пленку (лавсан-поливиниловый спирт-резина) помещают в воду, в которой происходит растворение поливинилового спирта, и резиновая пленка легко отделяется от лавсана. Полученная пленка в качестве полупроницаемой мембраны была успешно использована в мембранной установке для очистки промышленных сточных вод от органических примесей. Пример 2. Резиновую смесь по примеру 1 раскатывают на вальцах до толщины 0,08 мм (см. фиг. 1). После получения на одном из валков пленки требуемого качества в межвалковый зазор подают лист бумаги. Вышедшую из зазора вальцов покрытую сырой резиной бумагу помещают в вулканизационный шкаф, где осуществляют поэтапную вулканизацию резины: при 50°С в течение одного часа, при 100°С в течение одного часа и при 170°С в течение семи часов. После остывания полученную слоистую пленку (бумага-резина) помещают в концентрированную серную кислоту, в которой происходит растворение бумаги. Затем резиновую пленку промывают в проточной воде и сушат, после чего она пригодна для использования, например в качестве полупроницаемой мембраны. Использование предлагаемого способа, несложного в реализации, позволит существенно уменьшить толщину получаемых резиновых пленок высокого качества, которые могут найти применение в самых разнообразных областях промышленности и в первую очередь - в мембранной технологии,