Ккомплексное использование отходов позволяет экономить материальные и сырьевые ресурсы предприятия, использующего отходы различных отраслей промышленности. Так в процессе транспортировки, добычи и переработки нефти образуется значительное количество так называемых нефтяных шламов, представляющие собой донные осадки сооружений механической очистки сточных вод, продукты зачистки железнодорожных цистерн и резервуаров. Значительное количество этих шламов не подвергается вторичной переработке, а сжигается и удаляется в отвалы, которые занимают большие площади и являются источником загрязнения воздушного и водного бассейнов.

Объектом исследования настоящей работы был нефтешлам, полученный в результате механической очистки стоков с электрообессоливающей установки (ЭЛОУ) ОАО Ярославнефтеоргсинтез, из которого удалены металлические частицы, частицы песка и влага. Ранее [1] было установлено, использование нефтешлама в качестве комплексной модифицирующей добавки, позволяющей улучшить физико-механические показатели резин, однако недостатком данного отхода является трудность в дозировании его при загрузке в смесительное оборудование. Для решения поставленной задачи был использован отход фарфорового завода, содержащий в своем составе значительное количество кремнекислоты. Целью настоящей работы является исследование реологических особенностей совмещения отхода-кремнезема (КЗ) и нефтешлама с полимером.

Известно, что в неполярных и малополярных каучуках минеральные гидрофильные наполнители обладают относительно слабой усиливающей способностью по сравнению с углеродной сажей. Однако, модифицируя поверхность частиц минерального наполнителя путем гидрофобизации поверхностно-активными веществами можно усилить молекулярную связь полимера с твердой поверхностью и тем самым значительно упрочнить систему полимер- наполнитель. [2]. Для оценки активности наполнителя, а также исследования закономерностей адсорбционной активации их использован метод изучения процессов на моделях в виде смеси наполнителей с полимером в растворе органического растворителя. Прочность, образующихся структур в таких модельных системах, определяемой содержанием кислородсодержащих групп и характеристической вязкостью смеси [η], можно характеризовать усиление связи частиц наполнителя с полимером. В качестве модельных систем использовали полимерные композиции на основе СКИ-3 и отхода кремнезема в комбинации с нефтешламом при общем содержании наполнителей в количестве 5,10,30, мас.ч. на 100мас.ч. каучука в толуоле (рис.1).

рис.1. Зависимость характеристической вязкости полимерной композиции и отхода кремнезема в количестве 5мас.ч.(1), 10мас.ч.(2), 30мас.ч.(3) от содержания нефтешлама

Установлено, что зависимость характеристической вязкости полимерной композиции изменяется неаддитивно и уровень ее изменения зависит от содержания наполнителей. Наименьшее значение вязкости обеспечивает нефтешлам до 30% в комбинации с полимером. Установлено, что при увеличении содержания нефтешлама в комбинации с полиизопреном уменьшается вязкость смеси и уменьшается жесткость полимерных цепей, что связано с пластифицирующим действием нефтеотхода.

Наличие гидроксильных групп обуславливают высокую сорбционную активность кремнеземов, а блокировка этих групп лишает диоксид кремния усиливающего действия более 30 мас.ч. нефтешлама, о чем свидетельствует уменьшение кислородсодержащих групп на поверхности композиции, содержащей 5 мас. ч. кремнезема (рис.2).

рис.2. Зависимость содержания кислородсодержащих групп полимерной композиции и отхода кремнезема в количестве 5мас.ч.(1), 10мас.ч.(2), 30мас.ч.(3) от содержания нефтешлама

Усиливающее действие кремнекислоты с нефтеотходом наиболее ярко выражено от 10 до 30 мас.ч кремнезема независимо от содержания нефтешлама. По-видимому, образуется коллоидная система, в которой кремнезем является дисперсной фазой, а нефтешлам дисперсионной средой, на поверхности которого находится большее количество активных групп, усиливающие взаимодействие друг с другом. Установлено, что группы ОН, находящиеся на поверхности диоксида кремния оказывают положительное влияние на усиливающие свойства композиции до 30 мас.ч. кремнезема (рис.3).