Введение. Выпуск синтетических эмульсионных каучуков и латексов неуклонно возрастает, что обосновано широким применением их при изготовлении шинной и резинотехнической продукции, выпуске композиционных материалов различного назначения [1–7].  Совершенствование технологии их производства, внедрение нового аппаратурного оформления, инициирующих и коагулирующих систем позволяет интенсифицировать процесс, повысить производительность, снизить материальные и энергетические затраты. Однако технологический процесс по их изготовлению несет значительную экологическую нагрузку, так, как и в настоящее время на ряде предприятий нефтехимической отрасли в процессе выделения каучуков из латекса в качестве коагулирующего агента используется водный раствор хлорида натрия, расход которого достигает 200 кг на тонну каучука. Это объясняется тем, что применение других коагулирующих агентов сопряжено с существенным изменением технологии выделения каучука, а, следовательно, и аппаратурного оформления процесса.  Поэтому важной и актуальной является задача, направленная на разработку новых технологий и технических решений, позволяющих снизить расход хлорида натрия или полностью исключить его применение в технологии производства эмульсионных каучуков [8–12]. Так в работе [8] показана возможность применения в технологии производства каучуков из латексов низкомолекулярных и высокомолекулярных четвертичных солей аммония, расход которых меньше, чем хлорида натрия и других солей. Однако высокая стоимость данных соединений, их токсичность, а также отсутствие возможности их применения в некоторых технологических процессах в значительной степени сдерживает их использование в промышленности синтетического каучука, получаемого эмульсионной полимеризацией.Анализ имеющихся литературных данных показал отсутствие сведений о применении в технологии выделения каучука из латекса в качестве коагулянтов солей на основе d-металлов 4-го периода периодической системы Д.И. Менделеева. Интерес к применению этих солей в технологии выделения каучуков из латексов базируется на том, что они присутствуют в качестве отходов на некоторых химических, нефтехимических предприятиях, а оксид цинка активно используется и в настоящее время в качестве одного из компонентов резиновых смесей. Поэтому поиск новых направлений по использованию данных соединений имеет как научное, так и прикладное значение.В настоящей работе исследована возможность применения солей d-металлов 4-го периода периодической системы Д.М. Менделеева в технологии выделении синтетического каучука СКС-30 АРК из латекса, проведена сравнительная оценка их влияния на процесс коагуляции в сравнении с хлоридом натрия, дана оценка получаемых каучуков и вулканизатов. Методология. Объектом исследования являлся бутадиен-стирольный латекс марки СКС-30 АРК, характеристика которого представлены в таблице 1. Таблица 1Характеристика бутадиен-стирольного латекса производствакаучука СКС-30 АРКНаименование показателейЗначениеСухой остаток, % мас.20,2Поверхностное натяжение, [s], мН/м61,3рН латекса9,5Размер латексных частиц, нм53,6Содержание связанного стирола, % мас.22,1  Коагуляцию каучукового латекса СКС-30 АРК проводили по общепринятой методике [13] с использованием в качестве коагулирующих агентов водные растворы солей, обладающих следующей концентрацией:           хлорид натрия – 10,0 % мас.,            хлорид цинка – 11,0 % мас.,            хлорид никеля – 8,0 % мас.,           хлорид кобальта –7,5 % мас.  В качестве подкисляющего агента применяли 2,0 – ный % по массе водный раствор серной кислоты с расходом 15 кг на 1 тонну каучука. Выделение каучука из латекса проводили при температуре 20 ± 2 °С, 40 ± 2 °С, и 60 ± 2 °С на коагуляционной установке, представляющей собой емкость, снабженную перемешивающим устройством, помещенную в термостат для поддержания заданной температуры. Проведение коагуляции при более высокой температуре объясняется тем, что данный температурный режим имеет место на реальном производстве.  Полноту выделения каучука из латекса оценивали визуально по прозрачности серума и гравиметрически – по массе получаемой крошки каучука. Образующуюся крошку отделяли от серума, промывали водой и после частичного обезвоживания досушивали в сушильном шкафу при температуре 82 ± 2 °С.Основная часть. Полученные экспериментальные результаты показали (табл. 2), что масса выделяемой крошки каучука закономерно возрастала с повышением расхода коагулянта. Однако полнота выделения каучука из латекса достигалась при разных расходных нормах коагулянтов. В случае применения в качестве коагулирующих агентов хлоридов таких d-металлов как цинк, никель, кобальт полнота выделения достигалась при расходе 30–50 кг/т каучука, что соответствует правилу Шульца-Гарди, это в 5–6 раз меньше, чем расход хлорида натрия. Теоретические и экспериментальные исследования указывают на то, что в системе реализуется   нейтрализационный механизм коагуляции за счет химического взаимодействия анионов эмульгатора с солями d-металлов 4-го периода периодической системы Д.М. Менделеева с образованием ионно-солевого комплекса [14]. Продукты данного взаимодействия (реакции 1, 2, 3) теряют растворимость в водной фазе и могут частично захватываться образующейся крошкой каучука:2 R-COOK + ZnCl2 → (R-COO)2 Zn↓+ 2HCl (1)2 R-COOK + NiCl2 → (R-COO)2 Ni↓+ 2HCl (2)2 R-COOK + CoCl2 → (R-COO)2 Co↓+ 2HCl (3)Протекание данных реакций подтверждается изменением окраски вводимых водных растворов солей никеля (зеленая окраска) и кобальта (фиолетовая окраска) в раствор поверхностно-активных веществ, которая затем исчезает. Раствор теряет прозрачность, приобретает молочно-белый цвет вследствие образования данных комплексов. Завершающаяся стадия выделения каучука из латекса сопровождается подкислением коагулируемой системы водным раствором серной кислоты с целью перевода мыл карбоновых кислот и полученного нерастворимого продукта в карбоновые кислоты. Данное взаимодействие приводит к образованию водорастворимых солей d-металлов 4-го периода периодической системы Д.М. Менделеева по следующим реакциям: (R-COO)2 Zn + H2SO4 → 2 R-COOH + ZnSO4  (4)(R-COO)2 Ni + H2SO4 → 2 R-COOH + NiSO4  (5)(R-COO)2 Co + H2SO4 → 2 R-COOH + CoSO4 (6)Подтверждением данного процесса служит изменение окраски коагулируемой системы: водная фаза (серум) приобретает в случае с применения соли никеля зеленое окрашивание, а соли кобальта – фиолетовое. Таким образом, проведенные исследования указывают на тот факт, что соединения никеля, кобальта и цинка преимущественно не захватываются крошкой каучука в виде нерастворимых в воде солей смоляных жирных кислот. Это позволяет использовать серум для приготовления водных растворов этих солей и для приготовления раствора подкисляющего агента с последующим использованием их в процессе выделения каучука из латекса, что создает условия для создания замкнутого технологического цикла с минимизацией экологических рисков. Таблица 2 Выделение каучука из латекса СКС-30 АРК различными коагулянтами Вид коагулянтахлорид натрия Расход хлорида натрия, кг/т каучука10305070100120150рН водной фазы (серума) 20 /40 / 60 °С  3,0 /3,2/3,0Выход коагулюма, %  20 оС                                        40 оС                                       60 оС  34,556,374,780,585,690,597,133,054,874,281,083,991,097,532,355,175,279,684,989,698,0Оценка полноты коагуляциикнкнкнкнкнкпкп              Вид коагулянтаХлорид цинкаРасход хлорида цинка, кг/т каучука510203040––рН водной фазы 20 / 40 / 60 оС  2,4 / 2,5/2,5Выход коагулюма, %   20 оС                                         40 оС                                       60 оС  55,870,388,792,396,4––54,270,988,293,195,8  53,971,089,0493,096,7  Оценка полноты коагуляциикнкнкнкпкп––  Вид коагулянтахлорид никеляРасход хлорида никеля, кг/т каучука51020304050–рН водной фазы 20 /40 / 60 оС  3,6 /3,5/3,6Выход коагулюма, %   20 оС                                         40 оС                                       60 оС  41,065,669,281,184,994,8–41,365,070,981,084,792,9 42,364,970,579,985,693,8 Оценка полноты коагуляциикнкнкнкнкнкп                 Вид коагулянтахлорид кобальтаРасход хлорида кобальта, кг/т каучука51020304050–рН водной фазы 20 / 40 / 60 оС  3,6/3,5/3,5Выход коагулюма, %   20 оС                                        40 оС                                       60 оС  61,274,681,386,591,994,0–61,575,881,588,192,393,9 60,974,982,089,192,594,8 Оценка полноты коагуляциикнкнкнкнкпкп–             Примечание: кн – коагуляция неполная; кп – коагуляция полная.  Исследования по влиянию температуры на полноту выделения каучука из латекса с применением солей d-металлов 4 периода периодической систем Д.И. Менделеева показали, что данный фактор не оказывает влияния на процесс коагуляции. Полнота выделения каучука из латекса достигалась при одних и тех же расходных количествах коагулирующих агентов.Новизна проведенных результатов позволяет внести ряд новых представлений в теорию агрегативной устойчивости синтетических латексов и расширить сведения по влиянию различных видов солей на процесс выделения каучуков из латексов.На основе каучука, выделенного из латекса с применением солей d-металлов 4-го периода периодической системы Д.М. Менделеева, приготовлены резиновые смеси и вулканизаты по общепринятой методике с использованием стандартных ингредиентов.  Испытания показали, что по основным физико-механическим характеристикам экспериментальные образцы соответствуют требованиям, предъявляемым к стандартным смесям [15]. Следовательно, в технологии выделения каучуков из латексов соли d-металлов 4-го периода периодической системы Д.М. Менделеева могут быть использованы.Выводы. Расход хлоридов d-металлов 4 периода на выделение 1 т каучука составляет30–45 кг, что в 5–6 раз меньше расхода хлорида натрия. Температурный режим не оказывает влияния на полноту коагуляции. В процессе выделения каучука из латекса могут быть использованы отходы, содержащие в своем составе соли d-металлов 4 группы периодической системы. По своим основным показателям вулканизаты на основе экспериментальных образцов соответствовали требованиям ГОСТ [16], предъявляемым к каучуку СКС-30 АРК.  Предлагаемая технология создает предпосылки возможности снижения экологической нагрузки на окружающую среду.