Электрохимический синтез 2, 2'-дибензтиазолилдисульфида на переменном токе

Ускорители вулканизации, нашли широкое применение в резинотехнической промышленности, и, как правило, представляют собой сложные органические вещества, содержащие азот и серу. Их использование позволяет удешевить технологический процесс и увеличить производительность вулканизаци-онного оборудования, кроме того, многие из них улучшают механические свойства резиновых изделий, задерживают их старение и дают возможность выполнять такие производственные операции, которые были ранее невозможны. Одним из наиболее распространенных ускорителей вулканизации является 2,2'-дибенз-тиазолилдисульфид (альтакс).

Актуальность темы

В настоящее время ускоритель вулканизации резиновых смесей 2,2'-дибензтиазолилдисульфид (альтакс) получают в промышленности окислением 2-меркаптобензтиазола (каптакса) нитритом натрия в кислой среде. Такой процесс осложняется выделением 2 молей оксида азота (II) на 1 моль целевого продукта, кроме того, образуется сульфат натрия (800 кг/т), требующий дополнительной отмывки продукта, а затем и очистки больших объемов сточных вод (43 м /т).

Известны и другие химические способы получения альтакса, однако всем им присущи недостатки — низкая селективность процесса, образование значительных количеств побочных продуктов, необходимость применения опасных, ядовитых, а зачастую и дорогих катализаторов и растворителей, жестких условий проведения синтеза (высокая температура и давление), сложность управления процессом.

Альтернативой химическим способам получения альтакса является электрохимический синтез, позволяющий снизить отрицательное воздействие на окружающую среду за счет отказа от химических окислителей, а также возможности организации замкнутого цикла использования реагентов и полного исключения выбросов газообразных поллютантов. Кроме того, применение универсального окислителя и восстановителя — электрического тока позволит при необходимости переходить к производству других органических продуктов на том же оборудовании. Важным преимуществом электрохимического синтеза является наличие дополнительных возможностей управления ходом процесса: величина электродного потенциала, асимметрия, частота переменного или скважность импульсного тока.

Приведенные выше возможности электрохимических процессов не были в достаточной мере использованы применительно к разработке процесса получения альтакса. Следовательно, исследование электрохимического поведения аниона 2-меркаптобензтиазола и синтеза 2,2'-дибензтиазолилдисульфида на переменном токе является актуальной задачей.

Цель работы. Изучение электрохимического поведения 2-меркаптобензтиазолатного аниона, разработка прикладных аспектов синтеза 2,2'-дибензтиазолилдисульфида на переменном токе.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1. Исследование электрохимического поведения аниона 2-меркаптобензтиазола на платине методом циклической вольтамперометрии и определение условий проведения препаративного синтеза.

2. Изучение влияния частоты и асимметрии переменного тока на технологические характеристики (выход по току, затраты электроэнергии, производительность электролизера и качество целевого продукта) процесса синтеза 2,2'-дибензтиазолилдисульфида на переменном токе и установление эффективных режимов его проведения.

3. Изучение закономерностей непрерывного поддержания концентрации анионов 2-меркатобензтиазола в зоне электродов на заданном уровне и оценка влияния непрерывной корректировки реакционного раствора на качество целевого продукта.

4. Разработка лабораторного способа и рекомендаций для опытно-промышленной реализации процесса получения альтакса на переменном токе с замкнутым циклом использования воды и реагентов.

В работе использованы следующие методы исследования: метод циклической вольтамперометрии с линейной разверткой потенциаламетод циклической