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不同硫磺形態(tài)在橡膠中應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間：
2020-04-10
一、普通硫磺和不溶性硫磺在橡膠中的應(yīng)用
作為天然橡膠和合成橡膠最通用、最重要的硫化劑——硫磺，是工業(yè)橡膠中不可或缺的產(chǎn)品，應(yīng)用非常廣泛。但兩者的用途和使用要點(diǎn)，有明顯的區(qū)別。
硫磺就種類(lèi)而言，可分為普通硫磺和不溶性硫磺。
（一）普通硫磺在橡膠中應(yīng)用
硫磺在橡膠中的溶解度隨溫度升高而增大，而普通硫磺在橡膠中的溶解度為1%，隨溫度降低時(shí)，硫黃在膠料中的配合量超過(guò)了它的溶解度達(dá)到過(guò)飽和，就從膠料內(nèi)部析出到表面上，形成一層白霜，這種現(xiàn)象叫噴霜?；蛘哂昧砍^(guò)其溶解度部分時(shí)的普通硫磺在膠料冷卻后會(huì)噴出表面，即噴霜。
噴霜的不利影響：
1、破壞了硫黃在膠料中分散的均勻性；
2、使膠料表面粘著性下降，給加工帶來(lái)困難。
避免噴霜應(yīng)采取的措施：
1、應(yīng)在盡可能低的溫度下加入硫黃；
2、使用不溶性硫黃；
3、使用合理的加料順序；
4、減少硫黃用量，增大促進(jìn)劑用量。
（二）不溶性硫磺在橡膠中應(yīng)用
不溶性硫磺是硫磺的聚合體，不溶于二硫化碳和水，性質(zhì)不穩(wěn)定，易轉(zhuǎn)化為不溶性硫磺。溫度增高，轉(zhuǎn)化速度加快。為防止轉(zhuǎn)化可加入少量氯、溴、碘一氯化硫、二烯類(lèi)烴。將α-硫加熱至高溫（接近沸點(diǎn)），當(dāng)成為黑褐色黏狀液體后迅速冷卻即聚合成不溶性硫磺。也可將過(guò)熱硫磺蒸汽噴于冷水中迅速冷卻至90度以下制得。
不溶性硫磺常用于特殊橡膠品的硫化劑，相對(duì)于普通硫磺，其有如下也優(yōu)點(diǎn)：
1、不溶性硫磺在橡膠中以分散狀態(tài)存在，使得膠料不噴霜，有良好的粘性，同時(shí)可保證淺色制品的外觀質(zhì)量。
2、不溶性硫磺在膠料中均勻分散，有效地抵制硫磺的聚集，減少膠料存放過(guò)程的焦燒傾向。
3、不溶性硫磺使膠料在存放期內(nèi)不噴霜，保持膠料組份性能均一。防止對(duì)制品和模具的污染，并去掉了為克服噴霜而增添的涂漿 工藝，為生產(chǎn)聯(lián)動(dòng)化提供條件。
4、不溶性硫磺使橡膠在相鄰膠層中無(wú)遷移現(xiàn)象。特別是在順膠和丁丁基膠的膠料中，而普通硫磺遷移速度很高，配加不溶性硫磺后則可避免。
5、它能保持半成品部件間的黏性，有利于成型操作，而且確保產(chǎn)品硫化的均勻性，保證產(chǎn)品質(zhì)量。
不溶性硫磺可用于制造輪胎、膠帶、膠管、膠鞋、工業(yè)制品和乳膠制品等，并已在橡膠與鋼絲的粘合中普遍采用。作為硫化劑使用時(shí)，不溶性硫磺可在混煉時(shí)直接加入膠料中，普通硫磺宜在開(kāi)煉機(jī)冷輥上加入，最好在其他配合劑加完后再加。不溶性硫磺可在密煉機(jī)上加，但應(yīng)在排膠前在溫度低于90度的條件下加入。當(dāng)用于軟質(zhì)橡膠時(shí)，一般用量為0.2~5.0質(zhì)量份，用量于硬質(zhì)橡膠時(shí)，用量可高達(dá)25~40質(zhì)量份。
二、微膠囊包覆硫磺天然橡膠中的應(yīng)用
硫磺作為橡膠的硫化體系,在橡膠工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。但普通硫磺在橡膠中的溶解度隨溫度的變化而產(chǎn)生波動(dòng),在橡膠加工的陳化過(guò)程中,前期已經(jīng)得以均勻分散的硫磺會(huì)因溫度降低而從橡膠中析出,造成橡膠加工過(guò)程中常常出現(xiàn)噴霜現(xiàn)象,這實(shí)質(zhì)上產(chǎn)生或加重了硫磺在橡膠基體中分散不均現(xiàn)象,影響了橡膠的正常使用。另外,由于硫磺與橡膠兩者極性相異,使硫磺在橡膠基體中容易團(tuán)聚,難以達(dá)到均與分布,進(jìn)而造成硫化后橡膠內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不均勻性。這會(huì)嚴(yán)重影響橡膠力學(xué)性能,并在橡膠制品的生產(chǎn)中嚴(yán)重降低產(chǎn)品的合格率,造成巨大的能源與物力、人力的浪費(fèi)。另外,普通硫磺具有一定的毒性,尤其是其受熱后產(chǎn)生的硫蒸汽以及經(jīng)過(guò)氧化后產(chǎn)生的二氧化硫都會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生巨大的毒害作用。
基于以上實(shí)際生產(chǎn)中產(chǎn)生的問(wèn)題,目前通過(guò)采用新的技術(shù)，通過(guò)對(duì)普通硫磺進(jìn)行包覆的方法來(lái)克服普通硫磺以上使用問(wèn)題。對(duì)硫磺進(jìn)行包覆處理后不但可以有效解決以上諸如噴霜、硫磺分散不均而導(dǎo)致的硫化膠力學(xué)性能不均的問(wèn)題、使硫磺更穩(wěn)定安全,而且可以通過(guò)調(diào)節(jié)包覆材料的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)而達(dá)到控制硫磺的釋放,一方面可以提高硫磺及橡膠的有效利用率,同時(shí)還可以適當(dāng)延長(zhǎng)焦燒時(shí)間,有利于橡膠的加工成型。
目前常用的包覆材料包含一系列不同分子量的低分子量聚乙烯醇、乙烯醇乙烯基三乙氧基硅烷共聚物、甲基含氫二氯硅烷改性后聚乙烯醇、聚苯乙烯等，采用不同的包覆手段,制備出了一系列包覆硫磺。
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