*.硫黃的品種及用量
(*)品種
硫黃*般有結(jié)晶性和非結(jié)晶性兩種,常用的*般為結(jié)晶性硫黃。
1.粉末硫黃
硫黃在橡膠中的溶解度隨溫度升高而增大,但溫度降低時,硫黃會從橡膠中結(jié)晶析出,形成“噴霜”現(xiàn)象。
噴霜:硫黃在膠料中的配合量超過了它的溶解度達(dá)到過飽和,就從膠料內(nèi)部析出到表面上,形成*層白霜,這種現(xiàn)象叫噴霜。
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,增大促進劑用量。
2.不溶性硫黃
不溶性硫磺 (Insoluble Sulfur),分子式:Su,是*種無毒、可燃的黃色粉末,因其不溶于二硫化碳而得名。它經(jīng)普通硫磺熱聚合制得,分子鏈上的硫原子數(shù)高達(dá)108以上,有高聚物的粘彈性和分子量分布,因此也稱彈性硫或聚合硫,屬于無機高分子化工原料。
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*。防止對制品和模具的污染,并去掉了為克服噴霜而增添的涂漿 工藝,為生產(chǎn)聯(lián)動化提*條件。
4)不溶性硫磺使橡膠在相鄰膠層中無遷移現(xiàn)象。.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)不溶性硫磺縮短了硫化的時間。當(dāng)達(dá)到硫化溫度后,它具有*個“活化階段”,即鏈?zhǔn)浇饩圩饔茫沽蚧俣燃涌欤瑴p少硫磺用量,有利于制品老化性能的改善。
3.膠體硫黃
4.沉降硫黃
(二)硫黃的用量
硫黃在膠料中的用量應(yīng)根據(jù)具體橡膠制品的性質(zhì)而定。橡膠制品根據(jù)其性質(zhì).征可分為三類:
軟質(zhì)橡膠(如輪胎、膠管、膠帶、膠鞋等);硫黃用量*般為0.2~5.0份。
半硬質(zhì)橡膠(如膠輥、紡織皮輥等);硫黃用量*般為8~10份。
硬質(zhì)橡膠(如蓄電池殼、*緣膠板等);硫黃用量*般為25~40份。
二.硫黃的裂解和活性
硫在自然界中主要以菱形硫(Sα–硫)和單斜晶硫(Sβ–硫)的形式存在,前者作為硫化劑使用。硫的元素形式為S8,*個分子中有8個硫,形成*種疊環(huán),這種環(huán)狀的硫黃分子的穩(wěn)定性較高,不易反應(yīng),為使硫易于反應(yīng),必須使硫環(huán)裂解,硫環(huán)獲得能量后分解,裂解的方式可能是均裂成自由基,也可能是異裂成離子。

硫環(huán)裂解后,如果是離子型,則將以離子型機理與橡膠分子鏈反應(yīng);如果是游離基型,則以游離基型機理與橡膠分子鏈反應(yīng)。
三.不飽和橡膠分子鏈的反應(yīng)活性
(1)大分子鏈上雙鍵數(shù)目多
(2)α-H活潑,易發(fā)生取代反應(yīng)。
(3)取代基對雙鍵有影響
四.硫黃與橡膠的化學(xué)反應(yīng)
以自由基反應(yīng)為例說明在無促進劑的情況下,橡膠與硫黃的反應(yīng)。
橡膠與硫黃的反應(yīng),*般認(rèn)為在.初的反應(yīng)中形成橡膠硫醇,然后轉(zhuǎn)化為多硫交聯(lián)鍵。
1.硫環(huán)裂解生成雙基活性硫。

2.雙基活性硫與橡膠大分子反應(yīng)生成橡膠硫醇,硫化反應(yīng)*般是在雙鍵的α-亞甲基上進行。

3.橡膠硫醇與其它橡膠大分子交聯(lián)或本身形成分子內(nèi)環(huán)化物。

4.雙基活性硫直接與橡膠大分子產(chǎn)生加成反應(yīng)。

5.雙基活性硫與橡膠大分子不產(chǎn)生橡膠硫醇也可以進行交聯(lián)反應(yīng)。

6.多硫交聯(lián)鍵的移位
NR在硫化過程中,當(dāng)生成多硫交聯(lián)鍵后,由于分子鏈上雙鍵位置等的移動,也有可能改變交聯(lián)位置,如:

7.硫化過程中交聯(lián)鍵斷裂產(chǎn)生共軛三烯(多硫交聯(lián)鍵斷裂奪取α-亞甲基上的H原子,生成共軛三烯)

五.硫黃硫化膠的結(jié)構(gòu)與性能
1.結(jié)構(gòu)
硫黃硫化橡膠時,硫黃在橡膠大分子間形成單S鍵、雙硫鍵或多硫鍵,同時還生成大分子內(nèi)部的單硫鍵或多硫鍵,但以多硫交聯(lián)鍵.多。
2.性能
多硫交聯(lián)鍵不穩(wěn)定,易分解重排,所以硫化膠的耐熱性較差。
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