Почему сера используется для вулканизации каучука?
Оставить сообщение
Сера — первое химическое вещество, открытое Чарльзом Гудиером для вулканизации смесей натурального каучука.
До конца 1950-х годов для вулканизации резиновых смесей использовалась только сера.
Неправда, что для вулканизации можно использовать только серу.
На самом деле сера может вулканизировать только ненасыщенные каучуки (полимерная цепь, содержащая двойные связи), такие как натуральный каучук, бутадиен-стирольный каучук, бутадиен-нитриловый каучук и т. д.
В то время как некоторые органические пероксиды, фенольные смолы в целом могут вулканизировать все каучуки (насыщенные и ненасыщенные).
Существуют также другие специальные отвердители (вулканизирующие агенты), такие как ZnO/MgO, которые используются для вулканизации хлоропренового каучука, эпихлоргидринового каучука.
Большинство резиновых смесей в повседневной деятельности содержат натуральный каучук, бутадиен-стирольный каучук, бутилкаучук. Таким образом, сера очень распространена и в основном известна каждому.
Динамические свойства вулканизированных серой составов очень хороши по сравнению с другими отвердителями, такими как отверждение пероксидом или смолой. По этой причине серная вулканизация используется во всех динамических продуктах, таких как шины, приводные ремни и т. д.
Хотя существуют и другие вулканизирующие агенты (отвердители), сера доминирует на рынке в основном из-за ее надежности, гибкости и контролируемости вулканизации, помимо ее превосходных динамических свойств.
Сера сама по себе не может быть использована для вулканизации. Требуются ускорители и активаторы. Ускорители представляют собой органические химические соединения, которые могут ускорять или замедлять процесс вулканизации. Обычно добавление ускорителей ускоряет вулканизацию. Активаторы (ZnO/стеариновая кислота) также очень важны для процесса вулканизации.
Если вы спросите меня, почему для вулканизации можно использовать только серу, а не фосфор или другие неорганические соединения, то это один вопрос, на который действительно никто не знает ответа. Хотя есть много предположений или вероятного механизма, но до сих пор истинная причина не совсем понятна.
В случае, если вы хотите узнать больше о том, что/почему/как происходит вулканизация. Смело читайте ниже.
Давайте сначала перейдем к основам. Позвольте мне быть настолько простым, насколько я могу.
Позвольте мне сначала представить вам это -
Резина состоит из 1000 переплетенных друг с другом полимерных цепей.
Просто визуализировать - это как лапша в миске.
Теперь перейдем к вашему ответу:
Что такое вулканизация?
Вулканизация — это не что иное, как процесс нагревания, чтобы связать полимерные цепи.
Иногда процесс вулканизации также осуществляется вместе с формированием формы изделия с помощью прессования, литья под давлением и т. д.
Его условно можно назвать отверждением или прессованием.
Почему важна вулканизация?
Каучук является аморфным материалом, что означает очень слабое взаимодействие между полимерными цепями (низкое межмолекулярное притяжение). В общем, даже если приложить очень малое усилие или даже очень незначительное изменение температуры, эти полимерные цепи начнут двигаться. Это означает, что материал течет или деформируется (постоянно), поскольку нет ограничений со стороны близлежащих молекул полимерных цепей (низкое межмолекулярное притяжение). Эта деформация или способность к текучести также необратимы. Это означает, что у вас нет стабильного материала. (Это также было причиной того, что резина текла летом и становилась твердой зимой.)
Таким образом, чтобы остановить подвижность полимерных цепей, эти полимерные цепи фиксируются друг с другом/связываются друг с другом. Таким образом, этот процесс фиксации или соединения полимерных цепей называется вулканизацией/сшивкой.
Короче говоря, если вам нужен стабильный полезный материал, его необходимо вулканизировать или, проще говоря, создать сшивку между цепями полимера.
Теперь, почему используется сера ??
Чтобы создать сшивку, химическое вещество/элемент должно удерживать две или более полимерные цепи.
Чарльз Гудье случайно обнаружил, что сера способна сшивать полимерные цепи. Так что на самом деле до сих пор никто не понимает, почему только сера может делать это, в то время как другие материалы, такие как фосфор или другие неорганические материалы, не могут этого делать.
Основное различие между использованием серы и других материалов заключается в том, что
Сера обладает очень хорошими динамическими свойствами по сравнению с другими отвердителями. Вот почему сера используется для динамических продуктов, таких как шины. Недостатком серы является то, что она не выдерживает высоких температур. Вот тут-то и вступают в игру другие отвердители, такие как перекись и фенольные смолы.
Теперь вопрос, почему сера хороша для динамических свойств?
Ну, это связано с типом используемой серы. Как правило, используется элементарная полимерная сера (SS6-S). Таким образом, сама сера имеет цепь, и поэтому при приложении динамической силы сила может распределяться или изгибаться цепью серы.
