Prečo sa na vulkanizáciu gumy používa síra?
Zanechajte správu
Síra je prvá chemikália objavená Charlesom Goodyearom na vulkanizáciu prírodných kaučukových zmesí.
Do konca roku 1950 sa na vulkanizáciu gumových zmesí používala iba síra.
Nie je pravda, že na vulkanizáciu možno použiť iba síru
V skutočnosti môže síra vulkanizovať iba nenasýtené kaučuky (polymérový reťazec obsahujúci dvojité väzby), ako je prírodný kaučuk, styrénbutadiénový kaučuk, nitrilbutadiénový kaučuk atď.
Zatiaľ čo určité organické peroxidy, fenolová živica môže vo všeobecnosti vulkanizovať všetky kaučuky (nasýtené a nenasýtené).
Existujú aj iné špecifické vulkanizačné činidlá (vulkanizačné činidlá), ako je ZnO/MgO, ktorý sa používa na vulkanizáciu chloroprénového kaučuku, epichlórhydrínového kaučuku.
Väčšina kaučukových zmesí pri každodenných činnostiach obsahuje prírodný kaučuk, styrén butadiénový kaučuk, butylový kaučuk. Takže síra je veľmi bežná a väčšinou ju pozná každý organizmus.
Dynamické vlastnosti sú veľmi dobré pre zlúčeniny vulkanizované sírou v porovnaní s inými vytvrdzovacími činidlami, ako je peroxid alebo vytvrdzovanie živicou. To je dôvod, prečo sa sírová vulkanizácia používa vo všetkých dynamických produktoch, ako sú pneumatiky, prevodové remene atď.
Aj keď existujú aj iné vulkanizačné činidlá (kuratíva), síra dominuje na trhu najmä vďaka svojej spoľahlivosti, flexibilite a ovládateľnosti vulkanizácie okrem vynikajúcich dynamických vlastností.
Samotnú síru nie je možné použiť na vulkanizáciu. Vyžaduje si to urýchľovače a aktivátory. Urýchľovače sú organické chemické zlúčeniny, ktoré môžu urýchliť alebo spomaliť proces vulkanizácie. Vo všeobecnosti pridanie urýchľovačov urýchľuje vulkanizáciu. Pre proces vulkanizácie sú veľmi dôležité aj aktivátory (ZnO/kyselina stearová).
Ak sa ma pýtate, prečo sa na vulkanizáciu môže použiť iba síra a nie fosfor alebo iné anorganické zlúčeniny, tak na túto otázku naozaj nikto nevie odpovedať. Hoci existuje veľa špekulácií alebo pravdepodobných mechanizmov, stále nie je jasne pochopený skutočný dôvod.
V prípade, že chcete vedieť viac o tom, čo/prečo/ako prebieha vulkanizácia. Neváhajte a prečítajte si nižšie.
Poďme najprv k základom. Nechaj ma byť čo najjednoduchší.
Najprv vám predstavím toto -
Guma sa skladá z 1000 polymérových reťazcov, ktoré sú navzájom zapletené.
Len pre predstavu - je to ako rezance v miske.
Teraz k vašej odpovedi:
Čo je to vulkanizácia?
Vulkanizácia nie je nič iné ako proces aplikácie tepla na spojenie polymérnych reťazcov.
Niekedy sa proces vulkanizácie vykonáva aj spolu s formovaním tvaru produktu pomocou lisovania, vstrekovania atď.
Voľne sa to dá nazvať vytvrdzovaním alebo lisovaním.
Prečo je dôležitá vulkanizácia?
Guma je amorfný materiál, čo znamená, že medzi polymérnymi reťazcami je veľmi nízka interakcia (nízka intermolekulárna príťažlivosť). Takže vo všeobecnosti, aj keď vyviniete veľmi malú silu alebo dokonca veľmi malú zmenu teploty, tieto polymérové reťazce sa začnú pohybovať. To znamená, že materiál tečie alebo sa deformuje (permanentne), pretože neexistujú žiadne obmedzenia blízkymi molekulami polymérnych reťazcov (nízka intermolekulárna príťažlivosť). Táto deformácia alebo schopnosť toku tiež nie je reverzibilná. To znamená, že nemáte stabilný materiál. (To bol tiež dôvod, prečo gumy v lete tiekli a v zime stvrdli.)
Aby sa zastavila pohyblivosť polymérnych reťazcov, tieto polymérne reťazce sú navzájom fixované/spojené. Takže tento proces fixácie alebo spájania polymérnych reťazcov sa nazýva vulkanizácia/zosieťovanie.
Stručne povedané, ak potrebujete stabilný užitočný materiál, musíte ho vulkanizovať alebo jednoducho povedané, musíte vytvoriť krížovú väzbu medzi polymérnymi reťazcami.
Prečo sa používa síra?
Aby sa vytvorilo zosieťovanie, chemikália/prvok by mal držať dva alebo viac polymérnych reťazcov.
Charles Good year náhodou objavil, že síra bola schopná zosieťovať polymérne reťazce. Takže vlastne až doteraz nikto skutočne nechápe, prečo to dokáže iba síra, zatiaľ čo iné materiály ako fosfor alebo iné anorganické materiály to nedokázali.
Hlavným rozdielom medzi použitím síry a iných materiálov je to
Síra má veľmi dobré dynamické vlastnosti v porovnaní s inými vulkanizačnými prostriedkami. To je dôvod, prečo sa síra používa na dynamické produkty, ako sú pneumatiky. Nevýhodou síry je, že neznesie vysokú teplotu. Tu vstupujú do hry ďalšie liečivá ako peroxid, fenolová živica.
Teraz otázka, prečo je síra dobrá pre dynamické vlastnosti?
No, súvisí to s typom použitej síry. Vo všeobecnosti sa používa elementárna polymérna síra (SS6-S). Takže síra samotná má reťaz a tak pri aplikácii dynamickej sily môže byť sila distribuovaná alebo ohýbaná reťazcom síry.
