Varför används svavel för vulkanisering av gummi?
Lämna ett meddelande
Svavel är den första kemikalien som upptäckts av Charles Goodyear för att vulkanisera naturliga gummiblandningar.
Fram till slutet av 1950 användes endast svavel för att vulkanisera gummiblandningar.
Det är inte sant att endast svavel kan användas för vulkanisering
Egentligen kan svavel bara vulkanisera omättade gummin (polymerkedja som innehåller dubbelbindningar) som naturgummi, styrenbutadiengummi, nitrilbutadiengummi, etc.
Medan vissa organiska peroxider, fenolharts i allmänhet kan vulkanisera alla gummin (mättade och omättade).
Det finns även andra specifika härdande medel (vulkaniseringsmedel) som ZnO/MgO som används för att vulkanisera kloroprengummi, epiklorhydringummi.
De flesta av gummiblandningarna i dagliga aktiviteter innehåller naturgummi, styrenbutadiengummi, butylgummi. Så svavel är mycket vanligt och mest känt för varje kropp.
Dynamiska egenskaper är mycket bra för svavelvulkaniserade föreningar jämfört med andra härdningsmedel som peroxid eller hartshärdning. Detta är anledningen till att svavelvulkning används i alla dynamiska produkter som däck, transmissionsremmar, etc.
Även om det finns andra vulkaniseringsmedel (härdande medel), dominerar svavel marknaden främst på grund av dess tillförlitlighet, flexibilitet och kontrollerbarhet vid vulkanisering förutom dess utmärkta dynamiska egenskaper.
Enbart svavel kan inte användas för vulkanisering. Det kräver acceleratorer och aktivatorer. Acceleratorer är den organiska kemiska förening som kan påskynda eller bromsa vulkaniseringsprocessen. Generellt sett accelererar tillsatsen av acceleratorer vulkaniseringen. Aktivatorer (ZnO/stearinsyra) är också mycket viktiga för vulkaniseringsprocessen.
Om du frågar mig varför bara svavel och inte fosfor eller andra oorganiska föreningar kan användas för vulkanisering, så är det här en fråga som egentligen ingen vet svaret på. Även om det finns många spekulationer eller troliga mekanismer, men fortfarande sanna skäl är inte klart förstådd.
Om du vill veta mer om vad/varför/hur det är med vulkanisering. Läs gärna nedan.
Låt oss komma till grunderna först. Låt mig vara så enkel jag kan.
Låt mig presentera det här först -
Gummi består av 1000-tals polymerkedjor som är ihoptrasslade.
Bara för att visualisera - det är som nudlar i en skål.
Går nu till ditt svar:
Vad är vulkanisering?
Vulkanisering är inget annat än processen att applicera värme för att länka samman polymerkedjorna.
Ibland görs även vulkaniseringsprocessen tillsammans med produktformbildning, med hjälp av formpressning, formsprutning, etc.
Det kan löst kallas härdning eller pressning.
Varför är vulkanisering viktigt.?
Gummi är ett amorft material vilket gör att det är mycket låg interaktion mellan polymerkedjorna (låg intermolekylär attraktion). Så i allmänhet, även om du ger väldigt lite kraft eller till och med en mycket liten temperaturförändring, börjar dessa polymerkedjor att röra sig. Det betyder att materialet flyter eller deformeras (permanent) eftersom det inte finns någon begränsning av närliggande molekyler av polymerkedjor (låg intermolekylär attraktion). Denna deformation eller flytförmåga är inte heller reversibel. Det betyder att du inte har ett stabilt material.(Detta var också anledningen till att gummin flödade på sommaren och blev hårda på vintern.)
Så för att stoppa rörligheten hos polymerkedjor är dessa polymerkedjor fixerade till varandra / länkade till varandra. Så denna process att fixera eller länka samman polymerkedjorna kallas vulkanisering/tvärbindning.
Så kort sagt, om du behöver ett stabilt användbart material måste du vulkanisera eller i enkla ord måste du skapa en tvärbindning mellan polymerkedjorna.
Nu varför används svavel??
För att skapa en tvärbindning bör en kemikalie/element hålla de två eller flera polymerkedjorna.
Charles Good year har av misstag upptäckt att svavel kunde tvärbinda polymerkedjorna. Så faktiskt hittills förstår ingen riktigt varför bara svavel kan göra detta medan andra material som fosfor eller andra oorganiska material inte kunde göra det.
Den främsta skillnaden mellan att använda svavel och andra material är att
Svavel har mycket goda dynamiska egenskaper jämfört med andra härdande medel. Det är därför svavel används för dynamiska produkter som däck. Nackdelen med svavel är att det inte tål höga temperaturer. Det är där de andra botande ämnen som peroxid, fenolharts kommer in för att spela.
Nu, frågan varför svavel är bra för dynamiska egenskaper?
Tja, det har att göra med vilken typ av svavel som används. I allmänhet används elementärt polymert svavel (SS6-S). Så svavel i sig har en kedja och så vidare genom att applicera den dynamiska kraften kan kraften fördelas eller böjas av svavelkedjan.
