橡膠與硫黃的歷史淵源
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硫黃,是自然界中一種常見(jiàn)的礦物質(zhì),具有非常重要的藥用價(jià)值。但是在橡膠人的眼中,硫黃恐怕有著比入藥更重要的用處——橡膠制品中的硫化劑。硫黃與橡膠的淵源還要由“橡膠之父”查爾斯·固特異先生說(shuō)起。
橡膠與硫黃的歷史淵源
橡膠作為一種古老的材料很早就為祖先所使用,那時(shí)橡膠大都只能用于黏合劑和制作防水服。因?yàn)橄鹉z有一個(gè)致命的缺點(diǎn),就是對(duì)溫度過(guò)于敏感。溫度稍高它就會(huì)變軟變粘,而且有臭味;溫度一低它就會(huì)變脆變硬。
硫磺在橡膠配方中的作用
1834年夏天,固特異參觀了紐約的印第安橡膠公司,他了解到橡膠的這種性質(zhì)困擾著整個(gè)橡膠工業(yè),但橡膠同時(shí)具有高彈性、可塑性、耐用、防水、絕緣等一系列優(yōu)異性質(zhì),因而固特異決心研究橡膠的改性。1839年1月固特異偶然把橡膠、氧化鉛和硫黃放在一起加熱并得到了類似皮革狀的物質(zhì)。這種物質(zhì)不像通常知道的彈性橡膠會(huì)在較高的溫度下分解。固特異經(jīng)過(guò)一系列改良,最終確信他所制備的這種物質(zhì)不會(huì)在沸點(diǎn)以下的任何溫度分解,“橡膠硫化技術(shù)”問(wèn)世了。所以說(shuō)正是由于固特異這個(gè)無(wú)意間的發(fā)現(xiàn),使得橡膠的性能得到改善,在固特異去世后的38年以后,為了紀(jì)念查爾斯。固特異對(duì)美國(guó)橡膠工業(yè)做出的巨大貢獻(xiàn),弗蘭克。克伯林把自己創(chuàng)建的輪胎橡膠公司命名為——固特異,目前已是世界前三大輪胎制造商之一。
硫黃的分類
在橡膠工業(yè)中使用的硫黃有硫黃粉、不溶性硫黃、膠體硫黃、沉淀硫黃、升華硫黃、脫酸硫黃和不結(jié)晶硫黃。其中前三種比較常用。
硫黃粉:
將硫黃塊粉碎篩選而得,是橡膠工業(yè)中使用最廣泛的一種硫黃。
不溶性硫黃:
硫的均聚物,又稱聚合硫。其最大的優(yōu)點(diǎn)是制品不易噴霜,廣泛應(yīng)用于高檔鋼絲子午線輪胎等橡膠制品中。
膠體硫黃:
硫黃粉或沉降硫磺與分散劑一起研磨而制成的糊狀物。主要用于乳膠制品。
硫黃在橡膠制品中的作用
傳統(tǒng)的橡膠要具有優(yōu)良的使用性能,必須要從線型大分子鏈通過(guò)交聯(lián)作用形成三維網(wǎng)絡(luò)空間結(jié)構(gòu)。交聯(lián)過(guò)程通常也被稱為橡膠的硫化,就是因?yàn)樽畛醯慕宦?lián)是用硫黃實(shí)現(xiàn)的。橡膠經(jīng)過(guò)硫化之后,隨著結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,性能也發(fā)生了變化:橡膠受熱不再流動(dòng),不再溶于它的良溶劑,模量和硬度提高,力學(xué)性能提高,耐老化性能和化學(xué)穩(wěn)定性提高。因此說(shuō),只有發(fā)現(xiàn)硫黃了之后,橡膠才成為了一種性能優(yōu)良、應(yīng)用廣泛的高分子材料。
當(dāng)然,硫黃在橡膠中形成硫化網(wǎng)絡(luò)還需要配合活性劑、促進(jìn)劑等其他配合劑才能組成完整的硫化體系,而且隨著橡膠工業(yè)的發(fā)展,人們對(duì)橡膠制品的性能提出了更高的要求,因此,硫黃的種類和替代品也在逐漸被研制和生產(chǎn)中。
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