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不同硫磺形态在橡胶中应用
发布时间：
2020-04-10
一、普通硫磺和不溶性硫磺在橡胶中的应用
作为天然橡胶和合成橡胶最通用、最重要的硫化剂——硫磺，是工业橡胶中不可或缺的产品，应用非常广泛。但两者的用途和使用要点，有明显的区别。
硫磺就种类而言，可分为普通硫磺和不溶性硫磺。
（一）普通硫磺在橡胶中应用
硫磺在橡胶中的溶解度随温度升高而增大，而普通硫磺在橡胶中的溶解度为1%，随温度降低时，硫黄在胶料中的配合量超过了它的溶解度达到过饱和，就从胶料内部析出到表面上，形成一层白霜，这种现象叫喷霜。或者用量超过其溶解度部分时的普通硫磺在胶料冷却后会喷出表面，即喷霜。
喷霜的不利影响：
1、破坏了硫黄在胶料中分散的均匀性；
2、使胶料表面粘着性下降，给加工带来困难。
避免喷霜应采取的措施：
1、应在尽可能低的温度下加入硫黄；
2、使用不溶性硫黄；
3、使用合理的加料顺序；
4、减少硫黄用量，增大促进剂用量。
（二）不溶性硫磺在橡胶中应用
不溶性硫磺是硫磺的聚合体，不溶于二硫化碳和水，性质不稳定，易转化为不溶性硫磺。温度增高，转化速度加快。为防止转化可加入少量氯、溴、碘一氯化硫、二烯类烃。将α-硫加热至高温（接近沸点），当成为黑褐色黏状液体后迅速冷却即聚合成不溶性硫磺。也可将过热硫磺蒸汽喷于冷水中迅速冷却至90度以下制得。
不溶性硫磺常用于特殊橡胶品的硫化剂，相对于普通硫磺，其有如下也优点：
1、不溶性硫磺在橡胶中以分散状态存在，使得胶料不喷霜，有良好的粘性，同时可保证浅色制品的外观质量。
2、不溶性硫磺在胶料中均匀分散，有效地抵制硫磺的聚集，减少胶料存放过程的焦烧倾向。
3、不溶性硫磺使胶料在存放期内不喷霜，保持胶料组份性能均一。防止对制品和模具的污染，并去掉了为克服喷霜而增添的涂浆 工艺，为生产联动化提供条件。
4、不溶性硫磺使橡胶在相邻胶层中无迁移现象。特别是在顺胶和丁丁基胶的胶料中，而普通硫磺迁移速度很高，配加不溶性硫磺后则可避免。
5、它能保持半成品部件间的黏性，有利于成型操作，而且确保产品硫化的均匀性，保证产品质量。
不溶性硫磺可用于制造轮胎、胶带、胶管、胶鞋、工业制品和乳胶制品等，并已在橡胶与钢丝的粘合中普遍采用。作为硫化剂使用时，不溶性硫磺可在混炼时直接加入胶料中，普通硫磺宜在开炼机冷辊上加入，最好在其他配合剂加完后再加。不溶性硫磺可在密炼机上加，但应在排胶前在温度低于90度的条件下加入。当用于软质橡胶时，一般用量为0.2~5.0质量份，用量于硬质橡胶时，用量可高达25~40质量份。
二、微胶囊包覆硫磺天然橡胶中的应用
硫磺作为橡胶的硫化体系,在橡胶工业中得到广泛应用。但普通硫磺在橡胶中的溶解度随温度的变化而产生波动,在橡胶加工的陈化过程中,前期已经得以均匀分散的硫磺会因温度降低而从橡胶中析出,造成橡胶加工过程中常常出现喷霜现象,这实质上产生或加重了硫磺在橡胶基体中分散不均现象,影响了橡胶的正常使用。另外,由于硫磺与橡胶两者极性相异,使硫磺在橡胶基体中容易团聚,难以达到均与分布,进而造成硫化后橡胶内部结构的不均匀性。这会严重影响橡胶力学性能,并在橡胶制品的生产中严重降低产品的合格率,造成巨大的能源与物力、人力的浪费。另外,普通硫磺具有一定的毒性,尤其是其受热后产生的硫蒸汽以及经过氧化后产生的二氧化硫都会对人体产生巨大的毒害作用。
基于以上实际生产中产生的问题,目前通过采用新的技术，通过对普通硫磺进行包覆的方法来克服普通硫磺以上使用问题。对硫磺进行包覆处理后不但可以有效解决以上诸如喷霜、硫磺分散不均而导致的硫化胶力学性能不均的问题、使硫磺更稳定安全,而且可以通过调节包覆材料的分子结构进而达到控制硫磺的释放,一方面可以提高硫磺及橡胶的有效利用率,同时还可以适当延长焦烧时间,有利于橡胶的加工成型。
目前常用的包覆材料包含一系列不同分子量的低分子量聚乙烯醇、乙烯醇乙烯基三乙氧基硅烷共聚物、甲基含氢二氯硅烷改性后聚乙烯醇、聚苯乙烯等，采用不同的包覆手段,制备出了一系列包覆硫磺。
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