Miksi rikkiä käytetään kumin vulkanointiin?
Jätä viesti
Rikki on ensimmäinen Charles Goodyearin löytämä kemikaali, joka vulkanoi luonnonkumiyhdisteitä.
Vuoteen 1950 asti kumiyhdisteiden vulkanointiin käytettiin vain rikkiä.
Ei pidä paikkaansa, että vain rikkiä voidaan käyttää vulkanointiin
Itse asiassa rikki voi vulkanoida vain tyydyttymättömiä kumeja (kaksoissidoksia sisältävä polymeeriketju), kuten luonnonkumi, styreenibutadieenikumi, nitriilibutadieenikumi jne.
Vaikka tietyt orgaaniset peroksidit, fenolihartsi yleensä voi vulkanoida kaikki kumit (tyydyttyneet ja tyydyttymättömät).
On myös muita spesifisiä parantavia aineita (vulkanointiaineita), kuten ZnO/MgO, jota käytetään kloropreenikumin, epikloorihydriinikumin vulkanointiin.
Suurin osa päivittäisessä toiminnassa käytettävistä kumiyhdisteistä sisältää luonnonkumia, styreenibutadieenikumia ja butyylikumia. Joten rikki on hyvin yleinen ja enimmäkseen jokaisen kehon tiedossa.
Dynaamiset ominaisuudet ovat erittäin hyvät rikkivulkanoiduille yhdisteille verrattuna muihin parantaviin aineisiin, kuten peroksidi- tai hartsikovetuksiin. Tästä syystä rikkivulkanointia käytetään kaikissa dynaamisissa tuotteissa, kuten renkaissa, voimansiirtohihnoissa jne.
Vaikka muitakin vulkanointiaineita (kovettavia aineita) on olemassa, rikki hallitsee markkinoita pääasiassa sen luotettavuuden, joustavuuden ja vulkanoinnin hallittavuuden vuoksi erinomaisten dynaamisten ominaisuuksiensa lisäksi.
Pelkkää rikkiä ei voida käyttää vulkanointiin. Se vaatii kiihdyttimiä ja aktivaattoreita. Kiihdyttimet ovat orgaanisia kemiallisia yhdisteitä, jotka voivat nopeuttaa tai hidastaa vulkanointiprosessia. Yleensä kiihdyttimien lisääminen nopeuttaa vulkanointia. Aktivaattorit (ZnO/Steariinihappo) ovat myös erittäin tärkeitä vulkanointiprosessissa.
Jos minulta kysytään, miksi vulkanointiin voidaan käyttää vain rikkiä, ei fosforia tai muita epäorgaanisia yhdisteitä, niin tämä on yksi kysymys, johon kukaan ei tiedä vastausta. Vaikka spekulaatioita tai todennäköisiä mekanismeja on paljon, todellista syytä ei silti ymmärretä selvästi.
Jos haluat tietää lisää vulkanoinnin syystä/miksi/miten. Voit vapaasti lukea alla.
Mennään ensin perusasioihin. Anna minun olla niin yksinkertainen kuin voin.
Esittelen teille ensin tämän -
Kumi koostuu 1000 polymeeriketjusta, jotka on kietoutunut yhteen.
Vain visualisoida - se on kuin nuudelit kulhossa.
Siirrytään nyt vastaukseesi:
Mitä on vulkanointi?
Vulkanointi ei ole muuta kuin prosessi, jossa lämpöä käytetään polymeeriketjujen yhdistämiseksi.
Joskus vulkanointiprosessi tehdään myös yhdessä tuotteen muodonmuodostuksen kanssa puristusmuovauksen, ruiskupuristuksen jne. avulla.
Sitä voidaan löyhästi kutsua kovetukseksi tai puristamiseksi.
Miksi vulkanointi on tärkeää?
Kumi on amorfinen materiaali, mikä tarkoittaa, että polymeeriketjujen välillä on hyvin vähän vuorovaikutusta (pieni molekyylien välinen vetovoima). Yleisesti ottaen nämä polymeeriketjut alkavat liikkua, vaikka antaisitkin hyvin vähän voimaa tai edes vähän muuttaisit lämpötilaa. Tämä tarkoittaa, että materiaali virtaa tai muuttaa muotoaan (pysyvästi), koska lähellä olevat polymeeriketjujen molekyylit eivät rajoita (alhainen molekyylien välinen vetovoima). Tämä muodonmuutos tai virtauskyky ei myöskään ole palautuva. Tämä tarkoittaa, että sinulla ei ole vakaata materiaalia. (Tämä oli myös syy siihen, miksi kumit valuivat kesällä ja muuttuivat kovaksi talvella.)
Joten polymeeriketjujen liikkuvuuden pysäyttämiseksi nämä polymeeriketjut kiinnitetään toisiinsa / linkitetään toisiinsa. Joten tätä polymeeriketjujen kiinnitys- tai yhdistämisprosessia kutsutaan vulkanoinniksi/silloitukseksi.
Lyhyesti sanottuna, jos tarvitset vakaan hyödyllisen materiaalin, sinun on vulkanoitava tai yksinkertaisin sanoin, sinun on luotava ristisidos polymeeriketjujen välille.
Miksi rikkiä käytetään?
Ristisidoksen luomiseksi kemikaalin/elementin tulee pitää kaksi tai useampia polymeeriketjuja.
Charles Good Year on vahingossa havainnut, että rikki pystyi silloittamaan polymeeriketjut. Joten itse asiassa tähän asti kukaan ei todellakaan ymmärrä, miksi vain rikki voi tehdä tämän, kun taas muut materiaalit, kuten fosfori tai muut epäorgaaniset materiaalit, eivät pystyneet siihen.
Suurin ero rikin ja muiden materiaalien käytön välillä on se
Rikillä on erittäin hyvät dynaamiset ominaisuudet verrattuna muihin parantaviin aineisiin. Tästä syystä rikkiä käytetään dynaamisissa tuotteissa, kuten renkaissa. Rikin haittana on, että se ei kestä korkeita lämpötiloja. Siellä muut parantavat aineet, kuten peroksidi, fenolihartsi, tulevat peliin.
Nyt kysymys, miksi rikki on hyvä dynaamisille ominaisuuksille?
No, se riippuu käytetyn rikin tyypistä. Yleensä käytetään Elemental polymeeristä rikkiä (SS6-S). Joten rikillä itsessään on ketju ja niin edelleen dynaamista voimaa käyttämällä rikkiketju voi jakaa tai taipua voimaa.
