Kauçuğun vulkanizasyonu için neden kükürt kullanılır?
Mesaj bırakın
Kükürt, Charles Goodyear tarafından Doğal kauçuk bileşiklerini vulkanize etmek için keşfedilen ilk kimyasaldır.
1950'nin sonlarına kadar, kauçuk bileşiklerini vulkanize etmek için yalnızca kükürt kullanıldı.
Vulkanizasyon için sadece kükürt kullanılabileceği doğru değil
Aslında, kükürt yalnızca Doğal kauçuk, Stiren Bütadien kauçuğu, Nitril Bütadien kauçuğu vb. gibi doymamış kauçukları (çift bağ içeren polimer zincir) vulkanize edebilir.
Belirli organik peroksit, genel olarak Fenolik reçine tüm kauçukları (doymuş ve doymamış) vulkanize edebilir.
Kloropren kauçuğu, Epiklorohidrin kauçuğu vulkanize etmek için kullanılan ZnO/MgO gibi başka spesifik iyileştirici maddeler (vulkanize edici maddeler) de vardır.
Günlük aktivitelerdeki kauçuk bileşiklerinin çoğu, Doğal kauçuk, Stiren Bütadien kauçuk, Bütil kauçuk içerir. Yani kükürt çok yaygındır ve çoğunlukla her vücut tarafından bilinir.
Dinamik özellikler, peroksit veya reçine kürü gibi diğer iyileştiricilerle karşılaştırıldığında kükürtle vulkanize edilmiş bileşikler için çok iyidir. Lastikler, transmisyon kayışları gibi tüm dinamik ürünlerde kükürt vulkanizasyonunun kullanılmasının nedeni budur.
Başka vulkanizasyon ajanları (iyileştiriciler) olmasına rağmen, mükemmel dinamik özelliklerinin yanı sıra vulkanizasyonun güvenilirliği, esnekliği ve kontrol edilebilirliği nedeniyle kükürt pazara hakimdir.
Kükürt tek başına vulkanizasyon için kullanılamaz. Hızlandırıcılar ve etkinleştiriciler gerektirir. Hızlandırıcılar, vulkanizasyon sürecini hızlandırabilen veya yavaşlatabilen organik kimyasal bileşiklerdir. Genellikle hızlandırıcıların eklenmesi vulkanizasyonu hızlandırır. Aktivatörler (ZnO/Stearik asit) de Vulkanizasyon işlemi için çok önemlidir.
Bana vulkanizasyon için neden fosfor veya diğer inorganik bileşikler yerine sadece kükürt kullanılabileceğini sorarsanız, bu gerçekten kimsenin cevabını bilmediği bir sorudur. Pek çok spekülasyon veya olası mekanizma olmasına rağmen, yine de gerçek sebep tam olarak anlaşılamamıştır.
Bu durumda, vulkanizasyonun ne/neden/nasıl olduğu hakkında daha fazla bilgi edinmek istersiniz. Aşağıda okumaktan çekinmeyin.
İlk önce temellere gelelim. Elimden geldiğince basit olmama izin ver.
Size önce şunu tanıtayım -
Kauçuk, birbirine dolanmış 1000'lerce polimer zincirinden oluşur.
Sadece görselleştirmek için - bir kasedeki erişte gibi.
Şimdi cevabınıza geçelim:
Vulkanizasyon Nedir?
Vulkanizasyon, polimer zincirlerini bağlamak için ısı uygulama sürecinden başka bir şey değildir.
Bazen sıkıştırma kalıplama, Enjeksiyon kalıplama vb. yardımıyla ürün şekli oluşumu ile birlikte vulkanizasyon işlemi de yapılır.
Genel olarak kürleme veya presleme olarak adlandırılabilir.
Vulkanizasyon neden önemlidir?
Kauçuk amorf bir malzemedir, bu da polimer zincirleri arasında çok düşük etkileşim (düşük moleküller arası çekim) olduğu anlamına gelir. Yani genel olarak, çok az kuvvet uygulasanız veya sıcaklıkta çok hafif bir değişiklik yapsanız bile, bu polimer zincirleri hareket etmeye başlar. Bu, yakındaki polimer zincir molekülleri tarafından herhangi bir kısıtlama olmadığından (düşük moleküller arası çekim) materyalin akması veya deforme olması (kalıcı olarak) anlamına gelir. Bu deformasyon veya akış yeteneği de geri alınamaz. Bu da stabil bir malzemeye sahip olmadığınız anlamına gelir. (Kauçuğun yazın akıp kışın sertleşmesinin sebebi de buydu.)
Böylece polimer zincirlerinin hareketliliğini durdurmak için bu polimer zincirleri birbirine sabitlenir/bağlanır. Bu nedenle, polimer zincirlerini sabitleme veya birbirine bağlama işlemine Vulkanizasyon/çapraz bağlama denir.
Yani kısacası, stabil kullanışlı bir malzemeye ihtiyacınız varsa vulkanize etmeniz veya basit bir deyişle polimer zincirleri arasında bir çapraz bağ oluşturmanız gerekir.
Şimdi Kükürt Neden Kullanılır?
Bir çapraz bağ oluşturmak için bir kimyasalın/elementin iki veya daha fazla polimer zincirini tutması gerekir.
Charles Good Year yanlışlıkla sülfürün polimer zincirlerini çapraz bağlayabildiğini keşfetti. Yani aslında şimdiye kadar, fosfor veya diğer inorganik maddeler gibi diğer maddeler bunu yapamıyorken, neden sadece sülfürün bunu yapabildiğini gerçekten kimse anlamadı.
Kükürt ve diğer malzemelerin kullanımı arasındaki temel fark,
Kükürt diğer şifalı maddelere göre çok iyi dinamik özelliklere sahiptir. Bu nedenle kükürt lastik gibi dinamik ürünlerde kullanılmaktadır. Sülfürün dezavantajı, yüksek sıcaklığa dayanamamasıdır. Peroksit, fenolik reçine gibi diğer iyileştiricilerin devreye girdiği yer burasıdır.
Şimdi soru, kükürt neden dinamik özellikler için iyidir?
Peki, kullanılan kükürt tipi ile yapılması gerekiyor. Genellikle Elemental polimerik kükürt kullanılır (SS6-S). Böylece kükürdün kendisinin bir zinciri vardır ve bu şekilde dinamik kuvveti uygulayarak, kuvvet kükürt zinciri tarafından dağıtılabilir veya esnetilebilir.
