Miks kasutatakse väävlit kummi vulkaniseerimiseks?
Jäta sõnum
Väävel on esimene kemikaal, mille Charles Goodyear avastas looduslike kautšukiühendite vulkaniseerimiseks.
Kuni 1950. aasta lõpuni kasutati kummiühendite vulkaniseerimiseks ainult väävlit.
See pole tõsi, et vulkaniseerimiseks saab kasutada ainult väävlit
Tegelikult suudab väävel vulkaniseerida ainult küllastumata kummisid (kaksiksidemeid sisaldav polümeerahel), nagu looduslik kautšuk, stüreenbutadieenkummi, nitriilbutadieenkummi jne.
Kuigi teatud orgaaniline peroksiid, võib fenoolvaik üldiselt vulkaniseerida kõik kummid (küllastunud ja küllastumata).
On ka teisi spetsiifilisi raviaineid (vulkaniseerivaid aineid), nagu ZnO/MgO, mida kasutatakse kloropreenkummi, epiklorohüdriinkummi vulkaniseerimiseks.
Enamik igapäevastes tegevustes kasutatavatest kummiühenditest sisaldab looduslikku kautšuki, stüreenbutadieenkummi, butüülkummi. Seega on väävel väga levinud ja enamasti teada igale kehale.
Väävliga vulkaniseeritud ühendite dünaamilised omadused on väga head võrreldes teiste tervendavate ainetega, nagu peroksiid või vaikkõvastus. See on põhjus, miks väävlivulkaniseerimist kasutatakse kõigis dünaamilistes toodetes, nagu rehvid, ülekanderihmad jne.
Kuigi on ka teisi vulkaniseerivaid aineid (ravimeid), domineerib väävel turul peamiselt oma töökindluse, paindlikkuse ja vulkaniseerimise juhitavuse tõttu, välja arvatud suurepärased dünaamilised omadused.
Vulkaniseerimiseks ei saa kasutada ainult väävlit. See nõuab kiirendeid ja aktivaatoreid. Kiirendid on orgaaniline keemiline ühend, mis võib vulkaniseerimisprotsessi kiirendada või aeglustada. Üldiselt kiirendab kiirendite lisamine vulkaniseerimist. Aktivaatorid (ZnO/Steariinhape) on samuti väga olulised vulkaniseerimisprotsessis.
Kui te küsite minult, miks saab vulkaniseerimiseks kasutada ainult väävlit, mitte fosforit või muid anorgaanilisi ühendeid, siis see on üks küsimus, millele keegi ei tea vastust. Kuigi on palju spekulatsioone või tõenäolisi mehhanisme, pole tegelik põhjus siiski selgelt mõistetav.
Kui soovite rohkem teada saada, mis/miks/kuidas on vulkaniseerimine. Lugege julgelt allpool.
Lähme kõigepealt põhitõdede juurde. Las ma olen nii lihtne kui saan.
Tutvustan teile kõigepealt seda -
Kumm koosneb 1000-st omavahel põimunud polümeerahelast.
Lihtsalt visualiseerimiseks – see on nagu nuudlid kausis.
Nüüd läheme teie vastuse juurde:
Mis on vulkaniseerimine?
Vulkaniseerimine ei ole midagi muud kui polümeeriahelate ühendamiseks kuumuse rakendamine.
Mõnikord toimub ka vulkaniseerimisprotsess koos toote kuju kujundamisega, kasutades survevalu, survevalu jne.
Seda võib vabalt nimetada kõvendamiseks või pressimiseks.
Miks on vulkaniseerimine oluline?
Kumm on amorfne materjal, mis tähendab, et polümeeri ahelate vahel on väga väike interaktsioon (väike molekulidevaheline külgetõmme). Nii et üldiselt, isegi kui annate väga vähe jõudu või isegi väga väikese temperatuurimuutuse, hakkavad need polümeeriahelad liikuma. See tähendab, et materjal voolab või deformeerub (püsivalt), kuna läheduses asuvad polümeeriahelate molekulid ei piira (madal molekulidevaheline külgetõmme). See deformatsioon või voolavus ei ole samuti pöörduv. See tähendab, et teil pole stabiilset materjali. (See oli ka põhjus, miks kummid suvel voolasid ja talvel kõvaks muutuvad.)
Nii et polümeeriahelate liikuvuse peatamiseks kinnitatakse need polümeeri ahelad üksteise külge/seotakse üksteisega. Nii et seda polümeeriahelate kinnitamise või ühendamise protsessi nimetatakse vulkaniseerimiseks/ristsidumiseks.
Lühidalt öeldes, kui vajate stabiilset kasulikku materjali, peate vulkaniseerima või lihtsate sõnadega, peate looma polümeeride ahelate vahel ristsideme.
Nüüd Miks väävlit kasutatakse??
Ristsideme loomiseks peaks kemikaal/element hoidma kahte või enamat polümeeri ahelat.
Charles Good Year avastas kogemata, et väävel suudab polümeeri ahelaid ristsiduda. Nii et tegelikult ei ole siiani keegi aru saanud, miks ainult väävel suudab seda teha, samas kui teised materjalid, nagu fosfor või muud anorgaanilised materjalid, ei suutnud seda teha.
Peamine erinevus väävli ja muude materjalide kasutamise vahel on see
Väävlil on teiste raviainetega võrreldes väga head dünaamilised omadused. See on põhjus, miks väävlit kasutatakse dünaamiliste toodete nagu rehvide jaoks. Väävli puuduseks on see, et see ei talu kõrget temperatuuri. Siin tulevad mängu teised raviained, nagu peroksiid, fenoolvaik.
Nüüd on küsimus, miks on väävel hea dünaamiliste omaduste jaoks?
Noh, see on seotud kasutatava väävli tüübiga. Üldiselt kasutatakse elementaarset polümeerset väävlit (SS6-S). Nii et väävlil endal on ahel ja nii edasi, rakendades dünaamilist jõudu, saab jõudu väävliahel jaotada või painutada.
