橡膠工業常用的硫磺有粉硫磺、不溶性硫磺、膠體硫磺等。 硫磺粉是透過礦物硫塊破碎、篩選得到的,廣泛用於橡膠工業。 不溶性硫磺是普通硫磺熱聚合的產物,又稱為聚合硫磺。 其最大優點是添加不溶性硫磺的橡膠不易噴霜。 膠體硫磺是硫磺粉與分散劑一起研磨而成的膏體,主要用於乳膠製品。
硫磺是橡膠中應用最廣泛的硫化劑(交聯劑)。 它可以將橡膠聚合物分子鏈交聯起來,形成連續的三維網絡。 隨著結構的變化,橡膠的性能也會改變。 它在加熱下不再流動,不再溶於有機溶劑,其強度和硬度增加。 其撕裂強度、抗疲勞性、耐磨性、耐老化性和化學穩定性提高。
1、橡膠中硫含量的測定
硫的定量測定對於橡膠配方的分析和解釋是必要的。
硫磺的用量和形成的交聯類型決定了硫化橡膠的物理性質。 透過測定硫化橡膠中的硫含量,不僅可以測定有效硫(結合硫)的含量,還可以得知所採用的硫化體系:普通硫磺硫化體系、有效硫化體系、半有效硫化體系、過氧化物硫化體系,過氧化物-硫磺複合硫化體係有哪幾種?
交聯(硫化)過程中,硫化橡膠中的硫與橡膠中的不飽和鍵反應,形成各種類型的交聯鍵。 然而,還有一些硫以未反應的形式存在,稱為遊離硫。 總硫是最常用的表達方式。 它是橡膠中的總硫含量,包括添加硫和原料中的硫,包括遊離硫和化合硫。
有多種測量硫的方法。 它們的原理是將硫原子氧化成二氧化硫或硫酸鹽。
2. 總硫和化合硫
總硫是橡膠中的所有硫。 結合硫是指透過硫化過程與橡膠或其他有機成分發生化學鍵結且無法用溶劑萃取的硫。 使用未萃取的樣品測量總硫含量。 使用萃取的樣品測定結合硫。
元素分析儀。 元素分析儀不僅可以測量硫,還可以測量氮、碳、氫和氧的含量。 樣品在1200℃以上的氧氣環境中燃燒,燃燒產生的氣體被導入偵測器。 最常用的檢測器是熱導檢測器或紅外線吸收檢測器。 檢測極限取決於樣品類型和檢測器類型。
在實驗室中,最常用的方法是氧氣瓶燃燒法。 氧氣瓶燃燒法可測定橡膠中除硫酸鋇外的硫含量。 首先將樣品裝入不含硫化物的無灰紙中,並在氧氣氣氛下在特製燒瓶中燃燒。 燃燒產物被稀過氧化氫吸收。 生成的二氧化硫被吸收並氧化形成硫酸鹽。 硫酸鹽可以透過可溶性鋇鹽沉澱、重量分析、體積分析或使用自動滴定儀滴定來測定。
熔融法適用於橡膠中存在酸溶性鋇鹽、硫化銻或無機鉛化合物時樣品中總硫和化合硫含量的測定。
3.遊離硫
遊離硫是橡膠中未與聚合物分子結合、可進一步硫化的硫和可由亞硫酸鈉萃取的硫。
對於硫化橡膠中游離硫的測定,常規方法是亞硫酸鹽法。 將橡膠樣品與亞硫酸鈉溶液一起加熱,遊離硫與亞硫酸鹽反應形成硫代硫酸鹽,並透過碘量滴定來測量。 使用福馬林去除多餘的未反應的亞硫酸鹽。 此方法在不含含硫促進劑的橡膠分析中給出了良好的結果。 在含硫促進劑存在下,效果較高; 在某些情況下,該方法甚至無法準確確定滴定終點。