橡胶硫化剂—不溶性硫磺制备及热稳定性研究

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中文摘要：不溶性硫磺，学名硫的均聚物，简称IS，是一种优秀的橡胶硫化剂，目前已成为生产高质量子午线轮胎的专用硫化剂。目前生产不溶性硫磺最常用的方法是气化法和熔融法。气化法是将过热硫蒸气进行淬冷，工艺成熟，单程转化率高，但存在能耗大、设备腐蚀严重、易燃易爆的缺点。而熔融法淬冷的是硫熔体，反应温度低，操作安全，但该方法单程转化率低，产品稳定性不高。本文采用反应条件相对温和的低温液相熔融法制备不溶性硫磺产品，并对其各种反应条件进行了详细的研究，在制备过程中加入抗静电剂，提高了产率。由于不溶性硫磺是一种亚稳态物质，单独使用时稳定性会随着温度的升高而变差，且随着储存时间的延长含量会逐步降低。针对这一情况，本文采用在不溶性硫磺的萃取过程中，通过添加不同的化学稳定剂来提高不溶性硫磺的热稳定性，研究了稳定剂的种类对不溶性硫磺热稳定性的影响。在实验过程中，不仅讨论了反应时间、反应温度、淬冷液的种类、pH值及添加剂的质量分数、抗静电剂的用量以及萃取操作的温度、时间、用量对不溶性硫磺产率的影响，还讨论了稳定剂的种类、用量对不溶性硫磺热稳定性的影响。通过实验确定了制备不溶性硫磺的最佳条件为反应时间为60min，反应温度260℃；淬冷液选择pJH=5.5，质量分数0.1％的季戊四醇弱酸性水溶液，活性抗静电剂的用量为0.8％，此时不溶性硫磺的产率最高为45.75％；萃取操作应在常温下进行，萃取剂(二硫化碳)与不溶性硫磺粗产品的质量比为5：1，萃取时间60min，萃取后产品中不溶性硫磺的质量分数可达90％以上。选取不同的稳定剂，在105℃，15min条件下，测定了不溶性硫磺的热稳定性。分别以光稳定剂UV一531、松节油、橡胶促进剂复合稳定剂、有机锡类复合稳定剂作为不溶性硫磺的热稳定剂，确定了适宜的稳定剂用量。最后，运用红外光谱和X射线衍射从结构、微观形态等方面对产品进行检测，进一步验证实验结果。

作者：

由文颖

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关键词：

不溶性硫磺橡胶硫化剂热稳定性气化法熔融法制备化学稳定剂

授予学位：

硕士

学科专业：

高分子化学与物理

导师：

张玉清、周集义

学位年度：

2006

学位授予单位：

河南科技大学

语种：

中文

中图分类号：