تهیة گوگرد نامحلول بعنوان عامل اصلی پخت در مصنوعات پلیمری

چكیده

رایجترین سیستم پخت در آمیزه های لاستیكی پخت گوگردی است كه علاوه بر اقتصادی بودن از تنوع زیادی برخوردار است و امكان دستیابی به محدودة گسترده ای از خواص را فراهم می‌كند. گوگرد با قرار گرفتن در بین زنجیر پلیمرها بین آنها اتصالات عرضی تشكیل میدهد و موجب تشكیل ساختار شبكه‌ای می شود . مشكل عدیده این سیستم پخت پدیده شكفتگی(blooming) گوگرد در آمیزه های لاستیكی است كه این پدیده بااستفاده از گوگرد نامحلول بر طرف می شود. زیرا وابستگی حلالیت این نوع گوگرد در بستر پلیمری به دما بسیار نامحسوس است. قیمت بالای گوگرد نامحلول و وارداتی بودن آن مشكلاتی را برای صنایع لاستیك بوجود آورده است. روشهای مختلف ارائه شده برای تهیه گوگرد نامحلول در كشور، نیز به دلایل اقتصادی و یا مشكلات دستگاهی و یا مواد اولیه قابل اجرا نبوده‌اند.

در این پژوهش دو روش ، ذوب گوگرد معمولی و همچنین هیدرولیز  بعنوان روشی نوین ، در تهیه گوگرد نامحلول بكار برده شده است .

فهرست مطالب:

چكیده

مقدمه

فصل اول :

مقدمه                                                                                                    2

1-1 تولید                                                                                              6

1-1-1 فرایندهای جذب در مایع و اكسیداسیون                                                   6

1-1-2 فرایندهای اكسیداسیون مستقیم                                                              14

1-1-3 تولید گوگرد در جهان                                                                        20

1-1-4 تولید گوگرد در ایران                                                                        21

1-2 صادرات گوگرد در جهان                                                                       23

1-2-1 وضعیت صادرات گوگرد ایران                                                              24

1-3 وضعیت مصرف گوگرد در جهان                                                              26

1-3-1 مصرف گوگرد در صنایع داخلی                                                            28

1-4 مصارف گوگرد                                                                                  31

1-4-1 اسید سولفوریك                                                                              32

1-4-2 كشاورزی                                                                                     33

1-4-3 باتریهای قابل شارژ                                                                           34

1-4-4 گوگرد در بتن                                                                                 34

1-4-5 لامپ گوگردی                                                                                35

1-4-6 حذف جیوه در آب                                                                           35

1-4-7 تولید كف                                                                                     36

1-4-8 گوگرد در آسفالت                                                                            36

1-4-9 گوگرد در صنایع لاستیك سازی                                                            37

فصل دوم : (لاستیك)

تاریخچه صنعت لاستیك                                                                                       39

2-1 معرفی چند اصطلاح                                                                            39

2-2 مواد در آمیزه كاری لاستیك                                                                              41

2-3 كائوچو                                                                                            42

2-3-1 كائوچوها از دیدگاه بازرگانی                                                                43

2-3-2 كائوچوها از دیدگاه مقاومتی                                                                 43

2-3-3 كائوچوها از دیدگاه فرآوری و تهیه                                                         44

2-3-3-1 كائوچوهای طبیعی                                                                         44

2-3-3-2 كائوچوی مصنوعی                                                                        47

2-4 فرآیند پخت كائوچو                                                                             50

2-5 تركیبات مؤثر در آمیزه كاری كائوچو                                                                    51

2-5-1 گوگرد                                                                                         51

2-5-2 شتابدهنده ها                                                                                  51

2-5-3 فعال كننده ها                                                                                 42

2-5-4 تاخیر دهنده ها                                                                                53

2-5-5 پر كننده ها                                                                                    54

2-5-6 نرم كننده ها                                                                                   54

2-5-7 پپتایزرها                                                                                       55

2-6 آزمونهای معمولی در تضمین مصنوعات پلیمری                                             55

2-6-1 آزمونهای روی آمیزه پخت شده                                                             55

2-6-2 آزمونها آمیزه خام                                                                             56

2-6-2-1گرانروی                                                                                     56

2-6-2-2 رئومتر                                                                                      57

2-6-2-3 جرم مخصوص                                                                            60

2-6-2-4 چسبندگی                                                                                  60

2-6-2-5 پراكنش دوده                                                                              60

2-6-1 آزمونهای آمیزه پخت شده                                                                   61

2-6-1-1 كشش                                                                                      61

2-6-1-2 مانائی فشاری                                                                                       62

2-6-1-3 سختی                                                                                      62

2-6-1-4 سایش                                                                                      62

2-6-1-5 مقاومت در مقابل پارگی                                                                  62

2-6-1-6 مقاومت خمشی                                                                           63

فصل سوم : گوگرد در لاستیك

مقدمه                                                                                                   65

3-1 ولكانیزاسیون                                                                                     66

3-1-1 درجه ولكانیزاسیون                                                                           66

3-1-2 مراحل ولكانیزاسیون                                                                          67

3-1-3 تغییر خواص نسبت به درجه                                                                69

تاثیر افزایش دانسیته اتصالات عرضی                                                               74

3-2 اثر ساختمان اتصال عرضی                                                                     77

3-2-1 نوع ساختمان اتصال عرضی                                                                 77

3-2-3 خواص مكانیكی                                                                                        78

3-2-4 رفتار فرسودگی حرارتی                                                                     79

3-2-5 خواص دینامیكی                                                                             80

خواص بهینه در آمیزه های ولكانیزه شده                                                            82

3-3 سیستم های پخت                                                                               82

3-4 پخت گوگردی                                                                                   83

دلایل ترجیح سیستم پخت گوگردی                                                                83

3-4-1 گوگرد                                                                                         85

3-4-1-1 گوگرد ولكانیزاسیون                                                                      85

3-4-1-2 درصد خلوص گوگرد                                                                              87

3-4-2 مواد گوگرد دهنده                                                                            87

3-5 پخت پراكسیدی                                                                                 90

3-5-1 فواید پخت پراكسیدی                                                                       91

3-5-2 معایب پخت پراكسیدی                                                                      92

3-6 روشهای پخت                                                                                   92

3-6-1 پخت غیرمداوم                                                                               93

3-6-1-1 قالبگیری                                                                                   93

3-6-1-2 پخت گاز                                                                                  93

3-6-1-3 پخت با غلاف سری                                                                      94

3-6-2 پخت مداوم                                                                                   94

3-6-2-1 پخت با روتوكیور                                                                         94

3-6-2-2 پخت در مایعات داغ                                                                     95

3-6-2-3 پخت در بسترة ذرات داغ شناور                                                        95

3-7 آلوتروپ های گوگرد مورد استفاده در صنایع لاستیك                                                95

فصل چهارم : بخش تجربی

4-1 دستگاهها و وسایل مورد استفاده                                                               99

4-2 نقطة ذوب گوگرد محلول                                                                       100

4-3 نقطة ذوب گوگرد نامحلول                                                                     100

4-4 تعیین مقدار گوگرد محلول در تولوئن                                                         101

4-5 تهیه گوگرد نامحلول از روش ذوب                                                           102

4-6 روش تعیین درصد گوگرد نامحلول                                                            103

4-7 بهینه كردن درصد گوگرد                                                                       104

4-7-1 اپتیمم كردن دما                                                                               104

4-7-2 اپتیمم كردن دور همزن                                                                      105

4-7-3 اپتیمم كردن درصد كاهندة كشش سطحی                                                  105

4-7-4 اپتیمم كردن درصد پایدار كننده                                                             106

4-8 استخراج گوگرد نامحلول بدست آمده                                                         107

4-9 روغن پوشی گوگرد نامحلول بدست آمده                                                     108

4-10 تعیین میزان روغن گوگرد روغنی                                                            109

4-11 تهیه گرانول گوگرد نامحلول                                                                   110

4-12 تهیه گوگرد نامحلول در مقیاس bench                                                      111

4-13تهیه گوگرد نامحلول در مقیاس پایلوت                                                       113

4-14 تهیه گوگرد نامحلول بوسیلة هیدرولیز                                                        115

4-15 بكارگیری گوگرد تهیه شده در ساخت آمیزه                                                          116

فصل پنجم : بحث و نتیجه گیری

5-1 گوگرد نامحلول                                                                                  119

5-2 تاثیر منفی شكفتگی بر خواص آمیزه                                                           123

5-3 گوگرد ، موهبت یا آفت                                                                         125

5-4 روشهای تهیه گوگرد نامحلول                                                                  127

الف-سرد كردن سریع گوگرد مذاب                                                                 127

ب-اكسیداسیون نافص                                                                                127

ج-هیدرولیز مستقیم                                                                                   128

روش بكارگرفته شده در این پژوهش در هیدرولیز                                                          128

5-5 روش ذوب ، روشی كاملاً كاربردی                                                           130

5-6 مقایسة آمیزه های تهیه شده                                                                     132

پیشنهادات                                                                                              134 

پیوست

منابع