硫磺
出处:按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《塑料橡胶助剂手册》第581页(4343字)
【释文】:
元素符号 S 分子式:S8(八原子分子环)
性质 淡黄色或黄色粉末,或块状物。无味,无臭。相对密度1.96~2.07。熔点115℃左右。沸点444.6℃。闪点207℃。自燃点248~266℃。硫磺粉自燃点190℃,与空气或氧化剂混合易引起爆炸或燃烧。有结晶形和无定形两种,其熔点稍有不同。由于制法不同,有多种同素异形体。各种形态硫均不溶于水,但有的溶于二硫化碳,有的不溶。
制法 由自然硫矿中提取,或由加热黄铁矿而得。也可由天然气、石油炼厂气回收而得。还可由二氧化硫还原法而得。
用途 硫磺在橡胶硫化剂中占首要地位,其价格低廉,应用广泛。适用于天然橡胶和二烯类合成橡胶。在软质橡胶制品中,一般用量为0.3~4份;在硬质制品中的用量一般为30~60份。硫化时需配合硫化促进剂和促进助剂(如活性剂)。酸会迟延硫化,故硫磺中不应含酸。硫磺在胶料中的溶解度随胶种而异,温度升高,溶解度增大。用量过多时,易发生喷硫,影响制品的老化性能和其它物理性能。对于未硫化胶料来说,喷硫还会破坏硫磺在胶料中的分布均匀性,降低表面粘着力,给加工造成困难。为防止未硫化胶的喷硫,硫磺宜在低温下混入。加硫磺之前先加入软化剂、使用槽法炭黑、掺入再生胶等均能减少喷硫现象。采用不溶性硫磺也是消除喷硫的主要方法。
橡胶工业中使用的硫磺主要有如下六种。
1.硫磺粉(Powdered sulfur)
由精制块状硫磺经粉碎筛选而得。是橡胶最主要的硫化剂。市售硫磺粉粒度有100目、200目、300目等品种,其中200目以上的品种又称微粉硫磺,最适宜作硫化剂。
2.沉淀硫磺(Precipitated sulfur)
由三种方法可以制取:(1)用稀酸分解碱金属或碱土金属的多硫化物,如多硫化钙等;(2)用强酸分解硫代硫酸钠;(3)硫化氢与二氧化硫反应。粒子微细,可达500~600目。在橡胶中的分散性好。适用于高级制品及胶乳薄膜制品等。
3.胶体硫磺(Colloidal sulfur)
将硫磺粉或沉淀硫磺与分散剂一起在球磨机或胶体磨中研磨,制成糊状物即为胶体硫,也可干燥成固体状物。粒子极细,粒径1~3μm。主要用于胶乳制品,分散均匀,沉降速度慢。
4.不溶性硫磺(Insoluble sulfur)
工业生产方法有两种:(1)熔融法,将硫磺粉加热熔融后注入冷水中急冷,得到透明的无定形弹性硫磺。(2)汽化法,将加热到沸点以上的过热硫磺蒸汽用惰性气体稀释后,高速喷入冷却介质中,得到不溶性硫磺和可溶性硫磺的混合物,再用二硫化碳萃取分离而得。因本品不溶于二硫化碳,故称不溶性硫磺。本品在硫化前的加工操作温度下不溶于胶料,在硫化温度下溶于胶料而发挥硫化作用。可防止混炼胶喷硫、粘着性下降等弊害。也不易产生早期硫化现象。适用于钢丝帘线轮胎等重要的橡胶制品,用量与普通硫磺相同。表10-1为我国上海京海化工总公司生产的不溶性硫磺品种及其组成。
表10-1IS系列不溶性硫磺的品种和组成
5.表面处理硫磺(surface treated sulfur)
将粉末硫磺或沉淀硫磺用对硫化无影响的处理剂(如聚异丁烯等)进行表面附着处理而得。其特点是混炼容易,分散性好,焦烧性小,操作安全性大。
6.硫磺混合物(sulfur mixture)
由硫磺粉与聚合物或其它添加剂混合而成。其目的是改善硫磺的分散性,防止硫磺凝集结晶等。国外这类商品很多,常用的混合用聚合物有丁苯橡胶、丁腈橡胶、二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶等,常用的无机添加剂有碳酸镁、炭黑等。
毒性 本品为低毒性物质。其粉尘对皮肤和眼睛有轻微刺激。美国的一项研究表明,硫磺粉尘的吸入对人体无有害作用,但意大利的研究报道,硫磺粉尘的吸入能引起硫尘肺病和支气管炎,伴有肺气肿。橡胶工业中所接触的硫磺量似乎不会导致上述问题的出现。
国内生产厂
上海京海化工总公司(不溶性硫磺) 北京化工实验厂 内蒙准格尔旗房塔沟硫磺厂
山西长治市化工厂 浙江淳安县蛟池化工厂
山西阳泉矿物厂 内蒙准格尔旗榆树湾硫磺厂 安徽淮南化肥厂
安庆石油化工总厂 遵义磷肥厂 大田县硫铁矿
宁都县硫磺矿 嘉峪关市酒泉长城化工厂 铜川市化工厂
上饶县硫磺矿 上海焦化厂 阳城县磺粉厂
山东淄博红旗化工厂 吉林化学工业公司化肥厂
国外生产厂
·美国Harwick公司
Code209oil Treated RM
Code104Rubbermakers
Code338Superfine RM
Master miix Crystex4414-MB(硫磺与丁苯橡胶混合物)
Mastermix Crystex4159-MB(硫磺与二元乙丙橡胶混合物)
Mastermix Crystex4162-MB(硫磺与三元乙丙橡胶混合物)
Mastermix Insoluble Sulfur60-4168-MB(不溶性硫磺与二元乙丙橡胶混合物)
Mastermix Insoluble Sulfur60-4169-MB(不溶性硫磺与三元乙丙橡胶混合物)
Mastermix Insoluble Sulfur60-4170-MB(不溶性硫磺与丁腈橡胶混合物)
Mastermix Insoluble Sulfur60-4171-MB(不溶性硫磺与丁苯橡胶混合物)
Mastermix Sulfur4460-PD(硫磺在轻质操作油中的分散体)
·美国Stauffer化学公司
Crystex Sulfur
Crystex95-O-T20(油处理不溶性硫磺)
Crystex90-O-T20(油处理不溶性硫磺)
Cryster Insoluble Sulfur(不溶性硫磺)
Sulfur Tire21-12
Sulfur Tire Brand
·美国Akron公司
Akrochem Rubbermakers Sulphur
Akrochem Rubbermakers Sulphur MC-HOT(经碳酸镁和油处理)
Akrochem Rubbermakers Sulphur OT(经油处理)
Sulphur MC(混有2%碳酸镁)
·德国Schill & Seilacher化学公司
Struktol SU95(95%硫磺,5%有机分散湿润剂)
Struktol SU120(83.3%硫磺,15.8%有机分散湿润剂,0.9%无机分散剂)
Struktol SU105(50%硫磺,25%有机分散湿润剂,25%无机分散剂)
Struktol SU109(75%硫磺,25%分散剂)
Struktol SU135(75%硫磺,25%分散剂)
Struktol SU60(60%硫磺,40%分散剂)
·日本生产硫磺硫化剂的主要厂家如下