微膠囊包覆硫磺的制備表征及其在天然橡膠中的應(yīng)用.pdf

1、硫磺作為橡膠的硫化體系，在橡膠工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。但普通硫磺在橡膠中的溶解度隨溫度的變化而產(chǎn)生波動(dòng)，在橡膠加工的陳化過(guò)程中，前期已經(jīng)得以均勻分散的硫磺會(huì)因溫度降低而從橡膠中析出，造成橡膠加工過(guò)程中常常出現(xiàn)噴霜現(xiàn)象，這實(shí)質(zhì)上產(chǎn)生或加重了硫磺在橡膠基體中分散不均現(xiàn)象，影響了橡膠的正常使用。另外，由于硫磺與橡膠兩者極性相異，使硫磺在橡膠基體中容易團(tuán)聚，難以達(dá)到均與分布，進(jìn)而造成硫化后橡膠內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不均勻性。這會(huì)嚴(yán)重影響橡膠力學(xué)性能，并在橡膠制

2、品的生產(chǎn)中嚴(yán)重降低產(chǎn)品的合格率，造成巨大的能源與物力、人力的浪費(fèi)。另外，普通硫磺具有一定的毒性，尤其是其受熱后產(chǎn)生的硫蒸汽以及經(jīng)過(guò)氧化后產(chǎn)生的二氧化硫都會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生巨大的毒害作用。基于以上實(shí)際生產(chǎn)中產(chǎn)生的問題，本論文擬通過(guò)對(duì)硫磺進(jìn)行包覆的方法尋求途徑。
　　 對(duì)硫磺進(jìn)行包覆處理后不但可以有效解決以上諸如噴霜、硫磺分散不均而導(dǎo)致的硫化膠力學(xué)性能不均的問題、使硫磺更穩(wěn)定安全，而且可以通過(guò)調(diào)節(jié)包覆材料的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)而達(dá)到控制硫磺的釋放，

3、一方面可以提高硫磺及橡膠的有效利用率，同時(shí)還可以適當(dāng)延長(zhǎng)焦燒時(shí)間，有利于橡膠的加工成型。
　　 本文合成制備出了一系列不同分子量的低分子量聚乙烯醇、乙烯醇乙烯基三乙氧基硅烷共聚物、甲基含氫二氯硅烷改性后聚乙烯醇、聚苯乙烯，外購(gòu)買了聚乙烯蠟，通過(guò)DSC測(cè)試尋找出了滿足條件的軟化溫度在120～140℃的包覆材料;并采用不同的包覆手段，制備出了一系列包覆硫磺。
　　 利用偏光顯微鏡、紅外光譜、掃描電鏡從物理和化學(xué)角度印證包覆效

4、果;利用激光粒度分析儀測(cè)定包覆材料的粒徑大小和粒徑分布，并發(fā)現(xiàn)制備的包覆硫磺粒徑都小于100μm。
　　 將制備的包覆硫磺應(yīng)用到橡膠加工中，通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，濃度（制備聚乙烯蠟包覆硫磺時(shí)配制的聚乙烯蠟甲苯溶液濃度）為10％、15％、20％的聚乙烯蠟，濃度（制備聚乙烯醇包覆硫磺時(shí)配制的聚乙烯醇水溶液濃度）為2.5％、5％的聚乙烯醇制備的包覆硫磺得到的硫化膠力學(xué)性能均明顯高于未包覆硫磺;濃度為5％的聚乙烯蠟、聚苯乙烯制備的包覆硫磺得到的

5、硫化膠力學(xué)性能高于未包覆硫磺但不明顯;濃度（配制聚乙烯醇乙烯基三乙氧基硅烷共聚物包覆硫磺時(shí)壁材水溶液的濃度）為5％的乙烯醇乙烯基三乙氧基硅烷共聚物制備的包覆硫磺得到的硫化膠力學(xué)性能除斷裂伸長(zhǎng)率外均略低于為包覆硫得到的硫化膠;濃度（制備的經(jīng)甲基含氫二氯硅烷改性的聚乙烯醇包覆硫磺時(shí)配制的壁材水溶液濃度）為5％的經(jīng)甲基含氫二氯硅烷改性的聚乙烯醇制備的包覆硫磺得到的硫化膠力學(xué)性能除斷裂伸長(zhǎng)率有所提高外，其它各項(xiàng)性能參數(shù)均明顯低于為包覆硫磺得到的

6、硫化膠;濃度為7.5％、10％的聚乙烯醇制備的包覆硫磺得到的硫化膠力學(xué)性能均較差。
　　 研究結(jié)果顯示，同種包覆材料制備的包覆硫磺應(yīng)用到橡膠中時(shí)，橡膠的硫化時(shí)間、焦燒時(shí)間隨對(duì)應(yīng)的包覆硫磺包覆層厚度的增加而增加。
　　 將所得各種制備的包覆硫磺應(yīng)用到天然橡膠的加工中，通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)硫化劑為聚乙烯蠟、聚苯乙烯包覆硫磺作為硫化劑得到的生膠其硫化劑顆粒分散較均勻，室溫下停放三周后無(wú)噴霜現(xiàn)象出現(xiàn);低分子量聚乙烯醇及有機(jī)硅單體改性聚乙

7、烯醇包覆硫磺作為硫化劑得到生膠其顆粒分散相對(duì)較差，對(duì)應(yīng)生膠表面有肉眼可觀的硫化劑顆粒，停放三周后無(wú)噴霜現(xiàn)象;與以上經(jīng)過(guò)包覆的硫化劑相比，當(dāng)硫化劑為裸露的升華硫時(shí)得到的生膠在混煉完成后硫磺分散較好，但停放三周后，硫磺逐漸析出，出現(xiàn)噴霜現(xiàn)象，在切面處發(fā)現(xiàn)肉眼可觀的硫磺顆粒。
　　 研究顯示，當(dāng)包覆材料為非極性的聚乙烯蠟和聚苯乙烯時(shí)所制備的包覆硫磺應(yīng)用于非極性的天然橡膠體系中，能有效的抑制噴霜現(xiàn)象，能促進(jìn)硫磺的分散，并且能提高橡膠力學(xué)