
硫化(Vulcanization)是橡胶工业中通过添加硫化剂(如硫磺)使橡胶分子链交联的化学改性过程。该术语源自罗马火神Vulcan,由美国发明家查尔斯·固特异(Charles Goodyear)于1839年发现并命名,其英文对应词为"vulcanization"《大英百科全书》记载该技术显著提升了橡胶的弹性模量和耐温性能。在《McGraw-Hill科技词典》中,硫化被定义为「通过硫原子在聚合物链间形成共价键的三维网络结构」《美国化学会》指出该反应遵循自由基机理,典型反应式可表示为: $$ R-CH_2-CH_2-CH_2-R + S_8 rightarrow R-CH_2-S_x-CH_2-R $$ 现代应用涵盖轮胎制造(占全球橡胶用量70%)、密封制品等领域。英国橡胶与塑料研究协会(RAPRA)证实硫化可使橡胶拉伸强度提升5-10倍。
硫化是一个在不同领域具有多重含义的化学术语,主要分为以下两类:
指硫元素与其他物质(如金属、非金属或有机物)发生化学反应生成硫化物的过程。例如,硫与铁反应生成硫化铁(FeS),或与铜生成硫化铜(CuS)。这类反应常伴随放热和释放有毒气体(如硫化氢H₂S),需在高温或特定条件下进行。该过程在材料科学中用于制备金属硫化物材料,如电池电极材料或半导体材料。
特指橡胶工业中的交联工艺,通过添加硫磺或其他交联剂(如过氧化物),使线型橡胶分子在加热、加压条件下形成三维网状结构,从而将生橡胶转化为弹性或硬质橡胶。例如,轮胎制造中通过硫化增强橡胶的耐磨性和耐高温性。此过程也称为“熟化”,是橡胶制品生产的关键步骤。
类型 | 反应对象 | 产物特性 | 典型应用场景 |
---|---|---|---|
化学硫化 | 金属/非金属元素 | 生成硫化物(如FeS、CuS) | 材料合成、冶金工业 |
橡胶硫化 | 生橡胶 | 弹性/硬质橡胶(交联结构) | 轮胎、密封件、胶管生产 |
硫化在高分子领域也指线型聚合物通过化学键形成网状结构的过程(如塑料交联改性)。这种工艺能显著提升材料的机械强度和耐热性。
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