
【化】 sulfur vulcanization
sulfur; sulphur
【化】 sulphur
【医】 S; sulf-; sulfo-; sulfur; sulph-; sulphur; thio-
vulcanization
【化】 cure; sulfofication; sulfurization; sulphidizing; vulcanization
xanthation
【医】 sulfurize
硫硫化(Sulfur Vulcanization)是橡胶工业中一项基础性化学工艺,指通过硫原子在橡胶分子链间形成交联结构,从而改善材料机械性能的过程。该术语由“硫”和“硫化”组合而成,其中“硫化”(Vulcanization)源自拉丁语“Vulcanus”(火神),以纪念19世纪发明者查尔斯·固特异通过加热实现此反应的突破性发现。
从化学反应机制分析,硫硫化本质是硫原子在高温下与橡胶(如天然橡胶聚异戊二烯)中的双键发生开环加成,形成单硫键(-S-)、双硫键(-S-S-)或多硫键(-Sx-)的三维网状结构。这一过程可通过以下通式表达: $$ text{橡胶} + ntext{S} xrightarrow{Delta} text{硫化橡胶} $$ 其中反应条件通常控制在120-160℃范围,硫添加量介于1-3%时可获得最佳弹性与强度平衡。
根据《大英百科全书》工业化学卷记载,现代硫硫化技术已衍生出多种改良工艺,包括使用促进剂(如MBT)加速交联、添加氧化锌提升耐老化性等。这些技术进步使硫化橡胶的拉伸强度较原生胶提高逾10倍,热变形温度突破120℃。
美国化学会(ACS)在聚合物材料手册中特别强调,硫硫化体系仍是轮胎制造业的核心技术,全球约78%的汽车轮胎采用该工艺生产。其环保型低温硫化工艺已被列入联合国工业发展组织(UNIDO)可持续制造技术推荐名录。
“硫化”一词在不同领域有具体含义,以下是综合解释:
硫化指物质与硫元素发生化学反应生成硫化物的过程。例如金属(如铁、铜)或非金属与硫结合,形成硫化铁(FeS)、硫化铜(CuS)等化合物。这类反应通常伴随剧烈放热并可能释放有毒气体。
在橡胶工业中,硫化特指通过硫磺或其他交联剂,使生橡胶分子从线性结构交联为网状结构,从而获得弹性或硬质橡胶的工艺。该过程的关键作用包括:
现代工业中,“硫化”已不限于硫磺,还包括其他交联剂的使用,因此更科学的表述是“交联”或“架桥”。例如通过物理方法(如γ射线)或化学助剂实现高分子材料的性能优化。
硫化在材料科学中用于制备金属硫化物(如硫化铁、硫化铜),这类材料在电子、催化等领域有重要用途。
提示:若需了解硫化反应的具体阶段或技术参数,可参考(硫化过程四阶段)或(硫化工艺分类)。
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