| Sulphur | LƯU HUỲNH |
| There are two basic crystallisation forms for sulphur - monoclinic and rhombic. Rhombic is the most stable form, at least up to 96 °C; the other types revert to this stable form at a rate dependant upon temperature. When sulphur solidifies from the molten state (melting point 114 °C) the crystalline form which occurs is monoclinic (needle-like crystal structure). Below 96 °C, the monoclinic form becomes metastable and changes into the rhombic form. | Lưu huỳnh có hai dạng kết tinh cơ bản là lưu huỳnh dạng xiên đơn và lưu huỳnh dạng hình thoi. Khi lưu huỳnh hóa rắn từ trạng thái nóng chảy (điểm nóng chảy114oC ) tinh thể thu được là dạng đơn xiên (cấu trúc tinh thể hình kim). Ở dưới 96oC, lưu huỳnh hình thoi là dạng ổn định nhất , lưu huỳnh dạng xiên sẽ chuyển hóa và biến đổi thành lưu huỳnh hình thoi. Tốc độ chuyển hóa phụ thuộc vào nhiệt độ. |
| Normal rhombic sulphur has differing degrees of solubility in the different rubber types. In NR and SBR the required proportion for crosslinking dissolves relatively rapidly at room temperature. In stereospecific rubbers such as polybutadiene and nitrile it does not solubilise so readily. As one would expect, the solubility of the sulphur within the rubber increases with temperature increase. | Thông thường, lưu huỳnh hình thoi có mức độ hòa tan khác nhau trong từngloại cao su khác nhau. Ở nhiệt độ phòng, lượng lưu huỳnh cần thiết cho liên kết ngang sẽ hòa tan tương đối nhanh vào cao su thiên nhiên và cao su SBR. Trong những loại cao su stereospecific (có cấu trúc điều hòa) như polybutadiene và nitril thì khả năng hòa tan của lưu huỳnh rất khó. |
| If the level of sulphur in a compound is higher than that necessary for the required degree of crosslinking, problems of bloom will occur. As the temperature during compound mixing rises, the amount of sulphur becoming soluble within the rubber greatly exceeds the solubility level of the sulphur within the rubber at room temperature. Sulphur not dissolving into the rubber will remain within the rubber matrix and will not bloom to either the unvulcanised or vulcanised surfaces. Sulphur dissolved into the rubber in excess of its solubility level (i.e., a super saturated solution) at an elevated temperature will form an unwanted bloom on the rubber compound surface at ambient temperatures. The rate of crystallisation of the excess sulphur from the super saturated solution will depend on the rubber type, ambient temperatures and such factors as fingerprints on the rubber surface. | Độ tan của lưu huỳnh trong cao su sẽ tăng lên khi nhiệt độ tăng. Do đó, khi nhiệt độ trong cán luyện hỗn hợp tăng lên, lượng lưu huỳnh có thể hòa tan trong cao su lớn hơn nhiều so với độ tan của lưu huỳnh tại nhiệt độ phòng. Lượng lưu huỳnh hòa tan sẽ ở trong cao su và không phun sương ra các bề mặt chưa lưu hóa hoặc đã lưu hóa. Nhưng nếu lượng lưu huỳnh trong hỗn hợp cao su nhiều hơn lượng cần thiết( như tan nhiều ở nhiệt độ cao) cho liên kết ngang thì sẽ xẩy ra phun sương. Tốc độ kết tinh của phun sương lưu huỳnh thừa ra khỏi hỗn hợp phụ thuộc vào từng loại cao su, nhiệt độ môi trường và các yếu tố như dấu tay trên bề mặt cao su. |
| A further complicating factor with rubber compounds is that some compounding ingredients, e.g.,2-mercaptobenzothiazole, will accelerate and increase the sulphur blooming. | Một yếu tố phức tạp nữa với hỗn hợp cao su là vài chất, thí dụ như 2-mercaptobenzothiazole, sẽ thúc đẩy và tăng hiện tương phun sương. |
| ‘Insoluble’ (Amorphous) Sulphur | LƯU HUỲNH KHÔNG TAN |
| Sulphur in its amorphous form is known in the rubber industry as ‘insoluble sulphur’. Insoluble sulphur is used by the rubber industry as, if not converted to the rhombic form by excessive processing heat, it will remain undissolved in the rubber and thus cannot bloom to the surface of the unvulcanised rubber compound. This is a factor which is very important for products which require a number of processing assembly steps in their manufacture. | Lưu huỳnh ở dạng không kết tinh (dạng vô định hình) được biết đến trong ngành công nghiệp cao su như là “lưu huỳnh không tan”. Lưu huỳnh không tan được sử dụng trong công nghiệp cao su , nếu không bị biến đổi thành dạng hình thoi bởi quá trình gia công ở nhiệt độ cao, nó sẽ được giữ lại trong cao su ở dạng không hòa tan và sẽ không xảy ra hiện tượng phun sương trên bề mặt của hỗn hợp cao su chưa lưu hóa. Yếu tố này rất quan trọng đối với những sản phẩm đòi hỏi gia công qua nhiều bước. |
| Amorphous sulphur is a metastable variety and is insoluble in carbon disulphide. Its change to the stable rhombic form is temperature dependant. At normal ambient temperatures, the amorphous form is virtually stable requiring many years to convert. At 100 °C, the change occurs in about one hour. At about 110 °C the change will occur in about 20 minutes. Care must be taken to ensure that processing temperatures do not exceed 100 °C otherwise the advantages of its use will be quickly lost. | Lưu huỳnh không tan là loại dễ bị chuyễn hóa và không tan trong carbon disulphide. Sự chuyển hóa của nó sang dạng hình thoi sẽ phụ thuộc vào nhiệt độ. Tại nhiệt độ bình thường , lưu huỳnh cần nhiều năm để chuyển hóa. Nhưng ở 100oC, sự chuyển hóa xảy ra trong khoảng một giờ. Nếu ở 110oC, sự chuyển hóa xảy ra trong khoảng 20 phút. Trong sản xuất, phải đảm bảo nhiệt độ gia công không vượt quá 100oC, nếu không thì ưu điểm của nó sẽ nhanh chóng mất đi. |
| Various attempts have been made to improve the stability of amorphous sulphur. Addition of small amounts of halogens, i.e., chlorine, bromine, iodine, treatment with sulphur monochloride or the addition of a terpene have some effect on the rate of conversion. As far as is known, none of the modified materials are commercially available. | Đã có nhiều nỗ lực được thực hiện để cải thiện tính bền vững của lưu huỳnh không tan . |
| Dispersion of soluble rhombic sulphur does not usually create problems in most polymers, but addition of the insoluble form can create problems of incorporation into the rubber compound due to insolubility in the rubber. The insoluble sulphur particles tend to agglomerate into small lumps, which cannot then be dispersed effectively. Various treated insoluble sulphur products are available which aid incorporation. | Sự phân tán của lưu huỳnh hình thoi thường không khó trong hầu hết các polymer, nhưng với lưu huỳnh không tan có thể có khó khăn cho việc kết hợp trong hỗn hợp cao su vì tính không tan của lưu huỳnh trong cao su Lưu huỳnh không tan có khuynh hướng kết tụ thành những cục nhỏ, nên không thể phân tán hiệu quả. Đã có nhiều loại lưu huỳnh không tan được xử lý giúp cho việc kết hợp dễ hơn. |
| When properly dispersed there will be no difference in the effects of the two sulphur types on the course of the vulcanisation reaction. | Khi được phân tán tốt sẽ không có sự khác nhau giữa hai loại lưu huỳnh trong lưu hóa |
| Insoluble sulphur, if handled incorrectly, can generate a high degree of static charge on its particles and has been the cause of a number of explosions whilst being discharged into storage hoppers and silos. | Nếu bảo quản lưu huỳnh không tan không đúng cách sẽ tạo ra tĩnh điện cao trên các hạt và là nguyên nhân gây nổ do bị phóng điện khi chuyển vào các hopper và silo. |
Nguồn tài liệu: Rubber Basics
Tác giả: Richard B. Simpson
NXB: Rapra Technology Limited
Cung cấp: Tuan Van Doan (Ph.D candidate),
Yonsei University, South Korea.
Người dịch đề nghị: Trịnh Anh Việt, vLAB
Hỗ trợ: Quốc Anh, Cty Đức Minh
