Вулканизация серой

Вулканизация серой - это химический процесс, широко используется при производстве технических резин, он дает возможность улучшить стабильность при хранении некоторых ПБВ (например, СБС модифицированного битума) [120-125]. Считается что сера работает в двух направлениях: химически сшивая полимерные молекулы и химически связывая полимер и битум через сульфидные и / или полисульфидные связи [121]. Эти химические взаимодействия гораздо сильнее чем физические (например, агрегация ПС блоков в сополимеры), и они не исчезают даже при довольно высоких температурах, что, как полагают, очень полезно для улучшения стабильности при хранении ПБВ. Сшивание полимерных молекул приводит к образованию стабильной полимерной сетки в битуме; в то время как соединение между полимером и битумом непосредственно уменьшает возможность разделения. Хотя точный механизм реакции вулканизации серой полимербитума по-прежнему неясен, исследования вулканизации каучука серой может быть полезно для понимания химических реакций в ходе вулканизации серой полимербитумов. В случае СБС модифицированных битумов, реакции по двойным связям и замещение аллильных атомов водорода могут быть основными при связывании сополимеров СБС серой [180,181]. Возможно образование связей между серой и битумом, дегидрирование компонентов битума [183-185]. Однако из-за сложного состава ПБВ и отсутствия катализаторов (например, ускорители и активаторы) в процессе вулканизации серой ПБВ, все эти возможные реакции должны быть критически доказаны с помощью дальнейших исследований.

Связывание серы с полимерными модификаторами основано на химических реакциях вулканизации серой и ограничено в пределах ПБВ модифицированных ненасыщенными полимерами, из которых широко используется только СБС. Вулканизация серой используется уже более 30 лет. Было доказано, что вулканизация серой привела к некоторым улучшениям свойств некоторых ПБВ. Кроме повышенной стабильности при хранении, некоторые исследователи [131-133,186] утверждали, что вулканизация серой может также улучшить эластичность, сопротивление деформации и некоторые реологические свойства ПБВ, но остальные [124,131] обнаружили, что вулканизация серой сделала ПБВ более восприимчивы к окислительному старения и динамическому сдвигу и пришли к выводу, что это нехорошая идея использовать серу в качестве единственного дополнительного модификатора ПБВ. Кроме того, сероводород, опасный газ для здоровья человека и окружающей среды, может выделяться во время вулканизации серой из-за абстракции атомов водорода в битумах и полимерных модификаторах, особенно при высоких температурах [187-189]. Конечно, некоторые исследователи могут возразить, что газообразные выбросы являются относительно небольшими и большинство производителей знают, как иметь дело с рисками и опасностями, связанными с этим. Все эти недостатки ограничивают применение вулканизации серой.