تهیه گوگرد پلیمری(تهیه گوگرد نامحلول) بعنوان عامل اصلی پخت در ساخت مصنوعات پلیمری

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 تهیه گوگرد پلیمری(تهیه گوگرد نامحلول) بعنوان عامل اصلی پخت در ساخت مصنوعات پلیمری دارای ۱۷۶ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد تهیه گوگرد پلیمری(تهیه گوگرد نامحلول) بعنوان عامل اصلی پخت در ساخت مصنوعات پلیمری  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی تهیه گوگرد پلیمری(تهیه گوگرد نامحلول) بعنوان عامل اصلی پخت در ساخت مصنوعات پلیمری،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن تهیه گوگرد پلیمری(تهیه گوگرد نامحلول) بعنوان عامل اصلی پخت در ساخت مصنوعات پلیمری :

بخشی از فهرست تهیه گوگرد پلیمری(تهیه گوگرد نامحلول) بعنوان عامل اصلی پخت در ساخت مصنوعات پلیمری

چکیده
مقدمه
فصل اول :
مقدمه ۲
۱-۱ تولید ۶
۱-۱-۱ فرایندهای جذب در مایع و اکسیداسیون ۶
۱-۱-۲ فرایندهای اکسیداسیون مستقیم ۱۴
۱-۱-۳ تولید گوگرد در جهان ۲۰
۱-۱-۴ تولید گوگرد در ایران ۲۱
۱-۲ صادرات گوگرد در جهان ۲۳
۱-۲-۱ وضعیت صادرات گوگرد ایران ۲۴
۱-۳ وضعیت مصرف گوگرد در جهان ۲۶
۱-۳-۱ مصرف گوگرد در صنایع داخلی ۲۸
۱-۴ مصارف گوگرد ۳۱
۱-۴-۱ اسید سولفوریک ۳۲
۱-۴-۲ کشاورزی ۳۳
۱-۴-۳ باتریهای قابل شارژ ۳۴
۱-۴-۴ گوگرد در بتن ۳۴
۱-۴-۵ لامپ گوگردی ۳۵
۱-۴-۶ حذف جیوه در آب ۳۵
عنوان صفحه
۱-۴-۷ تولید کف ۳۶
۱-۴-۸ گوگرد در آسفالت ۳۶
۱-۴-۹ گوگرد در صنایع لاستیک سازی ۳۷
فصل دوم : (لاستیک)
تاریخچه صنعت لاستیک ۳۹
۲-۱ معرفی چند اصطلاح ۳۹
۲-۲ مواد در آمیزه کاری لاستیک ۴۱
۲-۳ کائوچو ۴۲
۲-۳-۱ کائوچوها از دیدگاه بازرگانی ۴۳
۲-۳-۲ کائوچوها از دیدگاه مقاومتی ۴۳
۲-۳-۳ کائوچوها از دیدگاه فرآوری و تهیه ۴۴
۲-۳-۳-۱ کائوچوهای طبیعی ۴۴
۲-۳-۳-۲ کائوچوی مصنوعی ۴۷
۲-۴ فرآیند پخت کائوچو ۵۰
۲-۵ ترکیبات مؤثر در آمیزه کاری کائوچو ۵۱
۲-۵-۱ گوگرد ۵۱
۲-۵-۲ شتابدهنده ها ۵۱
۲-۵-۳ فعال کننده ها ۴۲
۲-۵-۴ تاخیر دهنده ها ۵۳
۲-۵-۵ پر کننده ها ۵۴
۲-۵-۶ نرم کننده ها ۵۴
عنوان صفحه
۲-۵-۷ پپتایزرها ۵۵
۲-۶ آزمونهای معمولی در تضمین مصنوعات پلیمری ۵۵
۲-۶-۱ آزمونهای روی آمیزه پخت شده ۵۵
۲-۶-۲ آزمونها آمیزه خام ۵۶
۲-۶-۲-۱گرانروی ۵۶
۲-۶-۲-۲ رئومتر ۵۷
۲-۶-۲-۳ جرم مخصوص ۶۰
۲-۶-۲-۴ چسبندگی ۶۰
۲-۶-۲-۵ پراکنش دوده ۶۰
۲-۶-۱ آزمونهای آمیزه پخت شده ۶۱
۲-۶-۱-۱ کشش ۶۱
۲-۶-۱-۲ مانائی فشاری ۶۲
۲-۶-۱-۳ سختی ۶۲
۲-۶-۱-۴ سایش ۶۲
۲-۶-۱-۵ مقاومت در مقابل پارگی ۶۲
۲-۶-۱-۶ مقاومت خمشی ۶۳
فصل سوم : گوگرد در لاستیک
مقدمه ۶۵
۳-۱ ولکانیزاسیون ۶۶
۳-۱-۱ درجه ولکانیزاسیون ۶۶
۳-۱-۲ مراحل ولکانیزاسیون ۶۷
عنوان صفحه
۳-۱-۳ تغییر خواص نسبت به درجه ۶۹
تاثیر افزایش دانسیته اتصالات عرضی ۷۴
۳-۲ اثر ساختمان اتصال عرضی ۷۷
۳-۲-۱ نوع ساختمان اتصال عرضی ۷۷
۳-۲-۳ خواص مکانیکی ۷۸
۳-۲-۴ رفتار فرسودگی حرارتی ۷۹
۳-۲-۵ خواص دینامیکی ۸۰
خواص بهینه در آمیزه های ولکانیزه شده ۸۲
۳-۳ سیستم های پخت ۸۲
۳-۴ پخت گوگردی ۸۳
دلایل ترجیح سیستم پخت گوگردی ۸۳
۳-۴-۱ گوگرد ۸۵
۳-۴-۱-۱ گوگرد ولکانیزاسیون ۸۵
۳-۴-۱-۲ درصد خلوص گوگرد ۸۷
۳-۴-۲ مواد گوگرد دهنده ۸۷
۳-۵ پخت پراکسیدی ۹۰
۳-۵-۱ فواید پخت پراکسیدی ۹۱
۳-۵-۲ معایب پخت پراکسیدی ۹۲
۳-۶ روشهای پخت ۹۲
۳-۶-۱ پخت غیرمداوم ۹۳
۳-۶-۱-۱ قالبگیری ۹۳
عنوان صفحه
۳-۶-۱-۲ پخت گاز ۹۳
۳-۶-۱-۳ پخت با غلاف سری ۹۴
۳-۶-۲ پخت مداوم ۹۴
۳-۶-۲-۱ پخت با روتوکیور ۹۴
۳-۶-۲-۲ پخت در مایعات داغ ۹۵
۳-۶-۲-۳ پخت در بستره ذرات داغ شناور ۹۵
۳-۷ آلوتروپ های گوگرد مورد استفاده در صنایع لاستیک ۹۵
فصل چهارم : بخش تجربی
۴-۱ دستگاهها و وسایل مورد استفاده ۹۹
۴-۲ نقطه ذوب گوگرد محلول ۱۰۰
۴-۳ نقطه ذوب گوگرد نامحلول ۱۰۰
۴-۴ تعیین مقدار گوگرد محلول در تولوئن ۱۰۱
۴-۵ تهیه گوگرد نامحلول از روش ذوب ۱۰۲
۴-۶ روش تعیین درصد گوگرد نامحلول ۱۰۳
۴-۷ بهینه کردن درصد گوگرد ۱۰۴
۴-۷-۱ اپتیمم کردن دما ۱۰۴
۴-۷-۲ اپتیمم کردن دور همزن ۱۰۵
۴-۷-۳ اپتیمم کردن درصد کاهنده کشش سطحی ۱۰۵
۴-۷-۴ اپتیمم کردن درصد پایدار کننده ۱۰۶
۴-۸ استخراج گوگرد نامحلول بدست آمده ۱۰۷
۴-۹ روغن پوشی گوگرد نامحلول بدست آمده ۱۰۸
عنوان صفحه
۴-۱۰ تعیین میزان روغن گوگرد روغنی ۱۰۹
۴-۱۱ تهیه گرانول گوگرد نامحلول ۱۱۰
۴-۱۲ تهیه گوگرد نامحلول در مقیاس bench ۱۱۱
۴-۱۳تهیه گوگرد نامحلول در مقیاس پایلوت ۱۱۳
۴-۱۴ تهیه گوگرد نامحلول بوسیله هیدرولیز ۱۱۵
۴-۱۵ بکارگیری گوگرد تهیه شده در ساخت آمیزه ۱۱۶
فصل پنجم : بحث و نتیجه گیری
۵-۱ گوگرد نامحلول ۱۱۹
۵-۲ تاثیر منفی شکفتگی بر خواص آمیزه ۱۲۳
۵-۳ گوگرد ، موهبت یا آفت ۱۲۵
۵-۴ روشهای تهیه گوگرد نامحلول ۱۲۷
الف-سرد کردن سریع گوگرد مذاب ۱۲۷
ب-اکسیداسیون نافص ۱۲۷
ج-هیدرولیز مستقیم ۱۲۸
روش بکارگرفته شده در این پژوهش در هیدرولیز ۱۲۸
۵-۵ روش ذوب ، روشی کاملاً کاربردی ۱۳۰
۵-۶ مقایسه آمیزه های تهیه شده ۱۳۲
پیشنهادات ۱۳۴
پیوست
منابع

رایجترین سیستم پخت در آمیزه های لاستیکی پخت گوگردی است که علاوه بر اقتصادی بودن از تنوع زیادی برخوردار است و امکان دستیابی به محدوده گسترده ای از خواص را فراهم می‌کند. گوگرد با قرار گرفتن در بین زنجیر پلیمرها بین آنها اتصالات عرضی تشکیل میدهد و موجب تشکیل ساختار شبکه‌ای می شود . مشکل عدیده این سیستم پخت پدیده شکفتگی(blooming) گوگرد در آمیزه های لاستیکی است که این پدیده بااستفاده از گوگرد نامحلول بر طرف می شود. زیرا وابستگی حلالیت این نوع گوگرد در بستر پلیمری به دما بسیار نامحسوس است. قیمت بالای گوگرد نامحلول و وارداتی بودن آن مشکلاتی را برای صنایع لاستیک بوجود آورده است. روشهای مختلف ارائه شده برای تهیه گوگرد نامحلول در کشور، نیز به دلایل اقتصادی و یا مشکلات دستگاهی و یا مواد اولیه قابل اجرا نبوده‌اند. تهیه مستقیم گوگرد نامحلول از گوگرد معمولی روشی است که در این مقاله مطرح می شود، در این روش نوین ابتدا از گوگرد معمولی حدواسط ناپایدارS2Cl2 بدست آمده ، سپس با هیدرولیز حد واسط در کربنات سدیم، گوگرد نامحلول بدست می‌آید
با استفاده از شیوه های مختلف فیزیکی و شیمیائی می‌توان در بین نقاط مختلف زنجیرهای یک پلیمر، پل‌هایی از نوع پیوند کووالانسی بر قرار ساخت. این پل‌ها بنام اتصالات عرضی خوانده می شوند و به این عمل شبکه ای کردن یا پخت گفته می شود. در این فرایند پلیمر از حالت ترمو پلاستیک به حالت ترموست تبدیل شده و خصوصیات فیزیکی و شیمیائی آن تغییر میکند. تغییرات فیزیکی و شیمیائی که در فرآیند پخت رخ میدهد به قرار زیر است:
– زنجیرهای خطی کائوچو بصورت شبکه‌ای در آمده و ساختار آن سه بعدی می‌شود.
– از حالت پلاستیک به حالت لاستیک تبدیل می شود.
– آمیزه در برابر تخریب و فساد ناشی از حرارت، نور و سایر عوامل مقاومتر می شود.

رایجترین سیستم پخت در صنعت لاستیک سیستم پخت گوگردی است. دلایل استفاده از گوگرد در سیستم های پخت عبارت است از:
– تنظیم راحت تر موازنه بین حالت شروع و خاتمه پخت
– انعطاف پذیری بیشتردر آمیزه کاری
– امکان پخت با هوای داغ
– خواص مکانیکی بهتر
– امکان کنترل طول اتصالهای عرضی
– دلایل اقتصادی

آلوتروپ های گوگرد مورد استفاده در صنایع لاستیک
گوگرد خالص، جامدی شکننده به رنگ زرد کاهی و بدون بو و طعم می باشد، هدایت الکتریکی بسیار ضعیف داشته و نامحول در آب است و در چندین شکل کریستالی یا آلوتروپ وجود دارد. آلوتروپهای مورد استفاده در صنایع لاستیک عبارتند از:
الف)گوگردمعمولی: شامل گوگردرومبیک (ارتورو مبیک) و مونوکلینیک (با ۹۹ درصد خلوص) است. گوگرد رومبیک در دمای اتاق پایدار بوده و شامل گلهای گوگرد دسته ای و معمولی می باشد که با تصعید بخار گوگرد مستقیما از حالت جامد به دست می‌آید و در آن حلقه‌های هشت عضوی از گوگرد در کنار هم قرار می گیرند.
گوگرد مونوکلینیک از سرد کرن تدریجی گوگرد مایع بدست می‌آید و شکل کریستالی آن سوزنی و بلند بوده و دارای ساختار حلقه‌‌ای با هشت اتم گوگرد است با این تفاوت که نحوه قرار گرفتن حلقه ها با گوگرد رومبیک متفاوت‌است. این نوع گوگرد در محدوده دمائی ۱۱۶-۶۹ درجه سانتیگراد پایدار است. اما دردمای اتاق به آهستگی تبدیل به گوگرد رومبیک می شود.
گوگرد معمولی در اغلب حلالها نامحلول است مگر در دی سولفید کربن، یکی از دلایل عمده پدیده شکفتگی یا سفیدک زدن قطعات لاستیکی نیز همین عدم حلالیت مناسب گوگرد در کائوچوست.
ب) گوگرد کلوئیدی: این نوع گوگرد از دانه‌های بسیار ریز تشکیل می شود و کار برد آن در آمیزه کاری لاتکس می باشد بهمین لحاظ چنانچه اندازه گوگرد مورد استفاده درشت باشد، لاتکس از بین می رود .
ج: گوگرد نامحلول (Insoluble Sulfur)
به آلوتروپی از گوگرد گفته می شود که به صورت زنجیره پلیمری با بیش از ۱۰ اتم گوگرد می باشد. تفاوت گوگرد نامحلول با گوگرد نامحلول رومبیک و مونوکلینیک )معمولی) درحلالیت آنهاست.گوگرد نامحلول در دی‌سولفیدکربن(CS2) به هیچ عنوان حل نمی‌شود در صورتیکه دی‌سولفیدکربن حلال گوگرد رومبیک و مونوکلینیک است. بهترین ویژگی سولفور نامحلول که موجب استفاده این نوع گوگرد در صنایع لاستیک و پلیمری شده است ثابت ماندن حلالیت آن در بستر پلیمری در محدوده وسیعی از دماست. در صورتیکه حلالیت گوگرد معمولی در بستر پلیمری وابستگی شدیدی به درجه حرارت دارد. میزان حلالیت گوگرد معمولی در بستر پلیمری در دمای معمولی حدود ۱ در صد وزنی است و با افزایش دما میزان آن افزایش می‌یابد ، به طوریکه در ۸۰ درجه سانتیگراد ۵/۴ درصد و در ۱۲۰ درجه سانتیگراد ۱۰ درصد می‌باشد. به همین دلیل به هنگام افت دما با یک محلول فوق اشباع مواجه هستیم. کاهش دما موجب کاهش نسبتاً شدید در حلالیت گوگرد معمولی می‌شود. در نتیجه اجزای حل نشده گوگرد از بستر پلیمری (حلال)جدا و عموماً به سطح قطعه لاستیکی مهاجرت می‌کنند. در فصل زمستان بهنگام ساخت محصولات لاستیکی این امر مشهود است. آمیزه لاستیکی که با گوگرد معمولی در دماهای بالا (حدود ۱۰۰ درجه سانتیگراد) مخلوط شده است (با نسبت مناسب از حلالیت گوگرد)، پس از خروج از مخلوط کن ها و قرارگرفتن در دمای محیط ، به تدریج با کاهش دما مواجه شده و به علت وابستگی حلالیت گوگرد به دما از میزان حلالیت آن کاسته می‌شود و گوگرد از حلال خود که بستر پلیمری است، جدا شده و به سطح آمیزه لاستیکی مهاجرت می‌کند . در نتیجه پس از مدتی سطح آمیزه مملو از بلورهای گوگرد معمولی می‌شود.کریستال‌های فوق به هنگام پخت قطعه لاستیکی علاوه بر ایجاد اخلال در فرایند پخت، موجب کاهش چسبندگی لایه‌های لاستیکی نیزمی‌شوند.
مشکلاتی که پدیده شکفتگی برای آمیزه های لاستیکی به همراه می آورد :
– خطر تاول زدگی در محل‌هائی که سولفور جمع شده
– فرا پخت منطقه‌ای
– گوناگونی در نسبت‌های فیزیکی
البته می‌توان گوگردهای شکفته شده را با حلال‌های نفتی برطرف کرد. امّا با این عمل با عدم تبخیر حلال و خروج آن از آمیزه به هنگام پخت و ایجاد تاولهای سطحی مواجه می‌شویم. مشکل دیگر، پخش غیر یکنواخت گوگرد در قسمت‌های مختلف آمیزه است (مخصوصاً در آمیزه‌های ضخیم) که در آنها با پخت زیاد در سطح و خام ماندن قسمت‌های میانی مواجه می‌شویم. بنابراین گوگرد نامحلول جایگزین مناسبی برای گوگرد معمولی است که با بکار بردن آن علاوه بر اینکه باپدیده شکفتگی مواجه نمی‌شویم می‌توان ترکیبات حاوی این نوع گوگرد را بدون نگرانی از کاهش زمان برشتگی (scorch) به مدّت طولانی نگهداری کرد. با توجه به نکات یاد شده در بالا و همچنین با توجه به نیاز صنایع لاستیک و تایر سازی به گوگرد نامحول و وارداتی و ارز بربودن آن در ادامه به روش‌های ارائه شده برای تهیه گوگرد نامحلول و به طور اخص به روش نوین(تهیه مستقیم گوگرد نامحلول از گوگرد معمولی) در تهیه آن می‌پردازیم.
روشهای تهیه گوگرد نامحلول
روشهای متعددی برای تهیه گوگرد نامحلول در مراجع موجودند که به اجمال به مهمترین آنها در زیر اشاره می شود.

الف- سرد کردن سریع گوگرد مذاب
نقاط ذوب گوگردهای رومبیک و مونوکلینیک به ترتیب ۸/۱۱۲ درجه سانتی گراد و ۱۱۹ درجه سانتی گراد می باشد. در صورتی که حرارت دادن گوگرد های فوق در محیطی عاری از اکسیژن صورت پذیرد، مذابی شفاف و یکنواخت ایجاد می‌شود (باید اشاره شود که وجود اکسیژن منجر به تولید اکسید های گوگرد می شود که علاوه بر ایجاد بخارهای نامطلوب موجب کدر شدن محلول مذاب می شود ).سرد کردن محلول مذاب فوق در آب سرد در حضور عوامل پایدار کننده یی چون آب اکسیژنه ، منجر به بوجود آمدن زنجیر های پلیمری از گوگرد می شود.آب اکسیژنه به عنوان یک از بین برنده رادیکال (Radical scavenger) از انقطاع زنجیر جلوگیری می کند ، لذا در نهایت و در حضور آن زنجیر های بلند گوگردی از دوام و پایداری بیشتری برخوردارند. متأسفانه بازدهی این واکنش کمتر از ۲۰ در صد است و به همین دلیل سهولت روش و ارزش اقتصادی آن را تحت تأثیر قرار می دهد.
ب-اکسیداسیون ناقص سولفید هیدروژن
در این روش در محیطی که با کمبود اکسیژن مواجه است گاز سولفید هیدروژن را وارد می کنند .تحت این شرایط ، بخشی از گاز H2S به دی اکسید گوگرد تبدیل می شود. از واکنش اتو کاتالیستی بین SO2 و H2S گوگرد پلیمری بوجود می آید: