고무의 가황에 유황을 사용하는 이유는 무엇입니까?
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유황은 Charles Goodyear가 천연 고무 화합물을 가황 처리하기 위해 발견한 최초의 화학 물질입니다.
1950년 후반까지 고무 화합물을 가황 처리하는 데 유황만 사용되었습니다.
가황에 유황만 사용할 수 있다는 것은 사실이 아닙니다.
실제로 유황은 천연 고무, 스티렌 부타디엔 고무, 니트릴 부타디엔 고무 등과 같은 불포화 고무(이중 결합을 포함하는 고분자 사슬)만 가황할 수 있습니다.
특정 유기 과산화물인 반면, 페놀 수지는 일반적으로 모든 고무(포화 및 불포화)를 가황시킬 수 있습니다.
클로로프렌 고무, 에피클로로히드린 고무를 가황시키는 데 사용되는 ZnO/MgO와 같은 다른 특정 경화제(가황제)도 있습니다.
일상 활동에서 사용되는 대부분의 고무 화합물에는 천연 고무, 스티렌 부타디엔 고무, 부틸 고무가 포함되어 있습니다. 따라서 유황은 매우 일반적이며 대부분 모든 신체에 알려져 있습니다.
과산화물 또는 수지 경화와 같은 다른 경화제와 비교할 때 황 가황 화합물의 동적 특성은 매우 좋습니다. 이것이 유황 가황이 타이어, 변속기 벨트 등과 같은 모든 동적 제품에 사용되는 이유입니다.
다른 가황제(경화제)가 있지만 유황은 주로 뛰어난 동적 특성 외에도 가황의 신뢰성, 유연성 및 제어 가능성 때문에 시장을 지배합니다.
황 단독으로는 가황 처리에 사용할 수 없습니다. 촉진제와 활성제가 필요합니다. 촉진제는 가황 공정을 가속화하거나 늦출 수 있는 유기 화합물입니다. 일반적으로 촉진제를 추가하면 가황이 가속화됩니다. 활성제(ZnO/Stearic acid)도 가황 공정에 매우 중요합니다.
가황에 인이나 다른 무기 화합물이 아닌 황만 사용할 수 있는 이유를 묻는다면 이것은 정말 아무도 답을 모르는 한 가지 질문입니다. 많은 추측이나 가능한 메커니즘이 있지만 여전히 진정한 이유는 명확하게 이해되지 않습니다.
가황이 무엇인지/이유/방법에 대해 더 알고 싶은 경우. 아래를 자유롭게 읽으십시오.
먼저 기본으로 갑시다. 내가 할 수 있는 한 간단하게 해주세요.
먼저 소개해드릴께요-
고무는 1000개의 고분자 사슬이 서로 얽혀 구성되어 있습니다.
시각화하기만 하면 그릇에 담긴 국수와 같습니다.
이제 답변으로 이동합니다.
가황이란 무엇입니까?
가황은 고분자 사슬을 연결하기 위해 열을 가하는 과정에 지나지 않습니다.
때때로 가황 공정은 압축 성형, 사출 성형 등의 도움으로 제품 형상 형성과 함께 수행됩니다.
느슨하게 경화 또는 압축이라고 부를 수 있습니다.
가황이 중요한 이유.?
고무는 무정형 물질로, 이는 고분자 사슬 사이의 상호 작용이 매우 낮다는 것을 의미합니다(분자간 인력이 낮음). 따라서 일반적으로 아주 작은 힘을 가하거나 온도에 아주 약간의 변화가 있어도 이러한 폴리머 사슬이 움직이기 시작합니다. 즉, 근처에 있는 폴리머 사슬 분자에 의한 제한이 없기 때문에(낮은 분자간 인력) 재료가 유동하거나 변형(영구적으로)됨을 의미합니다. 이 변형 또는 유동 능력도 되돌릴 수 없습니다. 이는 안정적인 소재가 없다는 뜻입니다. (이는 고무가 여름에 흐르고 겨울에 딱딱해지는 이유이기도 합니다.)
그래서 고분자 사슬의 이동성을 멈추기 위해 이 고분자 사슬들이 서로 고정/연결되어 있습니다. 따라서 폴리머 사슬을 함께 고정하거나 연결하는 이 과정을 가황/가교라고 합니다.
즉, 안정적이고 유용한 물질이 필요한 경우 가황 또는 간단히 말해서 폴리머 사슬 사이에 가교를 생성해야 합니다.
이제 왜 유황이 사용됩니까??
가교를 생성하려면 화학/원소가 두 개 이상의 폴리머 사슬을 잡아야 합니다.
Charles Good year는 황이 폴리머 사슬을 가교할 수 있다는 사실을 우연히 발견했습니다. 그래서 실제로 지금까지 왜 유황만이 이것을 할 수 있고 인이나 다른 무기 물질과 같은 다른 물질들은 그것을 할 수 없는지 아무도 정말로 이해하지 못했습니다.
유황과 다른 재료를 사용하는 것의 가장 큰 차이점은
유황은 다른 경화제와 비교할 때 매우 우수한 동적 특성을 가지고 있습니다. 이것이 유황이 타이어와 같은 동적 제품에 사용되는 이유입니다. 유황의 단점은 고온을 견딜 수 없다는 것입니다. 과산화물, 페놀 수지와 같은 다른 경화제가 작용하는 곳입니다.
이제 유황이 동적 특성에 좋은 이유는 무엇입니까?.
음, 사용되는 유황의 종류와 관련이 있습니다. 일반적으로 원소 고분자 황이 사용됩니다(SS6-S). 따라서 유황 자체에는 사슬이 있어 동적 힘을 가하면 유황 사슬에 의해 힘이 분산되거나 휘어질 수 있습니다.
