فهرست مطالب

عنوان                                                                            صفحه

چكيده

مقدمه

فصل اول :

مقدمه                                                                       2

1-1 توليد                                                 6

1-1-1 فرايندهاي جذب در مايع و اكسيداسيون                       6

1-1-2 فرايندهاي اكسيداسيون مستقيم                                   14

1-1-3 توليد گوگرد در جهان                                         20

1-1-4 توليد گوگرد در ايران                                                 21

1-2 صادرات گوگرد در جهان                           23

1-2-1 وضعيت صادرات گوگرد ايران                           24

1-3 وضعيت مصرف گوگرد در جهان                                      26

1-3-1 مصرف گوگرد در صنايع داخلي                                28

1-4 مصارف گوگرد                                  31

1-4-1 اسيد سولفوريك                                         32

1-4-2 كشاورزي                                          33

1-4-3 باتريهاي قابل شارژ                                        34

1-4-4 گوگرد در بتن                                                  34

1-4-5 لامپ گوگردي                                             35

1-4-7 توليد كف                                             36

1-4-8 گوگرد در آسفالت                                       36

1-4-9 گوگرد در صنايع لاستيك سازي                           37

فصل دوم : (لاستيك)

تاريخچه صنعت لاستيك                                               39

2-1 معرفي چند اصطلاح                                                   39

2-2 مواد در آميزه كاري لاستيك                                                41

2-3 كائوچو                                                   42

2-3-1 كائوچوها از ديدگاه بازرگاني                               43

2-3-2 كائوچوها از ديدگاه مقاومتي                                    43

2-3-3 كائوچوها از ديدگاه فرآوري و تهيه                          44

2-3-3-1 كائوچوهاي طبيعي                                                     44

2-3-3-2 كائوچوي مصنوعي                                                47

2-4 فرآيند پخت كائوچو                                          50

2-5 تركيبات مؤثر در آميزه كاري كائوچو                                    51

2-5-1 گوگرد                                                               51

2-5-2 شتابدهنده ها                                               51

2-5-3 فعال كننده ها                                        42

2-5-4 تاخير دهنده ها                                                 53

2-5-5 پر كننده ها                                                  54

2-5-6 نرم كننده ها                                                    54

2-5-7 پپتايزرها                                                                55

2-6 آزمونهاي معمولي در تضمين مصنوعات پليمري                  55

2-6-1 آزمونهاي روي آميزه پخت شده                                55

2-6-2 آزمونها آميزه خام                                      56

2-6-2-1گرانروي                                   56

2-6-2-2 رئومتر                                                    57

2-6-2-3 جرم مخصوص                                               60

2-6-2-4 چسبندگي                                             60

2-6-2-5 پراكنش دوده                                      60

2-6-1 آزمونهاي آميزه پخت شده                                          61

2-6-1-1 كشش                      61

2-6-1-2 مانائي فشاري                                       62

2-6-1-3 سختي                                          62

2-6-1-4 سايش                                          62

2-6-1-5 مقاومت در مقابل پارگي                          62

2-6-1-6 مقاومت خمشي                             63

فصل سوم : گوگرد در لاستيك

مقدمه              65

3-1 ولكانيزاسيون                                                    66

3-1-1 درجه ولكانيزاسيون                                  66

3-1-2 مراحل ولكانيزاسيون                                   67

3-1-3 تغيير خواص نسبت به درجه                               69

تاثير افزايش دانسيته اتصالات عرضي                                        74

3-2 اثر ساختمان اتصال عرضي                                       77

3-2-1 نوع ساختمان اتصال عرضي                                 77

3-2-3 خواص مكانيكي                                              78

3-2-4 رفتار فرسودگي حرارتي                                        79

3-2-5 خواص ديناميكي                                        80

خواص بهينه در آميزه هاي ولكانيزه شده                            82

3-3 سيستم هاي پخت                                                        82

3-4 پخت گوگردي                                          83

دلايل ترجيح سيستم پخت گوگردي                               83

3-4-1 گوگرد                                                         85

3-4-1-1 گوگرد ولكانيزاسيون                                      85

3-4-1-2 درصد خلوص گوگرد                                     87

3-4-2 مواد گوگرد دهنده                                           87

3-5 پخت پراكسيدي                                 90

3-5-1 فوايد پخت پراكسيدي                                        91

3-5-2 معايب پخت پراكسيدي                                      92

3-6 روشهاي پخت                              92

3-6-1 پخت غيرمداوم                                                93

3-6-1-1 قالبگيري                                           93

3-6-1-2 پخت گاز                                      93

3-6-1-3 پخت با غلاف سري                                    94

3-6-2 پخت مداوم                                         94

3-6-2-1 پخت با روتوكيور                                       94

3-6-2-2 پخت در مايعات داغ                                        95

3-6-2-3 پخت در بسترة ذرات داغ شناور                       95

3-7 آلوتروپ هاي گوگرد مورد استفاده در صنايع لاستيك           95

فصل چهارم : بخش تجربي

4-1 دستگاهها و وسايل مورد استفاده                                99

4-2 نقطة ذوب گوگرد محلول                                            100

4-3 نقطة ذوب گوگرد نامحلول                                  100

4-4 تعيين مقدار گوگرد محلول در تولوئن                     101

4-5 تهيه گوگرد نامحلول از روش ذوب                    102

4-6 روش تعيين درصد گوگرد نامحلول                               103

4-7 بهينه كردن درصد گوگرد                                   104

4-7-1 اپتيمم كردن دما                                        104

4-7-2 اپتيمم كردن دور همزن                                             105

4-7-3 اپتيمم كردن درصد كاهندة كشش سطحي                      105

4-7-4 اپتيمم كردن درصد پايدار كننده                          106

4-8 استخراج گوگرد نامحلول بدست آمده                        107

4-9 روغن پوشي گوگرد نامحلول بدست آمده                             108

4-10 تعيين ميزان روغن گوگرد روغني            109

4-11 تهيه گرانول گوگرد نامحلول                      110

4-12 تهيه گوگرد نامحلول در مقياس bench                     111

4-13تهيه گوگرد نامحلول در مقياس پايلوت                    113

4-14 تهيه گوگرد نامحلول بوسيلة هيدروليز                        115

4-15 بكارگيري گوگرد تهيه شده در ساخت آميزه                   116

فصل پنجم : بحث و نتيجه گيري

5-1 گوگرد نامحلول                                            119

5-2 تاثير منفي شكفتگي بر خواص آميزه                                  123

5-3 گوگرد ، موهبت يا آفت                                125

5-4 روشهاي تهيه گوگرد نامحلول                         127

الف-سرد كردن سريع گوگرد مذاب                               127

ب-اكسيداسيون نافص                                       127

ج-هيدروليز مستقيم                                           128

روش بكارگرفته شده در اين پژوهش در هيدروليز                  128

5-5 روش ذوب ، روشي كاملاً كاربردي                        130

5-6 مقايسة آميزه هاي تهيه شده                                      132

پيشنهادات                                              134 

پيوست

منابع

مقدمه :

گوگرد به عنوان محصول جانبي صنايع نفت و گاز سالانه بيش از 41 ميليون تن در سال طي فرآيند شيرين‌سازي توليد مي شود . همچنين ميزان توليد كل گوگرد در جهان رقمي بيش از 64 ميليون تن در سال است . حائز اهميت قرار گرفتن مسائل زيست محيطي از عوامل مؤثر در توليد گوگرد است . به همين خاطر براي جلوگيري از مشكلات زيست محيطي و همچنين به دليل افزايش استحصال منابع نفت و گاز ، ميزان توليد گوگرد رشدي صعودي خواهد داشت . ضمن اينكه مصرف اين ماده نسبت به توليد آن كمتر است .

كشور ما با داشتن منابع نفت و گاز فراوان يكي از عمده ترين توليد كنندگان گوگرد در خاورميانه است و سالانه بيش از 5/1 ميليون تن گوگرد توليد مي كند كه با راه اندازي فازهاي جديد پالايشگاهها اين رقم به 5/2 ميليون تن در سال خواهد رسيد . مصرف سالانه كشور در حال حاضر حدود 300 هزار تن در سال است . صادرات گوگرد نيز با توجه به كاهش قيمت گوگرد مقرون به صرفه نيست . بنابراين يافتن راههايي براي مصرف اين ماده و يا تبديل آن به موادي كه داراي ارزش اقتصادي بيشتري باشند حائز اهميت و توجه فراوان است .

تهيه گوگرد نامحلول از گوگرد معمولي مي تواند يكي از راه حلهاي اين معضل باشد . گوگرد نامحلول بدليل حساس نبودن حلاليت آن به كاهش دما مي تواند جايگزين مناسبي براي گوگرد معمولي در صنايع لاستيك و همچنين تاير باشد . گوگرد معمولي حلاليستش در گسترة دمائي متفاوت است و با كاهش دما حلاليت آن كاهش مي يابد . بنابراين با استفاده از گوگرد محلول در پخت آميزه هاي لاستيكي با مشكلات عديده اي از جمله پديده سفيدك زدن يا شكفتگي مواجه مي‌شويم . تنها راه حل مناسب براي جلوگيري از اين مشكل استفاده از گوگرد نامحلول است كه در اين پژوهش به روشهاي تهيه آن و همچنين روشهاي كاربردي و نوين تهيه گوگرد نامحلول اشاره شود . با توليد اين ماده با ارزش ضمن كاهش خسارات ناشي از مصرف گوگرد معمولي و همچنين افزايش كيفيت محصولات توليدي مي توان واردات آن را به كشور كاهش داد و حتي در آينده اي نزديك با توليد متناسب با مصرف داخلي از واردات آن جلوگيري كرد .

 چكيده

رايجترين سيستم پخت در آميزه هاي لاستيكي پخت گوگردي است كه علاوه بر اقتصادي بودن از تنوع زيادي برخوردار است و امكان دستيابي به محدودة گسترده اي از خواص را فراهم مي‌كند. گوگرد با قرار گرفتن در بين زنجير پليمرها بين آنها اتصالات عرضي تشكيل ميدهد و موجب تشكيل ساختار شبكه‌اي مي شود . مشكل عديده اين سيستم پخت پديده شكفتگي(blooming) گوگرد در آميزه هاي لاستيكي است كه اين پديده بااستفاده از گوگرد نامحلول بر طرف مي شود. زيرا وابستگي حلاليت اين نوع گوگرد در بستر پليمري به دما بسيار نامحسوس است. قيمت بالاي گوگرد نامحلول و وارداتي بودن آن مشكلاتي را براي صنايع لاستيك بوجود آورده است. روشهاي مختلف ارائه شده براي تهيه گوگرد نامحلول در كشور، نيز به دلايل اقتصادي و يا مشكلات دستگاهي و يا مواد اوليه قابل اجرا نبوده‌اند.

در اين پژوهش دو روش ، ذوب گوگرد معمولي و همچنين هيدروليز  بعنوان روشي نوين ، در تهيه گوگرد نامحلول بكار برده شده است .