불용성 유황의 특성, 응용 및 생산 공정 개요

1. 불용성 유황의 분자 구조 및 특성 일반 유황은 실온에서 노란색 고체이며 두 개의 동소체를 가지고 있습니다. . 95.6°C 미만에서는 녹는점이 112.8°C인 사방정계 황(Ｓα)이고, 95.6°C 이상에서는 녹는점이 114.5°C인 단사정 황(Ｓβ)입니다. 두 형태의 황은 모두 8원 고리(S8) 형태로 존재하지만 결정 격자 배열이 다릅니다.

IS라고 불리는 불용성 황(InsolubleSulphur)은 임계 온도(159°C) 이상에서 일반 황의 개환 중합에 의해 생성된 선형 폴리머로, μ자형 황이라고도 합니다( 스뮤). 그 분자 특성은 Sn이고 황 원자의 수 n은 200보다 크고 최대 1×108보다 큽니다. 구조가 고분자 고분자와 유사하여 고분자황이라고도 불린다.

일반적으로 사용되는 불용성 유황 생성물은 밀도가 1950kg/m3이고 상대 분자량이 약 30,000인 노란색 분말입니다. 분자 구조의 차이로 인해 이황화 탄소, 톨루엔 등과 같은 일반 유황에 대한 용해력이 강한 유기 용매에도 녹지 않습니다. 실온에서 불용성 유황을 얻기 위해서는 일반적으로 고온의 유황 용융물이나 증기에 존재하는 화학 평형을 "동결"시키는, 즉 불용성 유황의 질량비를 고정시키기 위해 "급랭"(즉, 급속 냉각) 작업을 사용합니다. 고온에서 황을 용해성 황으로 변화시키는 것이 상온에서 불용성 황을 제조하는 공정 원리입니다. 그러나 효과적인 화학적 안정화가 이루어지지 않은 불용성 황 생성물은 여전히 ​​불안정하며 심지어 며칠 내에 용해성 저분자 마름모형 황으로 환원될 수도 있습니다[1].

2 개발 개요 및 응용 전망

2.1 불용성 유황 개발 개요

해외에서는 Dums가 1927년에 플라스틱 유황을 얻기 위해 유황을 녹인 물에 분사했습니다. 고분자 황의 일종. 1930년대가 되어서야 American Stauffer Company가 저급 불용성 유황(IS 질량 분율 50~60) 제조에 대한 특허를 처음 획득했으며 1940년대에 산업화 생산이 달성되었습니다. 1950년대 이후 미국, 영국, 프랑스, ​​구소련, 일본, 폴란드, 루마니아, 체코 등 동유럽 국가들이 잇따라 불용성 유황에 대한 연구개발을 진행해 왔다. 그러나 생산 과정의 인화성, 폭발, 정전기, 부식 및 독성과 같은 위험으로 인해 American Stauffer Company는 1970년대 후반이 되어서야 자사 제품 Crystex의 IS 품질 점수가 90에 도달했습니다. , 점차적으로 오일 충전 불용성 유황 시리즈 제품이 생산되었습니다. 현재 이 제품은 전 세계 불용성 유황 시장을 거의 독점하고 있는 Flexsys Chemical Company(네덜란드 AKZO사와 미국 Monsanto Chemical Company의 컨소시엄 자회사)에서 생산, 운영하고 있다.

우리나라에서는 옛 화공부 산하 북경고무공업연구설계연구소가 1974년부터 불용성 유황제제 기술에 대한 연구를 시작하여 건식법(이황화탄소 담금질), 습식법( 수 매체 담금질), 용융 방법, 가스화 방법은 55% 함량의 불용성 유황 생성물을 생산했으며 1977년 상하이 난후이 타일 화학 공장에서 파일럿 테스트에 성공하여 강선 방사형 개발에 큰 역할을 했습니다. 우리나라 타이어. "7차 5개년 계획" 기간 동안 중국의 강철 와이어 레이디얼 타이어 지원 수요를 충족시키기 위해 Shanghai Jinghai Chemical Co., Ltd.는 베이징 고무 산업 연구 및 설계 연구소와 협력하여 "Sanqian 브랜드"를 개발했습니다. "불용성 유황 시리즈 제품, Crysterex 제품 수준을 목표로 새로운 안정적인 시스템을 구축하고 6000t/a의 생산 능력을 형성했습니다. 동시에 회사는 Nanhua Group Research Institute와 협력하여 불용성 유황에 대한 전문 표준을 제정하고 IS-60을 사용하여 함량 58의 저급 제품을 제거하고 중급 및 고급 제품을 16으로 개발했습니다. 함량은 63 이상, IS-90 함량은 95 이상이며 일부 제품은 독일, 브라질 및 미국에도 수출됩니다.

불완전한 통계에 따르면 전국 20개 이상의 성, 시에 있는 30개 이상의 연구소, 대학, 화학 공장에서 불용성 유황을 개발 및 연구하고 있으며 일부 기업도 수십 개 건설하고 있습니다. 제품 품질은 기본적으로 해외에서 선진 수준에 도달했지만 여전히 소규모, 일부 장치의 낙후된 장비, 높은 생산 비용 등 일반적인 문제가 있으며 경쟁 우위가 없습니다. 중국고무공업협회 고무첨가제 전문위원회의 통계에 따르면 2003년 국내 불용성 유황 생산능력은 약 20,000t/a, 생산량은 11,200t, 수출량은 약 4,000t에 달했다. 그러나 대부분의 국내 불용성 유황 제품의 열 안정성은 외국 수준에 도달하지 못하여 전강 레이디얼 타이어의 생산 수요를 충족할 수 있는 고열 안정성 불용성 유황(IS-HS)의 대부분은 여전히 ​​수입이 필요합니다. 2003년 수입량은 약 8,000톤이었다.

국내 고열안정성 불용성 유황의 큰 격차와 광활한 시장 전망을 고려하여 무석천차오화학공장은 2004년 무석개발구에 5000톤/a 규모의 생산시설을 건설했다. 높은 열 안정성 불용성 유황의 안정성 지수는 Flexsys 회사 수준에 가까울 수 있습니다. 허난성 자오쭤시 Huike Chemical Co., Ltd.의 10,000t/a 고열 안정성 불용성 유황 프로젝트도 2004년 12월에 착공했습니다. 프로젝트의 1단계는 3,000t/a로 완료될 예정입니다. 2005년 8월에 가동되었다.

2.2 불용성 유황의 응용 전망

불용성 유황은 고무제품이나 반제품의 표면에 백화현상을 방지하는 기능을 갖는 고무가황제이다. 접착력을 높이면 작업 환경 개선에 도움이 됩니다. 동시에 가황 속도를 높이고 가황을 균일하게 만들 수 있는 우수한 고무 가황 촉진제이기도 합니다. 현재 불용성 유황은 타이어 카커스 고무, 완충 고무, 백색 측벽 고무 및 뼈대 재료의 접착 고무에 널리 사용되어 고무와 구리 도금 강선의 접착 성능을 향상시킬 수 있습니다. 또한 불용성 유황은 케이블, 고무 롤러, 오일 씰, 고무 신발과 같은 고무 제품에도 적합하며 조기 가황을 방지하고 고무의 점도를 좋게 유지하는 등의 장점이 있습니다. 불용성 유황의 가격은 일반 마름모꼴 유황의 가격의 5~15배이지만 여전히 강선 방사형 타이어 및 기타 고무 복합 제품에서 선호되는 가황제입니다. 현재 해외 타이어 업계에서 사용되는 불용성 유황의 양은 전체 유황 사용량의 40%를 차지하며 계속 증가하고 있다.

고속도로의 발달로 인해 자동차의 속도는 계속 증가하고 있으며 일반 바이어스 타이어는 더 이상 요구 사항을 충족할 수 없습니다. 레이디얼 타이어는 일반 타이어에 비해 내마모성이 30~50배 높기 때문에 수명은 일반 타이어의 1.5배에 달하며, 연료는 6~8배 절약되며, 주행 시 안전성, 편안함, 경제성의 장점이 있습니다. 고속 주행은 타이어 산업 발전의 핵심이 되었습니다. 일부 선진국에서는 타이어 반경 비율이 90을 넘었습니다[2]. 최근에는 뜨거운 시장 판매와 점점 더 성숙해지는 기술로 인해 올스틸 레이디얼 타이어 생산에 대한 투자 붐이 일고 있습니다. 특히 국가에서는 레이디얼 타이어 생산에 대한 소비세를 면제하는 지원 정책을 펼치고 있습니다. 또한 올스틸 타이어의 급속한 발전을 촉진했습니다. 중국고무공업협회의 통계에 따르면 전국 레이디얼 타이어 생산량은 1998년 1,986만 개에서 2003년 7,500만 개에 달했으며 동시에 평균 성장률은 30.5%였으며 타이어 레이디얼화율도 22에서 증가했습니다. 1998년 1%에서 2003년 47%로… 2004년에는 국내 레이디얼 타이어 생산량이 1억 개를 초과할 것으로 추산되며, 연간 불용성 유황 수요는 약 30,000톤에 이를 것으로 예상됩니다.

산동성의 고무산업은 주요 화학산업 지역으로서 항상 국가에서 중요한 역할을 담당해 왔습니다. 최근 몇 년 동안 과학기술에 대한 투자가 지속적으로 증가하고 생산 규모가 확대됨에 따라 산동성 고무 산업은 원료 기반과 가공 응용 우위를 바탕으로 활발하게 발전하고 있습니다. 그 중 타이어 생산은 산둥성 고무 가공 산업의 핵심 제품이며 생산량은 수년 동안 전국 1위를 차지하고 있으며 "Triangle", "Chengshan", "Linglong", "Huaqing"과 같은 많은 유명 브랜드가 있습니다. " 및 "황하이". 2004년 전강 래디얼 타이어 상위 10위 "중국 유명 브랜드" 중 산동성 기업이 2004년 글로벌 타이어 상위 75위 순위에서 절반을 차지했으며, 산둥성 기업이 6위를 차지했습니다. 국내외적으로 강력한 평판을 얻고 있습니다.

2004년 산둥성 래디얼 타이어 생산량은 약 2,000만개에 달할 것으로 추산되며, 연간 불용성 유황 수요는 약 6,000톤에 달할 것으로 예상된다. 동시에 2003년 이후 많은 민간 기업들도 래디얼 타이어 시장을 장악하기 위해 서두르고 있습니다. 성에는 120만 개 이상의 엔지니어링 설계 능력을 갖춘 12개 이상의 신규 및 확장된 순강 래디얼 타이어 생산 라인이 있습니다. 향후 2년 동안 전체 철강 레이디얼 타이어의 생산량이 증가할 것으로 예상됩니다. 초고속 성장을 유지하면 불용성 유황에 대한 수요가 크게 늘어날 것입니다.