High quality polymer sulfur production techniques: patent review

Основным способом предотвращения выцветания серы в резине является применение ее нерастворимой µ-формы (полимерная сера). Нерастворимая сера используется для увеличения прочности, термостойкости и износостойкости изделий. Она нашла применение также в производстве серных и сероасфальтобетонов для формирования дорожного покрытия в различных отраслях строительства. Термические методы получения полимерной серы (газификация и метод охлаждения расплава) наиболее распространены в мировом промышленном производстве. Но имеется множество до конца нерешенных проблем, таких как низкое содержание целевого продукта, использование высокотоксичных реагентов в производстве, получение плохо диспергируемого в каучуке продукта, возвращение полимерной формы в более устойчивую циклическую восьмичленную в процессе производства и хранения. Таким образом, основные тенденции в развитии методов производства полимерной серы направлены на достижение «трех максимумов» показателей нерастворимой серы, а именно: высокое содержание, высокая диспергируемость и высокая термостойкость. Целью данной статьи является обзор текущих технических достижений в области производства высококачественной полимерной серы на основе анализа мировой патентной литературы последних лет. В объем обзора входит обсуждение путей увеличения стабильности полимерной формы, количественного выхода, снижения электростатического эффекта и улучшения диспергируемости при производстве резины. Рассмотрено применение различных индивидуальных веществ и композиций для получения максимального выхода нерастворимой формы серы с прочно связанными обрывами цепочечной структуры. Представлены условия их применения, концентрации, влияние на термическую стойкость. Показано, что химическая природа стабилизатора и метод его добавления непосредственно влияют на термостойкость продукта и стабильность при хранении. Для улучшения этого комплекса свойств полимерной серы идут по пути усложнения состава добавок и многоступенчатого их ведения. Рассмотрены различные варианты традиционных и новых антистатических и диспергирующих добавок, возникающие технические и технологические проблемы при их применении. The main method of preventing sulfur from fading out of rubber is the use of its insoluble µ-form (polymeric sulfur). Insoluble sulfur is used to increase the strength, heat resistance and wear resistance of articles. It also found application in the production of sulfur concrete for the formation of pavement in various sectors of construction. Thermal methods for producing insoluble sulfur (gasification and melt cooling method) are most common in world industrial production. But there are many unresolved problems: the low content of the target product, the use of highly toxic reagents in production, the production of a product that is poorly dispersible in rubber, the return of the polymer form to a more stable cyclic eight-membered in the process of production and storage. The main trends in the development of insoluble sulfur production methods are aimed at achieving "three maxima" of insoluble sulfur indicators: high content, high dispersibility and high heat resistance. The purpose of this article is to review the current technical achievements in the production of high-quality insoluble sulfur based on the analysis of the world patent literature of recent years. The scope of the review includes discussion of ways to increase polymer form stability, quantitative yield, reduce electrostatic effect and improve dispersibility in rubber production. The use of various individual substances and compositions for maximizing the yield of insoluble form of sulfur with firmly bound cuts of chain structure is considered. The conditions of their application, concentration, influence on thermal resistance are shown. It has been shown that the chemical nature of the stabilizer and the method of its addition directly affect the heat resistance of the product and storage stability. To improve this complex of properties of polymer sulfur, the composition of additives and their multistage management are complicated. Various versions of traditional and new antistatic and dispersing additives, arising technical and technological problems in their application are considered.