Schwefelpräparationen

Die „Schwefelblume“ oder der sogenannte sublimierte Schwefel war das ursprünglich kommerziell verfügbare Schwefelprodukt in der Gummiindustrie. Heute wird diese Zustandsform des Schwefels jedoch aufgrund seines acidischen Charakters, hervorgerufen durch Schwefeldioxidbildung während des Sublimationsprozesses und aufgrund unerwünschter ökologischer Nebeneffekte, nicht mehr eingesetzt. Heutzutage sind zudem streng reglementierte niedrige Spezifikationswerte für H2SO4 im Schwefel für den Einsatz in der Gummiindustrie maßgeblich.
Jahrelange Innovation führte zu der Entwicklung eines reineren Schwefels, wie geschaffen für den Einsatz in der gummiverarbeitenden Industrie. Folgende Struktol-Schwefelpräparationen sind Kombinationen aus löslichem Rohschwefel mit feinster Partikelgröße und sehr effektiven und sicheren Dispergatoren.

Der sogenannte unlösliche Schwefel, auch Polymerschwefel genannt, wird hauptsächlich in der Gummiindustrie eingesetzt. Sein großer Vorteil im Vergleich zum klassischen löslichen Schwefel ist, dass er keine Ausblühungen verursachen kann, da er nicht im Gummi aufgelöst wird und somit nicht migrieren kann. Er liegt sozusagen wie ein „Schwefelpolymer“ vor und hat geringe Beweglichkeit im unvulkanisierten Polymermedium.
Wie entsteht unlöslicher Schwefel?
Die im löslichen Schwefel bei Raumtemperatur vorliegenden polymeren S8-Ringe brechen bei Temperaturen über 158 °C auf und es entstehen Kettenkombinationen untereinander, die den sogenannten polymeren Schwefel bilden. Unlöslicher Schwefel wird durch Quenchen der Polymerschmelze bei niedrigen Temperaturen gewonnen, dies verhindert die erneute Rekombination zu S8-Ringen. Die entstandene Struktur ist bei Raumtemperatur metastabil. Polymerschwefel ist in organischen Lösungsmitteln und Polymeren unlöslich. In einer Polymermischung wird er verteilt und liegt als eine Art inerter Füllstoff vor. Er zeigt einen thermoplastischen Charakter und hat einen weichmachenden Effekt bei Verarbeitungstemperatur.
Die meisten kommerziell verfügbaren unlöslichen Schwefel enthalten über 90 % polymeren Schwefel und weniger als 10 % klassischen löslichen Schwefel. Diese Produkte haben oft sehr feine Partikelgrößen und neigen unter statischer Aufladung stark zur Agglomeration. Dies hat zur Folge, dass eine Dispersion im Kautschukmedium sehr schwierig ist. Dass unlöslicher Schwefel sich stark statisch auflädt, zeigt der Versuch, wenn man diesen auf die Gummirolle einer Mischwalze gibt und dann die Schwefelpartikel plötzlich „herumschießen und weghüpfen“.

Es ist wichtig, die feine Partikelgrößenstruktur des polymeren Schwefels beizubehalten, um die gleichmäßige Verteilung dieses unlöslichen Zusatzstoffes zu garantieren. Die Agglomerationstendenz macht jedoch eine gute Dispersion im Kautschuk sehr schwierig. Folgende Probleme wie z. B. statische Aufladung, Dispersionsprobleme und Explosionsrisiken (unlöslicher Schwefel ist höchst staubig!) haben uns dazu bewogen, Präparationen zu entwickeln, die hochaktive Dispergierhilfsmittel enthalten.
Unlöslicher Schwefel und deren Präparationen sollten bei Temperaturen bis maximal 135 °C eingemischt bzw. gemischt werden, da sich sonst der unlösliche Schwefel wieder in löslichen umwandelt und somit die spezifischen Eigenschaften des unlöslichen Schwefels irreversibel verloren gehen. Oft ist es möglich, mit einer Kombination aus löslichem und unlöslichem Schwefel zu arbeiten, um so die Löslichkeits bzw. Ausblühgrenzen des Schwefels im Polymer nicht zu überschreiten. Struktol SU 135 ist z. B. eine Kombination aus beiden Schwefelmodifikationen und bietet der gummiverarbeitenden Industrie den besten Kompromiss zwischen Ausblühsicherheit, Dispergierfähigkeit und Kosteneffizienz.

Folgende Struktol-Schwefelpräparationen sind auf Basis von unlöslichem Schwefel erhältlich: