کاربردهای گوگرد

[P O U R I A]

دی سولفید کربن

دی سولفید کربن




یکی از مهمترین کاربردهای گوگرد در ساخت ترکیب غیراسیدی کربن دی سولفید میباشد که میتواند مستقیماً از عنصر گوگرد یا بوسیله واکنش گوگرد با متان سنتز گردد و هیدروژن سولفید بعنوان محصول جانبی آن میباشد.
کربن دی سولفید به مقیاس وسیعی در صنعت شیمیایی فیبرهای ابریشمی مصنوعی بکار میرود. در فرایند تکنولوژی برای هر کیلوگرم از این محصول چسبناک، سیستم تهویه در این پلنت ها میتواند در چندین میلیون متر مکعب در ساعت به همراه مقداری کربن دی سولفید از 20 تا 240 میلیگرم بر متر مکعب انجام شود که نشان میدهد مقدار کل نشر روزانه از 15-40 تن میباشد. در اغلب فرایندهای تکنولوژی در صنایع چسب قرار گرفتن در معرض کربن دی سولفید محدود گردیده است. با این حال آلودگی عمومی ناشی از کربن دی سولفید در نزدیکی این سیستمها با نشر حدود 20-30 گرم کربن دی سولفید و 4-6 گرم هیدروژن سولفید ممکن است رخ دهد. بعلاوه رهاسازی کربن دی سولفید، کربن دی سولفید و هیدروژن سولفید ممکن است از سیستمهای گازسازی زغال سنگ اتفاق افتد که اطلاعات کلی در رابطه با نشر این نوع سیستمها در دسترس نمی باشد.

 

[P O U R I A]

صنایع کاغذ

صنایع کاغذ

فرایند شیمیایی برای ساخت خمیر کاغذ با استفاده از محلول اسیدی دی سولفیت برای نرم شدن مواد چوبی با خارج کردن لیگنین از سلولز صورت میگیرد. محلول سولفیت استفاده شده در این فرایند شامل دی اکسید گوگرد محلول در آب با غلظت 4 تا 8 درصد، حاصل از سوختن گوگرد و یا پیریتها، و 2 تا 3 درصد دی سولفیت است. هضم سولفیتی مواد چوبی معمولاً طی یک فرایند ناپیوسته در ظرفی تحت فشار که جدار خارجی استیل آن پوشش ضد اسیدی دارد، انجام میگردد.
در اغلب کارخانه های سولفیتی از طریق سوختن گوگرد به همراه مقدار دقیقی از اکسیژن برای بدست آوردن دی اکسید گوگرد ساخته میشود که از انحلال گاز حاصل در آب اسید سولفورو تولید میگردد که در تهیه مایع خمیر بکار می رود.

S + O[SUB]2[/SUB] → SO[SUB]2[/SUB]
SO[SUB]2[/SUB] + H[SUB]2[/SUB]O ⇌ H[SUB]2[/SUB]SO[SUB]3[/SUB]​

باید دقت داشت که از تشکیل سولفور تری اکسید جلوگیری گردد چرا که از انحلال آن در آب اسید سولفوریک تشکیل میشود.

2SO[SUB]2[/SUB] + O[SUB]2[/SUB] → 2SO[SUB]3[/SUB]
SO[SUB]3[/SUB] + H[SUB]2[/SUB]O ⇌ H[SUB]2[/SUB]SO[SUB]4[/SUB]​

این محلول با افزایش مقدار معینی یونهای هیدروکسیدی یا کربناتها تهیه شده است. مقدار نسبی هر قطعه موجود در محلول به بزرگی مقدار سولفور استفاده شده، بستگی دارد. برای هیدروکسیدهای تک ظرفیتی MOH:

H[SUB]2[/SUB]SO[SUB]3[/SUB] + MOH → MHSO[SUB]3[/SUB] + H[SUB]2[/SUB]O
MHSO[SUB]3[/SUB] + MOH → M[SUB]2[/SUB]SO[SUB]3[/SUB] + H[SUB]2[/SUB]O​

و برای کربناتهای دو ظرفیتی MCO[SUB]3[/SUB]:

MCO[SUB]3[/SUB] + 2H[SUB]2[/SUB]SO[SUB]3[/SUB] → M(HSO[SUB]3[/SUB])[SUB]2[/SUB] + CO[SUB]2[/SUB] + H[SUB]2[/SUB]O
M(HSO[SUB]3[/SUB])[SUB]2[/SUB] + MCO[SUB]3[/SUB] → 2 MSO[SUB]3[/SUB] + CO[SUB]2[/SUB] + H[SUB]2[/SUB]O​

 

[P O U R I A]

صنایع لاستیک

صنایع لاستیک

گوگرد یکی از مهمترین مواد اولیه مورد نیاز در صنعت لاستیک سازی بوده و بعنوان عامل پخت یا عامل ولکانیزاسیون جهت ایجاد پیوندهای عرضی در زنجیر مولکولهای خطی کائوچو بکار برده می‎شود. استفاده از گوگرد خاکه در این پلیمرها می‎تواند تا حدودی موثر باشد ولی بهنگام سرد شدن آمیزه لاستیکی، گوگرد بصور پودر کریستاله شده و در قسمت سطحی آمیزه پدیدار می‎شود. این پدیده را اصطلاحاً شکفته شدن (Blooming)می‎نامند.
جهت بر طرف کردن این مشکل از نوع تغییر یافته گوگرد عنصری، یعنی گوگرد پلیمری (گوگرد نامحلول) استفاده می‎کنند. برای تهیه گوگرد پلیمری روشهای مختلفی وجود دارد که از آن جمله می‎توان به روش بخار کردن گوگرد عنصری و سرد کردن آن در CS[SUB]2[/SUB] اشاره نمود.

 

[P O U R I A]

مصالح ساختمانی

مصالح ساختمانی

استفاده از گوگرد در تهیه مواد ساختمانی به سالها قبل و به بعد از جنگ جهانی اول زمانیکه ترکیباتی با عامل اسیدی 40 درصد به صورت یک بایندر با گوگرد و به همراه 60 درصد مواد پرکننده تهیه شده بودند بر میگردد. بهبود در فرمولاسیون سیمان گوگردی با افزایش ترکیبات اصلاح کننده به فرمولاسیونهای سیمانی ایجاد گردیده است. دانشمندی به نام Diel نشان داده است که بهبود فرمولاسیونهای سیمان گوگردی با افزایش مقدار کمی از دی سیکلوپنتا دی ان بعنوان اصلاح کننده به گوگرد امکان پیذیر است. این فرمولاسیون های سیمانی اصلاح شده از جهت خصوصیات فشارهای کششی بهبود یافته اند. دانشمند دیگری به نام Mcbee و همکارانش در استفاده از گوگرد در مواد ساختمانی نشان داده است تفاوت فرمولاسیونهای بتون گوگردی مانند سیمان گوگردی، آسفالت-گوگرد و مشابه اینگونه بایندرهای گوگردی اصلاح شده در حضور مقدار کمی دی سیکلوپنتا دی ان میباشد.



سیمان گوگردی اصلاح شده

- گروه جدیدی از مواد ساختاری و ساختمانی در قسمتی از سیمان بتونی استفاده میشود.
- قابلیت بازیافت آن بعد از استفاده با ذوب مجدد مربوط به پلاستیسیته حرارتی
- قابلیت استفاده از دسته بزرگ متفاوتی از مواد پرکننده​

 

[P O U R I A]

بتن گوگردی

بتن گوگردی


بتون گوگردی طی اختلاط گوگرد مذاب به همراه مواد پرکننده و جامد شدن مخلوط بدست می آید. مخلوطدر زمان کوتاهی به نهایت مقاومت خود می رسد همچنین دارای خواص فرسودگی و مقاومت در برابر اسیدها، نمکها و بسیاری ترکیبات دیگر می باشد. به خوبی کار کرده و به راحتی مواد آن قابل تعمیر و جایگزینی میباشد. بتون گوگردی دارای خواص نامطلوبی نیز میباشد. مقاومت آن زمانیکه در برابر تغییر در درجه حرارتهای بالا بسیار ضعیف میباشد تحت بعضی شرایط خیس میگردد. این مواد همچنین شکننده میباشند. تمام این خصوصیات از جهت بعضی جزئیات و اصلاح کننده ها مورد آزمایش قرار گرفته اند و مشاهده گردیده که میتوان بر این خواص غیرقابل قبول غلبه نمود.
مواد ساختمانی بتون گوگردی امروزه دارای کاربردهای بسیار ویژه ای در میان صنایع و حمل و نقل میباشند. این مواد ساختاری جدید ترموپلاستیک میباشند و میتوانند فشار کششی بیش از 9000 psi را در بیش از یک روز تحمل کنند. این مواد در برابر رطوبت نفوذ ناپذیر بوده و بسیار در برابر حمله اسیدهای معدنی و نمکها مقاوم میباشند. این قسمت شامل اطلاعاتی بود که تنها میتواند زمینه ای باشد تا ما را در رابطه با کاربردهای ساختمان بتونی راهنمایی کند.

 

[P O U R I A]

آسفالت گوگردی

آسفالت گوگردی

از گوگرد بعنوان مواد افزودنی در محصولات ساختمانی استفاده میشود. برای مثال افزایش گوگرد دانه بندی شده به آسفالت جهت ساخت سطوح جاده ها، مقاومت آنها را بیشتر کرده و آنها را در برابر درجه حرارتهای بالا و پایین مقاوم میسازد.
یکی از خصوصیات منحصر به فرد گوگرد به صورت تنها و ترکیب شده با آسفالت این است پتانسیل بازیافت مواد بیتومنی در آنها آشکار گردیده است. نکته جالب دیگر در مورد استفاده از گوگرد در بزرگراه ها ، افزایش غیر قابل پیش بینی قیمت آسفالت و نامعین بودن دسترسی به بتون آسفالتی در آینده در نیتجه کمبود انرژی میباشد. با در نظر گرفتن قیمت امروزی آسفالت بتونی که حداقل سه برابر آن در سه سال گذشته است پیش بینی میگردد که حتی بیشتر افزایش یابد. مطالعات اخیر و آزمایشات انجام شده در این زمینه نشان میدهد که گوگرد میتواند تحت شرایط معینی جایگزین 35 درصد سیمان آسفالتی استفاده شده در مخلوطهای بتون آسفالتی گردد. یکی از دلایل تجاری شدن آسفالت گوگردی بعنوان جاذب اقتصادی در ساخت جاده ها، قیمت پایین گوگرد باشد.

 

[P O U R I A]

فوم گوگردی

فوم گوگردی

با افزودن بعضی مواد شیمیایی به گوگرد و استفاده از ماشین آلات ساده می‎توان گوگرد را بصورت اسفنج با خواص بسیار جالب در آورد. مقاومت تراکمی اسفنج گوگردی در مقایسه با سایر اسفنج های ساخته شده از مواد آلی بسیار بالاتر و از لحاظ عایق بندی حرارتی کارایی موثری را دارا می‎باشد.
یکی از کاربردهای بسیار جالب اسفنج گوگردی استفاده از آن در زیر سازی گردنه‎های برف گیر در جاده‎ها، بزرگراهها و فرودگاهها به منظور عایق بندی آنها در جلوگیری از زیانهای ناشی از یخ زدگی در مناطق سردسیر می‎باشد. اگر چه اسفنج های پلی استیرن مدتی بطور آزمایشی به این منظور بکار برده شدند ولی اسفنج های گوگردی با خواص بهتر و قیمت بسیار پایین تر می‎توانند موثرتر واقع شوند. ساختن یک بزرگراه چهار خطه بطول 1700 کیلومتر احتیاج به 400000 تن گوگرد دارد. دو موسسه معروف کانادایی و فرانسوی در حال تحقیقات گسترده أی دراین زمینه می‎باشند. موسسه کانادایی یک نوع اسفنج گوگردی با نام تجاری Furcoat به بازار عرضه نموده است. یک لایه 5 سانتیمتری از این اسفنج در مقابل انتقال حرارت، مقاومتی با 90 سانتیمتر سنگ ریزه که (قبلا به این منظور بکار می‎رفته است) از خود نشان میدهد. عایق بندی لوله‎های انتقال مواد و دستگاههای سرمازا نیز از جمله کاربردهای دیگر اسفنج گوگردی می‎باشند.

 

[P O U R I A]

کامپوزیت گوگردی

کامپوزیت گوگردی

گوگرد عنصری در محدوده گسترده ای از کابردها در زمینه مهندسی بکار رفته است. در اغلب این کاربردها ضروری است که خاصیت شکنندگی گوگرد با مواد افزودنی مناسب اصلاح گردد که این کارها بر روی گوگرد عنصری خالص صورت میگیرد. بنابراین گوگرد عنصری خالص تا 140 درجه سانتیگراد حرارت داده شده و در درجه حرارت اتاق سرد میشود. فوراً گوگرد مونو کلینیک تشکیل شده و به حالت اورتو رومبیک گوگرد برمیگردد که بیشتر این تغییرات در عرض 20 ساعت تکمیل میگردد.






مواد افزودنی بسیاری جهت اصلاح گوگرد عنصری پیشنهاد شده است که تقریباً تمام آنها از دسته پلیمری سولفیدهای پلیمری یا حدواسط و اجسامی هستند که ممکن است با گوگرد عنصری جهت بدست آوردن شکل مناسبی از پلی سولفیدهای پلی سولفیدی بدست آید.

گوگرد پلاستی سایز پوشیده شده کامپوزیتی به خوبی شناخته شده میباشد و این ترکیبات در نهایت شامل 70 درصد وزنی گوگرد، یک پلاستی سایزر گوگردی و پر کننده میباشند. بعلاوه سه ترکیب اصلی گوگرد پلاستی سایزر کامپوزیتی ممکن است شامل مواد پیگمنتی، پرکننده مانند سنگ، شن یا شبیه آن باشند. هر کدام از این مواد افزودنی اختیاری در جهت ویژه ای بکار میروند.




برای مثال افزایش سنگ به گوگرد پلاستی سایز شده ظاهر مطلوب ویژه ای را ایجاد میکند که از آن بعنوان یک ماده سطحی پیوندی جهت پوشیدن قسمت بیرونی یک ساختمان استفاده میشود. شن یا سنگهای بزرگ استفاده شده در گوگرد پلاستی سایزری نیز بعنوان پوشش زیرساز یا کف شبیه بتون یا آسفالت میباشد.

 

[P O U R I A]

باتری های گوگردی

باتری های گوگردی

در علم و تکنولو‍ژی باتری الکتریکی وسیله ای است جهت ذخیره انرژی شیمیایی که به صورت الکتریکی قابل دسترس میباشد. باتریها دسته ای از تجهیزات الکتروشیمیایی مانند بیشتر سلهای گالوانیک میباشند. یک باتری الکتریکی مجموعه ای از اتصالات داخلی سلهای ولتایی است. گوگرد نیز از عناصری است که میتواند به همراه فلزات بعنوان باتری مورد استفاده قرار گیرد. یکی از انواع باتریهای گوگردی، باتری گوگرد-سدیم از نوع باتری فلزی مذاب، ساخته شده از سدیم و گوگرد میباشد. این نوع باتریها دارای دانسیته انرژی بالایی میباشند و دارای نسبت بالایی از شارژ/دشارژ (89-92%)، طول عمر طولانی و از دسته تجهیزات ارزان قیمت نیز هستند. اما بدلیل درجه حرارتهای عملکردی 300 تا 350 درجه سانتیگراد و خورنده بودن طبیعی سدیم و پلی سولفیدها این سلها به صورت ابتدایی مناسب میباشند. شکل زیر نمونه ای از این دسته باتریها را نشان میدهد:

​

​

​

از دیگر انواع باتریهای گوگردی میتوان به باتری گوگرد-لیتیم اشاره نمود که یکی از انواع باتری های مورد استفاده در لپ تاپها میباشد. از مزایای بسیار بزرگ این دسته از باتریهای گوگردی، ظرفیت کارکرد این دسته از باتریها در هوای بسیار سرد و همچنین وزن کم این باتریها در مقایسه با سایر باتریها می باشد.