Сера (s)

Се́ра — элемент 16-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы VI группы), третьего периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 16. Проявляет неметаллические свойства. Обозначается символом S. В водородных и кислородных соединениях находится в составе различных ионов, образует многие кислоты и соли. Многие серосодержащие соли малорастворимы в воде.

Сера существенно отличается способностью образовывать устойчивые цепочки и циклы из атомов. Наиболее стабильны циклические молекулы S₈, имеющие форму короны, образующие ромбическую и моноклинную серу. Это кристаллическая сера — хрупкое вещество жёлтого цвета. Кроме того, возможны молекулы с замкнутыми (S₄, S₆) цепями и открытыми цепями. Такой состав имеет пластическая сера, вещество коричневого цвета, которая получается при резком охлаждении расплава серы (пластическая сера уже через несколько часов становится хрупкой, приобретает жёлтый цвет и постепенно превращается в ромбическую).

Термодинамические свойства
Плотность (при н. у.)	2,070 г/см³
Температура плавления	112,85 °С
Температура кипения	444,67 °С
Уд. теплота плавления	1,23 кДж/моль
Уд. теплота испарения	10,5 кДж/моль
Молярная теплоёмкость	22,61 Дж/(K·моль)
Молярный объём	15,5 см³/моль

Серу применяют для вулканизации каучука. Ее добавляют в количестве, не превышающим 3 масс.ч. на 100 масс.ч каучука, сохраняя эластичность резины. При концентрации серы 30 - 50 % частота поперечных связей так велика, что эластичность полностью исключается; полученный после вулканизации твердый материал называют эбонитом.

Для введения в резиновые смеси используют серу в тонкодисперсном состоянии. В резиновой промышленности обычно применяют природную молотую серу высшего сорта.

Для вулканизации каучуков, содержащих двойные связи, сера применяется совместно с ускорителями и активаторами вулканизации. В отсутствие ускорителей вулканизации структурирование непредельных каучуков проходит очень медленно и требует затрат большего количества энергии. При повышенной температуре (выше 150°С) происходит раскрытие восьмичленного цикла серы по ионному или радикальному механизму в зависимости от природы примесей, содержащихся в каучуке и переход ее серы в активное состояние.

Активированная сера взаимодействует с реакционноспособными участками молекул каучука ( например, с α-метиленовыми группами или двойными связями). При этом образуется некоторое количество поперечных полисульфидных связей или персульфгидрильных групп, которые в дальнейшем перегруппировываются с образованием связей различных типов – полисульфидных с меньшей сульфидностью, дисульфидных и др. Основная часть серы в отсутствие ускорителей вулканизации присоединяется к цепочкам НК внутримолекулярно с образованием циклических сульфидов.

Резины, полученные с применением серы, характеризуются высокой прочностью при растяжении и большой выносливостью при многократных деформациях, что обусловлено наличием в структуре вулканизата полисульфидных поперечных связей