王荣杰，沈本贤，马健，赵基钢

（1华东理工大学化学工程联合国家重点实验室，上海 200237；2石河子大学化学化工学院，新疆生产建设兵团化工绿色过程重点实验室，新疆 石河子 832003）

基于密度泛函的硫黄S8开环裂解机理

王荣杰1,2，沈本贤1，马健1，赵基钢1

（1华东理工大学化学工程联合国家重点实验室，上海 200237；2石河子大学化学化工学院，新疆生产建设兵团化工绿色过程重点实验室，新疆 石河子 832003）

采用基于密度泛函理论的量子化学方法研究了气化法制备不溶性硫黄过程中硫黄(S8)的开环裂解机理，建立了可能的反应路径，通过过渡态理论，计算了各个基元反应的活化能与反应速率常数，并对各个基元反应进行了动力学模拟计算，得到气体硫黄产物分布。研究结果表明，硫黄S8优先裂解成·S2·和·S6·，反应能垒为209.45 kJ·mol−1，气态硫黄S8开环裂解后生成产物主要为·S2·、·S4·和·S6·，与蒸汽密度法得到的组成分布相似，为进一步研究不溶性硫黄分子结构及聚合机理提供了参考方向。

不溶性硫黄；开环裂解；反应机理；密度泛函；数值模拟

引 言

近年来，随着子午线轮胎的快速发展，在钢丝帘布胶中以不喷出为特点的不溶性硫黄得到大量应用[1]，不溶性硫黄除了可解决在轮胎橡胶表面的喷出问题之外，在非轮胎橡胶制品方面也克服了普通硫黄分散性不均的缺点，大量应用于胶鞋、橡胶地板、胶布中，现已占据橡胶硫化剂的大部分市场。

不溶性硫黄又称聚合硫（insoluble sulfur, IS），是硫的均聚物。不溶性硫黄是指……