Cao su có một bề dày lịch sử phát triển rất lâu ñời, kèm theo lịch sử
phát triển cao su là việc sản xuất ra những sản phẩm cao su kỹ thuật phục vụ
cho nhu cầu sinh hoạt của ñời sống con người.
Lịch sử phát hiện cây cao su là một chuỗi những con số không rõ ràng
về năm tháng, do ñó, chúng ta sẽ bắt ñầu từ khi conngười biết sử dụng cao su
ñể làm những vật dụng có ích, phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt của cộng ñồng.
- Năm 1615, con người bắt ñầu biết ñến cao su qua sách có tựa ñề “De la
monarquia Indiana” của Juan de Torquemada, viết về lợi ích và công dụng
phổ cập của cây cao su, nói ñến một chất có tên là “ulei” do dân ñịa phương
Mêhicô chế tạo từ mủ cây gọi là “ule” mà họ dùng làm vải quần áo không
thấm nước.
- Năm 1743, Francois Fresneau ñã có những bản vẽ mô tả tường tận về
cây cao su và không ngừng tìm cách nghiên cứu chiếtrút cao su, ông chính là
54 trang |
Chia sẻ: ngtr9097 | Lượt xem: 8076 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Sản xuất cao su kỹ thuật, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
1
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ CAO SU KỸ THUẬT
1.1. Giới thiệu về cao su kỹ thuật
1.1.1. Khái niệm chung
Cao su kỹ thuật là một cụm từ chỉ chung cho tất cả các vật sử dụng
trong các ngành kỹ thuật ñược làm từ nguyên liệu cao su.
1.1.2. Phân loại
Cơ bản là có hai loại chính:
a. Cao su thiên nhiên: Thu ñược từ mủ (latex) của nhiều loại cây cao su, ñặc
biệt nhất là loại cây Hevea brasiliensis.
b. Cao su tổng hợp: ðược tổng hợp từ dầu mỏ, butadiene là chủ yếu (các
hydrocacbon, các loại khí thiên nhiên, …)
1.1.3. Ứng dụng
a. Trong công nghiệp ô tô: làm lốp xe, nệm ghế xe, các loại joint tạo ñộ kín
khít cho máy móc trong xe, …
b. Trong các máy công nghiệp: làm các loại joint chịu nhiệt, chịu dầu, ñệm
cao su, các bộ phận cần khả năng ñàn hồi tốt, …
c. Trong y tế: làm ống dẫn nước biển, các loại ống truyền dịch, găng tay y tế,
ống nghe, …
d. Trong công nghiệp ñồ gia dụng: giày dép, găng tay, ủng, keo dán, nệm,
các loại ñồ chơi trẻ con (thú nhún, búp bê, …)
Nói chung cao su kỹ thuật ñược dùng rộng rãi trong mọi ngành nghề
của cuộc sống ngày nay bởi nó sở hữu những tính năng ưu việt mà hiếm có
loại vật liệu nào có ñược.
1.2. Lịch sử nghiên cứu và sản xuất cao su kỹ thuật
Cao su có một bề dày lịch sử phát triển rất lâu ñời, kèm theo lịch sử
phát triển cao su là việc sản xuất ra những sản phẩm cao su kỹ thuật phục vụ
cho nhu cầu sinh hoạt của ñời sống con người.
Lịch sử phát hiện cây cao su là một chuỗi những con số không rõ ràng
về năm tháng, do ñó, chúng ta sẽ bắt ñầu từ khi con người biết sử dụng cao su
ñể làm những vật dụng có ích, phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt của cộng ñồng.
2
- Năm 1615, con người bắt ñầu biết ñến cao su qua sách có tựa ñề “De la
monarquia Indiana” của Juan de Torquemada, viết về lợi ích và công dụng
phổ cập của cây cao su, nói ñến một chất có tên là “ulei” do dân ñịa phương
Mêhicô chế tạo từ mủ cây gọi là “ule” mà họ dùng làm vải quần áo không
thấm nước.
- Năm 1743, Francois Fresneau ñã có những bản vẽ mô tả tường tận về
cây cao su và không ngừng tìm cách nghiên cứu chiết rút cao su, ông chính là
người ñầu tiên ñề nghị sử dụng nguyên liệu này.
- Năm 1761, hai nhà hóa học Pháp là Herissant và Macquer ñã hòa tan
ñược cao su với dung môi là ether và tinh dầu thông.
- Năm 1791, Samuel Peal ñưa ra sáng chế làm áo mưa từ cao su, nhưng
việc chế biến áo mưa chỉ ñược xem là mạnh vào sau năm 1823, năm mà
Macintosh sử dụng naphtha như là một dung môi.
- Sau thời kỳ chế biến vật dụng từ dung dịch, ñến thời kỳ công nghiệp
cao su tiến triển vượt bậc, là thời kỳ mà Thomas Hancock (Anh) khám phá ra
“quá trình nghiền hay cán dẻo cao su” từ những lần quan sát công việc làm
năm 1819, ông ñã giữ bí mật suốt nhiều năm. Hancock nhận thấy những mảnh
cao su mới vừa ñược cắt ra có tính dính lại với nhau khi bóp vắt chúng lại. Từ
ñó ông nghĩ là nếu xé vụn cao su rồi ñắp nối những mảnh vụn ñó lại bằng lực
nén ép, có thể làm thành những vật dụng có hình dạng và kích thước mong
muốn. ðể thực hiện, ông chế tạo ra một máy gồm một ống trụ “có gai” quay
tròn trong một trụ rỗng khác cũng “có gai” mà ông gọi là máy “Pickle”. Máy
ñược thiết kế lớn hơn khi ông nhận thấy kết quả ñạt ñược như ý muốn, tức là
có ñược cao su bột, cao su thô từ dạng có tính ñàn hồi và tính bền trở thành
một khối nhão và dẻo không chỉ cho ñược mọi hình dạng, vật dụng theo ý
muốn mà còn ñộn vào ñược các chất bột với tỷ lệ khá lớn, ñể giảm giá thành,
ñể vật dụng ñược cứng hơn,…Tuy nhiên, các vật dụng ñược làm từ cao su lúc
bấy giờ hãy còn vấp phải một trở ngại lớn lao là tất cả các vật dụng cao su
vừa rời khỏi xưởng chế biến ñều hư hỏng nhanh chóng, chúng chảy nhựa
3
nhầy dính dưới ảnh hưởng của sức nóng và ánh sáng, hóa cứng giòn khi gặp
lạnh, thời gian sử dụng ngắn ngủi.
- Mãi ñến năm 1831, Charles Goodyear (Hoa Kỳ) nỗ lực tìm cách cải
thiện chất liệu cao su, chủ yếu là tìm một chất “làm khô” các thành phần chảy
nhựa bầy nhầy. ðến năm 1839, qua quá trình nghiên cứu, ông phát minh ra
một hiện tượng gây ngạc nhiên, chấn ñộng cho công nghiệp cao su: cao su
sống hòa trộn với lưu huỳnh ñem sử lý ở nhiệt ñộ ñủ làm nóng chảy lưu
huỳnh, sẽ trải qua một biến ñổi, cải thiện ñược các tính chất cơ lý cũng như
khả năng chịu nhiệt rất lớn, thời gain sử dụng các vật liệu cao su này lâu gấp
nhiều lần cao su không ñược xử lí như thế. Vậy là quá trình “lưu hóa” ñã ra
ñời, có thể nói ñây là bước quyết ñịnh nhất của ngành công nghiệp cao su.
Có thể nói nhờ hai phát minh của Hancock (nghiền dẻo hóa) và của
Goodyear (lưu hóa) mà kỹ thuật cao su phát triển mạnh mẽ, nhu cầu tiêu thụ
tăng nhiều ñến nỗi con người phải thiết lập ñồn ñiền cao su, xâm chiếm thuộc
ñịa, bành trướng việc trông cao su… Nhu cầu tiêu thụ cao su thiên nhiên tăng
cao mãi ñưa ñến việc phát minh cao su nhân tạo (cao su tổng hợp), chế biến
cao su tái sinh như ngày nay. Nhưng công nghiệp cao su tiến triển mạnh mẽ
như hiện nay cũng một phần lớn là nhờ các cuộc khám phá tiếp nối sau cuộc
khám phá ra sự lưu hóa cao su, ñặc biệt như khám phá ra chất xúc tiến lưu
hóa, chất chống lão hóa, chất ñộn tăng cường lực cho cao su, phát minh ra các
phương pháp gia công chế biến cao su.
Công nghệ sản xuất cao su kỹ thuật bắt ñầu phát triển mạnh mẽ ñể hỗ
trợ cho tất cả các ngành khoa học kỹ thuật từ sau khi phát minh ra quá trình
lưu hóa. Bắt ñầu từ ñây, cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật lần thứ hai phát
triển mạnh mẽ và ñạt ñược vô số những thành tựu mà cuộc cách mạng khoa
học kỹ thuật lần thứ nhất không thể với tới. Hầu hết các thành tựu khoa học
kỹ thuật trong giai ñoạn này ñều có sự hỗ trợ ñắc lực của các vật liệu cao su
kỹ thuật, ñặc biệt là các miếng ñệm kỹ thuật, joint kỹ thuật dùng cho ngành
hàng không vũ trụ, cơ khí ôtô, máy công cụ, …
4
Một số hình ảnh cao su kỹ thuật
5
1.3. Tóm tắt hoạt ñộng nghiên cứu
− Tìm hiểu tổng quan về lịch sử phát triển của ngành cao su
− Tổng hợp các phần lý thuyết về cao su nguyên liệu cũng như phụ gia sử
dụng
− Nghiên cứu một số công thức lý thuyết lẫn thực nghiệm nhằm rút ra cơ
sở ñể thực hiện quá trình lập công thức
− Lập công thức thử nghiệm và cho chạy thử ra sản phẩm 1
− Kiểm tra sản phẩm 1, tìm cách khắc phục những ñiểm yếu chưa ñạt
bằng cách ñiều chỉnh công thức cho hợp lý hơn
− Từ việc ñiều chỉnh công thức 1, ra công thức 2 hợp lý hơn, chạy ra mẫu
rồi lại kiểm tra các chỉ số công nghệ như trên công thức 1.
− Lập lại quá trình như ñã làm ở công thức 1 và 2 ñến khi cho ra ñược
một công thức hoàn chỉnh nhất (là công thức cho sản phẩm ñạt các chỉ
tiêu kỹ thuật mà khách hàng yêu cầu).
6
Chương 2: LÝ THUYẾT SẢN XUẤT CAO SU KỸ THUẬT
Nguyên vật liệu: Bao gồm cao su và các chất phụ gia.
2.1. Cao su nguyên liệu
Nguyên liệu cao su bao gồm cao su thiên nhiên và cao su tổng hợp.
Song, ñối với cao su dùng trong các ngành kỹ thuật máy móc thì cao su tổng
hợp thường ñược ưa chuộng hơn. Tuy nhiên, với qui mô của ñồ án này, nhóm
thực hiện xin ñược trình bày một cách chắt lọc nhất về lý thuyết cao su
nguyên liệu.
2.1.1. Cao su thiên nhiên (NR)
Là một chất có tính ñàn hồi và tính bền, thu ñược từ mủ (latex) của
nhiều loại cây cao su, ñặc biệt nhất là loại cây Hevea brasiliensis.
Thành phần: năm 1875 nhà hóa học Pháp Bouchardat ñã chứng minh cao su
thiên nhiên là một hỗn hợp polymer isoprene (C5H8)n; những polymer này có
mạch cacbon rất dài với những nhánh ngang tac dụng như một cái móc.
Tính năng và ứng dụng:
• Do có cấu trúc ñều ñặn -> dễ bị kết tinh khi kéo căng -> lực kéo ñứt
rất cao
• Trong phân tử có olefin -> dễ lưu hóa bằng lưu huỳnh, nhưng dễ
lão hoá, tính chịu nhiệt kém (phân huỷ to = 192oC)
• Áp dụng cho sản phẩm cần tính năng cơ lý tốt: lốp xe, găng tay,
giày dép, sản phẩm cơ học ...
2.1.2. Cao su tổng hợp
Nguồn gốc cao su tổng hợp
Do cao su thiên nhiên không ñủ phục vụ nhu cầu của con người, các
nhà khoa học tiến hành nghiên cứu chế tạo ra cao su nhân tạo (còn gọi là cao
su tổng hợp). Cao su tổng hợp là do Butadien tổng hợp mà thành. Nguyên liệu
ñể làm cao su tổng hợp ñược cung ứng từ sản phẩm chế biến từ dầu mỏ, khí
công nghiệp, khí thiên nhiên…
Cấu tạo
7
Trong cao su tổng hợp có nhiều loại cao su khác nhau. Mỗi loại ñều có
công thức hoá học khác nhau nhưng ñều dựa trên việc tổng hợp Butadien với
các nhóm phân tử khác mà thành.
Tính chất của cao su tổng hợp
Lý tính
Giống cao su thiên nhiên.
Hoá tính
Mỗi loại cao su tổng hợp ñều có những tính năng riêng nên khi ứng
dụng có thể chọn lựa từng loại hoặc kết hợp sử dụng một số loại ñể bổ sung
tính năng cho nhau, nên có ưu ñiểm hơn so với cao su thiên nhiên.
Ví dụ: Cao su Butadien – nitril rất bền khi tiếp xúc với dầu mỏ.
Cao su Cloropen chống cháy, bền hoá học…
a. Cao su nitril/ acrylonitril butadien (NBR)
Thành phần: Acrylonitrile + Butadiene
Tính năng và ứng dụng:
Giới thiệu
Cao su Nitrile (NBR or Buna-N) ñược giới thiệu lần ñầu tiên tại ðức
vào 1934. Các tên thương mại của loại cao su này bao gồm: Perbunan,
Baypren, Chemeprene, Chemigum… Cấu trúc của NBR như sau:
Phương pháp sản xuất
- Butadien và Acrylonitrile thực hiện phản ứng ñồng trùng hợp bằng kỹ thuật
nhủ hoá (emulsion technique).
- Trong phương pháp ñồng trùng hợp nóng (ở 400C) thì peroxide ñược dùng
như là chất khơi mào cho phản ứng còn trong phương pháp ñồng trùng hợp
lạnh (ở 100C) thì khơi mào phản ứng là redox. Anycylmercaptans ñược dùng
như là chất ñịnh hướng phân tử trong khi các xà phòng (soap) dạng acid và
dạng mỡ ñược dùng như là chất nhủ hoá.
* C
H
2
C
H
C
H
C
H
2
C
H
2
C
H
*
CN
m
n
x
8
- Chất Hydroquinones và Dimethyl Dithio Carbonmates là chất dùng ñể dừng
phản ứng polyme hoá.
ðặc tính
- Cao su Nitril phụ thuộc vào hàm lượng Acrylonitril. Trên thực tế, người ta
có thể sản xuất NBR có hàm lượng Acrylonitril từ 18-50%.
- Tính chất ñặc trưng của NBR là kháng dầu, kháng dung môi, kháng các
nhiên liệu dầu cực tốt.
- Cao su Nitril là loại cao su có cấu trúc vô ñịnh hình nên cường lực của cao
su khi không có chất ñộn tăng cường rất thấp (30kg/cm2). Nếu có trộn than
ñen tăng cường thì cường lực có thể lên ñến 320kg/cm2. Do phân tử có cực
nên phân tử cao su Nitril tương hợp tốt với các dung môi có cực và chịu ñược
dung môi có cực gốc dầu mỏ ( xăng dầu).
- NBR kết hợp với PVC (poly vinyl clorua) sẽ kháng ñược thời tiết và ozone
rất tốt, kháng ñược sự bắt cháy, ñộ bóng bề mặt và tính chất màu tốt…
- Tính năng kéo, nén của cao su này tương tự SBR.
Bảng 2.1
Tính năng cao su Nitril với hàm lượng Acrylonitryl từ 18-50%
Tính kháng dầu tăng
Tính kháng xăng tăng
ðộ cứng tăng
Lực kéo ñứt tăng
ðộ kháng mòn tăng
ðộ chịu lạnh giảm
ðộ nảy giảm
ðộ tương hợp với chất làm mềm giảm
Gia công
Thao tác như các loại cao su thiên nhiên. Tuy nhiên do thành phần
Acrylonitmile khác và tuỳ theo loại NBR nóng hay NBR lạnh mà chúng ta
phải dùng chất ñộn và chất làm dẻo ñể làm tăng khả năng gia công.
9
• Có cực -> rất ít bị ảnh hưởng (trương nở) bởi các dung môi không
phân cực hoặc phân cực yếu: ete dầu hỏa, xăng, xiclohexan, CCl4, ...
• Nitril cao: kháng xăng – dầu/ lão hóa/ mệt mỏi/ biến dạng nén/
mòn/ thấm khí/ nhiệt tốt.
• Nitril thấp -> sản phẩm mềm dẻo ở nhiệt ñộ thấp
• Vô ñịnh hình -> cường lực kéo ñứt thấp, kháng ozone yếu -> thêm
PVC
Ứng dụng: Sản phẩm chịu dầu ở nhiệt ñộ cao trong ôtô, máy bay, tàu
biển, máy móc, xe quân sự, sản phẩm chịu dầu trong sản phẩm công
nghiệp.
b. Cao su butadien (BR)
Thành phần: Cis – Polybutadien
Tính năng và ứng dụng:
Giới thiệu
- BR là loại cao su rất phổ biến. Cao su BR có 2 loại:
• BR có hàm lượng cis cao
• BR có hàm lượng cis thấp.
- Cấu trúc BR:
(- CH2 – CH = CH – CH2 -)n
Phương pháp sản xuất
- BR có hàm lượng cis cao ñược tạo ra bằng cách ion hoá dung dịch Butadien
bằng các xúc tác hữu cơ kim loại như: Ziegler Natta.
- BR có hàm lượng cis thấp: ñược tạo ra bằng các dung dịch nhiệt phân với
xúc tác là các Lithium hữu cơ.
ðặc tính
- BR ít khi sử dụng riêng lẻ một mình mà thường pha trộn với cao su khác
nhau như: pha trộn với cao su thiên nhiên cải thiện tính kháng xé khi ñã tạo
vết nên ñược sử dụng trong mạch lốp vỏ xe.
- BR pha trộn với cao su Chloroprene sẽ cải thiện tính chịu giòn ở nhiệt ñộ
thấp.
10
- ðàn hồi tốt.
- Chịu mỏi mòn tốt
- Kháng mài mòn tốt.
- Kháng dập nứt tốt
- Kháng hút nước tốt
Bảng 2.2: So sánh một số tính chất giữa cao su Butadien với cao su thiên
nhiên cao su Styrene Butadien
Tính chất Cao su
Butadien
Cao su Styrene
Butadien
Cao su thiên
nhiên
Lực kéc ñứt( PSI) 2500 3400 4000
ðộ giãn dài khi
ñứt(%)
500 580 520
Nhiệt nội sinh(0C) 40 67 40
ðộ nẩy(%) 75 62 72
Thử nổ(phút) 63 60 62
ðộ cứng Shore A 120 09 09
Gia công
- Khả năng gia công: BR khó sơ luyện, khó ép hình, khó ñùn so với cao su
SBR khi tăng nhiệt ñộ quá, cao su Butadien trở nên nhám, không bám trục
cán, kém dính và võng xuống do ñó khó cán luyện. Tuy nhiên cũng có thể
dùng vài chất làm mềm ñể dể cán như Acid Sufonic tan trong dầu với
Paraffine, Di-ortho-Benzamidophenyl Disufide và các dẫn xuất muối kẽm của
Peutachclorothiolphenol.
- Phối hợp với cao su thiên nhiên: không những cải thiện ñược tính công nghệ
mà còn mang lại những tính năng cơ lý tốt cho hỗn hợp và ngoại quan sản
phẩm tốt hơn.
- BR có thể lưu hoá bằng lưu huỳnh và chất xúc tiến khác loại thông thường.
Tuy nhiên có thể lưu hoá bằng các Peroxide.
11
• Kháng mòn, mỏi mệt, nứt, xé, uốn gãy tốt. Kháng nhiệt, sinh nhiệt
ít.
• Mềm dẻo ở nhiệt ñộ thấp. ðộ nảy cao
• Sức bám ñường ẩm ướt thấp. ðộ biến dạng nén ít. Kháng ñiện kém
Ứng dụng: Công nghệ lốp ở xe, băng tải, bọc cáp, vòng ñệm kim loại,
giày dép…Lốp xe, băng tải, banh golf, ñế giày, sản phẩm gia dụng do
có ñộ kháng mòn tốt.
c. Cao su butyl (IIR)
Thành phần: Isobutylene +Isoprene
Tính năng và ứng dụng:
Giới thiệu
- Cao su Butyl là loại Copolymer của Isobutylene và Isoprene. Cấu trúc của
BR như sau:
CH3
( - C – CH2 - )x – ( - CH2 – C = CH – CH - )y
CH3 CH3
Phương pháp sản xuất
Isobutylene và Isoprene ñược ñồng trùng gồm một lượng nhỏ Isoprene
(1-3%) với Isobutylene ñược xúc tác bằng AlCl3 hoà tan trong Chlorua
Methyl. Phản ứng ở dạng Polymer hoá các Cation xảy ra rất nhanh ở -1000C
và hoàn tất chưa ñầy 1 giây.
ðặc tính
Mạch phân tử cao su Butyl có tính không bão hòa rất thấp và có nhóm
Iso Butylen rất cồng kềnh nên cao su Butyl có ñộ thấm khí rất ít.
ðộ thấm khí cao su Butyl bằng 1/8 ñộ thấm khí cao su thiên nhiên.
Trong mạch phân tử của cao su Butyl có 2 dãy Metyl ở 2 bên nên cao su
Butyl có tác dụng giảm chấn (giảm sốc). Cao su Butyl có tính chống lão hoá
rất thấp nếu tính theo phân tử lượng thì tính bão hòa là 1/5000 (cao su thiên
12
nhiên 1/68). Nếu tính theo phân tử Isoprene/Isobutylene là 21/98 (cao su thiên
nhiên Isoprene/Isoprene 100%). Do tính bão hoà cao nên ñược dùng với
những tính chất sau:
• Tính kháng nhiệt lão hoá
• Tính kháng Ozone và kháng thời tiết
• Tính kháng hoá chất
• Tính kháng ẩm
Gia công
Với hỗn hợp có 20% than ñen, 30% chất ñộn:
• Ép xuất: nhiệt ñộ trục vít và nụ hình khoảng 1200C với nhiệt ñộ cài ñặt
từ 700C và tăng dần ñến 105÷1300C
• Cán tráng: tại nơi nạp liệu 850C nhiệt ñộ trục vít 98÷1100C, nhiệt ñộ
giữa trục 70÷820C, nhiệt ñộ dưới trục 82÷1050C. Tốc ñộ trục 20M/min.
Ứng dụng: ðược sử dụng nhiều thứ ba sau cao su SBR và cao su BR.
• Công nghệ xăm lốp xe.
• Xăm lốp lưu hoá
• Tấm lợp bọc cáp ñiện, thảm lót phòng tắm
• Công nghệ ôtô: nệm hơi, nệm giảm xốc, các joint cửa kính...
d. Cao su choloroprene (CR)
Thành phần: Trùng hợp 2- Cholobutadiene 1-3
Tính năng và ứng dụng:
Giới thiệu
Cao su Cloroprene ñược hãng Dupont De Nemours giới thiệu 1932 và
phát triển với tên thương hiệu là Meoprene. Cao su này là chất trùng hợp của
2-cliloro-butadien 1-3. Cấu trúc cao su này như sau:
n CH2 = C – CH = CH2 → (- CH2 – C = CH – CH2)n
Cl Cl
Phương pháp sản xuất
13
Isoprene ở dạng Momome, dung môi, xúc tác Ziegler, Ankyl nhôm,
TiCl4 hoặc Anlkyl Lithium ñược cho vào hệ thống trùng hợp. Khi nồng ñộ ñạt
ñến mức chuẩn thì phản ứng Polymer sẽ xảy ra.
Công thức tổng hợp của phương pháp này là như sau:
Chloloprene: 100 phần
Lonophane biến tích: 4
Lưu huỳnh (ñã cho tan vào monomer): 0,6
Nước: 150
Soude: 0,8
Redox S2O4Na2/Ma2S2O8: 0,2÷1
Chất phân tán (như Daxad): 0,7
ðiều kiện tổng hợp 40+/-0,5oC: pH =12
ðặc tính
- Cao su có tính chất không duy trì sự cháy (do có Cl trong mạch phân tử).
- Bám dính tốt ñối với 1 số vật liệu ñã ñược xử lý bề mặt như: sợi kim loại,
sợi thủy tinh.
- Có thể lưu hóa bằng oxit kim loại (ZnO, PbO) cũng có thể lưu hóa bằng lưu
huỳnh và chất xúc tiến hữu cơ nhưnh tốc ñộ lưu hóa chậm hơn so với cao su
thiện nhiên.
- Cao su Cloroprene có tính chất ñặc biệt là tính chất tự kết tinh do ñó một số
loại cao su Cloropren có thể ñược dùng làm keo dán.
- Tính thấm khí nhỏ hơn cao su thiên nhiên khoảng ½+1/3.
- Nhiệt nội sinh của cao su Chloloprene nhỏ hơn các loại cao su tổng hợp
khác.
- Nhiệt phân giải cao su Chloloprene (233÷258oC) cao hơn cao su thiên nhiên
và khả năng chống cháy rất tốt do có chứa phân tử chloro.
- Chịu ñược tải trọng lớn, chịu dầu khoáng rất tốt nên ñể sản suất các sản
phẩm chịu dầu.
- Tính kháng oxi và ozone của cao su này rất mạnh, lực kéo ñứt, ñộ dẫn dài ít
bị thay ñổi khi bị oxi hoá.
14
Gia công
- Tương tự các loại cao su khác có thể lưu hoá bằng Phospho
- Các bước gia công cần kiểm soát ñộ nhốt ñể thuận lợi cho các bước gia công
kế tiếp.
- Cải thiện chỉ số nén dùng Canxi Hidroxide.
- Nhiệt ñộ lưu hoá 1500C÷2000C.
• Tốc ñộ lưu hóa chậm -> lưu hóa bằng oxit kim loại (ZnO/ PbO).
• ðàn tính rất cao -> khó ép hình. Rất dính kim loại -> khó hỗn
luyện
• Cường lực kéo ñứt, ñộ dãn dài khi ñứt, chịu lạnh/ nhiệt ñộ kém
Ứng dụng: Loại thường: sản phẩm ñúc khuôn, ép xuất, ống băng tải,
bọc cáp, ñế, gót giầy, lốp xe, cán tráng vải, ñệm chịu dầu,...
Loại dính: keo dính nhanh với cường ñộ lớn
Loại ñặc biệt: sản phẩm chịu dầu cao, cứng – rắn, ñế dép.
e. Cao su buna S /styrene butadiene (SBR)
Thành phần: Styrene + Butadien
Tính năng và ứng dụng:
Giới thiệu
Là loại cao su tổng hợp ñược sản xuất nhiều nhất. Cao su SBR là sản
phẩm ñồng trùng hợp của Styrene và Butadien, ñã ñược các nhà nghiên cứu
người ðức ñưa ra năm 1930.
Nguyên liệu và phương pháp sản xuất
• Nguyên liệu ñể sản xuất SBR là:
Butadien: có nguồn gốc từ dầu mỏ ñược sản xuất bằng phương pháp nhiệt
phân:
CH2 = CH – CH = CH2
Styrene: ñược sản xuất từ Ethylbenzen do tác dụng của Benzen và Ethylene:
CH2 = CH – C6H5
• Các thành phần trong cao su SBR:
- Nước: 180 phần theo trọng lượng.
15
- Soap flakes: 5 phần theo trọng lượng.
- n podecul mercaptan: 0.5 phần theo trọng lượng.
- Stynene: 25 phần theo trọng lượng.
- Butadien: 75 phần theo trọng lượng.
- Short stop-hydroquinone: 0.1 phần theo trọng lượng.
- Antioxidant: 1.25 phần theo trọng lượng.
Phản ứng ñồng trùng hợp
- Nhiệt ñộ trùng hợp 1220F phần theo trọng lượng.
(- CH2 – CH = CH – CH2 -)x –(- C – C -)y
ðặc tính
- SBR ñược ñồng trùng hợp ở 50oC ñược gọi là SBR phương pháp nóng
(phương pháp cũ), ñược ñồng trùng hợp ở 5oC ñược gọi là SBR phương pháp
lạnh có tính năng cơ lý tốt hơn phương pháp nóng. Trong cấu tạo phân tử
SBR có liên kết ñơn nên có thể lưu hóa bằng lưu huỳnh, SBR thường có hàm
lượng Styrene từ 20÷25%, 75÷80% còn lại là Butadien. Khi hàm lượng
Styren cao hơn 50%, SBR ñược gọi là nhựa có hàm lượng Styren cao (high
styren resin).
- Trong công thức cấu tạo của SBR thành phần Butadien thực hiện tính chất
cao su, thành phần Styren thực hiện tính chất nhựa.
• Một số SBR thường gặp:
SBR 1502: là SB