- Tiểu luận : Công Nghệ Chế Biến Cao Su GVHD :ThS Đỗ Thành Thanh SơnLỜI NÓI ĐẦU Cao su là vật liệu polyme quan trọng trong đời sống con người. - Trên toàn thế giới đều phải sử dụng các sản phẩm được gia công bằng cao su. - Cao su được sử dụng để chế tạo từ những sản phẩm thường đến những sản phẩm cao cấp như : đế giày, găng tay, gối nệm,… đặc biệt là lốp săm xe. - Tùy theo tính chất của sản phẩm người ta sử dụng loại cao su thích hợp. - Không thể có được sản phẩm tốt nếu sử dụng cao su không đạt chất lượng. - Ngược lại không nên sử dụng cao su tốt cho các sản phẩm không đòi hỏi tính năng cao. - Ngành công nghiệp chế biến cao su ở Việt Nam ra đời từ những năm 1950 nhưng đến nay vẫn chưa phát triển tương xứng với vị trí một nước có nguồn nguyên liệu cao su dồi dào. - 90% sản lượng cao su hiện nay được xuất khẩu ở dạng nguyên liệu thô, chỉ có 10% được sử dụng cho công nghiệp chế biến ở trong nước. - Trong giới hạn của bài tiểu luận này chúng em chỉ giới thiệu lại các đặc điểm cũng như quy trình chung để chế biến các loại cao su thiên nhiên và tổng hợphttp://www.ebook.edu.vn Page 1Tiểu luận : Công Nghệ Chế Biến Cao Su GVHD :ThS Đỗ Thành Thanh Sơn MỤC LỤCLỜI NÓI ĐẦU. - Cao su thiên nhiên 1. - Khai thác mủ cao su thiên nhiên. - Cao su tổng hợp 1. - Trang 09Phần B : CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN CAO SU THIÊN NHIÊN I. - Mủ cao su thiên nhiên a. - Các vấn đề đối với mủ cao su. - Các loại cao su thiên nhiên thành phẩm. - Công nghệ chế biến cao su thiên nhiên 1. - Quy trình chế biến các loại cao su A. - Trang 17http://www.ebook.edu.vn Page 2Tiểu luận : Công Nghệ Chế Biến Cao Su GVHD :ThS Đỗ Thành Thanh Sơn v. - SẢN XUẤT CAO SU TỜ i. - Cao su tờ xông khói RSS. - Cao su tờ ICR. - Cao su tờ ADS. - SẢN XUẤT CAO SU KHỐI (CỐM, BÚN) i. - Cao su khối từ latex ( SVR 3L, CV, 5. - Cao su khối từ mủ đông (SVR 10,20. - Phân loại cao su khối. - SẢN XUẤT CAO SU CREPE i. - Cao su Crepe trắng. - Cao su Crepe nâu. - Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng cao su. - Các phương pháp kiểm nghiệm cao su. - Các thiết bị dùng trong chế biến cao su a. - Máy cán cao su. - Trang 44Phần C : CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN CAO SU TỔNG HỢP 1. - Một số cao su tổng hợp quan trọng. - Một số ứng dụng tiên tiến của cao su tổng hợp. - Trang 53http://www.ebook.edu.vn Page 3Tiểu luận : Công Nghệ Chế Biến Cao Su GVHD :ThS Đỗ Thành Thanh Sơn PHẦN A : TỔNG QUAN I. - CAO SU THIÊN NHIÊN : 1. - Lịch sử hình thành : Người châu Âu đầu tiên biết đến cây cao su có lẽ là Christophe Colomb.Mãi đến năm 1615 con người mới biết tới cao su qua sách có tựa đề “Delamonarquia indiana” của Juan de Torquemada viết về lợi ích và công dụng phổ cập của cây cao su nói đến một chất làm từ mủ cây cao su dùng làm vải không thấm nước.Theo dân tộc Maina chữ nguyên thủy của cao su nghĩa là nước mắt của cây. - Tính đến nay cây chứa mủ cao su có rất nhiều lọai, mọc rải rác khắp quả đất,nhất là ở vùng nhiệt đới. - Thời kỳ công nghiệp cao su tiến triển vượt bậc là thời kỳ Thomas Hancock (Anh) khám phá ra quá trình nghiền hay cán dẻo cao su qua những lần quan sát công việc làm năm 1819. - Vào năm 1839, Charles Goodyear (Hoa Kỳ) phát minh ra quá trình lưu hóa cao su. - Chính từ 2 khám phá này mà nền công nghiệp cao su trên thế giới phát triển vượt bậc.Sau phát minh lưu hóa cao su, kỹ nghệ chế biến cao su phát triển mạnh mẽ, do đó nhu cầu nguyên liệu cao su càng lúc càng cao. - Cây cao su đầu tiên du nhập vào Đông Dương là do ông J.B Louis Pierre đem trồng tại Thảo Cầm Viên Sài Gòn năm 1877, những cây này hiện nay đã chết. - Một số đồn điền do bàc sĩ Yersin lấy giống ở Colombo đem gieo trồng tại viện Pasteur tại Suối Dầu (Nha Trang) năm từ đó các đồn điền khác được mở rộng.http://www.ebook.edu.vn Page 4Tiểu luận : Công Nghệ Chế Biến Cao Su GVHD :ThS Đỗ Thành Thanh Sơnhttp://www.ebook.edu.vn Page 5Tiểu luận : Công Nghệ Chế Biến Cao Su GVHD :ThS Đỗ Thành Thanh Sơn 2. - Khai thác mủ cao su thiên nhiên : a. - 200-250 cây/ha) ¾ Từ chiều cao 1m cách mặt đất, thực hiện rạch cạo 1 đường từ trái sang phải với độ dốc 300 đối với đường nằm ngang ¾ Tách rạch 1 vỏ bao bọc mỏng từ 1- 1.5mm bề dày vỏ cây cạo vào khoảng 20 cm/năm(cạo nửa vòng) hoặc 15cm/năm(cạo nguyên vòng) Đường cạo mủ đầu tiên Vùng vỏ đã cạo Vỏ đang cạo Máng dẫn Bề mặt vỏ cây của đợt cạo mủ đầu tiên Đường cạo mủ cuối Chén hứng mủ cùng của thân câyhttp://www.ebook.edu.vn Page 6Tiểu luận : Công Nghệ Chế Biến Cao Su GVHD :ThS Đỗ Thành Thanh Sơn VÖÔØN ÖÔM CAÂY CON VÖÔØN CAÂY LAÁY MUÛ MUÛ CAO SU MUÛ CAO SUhttp://www.ebook.edu.vn Page 7Tiểu luận : Công Nghệ Chế Biến Cao Su GVHD :ThS Đỗ Thành Thanh Sơn II. - CAO SU TỔNG HỢP(ELASTOMER. - Lịch sử : Cao su thiên nhiên là những vật liệu polime vô cùng quan trọng trong kỉ thuật và đời sống. - Tuy nhiên cao su thiên nhiên không đáp ứng đủ nhu cầu ngày càng cao của đời sống. - Hơn nữa cao su thiên nhiên còn có những nhược điểm như khả năng chống dầu chịu nhiệt kém. - Vì vậy các nhà khoa học đã tìm con đường tổng hợp cao su từ các chất hữu cơ đơn giản bằng phản ứng trùng hợp hay trùng ngưng. - Từ những năm 1890, khi các phương tiện giao thông đường bộ sử dụng bánh hơi ra đời, nhu cầu cao su tăng lên rất nhanh. - Các vấn đề chính trị khiến cho giá cao su tự nhiên dao động rất lớn. - Nguồn cung thiếu hụt, đặc biệt là trong những năm chiến tranh đưa đến nhu cầu phải tạo ra cao su tổng hợp. - Năm 1879, Bouchardt chế tạo được một loại cao su tổng hợp từ phản ứng trùng hợp isopren trong phòng thí nghiệm. - Đức là quốc gia đầu tiên thành công trong việc sản xuất cao su tổng hợp ở quy mô thương mại. - Việc này diễn ra trong Thế chiến thứ nhất, khi nước này không tìm đủ nguồn cao su tự nhiên. - Cao su tổng hợp này có cấu trúc khác với sản phẩm của Bouchardt, nó dựa trên sự trùng hợp butadien là thành quả của nghiên cứu trong phòng thí nghiệm của nhà khoa học Nga Sergei Lebedev. - Khi chiến tranh chấm dứt, loại cao su này bị thay thế bằng cao su tự nhiên, mặc dầu vậy các nhà khoa học vẫn tiếp tục công cuộc tìm kiếm các chất cao su tổng hợp mới và các quy trình sản xuất mới. - Kết quả của những nỗ lực này là phát minh ra cao su “Buna S” (Cao su styren-butadien). - Đây là sản phẩm đồng trùng ngưng của butadien và styren, ngày nay, nó chiếm một nửa sản lượng cao su tổng hợp toàn cầu. - Cho đến năm 1925, giá cao su tự nhiên đã tăng đến ngưỡng mà rất nhiều công ty bắt đầu tìm kiếm các phương pháp sản xuất cao su nhân tạo nhằm cạnh tranh với sản phẩm thiên nhiên. - Hãng Thiokol bắt đầu bán cao su tổng hợphttp://www.ebook.edu.vn Page 8Tiểu luận : Công Nghệ Chế Biến Cao Su GVHD :ThS Đỗ Thành Thanh Sơn Neoprene năm 1930. - Hãng DuPont, dựa trên kết quả nghiên cứu trong phòng thí nghiệm ở Nieuwland cũng tung ra thị trường loại cao su tương tự năm 1931. - Sản lượng cao su tổng hợp của Hoa Kỳ tăng rất nhanh trong Chiến tranh thế giới lần thứ hai bởi Phe Trục phát xít kiểm soát gần như toàn bộ nguồn cung cấp cao su tự nhiên của thế giới – Đế quốc Nhật Bản chiếm đóng Đông Á. - Những cải tiến nhỏ của quá trình chế tạo cao su nhân tạo tiếp diễn sau chiến tranh. - Đến đầu những năm 1960, sản lượng cao su tổng hợp đã vượt qua cao su tự nhiên. - Định nghĩa : Cao su tổng hợp là chất dẻo được con người chế tạo với chức năng là chất co giãn. - Cao su tổng hợp được dùng thay thế cao su tự nhiên trong rất nhiều ứng dụng, khi mà những đặc tính ưu việt của nó phát huy tác dụng. - Cao su tổng hợp được tạo ra từ phản ứng trùng ngưng các cấu trúc đơn bao gồm isopren (2-methyl-1, 3-butadien), 1,3-butadien, cloropren (2-cloro-1,3-butadien) và isobutylen (methylpropen) với một lượng nhỏ phần trăm isopren cho liên kết chuỗi. - Thêm vào đó, các cấu trúc đơn này có thể trộn với các tỷ lệ mong muốn để tạo phản ứng đồng trùng hợp mà kết quả là các cấu trúc cao su tổng hợp có các đặc tính vật lý, cơ học và hóa học khác nhau. - Sự khác biệt với cao su tự nhiên:Cao su tự nhiên có nguồn gốc từ nhựa cây cao su, trải qua phản ứng trùng hợp tạo thành isopren với đôi chút tạp chất. - Điều này giới hạn các đặc tính của cao su. - Thêm vào đó, những hạn chế còn ở tỷ lệ các liên kết đôi không mong muốn và tạp chất phụ từ phản ứng trùng hợp mủ cao su tự nhiên. - Vì những lý do trên, các chỉ số đặc tính của cao su tự nhiên bị suy giảm ít nhiều mặc dù quá trình lưu hóa có giúp cải thiện trở lại.http://www.ebook.edu.vn Page 9Tiểu luận : Công Nghệ Chế Biến Cao Su GVHD :ThS Đỗ Thành Thanh Sơn PHẦN B : CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN CAO SU THIÊN NHIÊN I. - Mủ cao su thiên nhiên : a. - Nước 52 – 60 Cao su (C5H8)n 37 – 54 Protid 2 – 2,7 Glycerin 1,6 – 3,6 Glucid 1,5 – 4,2 Lipid 0,2 – 0,7 K, Mg, P, Ca, Cu, Fe,Mn. - Latex: mủ cao su ở trạng thái nằm lơ lửng trong dung dịch chứa nhiều chất vô cơ và hữu cơ. - Ngoài ra còn có các phầntử Frey-Wyssling, lutoidshttp://www.ebook.edu.vn Page 10Tiểu luận : Công Nghệ Chế Biến Cao Su GVHD :ThS Đỗ Thành Thanh Sơn b. - Các vấn đề đối với mủ cao su : Tính ổn định latex : Các hạt phân tử CS trong latex: Chúng được cấu tạo thành 2 lớp:bên trong là các hạt CS polyizoprene (C5H8–[C5H8]-C5H8);bên ngòai là lớp chất bề mặt (protein. - 4.7 Tính ổn định còn do bề mặt hút nước của proteinhttp://www.ebook.edu.vn Page 11Tiểu luận : Công Nghệ Chế Biến Cao Su GVHD :ThS Đỗ Thành Thanh Sơn Sự đông đặc : 9 Đông đặc tự nhiên: Ph giảm do enzym hay VK biến đổi hóa học. - Crepe màu nhạt: SX từ mủ nước, chống hóa nâu bằng sodium bisulfite, tẩy trắng bằng 0.1%xylyl mercaptan.Cs cao cấp nhất (dụng cụ y tế, núm vú trẻ con, dụng cụ tắm…) Crêpe nâu: SX từ mủ phụ Cs cốm bún SVR: dạng khối, được ép lại từ Cs cốm hoặc Cs bún Có 6 hạng: SVR3L, SVR5, SVR CV50, SVR CV60, SVR10, SVR20 Mủ cô đặc: dạng lỏng có DRC> 60%http://www.ebook.edu.vn Page 12Tiểu luận : Công Nghệ Chế Biến Cao Su GVHD :ThS Đỗ Thành Thanh Sơn II. - Công nghệ chế biến cao su thiên nhiên : 1. - Quy trình :http://www.ebook.edu.vn Page 13Tiểu luận : Công Nghệ Chế Biến Cao Su GVHD :ThS Đỗ Thành Thanh Sơn c. - Quy trình chế biến các loại cao su : A. - Để tăng tốc cho quá trình lắng tách phân lớp người ta cho thêm vào một số loại hợp chất có những tính chất sau:http://www.ebook.edu.vn Page 14Tiểu luận : Công Nghệ Chế Biến Cao Su GVHD :ThS Đỗ Thành Thanh Sơn + Giảm lực hấp thụ giữa lớp vỏ của hạt latex và nước trong serum. - Bình điện phân có 3 ngăn, 2 ngăn bì là 2 ngăn chứa điện cực và chất điện giải loãng (NH3).Các phẩn tử cao su trong mủ nước có xu hướng bám vào màng chắn (màng bán thấm Cellophan), và đông lại tạo thành một lớp cách điện, không cho nguồn điện đi qua sử dụng đảo nghịch chiều dòng điện cực ngắn để các phần tử cao su tróc ra và nổi lên.http://www.ebook.edu.vn Page 15Tiểu luận : Công Nghệ Chế Biến Cao Su GVHD :ThS Đỗ Thành Thanh Sơn Ưu điểm: năng suất cao, mủ kem có chất lượng tốt, SX có thể thực hiện liên tục Nhược điểm: Khó thực hiện, yêu cầu kỹ thuật cao, điện năng tiêu thụ cao iv.pp kem hóa. - Latex loãng bị phân thành 2 phần : phần dưới là serum không có 1 lượng cao su nào phần trên là latex đậm đặc như kem. - Dựa vào sự khác biệt giữa tỷ trọng của các phần cao su và tỷ trọng của serum. - Thu được mủ hàm lượng cao su đạt từ 60-65. - Năng suất cao, thời gian cô đặc giảm - Hàm lượng các chất tan trong nước giảm nhiều Nhược điểm: latex thu được kém bền vì do tác động ly tâm lớn nên gây phá vỡ lớp bao bọc ngoài của hạt latex.http://www.ebook.edu.vn Page 16Tiểu luận : Công Nghệ Chế Biến Cao Su GVHD :ThS Đỗ Thành Thanh Sơnhttp://www.ebook.edu.vn Page 17Tiểu luận : Công Nghệ Chế Biến Cao Su GVHD :ThS Đỗ Thành Thanh Sơn Cao su ly tâm loại HA : ¾ Nguyên liệu: Tiêu chuẩn loại 1. - Thêm DAP trọng lượng mủ) để trung hòa Mg - Xả mủ vào mương qua rây lọchttp://www.ebook.edu.vn Page 18Tiểu luận : Công Nghệ Chế Biến Cao Su GVHD :ThS Đỗ Thành Thanh Sơn - Pha nước + NH : TSC. - 3-6% đánh đông bằng H3PO4 hoặc H2SO4 3 – 5% tạo tờ, tạo hạt cốm s ấy ép bánh đóng gói Cao su ly tâm loại LA- Quy trình sản xuất tương tự như sản xuất loại cao su ly tâm HA nhưng hệ bảo quảndùng amoniac từ với TMTD/ZnO 0.025% trong latex thành phẩm.- Đối với mủ ly tâm LA, lượng amoniac nhỏ nên chất ổn định thêm vào từ sovới latex để sản phẩm được tốt. - Ly tâm +kem hoá - Kem hoá/ ly tâm + bốc hơihttp://www.ebook.edu.vn Page 19Tiểu luận : Công Nghệ Chế Biến Cao Su GVHD :ThS Đỗ Thành Thanh Sơn B. - SẢN XUẤT CAO SU TỜ Cao su tờ xông khói RSS (Ribbed smoked sheet. - Latex khi nhà máy được tiếp nhận và lọc qua rây bằng kim loại 40 mesh hay 60 mesh và pha loãng từ để lắng trong khoảng 15 phút để loại tạp chất như cát, đá và đánh đông bằng acid acetic (CH3COOH), hoặc formic (HCOOH) có nồng độ 2- 5% w/w ở pH Đánh đông ở DRC cao sẽ dễ tạo nhiều bong bóng trong tờ cao su , DRC thấp làm tăng phí năng lượng trong chế biến. - Gđ 1: to = 40 – 45 oC, thông gió nhiều + Gđ 2: to = 50 – 55 oC, thông gió giảm + Gđ 3: to = 60 – 65 oC, thông gió Ứng dụng Với điều kiện và phương pháp chế biến đặc trưng, cao su RSS được ứng dụng rộng rãi trong kỹ thuật như làm mặt lốp ôtô . - RSS tạo thành tờ nên ít bị băm nên cường lực kéo đứt rất cao , ít bị lão hoá hơn cao su cốm rất thích hợp cho các sản phẩm đòi hỏi tính kháng đứt cao, kháng mòn, cũng như độ cứng cao .http://www.ebook.edu.vn Page 20 Tiểu luận : Công Nghệ Chế Biến Cao Su GVHD :ThS Đỗ Thành Thanh Sơn Phân hạng tờ xông khói được thực hiện bằng phương pháp ngoại quan :Loại Mô tả CS khô sạch, nguyên vẹn, xông khói đều, không bị phồng dộp, không cát sạn, không có ngoại vậtRSS1 Có ít vết mốc khô rất nhỏ trên bao bì, không xâm nhập bên trong Không có đốm hay sọc bị oxy hóa, không có tờ mỏng bị quá nhiệt Không ám nhiều khói đục, không bị cháy xén CS khô sạch, nguyên vẹn, xông khói đều, không bị phồng dộp, không cát sạn, không có ngoại vậtRSS2
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt