CHƯƠNG I. XÍ NGHIỆP CÁN LUYỆN Xí nghiệp cán luyên là nơi sản xuất bán thành phẩm cho các xí nghiệp sản xuất săm lốp xe đạp, xe máy và ô tô. Xí nghiệp bao gồm 8 dây chuyền cán luyện, trong đó có 5 dây chuyền 1001, 3 dây chuyền 2701 được nhập từ Ý và Trung Quốc trong đó có 2 dây chuyền tự động, 1 dây chuyển sản xuất bán thành phẩm màu. CÁC NGUYÊN VẬT LIỆU THƯỜNG DÙNG TRONG CÔNG NGHỆ CAO SU 1.
Cao Su Cao su là hợp chất cao phân tử được hình thành từ một hoặc nhiều phần tử có cấu tạo hóa học giống nhau và được liên kết với nhau tạo thành chuỗi dài có khối lượng phân tử rất lớn. Tính năng của cao su phụ thuộc vào cấu tạo, thành phần hóa học, khối lượng phân tử, sự phân bố và sắp xếp các phần tử trong mạch. Độ bền nhiệt của cao su chủ yếu phụ thuộc vào năng lượng liên kết các nguyên tố hình thành nên mạch chính. Năng lượng liên kết càng cao thì độ bền nhiệt của cao su càng lớn.
Cao su có khối lượng phân tử càng lớn thì các tính năng cơ lý đều tăng đặc biệt là độ chịu mài mòn và tính đàn hồi. Cao su là loại vật liệu có những tính chất vô cùng quý giá: Khác với các vật liệu rắn cao su có độ bền cơ học thấp hơn, nhưng có đại lượng biến dạng, đàn hồi lớn hơn nhiều lần. Khi có ngoại lực, có những sản phẩm cao su có khả năng biến dạng hàng chục lần so với kích thước ban đầu. Khác với chất lỏng lý tưởng được đặc trưng bằng độ bền cơ học vô cùng nhỏ và biến dạng chảy nhớt không thuận nghịch lớn, cao su trong nhiều lĩnh vực được sử dụng như một vật liệu chịu lực có đại lượng biến dạng đàn hồi bé.
Hỗn hợp cao su gồm nhiều cấu tử. Cũng như những hệ thống hóa học khác, tính chất cơ lý, hóa học đặc trưng cho hợp phần cao su phụ thuộc vào bản chất hóa học các cấu tử, kích thước hay mức độ phân tán các cấu tử trong khối cao su, sự tác dụng tương hỗ lẫn nhau và giữa chúng với môi trường phân tán là cao su trong hỗn hợp. Đại lượng ảnh hưởng lớn nhất đến tính chất cơ lý, tính chất kỹ thuật và công nghệ đó là lực tác dụng tương hỗ giữa các đoạn mạch, mắc xích, nhóm thế của mạch đại phân tử cao su,. Năng lượng liên kết của phân tử cao su càng lớn thì độ bền nhiệt càng lớn.
Cao su chứa nhóm phân cực lớn hơn ở mạch chính, lực tác dụng tương hỗ lớn do đó mạch phân tử cứng, đàn tính của vật liệu giảm nhanh khi giảm nhiệt độ, nhiệt độ hóa thủy tinh lớn. Cao su không phân cực thì có lực tác dụng tương hỗ giữa các mạch phân tử bé, vật liệu mềm dẻo ngay ở nhiệt độ thấp, nhiệt độ hóa thủy tinh bé. Cùng loại cao su, 21 SVTH: ĐÀM THỊ MỸ TRINH Báo cáo Thực tập công nhân GVHD: TS.PHAN THẾ ANH tức cùng bản chất hóa học nhưng ở trạng thái cấu trúc tinh thể thì nhiệt độ hóa thủy tinh lơn hơn ở trạng thái cấu trúc vô định hình. Nguyên liệu cao su phân loại theo nguồn gốc thì gồm 2 nhóm chính: Cao su thiên nhiên: Khai thác từ mủ cây cao su Cao su tổng hợp: Được tổng hợp từ các hợp chất hóa học khác, chủ yếu là từ dầu mỏ,.
Cao su thiên nhiên Cao su thiên nhiên được khai thác từ cây cao su, mủ cao thiên nhiên là nhũ tương trong nước cảu các hạt cao su với hàm lượng phần cao su khô là 28 - 40%. Các hạt cao su rất nhỏ và có hình quả trứng gà. Mủ cao su có tình kiềm yếu (pH = 7,2), sau vài giờ bảo quản thi trị số pH giảm xuống 6,9 ÷ 6,6 nên để tránh hiện tượng keo tụ ta phải thêm chất ổn định pH là amoniac 0,5% duy trì môi trường từ pH = 10 ÷ 11. Mủ cao su thiên nhiên thường chứa nhiều nước, để giảm giá thành vận chuyển và thuận tiện sử dụng mủ thường được cô đặc.
Có 4 phương pháp cô đặc chính: ly tâm, bay hơi tự nhiên, tách lớp, điện ly. Nhưng thông thường cao su thiên nhiên được tổng hợp thành 2 dạng phổ biến là cao su tờ và cao su cốm. Tính chất của cao su thiên nhiên: Công thức hóa học: (C5H8)n. Khối lượng riêng: 0,91 ÷ 0,93.
Tan trong các dung môi hữu cơ mạch thẳng, mạch vòng,. không tan trong rượu, xeton. Cao su thiên nhiên có sức dính tốt, đàn hồi tốt, lực kéo đứt và xé rách cao, sinh nhiệt thấp, tốc độ lưu hóa nhanh, giá thành rẻ, các khuyết điểm cao su thiên nhiên là tính chống tác dụng của O2, O3, dầu, acid, kiềm,. Cao su thiên nhiên có khả nẳng phối hợp tốt với các phụ gia, chất độn trên máy luyện kín hay luyện hở.
Dễ dàng cán tráng hay ép, sức dính tốt, có thể trộn với loại cao su không phân cực khác như SBR, NBR, BR, Chlorobutyl,. với bất kỳ tỷ lệ nào. Cao su thiên nhiên có khả năng lưu hóa với lưu huỳnh và các loại xúc tiến thông dụng. Cao su thiên nhiên được dùng để sản xuất các mặt hàng dân dụng như săm lốp xe đạp, xe máy, ô tô, các sản phẩm phục vụ công nghiệp như băng tải, dây couroie, giày,.
làm việc trong môi trường không có dầu mỡ, hoặc được dùng trong sản phẩm y tế hay thực phẩm. 22 SVTH: ĐÀM THỊ MỸ TRINH Báo cáo Thực tập công nhân GVHD: TS.PHAN THẾ ANH 1. Cao su tổng hợp 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 chấp. 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. Cao su tổng hợp được tạo ra từ phản ứng trùng ngưng các cấu trúc đơn bao gồm isopren (2-methyl-1,3-butadiene), 1,3-butadiene, chloroprene (2-chloro-1,3-butadiene) và isobutylene (methylpropene) với một lượng nhỏ phần trăm isoprene 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.
Một số loại cao su tổng hợp thông dụng: 1. Cao su butadiene (BR, CKC): BT40 Là sản phẩm được trùng hợp từ butadiene 1,3. Ngoại quan có màu trắng trong. Có công thức: Có cấu trúc không gian đều hòa, có chứa nhiều nối đôi trong phân tử nên có thể lưu hóa bằng hệ thống lưu huỳnh.
Phối trộn được hầu hết với các loại su không phân cực. Cao su BR có khả năng chống mài mòn tốt, chịu ma sát tốt, tính chống mệt mỏi lớn. Nhược điểm của BR là tính chống cắt xé, lực xé rách thấp. Tùy thuộc vào các hãng sản xuất mà cao su BR có các ký hiệu BR40, BR1000, BR01 … 1.
Cao su butadiene – styrene (SBR): ST17, ST15 Cao su butadiene – styrene là sản phẩm đồng trùng hợp từ butadiene 1,3 và styrene. Ngoại quan có màu nâu đen, cao su SBR có độ cứng lớn, khả năng chống ma sát, mài mòn tốt nên thường dùng trong sản xuất mặt lốp xe máy và ôtô hoặc dùng trong các sản phẩm chịu mài mòn khác. Tùy thuộc vào phương pháp tổng hợp mà có nhiều loại cao su SBR khác nhau, thường gặp nhất là SBR1502 (cao su không độn trùng hợp ở nhiệt độ thấp), SBR 1712 (cao su độn dầu trùng hợp ở nhiệt độ thấp), nhược điểm của SBR là tính chống xé rách và tính chống nứt thấp, lực kéo đứt thấp, sinh nhiệt cao, ít kín khí, tính chịu nhiệt và chống hóa chất thấp. Cao su butadiene – Nitrile (NBR, CKH): NT40 23 SVTH: ĐÀM THỊ MỸ TRINH Báo cáo Thực tập công nhân GVHD: TS.PHAN THẾ ANH Cao su NBR là sản phẩm đồng trùng hợp của butadiene 1,3 và acrylonitrile.
Ngoại quan có màu vàng nhạt, có tính chịu dầu tốt, khi tăng hàm lượng nitrile thì tính chịu dầu tăng lên, chịu nhiệt tốt thường dùng trong các sản phẩm trong phụ tùng máy như joint, phoste … làm việc trong môi trường dầu mỡ, nhiệt cao. Nhược điểm của NBR là sinh nhiệt cao lực xé rách thấp. Phối trộn hầu hết với các loại polime phân cực. Cao su chloroprene (Np) Là sản phẩm trùng hợp của chloroprene, cao su chloroprene phân cực, nhóm clo có khả năng bảo vệ tốt các tác nhân tác dụng của môi trường nên đây là loại cao su chịu dầu, bền hóa chất và các dung môi hữu cơ.
Do kết dính cao nên thường sử dụng để sản xuất các loại keo dán khô nhanh. Cao su butyl (Butyl 286 loại 1 và loại 2) Cao su butyl là sản phẩm đồng trùng hợp của izobutylen với các hợp chất hai nối đôi khác, chủ yếu là isopren. Cao su butyl có ngoại quan màu trắng. Tính chất công nghệ và tính chất cơ lý của cao su butyl phụ thuộc vào khối lượng phân tử và hàm lượng các mắc xích dạng đien có trong mạch đại phân tử.
Cao su butyl là cao su có tính chịu nhiệt rất tốt, có tính đàn hồi tốt, bền với các tác dụng của môi trường hóa học nên thường sử dụng cho các sản phẩm chịu nhiệt như: cốt hơi, màng lưu hóa, hoặc các thiết bị chịu nhiệt, acid, chịu kiềm. Cao su butyl còn có khả năng thấm khí thấp nên thường dùng trong sản xuất săm, các sản phẩm chứa khí khác. Độ bền khí hậu của cao su butyl cao nên được sử dụng làm vật liệu bọc lót dây dẫn điện, phủ phết lên vải với các mục đích sử dụng khác nhau. Butyl còn có tính chịu va đập tốt nên thường dùng cho các sản phẩm yêu cầu chống rung cao.
Nhược điểm chính của cao su butyl là tốc độ lưu hóa chậm, chịu dầu mỡ kém, sức dính kém, không trộn lẫn được với các cao su thông dụng như cao su thiên nhiên, SBR, BR,… 1. Chất lưu hóa Cao su sống có mạch đại phân tử thẳng dễ trượt lên nhau nên tính năng đàn hồi và tính năng cơ lý thấp.