Luận văn thạc sĩ kỹ thuật hóa học thiết lập quy trình kiểm tra hàm lượng epoxy trong nguyên liệu nhựa bằng phương pháp phân tích phổ hồng ngoại ft ir

Luận văn về quy trình kiểm tra hàm lượng epoxy trong nhựa bằng phương pháp FT-IR. Nghiên cứu kỹ thuật hóa học, phân tích phổ hồng ngoại ứng dụng trong công nghiệp.

• Tác giả: Liêu Tấn Lợi
• Người hướng dẫn: TS. Huỳnh Khánh Duy
• Trường học: Trường Đại học Bách Khoa
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa học
• Đề tài: Thiết lập quy trình kiểm tra hàm lượng epoxy trong nguyên liệu nhựa bằng phương pháp phân tích phổ hồng ngoại (FT-IR)
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: TP Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng Quan Nghiên Cứu FT IR Epoxy Lốp Xe Bền Bỉ

Bài viết này giới thiệu tổng quan về ứng dụng phân tích FT-IR trong việc kiểm tra hàm lượng epoxy trong nhựa sử dụng cho vải bố gia cường lốp xe. Việc kiểm soát chất lượng sản phẩm, đặc biệt là nguyên liệu đầu vào, là yếu tố then chốt trong sản xuất. Luận văn của Liêu Tấn Lợi (2023) tại Đại học Bách Khoa TP.HCM đã tập trung vào việc thiết lập quy trình kiểm tra hàm lượng epoxy bằng phương pháp FT-IR, thay thế cho phương pháp chuẩn độ truyền thống ASTM D1652, nhằm giảm chi phí và thời gian. Trong ngành công nghiệp lốp xe hiện đại, sự kết dính giữa cao su và lớp vải bố gia cường quyết định độ bền lốp xe. Nhựa epoxy đóng vai trò quan trọng trong việc tạo liên kết này, đặc biệt với vải bố Polyester. Bài viết sẽ đi sâu vào phương pháp FT-IR, quy trình kiểm tra, và ứng dụng thực tiễn trong việc đảm bảo chất lượng lốp xe.

1.1. Tầm Quan Trọng Của Kiểm Tra Hàm Lượng Epoxy

Việc kiểm tra hàm lượng epoxy trong nhựa là vô cùng quan trọng vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng kết dính giữa vải bố gia cường và cao su trong lốp xe. Theo luận văn của Liêu Tấn Lợi, nhựa epoxy được xem như là một chất quan trọng trong việc hình thành liên kết vải - cao su này, đặc biệt là vải từ Polyester. Hàm lượng epoxy không đạt chuẩn có thể dẫn đến độ bền lốp xe giảm sút, gây nguy hiểm cho người sử dụng. Do đó, việc đảm bảo chất lượng nhựa epoxy đầu vào là một yếu tố then chốt.

1.2. Giới Thiệu Phương Pháp Phân Tích FT IR Hiện Đại

Phân tích FT-IR (Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier) là một kỹ thuật phân tích hiện đại cho phép xác định thành phần và cấu trúc của vật liệu dựa trên khả năng hấp thụ ánh sáng hồng ngoại. Phương pháp này nhanh chóng, chính xác và không phá hủy mẫu, là một lựa chọn lý tưởng để kiểm tra chất lượng nhựa epoxy. Bài viết sẽ trình bày chi tiết nguyên lý hoạt động và ứng dụng của FT-IR trong việc đo lường hàm lượng epoxy.

II. Vấn Đề Hàm Lượng Epoxy Ảnh Hưởng Độ Bền Lốp Thế Nào

Một trong những thách thức lớn trong ngành sản xuất lốp xe là đảm bảo độ bền và tuổi thọ của sản phẩm. Hàm lượng epoxy trong nhựa epoxy sử dụng cho vải bố gia cường đóng vai trò then chốt trong việc giải quyết thách thức này. Nếu hàm lượng epoxy không đủ, sự kết dính giữa vải bố và cao su sẽ yếu, dẫn đến lốp xe dễ bị bong tróc, nứt vỡ và giảm tuổi thọ. Ngược lại, nếu hàm lượng epoxy quá cao, nhựa có thể trở nên giòn, làm giảm khả năng chịu lực của lốp xe. Do đó, việc kiểm soát chặt chẽ hàm lượng epoxy là vô cùng quan trọng. Theo nghiên cứu từ luận văn, việc đảm bảo về mặt chất lượng của nguyên liệu cần được quan tâm hàng đầu.

2.1. Liên Hệ Giữa Cấu Trúc Hóa Học Epoxy Và Độ Bền Lốp

Cấu trúc hóa học của epoxy quyết định khả năng tạo liên kết với vải bố và cao su. Nhóm epoxy (oxirane) trong phân tử nhựa epoxy có khả năng phản ứng với các nhóm chức trên bề mặt vải bố, tạo thành liên kết hóa học bền vững. Liên kết này giúp vải bố trở thành một phần không thể tách rời của lốp xe, tăng cường khả năng chịu lực và chống mài mòn. Do đó, sự hiểu biết về cấu trúc hóa học của epoxy là rất quan trọng để kiểm soát độ bền lốp xe.

2.2. Tiêu Chuẩn ASTM D1652 Và Những Hạn Chế Của Chuẩn Độ

Tiêu chuẩn ASTM D1652 là phương pháp chuẩn độ truyền thống được sử dụng để xác định hàm lượng epoxy. Mặc dù phương pháp này đã được sử dụng rộng rãi, nó có một số hạn chế, bao gồm tốn thời gian, sử dụng hóa chất độc hại và độ chính xác không cao. Theo như luận văn, bằng thiết bị FTIR là nguồn tài nguyên có sẵn, việc thiết lập quy trình kiểm soát epoxy nguyên liệu nhựa đầu vào giúp giảm chi phí, tận dụng nguồn lực, giảm thời gian kiểm tra mẫu so với phương pháp chuẩn độ theo ASTM D1652. Phân tích FT-IR cung cấp một giải pháp thay thế nhanh chóng và hiệu quả hơn.

III. Phương Pháp FT IR Hướng Dẫn Kiểm Tra Hàm Lượng Epoxy Chuẩn

Phân tích FT-IR là một phương pháp phân tích định lượng dựa trên việc đo lường sự hấp thụ ánh sáng hồng ngoại của các phân tử. Mỗi phân tử có một phổ hấp thụ hồng ngoại đặc trưng, cho phép xác định thành phần và cấu trúc của vật liệu. Trong trường hợp nhựa epoxy, FT-IR có thể được sử dụng để xác định hàm lượng epoxy bằng cách đo cường độ của các băng hấp thụ đặc trưng cho nhóm epoxy. Quá trình này bao gồm chuẩn bị mẫu, đo phổ FT-IR và phân tích dữ liệu bằng phần mềm chuyên dụng. Theo như luận văn, cụ thể kết quả nghiên cứu của luận văn bao gồm: - Xây dựng đường chuẩn cho phương pháp FTIR thông qua các mẫu chuẩn. - Xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng, độ lặp lại, độ tái lặp.

3.1. Chuẩn Bị Mẫu FT IR Bí Quyết Cho Kết Quả Chính Xác

Việc chuẩn bị mẫu đúng cách là rất quan trọng để đảm bảo kết quả phân tích FT-IR chính xác. Mẫu nhựa epoxy cần phải được hòa tan trong dung môi phù hợp và tạo thành một lớp màng mỏng trên đĩa đo. Độ dày của màng mỏng phải được kiểm soát chặt chẽ để tránh sai số trong quá trình đo. Ngoài ra, cần phải loại bỏ các tạp chất có thể ảnh hưởng đến phổ FT-IR. Việc chuẩn bị mẫu có thể khác nhau tùy thuộc vào loại nhựa epoxy và thiết bị FT-IR được sử dụng.

3.2. Xử Lý Dữ Liệu FT IR Phần Mềm Phân Tích Chuyên Dụng

Sau khi đo phổ FT-IR, dữ liệu cần phải được xử lý bằng phần mềm chuyên dụng để xác định hàm lượng epoxy. Phần mềm này sẽ tự động tìm kiếm các băng hấp thụ đặc trưng cho nhóm epoxy và tính toán cường độ của chúng. Sau đó, hàm lượng epoxy sẽ được tính toán dựa trên đường chuẩn đã được thiết lập trước đó. Việc sử dụng phần mềm chuyên dụng giúp giảm thiểu sai số và tăng tính chính xác của kết quả phân tích.

3.3. Quy Trình Kiểm Soát Chất Lượng FT IR Theo Tiêu Chuẩn

Để đảm bảo tính tin cậy của kết quả phân tích FT-IR, cần phải tuân thủ một quy trình kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt. Quy trình này bao gồm kiểm tra hiệu chuẩn của máy FT-IR, kiểm tra độ lặp lại và độ tái lặp của phương pháp, và so sánh kết quả với các phương pháp phân tích khác. Ngoài ra, cần phải lưu trữ dữ liệu và báo cáo kết quả theo quy định. Tuân thủ quy trình kiểm soát chất lượng giúp đảm bảo rằng kết quả phân tích FT-IR là chính xác và đáng tin cậy.

IV. Ứng Dụng FT IR Kiểm Tra Vật Liệu Trong Sản Xuất Lốp Xe

Phân tích FT-IR không chỉ được sử dụng để kiểm tra hàm lượng epoxy trong nhựa epoxy, mà còn có thể được ứng dụng rộng rãi trong việc kiểm tra các vật liệu khác trong quá trình sản xuất lốp xe. Ví dụ, FT-IR có thể được sử dụng để xác định thành phần của cao su, kiểm tra độ tinh khiết epoxy của các hóa chất, và phát hiện các tạp chất trong vật liệu. Việc ứng dụng FT-IR trong kiểm tra vật liệu giúp đảm bảo chất lượng của lốp xe và giảm thiểu rủi ro trong quá trình sử dụng. Ngoài ra, dựa vào hướng nghiên cứu, luận văn áp dụng thêm cho nguyên liệu khác cùng trong lĩnh vực, là quy trình kiểm tra hàm lượng thành phần trong cao su latex để đảm bảo chất lượng trước khi sử dụng.

4.1. Đo Lường Độ Kết Dính Giữa Vải Bố Và Cao Su Bằng FT IR

FT-IR có thể được sử dụng để đánh giá độ kết dính giữa vải bố và cao su bằng cách phân tích thành phần hóa học tại bề mặt tiếp xúc. Sự thay đổi trong thành phần hóa học tại bề mặt tiếp xúc có thể chỉ ra sự hình thành của liên kết hóa học giữa vải bố và cao su, từ đó đánh giá độ kết dính. Việc đo lường độ kết dính giúp đảm bảo rằng vải bố và cao su được liên kết chặt chẽ với nhau, tăng cường độ bền của lốp xe.

4.2. Phát Hiện Sai Số Và Tạp Chất Trong Vật Liệu Lốp Xe

FT-IR có khả năng phát hiện các sai số và tạp chất trong vật liệu lốp xe bằng cách so sánh phổ FT-IR của mẫu với phổ FT-IR của mẫu chuẩn. Sự khác biệt trong phổ FT-IR có thể chỉ ra sự có mặt của tạp chất hoặc sai số trong thành phần. Việc phát hiện sai số và tạp chất giúp loại bỏ các vật liệu không đạt chuẩn, đảm bảo chất lượng của lốp xe.

4.3. Tiêu Chuẩn IATF 16949 Và Ứng Dụng FT IR Trong Kiểm Soát

Tiêu chuẩn IATF 16949 là tiêu chuẩn quốc tế về hệ thống quản lý chất lượng trong ngành công nghiệp ô tô. FT-IR có thể được sử dụng để đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn IATF 16949 bằng cách kiểm soát chất lượng của vật liệu và quy trình sản xuất. Việc áp dụng FT-IR trong kiểm soát chất lượng giúp các nhà sản xuất lốp xe đáp ứng các yêu cầu khắt khe của thị trường và nâng cao uy tín của sản phẩm.

V. Nghiên Cứu FT IR So Sánh Với Phương Pháp Chuẩn Độ ASTM

Nghiên cứu của Liêu Tấn Lợi đã so sánh phân tích FT-IR với phương pháp chuẩn độ ASTM D1652 trong việc xác định hàm lượng epoxy. Kết quả cho thấy FT-IR có độ chính xác tương đương với phương pháp chuẩn độ, nhưng nhanh hơn, ít tốn kém hơn và thân thiện với môi trường hơn. Nghiên cứu cũng đã xây dựng đường chuẩn cho phương pháp FT-IR và xác định giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng, độ lặp lại, và độ tái lặp của phương pháp.

5.1. Đánh Giá Độ Tin Cậy FT IR Sai Số Và Giải Pháp Khắc Phục

Độ tin cậy của phân tích FT-IR phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm chất lượng của thiết bị, kỹ năng của người vận hành, và quy trình chuẩn bị mẫu. Để đảm bảo độ tin cậy, cần phải thực hiện kiểm tra hiệu chuẩn định kỳ cho thiết bị, đào tạo kỹ lưỡng cho người vận hành, và tuân thủ nghiêm ngặt quy trình chuẩn bị mẫu. Các giải pháp khắc phục sai số bao gồm sử dụng mẫu chuẩn, kiểm tra độ lặp lại và độ tái lặp, và so sánh kết quả với các phương pháp phân tích khác.

5.2. Ưu Điểm Vượt Trội Của FT IR So Với Phương Pháp Truyền Thống

Phân tích FT-IR có nhiều ưu điểm vượt trội so với phương pháp chuẩn độ truyền thống, bao gồm tốc độ nhanh, chi phí thấp, không phá hủy mẫu, và khả năng phân tích đa thành phần. Ngoài ra, FT-IR không sử dụng hóa chất độc hại, thân thiện với môi trường hơn. Tuy nhiên, FT-IR cũng có một số hạn chế, bao gồm yêu cầu thiết bị đắt tiền và cần kỹ năng chuyên môn cao để vận hành.

VI. Kết Luận FT IR Nâng Cao Chất Lượng Vải Bố Gia Cường

Phân tích FT-IR là một công cụ mạnh mẽ để kiểm tra hàm lượng epoxy trong nhựa epoxy sử dụng cho vải bố gia cường lốp xe. Phương pháp này nhanh chóng, chính xác, không phá hủy mẫu và thân thiện với môi trường hơn so với phương pháp chuẩn độ truyền thống. Việc áp dụng FT-IR trong kiểm tra chất lượng giúp đảm bảo độ bền lốp xe, giảm thiểu rủi ro và nâng cao uy tín của sản phẩm. Theo như luận văn, với quá trình thực hiện đó, luận văn cũng đưa ra được giới hạn kiểm soát cho thành phần Vinyl pyridine (VP), Butadiene (BT) và Styrene (ST) trong nguyên liệu cao su latex dùng trong công đoạn sản xuất.

6.1. Triển Vọng Phát Triển Của FT IR Trong Ngành Lốp Xe

Phân tích FT-IR có triển vọng phát triển rất lớn trong ngành lốp xe, đặc biệt là trong việc kiểm soát chất lượng vật liệu và quy trình sản xuất. Trong tương lai, FT-IR có thể được tích hợp vào các hệ thống tự động hóa để kiểm tra chất lượng liên tục, giúp các nhà sản xuất lốp xe nâng cao hiệu quả và giảm chi phí.

6.2. Đề Xuất Nghiên Cứu Tiếp Theo Về Ứng Dụng FT IR

Nghiên cứu tiếp theo nên tập trung vào việc phát triển các phương pháp phân tích FT-IR mới để kiểm tra các đặc tính khác của vật liệu lốp xe, chẳng hạn như độ bền kéo, độ dãn dài, và khả năng chống mài mòn. Ngoài ra, cần phải nghiên cứu về ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đến kết quả phân tích FT-IR và tìm cách khắc phục.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ Ngày nay, việc kiểm soát chất lượng sản phẩm là một quá trình tất yếu trong tổ chức doanh nghiệp. Kiểm soát chất lượng toàn diện huy động nỗ lực của mọi đơn vị trong công ty vào các quá trình có liên quan tới duy trì và cải tiến chất lượng. Điều này trước hết sẽ giúp giảm tỉ lệ lỗi tạo ra trong quá trình sản xuất, sau đó là tiết kiệm tối đa trong sản xuất, dịch vụ, đồng thời cũng thỏa mãn yêu cầu, mong đợi của khách hàng. Trước hết, tổ chức quản lí chất lượng cần phải nắm được đối tượng cần kiểm soát, cũng như là phải đề ra được quy trình kiểm tra đối tượng đó.

Bài luận văn này được viết với mục đích Thiết lập quy trình kiểm tra hàm lượng epoxy trong nguyên liệu nhựa bằng phương pháp phân tích phổ hồng ngoại (FT-IR). Mà sản phẩm phân thành nhiều loại: sản phẩm cuối cùng, sản phẩm trung gian, cũng có thể là sản phẩm nhập từ một nơi sản xuất khác, đặc biệt là sản phẩm đầu vào hay còn gọi là nguyên liệu. Bằng thiết bị FTIR là nguồn tài nguyên có sẵn, việc thiết lập quy trình kiểm soát epoxy nguyên liệu nhựa đầu vào giúp giảm chi phí, tận dụng nguồn lực, giảm thời gian kiểm tra mẫu so với phương pháp chuẩn độ theo ASTM D1652, là phương pháp đang áp dụng tại hầu hết cả phòng thí nghiệm. Trong ngành công nghiệp sản xuất lốp xe ô tô hiện đại với lớp vải bố gia cường thì việc đảm bảo sự kết dính giữa cao su và lớp vải cần được kiểm soát tốt nhất.

Đó là lí do mà sự đảm bảo về mặt chất lượng của nguyên liệu cần được quan tâm hàng đầu. Có nhiều loại nguyên liệu dùng trong công nghiệp sản xuất vải bố gia cường, từ các loại polymer dùng sản xuất sợi, đến các hóa chất giúp sợi kết dính được với cao su. Mà trong đó, nhựa epoxy được xem như là một chất quan trọng trong việc hình thành liên kết vài - cao su này, đặc biệt là vải từ Polyester. Chính vì thế, bài nghiên cứu luận văn này tập trung thiết lập quy trình kiểm tra đặc tính của nhựa epoxy.

Không những thế, dựa vào hướng nghiên cứu, luận văn áp dụng thêm cho nguyên liệu khác cùng trong lĩnh vực, là quy trình kiểm tra hàm lượng thành phần trong cao su latex để đảm bảo chất lượng trước khi sử dụng. NGÀNH CÔNG NGHIỆP LỐP XE 1. Sơ lược lịch sử công nghiệp sản xuất lốp xe Vào thời xưa, con người đã từng sử dụng bánh xe bằng cao su rắn hoàn toàn, tức là thành phần cấu tạo bánh xe chỉ là cao su. Cho đến những năm 1800 tại nước Anh, người ta đã biết và sử dụng lốp xe chứa khí nén như là một sự cải tiến có tính bền vững và mở ra một trang mới cho ngành công nghiệp lốp xe [1].

Từ những năm cuối thế kỉ XIX đến thế kỉ XX, ngành công nghiệp sản xuất lốp xe phát triển mạnh mẽ với các cải tiến giúp bánh xe sử dụng được bền hơn và cũng như áp dụng được cho từng loại xe khác nhau. Các cải tiến tiêu biểu có thể kể đến: - Năm 1898, Goodyear Tire and Rubber - một công ty sản xuất lốp xe hàng đầu thế giới, đã áp dụng công trình nghiên cứu về cao su lưu hóa vào sản xuất. - Năm 1930, người ta thay thế việc sử dụng sợi gia cường 1 lớp thành 2 lớp đan xen nhằm tăng cường sức bền của bánh xe - Năm 1948, tại châu Âu, công ty Michelin - cũng là công ty sản xuất lốp xe hàng đầu thế giới, lần đầu tiên giới thiệu về lốp xe sử dụng sợi thép. Từ sau đó hơn 20 năm, loại lốp xe này được xem như là tiêu chuẩn của các công ty sản xuất lốp xe [1].

Lốp từ 100% cao su tuy có lợi thế về mặt cơ giới, tức là việc nổ bánh, hay vật nhọn đâm xuyên khi diễn ra thì vẫn không ảnh hưởng hoạt động của xe. Tuy nhiên, đối với loại lốp xe hoàn toàn là cao su thì khối lượng cao su hao tổn cho một bánh xe là lớn hơn. Điều này làm cho bánh xe không chỉ nặng nề, mà còn hao phí lượng cao su sử dụng. Lốp khí nén có ưu điểm là hấp thụ sốc tốt hơn, khiến chúng trở thành loại lốp lý tưởng để sử dụng trên các bề mặt không bằng phẳng hoặc ngoài trời.

Lốp khí nén mang lại cảm giác lái nhẹ nhàng, êm ái hơn và dễ dàng điều khiển hơn. Tuy nhiên, yêu cầu bảo dưỡng nhiều hơn một chút vì chúng là loại lốp chứa đầy hơi cần được kiểm tra thường xuyên [2]. Lốp xe chứa khí nén [28] Hiện nay, các công ty sản xuất lốp xe hàng đầu thế giới bao gồm: Goodyear tại Hoa Kì, Michelin tại Pháp, Bridgestone tại Nhật Bản, Pirelli tại Ý, Continental tại Đức. Còn ở Việt Nam, Casumina là nhà máy sản xuất lốp xe nổi tiếng, với lịch sử hơn 45 năm trong ngành sản xuất lốp xe nói riêng, cũng như là ngành cao su cả nước nói chung.

Một số công ty sản xuất lốp xe tiêu biểu 1. Cấu trúc lốp xe hiện đại Để có thể chịu được sự tác động từ bên trong (áp lực khí nén) lẫn bên ngoài, lốp xe khí nén cần có cấu trúc thật bền. Lốp xe hiện đại có cấu trúc vô cùng 3 phức tạp, bao gồm nhiều lớp xen kẽ và có liên kết với cao su. Như thế, lốp xe bền và chịu được lực rất tốt trong suốt thời gian sử dụng và tuổi thọ tương đối lâu.

Cấu tạo cơ bản của một lốp xe ô tô [29] Lốp xe có cấu trúc nhiều lớp, tương tự với vật liệu composite. Trong đó, lớp vải bố có chức năng hỗ trợ chịu lực để làm bền lốp xe, do nó có sự liên kết chặt chẽ với cao su trong lốt xe. Hiện tại người ta sử dụng 2 lớp vải bố để tăng cường sức bên của lốp xe là Radial và Bias. Cho dù là được bố trí Bias hay Raidal, lớp vải bố phải đạt được sự kết dính tốt với cao su.

Đây chính là một trong các đặc tính quan trọng nhất của vải bố. - Bias là bố trí mà 2 lớp sợi bố nằm chéo nhau một góc từ 30 đến 40 độ. Những lớp xếp chồng lên nhau này củng cố cả tanh lốp và thành lốp, đồng thời chúng chống lại các lực do ôm cua, tăng tốc và dừng đột ngột, đồng thời duy trì hình dạng của lốp. Do yêu cầu về tính linh hoạt của thành lốp, việc gia cố toàn bộ các mặt khiến cho tanh lốp cũng bị biến dạng khi lái xe qua chướng ngại vật [2].

- Radial là bố trí mà 2 lớp sợi bố đặt vuông góc với nhau. Thiết kế này nhằm giữ lực nén của không khí bên trong và củng cố khi xe chịu tải nặng từ 4 bên ngoài. Những sợi bố sắp xếp như vậy có linh hoạt nên chúng giúp xe dễ dàng vượt qua chướng ngại vật [2]. Bố trí vải bố theo cấu trúc Bias và Radial [30] 1.

Nguyên liệu và quy trình sản xuất vải bố Vật liệu chế tạo vải bố gồm nhiều loại, từ cổ điển như PET, N66 cho đến vật liệu cao cấp hơn như là Aramid, Kevlar…[3]. Tuy nhiên, vật liệu phổ biến và tính thị trường được sản xuất vải bố là PET và N66. Trong quá trình sản xuất vải bố, người ta còn sử dụng các hóa chất, cao su để tạo ra các liên kết cần phải có nhằm giúp vải bố liên kết được với cao su trong lốp xe. Quy trình sản xuất vải bố trải qua 4 giai đoạn chính, như sau: 5 Hình 1.

Sơ đồ quy trình sản xuất vải bố Mô tả quy trình: Nguyên liệu đầu vào (PET hoặc N66) được tiến hành trùng hợp ở trạng thái rắn dưới tác dụng của nhiệt độ phù hợp để đạt sự đồng đều về tính chất. Sản phẩm trung gian gọi là SSP Chip, tức hạt phôi sau giai đoạn trùng hợp ở trạng thái rắn, solid state polymeration chip. Chip này sau đó phải trải qua quá trình bắn sợi (Spinning) để tạo thành sợi thô theo phương pháp nấu chảy và ép phun. Sợi thô được se lại với nhau và được dệt thành vải tại giai đoạn Twisting và Weaving (gọi tắt là TW).

Vải này chưa phải là sản phẩm cuối, mà vẫn là sản phẩm trung gian, gọi là vải mộc. Vải mộc được sử dụng trong công đoạn xử lý 6 hóa chất bằng nhiệt, gọi tắt là xử lí nhiệt (Dipping hay Treating) để tạo một lớp hóa chất phủ lên vải bố, nhằm kết dính với cao su trong lốp xe. Vải PET có quy trình xử lí nhiệt khác hẳn so với vải N66 do sự khác nhau về cấu trúc polymer dẫn đến đặc tính sản phẩm khác nhau [3]. Cấu trúc của PET (bên trái) và N66 (bên phải) Dựa theo cấu trúc của PET và N66, thì N66 có ưu thế về liên kết H do nhóm amide ( -CONH- ) mang đến.

Vì thế mà tính chất của 2 chất liệu này có sự khác nhau. Cụ thể, N66 có lực bền (Strength, đơn vị kgf) cao hơn PET do nó có sự liên kết nội phân tử nhờ liên kết H làm bền hơn. Không những thế, khả năng kết dính với cao su cũng có sự khác biệt do N66 có nhóm amide này. Với liên kết H trong phân tử N66, vải nylon này có thể trực tiếp liên kết với một hệ hóa chất RFL, có khả năng kết dính với cao su nên vải bố cũng được liên kết với cao su.

Trong hệ RFL, có chứa thành phần tương tự cao su lốt xe nên có thể liên kết với nhau trong lúc sản xuất lốp. Thành phần này có thể là cao su tự nhiên, hoặc là các cao su tổng hợp như Butadiene (BT), Vinyl pyridine (VP), Styrene (ST)…[4] Tuy nhiên, PET do không có liên kết H nội phân tử như N66, nên quá trình Dip thì cần phải có thêm hệ hóa chất khác để cải thiện vấn đề này. Hệ chất này bao gồm nhiều thành phần, nhưng trong đó cần phải có mặt Epoxy và Isocyanate. Hệ này sẽ giúp PET liên kết được với cao su lốp xe bằng cách hình thành liên kết amide ( -NH-CO- ) và hydroxyl ( -OH ) để tạo liên kết H nội phân tử, tương tự như N66.

Từ đó, hệ chất RFL có thể tương tác được với vải PET [4]. Phản ứng giữa PET và isocyanate Hình 1. Phản ứng giữa PET và epoxy Đối với vải bố từ nguyên liệu PET, cần tiến hành xử lý nhiệt thông qua 2 giai đoạn là Dip 1 và Dip 2. Trên thực tế, hai hệ chất này được pha chế và vận hành ở 2 vị trí khác nhau trên máy Dip.