Nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ cao su Butadiene đến tính chất của cao su mặt lốp

TÓM TẮT
Tên đề tài: Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ cao su Butadiene đến tính chất cao su mặt
lốp tại Công ty Cổ Phần Cao Su Đà Nẵng.
Sinh viên thực hiện:

Trần Thị Nga
Trần Ngọc Đức

Số thẻ SV: 107180222
Số thẻ SV: 107180256

Lớp: 18H4
Đề tài trên đã triển khai những nội dung liên quan đến quá trình chuẩn bị mẫu vật
liệu cao su, đồng thời khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ cao su Butadiene đến tính chất cao
su mặt lốp bao gồm các tính chất lưu biến như: Scorch time (Ts 1), Tc30, Tc60, Tc90, Tc100,
moment xoắn cực đại (MH), momen xoắn cực tiểu (ML) và độ nhớt Mooney và các tính
chất cơ lý như là: độ cứng, khối lượng riêng, độ bền kéo, module 100%, module
300%, độ giãn dài kéo đứt, độ bền xé rách, độ mài mòn và độ băm vỡ. Thơng qua sự
khảo sát này có thể đưa ra một vài nhận xét về sự ảnh hưởng của tỷ lệ cao su
Butadiene đến tính chất cao su mặt lốp.

1


LỜI NÓI ĐẦU
Sau 4 năm học tập ở trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng, chúng em đã được trang
bị một nền tảng kiến thức bổ ích, nhưng để nhằm nâng cao kiến thức thực tế và củng
cố thêm kiến thức đã học từ lý thuyết trước khi hoàn thành khố học. Dưới sự bố trí
của nhà trường và sự đồng ý của Công ty cổ phần Cao su Đà Nẵng, chúng em đã được
phân công làm Đồ án tốt nghiệp tại phòng Kỹ Thuật Cao su. Nhờ sự giúp đỡ tận tình
của cán bộ kỹ thuật, cơng nhân nhà máy cộng với sự cố gắng nỗ lực của bản thân với

tinh thần học hỏi, tìm hiểu nghiêm túc. Đến nay chúng em đã hoàn thành đề tài tốt
nghiệp “Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ của cao su Butadiene đến tính chất cao su mặt
lốp”. Tuy nhiên đâu đó vẫn cịn những hạn chế và thiếu sót, mong q thầy cơ thơng
cảm và đóng góp những ý kiến q báu để chúng em học hỏi và rút kinh nghiệm.
Chúng em chân thành cảm ơn đến thầy giáo Ts. Phạm Ngọc Tùng, anh Trương Lê
Minh Thắng đã hướng dẫn tận tình và tạo mọi điều kiện tốt nhất trong suốt quá trình
chúng em thực hiện đề tài.
Chúng em xin chân thành cảm ơn Ban Giám đốc Công ty Cổ Phần Cao Su Đà Nẵng
đã cho phép và tạo điều kiện thuận lợi để chúng em làm Đồ án tốt nghiệp tại Xí
nghiệp; đồng thời, gửi lời cảm ơn đến Trưởng phịng và cán bộ kỹ thuật phòng kỹ
thuật cao su, cán bộ phịng thí nghiệm đã giúp đỡ chúng em trong quá trình làm Đồ án
tốt nghiệp.
Chúng em chân thành cảm ơn q Thầy, Cơ trong Khoa Hóa - Ngành Cơng nghệ
Vật liệu Polymer, Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng đã tận tình truyền đạt kiến
thức trong những năm học tập. Vốn kiến thức được tiếp thu trong quá trình học khơng
chỉ là nền tảng cho q trình nghiên cứu đồ án mà còn là hành trang quý báu để chúng
em bước vào đời một cách vững chắc và tự tin.
Cuối cùng chúng em kính chúc Thầy, Cơ khoa Hố và Anh, Chị phịng kỹ thuật cao
su ln dồi dào sức khoẻ và đạt được nhiều thành tựu trong công việc.
Đà Nẵng, ngày 29 tháng 12 năm 2022
Sinh viên thực hiện
Trần Ngọc Đức
Trần Thị Nga

2


CAM ĐOAN
Tôi: Trần Ngọc Đức xin cam đoan
Tôi: Trần Thị Nga xin cam đoan

Chúng tôi cam đoan:
- Đồ án tốt nghiệp là thành quả từ sự nghiên cứu hoàn toàn thực tế trên cơ sở các
số liệu thực tế được thực hiện theo sự hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn và
cán bộ phịng kỹ thuật cao su, phịng thí nghiệm.
- Đồ án được thực hiện hoàn toàn mới, là thành quả của riêng nhóm chúng tơi,
khơng sao chép theo bất cứ đồ án tương tự nào.
- Mọi sự tham khảo sử dụng trong đồ án đều được trích dẫn các nguồn tài liệu
trong báo cáo và danh mục tài liệu tham khảo.
- Mọi sao chép không hợp lệ, vi phạm quy chế nhà trường, chúng tơi xin hồn
tồn chịu trách nhiệm.
Đà Nẵng, ngày 29 tháng 12 năm 2022
Sinh viên thực hiện
Trần Ngọc Đức
Trần Thị Nga

3


MỤC LỤC

DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH ẢNH

4


DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu,
chữ viết tắt

Diễn giải ký hiệu

DRC

Da Nang Rubber Joint- Stock Company

NR

Natural Rubber

BR

Butadiene Rubber

SBR

Styrene Butadiene Rubber

NBR

Nitrile Butadiene Rubber

RSS

Rubber Smoke Sheet

SVR

Standard Vietnamese Rubber

HIPS

High Impact Polystyrene

CSTN

Cao su thiên nhiên

CSTH

Cao su tổng hợp

BTP

Bán thành phẩm

STSA

Phương pháp độ dày thống kê

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

ASTM

American Society for Testing and Materials

Po

Độ dẻo đầu

PRI

Plasticity Retention Index

5


Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ của cao su Butadiene đến tính chất cao su mặt lốp

MỞ ĐẦU
Được đánh giá là một trong những bộ phận quan trọng nhất của xe, lốp xe là bộ
phận tiếp xúc trực tiếp với mặt đường có cơng dụng cân bằng và nâng đỡ toàn bộ khối
lượng xe. Mỗi loại lốp xe đều được thiết kế dành cho từng loại xe, tương ứng với từng
điều kiện hoạt động khác nhau. Cấu tạo của lốp xe khách thơng thường gồm có khoảng
20 thành phần trở lên, với 15 hợp chất cao su trở lên và sử dụng số lượng lớn máy móc
và phương pháp liên quan để đạt được thành phẩm. Lốp xe là vật liệu tổng hợp kết cấu
được thiết kế cao có hiệu suất có thể được thiết kế để đáp ứng các tiêu chí đi xe, xử lý
và lực kéo của nhà sản xuất xe, cộng với kỳ vọng về chất lượng và hiệu suất của khách
hàng. Lốp xe của một chiếc xe cỡ trung lăn khoảng 800 vòng quay cho mỗi dặm. Do
đó trong 50 000 dặm, mỗi bộ phận lốp xe trải qua hơn 40 triệu chu kỳ tải- dỡ tải, một
yêu cầu độ bền ấn tượng [1].
Bánh xe từ lâu đã được sử dụng để tạo điều kiện thuận lợi cho việc di chuyển của xe
đẩy, toa xe, xe đạp và các vật dụng khác. Nhưng lốp xe gắn trên bánh xe, như chúng ta
biết ngày nay, không phải lúc nào cũng tồn tại. Bánh xe ban đầu bao gồm gỗ được bọc
bằng da hoặc thép. Mãi đến sau năm 1844, Charles Goodyear phát hiện ra một q
trình đóng rắn cao su được gọi là lưu hóa, cao su mới có thể được sử dụng để che bánh
xe. Những bánh xe này được phủ một lớp cao su rắn mỏng. Sau đó, kích thước và hình
dạng của lốp cao su rắn đã thay đổi. Chúng khơng có bất kỳ thiết kế nào, nhưng vẫn
mạnh mẽ hơn, chống lại việc cắt và mài mòn [1].

Năm 1845, Robert William Thomson của Anh đã cấp bằng sáng chế cho lốp khí nén
đầu tiên. Từ "khí nén" có nghĩa là "chứa đầy khơng khí dưới áp suất." Lốp khí nén của
Thomson sử dụng các vật liệu khác ngồi cao su và khơng thành công lắm. Mãi cho
đến nhiều năm sau vào năm 1888, John Boyd Dunlop ở Belfast, Ireland mới tạo ra một
phiên bản thực tế về mặt thương mại của lốp khí nén cho một chiếc xe đạp. Mặc dù lốp
xe đạp khí nén của Dunlop khơng được sử dụng trên ơ tô, nhưng ông vẫn thường được
ghi nhận là người phát minh ra lốp khí nén mà chúng ta biết ngày nay. Lốp khí nén của
Dunlop có thể bơm hơi và sử dụng cao su để đóng gói khơng khí. Nhưng vẫn cịn
nhiều năm sau đó, lốp khí nén thành cơng đầu tiên dành cho ô tô, sử dụng ống bên
trong chứa đầy khơng khí, được sử dụng phổ biến hơn [1].
Lốp xe đã phát triển đáng kể trong những năm sau đó, bắt kịp với sự phát triển của
ơ tơ. Lốp khí nén cao su đầu tiên được chế tạo. Lốp bias được ra đời và được cải tiến
và gia cố bằng dây đai được đặt bên dưới bề mặt gai lốp. Các dây đai đã giúp ổn định
lốp và cung cấp thêm sự bảo vệ chống lại các vết thủng và các mối nguy hiểm trên
SVTH: TRẦN NGỌC ĐỨC
TRẦN THỊ NGA

HD: TS. PHẠM NGỌC TÙNG
KS. TRƯƠNG LÊ MINH THẮNG

6


Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ của cao su Butadiene đến tính chất cao su mặt lốp

đường. Đến năm 1948, Michelin giới thiệu lốp radial ở châu Âu. Lốp radial cho phép
tuổi thọ gai lốp lâu hơn, xử lý tốt hơn, ít lực cản lăn hơn và tăng tiết kiệm xăng [1].
Đặc biệt, trong giai đoạn đất nước đang đẩy mạnh cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa.
Nhu cầu vận chuyển hàng hóa và hành khách bằng đường bộ ngày càng cao. Bên cạnh
đó chất lượng đường bộ tại Việt Nam đang dần được mở rộng và nâng cao về chất

lượng, đồng thời phương tiện cơ giới (xe ô tô, tải…) địi hỏi chất lượng lốp gắn vào xe
phải có tính năng cao hơn, bền hơn, ít làm tiêu hao nhiên liệu hơn. Một trong các bộ
phận quan trọng nhất của lốp xe chính là mặt lốp vì đây là bộ phận duy nhất của xe
tiếp xúc với mặt đường khi xe hoạt động và chịu toàn bộ tải trọng của xe. Do đó, ngày
càng có nhiều nhà nghiên cứu trong và ngoài nước quan tâm đến việc sản xuất lốp xe
với mặt lốp có chất lượng tốt nhất, vừa mang tính cạnh tranh nhưng vẫn đảm bảo hiệu
quả đến người sử dụng. Đây là một xu thế phổ biến trên thế giới cũng như ở Việt Nam,
hiện nay đã có doanh nghiệp sản xuất lốp ô tô. Cụ thể hiện tại việc sản xuất lốp ô tô đã
được Cao su DRC tiến hành với nhiều quy cách khác nhau, cho ra nhiều sản phẩm
khác nhau và đang nghiên cứu để tạo ra mặt lốp phù hợp nhất có thể. Vì vậy, đề tài
“Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ của cao su butadiene đến tính chất cao su mặt lốp” là
một đề tài cấp thiết để có thể đảm bảo đáp ứng được những tiêu chí của người tiêu
dùng.

SVTH: TRẦN NGỌC ĐỨC
TRẦN THỊ NGA

HD: TS. PHẠM NGỌC TÙNG
KS. TRƯƠNG LÊ MINH THẮNG

7


Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ của cao su Butadiene đến tính chất cao su mặt lốp

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
1.1. Phân loại cao su
Hiện nay có rất nhiều phương pháp phân loại cao su, trong đó chủ yếu thường sử
dụng là phương pháp phân loại dựa theo nguồn gốc và lĩnh vực sử dụng và phương
pháp phân loại dựa theo cấu tạo hoá học của cao su [2].

Phân loại dựa theo nguồn gốc và lĩnh vực sử dụng, cao su được chia ra như sau:
Cao su nguyên vật liệu

Cao su thiên nhiên

Cao su tổng hợp

Cao su thông dụng

Cao su đặc chủng

Cao su
(BR)
Caobutadien
su butadien
Caostyren
Cao
su isopren
su
(SBR)
butadien
(IR)
Caonitril
su clopren
(NBR)
Cao
Caosu(CR)
subutyl
etylen
(IIR)

propylen
Cao su flo
(EPDM)
Cao
(FPM)
su
Cao
silicon
suCao
uretan
(Q)
su polyete
(PU,
Cao PUR)
su(CO,
closulfonat
ECO,…)
Cao Cao
su polyetylen
acrylat
cloruanat
(ACM)
polyetylen (CPE)

Phân loại theo cấu tạo hóa học, cao su được chia ra như sau:

SVTH: TRẦN NGỌC ĐỨC
TRẦN THỊ NGA

HD: TS. PHẠM NGỌC TÙNG

KS. TRƯƠNG LÊ MINH THẮNG

8


Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ của cao su Butadiene đến tính chất cao su mặt lốp
Cao su nguyên vật liệu

Cao su mạch cacbon

Cao su dị mạch

CaoCao
su silicon
su polyete
Cao
(Q) (CO,
su uretan
ECO,…)
(PU, PUR)
Cao su khơng bão hồ,
khơng
Cao
phânsubão
cực:
bãohồ,
NR,
hồ,phân
BR,
khơng

SBR,
phân
IR cực:
IIR, EPM, EPDM
Cao
su khơng
cực:
NBR,
CR

1.1.1. Cao su thiên nhiên
Về mặt hóa học, cao su thiên nhiên là polyisopren - polyme của isopren. Có cấu tạo
hóa học như hình 1.1

Hình 1. 1 Cấu tạo hố học cao su thiên nhiên
Mạch đại phân tử của cao su thiên nhiên được hình thành từ các mắt xích isopren
đồng phân cis liên kết với nhau ở vị trí 1,4 (hình 1.2)

Hình 1. 2 Cấu trúc mạch đại phân tử của cao su thiên nhiên
Ngoài đồng phân cis-1,4, trong cao su thiên nhiên cịn có khoảng 2% mắt xích liên
kết với nhau ở vị trí 3,4.
Cao su thiên nhiên được khai thác từ cây cao su dưới dạng mủ (latex). Mủ cao thiên
nhiên là nhũ tương trong nước của các hạt cao su với hàm lượng phần cao su khô là
28 – 40 %. Mủ cao su có tính kiềm yếu ( pH = 7,2), sau vài giờ bảo quản thì trị số pH

SVTH: TRẦN NGỌC ĐỨC
TRẦN THỊ NGA

HD: TS. PHẠM NGỌC TÙNG
KS. TRƯƠNG LÊ MINH THẮNG

9


Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ của cao su Butadiene đến tính chất cao su mặt lốp

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 mơi 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 cơ đặc chính: ly tâm, bay hơi tự nhiên, tách lớp, điện ly. Nhưng
thông thường cao su thiên nhiên được chế biến thành 2 dạng phổ biến là cao su tờ và
cao su cốm. Cao su thiên nhiên có khả năng phối hợp tốt với các phụ gia, chất độn, dễ
dàng cán tráng hay ép, sức dính tốt và có thể trộn với các loại cao su không phân cực
khác như SBR, NBR, BR, Clobutyl, ... với bất kỳ tỷ lệ nào.
1.1.1.1. Tính chất vật lý của cao su thiên nhiên
Cao su thiên nhiên ở nhiệt độ thấp có cấu trúc tinh thể. Vận tốc kết tinh lớn nhất
được xác định ở nhiệt độ -25ºC. Cao su thiên nhiên kết tinh có biểu hiện rõ ràng trên
bề mặt: Độ cứng tăng, bề mặt vật liệu mờ ( khơng trong suốt). Cao su thiên nhiên tinh
thể nóng chảy ở nhiệt độ 40°C. Q trình nóng chảy các cấu trúc tinh thể của cao su
thiên nhiên xảy ra cùng với hiện tượng hấp thụ nhiệt ( 17 KJ/kg). Cao su thiên nhiên
được đặc trưng bằng các tính chất vật lý sau:
- Cao su thiên nhiên tinh thể nóng chảy ở 40°C
- Khối lượng riêng: 914 kg/m3
- Nhiệt độ hố thủy tinh: -70°C
- Hệ số giãn nở thể tích: 656.104 dm3/°C
- Nhiệt dẫn riêng: 0,14 W/m°K
- Nhiệt dung riêng: 1,88 kJ/ kg°K
- Nửa chu kỳ kết tinh ở -25ºC: 2 - 4 giờ
- Tang góc tổn thất điện mơi: 1,6.10-3
- Thẩm thấu điện môi ở tần số dao động 1000 hec/giây: 2,4 – 2,7

Cao su thiên nhiên tan tốt trong các dung mơi hữu cơ mạch thẳng, mạch vịng,
tetraclorua cacbon và sunfua cacbon. Cao su thiên nhiên không tan trong rượu, xeton.
Khi pha vào dung dịch cao su các dung môi hữu cơ như rượu, xeton xuất hiện hiện
tượng kết tủa (keo tụ) cao su từ dung dịch [2].
1.1.1.2. Tính chất cơng nghệ của cao su thiên nhiên
Trong q trình bảo quản cao su thiên nhiên dần dần chuyển sang trạng thái tinh
thể, làm giảm tính mềm dẻo của vật liệu. Ở nhiệt độ môi trường từ 25ºC đến 30ºC hàm
lượng pha tinh thể trong cao su thiên nhiên là 40%. Trạng thái tinh thể làm giảm tính
mềm dẻo của cao su thiên nhiên. Độ nhớt cao su phụ thuộc vào chất lượng là đại lượng
đặc trưng cho tính chất công nghệ của cao su thiên nhiên. Cao su thiên nhiên có khả
năng phối trộn tốt với các chất độn và chất phụ gia trên máy luyện kín hoặc hở, có khả
năng cán tráng, ép phun tốt, mức độ co ngót kích thước sản phẩm cao.
1.1.1.3. Tính chất cơ lý của cao su thiên nhiên
Cao su thiên nhiên có khả năng lưu hoá bằng lưu huỳnh phối hợp với các chất xúc
tiến lưu hố thơng dụng. Hợp phần cao su thiên nhiên với các loại chất độn hoạt tính
SVTH: TRẦN NGỌC ĐỨC
TRẦN THỊ NGA

HD: TS. PHẠM NGỌC TÙNG
KS. TRƯƠNG LÊ MINH THẮNG

10


Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ của cao su Butadiene đến tính chất cao su mặt lốp

có độ đàn hồi cao, chịu lạnh tốt, chịu tác dụng lực động học tốt. Tính chất cơ lý của
cao su thiên nhiên được xác định theo tính chất cơ lý của hợp phần cao su tiêu chuẩn
[2].
Bảng 1. 1 Hợp phần cao su tiêu chuẩn

STT
1
2
3
4
5

Thành phần
Cao su thiên nhiên
Lưu huỳnh
Xúc tiến M
ZnO
Acid stearic

Hàm lượng
100
3
0,7
5
0,5

Hỗn hợp cao su được lưu hóa ở điều kiện chuẩn: + Nhiệt độ: 150°C.
+ Thời gian: 20-30 phút.
1.1.1.4. Phân loại
Căn cứ vào hình dạng của cao su người ta phân ra làm hai loại: cao su cốm (SVR)
và cao su tờ (RSS). Căn cứ vào màu sắc cao su được phân loại như sau:

Cao su tờ: Cao su tấm xơng khói có gân thường được gọi là RSS, được làm trực
tiếp từ mủ cao su được xử lý và sau đó được làm đơng lại. Các tấm cao su đơng tụ sau
đó được làm khơ bằng khơng khí hoặc hun khói trong lị. Các tấm hun khói được phân

loại trực quan trên cơ sở các thông số nhất định và sau đó được đóng gói trong các
kiện ví dụ như: RSS1, RSS3,…



Hình 1. 3 Cao su tờ RSS3

Cao su
Hình
Hình1.1.45Cao
CaosusuSVR3L
SVR10
cốm: loại cao su kỹ thuật dạng cốm, được sản xuất từ
mủ đông, mủ tạp, nên bản chất của cao su là cứng, ví dụ như: SVR3L, SVR5, SVR10,
SVR20,…

SVTH: TRẦN NGỌC ĐỨC
TRẦN THỊ NGA

HD: TS. PHẠM NGỌC TÙNG
KS. TRƯƠNG LÊ MINH THẮNG

11


Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ của cao su Butadiene đến tính chất cao su mặt lốp

1.1.1.5. Ứng dụng của cao su thiên nhiên
Ứng dụng trong sản xuất đệm: Chăn ga gối đệm từ cao su tự nhiên là một trong
những ứng dụng không thể thiếu trong đời sống hiện nay. Các sản phẩm đệm cao su

thiên nhiên được người tiêu dùng ưa chuộng vì đặc điểm êm ái, thân thiện mà nó đem
lại. Cao su cịn được ứng dụng trong ngành công nghiệp sản xuất lốp xe. Hầu hết các
lốp xe trên thế giới được sản xuất từ cao su. Ngành cơng nghiệp này chiếm 70% lượng
CSTN của tồn thế giới. CSTN được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất lốp xe và các
sản phẩm khác. Đối với lốp xe radial toàn thép, lượng sử dụng của CSTN rất lớn. Một
số chi tiết trong lốp radial toàn thép như su tráng vải mành kim loại, hoãn xung thường
sử dụng 100% cao su thiên nhiên mà không dùng cao su tổng hợp, nhằm đảm bảo độ
bám dính của cao su với kim loại đạt yêu cầu. Ngoài ra, cao su còn được sử dụng trong
các ứng dụng khác: Cao su thiên nhiên được ứng dụng trong rất nhiều ngành khác
nhau nhờ đặc tính ưu việt của nó như: ngành xây dựng ( vật giảm chấn, lót sàn, ống
cao su chịu nhiệt, gối cầu cao su cốt bản thép, ống cao su bơm cát). Ngành công
nghiệp thực phẩm ( ống cao su chuyên dụng, cao su tiếp xúc thực phẩm, trục lô ép cá,
ống cao su trục xoắn bơm dầu thực phẩm). Ngành cơng nghiệp ( cao su cửa kính, cao
su khắc dấu, thảm cao su, tấm lót cao su giảm chấn, giảm rung [3].
Cao su SVR10
SVR - Tiêu chuẩn cao su Việt Nam (Standard Vietnamese Rubber). Là cao su thiên
nhiên được chế biến theo dạng cao su định chuẩn kỹ thuật (TSR). SVR được chia
thành 2 nhóm chính tùy theo nguyên liệu được sử dụng như sau:
- Mủ nước thu gộp ngồi vườn cây được đánh đơng bằng chất đơng tụ trong điều
kiện được kiểm sốt, chất đơng tụ có thể dùng là axit formic hoặc axit axetic.
- Mủ đông
Cao su SVR10 là loại cao su kỹ thuật dạng cốm, được sản xuất từ mủ đông, mủ tạp,
nên bản chất của cao su là cứng. Nhưng khi dùng loại cao su này pha trộn với RSS,
SVR CV50 và Latex sẽ cho ra sản phẩm rất tốt, đặc biệt đáp ứng yêu cầu cơ bản của
công nghệ lốp xe. Nguyên liệu để chế biến loại cao su này là mủ phụ ( mủ đông, mủ
chén, mủ dây) chúng được pha trộn với nhau theo một tỉ lệ thích hợp nhằm tạo ra sản
phẩm có chất lượng. Bản chất khác nhau từ các nguồn nguyên liệu dùng để chế biến
loại cao su này địi hỏi phải có một sự kiểm tra chất lượng chặt chẽ hơn các cấp hạng
xuất phát từ latex ( SVR L, CV) và có sự pha trộn cơng phu, khó nhọc. Việc sản xuất
cao su cốm từ mủ phụ cần rất nhiều bước: rửa sơ bộ các nguyên liệu, cắt nhỏ, băm nhỏ

( giảm kích thước), sấy… [4].
SVTH: TRẦN NGỌC ĐỨC
TRẦN THỊ NGA

HD: TS. PHẠM NGỌC TÙNG
KS. TRƯƠNG LÊ MINH THẮNG

12


Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ của cao su Butadiene đến tính chất cao su mặt lốp

Phân loại: SVR được phân loại theo đặc tính của cao su và loại nguyên liệu được sử
dụng trong quá trình sản xuất cao su, theo bảng 1.2
Bảng 1. 2 Phân loại SVR
Nguyên liệu

Đặc tính

Hạng
CV50, CV60

Có độ nhớt được kiểm sốt

hoặc LoV

Mủ nước ngồi
vườn cây
Cao su có màu sáng với chỉ số màu quy định

L, 3L

Không quy định màu Lovibond hoặc độ nhớt
Mủ đông

5, 5S

Không quy định độ nhớt

10 hoặc 20

Độ nhớt được kiểm sốt

10CV hoặc 20CV

• u cầu kỹ thuật
u cầu kỹ thuật của SVR10 được quy định theo bảng 1.3
Bảng 1. 3 Cao su cốm SVR10 sử dụng đối với lốp Bias, xe đạp – xe máy, lốp đắp
ST
T
1

Hạng mục thí nghiệm
Ngoại quan

2

Độ nhớt Mooney
ML(1+4) @100ºC

3

Đơn vị Phạm vi
tính
tiêu chuẩn
Nâu đen
70 - 86

TCVN 6090 / ASTM D1646

Po

≥ 30

TCVN 6092

4

PRI

≥ 50

TCVN 6092

5

Hàm lượng chất bay
hơi

≤ 0,8

TCVN 6088 / ASTM D5668

SVTH: TRẦN NGỌC ĐỨC
TRẦN THỊ NGA

MV

Phương pháp Thí nghiệm

%

HD: TS. PHẠM NGỌC TÙNG
KS. TRƯƠNG LÊ MINH THẮNG

13


Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ của cao su Butadiene đến tính chất cao su mặt lốp

6
7
8
9
10
11
12
13
14

Độ tro ở 550ºC
Hàm lượng chất
bẩn (44μm) (*)
Hàm lượng Nitơ

(*)

%

≤ 0,6

TCVN 6087 / ASTM D5667

%

≤ 0,08

TCVN 6089

%

≤ 0,60

TCVN 6091

Đặc tính pha chế tiêu chuẩn
Ts1 @ 160ºC
mm:ss 0:35 - 1:35
Tc90 @ 160ºC
mm:ss 2:45 - 3:45

Độ bền khi kéo đứt
Độ dãn dài khi kéo đứt
Độ dãn dư
Modul 300%

Mpa
%
%
Mpa

≥ 15,0
≥ 600
≤ 24
≥ 1,0

ASTM D5289

ASTM D5289
TCVN 4509 / ASTM D412
TCVN 4509 / ASTM D412
TCVN 4509 / ASTM D412
TCVN 4509 / ASTM D412

Bao gói: SVR được ép thành bành dạng hình khối chữ nhật, kích thước 670 mm x
330 mn x 170 mm. Khối lượng mỗi bành là 33,33kg hoặc 35 kg ( sai số ± 0,5%). Cứ
30 bành của bành 33,33 kg tạo thành một tấn. Ngoài ra, SVR được bao gói trong màng
polyetylene có độ dày thích hợp khoảng từ 30 µm đến 50 µm, điểm hóa mềm Vicat
khơng lớn hơn 95°C và điểm nóng chảy khơng lớn hơn 109°C hoặc trong một vài
trường hợp khác dạng bao gói theo thỏa thuận giữa các bên liên quan.
Bảo quản: SVR phải được bảo quản trong kho có mái che, khô ráo, tránh ánh nắng

trực tiếp, sạch, tránh mối mọt. Các palet khi xếp chồng lên nhau không vượt quá ba
lớp.
Vận chuyển: Các palet chứa SVR được vận chuyển trên các phương tiện được che
phủ tránh mưa, nắng, tránh nhiễm bẩn. Trong quá trình vận chuyển và xếp dỡ phải
đảm bảo nhẹ nhàng, tránh va đập mạnh.
1.1.2. Cao su butadiene
Polybutadiene (cao su butadiene, BR) là một loại polyme được hình thành từ
sự trùng hợp của monome 1,3-butadien. Ngoại quan có màu trắng trong.
Có cơng thức cấu tạo: (– CH2 – CH = CH – CH2 –)n
Polybutadiene có khả năng chống mài mòn cao và được sử dụng nhiều trong sản
xuất lốp xe với khoảng 70% sản lượng. Ngoài ra BR còn được sử dụng làm chất phụ
gia để cải thiện độ dẻo dai (chống va đập) của một số loại nhựa
như polystyrene và acrylonitrile butadiene styrene (ABS) [5]. BR được phân loại dựa
theo cấu tạo mạch phân tử (hàm lượng cấu trúc cis-1,4) và xúc tác sử dụng trong q
trình tổng hợp (Li, Ni, Ti, Nd). Có rất nhiều BR khác nhau tuỳ theo nhà sản xuất, ví dụ
BR01, BR40, BR1208, BR9000, …
SVTH: TRẦN NGỌC ĐỨC
TRẦN THỊ NGA

HD: TS. PHẠM NGỌC TÙNG
KS. TRƯƠNG LÊ MINH THẮNG

14


Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ của cao su Butadiene đến tính chất cao su mặt lốp

Bảng 1. 4 Thành phần polybutadien điển hình của chất xúc tác

Chất xúc tác

Tỷ lệ mol (%)
cis

trans

Neodymium

98

1

Coban

96

2

Niken

96

3

Titan

93

3

Lithium

10 - 30

20 - 60

- Polybutadiene hàm lượng cis cao
Loại này được đặc trưng bởi tỷ lệ cis cao ( thường trên 92%) và một tỷ lệ nhỏ vinyl
dưới 4%). Nó được sản xuất bằng cách sử dụng chất xúc tác Ziegler – Natta dựa
trên các kim loại chuyển tiếp. Tùy thuộc vào kim loại được sử dụng, các đặc tính khác
nhau một chút. Sử dụng coban tạo ra các phân tử phân nhánh, dẫn đến vật liệu có độ
nhớt thấp, dễ sử dụng, nhưng độ bền cơ học của nó tương đối thấp [5].

- Polybutadiene hàm lượng cis thấp
Sử dụng alkyllithium ( ví dụ butyllithium ) làm chất xúc tác tạo ra polybutadiene
thường chứa 36% cis, 59% trans và 10% vinyl. Polybutadiene cis thấp được sử dụng
trong sản xuất lốp xe và được pha trộn với các polyme lốp xe khác, nó cũng có thể
được sử dụng thuận lợi như một chất phụ gia trong nhựa do hàm lượng gel thấp [5].
- Polybutadiene hàm lượng trans cao
Polybutadiene có thể được sản xuất với hơn 90% trans bằng cách sử dụng các chất
xúc tác tương tự như các chất có hàm lượng cis cao: neodymium, niken. Vật liệu này
là một tinh thể nhựa ( tức là không phải chất đàn hồi) nóng chảy ở khoảng 80°C [5].
1.1.2.1. Tính chất cơ lý
Polybutadiene khó sơ luyện, khó định hình và khó đùn so với cao su SBR. Khi tăng
nhiệt độ lên quá 100ºF, polybutadiene trở nên khô nhám, không bám trục cán, kém
dính và võng xuống, do đó khó cán luyện. Cao su BR có khả năng ngậm chất độn rất
cao mà khơng giảm tính năng cơ lý của thành phẩm. Ngồi ra, BR cịn có khả năng
phối hợp các loại cao su khác để tăng tính kháng, kháng mịn, kháng nứt. Với mức

SVTH: TRẦN NGỌC ĐỨC

TRẦN THỊ NGA

HD: TS. PHẠM NGỌC TÙNG
KS. TRƯƠNG LÊ MINH THẮNG

15


Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ của cao su Butadiene đến tính chất cao su mặt lốp

chất độn bằng nhau, sản phẩm BR cho sức kháng xé, sức kháng hút nước và độ kháng
mòn thấp hơn cao su thiên nhiên và cao su SBR.
Vì tính thấm khí cao nên điện trở và tính kháng điện của BR gần giống cao su thiên
nhiên. Ở nhiệt độ thấp, độ nảy của cao su BR khơng thay đổi nhiều do đó BR được kết
hợp với các loại cao su khác để cải thiện tính năng này cho hỗn hợp. Cao su BR dùng
trong băng tải phối hợp với cao su thiên nhiên để cải thiện tính cắt xé, tính xé rách,
tính kháng mịn, kháng nhiệt tốt và tính kháng uốn khúc, dập nứt tốt.
Bảng 1. 5 Một số tính chất cơ bản của cao su butadien
Tính chất
Cấu trúc
Tg
D
M
Tính tan

Thơng số
Vơ định hình
-90ºC
0,89 - 0,92 g/cm3
80 000 – 450 000

Trong các dung môi không phân cực

1.1.2.2. Ứng dụng
Một số lĩnh vực ứng dụng của cao su BR:
BR được sử dụng làm lốp xe và phần lớn là sử dụng kết hợp với các loại polyme
khác như cao su thiên nhiên, cao su styren butadiene, ở đây BR có tác dụng là giảm
nhiệt nội sinh và cải thiện tính chịu mài mịn của hỗn hợp cao su. Độ ma sát của lốp xe
trên băng vào mùa đơng có thể cải thiện được bằng cách sử dụng hàm lượng BR cao
trong hỗn hợp cao su mặt lốp.
Cao su butadiene được sử dụng trong hỗn hợp cao su, nhằm mục đích tăng tính chịu
mài mịn và độ uốn dẻo ở nhiệt độ thấp của sản phẩm, ví dụ như giày, băng tải.
Khoảng 25% của BR sản xuất được sử dụng để cải thiện các tính chất cơ học của
nhựa, đặc biệt là tác động cao polystyren (HIPS) và một mức độ ít hơn acrylonitril
butadien styren (ABS). Việc bổ sung từ 4 đến 12% polybutadiene vào polystyrene biến
nó từ một vật liệu mỏng manh và mỏng manh thành vật liệu dễ uốn và bền. Ngồi ra
BR cịn dùng để sản xuất bóng golf, việc sản xuất bóng golf tiêu thụ khoảng 20 000
tấn BR mỗi năm.
Cao su BR9000
- Tính chất
SVTH: TRẦN NGỌC ĐỨC
TRẦN THỊ NGA

HD: TS. PHẠM NGỌC TÙNG
KS. TRƯƠNG LÊ MINH THẮNG

16


Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ của cao su Butadiene đến tính chất cao su mặt lốp

Nhiệt độ chuyển đổi thủy tinh thấp, tính linh hoạt cao, chịu uốn tốt, chống mài mịn
tốt, tổn thất thấp, nhiệt thấp, có khả năng hòa tan tốt với các loại cao su khác, độ bám
nhỏ, khả năng chống trơn trượt kém, độ bền kéo và độ bền xé thấp.

Hình 1. 6 Cao su BR9000
- Đặc điểm

SVTH: TRẦN NGỌC ĐỨC
TRẦN THỊ NGA

kỹ thuật

HD: TS. PHẠM NGỌC TÙNG
KS. TRƯƠNG LÊ MINH THẮNG

17


Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ của cao su Butadiene đến tính chất cao su mặt lốp

Bảng 1. 6 Đặc điểm kỹ thuật của cao su BR9000
ST
T

Hạng mục thí nghiệm

Đơn vị
tính

Phạm vi tiêu

chuẩn

Phương pháp
Thí nghiệm

1

Ngoại quan

2

Độ nhớt mooney
ML(1+4) 100°C

MV

45 ± 4

TCVN 6090/
ASTM D1646

3

Hàm lượng chất bay hơi

%

≤ 0,75

TCVN 6088/

ASTM D5668

4

Độ tro ở 550°C

%

≤ 1,0

TCVN 6087/
ASTM D5667

Trắng

Đặc tính pha chế tiêu chuẩn
5

Cường lực kéo đứt
(35’/ 145°C)

Mpa

≥ 14,0

TCVN 4509/
ASTM D412

6

Module ở 300% (35’/ 145°C)

Mpa

8,0 – 13,0

TCVN 4509/
ASTM D412

7

Xuất dãn dài (35’/ 145°C)

%

≥ 360

TCVN 4509/
ASTM D412

8

Độ nhớt mooney của hỗn hợp
PCTC ML (1+4) @100°C

MV

58 - 70

TCVN 6090/

ASTM D1646

1.2. Các chất phối hợp trong cao su
1.2.1. Chất trợ xúc tiến
Chất trợ xúc tiến có tác dụng tăng vận tốc lưu hóa, làm giảm thời gian khởi động,
đóng vai trị hoạt hóa cho q trình lưu hóa. Tạo ra sản phẩm cao su có tính năng kỷ
thuật cao và tính năng cơ lý tốt. Có hai loại trợ xúc tiến:
1.2.1.1. ZnO
ZnO là loại chất bột màu trắng, ít độc, khơng làm đổi màu cao su màu, thông dụng,
giá rẻ, độ ổn định cao, không gây hiện tượng oxi hóa. Tác dụng hoạt hóa q trình lưu
hóa của ZnO cịn hiệu quả hơn nếu có mặt một lượng không lớn các axit béo hữu cơ
như acid stearic do việc tạo thành phức chất giữa ZnO, acid béo và xúc tiến lưu hóa.
1.2.1.2. Acid Stearic
Có cấu tạo hố học: CH3(CH2)16COOH. Là một axit béo bão hịa. Có dạng hạt hay
phiến, màu trắng đến hơi vàng. Ngoài tác dụng trợ xúc tiến, acid stearic có tác dụng
làm mềm, phân tán than đen tạo điều kiện cho thao tác luyện, cán tráng, ép đùn.
SVTH: TRẦN NGỌC ĐỨC
TRẦN THỊ NGA

HD: TS. PHẠM NGỌC TÙNG
KS. TRƯƠNG LÊ MINH THẮNG

18


Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ của cao su Butadiene đến tính chất cao su mặt lốp

1.2.2. Chất độn
Chất độn đóng vai trị quan trọng phụ thuộc vào u cầu của sản phẩm. Chất độn có
thể vơ cơ hoặc hữu cơ. Tùy thuộc vào bản chất của chất độn có thể tham gia vào từng

hỗn hợp cao su để mang lại các tính chất như: tăng độ cứng, tăng lực kéo đứt nhất là
đối với cao su tổng hợp, tăng tính mài mịn chịu nhiệt và tính năng cơ lý khác, giảm
tính co rút của sản phẩm sau khi lưu, cải thiện q trình gia cơng, ngoại quan sản phẩm
đẹp và đặc biệt là hạ giá thành sản phẩm.
Sự phân tán tốt chất độn dẫn đến tính năng cơ lý của sản phẩm, kích thước hạt chất
độn hoặc diện tích bề mặt của chất độn có ảnh hưởng lớn đến sự phân tán. Khi giảm
kích thước độn ( tăng diện tích bề mặt riêng) thì diện tích tiếp xúc của các phân tử cao
su và chất độn tăng lên dẫn đến sự phân tán tốt hơn. Độ mịn của than đen càng cao thì
hoạt tính càng lớn do diện tích tiếp xúc với cao su lớn, sản phẩm có độ cứng cao và
tính năng cơ lý tốt. Mỗi loại than có đặc tính cường lực khác nhau, do đó tùy thuộc vào
yêu cầu của từng loại sản phẩm mà lựa chọn loại than sử dụng phù hợp.
Có nhiều loại như: N660, N550, N330, N234, N220… trong đó N (normal) là tốc
độ lưu hóa bình thường, chữ số thứ nhất chỉ kích cỡ hạt than, chỉ số thứ hai chỉ diện
tích bề mặt riêng, chỉ số thứ ba chỉ độ hấp thụ dầu DPB ( chỉ số càng lớn thì độ hấp thụ
dầu của than càng lớn). Tuy nhiên, trong đồ án này ta chỉ sử dụng loại than đen N234.
N234 là loại than đen được sản xuất theo công nghệ mới có cấu trúc cao, có tính
chịu mài mịn tốt, có tính năng tăng cường lực rất tốt cho cao su, dùng cho cao su mặt
lốp thì sẽ tăng tính mài mịn. Sử dụng cho mặt lốp ơ tơ với hiệu suất cao, các sản phẩm
cao su công nghiệp chất lượng cao, băng tải hoặc dây đai tải trọng cao.
1.2.3. Chất làm mềm
Chất làm mềm cho vào cao su không tạo ra phản ứng hóa học với các phân tử cao
su mà có tác dụng làm giảm lực hút giữa các phân tử, giúp cho hỗn hợp cao su trở nên
mềm và giúp hóa chất phân tán đều hơn. Ngồi ra nó cịn giúp các phân tử trượt lên
nhau, do đó tăng độ dẻo của hỗn hợp. Dầu hóa dẻo được chế biến từ dầu mỏ, có 3 loại
chính (Aromatic, Parafin, Naphtalen) được dùng tùy thuộc vào loại cao su, lượng dùng
3 - 10%, có tác dụng làm dẻo cao su giúp phân tán chất độn tốt.
Dầu hóa dẻo cao su gốc Aromatic là loại dầu có màu xanh đậm, ánh nâu vàng, có
mùi thơm, độ nhớt dính cao, dẻo, gốc dầu thơm ( aromatic - mạch vòng) chuyên sử
dụng cho cao su công nghiệp vận tải, và nông nghiệp, công nghiệp nhẹ, thời gian và độ
bền tương đối, phù hợp giá tiền và chi phí nguyên liệu thấp, độ dẻo bề ngoài cao, mặt

cắt đẹp, nhưng chịu thời tiết, chịu dầu và độ bền không bằng các loại dầu gốc khác…
Thích hợp cao su màu nâu, xanh đậm, đỏ xậm, vàng tối, cao su đen [7].
1.2.4. Chất phòng lão
SVTH: TRẦN NGỌC ĐỨC
TRẦN THỊ NGA

HD: TS. PHẠM NGỌC TÙNG
KS. TRƯƠNG LÊ MINH THẮNG

19


Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ của cao su Butadiene đến tính chất cao su mặt lốp

Q trình lão hóa là sự thay đổi ngoại quan, tính năng cơ, lý, hóa của sản phẩm.
Nguyên nhân chủ yếu của lão hóa là q trình oxi hóa mạch cao su do tác động của oxi
khơng khí thâm nhập vào sản phẩm trong quá trình sử dụng hoặc các tác nhân được
đưa vào hợp phần cao su trong q trình gia cơng như muối hoặc oxit kim loại có hóa
trị thay đổi. Lão hóa cịn phụ thuộc vào bản chất của vật liệu và các tác nhân khác thúc
đẩy q trình lão hóa như: nhiệt độ, môi trường, ánh sáng và các tác nhân cơ học khác.
1.2.4.1. Phòng lão TMQ
Phòng lão TMQ ( tên hóa học đầy đủ là 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline) là
phịng lão amin thơm bậc 2.
 Điểm chảy mềm: 85 - 95ºC
 Tỷ trọng ở 20ºC: 1,1 g/cm3
 Đây là loại phòng lão bị biến màu và phai màu.
Cũng như hầu hết các chất phịng lão khác. TMQ có mức tác dụng ngưỡng ở trên
1,5 - 2 phần trọng lượng, hiệu quả bảo vệ ít được cải thiện khi sử dụng trên mức này.
Tuy nhiên, cũng giống như các phòng lão phenol và amin khác, hiện tượng đồng tác
dụng đạt được khi phòng lão MB hay MB2 được sử dụng đồng thời. Điều nay được

ứng dụng đặc biệt khi sản xuất các sản phẩm hỗn hợp NBR chịu nhiệt. Một đặc điểm
đặc biệt của phịng lão TMQ là nó khơng bị kích hoạt bởi peroxide.
1.2.4.1.1. Tính chất của cao su sau lưu hóa
Phịng lão TMQ sẽ gây ra sự phai màu chút ít và biến đổi màu sang từ vàng đến nâu
đối với các sản phẩm cao su màu sáng. Không xảy ra hiện tượng phun sương ngay cả ở
hàm lượng sử dụng cao. Với hàm lượng sử dụng cao việc phơi ngoài ánh sáng kéo dài
có thể làm cho bề mặt sản phẩm bị mờ. Sử dụng phòng lão TMQ hàm lượng cao có thể
làm giảm module, tính đàn hồi. Ngồi chức năng chống oxi hóa nổi bật ở nhiệt độ cao,
nó cũng có các tính chất chống rạn nứt uốn gập đối với CSTN, cao su isoprene tổng
hợp và có tác dụng chống ozon hóa chút ít trong cao su SBR.
1.2.4.1.2. Tính hịa tan
Phịng lão TMQ hịa tan trong acetone, ethyl acetate, ethanol, methylene, khó tan
trong aliphatic hydrocarbon và khơng hịa tan trong nước.

1.2.4.1.3. Ứng dụng
Phòng lão TMQ cũng mang lại sự bảo vệ tốt chống lại các loại nhiễm độc sản phẩm
cao su. Các ứng dụng bao gồm các sản phẩm cao su cần khả năng bền với nhiệt cao ví
dụ như vỏ xe, băng tải, đai truyền chữ V, ống bọc, gioăng nhưng cũng gồm cả dép, đế,
SVTH: TRẦN NGỌC ĐỨC
TRẦN THỊ NGA

HD: TS. PHẠM NGỌC TÙNG
KS. TRƯƠNG LÊ MINH THẮNG

20


Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ của cao su Butadiene đến tính chất cao su mặt lốp

gót giày, cao su và dây cáp. Khơng được khuyến khích sử dụng cho các sản phẩm màu

sáng.
1.2.4.1.4. Bảo quản
TMQ phải được giữ trong bao bì ngun vẹn ở mơi trường khơ và mát (khoảng
25ºC).
1.2.4.2. Phòng lão 6PPD
Họ phòng lão Para-Phenylene Diamines bao gồm IPPD, 6PPD, 77PD, DTPD và
DPPD. Một trong những chất phòng lão tiêu biểu và được sử dụng rộng rãi nhất thuộc
họ này là 6PPD ( tên hóa học đầy đủ là:
N- (1,3- dimethyl- butyl)- N’- phenyl- p- phenylenediamine). Điểm chảy ban đầu tối
thiểu của phịng lão 6PPD là 47ºC.
1.2.4.2.1. Tính chất
Phịng lão 6PPD dễ dàng phối hợp và có khả năng tán rất tốt trong hỗn hợp cao su.
Nhiệt độ gia cơng phải ít nhất đạt tới điểm chảy của nguyên liệu. Phòng lão 6PPD làm
mềm ở mức độ nhẹ hỗn hợp sau khi đã cán luyện và cũng có tác dụng như một xúc
tiến bậc 2 yếu. Phối hợp giữa phịng lão 6PPD với các chất chống oxi hóa loại có biến
màu mà khơng có đặc tính chống ozon hóa có lợi về mặt kinh tế cũng cải thiện khả
năng bảo vệ nhiệt.
Các sản phẩm cao su chứa phòng lão 6PPD sẽ biến màu và phai màu. Các tính chất
cơ học khơng bị ảnh hưởng bởi phịng lão 6PPD. Do tính bay hơi thấp, nó tạo ra khả
năng phối hợp tuyệt vời của tính kháng nứt uốn và lão hóa nhiệt cịn vượt hơn phịng
lão IPPD.
1.2.4.2.2. Ứng dụng
Phịng lão 6PPD tạo ra kết quả tuyệt vời khi mà sự kết hợp giữa việc bảo vệ nứt uốn
và lão hóa nhiệt được yêu cầu. Được sử dụng chủ yểu cho sản phẩm vỏ xe nhưng cũng
được sử dụng cả trong các sản phẩm cơ học phải chịu tác động động lực học như băng
tải, đai truyền, ống,… Trong các ứng dụng tĩnh và trong cáp điện và đệm làm kín, chức
năng chính của nó là bảo vệ sản phẩm khỏi sự nứt do ozon. Phòng lão 6PPD cũng là
chất ổn định tuyệt vời cho polymer, đặc biệt là loại SBR trùng hợp nhũ tương có biến
màu.

1.2.4.2.3. Bảo quản

SVTH: TRẦN NGỌC ĐỨC
TRẦN THỊ NGA

HD: TS. PHẠM NGỌC TÙNG
KS. TRƯƠNG LÊ MINH THẮNG

21


Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ của cao su Butadiene đến tính chất cao su mặt lốp

Phải được đựng trong bao bì ngun vẹn ở mơi trường khơ và mát ( khoảng 25ºC)
để tránh mất đi các tác dụng của nó trước khi sử dụng ở nhiệt độ 35 - 40ºC trong thời
gian kéo dài sẽ làm cho nguyên liệu bị chảy thành dạng khối cứng.
1.2.5. Chất lưu hoá
Cao su sống có mạch đại phân tử thẳng dễ trượt lên nhau nên tính năng đàn hồi và
tính năng cơ lý thấp. Chất lưu hóa là chất dưới điều kiện lưu hóa ( áp lực, nhiệt độ)
tham gia phản ứng liên kết các mạch cao su để tạo thành mạng lưới khơng gian, thay
đổi tính
chất của cao su từ trạng thái biến dạng dẻo, chảy nhớt, độ bền cơ học thấp sang trạng
thái biến dạng đàn hồi cao và bền dưới tác dụng của nhiệt độ. Q trình thay đổi tính
chất của vật liệu dưới tác dụng của chất lưu hóa được gọi là q trình lưu hóa. Có
nhiều chất lưu hóa tùy thuộc vào từng loại cao su, nhưng thơng dụng nhất là lưu huỳnh
(S).
Bột lưu huỳnh có màu vàng, dạng tinh thể hình thoi, khối lượng riêng 2,07 kg/cm 3.
Nhiệt độ nóng chảy là 112°C. Hàm lượng S trong hợp phần cao su thông dụng từ
2 - 3 phần khối lượng. Để sản xuất cao su cứng thì hàm lượng S sử dụng nhiều hơn. Sự
có mặt của S và các loại xúc tiến lưu hóa trong hợp phần cao su ở nhiệt độ gia cơng

cao có thể gây ra hiện tượng tự lưu làm giảm tính chất cơng nghệ của vật liệu. Vì vậy
S thường được đưa vào hợp phần cao su sau cùng, sau khi chất phối hợp đã được luyện
đều và hợp phần cao su đã được ổn định.
Cao su là dung mơi hịa tan S. Mức độ hòa tan của S vào cao su thay đổi theo nhiệt
độ. Ở nhiệt độ 140°C mức độ hòa tan của S là 10%, ở nhiệt độ 25°C mức độ hịa tan
của S vào cao su là 2%, vì thế lượng S cao trong cao su BTP sẽ gây ra hiện tượng S
khuyếch tán ra bề mặt sản phẩm làm giảm độ bền kết dính ngoại và làm bề mặt sản
phẩm có màu mốc trắng ( hiện tượng phun sương). Để giảm hiện tượng này cần phải
tiến hành một số biện pháp như: sử dụng lượng S thấp, luyện hoặc gia công ở nhiệt độ
thấp để giảm lượng S tan trong cao su, lưu hóa sản phẩm phải đạt điểm lưu hóa tối ưu,
sử dụng loại S khơng tan.
Ứng dụng: Lưu huỳnh bột có nhiều ứng dụng trong cơng nghiệp, được đánh giá là
một nguyên tố quan trọng trong công nghiệp như là một nguyên liệu không thể thiếu.
Được sử dụng trong cao su, thuốc diệt nấm và trong sản xuất các phân bón photphat.
1.2.6. Chất xúc tiến lưu hố
Khi lưu hóa cao su với sự có mặt của S thì thời gian lưu hóa rất lâu, sản phẩm có
nhiều khuyết điểm: tính chống lão hóa kém, dễ bị phun sương, tính năng cơ lý khơng
cao. Để hạn chế được các hiện tượng trên, chất xúc tiến lưu hóa được thêm vào để hoạt

SVTH: TRẦN NGỌC ĐỨC
TRẦN THỊ NGA

HD: TS. PHẠM NGỌC TÙNG
KS. TRƯƠNG LÊ MINH THẮNG

22


Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ của cao su Butadiene đến tính chất cao su mặt lốp

hóa chất lưu hóa làm tăng tốc độ phản ứng từ đó rút ngắn thời gian lưu hóa, tăng tính
năng cơ lý, hạ thấp nhiệt độ lưu hóa và hạ giá thành sản phẩm.
Khi chọn chất xúc tiến lưu hóa cho một hỗn hợp cao su nào đó cần phải thỏa mãn
các yêu cầu sau: xúc tiến lưu hóa khơng gây hiện tượng tự lưu cho hỗn hợp cao su
trong tất cả các công đoạn sản xuất, có dãi lưu hóa tối ưu rộng, tăng độ chịu oxi hóa
của vật liệu, chống hiện tượng lão hóa của hỗn hợp cao su, khơng ảnh hưởng đến màu
sắc của cao su màu, không gây độc đối với các sản phẩm dùng trong y tế, thực phẩm,
không tác hại cho con người.
1.2.6.1. Xúc tiến TBBS
Xúc tiến TBBS là một loại xúc tiến thuộc họ Sulphenamide. Cùng trong họ xúc tiến
này cịn có xúc tiến CBS, MBS, DCBS. Tên hóa học đầy đủ của xúc tiến TBBS là
N- tert- butyl- benzothiazolesulfenamide. Tên hóa học viết tắt là TBBS. Điểm chảy
ban đầu tối thiểu là 106°C.
1.2.6.1.1. Tính chất
Có chất lượng phân tán rất tốt trong hỗn hợp cao su. Đưa xúc tiến TBBS vào cuối
chu kỳ cán luyện hoặc máy luyện kín thứ hai. Nên tránh nhiệt độ cao hơn 120°C trong
thời gian kéo dài. Hỗn hợp cao su có tính ổn định lưu trữ rất tốt. Xúc tiến TBBS tạo ra
vị hơi đắng và có hơi mùi amine của sản phẩm cao su. Nó khơng phun sương khi sử
dụng ở liều lượng được đề nghị nhưng có thể làm sản phẩm trắng hơi vàng đặc biệt khi
phơi dưới ánh sáng. Trong lưu hóa lưu huỳnh thơng thường, xúc tiến TBBS tạo ra
cường lực rất tốt, tính đàn hồi tốt và kháng va đập rất tốt so với các chất xúc tiến khác.
Khi lưu hóa lưu huỳnh, nó tạo ra bền nén tốt ở nhiệt độ làm việc với tính kháng lão
hóa tốt.
1.2.6.1.2. Ứng dụng
Phù hợp cho các sản phẩm cao su phải chịu tác dụng động lực học cao và có thể sử
dụng cho cao su thiên nhiên, IR, BR, SBR. Phù hợp cho gia công ép, ép phun và ép
khn. Nó cũng được sử dụng cho các cơng nghệ lưu hóa khác như hơi nước, tầng sơi,
lị vi sóng. Đặc biệt ứng dụng trong vỏ xe, băng tải, các chi tiết giảm chấn, đệm động
cơ, gioăng, ống bọc ngồi và sản phẩm khn có hình phức tạp.
1.2.6.1.3. Bảo quản

Phải được đựng trong bao bì nguyên vẹn ở môi trường khô và mát ( khoảng 25ºC).
1.2.7. Chất hãm lưu
Trong q trình gia cơng cao su thường xảy ra hiện tượng tự lưu làm giảm tính chất
cơ lý của cao su. Để khắc phục tình trạng này ta thêm vào hỗn hợp cao su chất phòng
tự lưu để kéo dài thời gian vật liệu ở trạng thái chảy nhớt ở nhiệt độ gia công nhưng
không làm chậm tốc độ lưu hóa và tính năng cơ lý của sản phẩm.

SVTH: TRẦN NGỌC ĐỨC
TRẦN THỊ NGA

HD: TS. PHẠM NGỌC TÙNG
KS. TRƯƠNG LÊ MINH THẮNG

23


Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ của cao su Butadiene đến tính chất cao su mặt lốp

Thường dùng là Vulkalent PVI. Vulkalent PVI là chất dễ phân tán, nó phân tán tốt
ngay cả một lượng nhỏ, Vulkalent PVI không gây ảnh hưởng đến độ nhớt của cao su,
không gây rổ xốp và đặc tính của q trình lưu hóa ít ảnh hưởng.
1.3. Tổng quan về lốp ô tô
Về nguyên lý chung, sơ đồ công nghệ sản xuất lốp bias và lốp radial gần giống
nhau, tuy nhiên do cấu trúc lốp khác nhau:
- Lốp bias dùng mành sợi chéo theo hướng đường kính (góc 48º ÷ 55º). Hai mành
gần nhau xếp chéo theo hình quả trám, để tăng độ chịu tải lốp phải tăng số lớp bố
(6 ÷ 7 lớp) và số vòng tanh.
- Còn lốp radial khác căn bản là các sợi mành ở thân lốp xếp theo hướng đường
kính là 0ºC, lớp mành đặt sát nhau không đặt chéo mà đặt song song nhau, thân lốp chỉ
cần 1 đến 2 lớp mành sợi nylon hoặc rayon (đối với lốp xe chở khách) và 1 lớp mành

thép( đối với lốp xe tải), để tăng độ chịu tải của lốp cần thay đổi kết cấu sợi, mật độ sợi
và đường kính sợi thép. Thiết kế các sợi mành này giúp lốp có phần khung vững chắc
hơn, giảm nguy cơ biến dạng lốp khi vận hành.
1.3.1.
Cấu tạo và chức năng của các thành phần trong lốp

Hình 1. 7 Kết cấu lốp
1.3.1.1. Mặt lốp
Là phần cao su bao phủ bên ngoài lốp, bao gồm:
Cao su mặt chạy: là phần cao su tiếp xúc với mặt đường có tác dụng bám đường,
chịu lực ma sát, chịu mài mòn, chịu va đập, chịu tác động của mơi trường. Là thành
phần chống mài mịn của lốp tiếp xúc với đường. Nó được thiết kế để chống mài mòn,
SVTH: TRẦN NGỌC ĐỨC
TRẦN THỊ NGA

HD: TS. PHẠM NGỌC TÙNG
KS. TRƯƠNG LÊ MINH THẮNG

24


Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ của cao su Butadiene đến tính chất cao su mặt lốp

lực kéo, tốc độ, độ ổn định và bảo vệ vỏ bọc. Cao su mặt lốp được kết hợp để mài
mòn, lực kéo, lực cản lăn thấp và độ bền [8]. Đối với lốp xe khách, nó thường bao gồm
sự pha trộn giữa chất đàn hồi SBR và BR.
Cao su hông lốp: là phần cao su nằm ở hai bên hơng lốp, có tác dụng bảo vệ các
tầng vải mành, chịu được lực uốn gập, chịu tác động của môi trường.
Cao su đế lốp: là phần cao su nằm bên trong lớp cao su mặt chạy, là lớp đệm trung
gian của phần mặt lốp và các tầng vải, chịu được tác dụng của lực bên ngồi, sinh

nhiệt ít.
1.3.1.2. Tầng hỗn xung
Ở loại lốp bias tầng hoãn xung được tạo thành từ các lớp vải thưa và cán tráng cao
su dày và được đặt giữa tầng vải mành và mặt lốp. Tùy theo loại tầng hỗn xung có từ
1 - 4 lớp vải. Ở loại lốp radial lớp hoãn xung được làm bằng các lớp vải thép ép bọc
cao su, lớp hoãn xung này làm cho phần mặt lốp cứng, chống mài mịn, lốp ít sinh
nhiệt, bám đường tốt, độ bền của lốp cao. Tầng hỗn xung có tác dụng giảm bớt lực
tác động bên ngoài truyền từ mặt lốp vào để bảo vệ các lớp vải mành cứng. Ngồi ra
cịn tăng độ bám dính của mặt lốp và vải.
1.3.1.3. Các lớp vải mành
Là phần chịu tải trọng chính của lốp, trong đó có nhiều lớp vải mành đã cán tráng
dán lên nhau. Ngoài ra giữa các lớp vải có thêm các tầng cao su tăng dính ở các lốp có
nhiều tầng vải mành. Các lớp vải mành được sắp xếp từ trong ra ngoài với mật độ
giảm dần để tăng sự kết dính giữa các lớp với mặt lốp và giảm các chấn động từ bên
ngồi vào làm hỏng tầng vải mành.

1.3.1.4. Gót lốp
Là phần lốp tiếp xúc với vành, giúp cho lốp bám chặt vào vành xe. Mỗi gót lốp
được thành hình từ các các lớp vải mành bọc qua các vòng tanh. Mỗi bên của gót
thường có 1 đến 3 vịng tanh. Các vịng tanh được gia cơng từ những sợi thép khi ép
với cao su, ngồi ra cịn có cao su tam giác và vải bọc tanh để bảo vệ các lớp vải
mành.

1.3.1.5. Tầng cao su da dầu hay tầng cao su kín khí
Cao su da dầu trong loại lốp có săm là lớp cao su trong cùng của lốp, cũng có thể là
lớp vải mành tầng trong đầu tiên được cán dày, có tác dụng bảo vệ cho săm khỏi hỏng
khi cọ xát với tầng vải mành. Trong các lốp khơng săm (Tubeless) là tầng cao su kín
khí, được pha chế để khơng cho khí nén thấm ra ngồi lốp khi sử dụng.

1.3.1.6. Các vòng tanh

SVTH: TRẦN NGỌC ĐỨC
TRẦN THỊ NGA

HD: TS. PHẠM NGỌC TÙNG
KS. TRƯƠNG LÊ MINH THẮNG

25