Công nghệ cao su - Phần 1 potx

TRɈ͜NG ĈɝI H͌C NÔNG LÂM TP.H͒ CHÍ MINH
BӜ MÔN CÔNG NGHӊ HÓA HӐC
YZ
Môn h͕c:
CÔNG NGHʃ CAO SU
L͛p: DH04HH
NK: 2006- 2007
N͙idung:
-Lýthuyɼt(30t)
-Thͱchành(15t)
- Tham quan thͱctɼ tɞinhàmáychɼ biɼn
Tài liʄuh͍ctɪp- TLTK:
+ Ks. NguyʂnHͯuTrí, Công nghʄ Cao su thiên nhiên, 2004
+ P.COMPAGNON, Natural rubber, Edi.G-P. Maisonneuve et Lavoisier
(1986).
+ R.AUDINOS et P. ISOARD, Polymer Lactic 1,2,3, Edi. Lavoisier,
(1994).
+ Z.FLORJANCZYK, S.PENCZECK, S.SLONKIWSKI, Polymerization
processes and polymer materials I, II, Edi. Whiley-VCH (2003).
+ M.DUHEM, Latex centrifuge- Analyse : Type et signification,
Protocole, Revue Institut de recherches sur le caoutchouc en Afrique
(1975).
+ S.F.CHEN, Latex and Rubber analysis, Document RRIM (1979)
+ Rubber research institute of Malaysia, Latex concentrate
production& introduction to latex product manufacture
N͘I DUNG, TÀI LIʃU H͌C TɩP, TLTK
6t
- Chɉɇng 1: Cán luyʄn
+ Bài 1: Sɇ luyʄn
+ Bài 2: H͗nluyʄn
- Chɉɇng 2: Tɞohình

+ Bài 1: Cán tráng
+ Bài 2: Ép xuɢt
+ Bài 3: Ép khuôn
+ Bài 4: Tɞohìnhtͫ latex: nhúng, ÿ͕ khuôn, ép xuɢt
- Chɉɇng 3: Sͱ lɉuhóa
+ Bài 1: Cɇ chɼ
+ Bài 2: Phɉɇng pháp
- Chɉɇng 4: PP kiʀmnghiʄmtínhchɢtlý-hóacͧaCS
Phɤn2:
Công nghʄ
6t
5t
- Chɉɇng 1: CS thiên nhiên
+ Bài 1: Ĉɞicɉɇng
+ Bài 2: Mͧ CSTN (latex)
+ Bài 3: Sɇ chɼ CSTN
+ Bài 4: CSTN: Thành phɤnhóah͍c, cɢutrúc,
tính chɢtlý-hóa
- Chɉɇng 2:
CS t͕ng hͣp
+ Bài 1: Phân loɞi
+ Bài 2: Tính năng
+ Bài 3: ͨng dͥng
- Chɉɇng 3: CS b͙tvàCS táisinh
Phɤn1:
Nguyên liʄu
TLN͙idungPhɤn
N͘I DUNG LÝ THUYɻT
4t
- Chɉɇng 1: Sͱ ô nhiʂmmôitrɉ͝ng trong công

nghiʄpCS & hiʄntrɞng
- Chɉɇng 2: Các phɉɇng pháp xͭ lý
+ Bài 1: PP sinh h͍c
+ Bài 2: PP hóa lý
Phɤn5:
Xͭ lý MT
3t
- Chɉɇng 1: Xây dͱng ÿɇnphachɼ
- Chɉɇng 2: ͨng dͥng thͱctɼ
+ Bài 1: L͑pxe
+ Bài 2: Găng tay
Phɤn4:
ͨng dͥng
6t
- Chɉɇng 1: Chɢtlɉuhóa
- Chɉɇng 2: Chɢtxúctiɼn& chɢttăng hoɞt
- Chɉ͟ng 3: Chɢttrͣ xúc ti
ɼn
- Chɉɇng 3: Chɢt phòng lão
- Chɉɇng 4: Chɢt ÿ͙n
- Chɉɇng 5: Chɢttɞox͑pvàm͙ts͑ chɢtkhác
Phɤn3:
Chɢtphͥ gia
TLN͙i dungPhɤn
N͘I DUNG LÝ THUYɻT
 Cao su: Vɪtchɢtcókhɠ năng ÿàn h͓i
ĈʇNH NGHŚA
 Cao su thiên nhiên: Hͣpchɢt cao phân tͭ (polymer) ÿɉͣc
khai thác tͫ cây Hevea. Monome là izoprene (C
5

H
8
) Æ
polyizoprene (C
5
H
8
–[C
5
H
8
] - C
5
H
8
)
 Caosunhântɞo: Izoprene Æ phɠn ͩng trùng phân
(polymer hoá) Æ CS nhân tɞo: Butadien, Butyl, Butadien-
styren, Silicon….
CHɈɆNG 1: CAO SU THIÊN NHIÊN
KHÁI QUÁT Vɽ CÂY CAO SU
Hình 1: Diʄntíchtr͓ng CS ͟ VN trɉ͛c và sau 1975 (Ngu͓ntrɉ͝ng NVKT CS, 2000)
0
40000
80000
120000
160000
200000
240000
1920 1930 1940 1950 1955 1960 1963 1966 1971 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994

Năm
DiӋn tích (ha)
1. Ngu͓ng͑cvàsͱ phát triʀn
KHÁI QUÁT Vɽ CÂY CAO SU
Hình 2: Sɠnlɉͣng CSTN ͟ VN trɉ͛c và sau 1975 (Ngu͓ntrɉ͝ng NVKT CS, 2000)
0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
1920 1930 1940 1950 1955 1960 1963 1966 1971 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994
Năm
Sҧn l ѭӧng ( T ҩn)
2. Khai thác CSTN
KHÁI QUÁT Vɽ CÂY CAO SU
Phɉɇng pháp cɞo:
- Cɞonͭavòng: xoɬn ͑cnͭa chu vi thân cây, 1-2 ngày/ lɤn
Æ 150- 160 lɤn/ năm. AD cho cây CS trɸ
- Cɞo nguyên vòng (Socfin): xoɬn ͑c nguyên chu vi, 3-4 ngày/ lɤn
Æ 75- 90 lɤn/ năm. AD cho cây trɉ͟ng thành
- Cɞo2 bánvòng: xoɬn ͑c2 nͭa chu vi thân cây, 4 ngày/ lɤn
Æ 75- 90 lɤn/ năm
Ĉiɾukiʄnvàcáchcɞo:
- Vòng thân > 45 cm, ÿo ͟ÿ͙cao 1m
- 50% s͑ cây ÿɞt tiêu chuɦn (~ 200-250 cây/ha)
-Tͫ chiɾu cao 1m cách mɴt ÿɢt, thͱchiʄnrɞch cɞ
o1 ÿɉ͝ng tͫ trái
sang phɠiv͛i ÿ͙ d͑c30

0
ÿ͑iv͛i ÿɉ͝ng nɮmngang
-Táchrɞch 1 v͏ bao b͍cm͏ng tͫ 1- 1.5mm Æ 15-20 cm/năm
2. Khai thác CSTN
KHÁI QUÁT Vɽ CÂY CAO SU
-Chénÿɢt/ thͧy tinh dày, dʂ
lao chùi: hͩng latex
-Giásɬt: nâng giͯ chén hͩng
-Vòngsɬt: giͯ giá nâng
-Mángsɬt: ÿɴtcu͑i ÿɉ͝ng rɞch
ÿʀ dɨn latex vào chén
- Dao cɞomͧ
-Gi͏ chͩaCS thͩ phɦm
- Xô nhôm 20-50l
-NH
3
2. Khai thác CSTN
KHÁI QUÁT Vɽ CÂY CAO SU
Sͱ c͑ khi cɞomͧ:
- Sͱÿông ÿɴc: tùy ÿ͙ tu͕i, gi͑ng cây, th͝itiɼt, ÿiɾukiʄn- k͹ thuɪt
cɞo
- Sͱ c͑ sinh lý: ÿɉ͝ng rɞch cɞobʈ khô héo, v͏ cây hóa nâu, có sͱ
biɼndɞng ͟ vùng cɞo: do chɼÿ͙dinh dɉ͡ng cͧacâyÆ giɠmcɉ͝ng
ÿ͙ cɞohoɴcngɉng cɞo
Kích sɠnmͧ:
- Dùng m͙ts͑ loɞid
ɤuthɠom͙c
-Mu͑icͧa acid 2,4-D (2,4-dichlorophenoxy),
acid 2- chloroethylphosphoric (ENTREN)
-CuSO

4
.5H
2
O
KHÁI QUÁT Vɽ CÂY CAO SU
68%
8%
5%
5.80%
5.90%
2%
2.10%
3.20%
1
2
3
4
5
6
7
8
L͑pvàxămxe
Sɠnphɦmlatex
Giày dép
Sp công nghʄ xe hɇivàsp k͹ thuɪt
VɠiCS, v͏ b͍cdâyÿiʄn, ch͑ng mòn
Y khoa (công cͥ y tɼ, ͑ng truyɾn…)
Cao su x͑p(nʄm, g͑i…)
Keo nhͱa, h͓ dán…
Hình 3: Phân ph͑imͩctiêuthͥ CSTN theo công dͥng (Ngu͓ntrɉ͝ng NVKT CS, 2000)

3. Thʈ trɉ͝ng & Giá trʈ kinh tɼ CSTN
Mͦ (LATEX) CSTN
Thành phɤn:
K, Mg, P, Ca, Cu, Fe, Mn,.…
0,2 – 0,7Lipid
1,5 – 4,2Glucid
1,6 – 3,6Glycerin
2 – 2,7Protid
37 - 54Cao su (C
5
H
8
)n
52 – 60Nɉ͛c
Tͷ lʄ (%)Thành phɤn
 Phɤnl͏ng (serum): nɉ͛c, m͙ts͑ chɢthoàtan. Thayÿ͕ituƒ gi͑ng,
mùa cɞo, ÿ͙ tu͕i…
¾ Thay ÿ͕ituƒ theo gi͑ng, ÿiɾukiʄndinhdɉ͡ng, sinh trɉ͟ng, th͝i
tiɼt, k͹ thuɪtcɞomͧ…
 Phɤnrɬn: g͓mmͧ cao su, và các hoá chɢt không tan tɞo thành
thʀ huyɾnphùlɇ lͭng trong serum.
¾ Latex: mͧ cao su ͟ trɞng thái nɮmlɇ lͭng trong dung dʈch chͩa
nhiɾ
uchɢtvôcɇ và hͯucɇ.
Mͦ (LATEX) CSTN
 Pha phân tán: sérum (nɉ͛c, protein, phospholipid…), 8-10% TSC,
 Pha bʈ phân tán: hɞtphântͭ CS (%DRC: 18%Æ 53%), DRC thay
ÿ͕itùytheogi͑ng, tu͕i cây, theo mùa; ÿɉ͝ng kính không ÿ͓ng ÿɾu,
90% < 0.5Pm, chuyʀn ÿ͙ng brown, chuyʀn ÿ͙ng crème- hóa.
Ngòai ra còn có các phɤntͭ Frey-Wyssling, lutoids

Phɤntͭ CS
Phɤntͭ Frey Wyssling
Serum trong su͑t
Lutoids
KK
Mͦ (LATEX) CSTN
Tính chɢtvɪtlý:
¾ pH: 7, giɠmtheoth͝igiando hoɞttínhcͧavi khuɦn. ɟnh hɉ͟ng
trͱctiɼp ÿɼntính͕n ÿʈnh cͧa latex Æ gi͕ͯn ÿʈnh bɮng NH
3
(+ tác
dͥng sát trùng và không ɠnh hɉ͟ng ÿɼn các hͣpchɢtphi CS)
¾ Tính dɨnnhiʄt: kém, chɢt cách nhiʄtt͑t, hʄ s͑ dãn nhiʄt: 0,0032
Æ 0,0044 calo/cm.s (0
0
C)
¾ Ĉ͙ dính: cao, phͥ thu͙cmɴttiɼpxúcnhiʄt ÿ͙ và ÿ͙ sɞch
¾ Tính dɨn ÿiʄn: t͑t, phân tͭ CS trong mͧ mang ÿiʄntíchâm, V= -
0,035V. Nghʈch ÿɠov͛i hàm lɉͣng CS. Phͥ thu͙cvàocáchͣpchɢt
ion hoá trong serum.
¾ Ĉ͙ nh͛t: 12 -15 cp (latex 35%DRC). Tuƒ thu͙c: sͱ kɼthͣpv͛i
NH
3
, kích thɉ͛cTB cͧacácphɤntͭ CS, hàm lɉͣng khoáng (H
2
0: 1 cp)
¾ Sͩccăng bɾ mɴt: 38- 40 dynes/cm
2
(30-40% DRC) (H
2

0: 73 dynes/cm
2
)
¾ Tͷ tr͍ng: 0,97 (CS: 0,92 + Serum: 1,02)
Mͦ (LATEX) CSTN
Tính chɢtsinhhoá:
¾ Tính lɉuhoá: Bɮng phɉɇng pháp gia công cɇ h͍cCS dʂ dàng tr͙n
ÿɾuv͛i S và m͙ts͑ chɢtkhác͟ dɞng b͙t, h͗nhͣp này có tính chɢt
là m͙t dung dʈch rɬn, CS là dung môi, dɉ͛i tác dͥng cͧaT
0
C, phɠn
ͩng hoá h͍csɺ xɠyra(sͱ lɉuhoá) Æ CS lɉu hoá (không bʈ hoà tan,
tăng ÿ͙ bɾncɇ h͍c, tăng tính ÿàn h͓ivàchʈunhiʄt)
¾ Tính lão hoá: Oxy và tác dͥng cͧa ÿiɾukiʄn ánh sáng, T
0
C….biɼn
dɞng cɇ h͍c tác dͥng lên CS làm CS mɢt ÿinhͯng ÿɴctínht͑t, nó bʈ
nͩt, mɾm hay cͩng ÿi
¾ Enzym: catalase, tyrosinase, oxydase, peroxydase…(Hean-Homas)
Æ sau khi ÿông ÿɴc, CS có màu hɇixámhoɴcnâu
(
Æ
phɠithêmbisulfite)
Æ
Ĉây cŸng là nguyên nhân gây ÿông ÿɴctͱ nhiên (enzyme coagulase)
¾ Vi khuɦn: Nguyên nhân gây ÿông ÿɴc(enzyme hoɴctͱ thân
chúng). Có ít nhɢt 27 loɞiVK:
+ MT yɼmkhí: VK tácdͥng vào glucid Æ lên menÆ acid
+ MT hiɼukhí: VK tácdͥng vào protein (proteolytic)Æ tiɼt
chɢt phân màu vàng trên mɴtlatex

Mͦ (LATEX) CSTN
Các hɞtphântͭ CS trong latex: Chúng ÿɉͣccɢutɞo thành 2 l͛p:
bên trong là các hɞt CS polyizoprene (C
5
H
8
–[C
5
H
8
] - C
5
H
8
); bên
ngòai là l͛pchɢtbɾ mɴt (protein,…) Æ xác ÿʈnh tính ͕n ÿʈnh, sͱ kɼt
hͣpcͧathʀ huyɾn phù, là ÿɞidiʄn ÿɴctrɉng khɠ năng tích ÿiʄn:
NH
2
- Pr - COOH
Tính ͕n ÿʈnh latex:
NH
2
-Pr -COOH
+
NH
3
-Pr -COO
-
+

NH
3
-Pr -COO
-
+ H
+ +
NH
3
–Pr -COOH
+
NH
3
-Pr -COO
-
+ OH
-
NH
2
–Pr –COO
-
+ H
2
O
Mͦ (LATEX) CSTN
Tính ͕n ÿʈnh latex:
98645 7 10321pH:
Cɇ chɼÿánh ÿông và ch͑ng ÿông ????
Tính ͕n ÿʈnh còn do bɾ mɴt hút nɉ͛ccͧa protein
COOH
R

NH
3
+
COOH
R
NH
3
+
COO
-
R
NH
3
+
COO
-
R
NH
3
+
COO
-
R
NH
2
COO
-
R
NH
2

Vùng latex ͕n ÿʈnh Vùng latex ͕n ÿʈnh
Vùng latex ÿông ÿɴc
+
_
Mͦ (LATEX) CSTN
Sͱÿông ÿɴclatex:
Ĉông ÿɴctͱ nhiên: pH giɠmdo enzymhay VK biɼn ÿ͕ihóah͍c;
enzyme dehydrate hóa các lipid phͩchͣp (phosphatid, lecithid)Æ
savon không tan (alcalinoterreuz), thay thɼ protein bɾ mɴthɞtCS Æ
ÿông ÿɴc
Ĉông ÿɴcbɮng acid: a.formic 0.5% kh͑ilɉͣng latex; acie acetic 1%
Ĉông ÿɴcbɮng mu͑ihay chɢt ÿiʄngiɠi: phɤntͭ mang ÿiʄn trong
huyɾnphùsɺ sɺ bʈ khͭÿiʄntíchdo sͱ hɢpthucͧaion ÿiʄntíchÿ͑i
nghʈch và xɠyrasͱÿông kɼt. Tăng theo hoá trʈ cͧaion. Vd:
Ca(NO
3
)
2
; CaCl
2
; MgCl
2
, MgSO
4
, Al
2
(SO4)
3
Ĉông ÿɴcbɮng c͓n/ aceton: do tác ÿ͙ng khͭ nɉ͛c các protein bɾ
mɴthɞtCS

Ĉông ÿɴcbɮng cách khuɢytr͙n: dɉ͛itácÿ͙ng cɇ h͍c Æ ÿ͙ng
năng cͧahɞtCS tăng nhanh Æ kh͑ng chɼ lͱc ÿɦytśnh ÿiʄnvàvô
hiʄuhóal͛p protein hút nɉ͛c
Ĉông ÿɴcb͟inhiʄt: -15
0
C Æ phá v͡ hʄ th͑ng hɢpthunɉ͛ccͧa
protein/ T
0
C cao sɺ là ÿiɾukiʄn xúc tác cho các chɢtgâyÿông ÿɴc:
Zn
2+
, NH4
-
Mͦ (LATEX) CSTN
Hʄ th͑ng ch͑ng ÿông:
HNS-NH
3
(hydroxilaniure-neutral):1.5 Kg/1 tɢnCS khô
NH
3
–H
3
BO
3
(amoniac-acid boric): 0,4-0,5% H
3
BO
3
+ 0,07% NH
3

NH
3
:3-5%
Phɉɇng pháp ÿánh ÿông:
 Thͧ công: latex Æ l͍cÆ ÿohàmlɉͣng NH3, DRC…Æ chuɦn ÿ͙ xÿ
lɉͣng acidÆ acid + latex chɠy vào mɉɇngÆ cào 4-6 lɤn.
Acid acetic: 3-5Kg/tɢn CS thô; pH: 5- 5,2; th͝i gian: 6-10h.
 Tɞodòngr͑i: dùng van xɠ, máng có lá chɬnkhuɢy
 Phɉɇng pháp CI: tr͙n ÿɾumͧÿãphalõangvàacid vàobʀ trung
gian, dùng máy khuɢy Æ cho xu͑ng mɉɇng
 Hɇinóng: T
0
C: 80
0
C trên m͙tbăng tɠitrͥcvít.
Cs t͝ RSS (Ribbed smoked subber): dày tͫ 2.5Æ3.5mm, màu h͕
phách, trên bɾ mɴt có vân s͍c, xông hɇibɮng khói bͥi.
Có 5 hɞng: RSS1, RSS2, RSS3, RSS4, RSS5
Cs t͝ ICR (
Initial concentration rubber): ÿánh ÿông ͟ n͓ng ÿ͙ nguyên
thͧy DRC~33%; xông khói hoɴchɇinóng
Có 4 hɞng: ICR1, ICR2, ICR3, ICR4
Cs t͝ ADS
: khôngxôngkhóihoɴchɇinóng(bɮng khí ngoài tr͝i)
Cs Crêpe:
Ĉɉͣcxônghɇi, bɾ mɴtg͓ ghɾ;
Crêpe màu nhɞt: SX tͫ mͧ nɉ͛c, ch͑ng hóa nâu= sodium
bisulfite, tɦytrɬng= 0.1% xylyl mercaptan. Cs cao cɢpnhɢt(dͥng
cͥ y tɼ, núm vú trɸ con, dͥng cͥ tɬm…)
Crêpe nâu: SX tͫ mͧ phͥ

Cs c͑mbúnSVR:
dɞng kh͑i, ÿɉͣcéplɞitͫ Cs c͑mhoɴcCs bún
Có 6 hɞng:
SVR3L, SVR5, SVR CV50, SVR CV60, SVR10, SVR20
Mͧ cô ÿɴc: dɞng l͏ng có DRC> 60%
Có 3 PP cô ÿɴc: ly tâm, kem hóa và b͑chɇi
CÁC SɟN PHɥM CͦA NHÀ MÁY SɆ CHɻ
SɟN XUɡT CS NĂM 2005
¾ Hàm lɉͣng bɦn: chʆ tiêu s͑ 1 nhiʂmbɦnhͯucɇ và vô cɇ
trong cao su Æ phá hͧysɠnphɦm nhanh chóng; sp có lͱckéo
ÿͩtthɢp, ÿ͙ giãn dài thɢp, ÿ͙ mài mòn cao, ÿ͙ lão hóa rɢtl͛n.
¾ Hàm lɉͣng tro: ÿɞidiʄnchobɦnvôcɇ (Tro cao Æ Cs thɢp)
¾ Hàm lɉͣng chɢtbay hɇi: ÿ͙ ɦmcaosu: ɦmcaoÆ bʈ ph͓ng
khi lɉuhóa, giɠm tính cách ÿiʄn, Cs sɇ chɼ bʈ m͑ckhit͓
ntrͯ
¾ Hàm lɉͣng N
2
: ÿɞidiʄncho hàm lɉͣng protein: nitɇ caoÆ
lɉu hóa không ÿɾu, bʈ nhiɾub͍tkhí, khɠ năng hút nɉ͛ccao,
tăng tính lão hóa.
¾ P
0
: ɠnh hɉ͟ng ÿɼnh͗nhͣpcaosusaukhiÿãluyʄn: P
0
thɢp
Æ tr͍ng lɉͣng ptͭ thɢpÆ giɠmth͝igiansɇ luyʄn
¾ PRI (plasticity retention index): PP t͕ng hͣpvàtrͱctiɼp
thay cho pp xác ÿʈnh Cu và Mn tͱ do (Æ yɼut͑ sͱ lão hóa)
-Mͧ nɉ͛ctɉɇi

Xͭ lý/ Ĉánh ÿông
QT cɇ – nhiʄt
Cân, ép, bao bì
-Cs t͝ RSS, ICR, ADS
-Cs CRÊPE
-Cs kh͑i SVR
(c͑m,bún)
Xͭ lý hóa chɢt/ ͕n ÿʈnh
QT cɇ -hóa-ÿiʄn (ly tâm,
kem hóa, ÿiʄnhóa…)
Ĉóng gói, bɠoquɠn
-Mͧ cô ÿɴc
Nguyên liʄu
Quá trình chɼ biɼn
Thành phɦm
Phͥ phɦm
Nguyên lý chɼ biɼn chung
-Mͧ phͥ
(ÿông, chén, dây,
dăm, ÿɢt )
Tiɼpnhɪn, phân loɞi
QT cɇ – nhiʄt
Cân, ép, bao bì
-Cs CRÊPE
-Cs kh͑i SVR
(c͑m,bún)