Nghiên cứu nâng cao tuổi thọ của mặt lốp ô tô

vii
MC LC

Lý lch khoa hc i
Li cam đoan ii
Li cảm ơn iii
Tóm tắt iv
Summary vi
Mc lc vii
Danh sách các chữ viết tắt và kí hiệu viii
Danh mc các bảng ix
Danh mc các hình xii
Đặt vấn đề xiii
CHNGă1ăTNGăQUAN 1
1.1 Tính cấp thiết ca đề tài: 1
1.2 Các nghiên cu trong và ngoài nớc: 1
1.2.1 Các nghiên cu trong nớc 1
1.2.2 Các nghiên cu ngoài nớc 2
1.3 Luận điểm mới ca đề tài 2
1.4 Mc tiêu nghiên cu: 2
1.5 Nhiệm v nghiên cu và giới hn đề tài 2
1.6 Phơng pháp nghiên cu 3
CHNGă2ăCăSăLụăTHUYT 4
2.1 Tổng quan về lốp ô tô 4
2.1.1 Lch sử phát triển ca lốp ô tô 4
2.1.2 Tình hình sản xuất lốp xe ô tô ti Việt Nam 5
2.1.3 Phân loi lốp ô tô: 5
2.1.4 Cấu to và chc năng ca các thành phần lốp 7
2.2 Cao su thiên nhiên 7

2.2.1 Trng thái thiên nhiên 7


viii
2.2.2 Tính chất lý hóa và ng dng ca cao su thiên nhiên 8
2.2.3 ng dng ca cao su thiên nhiên 11
2.3 Cao su Butadien (BR) 12
2.3.1 Cấu to và phơng pháp sản xuất 12
2.3.2 Tính chất và ng dng ca cao su Butadien 12
2.4 Cao su Styren-Butadien (SBR). 14
2.4.1 Tính năng công nghệ và ng dng ca cao su SBR 14
2.5 Cao su Nitril (NBR). 15
2.5.1 Tính năng cơ hc. 15
2.5.2 ng dng. 15
2.6 Các chất ph gia trong cao su 15
2.6.1 Chất đn 15
2.6.2 Chất lu hóa cao su 21
2.6.3 Chất xúc tiến 22
2.6.4 Chất tr xúc tiến 24
2.6.5 Chất phòng lưo 25
CHNGă3ăNGHIểNăCUăTHCăNGHIMăVĨăKTăQU 27
3.1 Ni dung nghiên cu 27
3.2 Chế to mẫu thử nghiệm 28
3.3 Thiết b nghiên cu 30
3.3.1 Máy cán luyện cao su 30
3.3.2 Máy ép lu hóa khuôn bằng 31
3.3.3 Máy đo đ mài mòn Akron: 32
3.3.4 Thiết b đo đ cng 34
3.3.5 Máy đo cng lực 34
3.3.6 Cân điện tử: 36

3.4 Khảo sát ảnh hng ca cao su Butadien trong thành phần cao su 36
3.5 Khảo sát ảnh hng ca than trong thành phần cao su 42
3.6 Qui hoch thực nghiệm 47


ix
3.6.1 Xử lí số liệu thực nghiệm 50
CHNGă4ăKTăLUNăVĨăHNGăPHỄTăTRIN 75
4.1 Kết luận 75
4.2 Hớng phát triển ca đề tài 76
TĨIăLIUăTHAMăKHO 77





viii
DANH SÁCH CÁC CH VIT TT VÀ KÍ HIU

TCVN/QS 804:2011
Tiêu chuẩn về lốp và săm bơm hơi
ASTM
Tiêu chuẩn
ML2006
Kí hiệu tên bán thành phẩm mặt lốp đắp
TN
Thí nghiệm
M300
Modun 300
BR

Cao su tổng hp Butadien
SVR
Cao su thiên nhiên
SVR-10L
Mt loi tên thơng phẩm ca cao su thiên nhiên
KBR-01
Mt loi tên thơng phẩm ca cao su tổng hp Butadien
NBR
Cao su Nitril
SBR
Cao su Styren-Butadien
DM
Xúc tiến Disufure Benzothiazyl
TMTD
Xúc tiến Disufur Tetrametethyl Thiuram
cm
3
/1.61 km
Đơn v đo đ mài mòn
Shore A
Đơn v đo đ cng
%
Đơn v đo đ dãn dài
MPa
Đơn v đo đ kháng kéo
N
Số thí nghiệm
n
Số yếu tố ảnh hng đầu vào
p

Mc ý nghĩa
t
Hệ số hồi qui theo tiêu chuẩn Student
F
Hệ số hồi qui theo tiêu chuẩn Fisher
f
Bậc tự do





ix
DANHăMCăCỄCăBNGă

Bảng 2.1 Tính chất lý hc ca cao su thiên nhiên 8
Bảng 2.2 Các chỉ tiêu hóa lý ca cao su SVR (Standar Vietnam Rubber) TCVN
3769:2004 9
Bảng 2.3 Tỉ lệ sử dng đc phân bố nh sau: 11
Bảng 2.4 Tính chất chung ca cao su Butadien 12
Bảng 2.5 Bảng tính chất ca cao su NBR với hàm lng acrylonitril tăng dần 15
Bảng 2.6 Mt số tính chất hóa lý và thù hình ca than đen 16
Bảng 2.7 Các loi than đen, tính chất và ng dng ca than đen 18
Bảng 2.8 Mt số tính chất hóa lí ca ht Silica 20
Bảng 2.9 Chỉ tiêu chất lng lu huỳnh 22
Bảng 2.10 Lng dùng chất xúc tiến DM 23
Bảng 2.11 Lng dùng trong cao su thiên nhiên 24
Bảng 2.12 Lng dùng ca ZnO và acid stearic trong các loi cao su 25
Bảng 2.13 Tính chất và công dng ca chất phòng lưo RD 25
Bảng 2.14 Mt số đơn pha chế cao su 26

Bảng 2.15 Mt số đơn pha chế ti xí nghiệp liên hp Z751 26
Bảng 3.1 Công thc pha chế hn hp cao su mặt lốp ô tô khi thay đổi hàm lng
cao su Butedien 37
Bảng 3.2 Kết quả chỉ tiêu cơ lý ca mặt lốp ô tô khi thay đổi hàm lng cao su
Butadien 38
Bảng 3.3 Kết quả đo đ mài mòn 38
Bảng 3. 4 Kết quả đo đ cng 39
Bảng 3.5 Kết quả đo đ dưn dài đt 40
Bảng 3.6 Kết quả đo khi kéo đt 41
Bảng 3.7 Kết quả đo M300 41
Bảng 3.8 Công thc pha chế hn hp cao su mặt lốp ô tô thay đổi hàm lng than43


x
Bảng 3.9 Kết quả chỉ tiêu cơ lý ca mặt lốp ô tô khi thay đổi hàm lng than N220
43
Bảng 3.10 Kết quả đo đ mài mòn 44
Bảng 3.11 Kết quả đo đ cng 44
Bảng 3.12 Kết quả đo đ dưn dài đt 45
Bảng 3.13 Kết quả đo khi kéo đt 46
Bảng 3.14 Kết quả đo M300 46
Bảng 3.15 Các chỉ tiêu cơ lý bán thành phẩm mặt lốp ô tô (tên bán thành phẩm:
ML2006) ca Xí nghiệp cao su Z751 48
Bảng 3.16 Thiết kế thí nghiệm 49
Bảng 3.17 Kết quả đo đ mài mòn qui hoch thực nghiệm 52
Bảng 3.18 Kết quả đo đ mài mòn ti tâm 53
Bảng 3.19 Kết quả kiểm đnh lng mòn theo tiêu chuẩn Fisher 54
Bảng 3.20 Kết quả thiết kế thí nghiệm leo dốc sự thay đổi đ mài mòn 55
Bảng 3.21 Kết quả thí nghiệm leo dốc đ mài mòn ca mặt lốp ô tô 56
Bảng 3.22 Kết quả đo đ cng qui hoch thực nghiệm 56

Bảng 3.23 Kết quả thí nghiệm đ cng ti tâm ca mặt lốp 57
Bảng 3.24 Bảng kiểm đnh đ cng theo tiêu chuẩn Fisher 58
Bảng 3.25 Thiết kế thí nghiệm leo dốc sự thay đổi đ cng ca mặt lốp ô tô 59
Bảng 3.26 Kết quả thí nghiệm leo dốc sự thay đổi đ cng ca mặt lốp ô tô 60
Bảng 3.27 Kết quả đo đ dưn dài qui hoch thực nghiệm 61
Bảng 3.28 Kết quả thí nghiệm đ dưn dài ti tâm ca mặt lốp ô tô 62
Bảng 3.29 Kết quả kiểm đnh đ dưn dài theo tiêu chuẩn Fisher 63
Bảng 3.30 Thiết kế thí nghiệm leo dốc sự thay đổi đ dưn dài 64
Bảng 3.31 Kết quả thí nghiệm leo dốc sự thay đổi đ dưn dài 65
Bảng 3.32 Kết quả đo đ bền kéo qui hoch thực nghiệm 65
Bảng 3.33 Kết quả thí nghiệm đ bền kéo ti tâm ca ca mặt lốp ô tô 66
Bảng 3.34 Bảng kiểm đnh đ bền kéo theo tiêu chuẩn Fisher 67
Bảng 3.35 Thiết kế thí nghiệm leo dốc sự thay đổi đ bền kéo ca mặt lốp ô tô 68


xi
Bảng 3.36 Kết quả thí nghiệm leo dốc sự thay đổi đ bền kéo ca mặt lốp ô tô 69
Bảng 3.37 Kết quả đo đ M300 qui hoch thực nghiệm 70
Bảng 3.38 Kết quả thí nghiệm Modun 300 ti tâm ca mặt lốp ô tô 71
Bảng 3.39 Bảng kiểm đnh Modun 300 theo tiêu chuẩn Fisher 72
Bảng 3.40 Thiết kế thí nghiệm leo dốc sự thay đổi modun 300 73
Bảng 3.41 Kết quả thí nghiệm leo dốc sự thay đổi Modun 300 74




xii
DANHăMCăCỄCăHỊNHă

Hình 3.2 Mẫu thử đ mài mòn 28

Hình 3.3 Mẫu thử đ cng 28
Hình 3.4 Mẫu thử đ kháng kéo 28
Hình 3.5 Máy cán luyện cao su 30
Hình 3.6 Máy ép lu hóa khuôn bằng 31
Hình 3.7 Máy đo đ mài mòn Akron 32
Hình 3.8 Đồng hồ đo đ cng 34
Hình 3.9 Máy đo cng lực 35
Hình 3.10 Cân điện tử 36
Hình 3.11 Đồ th biểu diễn ảnh hng ca hàm lng cao su Butadien đến đ mài
mòn 39
Hình 3.12 Đồ th biểu diễn ảnh hng ca hàm lng cao su Butadien đến đ
cng 40
Hình 3.13 Đồ th biểu diễn ảnh hng ca hàm lng cao su Butadien đến đ dưn
dài khi đt 41
Hình 3.14 Đồ th biểu diễn ảnh hng ca hàm lng cao su Butadien đến đ bền
kéo khi đt và M300 42
Hình 3.15 Đồ th biểu diễn ảnh hng ca hàm lng than đến đ mài mòn 44
Hình 3.16 Đồ th biểu diễn ảnh hng ca hàm lng than đến đ cng 45
Hình 3.17 Đồ th biểu diễn ảnh hng ca hàm lng than đến đ dưn dài khi đt 46
Hình 3.18 Đồ th biểu diễn ảnh hng ca hàm lng than đến đ bền kéo khi đt
và Modun 300 47





xiii
ĐTăVNăĐ

Việt Nam là mt th trng lớn đối với lốp xe ô tô với rất nhiều thuận li.

Việt Nam có mt nguồn nguyên liệu cao su thiên nhiên dồi dào (hiện là nớc xuất
khẩu cao su lớn th t trên thế giới) và nguồn nhân lực cũng là mt thế mnh ca
Việt Nam. Bên cnh đó cùng với sự phát triển ca nền kinh tế và xư hi thì nhu cầu
đi li và vận chuyển bằng ô tô, xe tải và xe buýt ngày mt tăng. Mt nhân tố quan
trng thúc đẩy ngành lốp xe phát triển là nh chính sách ca chính ph khuyến
khích các thành phần kinh tế tham gia vào việc sản xuất cao su và đầu t sâu rng
vào ngành đc thực hiện thông qua hot đng xúc tiến đầu t vốn nớc ngoài, sản
xuất trong nớc để phc v th trng trong nớc và xuất khẩu.
Trong thực tế, quá trình sử dng lốp xe ô tô hiện nay do ảnh hng ca nhiều
yếu tố khác nhau nh: môi trng khí hậu, chất lng mặt đng xấu, việc sử dng
xe ô tô không đúng quy đnh nh chy với tốc đ cao, tải sử dng không đúng với
yêu cầu ca nhà sản xuất làm cho lốp xe mau h hỏng đặc biệt là phần mặt lốp
nhanh b mài mòn.
Mt lốp xe ô tô gồm có năm phần chính: mặt lốp, hông lốp, khung lốp, tanh
lốp và tầng hoưn xung. Trong đó hn hp cao su ca mặt lốp có yêu cầu đặc trng
nh: có khả năng chu mài mòn, đ cng cao và khả năng kháng kéo tốt; Hn hp
cao su mặt lốp khi b hỏng có thể đắp li tuy nhiên mặt lốp sau khi đắp có tuổi th
không cao.

Đề tài này tiến hành “nghiênă cuă nơngă caoă tuiă thă caă mtă lpă ôă tô”ă
nhằm cải thiện chất lng mặt lốp ô tô để khắc phc những khuyết điểm trên đây
ca mặt lốp, kéo dài thi gian làm việc ca lốp.
Từ các kết quả thực tế nh trên chúng tôi tiến hành nghiên cu về mặt lốp ô
tô với ni dung c thể nh sau:
Chơng 1: Tổng quan
Chơng 2: Cơ s lý thuyết
Chơng 3: Nghiên cu thực nghiệm và kết quả
Chơng 4: Kết luận và hớng phát triển

1
CHNGă1
TNGăQUAN

1.1 TínhăcpăthităcaăđătƠi:
Xư hi phát triển dẫn đến nhu cầu ca con ngi ngày càng cao, đòi hỏi phải
tăng năng suất và chất lng sản phẩm. Có những loi sản phẩm mà chỉ mt hai
thập niên đư thấy nó b thay thế hoàn toàn. Ngày nay rất nhiều nguyên vật liệu mới
ra đi nhằm phc v tiêu dùng nhng mt loi nguyên vật liệu có gần hai thế kỷ nay
là cao su vẫn giữ đc thế mnh ca nó. Các sản phẩm đc chế to từ cao su rất đa
dng trong đó có lốp ô tô tuy nhiên chất lng ca lốp ô tô cha đáp ng đc yêu
cầu về cơ lý, đặc biệt là phần mặt lốp ô tô nhanh b mài mòn, b nt cho nên việc
nghiên cu nâng cao tuổi th ca mặt lốp ô tô là mt vấn đề cần thiết.
1.2 CácănghiênăcuătrongăvƠăngoƠiănc:
1.2.1 Cácănghiênăcuătrongănc
 “Nghiên cu thiết lập công thc hn hp cao su cải thiện chất lng hông
lốp ô tô” ca Thc sĩ Nguyễn Th Huệ Trang đư nghiên cu xây dựng công thc hn
hp cao su làm hông lốp ô tô nhằm hn chế những khuyết điểm ca hông lốp nh:
hay b nt, phồng rp và nóng mềm.
 Công trình nghiên cu, thiết kế công nghệ sản xuất lốp ôtô radian ca Công
ty Công nghiệp Cao su Miền Nam (CASUMINA).
Thân lốp radian bao gồm mt hay nhiều lớp si mành song song nhau, chy
theo hớng hớng tâm (to góc 90
0
so với hớng chu vi ca lốp). Tầng hoưn xung
gồm hai hoặc bốn lớp si bc cao su, thng là si thép (còn gi là bố thép), nằm
gần nh song song với hớng chu vi ca lốp (10 - 30
o
), có tác dng bảo đảm góc
90

0
cho si mành thân lốp. Những u việt ca lốp radian trong quá trình sử dng
nh :



2
- Kết cấu ca lốp radian cho phép to ra sự tiếp xúc tốt giữa lốp và mặt đng.
Đ cng vững theo hớng ngang và hớng thẳng đng có thể đc điều chỉnh đc
lập với nhau, cho phép việc bám đng và lái dễ dàng hơn.
- Mặt lốp là phần cao su tiếp xúc với mặt đng. Hoa lốp đc thiết kế sao
cho có thể đuổi đc nớc và các vật liệu khác ra khỏi rưnh khi lốp đang chy,
nhằm bảo đảm đ bám đng trong mi điều kiện sử dng. Đ kháng mòn đc cải
thiện do sự ổn đnh ca các dải hoa lốp, giảm sự dch chuyển tơng đối ca mặt lốp
đối với mặt đng. Đ bám đng cũng đc cải thiện do sự phân bố áp suất đồng
đều trên toàn b diện tích tiếp xúc mặt đng ca các dải hoa lốp
1.2.2 CácănghiênăcuăngoƠiănc
 Vật liệu Nano trong công nghệ chế to lốp xe:
Áp dng công nghệ nano vào quá trình sản xuất lốp. Ht carbon nhỏ (bao
gồm các ht có kích thớc nano mt phần tỷ mét) đc trn với cao su trong mt
thi gian dài trớc khi đem đi ép. Sản phẩm có đ mài mòn thấp và đ bền lớn.
Hưng Cabot Coperation đư thử nghiệm thành công tính năng ca “PureNano” ht
Silic carbua kích thớc nano. Khi bổ sung vào lốp, các ht “PureNano” làm giảm
50% đ mài mòn.
1.3 LunăđimămiăcaăđătƠi
Trên cơ s nghiên cu các thành phần hn hp cao su xác đnh đc thành
phần ảnh hng lớn nhất đến cơ lý ca cao su. Bằng qui hoch thực nghiệm xác
đnh đc hàm lng cao su và hàm lng chất đn thích hp từ đó xây dựng công
thc hn hp cao su mặt lốp ô tô đáp ng các yêu cầu về cơ lý.
1.4 Mcătiêuănghiênăcu:

Nghiên cu các chỉ tiêu cơ lý ca mặt lốp ô tô khi thay đổi hàm lng cao su
và hàm lng chất đn nh: đ mài mòn, đ cng, khả năng kháng kéo.
1.5 NhimăvănghiênăcuăvƠăgiiăhnăđătƠi
Để nâng cao tuổi th ca lốp ô tô ta cần xác đnh trong các thành phần ca
hn hp cao su thì thành phần nào ảnh hng lớn nhất đến cơ lý ca cao su từ đó ta


3
thay đổi các thành phần tối u trong hn hp cao su. Tiến hành đúc mẫu và thử
nghiệm các chỉ tiêu cơ lý.
Giới hn ca đề tài: Do lốp ô tô có nhiều thành phần cấu to khác nhau nên
ngi nghiên cu tập trung nghiên cu thực nghiệm lớp mặt lốp ô tô dùng cho xe
tải. C thể nghiên cu các chỉ tiêu cơ lý ảnh hng lớn đến tuổi th ca mặt lốp
nh: đ mài mòn, đ cng, khả năng kháng kéo.
1.6 Phngăphápănghiênăcu
Nghiên cu lý thuyết với thực nghiệm để khảo sát các nhân tố ảnh hng đến
cơ lý ca cao su mặt lốp ô tô. Luận án sẽ nghiên cu ảnh hng tổng hp ca các
thành phần nguyên tố nh cao su Butadien (KBR-01), than (N220), silica, các chất
ph gia. Trong đó hàm lng cao su Butadien và than là những yếu tố quan trng
nhất ảnh hng đến khả năng chu mài mòn, đ cng và khả năng kháng kéo ca
mặt lốp.




4
CHNGă2
CăSăLụăTHUYT

2.1 Tngăquanăvălpăôătô

2.1.1 Lchăsăphátătrinăcaălpăôătô
Trong lch sử loài ngi, bánh xe đc xem là mt trong những phát minh
quan trng nhất bi những ng dng rng rưi trong các phơng tiện vận chuyển.
Từ hơn mt ngàn năm trớc đây, con ngi đư sử dng bánh xe g để nẹp sắt.
Từ thế kỷ XIX, nẹp sắt bao xung quanh bánh xe bằng g đc thay thế bằng nẹp
cao su. Sau đó mt thi gian khá lâu ngi ta mới tìm đc cách làm cho nẹp cao
su bám chặt vào vành g và sắt.
Năm 1887, ông Dunlop ngi Ai len đư có mt ý nghĩ tuyệt diệu là dùng
không khí nén làm vật liệu giảm xóc cho xe đp. Dunlop dùng lng không khí
đc đóng kín nh là mt dng lò xo có tác dng làm giảm xóc, còn bản thân chiếc
lốp chỉ có tác dng nh là vỏ bc ca lng không khí ấy. Mt năm sau hoàng hậu
nớc Anh cấp bằng phát minh cho tác giả Dunlop. Song song cùng thi gian phát
minh ra lốp bơm hơi là phát minh ra xe ô tô, những chiếc xe đầu tiên có bánh xe với
nan hoa bằng g sau đó đc thay bằng bánh cao su đặc. Từ những chiếc lốp xe
bơm hơi, hai anh em Michelin nghĩ đến việc áp dng lốp bơm hơi cho xe ô tô do
hưng sản xuất.
Lốp ô tô thi ấy cha mt lng không khí rất nhỏ, đng kính ngoài lớn,
bng lốp hẹp, xe li tơng đối nặng, nên để đảm bảo tải trng phải bơm với áp lực
cao. Thân lốp là mt b phận đảm bảo đ bền ca lốp, lúc đầu đc làm bằng vải
dệt và đc hình thành trên mt lõi sắt. Nguyên liệu dệt này có nhc điểm, 
những si chéo nhau b ma sát mnh khi xe chy, lốp nhún, dẫn đến nhanh b rách
vải. Lốp làm với vải dệt ấy chỉ chy đc vài nghìn km là hỏng. Mt cải tiến cơ bản
khác, cho phép nâng cao tính năng ca lốp khi sử dng, đư đc thực hiện vào đầu
thế kỷ XX khi ngi ta thay vải dệt bằng vải mành. Do cấu to ca vải mành (chỉ có
si dc và rất ít si ngang, si ngang có tác dng giữ si dc khỏi b xô lệch) nên


5
lốp chu biến dng tốt hơn. Ngoài ra các tính năng cơ lý ca si mành cho phép tăng
dung lng ca lốp, chính nh thế mà vào những năm 1920 ca thế kỷ XX ngi ta

đư cho ra đi loi lốp Ballon (lốp có mặt cắt rng). u điểm ca loi này là có đ
nhún và đ giảm xóc tốt.
Do công suất ô tô ngày càng tăng và do sự hình thành mng lới đng ô tô,
lốp ô tô có mặt nhẵn không có hoa lốp không đ để đảm bảo yêu cầu chống trt tốt
nên ngi ta nghĩ đến hoa lốp với các kiểu hoa khác nhau chy nh ngày nay.
Vào cuối những năm 1920 ca thế kỷ XX ngi ta bắt đầu nghiên cu sản
xuất loi lốp có lới thép. Công ty Michelin đư phát minh ra lốp radian bố thép vào
những năm 1946. Loi lốp này dùng cho các xe chuyên dùng cần tải trng lớn.
Năm 2005 công ty Michelin công bố và chy thử nghiệm loi lốp mới đc
đặt tên là Tweel không sử dng hơi.
2.1.2 TìnhăhìnhăsnăxutălpăxeăôătôătiăVităNam
Hiện nay th trng ô tô Việt Nam có khoảng 20 nhưn hiệu lốp xe, chiếm u
thế là ba công ty thuc tổng công ty hóa chất Việt Nam: Công ty cổ phần công
nghiệp cao su Miền Nam, Công ty cổ phần cao su Đà Nẵng, công ty cao su Sao
Vàng và các nhưn hiệu nớc ngoài khác từ các dự án liên doanh hoặc đa từ nớc
ngoài nh Yokohama và Inoue ca Nhật Bản, Sinfa ca Đài Loan…
Trong năm 2005 sản lng lốp xe Việt Nam đáp ng khoảng từ 60-65% nhu
cầu xe ô tô trong nớc. Các lốp xe bố chéo chiếm u thế ti th trng Việt Nam,
gần đây lốp xe bố hớng tâm đang tăng lên. Tuy nhiên khả năng sản xuất lốp xe
hớng tâm trong nớc còn thấp. Công ty cổ phần công nghiệp cao su Miền Nam sản
xuất 50 000 lốp hớng tâm mi năm. Tổng công ty hóa chất Việt Nam đang tìm
kiếm đối tác liên doanh để sản xuất hai triệu lốp xe hớng tâm hằng năm cho th
trng trong nớc và xuất khẩu.
2.1.3 Phơnăloiălpăôătô:
Có rất nhiều cách phân loi lốp xe nh phân loi theo cách sử dng hoặc phân
loi theo cấu trúc lớp vải mành


6
 Phân loi theo cách thc sử dng bao gồm: xe ô tô, xe tải, xe dùng trong

nông nghiệp, xe đua và máy bay.
- Lốp xe tải có rất nhiều kích thớc, hình dng, tải trng và tốc đ. Có loi
lốp xe dùng cho mùa đông, mùa hè, cho tất cả các mùa và lốp xe có đặc tính cao.
Lốp xe tải đc phân loi theo xe tải nhẹ, trung bình và tải nặng. Lốp xe buýt
thng đc phân loi vào lốp xe tải trung bình. Các yêu cầu chính ca lốp xe tải là
tính kinh tế, tuổi th, khả năng chu đựng và khả năng đắp lốp.
- Lốp xe đua yêu cầu đặc tính kỹ thuật có tốc đ cao, sự ổn đnh cao
trong quá trình sử dng ngắn, khả năng đt đc tốc đ và khả năng phanh
trong khi chy.
- Lốp máy bay bao gồm: máy bay ch khách, máy bay ch hàng và máy bay
quân sự. Lốp máy bay có yêu cầu đặc biệt vì chúng đc sử dng  tốc đ cao, tải
trng lớn và lên quan đến kích cỡ ca máy bay.
 Phân loi lốp theo cấu trúc ca lớp vải mành gồm hai loi: lốp chéo và lốp
xuyên tâm
- Lốp chéo: đc đặc trng bi các lớp vải mành sắp xếp chéo nhau theo mt
góc xác đnh. Góc này sẽ xác đnh tính chất lốp xe.
- Số lng lớp vải mành xác đnh tải trng ca lốp: 2-6 cho lốp ô tô khách; 6-
8 cho các loi lốp xe tải.
- Lốp xuyên tâm: đc đặc trng bi si chỉ mành nằm vuông góc với hớng
di chuyển ca xe và có thể bổ sung thêm vài lớp mành chéo.
Không kể đến những thiết kế hoặc ng dng khác nhau ca lốp xe, tất cả
các lốp phải đáp ng cơ bản các chc năng sau:
- Khả năng mang tải
- Tác dng làm giảm xóc
- Truyền tải và hưm phanh
- Cung cấp lực góc
- Kích thớc ổn đnh
- Bền mài mòn

7
- To ra sự cng hng hớng lái
- Bền lăn thấp
- To tiếng ồn và đ rung nhỏ
- Đ bền cao trong suốt quá trình sử dng
2.1.4 Cuăto vƠăchcănĕngăcaăcácăthƠnhăphầnălp
Mi lốp xe là sự lắp ráp ca nhiều b phận, mi b phận có chc năng riêng
đáp ng các đặc tính kỹ thuật ca sản phẩm.
- Mặt lốp: là lớp cao su đặc ph trên bề mặt ca lốp, là phần tiếp xúc với mặt
đng, là b phận chu mài mòn. Yêu cầu ca mặt lốp là có khả năng chu mài mòn,
có khả năng kháng kéo tốt, bám đng tốt, đ bền cơ hc cao để bảo vệ thân lốp
khỏi các tác dng cơ hc.
- Hông lốp: là phần cao su bao bc ngoài, nằm giữa vùng vai và gót lốp ca
hông lốp là phần chống đỡ ca mặt lốp, bảo vệ cho thành thân lốp, giảm mc đ xóc
khi chy. Tùy từng quy cách mà phần hông lốp có chiều dày từ 3-7 mm. Không giống
nh cao su mặt lốp, trong quá trình làm việc hông lốp b biến dng uốn gấp là chính.
- Khung: Khung bao gồm nhiều lớp đc làm từ nhiều si có modul cao
đc bc trong hn hp cao su. Số lớp đc xác đnh dựa trên loi lốp, kích thớc
lốp, áp lực hơi và tải trng có thể chu đựng đc trong quá trình xe chy.
- Tanh: là những si thép không b biến dng chy quanh chu vi lốp, có tác
dng cố đnh thân lốp. Khoảng trống giữa tanh và tầng vải mành đc điền đầy bi
mt tầng cao su chữ A. Kết cấu này giúp bảo đảm đ cng, đ vững chắc cho gót
lốp. Ngoài ra bên ngoài gót lốp còn đc bc mt lớp bảo vệ giúp gót lốp không b
mài mòn và không b tổn hi khi tiếp xúc với vành.
- Lớp hoưn xung: là những vành to thành từ hn hp bổ cng dới mặt lốp.
Nó giảm sự biến dng cho lớp khung và tăng thêm đ cng cho mặt lốp.
2.2 Cao su thiên nhiên
2.2.1 Trngătháiăthiênănhiên
Cao su thiên nhiên sinh ra từ mt số loi thực vật có khả năng to ra latex.
Chc năng này là điều kiện cần có cao su, nhng không hẳn tất cả các cây tiết ra m

đều có cha cao su.


8
Chc năng to ra latex trong các nhu mô thực vật biểu th đặc tính qua sự hiện
hữu ca tế bào chuyên biệt gi là tế bào latex, tiết ra mt dch gi là latex. Tùy theo
loi cây cao su, latex cũng có nhiều loi khác nhau: bản chất cấu to gồm có dung
dch hữu cơ và vô cơ có cha các tiểu cầu cao su  dng nhũ tơng.
2.2.2 Tínhăchtălý hóaăvƠăngădngăcaăcaoăsuăthiênănhiên
2.2.2.1 Lý tính
M cao su bao gồm nhiều ht hình quả lê mang điện tích âm. Trong 1ml m
nớc cha 35% hàm lng cao su khô có khoảng 200 triệu ht này. Đng kính
trung bình mi ht 0,139 ÷0,173µ. M cao su mang tính kiềm yếu nhng sau mt
thi gian, các vi sinh vật trong m sẽ tiết ra các loi acid làm m b đông. Khối
lng riêng ca cao su khô là 0,914.
Bảng 2.1 Tính chất lý hc ca cao su thiên nhiên
Tỉ trng
0,92
Chiết xuất (20
0
C)
1,52
Hệ số trơng n thể tích
0,00062
Khả năng tỏa nhiệt khi đốt
10,7 cal/g
Đ dẫn nhiệt
0,00032 cal/giây/cm
2
/

0
C
Hằng số điện môi
2,37
Hệ số công suất (1.000 chu kỳ)
0,15 ÷0,2
Tr kháng thể tích
10
15
/cm
3

2.2.2.2 Hóa tính
Cấu trúc phân tử ca cao su thiên nhiên là polyisopren có công thc (C
5
H
8
)
n

dng Cis-1,4 với phân tử lng vào khoảng 1÷2,5.10
6
(– CH
2
– C = CH – CH
2
–)
n
CH
3

Chính nh cấu trúc đều đặn này (khác với polyisopren tổng hp) làm cho cao
su này kết tinh khi b kéo căng dẫn đến kết quả là lực kéo đt cao su sống rất cao


9
ảnh hng tốt đến qui trình cán luyện cũng nh tính năng ca sản phẩm khi cha có
chất đn.
Mi mt đơn v C
5
H
8
ca

dây phân tử li có mt nối đôi (cha bưo hòa) làm
cho cao su có thể lu hóa dễ dàng bằng hệ thống lu huỳnh. Tuy nhiên mặt khác
điều này cũng làm cho cao su thiên nhiên dễ b oxy, ozon tác kích dẫn đến tình
trng lưo hóa (đt mch), do đó tính chu nhiệt ca cao su kém. Cao su thiên nhiên
dễ b phân hy  nhiệt đ 192
0
C. Ngoài ra cao su thiên nhiên dây phân tử không có
cực nên dễ b hòa tan trong dầu khoáng nhng li không tan trong aceton.
Cao su thiên nhiên có mt số tính chất mà cao su nhân to không có nh:
trong khoảng từ 10-15 năm không b lưo hóa. Cao su thiên nhiên không b lưo hóa
là do trong nó có chất chống lưo hóa tự nhiên khoảng từ 0.008-0.16%, chất carotin
cha khoảng 0.002%. Các chất này có tác dng hấp th ánh sáng nên có tính
chống lưo hóa ánh sáng. Ngoài ra còn có chất khử oxi mnh làm tăng tính chống
lão hóa oxi.
Bảng 2.2 Các chỉ tiêu hóa lý ca cao su SVR
(Standar Vietnam Rubber) TCVN 3769:2004
Tênăchătiêu

Hng
Phngă
phápăth
SVR
CV60
SVRCV50
SVR
L
SVR
3L
SVR
5
1)
SVR
10CV
SVR
10
SVR
20CV
SVR
20
M nớc ngoài lô
M
đông
hoặc
m t
M nớc ngoài lô

1. Hàm lng
chất bẩn giữ li

trên rây 45 µm,
%m/m, không
lớn hơn
0.02
0.02
0.02
0.03
0.05
0.08
0.08
0.16
0.16
TCVN
6089:2004
2. Hàm lng
tro, %m/m,
0.4
0.4
0.4
0.5
0.6
0.6
0.6
0.6
0.6
TCVN
6087:2004


10

không lớn hơn
3. Hàm lng
nitơ, %m/m,
không lớn hơn
0.6
0.6
0.6
0.6
0.6
0.6
0.6
0.6
0.6
TCVN
6091:2004
4. Hàm lng
chất bay hơi,
%m/m, không
lớn hơn
2)
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
TCVN

6088:2004
4. Đ dẻo đầu
(Po), không nhỏ
hơn
-
-
35
35
30
-
30
-
30
TCVN
6092-
2:2004
5. Chỉ sô duy
trì đ dẻo
(PRI), không
nhỏ hơn
60
60
60
60
60
50
50
40
40
TCVN

6092-
1:2004
6. Chỉ số màu
Lovibond, mẫu
đơn, không lớn
hơn.
7. Đ rng
giữa các mẫu,
không lớn hơn
-



-
-



-
4



-
6



2
-

-
-



-
-



-
-



-
-



-
TCVN
6093:2004
8. Đ nhớt
Mooney ML (1’
+ 4’)
100

0
C
3)
60±5
60±5
-
-
-
60±7;60-
5
-
60±7;
60-5
-
TCVN
6090:2004
9. Đặc tính
lu hóa 4)

R
R
R
R
-
R
-
R
-
TCVN
6094:2004

Mã màu
Da cam
Xanh lá cây nht
Đỏ tơi
nâu
vàng
Đỏ

Chú thích:
1)
Có 03 cấp hng ca SVR 5 bao gồm SVR 5WF (chế biến từ m nớc ngoài lô),
SVR 5RSS (ép bành từ t cao su xông khói) và SVR %ADS (ép bành từ t cao su
xông hơi).



11
2)
Giới hn ca nhà sản xuất không quá 0.5 %.

3)
Giới hn ca nhà sản xuất đối với cao su ổn đnh đ nhớt Mooney.

4)
Đồ th Rgheograph (R) và đặc tính lu hóa đc kèm theo khi có yêu cầu ca
khách hàng.

2.2.3 ngădngăcaăcaoăsuăthiênănhiên
Phm vi sử dng ca cao su thiên nhiên rất rng và đa dng, thng mang li
cho sản phẩm thông thng những tính năng cơ lý tính rất tốt và có thể làm những

sản phẩm cao cấp nh lốp xe, găng tay, giày dép, các sản phẩm cơ hc, keo dán…
Bảng 2.3 Tỉ lệ sử dng đc phân bố nh sau:
Snăphẩm
%
Lốp xe và các sản phẩm lốp
68,0
Sản phẩm cơ hc
13,5
Sản phẩm latex
9,5
Giày dép
5,5
Keo dán
1,0
Các loi khác
2,5
Tổng cng
100

Cao su thiên nhiên là mt loi polyme bán kết tinh với các tính chất sau:
 Cao su thiên nhiên có đ bền chắc, bám dính cao và tính chu lnh cao.
 Cơ lý tốt (kháng đt, kháng kéo…).
 Đ thấm khí ca cao su nhỏ.
 Cao su là chất cách điện và cách nhiệt.
 Nhiệt ni ít.
 Mềm dẻo  nhiệt đ thấp.
 Kết dính tốt với vải si và kim loi.
 Chu nớc

12
2.3 Cao su Butadien (BR)
2.3.1 CuătoăvƠăphngăphápăsnăxut
Cao su Butadien (BR) là mt hn hp homopolyme đc to thành từ phản
ng trùng hp 1,3 Butadien sử dng xúc tác Ziegerler – Nata trên cơ s Ni, Co và
Ti hoặc xúc tác n-Buli. Với các tác nhận xúc tác khác nhau sẽ cho BR có cấu trúc
khác nhau.
Dựa trên cấu trúc ca mt đn v mắc xích, cao su Butadien có ba loi : 1,4
cis, 1.4 trans và 1,2 vinyl. Ngoài ra cao su Butadien còn đc chia theo cấu trúc có
cis cao (HBR) và có cis thấp (LBR) ph thuc vào hàm lng cis 1,4 cha trong nó.

2.3.2 TínhăchtăvƠăngădngăcaăcaoăsuăButadien
2.3.2.1 TínhăchtăchungăcaăcaoăsuăButadien
Bảng 2.4 Tính chất chung ca cao su Butadien
Loi
Cao su Butadien (KBR)
KBR-01
KBR-01L
KBR-3L
Hàm lng cis 1-4

95

Đ nhớt money ML
1+4
(100
0
C)
45

30
35
Chất ổn đnh
Không có chất ổn đnh
Hàm lng chất bay hơi (%)
0,2
0,3
0,3
Hàm lng tro (%)
0,02
0,03
0,03
Trng lng riêng
0,91
0,910
0,93
Đ nhớt money ML
1+4
(100
0
C) ca
hn hp cao su
56
*1)
43
*1)
71
*2)
Đặc tính lu hóa (160c, ARC +-1)
ML (lbf-in)

8,9

7,0

10,6


13
ML (lbf-in)
Ts1(min)
T’50 (min)
T’90 (min)
36,9
4,2
9,0
11,9
31,7
4,9
9,2
12,2
36,8
3,9
7.5
9,7
Lu hóa
Modul 300% (MPa)
Đ bền kéo (MPa)
Dãn dài (%)
Đ cng (JIS-A)

Đ bền xé (B-type, MPa)
Đ tng nẩy (ASTM %)
Mất mài mòn
*4)
Nhiệt ni sinh(
*
C)
*5)

108
196
490
62
36
52
0,0037
24,0

91
174
510
58
40
47
0,0063
29,5

110
182
460

62
40
49
0,005
27

2.3.2.2 ngădngă
a. Lpăxe
Cao su Butadien phối hp với các cao su khác để tăng tính kháng mỏi mệt,
kháng mòn, kháng nt nhất là  hn hp cao su mặt lốp xe cả loi lốp du lch lẫn
loi lốp xe tải nặng. Tỷ lệ phối hp Butadien và cao su thiên nhiên là 40/60 và gia
tăng tỉ lệ đn than đen và dầu sẽ gia tăng đ kháng mòn, đ chống nt cao su tốt
hơn là chỉ dùng riêng cao su thiên nhiên. Sc bám mặt đng ẩm ớt ca hn hp
Butadien/cao su thiên nhiên hoặc Butadien/Styren Butadien tốt hơn so với chỉ dùng
hn hp cao su Butadien.
Hn hp Butadien và cao su thiên nhiên khi làm cao su cán tráng vải mành
cũng dính tốt nh đối với cao su thiên nhiên và không b nhiệt ni sinh phá hy,
mặc dầu ban đầu sc dính ca hn hp yếu hơn so với cao su thiên nhiên.
b. Cácăsnăphẩmăkhác.
Với mc chất đn bằng nhau, sản phẩm Butadien cho sc kháng kéo, sc
kháng hút nớc còn thấp hơn cao su thiên nhiên và cao su styren Butadien.


14
Vì tính thấm cao nên điện tr và tính kháng điện ca Butadien gần giống cao
su thiên nhiên.  nhiệt đ thấp, đ nẩy ca cao su Butadien không thay đổi nhiều do
đó Butadien đc phối hp với các loi cao su khác để cải thiện tính năng này cho
hn hp.
Cao su Butadien dùng trong băng tải phối hp với cao su thiên nhiên cải thiện
đc tính cắt, tính xé rách, tính kháng mòn, kháng nhiệt tốt và tính kháng uốn khúc

dập nt tốt.
2.4 Cao su Styren-Butadien (SBR).
Cao su Styren Butadien là cao su tổng hp từ cao su Butadien và polystyren
với lng Styren từ 10-50%
2.4.1 TínhănĕngăcôngănghăvƠăngădngăcaăcaoăsuăSBR
a. Tínhănĕngăcăhc:
Tính chống thấm nt tốt nhất  nhiệt đ cao,  100
0
C sẽ mất đi 60% tính
chống nt.
Tính chu nhiệt thấp,  94
0
C cao su b lu hóa mất đi 2/3 cng

lực và 30% tỉ
lệ dưn dài.
Đ loang vết nt lớn.
b. Tínhănĕngăthaoătácătrongăsnăxut
Lng tiêu hao năng lng trong sơ hn luyện lớn. Nếu sơ luyện lâu dài đ
dẻo giảm dần vì to trong cao su các liên kết không gian ba chiều.
Nhiệt ni sinh lớn so với cao su thiên nhiên gây tổn thất lớn đối với sản
phẩm b uốn, ép nhiều lần.
Cao su SBR không có chất đn, cng lực kéo đt rất thấp không đáp ng
đc yêu cầu sử dng, do đó sử dng cao su này phải có mt lng chất đn bổ
cng, đặc biệt là than đen.
Tốc đ lu hóa cao su SBR chậm hơn so với cao su thiên nhiên.
c. ngădng: Cao su SBR dùng để sản xuất mặt lốp xe du lch.

15
2.5 Cao su Nitril (NBR).
Cao su là tên gi tắt ca loi polyme đồng trùng Butadien acrylonitril. Hai
nguyên liệu chính để sản xuất loi cao su này là Butadien và acrylonitril.
2.5.1 Tínhănĕngăcăhc.
Cao su NBR có từ 5-6 loi tùy thuc vào hàm lng acrylonitril từ 18-50%
và tính chất ca cao su có quan hệ trực tiếp đến hàm lng các chất này.
Bảng 2.5 tính chất ca cao su NBR với hàm lng acrylonitril tăng dần
Hàm lng acrylonitril tăng từ 18-50%
Tính kháng dầu
Tăng
Tính kháng xăng
Tăng
Lực kéo đt
Tăng
Đ cng
Tăng
Đ kháng mòn
Tăng
Kháng thấm khí
Tăng
Kháng nhiệt
Tăng
Đ chu lnh
Giảm
Đ nảy
Giảm
Đ tơng hp với chất làm mềm
Giảm

Cao su NBR có tính kháng lưo hóa rất tốt, nhất là kháng nhiệt. Có tính kháng
mỏi tốt, kháng biến dng nén tốt, kháng mài mòn tốt và tính không thấm khí đôi lúc
còn tốt hơn cao su butyl nếu có hàm lng acrylonitril cao.
2.5.2 ngădng.
Đc sử dng rng rưi để chế to dây đai, băng tải, ống dẫn, đệm, lót, phớt
trong các máy bơm dầu.
Loi hàm lng acrylonitril trung bình và thấp đc sử dng làm các sản
phẩm mềm dẻo  nhiệt đ thấp hơn là chống dầu.
2.6 Cácăcht phăgia trong cao su
2.6.1 Chtăđn
Khi dùng cao su thiên nhiên hoặc cao su cloropren, cao su butyl có thể không
cần dùng chất đn, tất cả các cao su tổng hp còn li đều phải dùng chất đn. Chất


16
đn có tác dng tăng đ bền kéo đt so với cao su thiên nhiên sau khi lu hóa lên
1.6-2 lần, đối với cao su tổng hp 8-10 lần.
2.6.1.1 Thanăđen
a. CuătoăvƠăphngăpháp snăxut
Than đen là loi chất đn quan trng nhất ngành trong công nghiệp cao su.
Than đen là sản phẩm cháy không hoàn toàn ca các hp chất cacbua hydro. Cấu
to ca than đen là cacbon  cấu trúc phân tử vô đnh hình. Than đen có thể đc
điều chế bằng các phơng pháp sau: than lò, than máng, than nhiệt phân.
Phản ng cơ bản ca sản xuất than đen đc thể hiện dới đây:
C
x
H
y
xC + y/2 H
2

Bảng 2.6 Mt số tính chất hóa lý và thù hình ca than đen
Công thc hóa hc
C
Nhóm chc
-COOH, -OH
Thành phần hóa hc
C 95-99%, Zn, Ni, Ba, Si, Fe, Cr, Mg,
Al, V, Ca, Sr, Na, K, S
Tỉ trng (g/cm
3
)
1,7- 1,9
Tính chất hóa hc

Hàm lng ẩm (%)
pH
Hàm lng tro (%)
Có khả năng phản ng với tác nhân oxy
hóa, không tan trong nớc
0.12 – 2
2 – 8
0.02 - 3
Màu
Đen
Hình thái
Kích thớc ht (nm)
Đ mn Hegman
Đ hấp th dầu (cm
3

/100g)
Bề mặt riêng (m
2
/g)

14 – 250
2 – 7
44 – 192
7 - 560