Nghiên cứu biện pháp xử lý, tận dụng cao su phế thải

Nghiên cứu biện pháp xử lý, tận dụng cao su phế thải
Mở đầu
Cao su là loại vật liệu có những tính chất quý giá. Khác với các vật thể
rắn, cao su có độ bền cơ học thấp hơn nhng có đại lợng biến dạng, đàn hồi lớn
hơn nhiều lần. Khi có ngoại lực tác dụng, có những sản phẩm cao su có khả
năng biến dạng hàng chục lần so với kích thớc ban đầu, kích thớc ban đầu lại
đợc thiết lập ngay sau khi loại bỏ ngoại lực. Khác với các chất lỏng đợc đặc tr-
ng bằng độ bền cơ học vô cùng nhỏ và đại lợng biến dạng chảy nhớt không
thuận nghịch lớn, cao su trong nhiều lĩnh vực đợc sử dụng nh là một vật liệu
chịu lực có đại lợng biến dạng đàn hồi nhỏ. Sự đa dạng của lĩnh vực sử dụng,
chủng loại sản phẩm, tính năng kỹ thuật của cao su và các sản phẩm cao su
cho chúng ta thấy rằng cao su là loại vật liệu không thể thay thế đợc [1].
Chính vì vậy, với sự phát triển mạnh mẽ của các nền công nghiệp, nhu
cầu sử dụng các sản phẩm đợc sản xuất từ các hợp chất cao phân tử nói chung
và cao su nói riêng tăng lên một cách mạnh mẽ. Song song với việc đó là một
lợng lớn phế thải từ vật liệu này đang đợc gia tăng một cách nhanh chóng.
Theo ớc tính, lợng phế phẩm hàng năm của các vật liệu tổng hợp chiếm trung
bình 60% số lợng sản xuất ra. Các sản phẩm này rất khó phân huỷ, chúng tồn
tại từ năm này sang năm khác tạo ra một lợng rác thải khổng lồ nằm trong các
bãi rác của thành phố lớn. Điều này đang là một mối lo, một vấn đề thời sự của
xã hội. Vấn đề đợc đặt ra ở đây là phải xử lý chúng nh thế nào cho hợp lý nhất:
vừa mang lại thêm của cải vật chất, vừa tránh đợc ô nhiễm môi trờng. Do vậy,
từ nhiều năm nay, trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu để xử lý, tận
dụng các vật liệu polyme phế thải nói chung và cao su phế thải (CSPT) nói
riêng. Các công trình này đã góp phần làm giảm thiểu khối lợng rác phải thu
gom và tiêu huỷ, mang lại cơ hội làm việc cho những ngời nghèo, bảo tồn
những nguồn lực có hạn và bảo vệ môi trờng sống trong sạch.
1
Nghiên cứu biện pháp xử lý, tận dụng cao su phế thải
ở Việt Nam, vấn đề nghiên cứu xử lý, tận dụng polyme phế thải nói
chung và cao su phế thải nói riêng cha đợc chú ý nhiều. Theo thống kê của

Viện Khoa học Công nghệ Môi trờng (thuộc trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội)
thì ở Hà Nội mới chỉ có khoảng 5% vật liệu polyme phế thải đợc thu gom và
tái sử dụng bằng các biện pháp đơn giản ở các làng Triều Khúc, Trung Văn,
Minh Khai [2]... Còn các phế thải từ các sản phẩm cao su thì hầu nh cha đợc
quan tâm đến.
Trớc tình hình nh vậy, chúng tôi chọn đề tài Nghiên cứu biện pháp xử lý,
tận dụng cao su phế thải để thực hiện luận văn tốt nghiệp với mục tiêu đa ra
đợc biện pháp xử lý, tận dụng thích hợp để có thể tái sử dụng các loại cao su
phế thải nhằm tiết kiệm nguyên liệu và góp phần bảo vệ môi trờng.
2
Nghiên cứu biện pháp xử lý, tận dụng cao su phế thải
Phần thứ nhất:
Tổng quan
1.1. Giới thiệu chung về cao su thiên nhiên
1.1.1. Lịch sử phát triển
CSTN đợc loài ngời phát hiện và sử dụng vào nửa cuối thế kỷ XVI ở Nam
Mỹ. Vào thời gian này, những thổ dân ở đây chỉ biết trích thân cây lấy nhựa
rồi tẩm vào vải sợi làm giầy dép đi rừng, leo núi. Những chiếc giầy đợc làm
bằng vải tẩm nhựa cây này có thời gian sử dụng lâu hơn nhng nó dính vào chân
và gây cảm giác khó chịu. Thoạt đầu thổ dân chỉ biết lấy đất sét rắc vào giầy
để chống dính. Về sau họ có nhận xét là đất cát lấy từ khu vực núi lửa hoạt
động vừa chống dính tốt vừa tăng thời gian sử dụng giầy. Đến năm 1839 khi
loài ngời phát minh đợc quá trình lu hoá chuyển cao su từ trạng thái chảy nhớt
sang trạng thái đàn hồi cao bền vững, CSTN đợc sử dụng để sản xuất ra các
sản phẩm tăng đáng kể [1].
Trong những năm gần đây mặc dù loài ngời đã tổng hợp nhiều loại cao su
nhng sản lợng sản xuất và sử dụng CSTN vẫn tăng lên một cách đáng kể. Dới
đây là sản lợng CSTN của một số nớc trên thế giới trong những năm gần đây.
Bảng 1: Sản lợng CSTN trên thế giới trong mấy năm gần đây [3]
Năm

Nớc
1994
(triệu tấn)
1995
(triệ
u
tấn)
1996
(triệ
u
tấn)
2000 (triệu
tấn)
Indonesia 1,408 1,444 1,479 1,736
Malaysia 1,088 1,080 1,050 0,950
Thái Lan 1,683 1,754 1,842 2,238
Trung Quốc 0,250 0,310 - -
Việt Nam 0,136 0,190 0,295 0,310
Tổng sản lợng thế giới 5,660 5,810 5,660 6,500
3
Nghiên cứu biện pháp xử lý, tận dụng cao su phế thải
1.1.2. Thành phần, cấu tạo, tính chất và phơng pháp chế biến cao su thiên
nhiên
1.1.2.1. Thành phần
Thành phần của CSTN gồm nhiều nhóm các chất hoá học khác nhau:
cacbua hydro (thành phần chủ yếu), độ ẩm, các chất trích ly bằng axeton, các
chất chứa nitơ mà thành phần chủ yếu của nó là protein và các chất khoáng.
tuỳ thuộc vào các yếu tố nh: phơng pháp sản xuất, tuổi của cây cao su, cấu tạo
thổ nhỡng, khí hậu nơi cây sinh trởng, phát triển và mùa khai thác mủ cao su
mà hàm lợng các chất này có thể dao động tơng đối lớn.

Thành phần hoá học các chất đợc trích ly bằng axeton bao gồm: 5,51%
axit béo (axit oleic, axit stearic) giữ vai trò làm trợ xúc tiến cho quá trình lu
hoá.
Axit béo trong cao su tồn tại ở nhiều dạng khác nhau, 3% là este của các
axit béo, 7% là glucozit. Phần còn lại là các axit amin béo và các hợp chất phốt
pho hữu cơ 0,08% đến 0,16% các hợp chất hữu cơ kiềm tính: C
17
H
42
O
3
và C-
20
H
30
O. Những hợp chất này có khả năng chống lại phản ứng oxy hoá mạch
cacbua hydro và giữ vai trò chất phòng lão hoá tự nhiên cho cao su.
Các chất chứa nitơ trong CSTN gồm protein và các sản phẩm phân huỷ
protein là các axit amin. Protein làm giảm tính năng kỹ thuật của cao su vì
tăng khả năng hút ẩm và giảm tính cách điện của cao su.
Ngoài ra trong CSTN còn một thành phần khác nh: chất khoáng, chất tro
của quá trình thiêu kết polyme (các muối khoáng, muối kali, magiê, oxyt kim
loại kiềm ).
Đối với cao su tiêu chuẩn SMR (tiêu chuẩn của Malaysia), hàm lợng các
hợp chất phi cao su đợc quy định theo bảng sau đây.
4
Nghiên cứu biện pháp xử lý, tận dụng cao su phế thải
Bảng 2: Hàm lựơng các chất phi cao su theo tiêu chuẩn Malaysia.
STT Thành phần
Hàm lợng %

SMREQ SMR-5 SMR-10 SMR-20 SMR-50
1 Chất khoáng 0,5 0,6 0,75 1,0 1,5
2 Chất chứa N 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65
3 Chất bốc 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
4 Đồng 8.10
-4
8.10
-4
8.10
-4
8.10
-4
8.10
-4
5 Mangan 1.10
-4
1.10
-4
1.10
-4
1.10
-4
1.10
-4
1.1.2.2. Cấu tạo
CSTN là polyizopren mà mạch đại phân tử của nó đợc hình thành từ các
mắt xích izopenten-cis đồng phân liên kết với nhau ở vị trí 1,4.
CH
3
H CH

3
H
C C CH
2
CH
2
C C
CH
2
CH
2
C C CH
2
CH
2
CH
3
H
Ngoài các mắt xích izopren đồng phân 1,4- cis trong CSTN còn có
khoảng 2% các mắt xích izopenten tham gia vào hình thành mạch phân tử ở vị
trí 3,4. Khối lợng phân tử trung bình của CSTN là 1,3.10
6
. Mức độ dao động
khối lợng phân tử rất nhỏ (từ 10
5
đến 2.10
6
).
Trong CSTN, ngoài mạch cacbuahydro có cấu tạo từ các mắt xích
izopenten còn có các hợp chất phi cao su khác, các hợp chất đợc trích ly bằng

axeton, các chất chứa nitơ, các chất tan trong nớc Hàm l ợng các hợp chất phi
cao su phụ thuộc vào nhiều yếu tố trong đó quan trọng nhất là phơng pháp sản
xuất cao su.
5
Nghiên cứu biện pháp xử lý, tận dụng cao su phế thải
1.1.2.3. Tính chất
1.1.2.3.1. Tính chất vật lý
CSTN ở nhiệt độ thấp có cấu trúc tinh thể, vận tốc kết tinh lớn nhất đợc
xác định là ở -25
0
C. CSTN có biểu hiện rõ ràng lên bề mặt: độ cứng tăng, bề
mặt vật liệu mờ. CSTN tinh thể nóng chảy ở nhiệt độ 40
0
C. Quá trình nóng
chảy của các cấu trúc tinh thể của CSTN xảy ra cùng hiện tợng hấp phụ nhiệt.
Tính cách âm của cao su mềm trên cơ sở của CSTN đợc đánh giá bằng
vận tốc truyền âm trong đó. ở 25
0
C vận tôc truyền âm trong CSTN là 37m/s,
vận tốc truyền âm giảm khi tăng nhiệt độ hợp phần cao su.
CSTN tan tốt trong các dung môi hữu cơ mạch thẳng, mạch vòng
tetraclorua cacbon (CCl
4
) và sunfua cacbon (CS
2
). CSTN không tan trong rợu,
xeton.
Một số tính chất đặc trng cho CSTN:
+ Khối lợng riêng: 913 (kg/m
3

)
+ Nhiệt độ hoá thuỷ tinh: -70
0
C
+ Hệ số giãn nở thể tích: 656.10
-4
(dm
3
/
0
C)
+ Nhiệt dẫn riêng: 0,14 (w/m.
0
K)
+ Nhiệt dung riêng: 1,88 (kJ/kg.
0
K)
+ Nửa chu kỳ kết tinh ở - 25
0
C: 2 - 4 (giờ)
+ Thẩm thấu điện môi ở tần số dao động 1000Hz: 2,4 - 2,7
+ Tang của góc tổn thất điện môi: 1,6.10
-3
1.1.2.3.2. Tính chất công nghệ
Trong quá trình bảo quản, CSTN thờng chuyển sang trạng thái tinh thể. ở
nhiệt độ môi trờng từ 25
0
C đến 30
0
C, hàm lợng pha tinh thể trong CSTN là

40%. Trạng thái tinh thể làm giảm tính mềm dẻo của CSTN.
Để đánh giá mức độ ổn định các tính chất công nghệ của CSTN, trên thị
trờng sử dụng hệ số ổn định dẻo PRI. Hệ số này càng cao thì vận tốc hoá dẻo
6
Nghiên cứu biện pháp xử lý, tận dụng cao su phế thải
cao su đó càng nhỏ, điều đó có nghĩa là cao su có hệ số PRI càng lớn có khả
năng chống lão hoá càng tốt.
CSTN có khả năng phối trộn tốt với các loại chất độn và các chất phối
hợp trên máy luyện kín hoặc luyện hở. Hợp phần trên cơ sở CSTN có độ bền
kết dính nội cao, khả năng cán tráng, ép phun tốt, mức độ co ngót kích thớc
sản phẩm nhỏ. CSTN có thể phối trộn với các loại cao su không phân cực khác
(cao su poly izopren, cao su butadien, cao su butyl) với bất cứ tỷ lệ nào.
1.1.2.3.3. Tính chất cơ lý
CSTN có khả năng lu hoá bằng lu huỳnh phối hợp với các loại xúc tiến lu
hoá thông dụng. Tính chất cơ lý của CSTN đợc xác định theo tính chất cơ lý
của hợp phần cao su tiêu chuẩn.
Bảng 3: Thành phần tiêu chuẩn để xác định các tính chất cơ lý của CSTN
STT Thành phần Hàm lợng [PKL]
1 CSTN 100,0
2 Lu huỳnh 3,0
3 Mercaptobenzothiazol 0,7
4 ZnO 5,0
5 Axit steoric 0,5
Hỗn hợp cao su lu hoá ở nhiệt độ 143 2
0
C trong thời gian lu hoá tối u
là 20 ữ 30 phút.
Các tính chất cơ lý phải đạt:
+ Độ bền kéo đứt [MPa]: 23
+ Độ dãn dài tơng đối [%]: 700

+ Độ dãn dài d [%]: 12
+ Độ cứng tơng đối [Shore] 65
Hợp phần CSTN với các loại chất độn hoạt tính có đàn tính cao, chịu lạnh
tốt, chịu tác dụng của lực cơ học tốt. CSTN là cao su dân dụng, từ CSTN sản
7
Nghiên cứu biện pháp xử lý, tận dụng cao su phế thải
xuất ra các mặt hàng dân dụng nh săm lốp xe máy, xe đạp, các sản phẩm công
nghiệp nh băng chuyền, băng tải, dây cu-roa làm việc trong môi trờng không
có dầu mỡ.
CSTN không độc nên từ nó có thể sản xuất các sản phẩm trong y học và
trong công nghiệp thực phẩm.
1.1.2.4. Phơng pháp chế biến
CSTN đợc sản xuất từ latex chủ yếu bằng 2 phơng pháp:
+ Keo tụ mủ cao su
+ Cho bay hơi nớc ra khỏi mủ cao su
Trên thơng trờng quốc tế, CSTN đợc trao đổi ở 2 dạng chính là ểpcêp
hong khói và crêp trắng.
Ph ơng pháp sản xuất crêp hong khói
Sơ đồ:
Công đoạn đầu tiên của công nghệ sản xuất crêp hong khói là công đoạn
lọc mủ cao su. Trong công đoạn này mủ cao su chảy nhẹ qua các sàng lọc với
đờng kính mắt sàng là 54 àm. Lọc là công đoạn nhằm mục đích loại bỏ tất cả
những tạp chất cơ học nh đất, cát, vỏ cây, lá cây và những phần cao su bị keo
tụ. Sau khi lọc mủ cao su đợc làm loãng bằng nớc mềm đến hàm lợng polyme
khoảng 15 ữ 17 %. Công đoạn pha loãng nhằm mục đích làm giảm nồng độ
các chất tan trong nớc đọng lại trong cao su keo tụ sau này. Trớc khi keo tụ,
latec đợc đổ sang các thùng chuyên dùng. Trong các thùng này latec đợc
khuấy trộn đều với 1% axit axetic cho đến khi latec đợc keo tụ hoàn toàn.
8
Lọc Pha loãng Keo tụ Cán ép nước

KCS + đóng kiện Sấy hong khói Ngâm nước Cán rãnh
Hình 1: Sơ đồ sản xuất crêp hong khói
Nghiên cứu biện pháp xử lý, tận dụng cao su phế thải
Cao su đã đợc keo tụ vớt ra khỏi thùng keo tụ, xếp đống và chuyển sang
công đoạn tiếp theo, công đoạn ép nớc. Cán ép nớc đợc tiến hành trên máy cán
hai trục không có tỷ tốc, mặt trục cán phẳng. Mục đích chủ yếu là tách bỏ các
chất tan trong nớc đợc cuốn theo cao su. Cao su đợc lấy ra ở công đoạn này có
hình dạng tấm.
Các tấm lấy ra đợc chuyển sang máy ép rãnh. Máy cán rãnh là máy cán
hai trục quay nh nhau. Bề mặt trục cán đợc sẻ các rãnh dọc có kích thớc 3mm
x 3mm. Mục đích làm tăng diện tích bề mặt của tấm cao su.
Các tấm cao su đợc sẻ rãnh đợc ngâm vào trong nớc mềm từ 10 đến 15
giờ. Công đoạn này nhằm mục đích loại bỏ bớt các tạp chất tan trong nớc và
dấu vết của axit axetic còn đọng lại trong cao su trong quá trình keo tụ.
Sau khi ngâm vào nớc các tấm cao su đợc vớt lên, treo vào các giá có
bánh xe để chuyển động dễ dàng. Các giá này theo đờng ray đợc đẩy vào lò
sấy hong khói. Lò sấy hong khói là toà nhà cao từ 2 đến 3 tầng. ở các tầng
trên là các giá đỡ cao su còn tầng dới cùng là tất cả các loại thực vật: bẹ dừa,
vỏ lạc, củi tơi, tre đ ợc đốt cháy làm nguồn nhiệt để sấy. Công đoạn sấy là
công đoạn dài nhất. Tổng thời gian sấy có thể kéo dài từ 7 đến 10 ngày đêm.
Trong công đoạn này cao su đợc sấy trong làn khói dầy đặc ở nhiệt độ từ 40
0
C
đến 45
0
C.
Ph ơng pháp sản xuất crêp trắng
Crêp trắng đợc sản xuất từ mủ CSTN. Cũng nh công nghệ sản xuất crêp
hong khói, crêp trắng mủ cao su đợc lọc qua sàng lọc với kích thớc mắt sàng
khoảng 50 ữ55 àm nhằm mục đích loại bỏ các hợp chất cơ học lớn nh: cát, lá

cây, vỏ cây và một phần cao su bị keo tụ. Trớc khi tiến hành keo tụ, mủ cao su
đợc pha loãng bằng nớc mền đến hàm lợng cao su từ 15% đến 17%. Ngoài ra
còn khuấy trộn với 1% NaHSO
3
theo tỷ lệ 10 phần thể tích NaHSO
3
1% với
100 phần thể tích mủ cao su 15% đến 17%.
Trong quá trình khuấy trộn mủ cao su với NaHSO
3
một phần mủ cao su bị
keo tụ theo phản ứng phân huỷ NaHSO
3
để tạo thành axit.
9
2NaHSO
3
Na
2
SO
3
+ H
2
SO
3
Nghiên cứu biện pháp xử lý, tận dụng cao su phế thải
Axit H
2
SO
3

không bền vững phân huỷ thành nớc và SO
2
, chính SO
2
tẩy
trắng mủ cao su trớc khi nó bị keo tụ.
Hỗn hợp mủ cao su với Na
2
SO
3
đợc keo tụ bằng dung dịch axit axetic 1%.
Khi trong thể tích latec xuất hiện phần mủ keo tụ nó đợc vớt lên khỏi bể keo tụ
bằng sàng nhiều tầng. Những tảng cao su keo tụ vớt đợc đặt trên các tầng sàng
và đợc rửa bằng nớc mềm trên hệ thống 3 máy cán. Hai máy đầu là hai máy
cán có tỷ tốc, bề mặt trục cán đợc tạo rãnh dọc theo trục cán với kích thớc
3mm x 3mm. Quá trình rửa cao su bằng nớc đợc tiến hành đồng thời với công
đoạn tạo vân cán xuất tấm vì vậy các rãnh dọc theo trục cán đã làm tăng độ
xốp của cao su, tăng diện tích tiếp xúc với nớc rửa làm cao su sạch hơn, hàm l-
ợng các chất tan trong nớc, dấu vết của axit axetic ít hơn.
Sau khi đợc rửa sạch ở máy cán thứ hai các tấm cao su chuyển ngay sang
máy cán thứ 3. Trên máy cán thứ 3 với bề mặt trục cán phẳng, vận tốc quay
của trục nh nhau, nớc rửa đợc loại bớt khỏi bề mặt cao su đồng thời với nớc rửa
một phần các chất tan trong nớc bị cuốn theo cao su trong quá trình keo tụ
cũng đợc ép ra ngoài theo serum. Các tấm cao su lấy ra từ máy cán thứ 3 đợc
treo lên giá và sấy khô ở nhiệt độ 30
0
C đến 35
0
C trong khoảng thời gian từ hai
đến ba tuần [1].

1.2. cao su phế thải và vấn đề ô nhiễm môi trờng
1.2.1. Rác thải và vấn đề ô nhiễm môi trờng
Bảo vệ môi trờng để phát triển bền vững là vấn đề sống còn của mỗi quốc
gia trên thế giới. Kinh tế càng tăng trởng thì càng nhiều vấn đề đặt ra cho bảo
vệ môi trờng, trong đó chất thải là một vấn đề cấp bách nhất hiện nay.
Việt Nam đang tiến hành công nghiệp hoá đất nớc với nhịp độ tăng trởng
kinh tế khá cao trong nhiều năm qua. Cùng với tốc độ tăng trởng kinh tế cao
đó là sự gia tăng mạnh các chất thải, gây nên những vấn đề môi trờng nghiêm
trọng. Chỉ tính riêng ở thành phố Hà Nội, theo thống kê của Công ty Môi trờng
10
Nghiên cứu biện pháp xử lý, tận dụng cao su phế thải
Hà Nội, lợng rác thải của thủ đô đã tăng vọt từ 1.300 tấn/ngày (năm 2000) lên
1.500 tấn/ngày (năm 2001) và trong năm 2002 tiếp tục tăng vọt lên 1.800
tấn/ngày. Năm 2003, con số này tiếp tục gia tăng lên hơn 1.900 tấn/ngày và có
chiều hớng ngày càng tăng trong năm 2004 [4].
Ước tính hiện nay tổng lợng chất thải rắn ở Việt Nam vào khoảng 49.300
tấn/ngày, trong đó chất thải rắn công nghiệp chiếm khoảng 54,8% (tơng đơng
27.000 tấn), chất thải sinh hoạt chiếm 44,4% (tơng đơng 21.900 tấn) và chất
thải bệnh viện chiếm 0,8% (tơng đơng 400 tấn) [5]. Trong khi đó, hoạt động
thu gom và xử lý rác thải hiện vẫn đang là một trong những vấn đề bức xúc
trong công tác quản lý môi trờng. Có thể nói, trên địa bàn các đô thị hiện vẫn
cha có hệ thống thu gom, vận chuyển và xử lý rác thải hoạt động xuyên suốt và
đảm bảo xử lý một cách hợp vệ sinh. Thông thờng rác thải sau khi thu gom đợc
đổ tại các bãi chứa tạm thời, mà các bãi chứa này chỉ là các khu đất trống hay
các hầm khai thác đất sét, đá...[4]. Hơn nữa, các chất thải rắn ở các đô thị và
khu công nghiệp hầu nh không đợc phân loại trớc khi chôn lấp, tất cả các loại
chất thải (công nghiệp, sinh hoạt, y tế) đều đợc chôn lấp lẫn lộn, cộng với việc
lợng chất thải không đợc thu gom và chôn lấp, đã và đang gây nên tác động
xấu tới môi trờng ảnh hởng không tốt không chỉ tới đời sống sinh hoạt mà còn
cả tới hoạt động kinh tế. Ngay cả chất thải đợc chôn lấp cũng đặt ra vấn đề về

môi trờng cần đợc giải quyết [5]. Các loại rác thải không đợc chôn lấp đúng
tiêu chuẩn đã và đang gây ra các ảnh hởng rất lớn đến sự ô nhiễm đất, ô nhiễm
các mạch nớc ngầm.
Chất thải công nghiệp chiếm tỷ lệ lớn nhất (54,8%) trong tổng lợng chất
thải ở Việt Nam. Nếu xét theo nguồn thải thì tỷ lệ các cơ sở sản xuất thuộc các
ngành công nghiệp gây ô nhiễm môi trờng nghiêm trọng thể hiện trên bảng dới
đây.
Bảng 4: Tỷ lệ chất thải gây ô nhiễm môi trờng
của các ngành công nghiệp ở Việt Nam
11
Nghiên cứu biện pháp xử lý, tận dụng cao su phế thải
STT Ngành Tỷ lệ (%)
1 Công nghiệp thực phẩm 36,76
2 Công nghiệp hoá chất 13,81
3 Vật liệu xây dựng 13,05
4 Thủ công nghiệp 12,26
5 Công nghiệp nhẹ 10,84
6 Công nghiệp nặng 9,03
7 Dịch vụ 3,71
8 Công nghiệp điện, điện tử 0,54
Cộng 100
Tỷ lệ trên phản ánh đúng thực trạng cơ cấu sản xuất của một nớc nông
nghiệp nh Việt Nam [6].
1.2.2. Cao su phế thải và ảnh hởng của nó tới môi trờng sinh thái
Tình hình dân số gia tăng, công nghiệp hoá nhanh chóng và điều kiện
sống cao hơn làm lợng cao su sử dụng tăng lên, đồng thời làm tăng lợng rác
thải từ cao su, trong đó phần lớn là lốp cao su thải. ở những nớc công nghiệp
hoá, lợng lốp cao su thải chiếm đến 60% lợng cao su tiêu dùng. Cùng với lợng
xe đạp, xe máy và ôtô tăng lên, lợng lốp xe thải ra cũng chất thành từng núi
lớn. Hàng năm ở Mỹ thải ra khoảng 242 triệu lốp xe ôtô, Canada là 10 triệu,

Đức là 0.6 triệu; Pháp là 0,4 triệu; Anh là 0,74 triệu và Italia là 0,37 triệu lốp.
Ước tính cứ một ngời một năm thải ra một lốp xe. ở những nớc công nghiệp
hoá cao, lợng lốp xe đã dùng chiếm khoảng 1 ữ 2% tổng lợng rác thải rắn.
Khoảng 40% rác thải cao su còn lại chủ yếu là các loại ống, dây bảo hiểm và
công nghiệp đóng giày. Ngoài ra còn có các loại cao su thừa, vòng đệm, vật
liệu cách điện trong các dụng cụ điện, bao gói [7].
12
Nghiên cứu biện pháp xử lý, tận dụng cao su phế thải
Không chỉ chiếm nhiều khu chôn lấp rác, lốp cao su thải còn làm hỏng
các lớp đá ngăn không cho những chất độc hại ngấm vào các mạch nớc ngầm
và nớc trên mặt đất. Lốp cao su vứt lén lút bừa bãi từng chiếc hay vứt thành
từng đống lớn trông rất chớng mắt, làm mất mỹ quan đờng phố, đồng thời
cũng là mối đe doạ cho sức khoẻ cộng đồng bởi đó còn là nơi trú ngụ của các
loại muỗi mang bệnh truyền nhiễm sinh sống.
Bên cạnh đó, những đống cao su cháy còn là một vấn đề lớn đối với môi
trờng. Các đám lửa do đốt cao su có thể cháy đến vài tháng, tạo nên những cột
khói lớn, có thể nhìn thấy từ xa đến cả chục dặm. Những cột khói đó có chứa
các chất độc hoá học và gây ô nhiễm không khí, nh dầu sinh ra từ cao su cháy
là các chất độc ngấm vào nguồn nớc sinh hoạt. Giải quyết một đám cao su
cháy trong nhiều trờng hợp không chỉ vô ích mà còn mang lại nhiều vấn đề
nguy hại cho môi trờng. ở Ohio (Mỹ), hậu quả nặng nề nhất đến vào năm
1999, khi một đống rác thải cao su rộng 56 hecta ở phía đông bắc Ohio cháy
trong 5 ngày, tạo ra một cột khói độc có thể nhìn thấy từ cách xa 60 dặm, thải
ra một lợng dầu chảy vào một nhánh sông gần đó, làm chết cá ở hệ thống sông
Sandusky [8].
1.2.3. ý nghĩa thực tiễn của việc tận dụng đồ phế thải nói chung và cao su
phế thải nói riêng
Việc tận dụng đồ phế thải trong đó có CSPT có một ý nghĩa thực tiễn rất
quan trọng. Việc này góp phần giảm lợng rác thải, khắc phục sự suy thoái môi
trờng, giúp cho ngời dân không phải sống chung với rác, do đó cải thiện đợc

điều kiện sinh hoạt, bảo vệ sức khoẻ, nâng cao chất lợng cuộc sống. Hơn nữa,
việc tái chế lại các đồ phế thải còn mang lại lợi ích kinh tế rất lớn. Việc tận
dụng các nguyên vật liệu phế thải để tái chế góp phần làm giảm giá thành sản
phẩm, giảm chi phí cho việc nhập các nguyên liệu mới. Nền công nghiệp tái
chế các vật liệu phế thải còn mang lại công ăn việc làm cho nhiều ngời, tăng
thu nhập cho nền kinh tế quốc dân. Do vậy, việc nghiên cứu các biện pháp xử
lý, tận dụng nguồn phế thải đã và đang là vấn đề đợc cả thế giới quan tâm.
13
Nghiên cứu biện pháp xử lý, tận dụng cao su phế thải
1.3. Các biện pháp xử lý, tận dụng cao su phế thải
Ngay từ khi ngành công nghiệp sản xuất cao su ra đời, ngời ta đã nghĩ
đến việc tận dụng CSPT làm nguyên liệu.
Năm 1858 ra đời bằng sáng chế đầu tiên của Hall, trong đó tác giả đa ra
biện pháp sơ chế CSPT bằng hơi nớc. Qua đó, cao su đợc dẻo hoá và có thể sử
dụng lại [9].
Năm 1882, Michell đã đa ra biện pháp dùng axit [10] và năm 1889,
Marsk đã đa ra biện pháp dùng kiềm [11] để hoà tan các loại sợi bông gia cờng
trong cao su.
Đến khoảng năm 1960, ngời ta sử dụng CSPT chủ yếu làm vật liệu tái
sinh và sơ chế thành dạng hạt hoặc dạng bột. Lợng nguyên liệu tái sinh có thể
dùng khoảng 5 ữ 30% lợng nguyên liệu cần thiết. Nguyên liệu tái sinh đa vào
làm giảm giá thành, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình gia công
nh thoát khí tốt hơn, thời gian lu hoá nhanh hơn [8,12].
Tuy nhiên, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, giá nguyên liệu giảm
mạnh nên việc tận dụng CSPT làm nguyên liệu không còn kinh tế nữa mà ngời
ta nghĩ tới các giải pháp khác nh làm nhiên liệu, tận dụng làm vật liệu gia cố
bờ biển, đắp lại lốp,... Dới đây là tình hình sử dụng CSPT ở một số nớc công
nghiệp phát triển [13].
14
Nghiên cứu biện pháp xử lý, tận dụng cao su phế thải

Bảng 5: Tình hình sử dụng CSPT ở một số nớc công nghiệp phát triển
Biện pháp
sử dụng
Nớc
Nhiên liệu
(cho xi măng)
Nguyên
liệu
Đắp lại
lốp
Xuất
khẩu
Bỏ đi
Nhật 35% 22% 15% 17% 11%
Đức 37% 11% 22% - 30%
Mỹ 7% 2% 12% 4% 75%
Vấn đề tái sử dụng CSPT không chỉ giới hạn ở một vùng hay một nớc mà
ngày nay, các công ty trên thế giới đã đầu t vào lĩnh vực này rộng khắp trên
toàn cầu. Hãng Nilos (Đức) là một hãng lớn trên thế giới chuyên chế tạo các
loại sản phẩm băng tải cao su đồng thời với việc xử lý các băng tải cũ thành
nguyên liệu bột cao su đã đặt cơ sở tại nhiều nớc trên thế giới. Riêng ở Châu á
hãng đã có chi nhánh tại Trung Quốc, ấn độ, Indonesia, Philippin Điều đó
cho thấy ngay cả các hãng sản xuất gia công cao su ngày nay cũng rất coi
trọng vấn đề tái sử dụng các sản phẩm CSPT làm nguyên liệu.
Trong những năm gần đây, đa phần các nghiên cứu trong lĩnh vực tận
dụng CSPT tập trung vào một số vấn đề sau.
1.3.1. Sử dụng lại các sản phẩm phế thải
Đắp lại lốp cũ:
Hiện nay có khoảng 15% lốp xe con (trớc đây là 25%), 50% lốp xe tải đ-
ợc đáp lại, trong đó phần lớn đợc đắp lại 2 đến 3 lần. Nh vậy, tổng số một

chiếc lốp chạy đợc tới 500.000 km. Riêng lốp máy bay có thể đắp lại tới lần
thứ 20 [13].
Việc đắp lốp ôtô, xe máy, có thể đ ợc mô tả theo quy trình dới đây.
15
Lốp phế
thải
Kiểm tra Xử lý
bề mặt
Sửa Ghép Vào
khuôn
Kiểm tra Lưu hoáTháo sản
phẩm
Nhập kho
Cao su
Hình 2: Sơ đồ quy trình đắp lại lốp ôtô, xe máy
Nghiên cứu biện pháp xử lý, tận dụng cao su phế thải
Trớc khi đắp, tất cả các vỏ lốp cũ đều phải qua công đoạn kiểm tra. Việc
này rất quan trọng trong quá trình đắp phần cao su mới lên trên đó. Do vậy
phải tạo một bề mặt sạch để đảm bảo sự kết dính cao nhất và tạo một đờng
viền ở vòng quanh vùng đắp. Đắp cao su mới ở dạng dung dịch bằng súng
phun tia, lớp keo dán đệm cha lu hoá với hình dáng cần thiết để đắp vỏ lốp. Lu
hoá cao su đắp mới, quá trình lu hoá đợc tiến hành trong các nồi hấp ở nhiệt độ
97 ữ 100
0
C trong thời gian 4 ữ 5 giờ. Cuối cùng là kiểm tra sản phẩm.
Làm các vật liệu gia cố bờ biển chống xói lở, ăn mòn, làm đệm chắn
cho thành tàu thuỷ, làm vỉa chắn ở cảng biển, làm barie an toàn, làm hàng rào,
hoặc dùng cả lốp để làm thành giếng nớc, làm vật chắn trớc tín hiệu giao
thông, làm vành đai để chặn dầu tràn [7,13]
1.3.2. Sử dụng làm nguyên liệu

1.3.2.1. Sơ chế cao su phế thải
Để đơn giản cho việc sử dụng CSPT, trong khâu thu hồi vật liệu, ngời ta
cần phân loại theo sản phẩm và chủng loại cao su.
Đối với các tổ hợp cao su không lu hoá, ngời ta có thể làm sạch, cán trộn
thêm một số phụ gia rồi gia công lại thành sản phẩm. Đối với cao su đã lu hoá,
16
Nghiên cứu biện pháp xử lý, tận dụng cao su phế thải
trớc khi gia công tiếp, ngời ta phải nghiền nhỏ. Về nguyên tắc có 2 phơng pháp
để nghiền CSPT là nghiền nóng và nghiền lạnh.
Nghiền nóng: CSPT ở dạng các vật phẩm và kích cỡ khác nhau đợc đa
vào máy cán, cắt, đập tạo hạt rồi nghiền nhỏ để tách các dị vật nh sợi, dây
tanh, đá qua nhiều công đoạn, cuối cùng cao su tạo ra ở dạng hạt có kích th -
ớc từ 1 ữ 6 mm, tiếp tục cho vào máy nghiền bánh răng để nghiền thành hạt có
kích thớc từ 0,5 ữ 1 mm. Năng lợng tiêu tốn cho quá trình là 50 Kw.h cho 100
kg CSPT. Do đặc tính đàn hồi nên việc nghiền cao su tiêu tốn rất nhiều năng l-
ợng.
Mặt khác cao su dẫn nhiệt kém cho nên việc làm lạnh không đợc đồng
đều dẫn tới quá nhiệt cục bộ gây phân huỷ nhiệt và oxy hoá cục bộ. Để khắc
phục hiện tợng này ngời ta dùng phơng pháp nghiền ớt. Tuy nhiên, sau khi
nghiền, ta phải sấy bột cao su. Bằng phơng pháp này ta có thể nghiền tới kích
thớc hạt từ 20 ữ 100 àm.
Nghiền lạnh: Ta phải làm lạnh cao su xuống từ -30
0
C đến -80
0
C tuỳ
theo loại cao su. Nghiền ở nhiệt độ này có thể tiết kiệm đợc năng lợng so với
phơng pháp nghiền nóng. Mặt khác do nhiệt độ thấp và nghiền trong môi trờng
nitơ lỏng nên hạn chế đợc quá trình oxy hóa và phân huỷ nhiệt cao su. Với ph-
ơng pháp này ngời ta có thể nghiền cao su tới kích thớc hạt từ 100àm ữ

400àm. Kích thớc hạt càng nhỏ thì giá thành càng cao. Ví dụ để nghiền 100 kg
EPDM có kích thớc 1mm cần có 10 kW.h, 100kg nitơ lỏng. Lợng hạt cao su
có kích cỡ 87% 250àm, 50% 125àm và 10% 90àm. Tuỳ theo mục tiêu sử
dụng mà ta chọn kích thớc hạt khác nhau [13].
17
Nghiên cứu biện pháp xử lý, tận dụng cao su phế thải
1.3.2.2. Khả năng sử dụng bột cao su phế thải
Dùng để trải mặt đờng [8,13]
Ngời ta cho thêm vụn cao su vào nhựa đờng (bitum) để trải mặt đờng. So
với mặt đờng bitum thông thờng thì mặt đờng bitum biến tính có những u điểm
nh hạn chế sự phát triển bùn, thoát nớc nhanh, độ bền mỏi cao, giảm độ lún,
giảm tính phản xạ và nứt do sức nóng, chống đóng băng mặt đờng tốt hơn,
giảm tiếng ồn xe cộ, chi phí bảo dỡng thấp, tuổi thọ mặt đờng tăng,... ứng
dụng thơng mại của loại nhựa đờng làm từ cao su bắt đầu ở Arizona (Mỹ) từ
những năm 1960. Mức sử dụng loại nhựa đờng này tăng lên gấp đôi từ năm
1995 đến năm 1999
CSPT ở dạng hạt đợc trộn với uretan dùng để làm thảm trải sân vận động.
Bề mặt gồm hỗn hợp của uretan và cao su vụn đợc đa vào sử dụng nh các bề
mặt trải nhựa khác nhng có u điểm bảo vệ, tránh cho các vận động viên chấn
thơng nhiều hơn.
Cao su từ lốp thải còn đợc trộn lẫn với đất. Các nghiên cứu cho thấy cao
su trộn vào đất làm giảm sự đóng rắn của đất, tăng cờng khả năng thoát nớc,
đồng thời nhu cầu về nớc, phân bón, thuốc trừ sâu cũng ít đi.
Chế tạo các sản phẩm đúc, ép từ bột CSPT và chất kết dính uretan nh
tấm đệm lót cho vật nuôi, tấm đệm nơi giao nhau của đờng ray xe lửa, tấm cao
su đệm chân ga ô tô, và tấm lót trong môn thể thao điền kinh,... Phơng pháp
này không phù hợp để sản xuất ra các sản phẩm không đợc mài mòn hoặc yêu
cầu có tính co giãn [8].
Chế tạo vật liệu blend [8,12,13]
Ngời ta dùng bột CSPT để chế tạo các loại vật liệu blend trên cơ sở cao su

nguyên sinh hoặc nhựa nhiệt dẻo. Hàm lợng CSPT đa vào tuỳ thuộc tính chất
của sản phẩm, thờng từ 5 ữ 30%. Tổ hợp vật liệu nhựa nhiệt dẻo/CSPT làm
tăng tính đàn hồi và giảm biến dạng dẻo cho vật liệu.
18
Nghiên cứu biện pháp xử lý, tận dụng cao su phế thải
1.3.2.3. Các công nghệ devulcanization
Devulcanzation (tái sinh cao su) là phơng pháp phá vỡ các liên kết sunfua
trong mạch cao su, sắp xếp các cầu nối lu huỳnh liên phân tử thành cầu nối nội
phân tử. Cao su sau khi tái sinh lại có độ dẻo và có thể lu hoá lại đợc.
Phơng pháp tái chế nhiệt: đây là hình thức đầu tiên của phơng pháp
devulcanization. Devulcanization dùng nhiệt là phơng pháp làm vỡ các liên kết
sunfua bằng cách dùng nhiệt độ cao trong thời gian nhất định đối với cao su tái
chế. Quy trình này đồng thời cũng làm gãy các mạch chính của đại phân tử cao
su, làm chất lợng cao su kém đi [8,15].
Phơng pháp devulcanization với sóng siêu âm: những thử nghiệm sử
dụng sóng siêu âm để phá vỡ liên kết sunfua trong cao su lu hoá đã và đang đ-
ợc tiến hành. Nghiên cứu với cách dùng sóng siêu âm để bẻ gẫy liên kết sunfua
cho thấy có kết quả tốt hơn so với việc sử dụng nhiệt [8].
Devulcanization bằng vi khuẩn: ngời ta nghiền cao su thành bột, sau đó
cho vào một chất lỏng có chứa loại vi khuẩn ăn sunfua nh: thilbacillus,
rodococcus và sulfolobus. Về mặt kỹ thuật, phơng pháp này có thể thực hiện đ-
ợc nhng rất phức tạp, vì vậy thực hiện rất tốn kém [8].
1.3.3. Nhiệt phân cao su
Cao su nghiền nhỏ có thể đợc nhiệt phân ở 400
0
C dới áp suất hydro thấp
(100 ữ 500 psi) kết quả thu đợc 50 ữ 60% dầu, 5 ữ 10% khí và 30 ữ 40% muội
than.
Việc nhiệt phân lốp ở nhiệt độ 600 ữ 800
0

C sẽ cho các sản phẩm dầu dễ
bay hơi, khí và bã (chủ yếu là muội than và các chất vô cơ nh dây thép và
ZnO). Kết quả phụ thuộc vào bản chất quá trình nhiệt phân, nhng nói chung là
thu đợc 40 ữ 50% dầu, 30 ữ 40% chất rắn, 10 ữ 20% khí.
Do hàm lợng muội than và dây thép (10%) trong lốp cao su nên phơng
pháp tốt nhất là nhiệt phân lốp, sau đó xử lý dầu thu đợc bằng hydro. Khi đó sẽ
19
Nghiên cứu biện pháp xử lý, tận dụng cao su phế thải
dễ dàng tách riêng muội than và dây thép dới dạng sản phẩm phụ của quá
trình.
Nghiên cứu mới đây cho thấy có thể tăng đáng kể chất lợng cho muội
than còn lại sau nhiệt phân hoặc hoá lỏng lốp. Các nhà nghiên cứu có thể tạo ra
muội than có diện tích bề mặt trên 400 m
2
/g, nhờ hoạt hoá than nhiệt phân lốp
bằng hơi nớc hoặc sử dụng lò quay để hoạt hoá muội than trong dòng khí CO
2
[14].
1.3.4. Sử dụng làm nhiên liệu
Cao su phế thải là một chất cháy có nhiệt lợng cao. Do vậy, ngời ta có thể
tận dụng cao su phế thải để làm nhiên liệu. Thành phần của sản phẩm cao su
(làm lốp xe) phế thải và thành phần của than đá đợc trình bày ở bảng 6.
Bảng 6: Thành phần của lốp ô tô và than đá
Thành phần Lốp ô tô Than đá
Cacbon 26,4% 52%
Cacbuahydro 59,0% 33%
Nớc 2,7% 8,0%
Tro 2,8% 7,0%
Dây kim loại 9,0% -
Clo < 0,1% 1%

Lu huỳnh
1 ữ 2% 1 ữ 3%
Kẽm 2,5% 0,02%
Nhiệt lợng (KJ/kg) 31.000 27.000
Nh vậy, chúng ta có thể tận dụng cao su phế thải để làm nhiên liệu cho
công nghiệp xi măng, sản xuất gạch, gốm, sứ hay nhà máy nhiệt điện là một
biện pháp rất kinh tế. Tuy nhiên, việc này cần đợc nghiên cứu và thử nghiệm
để rút ra quy trình thích hợp [13].
20
Nghiên cứu biện pháp xử lý, tận dụng cao su phế thải
1.3.5. Chôn lấp
Dùng các vật liệu polyme phế thải (trong đó có cao su phế thải) để lấp kín
các hồ ao, nơi đất trũng, các hầm khai thác không còn sử dụng Tuy nhiên
cần phải quan tâm đến việc: làm sao cho chiếm ít không gian và không gây
nguy hại cho môi trờng [13].
1.4. Một số công trình nghiên cứu tận dụng cao su phế
thải ở Việt Nam
Tổ hợp với cao su nguyên sinh [16]
Phơng pháp công nghệ thể hiện trên sơ đồ sau
ở đây bột CSPT có kích thớc hạt với đờng kính d = 0,4 mm đợc chế tạo từ
lốp ô tô cũ bằng phơng pháp nghiền nóng, mài, có thành phần chủ yếu là
CSTN hoặc hỗn hợp CSTN/cao su butadien-styren (SBR) đã sàng lọc các vải
sợi và vụn kim loại
Trong các bớc trên thì công nghệ trộn hợp trên máy trộn kín và máy ép lu
hoá có ảnh hởng quyết định đến tính chất của vật liệu và sản phẩm.
Công đoạn trên máy trộn kín, phụ gia biến đổi cấu trúc vật liệu VL01 (tự
chế tạo trên cơ sở cao su cắt mạch) đợc trộn hợp cùng với CSTN và bột CSPT,
có tác dụng ảnh hởng tới sự quyết định, bám dính pha hoặc lấy đầy các khoảng
trống trên bề mặt lên kết pha.
21

CSTN
Bột CSPT
Máy trộn
kín
Các chất phụ gia
Máy ép
lưu hoá
Máy tạo hình
sản phẩm
Sản phẩm
Hình 3: Các bước công nghệ cơ bản chế tạo vật liệu cao su tổ hợp
từ CSTN và bột CSPT
Nghiên cứu biện pháp xử lý, tận dụng cao su phế thải
ở công đoạn ép lu hoá, nhiệt độ và hệ ép lu hoá sử dụng sẽ quyết định
đến việc hình thành các liên kết khâu lới trên bề mặt liên kết pha giữa CSTN và
bột CSPT.
Chế tạo vật liệu cao su nhựa dẻo tổ hợp
Vật liệu nhựa nhiệt dẻo tổ hợp đợc chế tạo từ hỗn hợp polypropylen (PP)
và bột CSPT với tỷ lệ 50/50 với các phụ gia tơng tự nh vật liệu cao su tổ hợp
nhng có thêm một lợng chất hoá dẻo parafin và hệ khâu lới hỗn hợp lu huỳnh
và peroxyt.
Quá trình trộn hợp đồng thời với quá trình khâu lới giữa các mạch polyme
là quan trọng nhất, đợc gọi là quá trình khâu lới động (dynamical crossed-
linking) và quyết định sự hình thành cấu tạo và tính chất của vật liệu cao su
nhựa nhiệt dẻo tổ hợp. ở giai đoạn này đồng thời với quá trình khuyếch tán
pha các quá trình cơ - hoá - nhiệt đã tạo ra các gốc tự do trên mặt pha PP cũng
nh các nối đôi còn lại trong bột CSPT. Các gốc tự do này phản ứng với nhau
tạo thành các nối liên kết giữa các pha polyme nói trên.
Vai trò của hệ khâu lới peroxyt trong việc tạo ra liên kết trên bề mặt giới
hạn giữa hai pha không biến đổi cấu trúc là bột CSPT và PP là rất quan trọng.

Mối liên kết này đợc quyết định bởi các quá trình khuyếch tán pha ở trạng thái
nóng chảy, khâu mạch ghép, gắn kết vật lý và hình thành lớp chuyển hoá pha.
22
PP
Bột CSPT
Máy trộn
kín
Các chất phụ gia
Máy đùn
tạo hạt
Máy cán
2 trục
Máy đùn hoặc
máy ép phun
Sản phẩm
Hình 4: Các bước công nghệ cơ bản chế tạo vật liệu cao su -
nhựa nhiệt dẻo tổ hợp từ PP và bột CSPT
Nghiên cứu biện pháp xử lý, tận dụng cao su phế thải
Do vậy các điều kiện công nghệ của quá trình khâu lới động loại chất khâu lới
và thành phần các phụ gia tạo pha đều có ảnh hởng đến cấu trúc và tính chất
của vật liệu cao su nhiệt dẻo tổ hợp và bột CSPT.
Ta có bảng ảnh hởng của hệ khâu lới đến tính chất của vật liệu tổ hợp nh
sau:
Bảng 7: ảnh hởng của hệ khâu lới đến tính chất của vật liệu tổ hợp
Hệ khâu lới
Độ bền kéo đứt
(MPa)
Độ dãn kéo đứt
(%)
Không có peroxyt 12 30

S + peroxyt 17 20
S + peroxyt + MBT 22 50
S + peroxyt + MBTS 25 50
S + peroxyt + MBT + DPTT 20 80
(MBT- 2 mecapto benzothiazol, MBTS- 2 mecapto benzothiazol disunfit,
DPTT- di-pentametylen thiuram tetrasunfit) [18]
Chế tạo vật liệu tổ hợp từ PP và phế liệu hỗn hợp cao su/vải của lốp ô tô
Trong quá trình xử lý bằng cách nghiền ở nhiệt độ thấp lốp ô tô cũ, thông th-
ờng ta chỉ thu đợc 30 ữ 40% bột cao su phế liệu nguyên chất, số còn lại (60 ữ
70%) phế liệu thu đợc là hỗn hợp bột cao su với các loại sợi gia cờng sử dụng
trong sản xuất lốp ô tô. Một số tính chất của vật liệu đợc chế tạo bằng cách
trộn PP với phế liệu hỗn hợp này đợc trình bày ở bảng 8.
23
Nghiên cứu biện pháp xử lý, tận dụng cao su phế thải
Bảng 8: Một số tính chất của vật liệu tổ hợp từ PP và
phế liệu hỗn hợp cao su/vải của lốp ô tô
Số TT
mẫu
Tỷ lệ thể tích phối liệu
PP/phế liệu hỗn hợp
Tỷ trọng
(kg/dm
3
)
Độ bền nén
(MPa)
1 1/2,5 1,4 8,70
2 1/3,0 1,3 7,93
3 1/3,5 1,1 6,33
4 1/4,0 1,1 4,33

Với các tính chất đã nghiên cứu, loại vật liệu này có thể sử dụng làm tấm
đệm trong kỹ thuật xây dựng. Phơng pháp chế biến và gia công đợc thực hiện
trên máy trộn kín Banbury [17].
24
Nghiên cứu biện pháp xử lý, tận dụng cao su phế thải
Phần thứ hai:
Mục tiêu, vật liệu, nội dung và phơng pháp
nghiên cứu
2.1. Mục tiêu nghiên cứu
Nhằm đa ra đợc biện pháp xử lý và tận dụng thích hợp để tái sử dụng các
loại cao su phế thải nhằm tiết kiệm nguyên liệu và bảo vệ môi trờng.
2.2. Nội dung nghiên cứu
Để thực hiện mục tiêu nghiên cứu trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu xử
lý CSPT bằng nhiệt, tận dụng thay thế một phần nguyên liệu nguyên sinh trong
quá trình gia công cao su. Nội dung nghiên cứu bao gồm các phần sau:
+ Khảo sát ảnh hởng của nhiệt độ và thời gian xử lý nhiệt tới sự cắt cầu
nối không gian của CSPT. Kết quả đợc đánh giá thông qua sự thay đổi độ trơng
của vật liệu trong dầu Diezen, từ đó chọn ra chế độ xử lý thích hợp.
+ Chế tạo vật liệu tổ hợp CSTN/CSPT với thành phần khác nhau.
+ Khảo sát ảnh hởng của hàm lợng CSPT đến tính chất cơ lý của vật liệu,
từ đó chọn ra thành phần thích hợp.
+ Nghiên cứu ảnh hởng của phụ gia biến đổi cấu trúc tới tính chất cơ lý
của vật liệu.
+ Nghiên cứu ảnh hởng của phụ gia biến đổi cấu trúc tới quá trình trộn
hợp của vật liệu thông qua biểu đồ quan hệ giữa momen quay, năng lợng và
nhiệt độ với thời gian trộn. Nghiên cứu này đợc thực hiện trên máy trộn kín
Haake - CHLB Đức.
+ Nghiên cứu cấu trúc hình thái của vật liệu đợc thực hiện bằng kính hiển
vi đện tử quét (SEM) JSM-5300 của hãng JEOL (Nhật Bản).
+ Nghiên cứu độ bền nhiệt của vật liệu bằng phơng pháp phân tích nhiệt

trọng lợng (TGA) trên máy phân tích nhiệt TA50 của hãng SHIMADZU- Nhật
Bản..
25