thiết kế máy luyện cao su dạng hở có bộ đảo

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Bùi Trọng Hiếu

LỜI CẢM ƠN
-----*****----Sau thời gian học tập tại Khoa Cơ khí Trường Đại học Bách khoa TP.Hồ Chí Minh,
thực tập tại Công ty TNHH Cơ Khí Tân Hiệp Lực, được sự giúp đỡ quý báu của các Thầy
Cô và bạn bè, được sự hướng dẫn của Thầy hướng dẫn, em thực hiện bài Luận văn tốt
nghiệp với đề tài “ Thiết kế máy luyện cao su dạng hở có bộ đảo ”.
Hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, cho phép em được bày tỏ lời cảm ơn đặc biệt
đến thầy Bùi Trọng Hiếu đã kiên nhẫn tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em trong suốt quá trình
hoàn thành Luận văn này. Đồng thời thầy cũng đã tạo điều kiện để cho em tiếp cận và thực
hiện một đề tài một cách xác thực nhất và truyền đạt kiến thức, thành hành trang vững chắc
cho em trong tương lai.
Luận văn tốt nghiệp hoàn thành, nhưng do thời gian có hạn, cũng như kiến thức còn
hạn chế của sinh viên nên trong bài Luận văn tốt nghiệp này sẽ không tránh khỏi những
thiếu sót. Vì vậy, em rất mong nhận được sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến của Quý Thầy Cô
để em có điều kiện bổ sung, nâng cao kiến thức của mình, phục vụ tốt hơn trong công tác
thực tế sau này.
Em xin chân thành cảm ơn !
Trường Đại Học Bách Khoa Tp.Hồ Chí Minh
Tháng 02 năm 2019
Sinh viên thực hiện

Phạm Tấn Duy

SVTH: Phạm Tấn Duy – 1510498

Trang | 1

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Bùi Trọng Hiếu

TÓM TẮT LUẬN VĂN
Cùng với sự phát triển của đất nước, vai trò của ngành vật liệu rất quan trọng, trong
đó nhựa, cao su luôn được đánh giá là ngành công nghiệp mũi nhọn, với tốc độ tăng trưởng
bình quân luôn đạt 15-20%/năm. Cao su nhựa được biết đến như một nguyên liêu đóng vai
trò không thể thiếu trong nền kinh tế phát triển hiện nay. Với tư cách là loại vật liệu thân
thiện với mội trường và có thể tái sử dụng cũng như tái chế, điều mà sẽ làm tăng năng suất
sử dụng năng lượng, nhựa cao su sẽ giúp chúng ta đạt tốc độ sử dụng nguồn nguyên liệu,
giảm hao hụt, và tạo dựng nên một xã hội cân đối và bền vững.
Qua quá trình tìm hiểu và nhận thấy nhu cầu từ thực tế sản xuất, có thể xác định quá
trình sơ luyện cao su là một quá trình không thể thay thế, hết sức cơ bản và cần thiết trong
chế biến cao su. Đặc biệt với quy mô sản xuất nhỏ lẻ như ở nước ta hiện nay, việc sử dụng
máy cán/ luyện hở hai trục vẫn là giải pháp kinh tế và mang lại năng suất cao. Cùng với
nhu cầu thị trường và khả năng chế tạo hiện có thì máy luyện hở 2 trục có bộ đảo vẫn là
lựa chọn phù hợp nhất.

SVTH: Phạm Tấn Duy – 1510498

Trang | 2


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Bùi Trọng Hiếu
MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................................1

TÓM TẮT LUẬN VĂN ....................................................................................................2
DANH MỤC HÌNH ẢNH .................................................................................................6
DANH MỤC BẢNG BIỂU ...............................................................................................7
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CAO SU VÀ QUÁ TRÌNH LUYỆN CAO SU ...........8
1.1. Tổng quan về cây cao su ........................................................................................8
1.1.1.

Nguồn gốc cây cao su...................................................................................8

1.1.2.

Mủ cao su (latex) ..........................................................................................9

1.2. Khái niệm về luyện cao su ...................................................................................12
1.3. Các nguyên vật liệu thường sử dụng trong công nghệ luyện cao su ....................14
1.3.1.

Cao su thiên nhiên ......................................................................................14

1.3.2.

Cao su tổng hợp ..........................................................................................14

1.3.3.

Chất lưu hóa ...............................................................................................17

1.3.4.

Chất xúc tiến lưu hóa .................................................................................18

1.3.5.

Chất trợ xúc tiến .........................................................................................20

1.3.6.

Chất phòng tự lưu .......................................................................................20

1.3.7.

Chất độn .....................................................................................................21

1.3.8.

Chất phòng lão ...........................................................................................23

1.3.9.

Chất làm mềm ............................................................................................24

1.3.10.

Chất hóa dẻo ...............................................................................................25

1.3.11.

Chất màu ....................................................................................................26

1.3.12.

Chất cách ly ................................................................................................26

1.4. Giới thiệu các loại máy luyện cao ........................................................................26
1.4.1.

Sơ luyện bằng máy luyện hở ......................................................................27

1.4.2.

Sơ luyện bằng máy luyện kín .....................................................................28

1.4.3.

Sơ luyện bằng máy luyện trục vít...............................................................30

1.5. Kết luận ................................................................................................................31
CHƯƠNG 2: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ.................32
2.1. Cơ sở lý thuyết......................................................................................................32
2.1.1.

Quá trình cán luyện ....................................................................................32

2.1.2.

Các nguyên tắc chung khi hỗn luyện .........................................................34

2.2. Nguyên lý hoạt động ............................................................................................35
SVTH: Phạm Tấn Duy – 1510498

Trang | 3


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Bùi Trọng Hiếu

2.2.1.

Sơ đồ nguyên lý ..........................................................................................35

2.2.2.

Nguyên lý ...................................................................................................36

2.3. Phân tích chọn chuyển động tịnh tiến của bộ đảo ................................................37
2.3.1.

Chuyển động tịnh tiến nhờ xy lanh thủy lực. .............................................37

2.3.2.

Chuyển động tịnh tiến nhờ xy lanh khí nén. ..............................................38

2.3.3.

Chuyển động tịnh tiến nhờ bộ truyền vít me. ............................................38

2.4. Kết luận ................................................................................................................39
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC VÀ KẾT CẤU MÁY........................................40

3.1. Tính toán lực tác dụng lên trục cán ......................................................................40
3.3.1.

Cơ chế của quá trình cán ............................................................................40

3.3.2.

Phân tích lực ...............................................................................................40

3.2. Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền ..............................................................41
3.2.1.

Chọn công suất động cơ .............................................................................41

3.2.2.

Tỷ số truyền và các thông số động học ......................................................42

3.2.3.

Chọn động cơ bộ đảo..................................................................................44

3.3. Thiết kế bộ truyền đai ...........................................................................................44
3.3.1.

Chọn loại đai và tiết diện đai: ....................................................................44

3.3.2.

Xác định các thông số của bộ truyền đai: ..................................................45

3.3.3.

Xác định số đai: ..........................................................................................46

3.3.4.

Xét lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục: ..........................................47

3.4. Chọn hộp giảm tốc ...............................................................................................48
3.5. Thiết kế bộ truyền bánh răng truyền động trục cán..............................................50
3.5.1

Chọn vật liệu và định ứng xuất cho phép ......................................................50

3.5.2

Tính khoảng cách trục aw ...............................................................................51

3.5.3

Xác định các thông số ăn khớp ......................................................................52

3.5.4

Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn ..................................................................54

3.6. Thiết kế bộ truyền bánh răng của trục cán ...........................................................55
3.6.1

Chọn vật liệu và định ứng xuất cho phép ......................................................55

3.6.2

Xác định các thông số cơ bản của bộ truyền .................................................57

3.6.3.

Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn ..............................................................59

3.7. Thiết kế trục cán ...................................................................................................60
3.7.1.

Kết cấu trục ................................................................................................60

3.7.2.

Phân tích lực tác dụng lên bộ truyền ..........................................................61

3.7.3.

Xác định đường kính và chiều dài các đoạn trục .......................................61

SVTH: Phạm Tấn Duy – 1510498

Trang | 4


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Bùi Trọng Hiếu

3.8. Thiết kế cơ cấu điều chỉnh khoảng cách trục .......................................................63
3.8.1.

Xác định các thông số cơ bản của bộ truyền ..............................................63

3.8.2.

Tính kiểm nghiệm độ bền...........................................................................65

3.9. Thiết kế trục cán của bộ đảo .................................................................................65
3.10.

Chọn vít me của bộ đảo.....................................................................................66

3.10.1.

Tính lực dọc trục và tải trọng .....................................................................66

3.10.2.

Xác định các thông số sơ bộ của bộ truyền ................................................66

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG MẠCH ĐIỆN VÀ ĐIỀU KHIỂN ........................................67
4.1. Mạch điện .............................................................................................................67
4.2. Hệ thống cấp nước giải nhiệt................................................................................68
CHƯƠNG 5: VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG .............................................................69
5.1. Vận hành ...............................................................................................................69
5.2. Bảo dưỡng ............................................................................................................69

CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN ...............................................................................................71
Tài liệu tham khảo ...........................................................................................................72

SVTH: Phạm Tấn Duy – 1510498

Trang | 5


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Bùi Trọng Hiếu
DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Cây cao su ........................................................................................................... 9
Hình 1.2 Các trạng thái cao su trải qua trong quá trình cán ............................................ 13
Hình 1.3. Máy cán/luyện hở 2 trục ................................................................................... 27
Hình 1.4. Máy luyện kín ................................................................................................... 28
Hình 1.5. Máy luyện trục vis ............................................................................................ 30
Hình 2. 1. Sơ đồ nguyên lý máy luyện hở 2 trục có bộ đảo.............................................. 35
Hình 2. 2. Quá trình luyện cao su ..................................................................................... 36
Hình 2. 3. Chuyển động tịnh tiến nhờ xy lanh thủy lực. ................................................... 37
Hình 2. 4. Chuyển động tịnh tiến nhờ xy lanh khí nén. .................................................... 38
Hình 2. 5. Chuyển động tịnh tiến nhờ vít me. ................................................................... 38
Hình 3. 1. Thông số mô tơ điện. ....................................................................................... 41
Hình 3. 2. Động cơ bộ đảo ................................................................................................ 44
Hình 3. 3. Hộp giảm tốc. ................................................................................................... 49
Hình 3. 4. Trục cán............................................................................................................ 60
Hình 3.5: Biểu đồ momen ................................................................................................. 62
Hình 4. 1. Mạch điện. ........................................................................................................ 67
Hình 4. 2. Van cấp nước giải nhiệt. .................................................................................. 68

SVTH: Phạm Tấn Duy – 1510498

Trang | 6


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Bùi Trọng Hiếu
DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 : Thành phần và tỉ lệ của Latex ......................................................................... 10
Bảng 3. 1. Thông số kỹ thuật mô tơ điện. ......................................................................... 42
Bảng 3. 2. Bảng thống kê các thông số động học ............................................................. 43
Bảng 3. 3. Thông số tiết diện đai B................................................................................... 44
Bảng 3. 4. Bảng thống kê thông số đai. ............................................................................ 48
Bảng 3.5. Thông số chi tiết của hộp giảm tốc ................................................................... 49
Bảng 3.6. Bảng thống kê thông số bánh răng truyền động trục cán. ................................ 53
Bảng 3.7. Bảng thống kê thông số bánh răng truyền động trục cán. ................................ 58
Bảng 5. 1. Bảng một số sự cố và cách khắc phục. ............................................................ 70

SVTH: Phạm Tấn Duy – 1510498

Trang | 7


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Bùi Trọng Hiếu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CAO SU VÀ QUÁ TRÌNH LUYỆN CAO SU

1.1. Tổng quan về cây cao su
1.1.1. Nguồn gốc cây cao su
Cao su (Hevea brasiliensis) là một loài cây thân gỗ thuộc về họ Euphorbiaceae và có
tầm quan trọng kinh tế lớn nhất trong chi Hevea. Nó có tầm quan trọng kinh tế lớn là do
chất lỏng chiết ra tựa như nhựa cây của nó (gọi là nhựa mủ-latex) có thể được thu thập lại
như là nguồn chủ lực trong sản xuất cao su tự nhiên.
Cây cao su có thể cao tới trên 30m. Khi cây đạt độ tuổi 5-6 năm thì người ta bắt đầu
thu hoạch nhựa mủ: các vết rạch vuông góc với mạch nhựa mủ, với độ sâu vừa phải sao
cho có thể làm nhựa mủ chảy ra mà không gây tổn hại cho sự phát triển của cây, và nhựa
mủ được thu thập trong các thùng nhỏ (quá trình này gọi là cạo mủ cao su). Các cây già
hơn cho nhiều nhựa mủ hơn, nhưng chúng sẽ ngừng sản xuất nhựa mủ khi đạt độ tuổi 2630 năm.
Cây cao su ban đầu chỉ mọc tại khu vực rừng mưa Amazon. Cách đây gần 10 thế kỷ,
thổ dân Mainas sống ở đây đã biết lấy nhựa của cây này dùng để tẩm vào quần áo chống
ẩm ướt, và tạo ra những quả bóng vui chơi trong dịp hội hè.
Cây cao su được người Pháp đưa vào Việt Nam lần đầu tiên tại vườn thực vật Sài
Gòn năm 1878 nhưng không sống.
Năm 1897 đã đánh dấu sự hiện diện của cây cao su ở Việt Nam: Công ty cao su đầu
tiên được thành lập là Suzannah (dầu Giây, Long Khánh, Đồng Nai) năm 1907. Tiếp sau,
hàng loạt đồn điền và công ty cao su ra đời, chủ yếu là của người Pháp và tập trung ở Đông
Nam Bộ : SIPH, SPTR, CEXO, Michelin … Một số đồn điền cao su tư nhân Việt Nam
cũng được thành lập.
Trong thời kỳ trước 1975, để có nguồn nguyên liệu cho nền công nghiệp miền Bắc,
cây cao su đã được trồng vượt trên vĩ tuyến 170 Bắc (Quảng Trị, Quảng Bình, Nghệ An,
Thanh Hóa, Phú Thọ). Trong những năm 1958 – 1963 bằng nguồn giống từ Trung Quốc,
diện tích đã lên đến khoảng 6.000 ha.
Sau 1975, cây cao su được tiếp tục phát triển chủ yếu ở Đông Nam Bộ. Từ 1977, Tây
Nguyên bắt đầu lại chương trình trồng mới cao su, thoạt tiên do các nông trường quân đội,
SVTH: Phạm Tấn Duy – 1510498

Trang | 8


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Bùi Trọng Hiếu

sau 1985 đo các nông trường quốc doanh, từ 1992 đến nay tư nhân đã tham gia trồng cao
su. Ở miền Trung sau 1984, cây cao su được phát triển ở Quảng trị, Quảng Bình trong các
công ty quốc doanh.
Đến năm 1999, diện tích cao su cả nước đạt 394.900 ha, cao su tiểu điền chiếm khoảng
27,2 %. Năm 2004, diện tích cao su cả nước là 454.000 ha, trong đó cao su tiểu điền chiếm
37 %. Năm 2005, diện tích cao su cả nước là 464.875 ha.
Năm 2007 diện tích Cao Su ở Đông Nam Bộ (339.000 ha), Tây Nguyên (113.000 ha),
Trung tâm phía Bắc (41.500 ha) và Duyên Hải miền Trung (6.500 ha).

Hình 1.1 Cây cao su

1.1.2. Mủ cao su (latex)
Mủ cao su là hỗn hợp các cấu tử cao su nằm lơ lửng trong dung dịch gọi là nhũ
thanh hay serium. Hạt cao su có hình cầu với đường kính d<0,5m chuyển động hỗn loạn
trong dung dịch. Thông thường 1g mũ có khoảng 7,4x1012 hạt cao su, bao quanh các hạt
này là các protein giữ cho latex ở trạng thái ổn định.

SVTH: Phạm Tấn Duy – 1510498

Trang | 9

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Bùi Trọng Hiếu

* Thành phần Latex
Thành phần hóa học, cao su thiên nhiên là polyisopren - polyme của isopren.

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.

Ngoài đồng phân cis 1,4 trong cao su thiên nhiên còn có khoảng 2% mắt xích liên
kết với nhau ở vị trí 3,4.
Có cấu tạo tương tự với cao su thiên nhiên, nhựa cây Gutapertra được hình thành từ
polyme của isopren đồng phân trans 1,4.
Cao su thiên nhiên tan tốt trong các dung môi hữu cơ mạch thẳng, mạch vòng và
CCl4. Tuy nhiên, CSTN không tan trong rượu và xetôn.
Ngoài hydrocacbon cao su ra, latex còn chứa nhiều chất cấu tạo của mọi tế bào sống
như: protein, acid béo, dẫn xuất của acid béo, sterol, glucid, heterosid, muối khoáng.
Hàm lượng những chất cấu tạo nên latex thay đổi tùy theo các điều kiện về khí hậu,
hoạt tính sinh lý và hiện trạng sống của cây cao su. Các phân tích latex từ nhiều loại cây
cao su khác nhau chỉ đưa ra các những con số ước chừng về thành phần latex.

Thành phần Latex

Tỷ lệ (%)

Cao su

30 - 40

Nước

52 - 70

Protein

2-3

SVTH: Phạm Tấn Duy – 1510498

Trang | 10


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Bùi Trọng Hiếu

Acid béo và dẫn xuất

1-2

Glucid và heterosid

Khoảng 1

Khoáng chất

0,3 – 0,7
Bảng 1.1 : Thành phần và tỉ lệ của Latex

Nhiều dạng cao su trên thị trường đều có nhiều hay ít lượng chất cấu tạo latex phụ
hoặc chứa những chất biến đổi của chúng và có thể chúng có tính chất của cao su thô hay
latex được bảo quản.

* Cấu trúc thể giao trạng:
Tổng quát, latex được cấu tạo bởi những phần tử nằm lơ lửng trong chất lỏng gọi là
serum. Pha phân tán có tính chất ổn định là do các protein bị những phần tử cao su trong
latex hút lấy, ion cùng điện tích sẽ phát sinh lực đẩy giữa các phẩn tử cao su (ion khác dấu
sẽ hút lẫn nhau, các phần tử cao su hút dính vào nhau gọi là sự đông đặc latex). Tác dụng
của các protein thì chưa xác định rõ hoàn toàn vì ngoài ra còn có lipoidic và vài chất vô cơ.
- Pha phân tán – Serum (hàm lượng cao su khô)
Serum có chứa một phần những chất hợp thành trong thể giao trạng, chủ yếu là
protein, phospholipid và một phần là những hợp chất tạo thành dung dịch thật: muối
khoáng, heterosid với 1-metylinositol hoặc quebrachitol và các amino acid, amin với tỷ lệ
thấp hơn.
Trong serum hàm lượng thể khô chiếm 8-10%, nó cho hiệu ứng Tyndall mãnh liệt
nhờ chứa nhiều chất hữu cơ hợp thành trong dung dịch thể giao trạng. Như vậy serum của
latex la một di chất nhưng có độ phân tán mạnh hơn nhiều so với độ phân tán của các hạt
cấu tử cao su nên có thể coi nó như một pha phân tán duy nhất.
-

Pha phân tán – hạt tử cao su

Tỷ lệ pha phân tán hay hàm lượng cao su khô trong latex do cây cao su tiết ra cao
nhất đạt tới 35%, thấp nhất 18% và hầu hết các hạt tử cao su có hình cầu, kích thước cũng
không đồng nhất.
Hạt tử cao su(HTCS) trong latex không chỉ chuyển động Brown mà còn chuyển
động Crémage. Đó là chuyển động của các HTCS nổi lên trên mặt chất lỏng do chúng nhẹ
hơn. Sự chuyển động này rất chậm theo định luật Stocke: với các HTCS có bán kính 1
micro, độ nhớt 2cP ta sẽ thấy các phần tử cao su latex phải mất hơn 1 tháng để tự nổi lên

1cm. Để tăng vận tốc nổi của các hạt cao su ta có thể giảm độ nhớt của latex hay tăng độ
lớn của các phần tử cao su.
Các HTCS được bao bọc bởi 1 lớp protit – xác định tính ổn định và sự kết hợp thể
trãng giao của latex. Độ đẳng điện của protit latex là tương đương pH=4,7 và các hạt không
mang điện. Với pH> 4,7 các hạt tử mang điện tích âm và pH<4,7 mang điện tích dương.

SVTH: Phạm Tấn Duy – 1510498

Trang | 11


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Bùi Trọng Hiếu

Các HTCS của latex tươi mà pH gần 7 đều mang điện tích âm – tạo ra lực đẩy giữa
các hạt cao su với nhau, đảm bảo sự phân tán của chúng trong serum. Mặt khác, protit có
tính hút nước mạnh giúp cho các phần tử cao su được bao bọc xung quanh một vỏ phân tử
nước chống lại sự va chạm các hạt tử làm tăng sự ổn định của latex.

1.2. Khái niệm về luyện cao su
Như chúng ta đã biết, một sản phẩm cao su được sản xuất ra không chỉ chứa trong
nó đơn thuần là cao su 100%. Mà trong đó còn có nhiều loại hóa chất khác với nhiều mục
đích khác nhau, ví dụ như chất xúc tiến, trợ xúc tiến, chất lưu hóa, chất độn, chất phòng
lão, chất tạo màu…
Vậy làm thế nào để các chất này có thể trộn lẫn vào với nhau và phân tán đều khắp
trong một mẻ cao su. Đó chính là do nhờ phải trải qua một quá trình cán luyện để đưa các
hợp chất này vào cao su. Quá trình cán luyện hay còn gọi là công nghệ cán luyện gồm có
hai giai đoạn, giai đoạn sơ luyện và hỗn luyện:
-

Giai đoạn sơ luyện: làm cao su trở nên dẻo hơn, nhằm giúp cho cao su có thể hấp
thu các hóa chất khác vào nó.

-

Giai đoạn hỗn luyện: nhằm làm phân tán đều các hợp chất khác vào cao su. Trình
tự cho từng loại hóa chất vào trong quá trình hỗn luyện cũng là một vấn đề cần
quan tâm đối với nhà sản xuất sản phẩm cao su.
Cán trộn là một quá trình quan trọng trong chế biến cao su, giúp làm đồng đều thành

phần cao su và phân tán tốt các chất độn, chất phụ gia. Từ khi cao su tổng hợp xuất hiện
lần đầu tiên, một trong các vấn đề cần phải giải quyết là cán trộn. Với sự xuất hiện của
nhiều loại cao su, người ta nhận thấy, mỗi loại cao su có một trạng thái cán đặc trưng. Và
theo kinh nghiệm cán trộn, người ta thấy rằng cao su trải qua những trạng thái nhất định
trong suốt quá trình cán. Hiểu được điều này, ta có thể thay đổi điều kiện cán trộn để cao
su đạt được trạng thái mong muốn. Các trạng thái mà cao su phải trải qua trong quá trình
cán như sau:

SVTH: Phạm Tấn Duy – 1510498

Trang | 12


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Bùi Trọng Hiếu

Hình 1.2 Các trạng thái cao su trải qua trong quá trình cán
Trong vùng I, mẫu cao su còn cứng, nó sẽ trượt và không đi vào khe cán, nếu cao

su bị đẩy vào trong khe cán, nó có thể sẽ gãy thành từng mảnh, rơi xuống dưới thay vì cuộn
tròn quanh trục cán. Điều này làm cho thao tác người vận hành khó khăn, nặng nề vì phải
nhặt từng mảnh này. Vì vậy, trong giai đoạn này người vận hành phải điều chỉnh khe cán
đủ rộng để cho cao su đi qua mà không bị gãy hoặc gãy ít nhất, rồi làm hẹp khe cán từ từ
khi cán đi cán lại cao su nhiều lần. Nhiệt độ của cao su được cán tăng dần, khi cao su đủ
mềm, nó đi qua khe cán dễ dàng và hình thành một vòng cao su ôm chặt trục cán, đây là
vùng II. Khi cao su ở trạng thái của vùng III, vòng cao su không còn ôm chặt trục cán như
trước mà võng xuống và bị xé rách. Còn trong vùng IV, cao su càng mềm hơn, độ dính
tăng lên, các vòng cao su ôm sát trục nhưng chúng không còn tính đàn hồi nữa. Trong bốn
vùng trên, vùng II được ưa thích hơn do trạng thái của cao su trong vùng này giúp kết hợp
và phân tán tốt các chất độn gia cường, phụ gia vào trong cao su. Người vận hành cố gắng
tránh vùng III và cả vùng IV, tuy vùng IV không gây ra vấn đề gì trong kết hợp chất độn
vào cao su nhưng do cao su quá mềm, ứng suất của máy cán truyền vào các khối chất độn
không đủ cao để phá vỡ và phân tán tốt chúng.
Công nghệ cán được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp sản xuất nhựa
nhiệt dẻo, cao su, giấy và vải không dệt. Bằng công nghệ cán, nhiều loại polymer sẽ được
tạo thành các sản phẩm dạng tấm mỏng có chất hoá dẻo hoặc không. Đó là poly (vinyl
chloride) (PVC), poly (acrylonitrile – butadien – styrene) (ABS), polyurethane (PV), cao
su styrene – butadiene (SBR), cao su thiên nhiên (NR) . . .
SVTH: Phạm Tấn Duy – 1510498

Trang | 13


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Bùi Trọng Hiếu

1.3. Các nguyên vật liệu thường sử dụng trong công nghệ luyện cao su
1.3.1. Cao su thiên nhiên

Cao su thiên nhiên thành phẩm được phân loại căn cứ vào các chỉ tiêu: màu sắc,
hàm lượng tro, độ ẩm, độ dẻo… Theo TCVN hiện hành. Cao su cốm (CSV) có các loại 3L,
5L, 5, 10, 20, CV… Cao su tờ (RSS) có các loại 1, 2, 3, 4, 5. Hiện nay ở công ty thường
sử dụng ba loại sau:
+ Cốm 1 (CN1): Có màu vàng xám. Thường sử dụng với các loại su khác làm cao
su hông lốp, cao su cán tráng vải mành, săm xe ….
+ Cốm 3 (CN3): Có màu vàng nâu, có tạp chất và mạch phân tử không đồng đều nên
có tính năng cơ lý thấp hơn cốm 1 và cao su tờ, được sử dụng chủ yếu cho các sản phẩm xe
đạp, xe máy hoặc dùng với các loại cao su khác để hạ giá thành sản phẩm.
+ Cao su tờ (TN1): Có màu vàng, được sử dụng cho các sản phẩm cần có độ bền
kéo đứt cao.
Cao su thiên nhiên được dùng để sản xuất các mặt hàng dân dụng như: săm lốp xe
đạp, xe máy, ôtô, các sản phẩm phục vụ công nghiệp như băng tải, dây curoa, giày làm
việc trong môi trường không có dầu mỡ, hoặc dùng trong các sản phẩm y tế hay thực phẩm.
Cao su thiên nhiên có ưu điểm là sức dính tốt, đàn hồi tốt, lực kéo đứt và xé rách cao, sinh
nhiệt thấp, tốc độ lưu hóa nhanh, giá thành rẻ. Các khuyết điểm của cao su thiên nhiên là
tính chống tác dụng của O2, O3, dầu, acid, kiềm… yếu, chống lão hóa nhiệt yếu, độ kín khí
thấp.
Cao su thiên nhiên có khả năng phối hợp tốt với các phụ gia, chất độn trên máy
luyện kín hay luyện hở. Dễ dàng cán tráng hay ép đùn, sức dính tốt, có thể trộn với các loại
cao su không phân cực khác như SBR, NBR, BR, Clobutyl… với bất cứ tỷ lệ nào.
Mạch phân tử không phân cực nên dễ tan trong xăng dầu, benzen, Clorofoc, một số
hiđrocacbon thơm, không tan trong axeton. Khối lượng riêng khoảng 0,91÷0,93 g/cm3.
1.3.2. Cao su tổng hợp
Là các loại cao su không có nguồn gốc từ thiên nhiên mà được tổng hợp từ các hóa
chất qua các phản ứng trùng hợp để tạo ra các loại su khác nhau tùy theo thành phần chất

SVTH: Phạm Tấn Duy – 1510498

Trang | 14

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Bùi Trọng Hiếu

ban đầu, loại xúc tác, điều kiện phản ứng nhiệt độ, áp suất điều nầy cũng dẫn đến các tính
chất khác nhau của cao su tổng hợp được. Một số loại cao su tổng hợp thông dụng:
1.3.2.1 Cao su butađien (BR, CKC): BT40
Là sản phẩm được trùng hợp từ butađien 1,3. Ngoại quan có màu trắng trong. Có
công thức:

(

CH2

CH

CH

CH2

)n

Có cấu trúc không gian đều hòa, có chứa nhiều nối đôi trong phân tử nên có thể lưu
hóa bằng hệ thống lưu huỳnh. Phối trộn được hầu hết với các loại su không phân cực. Cao
su BR có khả năng chống mài mòn tốt, chịu ma sát tốt, tính chống mệt mỏi lớn. Nhược
điểm của BR là tính chống cắt xé, lực xé rách thấp. Tùy thuộc vào các hãng sản xuất mà
cao su BR có các ký hiệu BR40, BR1000, BR01 …
1.3.2.2 Cao su butadiene – styren (SBR): ST17, ST15

Cao su butadien – styren là sản phẩm đồng trùng hợp từ butađien 1,3 và styren.
Ngoại quan có màu nâu đen, cao su SBR có độ cứng lớn, khả năng chống ma sát, mài mòn
tốt nên thường dùng trong sản xuất mặt lốp xe máy và ôtô hoặc dùng trong các sản phẩm
chịu mài mòn khác. Tùy thuộc vào phương pháp tổng hợp mà có nhiều loại cao su SBR
khác nhau, thường gặp nhất là SBR1502 (cao su không độn trùng hợp ở nhiệt độ thấp),
SBR 1712 (cao su độn dầu trùng hợp ở nhiệt độ thấp), nhược điểm của SBR là tính chống
xé rách và tính chống nứt thấp, lực kéo đứt thấp, sinh nhiệt cao, ít kín khí, tính chịu nhiệt
và chống hóa chất thấp.
1.3.2.3 Cao su butađien – Nitril (NBR CKH): NT40,
Cao su NBR là sản phẩm đồng trùng hợp của butađien 1,3 và acrylonitril. Ngoại
quan có màu vàng nhạt, có tính chịu dầu tốt, khi tăng hàm lượng nitril thì tính chịu dầu
tăng lên, chịu nhiệt tốt thường dùng trong các sản phẩm trong phụ tùng máy như joint,
phoste … làm việc trong môi trường dầu mỡ, nhiệt cao. Nhược điểm của NBR là sinh nhiệt
cao lực xé rách thấp. Phối trộn hầu hết với các loại polime phân cực.

SVTH: Phạm Tấn Duy – 1510498

Trang | 15


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Bùi Trọng Hiếu

1.3.2.4 Cao su clopren (Np)
Là sản phẩm trùng hợp của clopren, cao su clopren phân cực, nhóm clo có khả năng
bảo vệ tốt các tác nhân tác dụng của môi trường nên đây là loại cao su chịu dầu, bền hóa
chất và các dung môi hữu cơ. Do kết dính cao nên thường sử dụng để sản xuất các loại keo
dán khô nhanh.
1.3.2.5 Cao su butyl (Butyl 286 loại 1 và loại 2)

Cao su butyl là sản phẩm đồng trùng hợp của izobutylen với các hợp chất hai nối
đôi khác, chủ yếu là isopren. Cao su butyl có ngoại quan màu trắng. Tính chất công nghệ
và tính chất cơ lý của cao su butyl phụ thuộc vào khối lượng phân tử và hàm lượng các
mắc xích dạng đien có trong mạch đại phân tử.
Cao su butyl là cao su có tính chịu nhiệt rất tốt, có tính đàn hồi tốt, bền với các tác
dụng của môi trường hóa học nên thường sử dụng cho các sản phẩm chịu nhiệt như: cốt
hơi, màng lưu hóa, hoặc các thiết bị chịu nhiệt, acid, chịu kiềm. Cao su butyl còn có khả
năng thấm khí thấp nên thường dùng trong sản xuất săm, các sản phẩm chứa khí khác. Độ
bền khí hậu của cao su butyl cao nên được sử dụng làm vật liệu bọc lót dây dẫn điện, phủ
phết lên vải với các mục đích sử dụng khác nhau. Butyl còn có tính chịu va đập tốt nên
thường dùng cho các sản phẩm yêu cầu chống rung cao.
Nhược điểm chính của cao su butyl là tốc độ lưu hóa chậm, chịu dầu mỡ kém, sức
dính kém, không trộn lẫn được với các cao su thông dụng như cao su thiên nhiên, SBR,
BR …
1.3.2.6 Cao su EPDM ( vistalon 2060 hay V26)
Cao su V26 là loại cao su tổng hợp từ ba thành phần đó là etylen (E), propylen (P),
và một phần dien khác. Với cấu trúc đặc biệt bao gồm mạch thẳng no là mạch chính do sự
trùng hợp của etylen và propylen (nhưng nếu tăng lượng etylen thì dễ cán luyện, ngược lại
thì dễ ép đùn) nên nó giống như mạch của cao su isopren nhưng bảo hòa nên ngoài tính
chất NR thì nó còn rất bền với môi trường, bền nhiệt. Đồng thời sự liên kết các đien tạo
thành mạch nhánh đảm bảo khả năng liên kết mạng không gian bằng hệ thống lưu huỳnh.
V26 thường sử dụng trong săm butyl (do có mạch chính bảo hòa nên dễ hợp với
butyl) để tăng độ phân tán các hóa chất trong hỗn hợp đồng thời cũng tăng tính kháng lão
SVTH: Phạm Tấn Duy – 1510498

Trang | 16


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Bùi Trọng Hiếu

với môi trường và tính biến dạng nén). Tuy nhiên độ kín khí của nó không cao nên hàm
lượng trong đơn không nhiều.
Ngoài ra còn có cao su tái sinh (TS1, TS2).
1.3.3. Chất lưu hóa
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 không 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. Quá trình thay đổi tính chất của
vật liệu dưới tác dụng của chất lưu hóa được gọi là quá trình lưu hóa. Có nhiều chất lưu
hóa tùy thuộc vào từng loại cao su, nhưng thông dụng nhất là lưu huỳnh (S).
1.3.3.1. Lưu huỳnh tan (B1)
Bột lưu huỳnh có màu vàng, dạng tinh thể hình thoi, khối lượng riêng 2,07 kg/cm3.
Nhiệt độ nóng chảy là 1120C. Hàm lượng S trong hợp phần cao su thông dụng từ 2 đến 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 công cao có thể gây
ra hiên tượng tự lưu làm giảm tính chất công 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 môi hòa tan S. Mức độ hòa tan của S vào cao su thay đổi theo nhiệt
độ. Ở nhiệt độ 1400C mức độ hòa tan của S là 10%, ở nhiệt độ 250C mức độ hòa 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 hiên tượng này cần phải tiến hành một số biện
pháp sau:
- 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 không tan.
SVTH: Phạm Tấn Duy – 1510498

Trang | 17


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Bùi Trọng Hiếu

1.3.3.2. Các chất lưu hóa khác
Se, Te không dùng vì độc tính cao.
Nhựa phenol – formandehyt dùng để lưu hóa các loại cao su không chứa hoặc chứa
rất ít liên kết đôi trong mạch, đặc biệt là cao su butyl.
1.3.4. Chất xúc tiến lưu hóa
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 không cao.
Để hạn chế được các hiện tượng trên chất xúc tiến lưu hóa được thêm vào để hoạt 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 không 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.
- Không 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.
- Bên cạnh đó người ta căn cứ vào từng loại su, các yêu cầu về công nghệ gia công
cao su, tính năng kỹ thuật của từng loại sản phẩm mà lựa chọn chất xúc tiến lưu hóa với

hàm lượng thích hợp:
+ Đối với sản phẩm dày, cần thời gian lưu hóa dài thì chọn loại xúc tiến có tác
dụng chậm. Thông thường dùng loại xúc tiến guanidin hay sunfeamid.
+ Đối với sản phẩm mỏng như mặt lốp xe đạp thì người ta dùng xúc tiến nhanh
như: DM, M…
+ Cao su dùng trong y học, trong thực phẩm do yêu cầu không độc, không mùi
vị nên dùng xúc tiến thiuram.

SVTH: Phạm Tấn Duy – 1510498

Trang | 18


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Bùi Trọng Hiếu

+ Đối với cao su màu cần loại xúc tiến không làm biến đổi màu sắc như xúc tiến
nhóm thiuram.
+ Đối với sản phẩm chịu nhiệt thường dùng xúc tiến TMTD, nhựa lưu hóa.
Thông thường người ta sử dụng hệ xúc tiến gồm hai hoặc ba loại xúc tiến nhằm
nâng cao tính ưu việt của các loại xúc tiến khác nhau trong hợp phần cao su.
1.3.4.1. Xúc tiến DM (Y2): Di-2 mercaptobenzothiazol
Đây là loại xúc tiến có tác dụng nhanh, dạng hạt, màu hơi vàng, có vị đắng. Xúc
tiến lưu hóa DM thường dùng phối hợp với M, TMTD. Dùng chung với D cho tác dụng
lưu hóa ổn định hơn khi dùng với M (ít gây tự lưu hơn), trong cao su clopren thì DM lại có
tác dụng phòng tự lưu. Có tác dụng chống lão hóa, chống mài mòn, ít ảnh hưởng đến màu
sắc.
1.3.4.2. Xúc tiến M (Y1): 2-mercaptobenzothiazol
Xúc tiến M: dạng hạt, màu vàng nhạt, vị cay, là xúc tiến tác dụng nhanh. Dùng kết

hợp với DM, TMTD, nếu dùng với D cho tác dụng lưu hóa rất nhanh dễ gây tự lưu. Có tác
dụng chống lão hóa, chống mài mòn, ít ảnh hưởng đến màu sắc.
1.3.4.3. Xúc tiến D (Y4): NN’-diphenylguanidin
Là loại xúc tiến chậm có màu trắng, vị ngọt. Thường dùng kết hợp với DM. Loại
xúc tiến này làm tăng độ cứng của cao su nhưng nếu sử dụng độc lập thì tính chống lão hóa
kém, gây biến màu sản phẩm.
1.3.4.4. Xúc tiến CZ (Y6): N-xiclohexyl-2-benzothiazolsunfeamit
Là xúc tiến chậm, có dãi lưu hóa tối ưu dài nên thường dùng cho hỗn hợp lưu hóa
thời gian dài, có dạng hạt, màu vàng. Loại xúc tiến này ít gây tự lưu, tạo sản phẩm có khả
năng chống lại sự phá hủy do mệt mỏi và khả năng chống lão hóa nhiệt cao, không làm
thay đổi màu sắc của sản phẩm màu khi lưu hóa.
1.3.4.5. Xúc tiến TMTD (Y3): tetramethylthiuramdisufit
Có màu trắng kem, là loại siêu xúc tiến, dễ gây tự lưu trong quá trình gia công.
TMTD tạo hỗn hợp cao su có độ bền nhiệt cao khi dùng hàm lượng lớn. Khi dùng phối hợp

SVTH: Phạm Tấn Duy – 1510498

Trang | 19


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Bùi Trọng Hiếu

với M, DM thường dùng với hàm lượng thấp 0,05 – 0,1%. Có thể dùng cho sản phẩm cao
su thực phẩm.
1.3.4.6. Xúc tiến EZ: Dietyl-dithiocabanat kẽm
Dạng bột màu trắng, không độc, hoạt tính hơn thiuram, làm tăng hoạt tính nhóm
thiazol. Tạo cho cao su lưu hóa có khả năng chịu nhiệt cao, là loại siêu xúc tiến, có thể lưu
hóa ở nhiệt độ thấp nên thường dùng trong keo tự lưu.

1.3.5. Chất trợ xúc tiến
Là loại chất nâng cao hiệu quả của xúc tiến lưu hóa, tạo cho cao su có tính năng kỹ
thuật cao hơn. Có hai loại trợ xúc tiến:
1.3.5.1. Trợ xúc tiến vô cơ
Thường sử dụng nhiều nhất là loại ZnO (A1C), đây là loại chất bột màu trắng, ít độc,
không làm đổi màu cao su màu, thông dụng, giá rẻ, độ ổn định cao, không gây hiện tượng
oxi hóa. Tác dụng hoạt hóa quá trình lưu hóa của ZnO còn hiệu quả hơn nếu có mặt một
lượng không lớn các axit béo hữu cơ như acid stearic (A2), acid olêic… do việc tạo thành
phức chất giữa ZnO, acid béo và xúc tiến lưu hóa.
Cần chú ý hàm lượng PbO vì hàm lượng PbO cao dễ gây tự lưu và làm biến màu
sản phẩm do sự tạo thành PbS. Khi dùng lượng ZnO cao thì cao su có tính truyền nhiệt
tốt.
1.3.5.2. Trợ xúc tiến hữu cơ (acid stearic)
Có dạng hạt hay phiến, màu vàng, mùi hắc. Ngoài tác dụng trợ xúc tiến, acid stearic
có tác dụng làm mềm, phân tán than đen tạo đều kiện thuận lợi cho thao tác luyện, cán
tráng, ép đùn.

1.3.6. Chất phòng tự lưu
Trong quá trình gia công cao su thường xãy ra hiện tượng tự lưu làm giảm tính chất
cơ lý của cao su. Để khắc phục tình trạng nầy 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: Phạm Tấn Duy – 1510498

Trang | 20


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Bùi Trọng Hiếu

Thường dùng là Vulkalent G (PTL1). Vulkalent G là chất dễ phân tán, nó phân tán
tốt ngay cả một lượng nhỏ, Vulkalent G không gây ảnh hưởng đến độ nhớt của cao su,
không gây rổ xốp và đặc tính của quá trình lưu hóa ít ảnh hưỏng.
Vulkalent G là chất phòng tự lưu cho các loại su thông dụng như: NR, SBR, BR.
1.3.7. Chất độn
Chất độn trong cao su đóng vai trò quan trọng phụ thuộc vào yêu cầu của sản phẩm.
Chất độn có thể vô 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 sau:
- Tăng độ cứng
- Tăng lực kéo đứt nhất là đối với cao su tổng hợp
- Tăng tính mài mòn chịu nhiệt và tính năng cơ lý khác.
- Giảm tính co rút của sản phẩm sau khi lưu hóa
- Cải thiện quá trình gia công
- Ngoại quan sản phẩm đẹp và đặc biệt là hạ giá thành sản phẩm
Phụ thuộc vào ảnh hưởng của chất độn đến tính năng cơ lý của sản phẩm, chất độn
được chia làm hai loại là chất độn hoạt tính và chất độn trơ. Tùy thuộc vào hàm lượng cao
su mỗi loại chất độn đều có một hàm lượng sử dụng, nếu tăng lượng chất độn vượt quá giới
hạn thì sẽ làm giảm tính năng cơ lý của sản phẩm do đó làm giảm khả năng sử dụng của
sản phẩm. Sự phân tán tốt chất độn dẫn đến tăng tính năng cơ lý của sản phẩm, kích thước
hạt chất độn hoặc diện tích bề mặt riêng 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 phân tử
cao su và chất độn tăng lên dẫn đến sự phân tán tốt hơn. Tuy nhiên khi giảm kích thước hạt
quá nhỏ sẽ dẫn đến hiện tượng vón cục chất độn làm giảm khả năng phân tán của chúng và
làm giảm tính năng cơ lý của sản phẩm.
1.3.7.1. Chất độn hoạt tính (than đen)
Là chất độn khi đưa vào hỗn hợp cao su thì làm tăng tính năng cơ lý, tính năng sử
dụng của sản phẩm. 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

SVTH: Phạm Tấn Duy – 1510498

Trang | 21


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Bùi Trọng Hiếu

tính tăng cường lực khác nhau, do đó tùy thuộc vào yêu cầu của từng loại sản phẩm mà
chọn lựa loại than sử dụng cho phù hợp. Có nhiều loại như: N660, N550, N330, N234,
N220 … trong đó chữ số thứ nhất chỉ kích cở hạt than, chỉ số thứ hai chỉ diện tích bề mặt
riêng, chỉ số thứ ba chỉ độ hấp thụ dầu DBP (chỉ số càng lớn thì độ hấp thụ dầu của than
càng lớn).
Căn cứ vào hoạt tính của than đen mà chia thành hai loại là than đen hoạt tính và
than đen bán hoạt tính. Than đen hoạt tính có tính chống mài mòn rất tốt, tăng lực kéo đứt,
độ cứng hơn loại than bán hoạt tính. Tuy nhiên than hoạt tính dễ gây tự lưu khi gia công
hơn do khả năng sinh nhiệt cao hơn. Vì vậy than hoạt tính được dùng trong các sản phẩm
yêu cầu tính chống mài mòn cao hoặc làm việc trong môi trường ma sát cao, than bán hoạt
tính thường dùng trong các pha chế tráng vải, ép đùn săm.
+ N220: có độ xốp nhỏ, bề mặt riêng tăng nên làm tăng khả năng chịu mài mòn, khả
năng sinh nhiệt thấp, độ phân tán tốt hơn N234.
+ N330: Không làm cho cao su có độ chịu mài mòn cao nên thường ít sử dụng cho
mặt lốp nhưng cường lực xé rách tốt, độ bám đường tốt nên thường sử dụng cho cao su cán
tráng (hoãn xung, vải mành hay hông lốp).
+ N660: hai trong các loại than đen bán bổ cường, có tính định giãn và ứng lực định
giãn cao, có tính năng gia công tốt, tính đàn hồi cao, dễ phân tán trong cao su, ít biến hình,
sinh nhiệt thấp.
+ N339: là loại than đen có kết cấu cao, hạt mịn, tính năng chịu mài mòn và tính
năng chống đâm xuyên tương đối tốt, tính năng ép đùn tốt.

+ N375: là than đen công nghệ mới kết cấu cao, chịu mài mòn tốt, các đặc tính ứng
dụng tương tự như N339.
+ N326: có kết cấu thấp chịu được mài mòn, tăng cường lực, giảm sinh nhiệt, là cho
cao su có cường độ kéo giãn và cường độ xé rách tương đối cao, tính năng chịu mài mòn
tốt.
+ N234: là loại than đen được sản xuất theo công nghệ mới có kết cấu cao, có tính
chịu mài mòn tốt, có tính năng tăng cường lực rất tốt cho cao su, dùng cho cao su mặt lốp
thì sẽ tăng tính mài mòn.
SVTH: Phạm Tấn Duy – 1510498

Trang | 22


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Bùi Trọng Hiếu

1.3.7.2. Chất độn trơ
Trong hỗn hợp cao su chất độn trơ có tác dụng làm giảm tính co rút và hạ giá thành
sản phẩm. Các loại độn trơ thường hay sử dụng:
+ Cao lanh (Al2O3.2SiO2.2H2O): dạng bột có màu trắng xám đến trắng. Nó có hình
dạng và kích thước khác nhau do từng nguồn nguyên liệu và cách chế biến chúng. Khó
trộn với cao su. Tăng độ cứng cho cao su, làm cho sản phẩm có tính chịu dầu, chịu axit,
kiềm tốt hơn.
+ CaCO3: dạng bột mịn, màu trắng với lượng dùng thích hợp sẽ làm cho hỗn hợp
dễ ép đùn, cán tráng, có tính kiềm dễ gây tự lưu khi gia công. Cho sản phẩm có tính cách
điện cao và ít hút nước.
1.3.8. Chất phòng lão
Quá 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 quá trình oxi hóa mạch cao su do tác động của oxi

không khí thâm nhập vào sản phẩm trong quá trình sử dụng hoặc các tác nhân được đưa
vào hợp phần cao su trong quá trình gia công như các muối hoặc oxit kim loại có hóa trị
thay đổi. Lão hóa còn phụ thuộc vào bản chất của vật liệu và các tác nhân khác thúc đẩy
quá trình lão hóa như: nhiệt độ, môi trường, ánh sáng và các tác nhân cơ học khác. Phụ
thuộc vào các tác nhân thúc đẩy quá trình lão hóa mà người ta chia ra các loại lão hóa sau:
- Lão hóa dưới tác dụng của nhiệt độ.
- Mệt mỏi dưới tác dụng của lực cơ học.
- Oxy hóa, lão hóa dưới tác dụng của oxi.
- Lão hóa ánh sáng là lão hóa dưới tác dụng của tia cực tím.
- Lão hóa ozo là lão hóa dưới tác dụng của ozo.
- Lão hóa phóng xạ là lão hóa dưới tác dụng của tia phóng xạ
1.3.8.1. Các chất phòng lão
Thông thường các chất phòng lão được chia làm hai loại:

SVTH: Phạm Tấn Duy – 1510498

Trang | 23


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Bùi Trọng Hiếu

+ Phòng lão vật lý: Là chất phòng lão bảo vệ sự xâm nhập của oxi không khí vào
trong cao su, các chất nầy ít tan trong cao su ở nhiệt độ thấp, trong khi gia công thì chúng
tan vào trong cao su, khi sử dụng sản phẩm ở nhiệt đọ thấp thì chúng khuyếch tán ra bề
mặt sản phẩm tạo một màng mỏng bảo vệ sự xâm nhập của oxi không khí vào sản phẩm.
Tiêu biểu của nhóm phòng lão nầy là Parafin, antilux, riowax …
+ Phòng lão hóa học: Do sự hạn chế của phòng lão vật lý làm giảm sức dính, giảm
độ bền và không hoàn toàn ngăn được sự phát triển của quá trình lão hóa nên các chất

chống lão hóa bằng phương pháp hóa học được dùng rộng rãi hơn như: 4010NA, 4020NA,
RD, SP.
1.3.8.2. Yêu cầu của chất phòng lão
Phụ thuộc vào yêu cầu sản phẩm, điều kiện sử dụng để chọn chất phòng lão thích
hợp, có thể dùng một hoặc nhiều chất phối hợp. Ngoài ra việc chọn chất lão hóa cần đáp
ứng được các yêu cầu sau:
- Khả năng hòa tan vào cao su: Do khả năng khuyếch tán của các chất phòng lão ra
ngoài bề mặt làm giảm sức dính nên cần xác định rõ mức độ hòa tan của chúng để sử dụng
lượng thích hợp.
- Mức độ bay hơi, khi nhiệt độ càng cao thì chất phòng lão bay hơi càng lớn nên
lượng dùng phải nhiều hơn, phải lựa chất có nhiệt độ sôi cao hơn nhiệt độ gia công để tránh
sự tạo bọt khí trong sản phẩm.
- Không gây ảnh hưởng đến các thành phần khác có trong hỗn hợp cao su, đặc biệt
không ảnh hưởng đến khả năng lưu hóa của hệ thống lưu hóa.
- Ít độc hại không làm đổi màu sản phẩm.
1.3.9. 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. Ngoài ra nó còn giúp các phân tử trượt lên nhau, do đó
tăng độ dẻo của hỗn hợp.
1.3.9.1. Yêu cầu kỹ thuật và kinh tế đối với chất làm mềm
-Dễ kiếm, rẻ tiền.

SVTH: Phạm Tấn Duy – 1510498

Trang | 24


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Bùi Trọng Hiếu

- Phối hợp tốt với cao su.
- Bền nhiệt, bền hóa học trong tất cả các công đoạn sản xuất và quá trình sử dụng
sản phẩm.
- Không bốc hơi trong quá trình gia công và không có mùi khó chịu.
- Độ nhớt ít thay đổi theo nhiệt độ.
- Không gây ảnh hưởng đến hoạt tính của các chất trong cao su.
1.3.9.2. Một số chất làm mềm thông dụng
Nhựa thông (M2): là chất kết tinh, màu vàng nâu nhạt, mùi nhựa cây. Có tác dụng
làm mềm, giúp phân tán than đen, tăng sức dính cao su BTP. Nếu sử dụng nhiều sẽ kéo dài
sự lưu hóa và làm cho sản phẩm biến mềm ở nhiệt độ cao. Ngoài ra nó cũng xúc tiến lão
hóa.
Cuomaron (M1): là sản phẩm chế biến từ than đá, dạng hạt hình cầu, màu vàng sẫm.
Là loại chất làm mềm có tác dụng tăng dính cao su với các vật liệu khác. Làm tăng trở
kháng xé rách và trở kháng chống nứt.
Dầu hóa dẻo: làm trương nở cao su, là cho sản phẩm mềm hơn, để hóa chất phân
tán vào cao su đồng đều hơn, tăng tính gia công của cao su.
Các loại dầu thường sử dụng là: Dầu F112 (O1), dầu parafin (O2), dầu DBP (O3),
dầu castor (O4). Trong đó dầu parafin có tác dụng chống loang màu cho những sản phẩm
cao su có nhiều màu sắc khác nhau. Độ nhớt của dầu hóa dẻo cũng ảnh hưởng mạnh đến
tính chất của cao su. Khi dùng chất hóa dẻo sẽ làm tăng tính đàn hồi cho cao su lưu hóa
nhưng giảm độ bền cao su. Với loại dầu có độ nhớt thấp dễ bay hơi trong quá trình luyện
và lưu hóa. Khi độ nhớt tăng thì độ bền cao su tăng, nhưng khả năng sinh nhiệt cũng tăng
theo. Do đó cần lựa chọn dầu thích hợp.
1.3.10. Chất hóa dẻo
Là chất được cho vào cao su để tăng nhanh độ dẻo, rút ngắn thời gian sơ luyện, giảm
tiêu hao điện năng. Có hai loại:
- Nhóm làm dẻo hóa học có tác dụng cắt mạch cao su để làm tăng độ dẻo như A86,
UP96 với lượng dùng thấp 0,1-0,3% và được cho vào ở giai đoạn sơ luyện. Nhược điểm

của nhóm chất nầy là cần nhiệt độ gia công cao, mặt khác là do cắt mạch nên tính năng cơ
lý giảm.
SVTH: Phạm Tấn Duy – 1510498

Trang | 25