Quy trình chế biến tổng quát sản phẩm cơ bản là cao su

CAO SU THIÏN NHIÏN 281
CHÛÚNG IX
QUI TRÌNH CHẾ BIẾN TỔNG QUÁT
SẢN PHẨM CƠ BẢN LÀ CAO SU
Qui trònh chïë biïën sẫn phêím àûúåc tốm tùỉt qua lûúåc àưì sau àêy:
282 CAO SU THIÏN NHIÏN
Ty theo loẩi sẫn phêím, ngun liïåu ph (chó súåi, cûúác thếp,
xùng, xâ bưng hay bưåt talc v.v...) tham gia đt nhiïìu trong cấc khêu
ca quy trònh, nối chung, chïë biïën sẫn phêím gưìm cấc giai àoẩn
chđnh:
- Biïën àưíi vêåt l cao su sưëng àïí cố thïí hôa trưån hốa chêët cêìn
thiïët gổi lâ giai àoẩn hốa dễo cao su.
- Giai àoẩn nhưìi trưån cấc hốa chêët vâo cao su àậ hốa dễo cho
ra hưỵn húåp cao su.
- Giai àoẩn àõnh hònh hưỵn húåp cao su (túâ cấn, trùỉc diïån liïn
tc àn ếp, dung dõch), vâ àõnh hònh sẫn phêím sú bưå (cùỉt, rấp,
dấn, vêën, nưëi...)
- Giai àoẩn lûu hốa.
Khưng kïí giai àoẩn khûã gel hốa (àưng cûáng cao su) mâ chó ấp
dng úã cấc nûúác cố khđ hêåu lẩnh, tûâ ngun liïåu ban àêìu chïë biïën
ra mùåt hâng cao su tiïu dng gưìm cấc giai àoẩn:
A. TỒN TRỮ NGUYÊN LIỆU VẬT TƯ
Cấc àiïìu kiïån vêåt l nhû sûå thoấng khđ, sẩch sệ, nhiïåt àưå, ấnh
sấng, êím àưå, thúâi gian tưìn trûä v.v... trong bẫo quẫn ngun liïåu
vêåt tû úã kho bậi cố têìm mûác quan trổng ẫnh hûúãng àïën qui trònh
sẫn xët vâ chêët lûúång thânh phêím.
Cêìn bưë trđ phên cấch giûäa cao su - hốa chêët - ngun liïåu ph
“nhốm chêët lûu hốa - nhốm chêët khấc”, “cấc loẩi phêím mâu”,
“chêët dïỵ chấy” v.v... nhùçm mc àđch phông chấy, chûäa chấy vâ
trấnh sûå ẫnh hûúãng do nhiïỵm búãi mưåt sưë lúán hốa chêët ngânh cao
su. Cấc hốa chêët nây thûúâng cố hiïåu quẫ tấc dng rêët lúán d chó

vúái mưåt lûúång nhỗ.
B. CẮT XẺ CAO SU
Cao su thiïn nhiïn thûúâng àûúåc tưìn trûä dûúái dẩng ca mưåt
kiïån hâng lúán, cêìn àûúåc xễ thânh bấnh hay mẫnh nhỗ tûâ 5 - 15kg
múái cho vâo mấy nhưìi cấn àûúåc. Giai àoẩn nây bao gưìm cên cao
CAO SU THIÏN NHIÏN 283
su vúái trổng lûúång àng theo cưng thûác xûúãng.
Theo phûúng phấp cưng nghiïåp, cưng viïåc àûúåc thûåc hiïån bùçng
mấy mốc, xễ mưåt kiïån cao su 6 mẫnh hay 8 mẫnh, vúái kiïíu bưë trđ dao
xễ ngang hay dổc. Theo phûúng phấp tiïíu th cưng nghiïåp, phûúng
tiïån lâ dao hay cûa bẫn, dng nûúác nhû lâ chêët trún dïỵ dâng cùỉt xễ.
Nhû vêåy, úã giai àoẩn nây, cêìn lûu trổng lûúång cao su àậ xễ,
chêët lûúång thûåc tïë bao gưìm kiïím tra, xûã l tònh trẩng cao su
ngêëm nûúác.
C. HÓA DẺO CAO SU
Lâ quấ trònh xûã l biïën àưíi cao su thư rêët dai thânh mưåt thïí
dễo mïìm àïí cố thïí nhưìi trưån cấc hốa chêët cêìn thiïët úã cấc cưng
àoẩn sau. Xûã l nây cố thïí thûåc hiïån qua 4 tấc dng: oxide hốa tûå
nhiïn, nhiïåt, hốa, cú. Ngun liïåu ph cố thïí tham dûå vâo khêu
nây lâ bưåt talc àïí chưëng dđnh.
I. Nhûäng tấc dng hốa dễoI. Nhûäng tấc dng hốa dễo
I. Nhûäng tấc dng hốa dễoI. Nhûäng tấc dng hốa dễo
I. Nhûäng tấc dng hốa dễo
I.1. Hốa dễo búãi sûå oxide hốa tûå nhiïn:I.1. Hốa dễo búãi sûå oxide hốa tûå nhiïn:
I.1. Hốa dễo búãi sûå oxide hốa tûå nhiïn:I.1. Hốa dễo búãi sûå oxide hốa tûå nhiïn:
I.1. Hốa dễo búãi sûå oxide hốa tûå nhiïn:
Cao su thiïn nhiïn lâ mưåt polymer isoprene (C
5
H
8

)
n
, cố àưå
chûa no cao, dïỵ bõ oxide hốa. Oxygen khđ trúâi tấc àưång lïn vâ
phên cùỉt chỵi àẩi phên tûã dâi hydrocarbon cao su, gêy giẫm
phên tûã khưëi do àố tẩo ra hiïån tûúång hốa dễo cao su, nhû vêåy sûå
hốa dễo cao su cú bẫn lâ do oxide hốa tûå nhiïn vâ xẫy ra nhanh
hún nûäa khi cố hiïån diïån ca nhiïåt nống, chêët xc tấc gia tưëc
oxide hốa hay tấc dng nhưìi cấn nghiïìn àûát phên tûã.
I.2. Nhiïåt hốa dễoI.2. Nhiïåt hốa dễo
I.2. Nhiïåt hốa dễoI.2. Nhiïåt hốa dễo
I.2. Nhiïåt hốa dễo
Tưíng quất àûúåc thûåc hiïån úã phông nống hay lô nống 150 -
200
0
C dûúái tấc dng ấp sët khđ trúâi bònh thûúâng vâ thúâi gian gia
nhiïåt khoẫng 24 giúâ.
Vúái sẫn xët qui mư lúán, cố thïí thiïët kïë lô hốa dễo liïn tc,
thûåc hiïån dêy chuìn vúái lûu lûúång nhiïìu têën/giúâ qua bùng tẫi úã
hêìm dâi. Cêìn biïët, phûúng phấp nhiïåt hốa dễo múái hiïån nay (xët
284 CAO SU THIÏN NHIÏN
phất tûâ phûúng phấp xûã l cao su tưíng húåp) lâ cho cao su chõu tấc
dng búãi húi nûúác bẫo hôa vúái ấp lûåc cao trong mưåt thúâi gian rêët
ngùỉn. Kïët quẫ àẩt rêët nhanh nhûng àôi hỗi cố nưìi ấp lûåc (autoclave)
vúái sûác chûáa lúán, chõu àûúåc ấp sët khoẫng 40kg/cm
2
(250
0
C).
I.3. Hốa dễo hốa hổcI.3. Hốa dễo hốa hổc

I.3. Hốa dễo hốa hổcI.3. Hốa dễo hốa hổc
I.3. Hốa dễo hốa hổc
Tưíng quất nhúâ mưåt hốa chêët gổi lâ “chêët hốa dễo pepti” (xem
chûúng chêët hốa dễo) tấc dng àấng kïí khi gia nhiïåt khoẫng 80 -
100
0
C, cao su hốa dễo cûåc nhanh. Ta lûu phên biïåt vúái chêët hốa
dễo thưng thûúâng (plastifiant) tấc dng kếm hún nhiïìu vâ cố ẫnh
hûúãng lúán túái chêët lûúång thânh phêím.
I.4. Hốa dễo cú hổcI.4. Hốa dễo cú hổc
I.4. Hốa dễo cú hổcI.4. Hốa dễo cú hổc
I.4. Hốa dễo cú hổc
Phûúng phấp phưí biïën hốa dễo cao su bùçng mấy mốc thûúâng lâ
mấy nhưìi 2 trc, loẩi húã hay kđn hóåc úã mấy àùåc biïåt gổi lâ mấy
hốa dễo Gordon.
Cho cao su khư qua lẩi, cấn ếp giûäa hai trc mấy, sau mưåt thúâi
gian ty theo àiïìu kiïån lâm viïåc, nố sệ biïën àưíi trẩng thấi tûâ thïí
cûáng dai dêìn dêìn trúã nïn mïìm dễo. Sûå hốa dễo theo cấch nây
côn àûúåc gổi lâ “sú luån”. Tưíng quất, àưå dễo mïìm ẫnh hûúãng
búãi:
a/a/
a/a/
a/ Thúâi gian nhưìi cấn: câng nhưìi cấn lêu bao nhiïu, cao su
câng mïìm dễo bêëy nhiïu.
b/b/
b/b/
b/ Àiïìu kiïån cú l ca mấy: nùng sët, cưng sët, sûác cấn ếp,
nhiïåt àưå. Thûåc tïë, cao su câng trẫi rưång thò diïån tđch câng tiïëp
xc vúái nhiïìu khưng khđ trúâi, sûå nến ếp cổ xất phất sinh nhiïåt
v.v... Toân bưå cẫi thiïån àưå dễo mïìm cao su.

Ta cố thïí nghơ nhiïåt àưå câng cao, sûå hốa dễo câng cố hiïåu quẫ.
Nhûng vâo nùm 1938, Busse vâ Cunningham chûáng minh cao su
nhưìi úã nhiïåt àưå thay àưíi giûäa 70
0
C vâ 170
0
C cng mưåt thúâi gian
nhêët àõnh, àưå dễo sau cng khưng phẫi lâ hâm sưë àưìng biïën theo
nhiïåt àưå: nhiïåt àưå tùng, tưëc àưå hốa dễo trûúác hïët sệ giẫm xëng
cûåc tiïíu úã 120
0
C, sau àố tưëc àưå hốa dễo lẩi tùng nhanh. Tûâ võ trđ
CAO SU THIÏN NHIÏN 285
cûåc tiïíu nây, ngây nay ta phên biïåt sûå hốa dễo cú hổc “ngåi” vâ
“nống”. Trong hốa dễo cú hổc ngåi hay nhưìi cấn ngåi, nhiïåt àưå
khoẫng 60 - 70
0
C, cưng sët úã mûác tưëi thiïíu, do àố ngûúâi ta thđch
hốa dễo cao su úã nhiïåt àưå nây cho mấy nhưìi húã. (Vûâa trấnh hiïån
tûúång “chïët trïn mấy” cho hưỵn húåp cố dng chêët xc tiïën cûåc
nhanh vâ gip cưng nhên àûáng mấy dïỵ thao tấc, khi àïën giai
àoẩn hưỵn luån).
c/c/
c/c/
c/ Thao tấc ca ngûúâi àûáng mấy: ch ëu cêìn lâm cho cưng
viïåc hốa dễo tiïën triïín àïìu àùån, khưng trò trïå, àưå dễo mïìm àưìng
nhêët, àẫm bẫo cao su chui qua giûäa hai trc toân bưå vâ thu lûúåm
vn bùỉn ra v.v...
d/d/
d/d/

d/ Oxygen khđ trúâi: cấc cåc thûã nghiïåm nhưìi cấn cao su trong
mưi trûúâng khđ trú (khưng cố oxygen) sûå hốa dễo hêìu nhû khưng
xẫy ra. Do àố, oxygen lâ ëu tưë cêìn thiïët cho sûå hốa dễo. Trïn
thûåc tïë lâ ëu tưë khưng àưíi.
Mấy nhưìi húã 2 trc (côn àûúåc gổi lâ mấy cấn luån) cêëu tẩo
ch ëu gưìm 2 trc nhùén (úã Viïåt Nam thưng thûúâng φtrc = 1/2
chiïìu dâi lâm viïåc ca trc). φ200 - 500mm (loẩi nhỗ). φ 500 -
800mm (loẩi lúán), dâi 400 - 1200mm (loẩi nhỗ) hay 1.500 -
2.000mm (lúán) bùçng gang cûáng hay thếp àùåc biïåt, nùçm ngang,
trïn khung bùçng gang hay thếp àc, qua cấc paliers. Àưi paliers
úã trc sau cưë àõnh, àưi trûúác di àưång cố mc àđch thay àưíi àûúåc
khoẫng húã giûäa hai trc. Cẫ hai trc àïìu rưỵng råt, chûáa nûúác
dêỵn àïí giẫi nhiïåt lâm sao cố thïí duy trò nhiïåt àưå khoẫng 60
-
70
0
C. Quay trôn qua bưå truìn lûåc vâ tưëc àưå thûúâng lâ khấc nhau:
trc trûúác tûâ 15 - 25 vông/pht, trc sau nhanh hún, t lïå sai kếm
1 - 1,5%. Àưång cú àiïån 20 - 25CV (mấy nhỗ) hay 50 - 150CV (mấy
lúán), àưi khi thay thïë búãi àưång cú nưí úã nhûäng núi sẫn xët khưng
cố àiïån.
Mấy nhưìi kđn cêëu tẩo ch ëu gưìm hai trc cố àûúâng kễ xóỉn
nùçm trong mưåt bìng kđn, phđa trïn hai trc lâ 1 piston àêíy ếp
cao su vâo, vêån tưëc quay ca hai trc tûâ 20-60 vông/pht, cưng
286 CAO SU THIÏN NHIÏN
sët àưång cú àiïån tûâ 200CV (kiïíu c mấy Banbury) àïën 1.500CV
(kiïíu múái) cng vúái cêëu trc kiïn cưë, sûå hốa dễo cao su rêët nhanh
àẩt trong vâi pht, hiïåu quẫ nhiïåt dễo xẫy ra trïn 110
0
C, phưí biïën

hiïån nay lâ 150 - 180
0
C tûác lâ nhưìi “nống”, àêy lâ àiïím khấc biïåt
vúái mấy nhưìi húã. Kïët quẫ àưå mïìm dễo cao su àẩt àưìng nhêët, àưìng
bưå vâ ëu tưë nhên lûåc xem nhû khưng tham dûå vâo.
Mấy hốa dễo cao su Gordon lâ mưåt kiïíu mấy ếp àn
(boudineuse), to lúán hoẩt àưång hốa dễo úã nhiïåt àưå 160
0
C, nùng
sët liïn tc hay lûu lûúång àẩt hâng têën/giúâ, àưång cú àiïån tûâ
trùm CV trúã lïn.
II. Lûu cêìn thiïëtII. Lûu cêìn thiïët
II. Lûu cêìn thiïëtII. Lûu cêìn thiïët
II. Lûu cêìn thiïët
- Sûå hốa dễo mïìm cao su úã nhưìi nống (120
0
C trúã lïn) àûúåc giẫi
thđch qua sûå phên cùỉt nhiïåt chỵi àẩi phên tûã hydrocacbon cao su,
búãi phẫn ûáng “tûå oxide hốa”. ÚÃ nhưìi cấn ngåi (120
0
C trúã xëng)
àûúåc giẫi thđch qua cú chïë nghiïìn cùỉt phên tûã cao su tẩo ra cấc
“gưëc” tûå do; khưng cố oxygen hay mưåt chêët nhêån gưëc khấc, cấc gưëc
tûå húåp vúái nhau khưng gêy biïën àưíi phên tûã khưëi, ngûúåc lẩi, cố
oxygen hay chêët nhêån gưëc, nố sệ tûå gùỉn vâo gưëc tûå do, xẫy ra phẫn
ûáng gưëc têån cng, tẩo ra àoẩn phên tûã ngùỉn: àố lâ sûå hốa dễo. Cú
chïë nây cố giấ trõ kïí cẫ cho loẩi cao su tưíng húåp cố àưå chûa no cao.
- Ngânh cao su chïë biïën nûúác ta ấp dng hốa dễo theo phûúng
phấp cú hổc, thûúâng gổi lâ sú luån, vúái mấy nhưìi húã hai trc. Ta
biïët sûå hốa dễo cao su xẫy ra lâ do sûå oxide hốa (sûå oxide hốa

cng lâ ngun nhên ca sûå lậo hốa cao su sưëng hay cao su lûu
hốa). Nhû vêåy, cấc loẩi cao su thûá phêím ca àưìn àiïìn: m dêy,
m chến, m àêët v.v... chng àậ trẫi qua mưåt thúâi gian oxide lêu
dâi úã àưìn àiïìn (nưng trûúâng) cao su vâ qua qui trònh sú chïë thânh
crïpe nêu, crïpe àen sûå oxide hốa xẫy ra tiïëp tc, do àố sệ mïìm
dễo hún cấc loẩi cao su sú chïë tûâ latex vâ têët cẫ cấc loẩi cao su
câng tưìn trûä lêu dâi câng mïìm dễo hún. Trong chïë biïën sẫn
phêím tiïu dng, khi thay thïë phêím loẩi cao su cêìn lûu túái àưå