Biến tính cao su thiên nhiên và polyme blend trên cơ sở cao su thiên nhiên bằng dầu đậu nành

MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 PHẦN I: TỔNG QUAN 1.1. Cao su thiên nhiên 2 1.1.1. Lịch sử phát triển 2 1.1.2. Tình hình sản xuất và chế biến cao su ở Việt Nam . 2 1.1.2.1. Quá trình phát triển cao su thiên nhiên ở Việt Nam. 2 1.1.2.2. Tình hình sản xuất và chế biến cao su ở Việt Nam . 4 1.1.3. Mủ cao su thiên nhiên 6 1.1.4. Cao su sống 9 1.1.5. Thành phần và cấu tạo hoá học của cao su thiên nhiên 12 1.1.6. Tính chất lý học của cao su thiên nhiên . 14 1.1.7. Tính chất cơ lý của cao su thiên nhiên 16 1.2. Dầu thực vật và dầu đậu nành 17 1.2.1. Dầu thực vật . 17 1.2.2. Dầu đậu nành . 18 1.3. Những biện pháp và khả năng biến tính cao su thiên nhiên 20 1.3.1. Biến tính bằng các biện pháp hoá học 20 1.3.2. Biến tính bằng các phương pháp vật lý 21 1.3.3. Biến tính cao su thiên nhiên bằng nhựa hoặc cao su tổng hợp khác . 23 1.4. Biến tính cao su thiên nhiên trên cơ sở dầu thực vật . 26 1.4.1. Khả năng dùng dầu thực vật biến tính CSTN . 26 1.4.2. Khả năng biến tính cao su thiên nhiên bằng dầu đậu nành . 27 PHẦN II: MỤC ĐÍCH, NỘI DUNG, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Mục đích . 28 2.2. Nội dung nghiên cứu . 28 2.3. Vật liệu nghiên cứu 29 2.3.1. Cao su thiên nhiên 29 2.3.2. Cao su tổng hợp và PE . 29 2.3.3. Dầu đậu nành . 30 2.3.4. Các phụ gia khác 30 2.4. Phương pháp nghiên cứu . 30 2.4.1. Thành phần cơ bản của vật liệu 30 2.4.2. Chế tạo mẫu nghiên cứu 31 2.4.3. Nghiên cứu quá trình trộn vật liệu trên máy trộn kín . 31 2.4.4. Đo các tính chất cơ lý của vật liệu 32 2.4.5. Nghiên cứu cấu trúc của vật liệu bằng kính hiển vi điện tử quét SEM 32 2.4.6. Nghiên cứu khả năng ổn định nhiệt của vật liệu trên máy phân tích nhiệt trọng lượng (TGA) . 33 PHẦN III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Ảnh hưởng của hàm lượng dầu đậu nành biến tính đến tính chất cơ lý của vật liệu cao su thiên nhiên 34 3.2. Ảnh hưởng của dầu thực vật biến tính đến tính chất cơ lý của vật liệu tổ hợp trên cơ sở CSTN 38 3.2.1. Ảnh hưởng của dầu thực vật biến tính đến tính chất cơ lý của vật liệu CSTN/LDPE 38 3.2.2. Ảnh hưởng của dầu thực vật đến tính chất cơ lý của vật liệu tổ hợp CSTN/SBR . 41 3.2.3. Ảnh hưởng của dầu thực vật đến tính chất cơ lý của vật liệu tổ hợp CSTN/NBR 44 3.3. Ảnh hưởng của dầu thực vật đến quá trình trộn hợp của vật liệu 47 3.4 Ảnh hưởng của dầu thực vật đến cấu trúc hình thái của vật liệu . 51 3.5 Ảnh hưởng của dầu đến độ ổn định nhiệt của vật liệu 54 PHẦN VI: KẾT LUẬN 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62

doc68 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 28/12/2012 | Lượt xem: 2805 | Lượt tải: 10download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Biến tính cao su thiên nhiên và polyme blend trên cơ sở cao su thiên nhiên bằng dầu đậu nành, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Më ®Çu Cao su thiªn nhiªn (CSTN) lµ mét polyme thiªn nhiªn ®­îc øng dông réng r·i trong rÊt nhiÒu lÜnh vùc, tõ ngµnh dÖt may ®Õn c¸c ngµnh x©y dùng, thuû lîi, giao th«ng vËn t¶i,... Së dÜ CSTN cã vai trß quan träng nh­ vËy lµ do nã cã nh÷ng ®Æc tÝnh quý gi¸ nh­: ®é bÒn c¬ häc, kh¶ n¨ng ®µn håi tèt, dÔ gia c«ng,... Tuy nhiªn CSTN l¹i cã nh­îc ®iÓm lµ kÐm bÒn nhiÖt, dÔ bÞ oxy ho¸, ®é bÒn m«i tr­êng kÐm,... Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y, víi nh÷ng chÝnh s¸ch ®æi míi cña §¶ng vµ Nhµ n­íc, s¶n l­îng CSTN t¨ng m¹nh (n¨m 2003 ®· ®¹t trªn 400 ngh×n tÊn). Tuy vËy s¶n l­îng CSTN dïng trong n­íc chØ chiÕm kho¶ng 15 - 20 % cßn ®a phÇn xuÊt khÈu d­íi d¹ng th« víi gi¸ kh«ng æn ®Þnh. Trong khi ®ã hµng n¨m n­íc ta l¹i nhËp hµng ngµn tÊn s¶n phÈm cao su kü thuËt víi gi¸ rÊt cao. ChÝnh v× vËy, trong nh÷ng n¨m qua ®· cã nhiÒu c«ng tr×nh nghiªn cøu biÕn tÝnh n©ng cao tÝnh n¨ng c¬ lý, më réng ph¹m vi øng dông cho CSTN ®Ó s¶n xuÊt c¸c s¶n phÈm cao su kü thuËt phôc vô nhu cÇu ph¸t triÓn kinh tÕ x· héi, thay thÕ c¸c s¶n phÈm cao su nhËp ngo¹i. Trong sè nh÷ng kÕt qu¶ thu ®­îc ph¶i kÓ ®Õn kÕt qu¶ nghiªn cøu øng dông cña c¸c t¸c gi¶ Tr­êng §HBK Hµ Néi, ViÖn Ho¸ häc vËt liÖu (Trung t©m KH & KT Qu©n sù), ViÖn Ho¸ häc, ViÖn Kü thuËt nhiÖt ®íi (ViÖn KH & CN ViÖt Nam). Còng theo h­íng nghiªn cøu ®ã, c«ng tr×nh nµy tiÕn hµnh dïng dÇu ®Ëu nµnh, mét nguyªn liÖu s½n cã ë n­íc ta ®Ó biÕn tÝnh cao su thiªn nhiªn vµ vËt liÖu polyme blend trªn c¬ së CSTN nh»m t¹o ra mét vËt liÖu míi cã thÓ øng dông trong mét sè lÜnh vùc kü thuËt cã ®ßi hái cao h¬n. PhÇn i Tæng quan 1.1. Cao su thiªn nhiªn 1.1.1. LÞch sö ph¸t triÓn Cao su thiªn nhiªn ®­îc loµi ng­êi ph¸t hiÖn vµ sö dông vµo nöa cuèi thÕ kû XVI ë Nam Mü. Vµo thêi gian nµy nh÷ng thæ d©n ë ®©y chØ biÕt trÝch ly c©y lÊy nhùa råi tÈm vµo v¶i sîi lµm giÇy dÐp ®i rõng, leo nói. Nh÷ng chiÕc giÇy ®­îc lµm b»ng v¶i tÈm nhùa c©y nµy cã thêi gian sö dông l©u h¬n nh­ng nã dÝnh vµo ch©n vµ g©y c¶m gi¸c khã chÞu. Tho¹t ®Çu thæ d©n chØ biÕt lÊy ®Êt c¸t r¾c vµo giÇy ®Ó chèng dÝnh. VÒ sau, hä cã nhËn thÊy r»ng ®Êt c¸t lÊy tõ khu vùc nói löa ho¹t ®éng võa chèng dÝnh tèt võa t¨ng thêi gian sö dông giÇy. §Õn n¨m 1839 khi loµi ng­êi ph¸t minh ®­îc qu¸ tr×nh l­u ho¸ chuyÓn cao su tõ tr¹ng th¸i ch¶y nhít sang tr¹ng th¸i ®µn håi cao bÒn v÷ng, cao su thiªn nhiªn ®­îc sö dông ®Ó s¶n xuÊt ra c¸c s¶n phÈm t¨ng ®¸ng kÓ. Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y mÆc dï loµi ng­êi ®· tæng hîp nhiÒu lo¹i cao su nh­ng s¶n l­îng s¶n xuÊt vµ sö dông cao su thiªn nhiªn vÉn t¨ng lªn mét c¸ch ®¸ng kÓ: N¨m 1975 s¶n l­îng cao su thiªn nhiªn thÕ giíi lµ 3,5 triÖu tÊn. N¨m 1980 s¶n l­îng cao su thiªn nhiªn lµ 5 triÖu tÊn. N¨m 1990 s¶n l­îng cao su thiªn nhiªn lµ 7,5 triÖu tÊn. N¨m 2000 s¶n l­îng cao su thiªn nhiªn lµ 10 triÖu tÊn [1]. 1.1.2. T×nh h×nh s¶n xuÊt vµ chÕ biÕn cao su ë ViÖt Nam 1.1.2.1. Qu¸ tr×nh ph¸t triÓn cao su thiªn nhiªn ë ViÖt Nam C©y cao su ®­îc Louis Piere ®­a vµo ViÖt Nam n¨m 1877, sau ®ã ®Õn n¨m 1899 ®­îc Alecxandre Yersin trång ë Nha Trang vµ ®­îc ph¸t triÓn réng vµo ®Çu thÕ kû XX [2]. + Giai ®o¹n 1900 ÷ 1920 lµ giai ®o¹n trång thÝ nghiÖm víi tèc ®é trång hµng n¨m vµo kho¶ng 300 ha/n¨m. N¨m1942 ë n­íc ta cã diÖn tÝch 7000 ha víi s¶n l­îng 3000 tÊn/n¨m. + Giai ®o¹n thø hai: 1921 ÷ 1945 lµ giai ®o¹n ph¸t triÓn. Tèc ®é trung b×nh hµng n¨m vµo kho¶ng 6000 ha/n¨m. N¨m 1942 ë n­íc ta, diÖn tÝch trång c©y cao su lµ 138.000 ha vµ s¶n l­îng xÊp xØ 77.000 tÊn/n¨m. Tuy nhiªn ngµnh s¶n xuÊt vµ chÕ biÕn cao su thiªn nhiªn cña n­íc ta bÞ ¶nh h­ëng nÆng nÒ bëi hai cuéc chiÕn tranh chèng Ph¸p vµ chèng Mü. Sau th¾ng lîi mïa xu©n n¨m 1975, theo tµi liÖu cña Côc thèng kª, tæng diÖn tÝch cao su toµn quèc vµo th¸ng 12 n¨m 1975 lµ 75.200 ha. Tõ n¨m 1985 trë l¹i ®©y, c©y cao su ®­îc chó ý ®óng møc vµ ph¸t triÓn m¹nh. Sau 19 n¨m cñng cè vµ ph¸t triÓn, tÝnh ®Õn n¨m 1995 tæng diÖn tÝch cao su toµn quèc 242.540 ha. Cïng víi sù ph¸t triÓn cña c¸c ngµnh kinh tÕ kh¸c cña ®Êt n­íc, ngµnh cao su ViÖt Nam thùc sù ®ang tiÕn vµo kû nguyªn míi, kû nguyªn b¾t ®Çu ph¸t triÓn toµn diÖn ba môc tiªu [3]: - Më nhanh diÖn tÝch trång trät; - T¨ng tr­ëng nhanh vÒ s¶n l­îng vµ chÊt l­îng mñ cao su; - §Èy m¹nh c«ng nghiÖp chÕ biÕn vµ s¶n xuÊt c¸c s¶n phÈm tõ CSTN. N¨m 1995 hµng lo¹t c¸c tiªu chuÈn nhµ n­íc vÒ x¸c ®Þnh chÊt l­îng mñ cao su ®· ®­îc ban hµnh. Ngµy 5/2/1995 Thñ t­íng ChÝnh phñ ®· ra quyÕt ®Þnh sè 86/TTg phª duyÖt tæng quan ph¸t triÓn ngµnh cao su ViÖt Nam giai ®o¹n 1996 ÷ 2005. QuyÕt ®Þnh chØ râ c¸c môc tiªu vÒ quy m« s¶n l­îng, nguån vèn, ph©n c«ng thùc hiÖn. 1.1.2.2. T×nh h×nh s¶n xuÊt vµ chÕ biÕn cao su ë ViÖt Nam S¶n l­îng CSTN cña ViÖt Nam chiÕm 3,5% ÷ 3,8% s¶n l­îng CSTN trªn thÕ giíi. ë n­íc ta, c©y cao su ®­îc trång chñ yÕu ë miÒn §«ng Nam Bé vµ T©y Nguyªn. Dù kiÕn diÖn tÝch c©y cao su ë n­íc ta ®Õn n¨m 2005 ®­îc tr×nh bµy ë b¶ng 1. B¶ng1: Ph©n bè diÖn tÝch trång cao su ë ViÖt Nam ®Õn n¨m 2005 Khu vùc  HiÖn cã ®Õn n¨m 1997 [ha]  SÏ ph¸t triÓn thªm ®Õn n¨m2005 [ha]  Tæng céng [ha]   MiÒn §«ng Nam Bé  214.364  87.690  302.054   Duyªn H¶i MiÒn Trung  822  99.178  100.000   T©y Nguyªn  84.862  135.138  200.000   Khu IV cò  17.883  82.117  100.000   Tæng céng  287.931  404.123  692.054   Do ®¸p øng nh÷ng tiÕn bé khoa häc kü thuËt vµ trång nhiÒu gièng míi cã s¶n l­îng cao nªn n¨ng suÊt CSTN ë n­íc ta ®· ®¹t 900 kg/ha. S¶n l­îng CSTN cña n­íc ta cô thÓ ®­îc tr×nh bµy ë b¶ng 2. B¶ng 2: S¶n l­îng cao su thiªn nhiªn ë ViÖt Nam nh÷ng n¨m gÇn ®©y (®¬n vÞ tÝnh: 1.000 tÊn) N¨m  1990  1994  1995  1996  1997  1998  1999  2000  2003   S¶n l­îng  57,7  136  150  160  180  200  220  240  450   ViÖt Nam lµ mét trong nh÷ng n­íc tiªu thô cao su thiªn nhiªn do m×nh s¶n xuÊt ®­îc ®¹t tû lÖ thÊp nhÊt cña HiÖp Héi c¸c n­íc s¶n xuÊt CSTN thÕ giíi (xÊp xØ 18%) chñ yÕu lµ xuÊt khÈu kho¶ng 80%. Trong giai ®o¹n 1985 ÷ 1990 c¸c s¶n phÈm cao su kü thuËt cßn rÊt Ýt mµ chñ yÕu lµ s¨m lèp xe ®¹p, xe m¸y [3]. HiÖn nay chóng ta s¶n xuÊt thªm ®­îc c¸c s¶n phÈm cao su cao cÊp nh­ s¨m lèp «t«, lèp m¸y bay, c¸c lo¹i èng mÒn cao su chÞu ¸p lùc cho tÇu n¹o vÐt s«ng, biÓn vµ mét sè s¶n phÈm d©n dông, thÓ thao. Kh¶ n¨ng ®¸p øng nhu cÇu trong n­íc cña mét sè s¶n phÈm cao su trong n¨m 1997 ë ViÖt Nam tr×nh bµy ë b¶ng 3. B¶ng 3: S¶n l­îng mét sè s¶n phÈm cao su ë ViÖt Nam vµ kh¶ n¨ng ®¸p øng yªu cÇu tiªu dïng trong n­íc n¨m 1997 Tªn s¶n phÈm  §¬n vÞ tÝnh  Sè l­îng  Møc cung cÊp ®¹t (%)   Lèp «t«  Bé  135.540  20   Lèp xe m¸y  ChiÕc  1.303.000  40-45   S¨m xe m¸y  ChiÕc  2.974.000  40-45   S¨m xe ®¹p  TriÖu chiÕc  13,849  90-95   Lèp xe ®¹p  TriÖu chiÕc  8,238  40-50   Cao su kü thuËt    20-30   C¸c s¶n phÈm cao su kü thuËt tuy chiÕm mét tû träng ch­a lín, song gi¸ trÞ kinh tÕ vµ kü thuËt l¹i rÊt cao. §©y lµ nhãm mÆt hµng ®ßi hái tay nghÒ tinh x¶o vµ c«ng nghÖ phï hîp víi xu thÕ ph¸t triÓn tÊt yÕu cña khoa häc c«ng nghÖ, n©ng cao hiÖu qu¶ kü thuËt, kinh tÕ, x· héi, cho nªn c¸c s¶n phÈm cao kü thuËt sÏ lµ mét träng t©m ®­îc ®Çu t­ s¶n xuÊt. Tõ n¨m 1992 trë l¹i ®©y t¹i c¸c c«ng ty ®· b¾t ®Çu s¶n xuÊt c¸c lo¹i s¶n phÈm cao cÊp h¬n. Tèc ®é t¨ng tr­ëng kh¸ lín, do c¸c c«ng ty s¶n xuÊt vµ chÕ biÕn c¸c s¶n phÈm cao su ®· cã ®Çu t­ vµ ®æi míi c«ng nghÖ. MÆt kh¸c, viÖc n©ng cao chÊt l­îng cao su, kÐo dµi tuæi thä vµ gi¶m xuÊt khÈu nguyªn liÖu th« ë n­íc ta ®ang ®­îc chó träng. Cïng víi c¸c h­íng n©ng cao chÊt l­îng mñ cao su, nh­ c¸c lo¹i vËt liÖu blend cao su - nhùa, blend CSTN bÒn khÝ hËu, chÞu mµi mßn, chÞu nhiÖt vµ c¸c m«i tr­êng,… ®­îc chó träng [3,4]. 1.1.3. Mñ cao su thiªn nhiªn Mñ cao su thiªn nhiªn lµ nhò t­¬ng trong n­íc cña c¸c h¹t cao su víi hµm l­îng phÇn kh« ban ®Çu tõ 28% ÷ 40%. C¸c h¹t cao su v« cïng nhá bÐ vµ cã h×nh d¹ng qu¶ trøng gµ. KÝch th­íc c¸c h¹t tõ 0,05 μm ®Õn 3 μm. 1 gam mñ cao su víi hµm l­îng phÇn kh« kho¶ng 40% chøa 5.1013 h¹t víi ®­êng kÝnh trung b×nh kho¶ng 0,26 μm. TÊt c¶ c¸c h¹t cao su nµy lu«n lu«n n»m ë tr¹ng th¸i chuyÓn ®éng Braon¬. H¹t latec cã cÊu t¹o gåm hai líp: líp cacbua hydro vµ líp vá bäc bªn ngoµi, ®©y lµ líp hÊp phô lµm nhiÖm vô b¶o vÖ latec kh«ng bÞ keo tô. Thµnh phÇn ho¸ häc chñ yÕu cña líp hÊp phô lµ c¸c hîp chÊt thiªn nhiªn chøa nit¬ nh­: protein, c¸c chÊt bÐo vµ muèi xµ phßng cña c¸c axit bÐo. C¸c h¹t cao su thiªn nhiªn mang ®iÖn tÝch ©m. Gi¸ trÞ ®iÖn tÝch phô thuéc vµo nång ®é mñ cao su, trÞ sè pH cña m«i tr­êng vµ dao ®éng tõ -40 mV ®Õn -10 mV. Khèi l­îng riªng cña latec phô thuéc vµo nång ®é pha cao su trong nã. Khèi l­îng riªng cña pha cao su lµ 914 kg/m3, khèi l­îng riªng cña m«i tr­êng nhò ho¸ lµ 1020 kg/m3. Mñ cao su ch¶y tõ c©y cao su ra cã kiÒm tÝnh yÕu (pH = 7,2). Sau vµi giê b¶o qu¶n trÞ sè pH gi¶m dÇn xuèng 6,9 ÷ 6,6, sau ®ã latec dÇn dÇn bÞ keo tô. Trong qu¸ tr×nh keo tô pha cao su liªn kÕt l¹i víi nhau råi t¸ch rêi khái nhò t­¬ng n­íc (serum) vµ næi lªn bÒ mÆt bÓ chøa. HiÖn t­îng keo tô latec th­êng do axit g©y nªn. Trong m«i tr­êng axit ion H+ rÊt linh ®éng do cã lùc tÜnh ®iÖn ®· tÞnh tiÕn ®Õn bÒ mÆt líp cacbua hydro lµm pha cacbua hydro tiÕp xóc víi nhau, dÝnh vµo nhau vµ xuÊt hiÖn hiÖn t­îng keo tô. HiÖn t­îng keo tô latec trong qu¸ tr×nh b¶o qu¶n lµ kÕt qu¶ t¸c dông cña c¸c ion H+ ®­îc h×nh thµnh trong qu¸ tr×nh oxy ho¸ c¸c lo¹i men lu«n tån t¹i trong latec. §Ó ng¨n chÆn hiÖn t­îng keo tô nµy khi khai th¸c mñ cao su th­êng sö dông c¸c chÊt æn ®Þnh pH cña m«i tr­êng lµ ammoniac 0,5%, duy tr× pH m«i tr­êng 10 ÷ 11. Thµnh phÇn vµ tÝnh chÊt mñ cao su thiªn nhiªn phô thuéc vµo tuæi cña c©y, khÝ hËu vµ thæ nh­ìng n¬i c©y cao su ph¸t triÓn. §èi víi mçi c©y cao su th× thµnh phÇn vµ tÝnh chÊt cña latec phô thuéc vµo mïa thu ho¹ch. Thµnh phÇn chÝnh cña mñ cao su thiªn nhiªn nh­ tr×nh bµy d­íi ®©y [1]. N­íc 52,3 ÷ 67 % Cacbuahydro 37,3 ÷ 29,5 % Polysacarit 4,2 ÷ 1,25 % Nhùa thiªn nhiªn 3,4 ÷ 1,0 % Protein 2,7 ÷ 0,9 % ChÊt kho¸ng 0,2 ÷ 0,4 % Mñ cao su thiªn nhiªn chøa nhiÒu n­íc. §Ó gi¶m gi¸ thµnh vËn chuyÓn vµ thuËn tiªn sö dông latec th­êng ®­îc c« ®Æc. Ngµy nay ®Ó c« ®Æc latec cã thÓ sö dông mét trong sè c¸c ph­¬ng ph¸p sau: ph­¬ng ph¸p ly t©m, ph­¬ng ph¸p bay h¬i tù nhiªn, ph­¬ng ph¸p ph©n líp vµ ph­¬ng ph¸p sö dông c¸c chÊt ®iÖn gi¶i. B»ng c¸c ph­¬ng ph¸p c« ®Æc kh¸c nhau latec nhËn ®­îc l¹i cã tÝnh chÊt kh¸c nhau, thµnh phÇn ho¸ häc kh¸c nhau. ChÝnh v× vËy, chän ph­¬ng ph¸p c« ®Æc ph¶i dùa trªn c¸c yªu cÇu kü thuËt cña s¶n phÈm vµ ®iÒu kiÖn thùc tÕ cña s¶n xuÊt. Do sù kh¸c nhau vÒ khèi l­îng riªng cña pha cao su vµ serum trong qu¸ tr×nh b¶o qu¶n, theo ®Þnh luËt ch¶y Stock hiÖn t­îng l¾ng t¸ch pha cao su vµ serum lu«n lu«n xÈy ra, qu¸ tr×nh l¾ng t¸ch tù nhiªn xÈy ra rÊt chËm. VËn tèc c¸c h¹t cao su næi lªn trªn bÒ mÆt ®­îc x¸c ®Þnh b»ng c«ng thøc: V =  V - vËn tèc næi lªn bÒ mÆt cña c¸c h¹t cao su g - gia tèc r¬i tù do - khèi l­îng riªng cña serum - khèi l­îng riªng cña pha cao su  - ®é nhít cña serum r - lµ ®­êng kÝnh h¹t cao su VËn tèc næi cña h¹t cao su tû lÖ thuËn víi b×nh ph­¬ng ®­êng kÝnh h¹t v× vËy líp trªn cïng cña mñ cao su lµ c¸c h¹t cacbua hydro cã kÝch th­íc lín. Trong s¶n xuÊt, ®Ó t¨ng vËn tèc ph©n líp cã thÓ sö dông c¸c lo¹i ho¸ chÊt kh¸c nhau. Ho¸ chÊt dïng ®Ó ph©n t¸ch pha cao su vµ serum ph¶i ®¸p øng nh÷ng yªu cÇu chÝnh sau: Gi¶m lùc hÊp phô gi÷a líp vá cña latec vµ n­íc trong serum T¨ng khèi l­îng riªng cña serum ®Ó t¨ng sù kh¸c nhau gi÷a khèi l­îng riªng cña hai pha: pha cao su vµ pha serum Kh«ng g©y hiÖn t­îng keo tô latec trong qu¸ tr×nh phèi trén. C« ®Æc latec b»ng ph­¬ng ph¸p l¾ng t¸ch cho phÐp n©ng cao hµm l­îng phÇn polyme lªn tíi 60%. Latec c« ®Æc b»ng ph­¬ng ph¸p nµy cã ®é æn ®Þnh cao v× líp vá b¶o vÖ c¸c h¹t cao su kh«ng bÞ ph¸ vì. Hµm l­îng c¸c chÊt tan trong n­íc cßn l¹i trong latec nhá v× hÇu hÕt chóng ®· ®­îc lo¹i bá theo serum trong qu¸ tr×nh c« ®Æc. Latec cã thÓ c« ®Æc b»ng ph­¬ng ph¸p ly t©m. Theo ph­¬ng ph¸p c« ®Æc nµy latec cã hµm l­îng polyme thÊp ®­îc quay trong cèi ly t©m víi vËn tèc 1800 vßng/phót. §iÒu chØnh vËn tèc n¹p liÖu vµo cèi ly t©m cã thÓ chia latec ra thµnh hai phÇn: phÇn c« ®Æc cã hµm l­îng phÇn polyme kho¶ng 60% vµ phÇn serum cã hµm l­îng phÇn polyme kho¶ng 10 ÷ 15 %. B»ng ph­¬ng ph¸p ly t©m cã thÓ thu ®­îc latec cã hµm l­îng phÇn polyme cao, hµm l­îng c¸c chÊt tan trong n­íc, c¸c chÊt b¶o vÖ h¹t cao su gi¶m nhiÒu v× trong phÇn c« ®Æc c¸c h¹t cao su cã kÝch th­íc lín, cã ®iÖn tÝch bÒ mÆt nhá ®­îc lµm giµu. C« ®Æc b»ng ph­¬ng ph¸p ly t©m cho n¨ng suÊt c« ®Æc cao, thêi gian c« ®Æc gi¶m. Tuy nhiªn, d­íi t¸c dông cña lùc c¬ häc lín c¸c líp b¶o vÖ h¹t bÞ ph¸ vì nhiÒu nªn latec c« ®Æc nhËn ®­îc cã ®é æn ®Þnh thÊp. Ngoµi c¸c ph­¬ng ph¸p c« ®Æc latec cã n¨ng suÊt cao vÒ hµm l­îng phÇn polyme lín trong s¶n phÈm cuèi cïng, ph­¬ng ph¸p c« ®Æc b»ng ph­¬ng ph¸p cho bay h¬i n­íc tù nhiªn vÉn ®­îc sö dông réng r·i cho c¸c c¬ së s¶n xuÊt thñ c«ng ®Ó s¶n xuÊt nh÷ng mÆt hµng th«ng dông kh«ng ®ßi hái nh÷ng tÝnh n¨ng kü thuËt cao. Thµnh phÇn cña latec c« ®Æc b»ng c¸c ph­¬ng ph¸p kh¸c nhau th× kh¸c nhau. B¶ng 4: Thµnh phÇn latec c« ®Æc b»ng c¸c ph­¬ng ph¸p kh¸c nhau stt  Thµnh phÇn latec [%]  Ph­¬ng ph¸p c« ®Æc     Ly t©m  Bay h¬i     C« ®Æc  Serum    1 2 3 4 5 6  Cao su ChÊt trÝch ly b»ng axeton ChÊt tan trong n­íc Hîp chÊt chøa nit¬ Kho¸ng chÊt KOH  60 3,5 1,5 0,3 0,4 -  7,5 11,0 35,0 2,5 3,0 -  60 5,7 11,2 0,57 5,3 1,3   1.1.4. Cao su sèng Cao su thiªn nhiªn ®­îc s¶n xuÊt tõ latec chñ yÕu b»ng hai ph­¬ng ph¸p: Keo tô mñ cao su, röa phÇn keo tô b»ng n­íc mÒm råi sÊy cao su ®Õn ®é Èm cÇn thiÕt. Cho bay h¬i n­íc ra khái mñ cao su. Trªn tr­êng quèc tÕ, cao su thiªn nhiªn ®­îc trao ®æi ë hai lo¹i chÝnh: crÕp hong khãi vµ crÕp tr¾ng. + Ph­¬ng ph¸p s¶n xuÊt crªp hong khãi. CrÕp hong khãi ®­îc s¶n xuÊt tõ mñ cao su thiªn nhiªn b»ng ph­¬ng ph¸p keo tô. C«ng nghÖ s¶n xuÊt crªp hong khãi lµ mét d©y truyÒn khÐp kÝn gåm 8 c«ng ®o¹n chÝnh nèi tiÕp nhau. H×nh 1: S¬ ®å c«ng nghÖ s¶n xuÊt crÕp hong khãi C«ng ®o¹n ®Çu tiªn cña c«ng nghÖ s¶n xuÊt crep hong khãi lµ c«ng ®o¹n läc mñ cao su. Trong c«ng ®o¹n nµy mñ cao su ch¶y nhÑ qua c¸c sµng läc víi ®­êng kÝnh m¾t sµng lµ 54 μm. Läc lµ c«ng ®o¹n nh»m môc ®Ých lo¹i bá tÊt c¶ nh÷ng t¹p chÊt c¬ häc nh­ ®Êt, c¸t, vá c©y, l¸ c©y vµ nh÷ng phÇn cao su bÞ keo tô. Sau khi läc mñ cao su ®­îc lµm lo·ng b»ng n­íc mÒm ®Õn hµm l­îng polyme kho¶ng 15 ÷ 17 %. C«ng ®o¹n pha lo·ng nh»m môc ®Ých lµm gi¶m nång ®é c¸c chÊt tan trong n­íc ®äng l¹i trong cao su keo tô sau nµy. Tr­íc khi keo tô, latec ®­îc ®æ sang c¸c thïng chuyªn dïng. Trong c¸c thïng nµy latec ®­îc khuÊy trén ®Òu víi 1% axit axetic cho ®Õn khi latec ®­îc keo tô hoµn toµn. Cao su ®· ®­îc keo tô vít ra khái thïng keo tô, xÕp ®èng vµ chuyÓn sang c«ng ®o¹n tiÕp theo - c«ng ®o¹n Ðp n­íc. C¸n Ðp n­íc ®­îc tiÕn hµnh trªn m¸y c¸n hai trôc kh«ng cã tû tèc, mÆt trôc c¸n ph¼ng. Môc ®Ých chñ yÕu lµ t¸ch bá c¸c chÊt tan trong n­íc cßn trong cao su. Cao su ®­îc lÊy ra ë c«ng ®o¹n nµy cã h×nh d¹ng tÊm. C¸c tÊm lÊy ra ®­îc chuyÓn sang m¸y Ðp r·nh. M¸y c¸n r·nh lµ m¸y c¸n hai trôc quay nh­ nhau. BÒ mÆt trôc c¸n ®­îc sÎ c¸c r·nh däc cã kÝch th­íc réng vµ s©u lµ 3mm x 3mm. Môc ®Ých lµm t¨ng diÖn tÝch bÒ mÆt cña tÊm cao su. C¸c tÊm cao su ®­îc sÎ r·nh, ®­îc ng©m vµo trong n­íc mÒm tõ 10 ®Õn 15 giê. C«ng ®o¹n nµy nh»m môc ®Ých lo¹i bá bít c¸c t¹p chÊt tan trong n­íc vµ dÊu vÕt cña axit axetic cßn ®äng l¹i trong cao su trong qu¸ tr×nh keo tô. Sau khi ng©m vµo n­íc c¸c tÊm cao su ®­îc vít lªn, treo vµo c¸c gi¸ cã b¸nh xe ®Ó chuyÓn ®éng dÔ dµng. C¸c gi¸ nµy theo ®­êng ray ®­îc ®Èy vµo lß sÊy hong khãi. Lß sÊy hong khãi lµ toµ nhµ cao tõ 2 ®Õn 3 tÇng. ë c¸c tÇng trªn lµ c¸c gi¸ ®ì cao su cßn tÇng d­íi cïng lµ tÊt c¶ c¸c lo¹i thùc vËt: bÑ dõa, vá l¹c, cñi t­¬i, tre,… ®­îc ®èt ch¸y lµm nguån nhiÖt ®Ó sÊy. C«ng ®o¹n sÊy lµ c«ng ®o¹n dµi nhÊt. Tæng thêi gian sÊy cã thÓ kÐo dµi tõ 7 ®Õn 10 ngµy ®ªm. Trong c«ng ®o¹n nµy cao su ®­îc sÊy trong lµn khãi dÇy ®Æc ë nhiÖt ®é tõ 40oC ®Õn 45oC. + Ph­¬ng ph¸p s¶n xuÊt crÕp tr¾ng CrÕp tr¾ng ®­îc s¶n xuÊt tõ mñ cao su thiªn nhiªn. Còng nh­ c«ng nghÖ s¶n xuÊt crÕp hong khãi, crªp tr¾ng mñ cao su ®­îc läc qua sµng läc víi kÝch th­íc m¾t sµng kho¶ng 50 ÷ 55 μm, nh»m môc ®Ých lo¹i bá c¸c hîp chÊt c¬ häc lín nh­: c¸t, l¸ c©y, vá c©y vµ mét phÇn cao su bÞ keo tô. Tr­íc khi tiÕn hµnh keo tô mñ cao su ®­îc pha lo·ng b»ng n­íc mÒm ®Õn hµm l­îng cao su tõ 15% ®Õn 17%. Ngoµi ra cßn khuÊy trén víi 1% NaHSO3 theo tû lÖ 10 phÇn thÓ tÝch NaHSO3 1% víi 100 phÇn thÓ tÝch mñ cao su 15% ®Õn 17%. Trong qu¸ tr×nh khuÊy trén mñ cao su víi NaHSO3, mét phÇn mñ cao su bÞ keo tô theo ph¶n øng ph©n huû NaHSO3 ®Ó t¹o thµnh axit. 2NaHSO3 = Na2SO3 + H2SO3 Axit H2SO3 kh«ng bÒn v÷ng ph©n huû thµnh n­íc vµ SO2, chÝnh SO2 tÈy tr¾ng mñ cao su tr­íc khi nã bÞ keo tô. Hçn hîp mñ cao su víi Na2SO3 ®­îc keo tô b»ng dung dÞch axit axetic 1%. Khi trong thÓ tÝch latec xuÊt hiÖn phÇn mñ keo tô nã ®­îc vít lªn khái bÓ keo tô b»ng sµng nhiÒu tÇng. Nh÷ng t¶ng cao su keo tô vít ®­îc ®Æt trªn c¸c tÇng sµng vµ ®­îc röa b»ng n­íc mÒm trªn hÖ thèng 3 m¸y c¸n. Hai m¸y ®Çu lµ hai m¸y c¸n cã tû tèc, bÒ mÆt trôc c¸n ®­îc t¹o r·nh däc theo trôc c¸n víi kÝch th­íc 3mm x 3mm. Qu¸ tr×nh röa cao su b»ng n­íc ®­îc tiÕn hµnh ®ång thêi víi c«ng ®o¹n t¹o v©n c¸n xuÊt tÊm, v× vËy c¸c r·nh däc theo trôc c¸n ®· lµm t¨ng ®é xèp cña cao su, t¨ng diÖn tÝch tiÕp xóc víi n­íc röa lµm cao su s¹ch h¬n, hµm l­îng c¸c chÊt tan trong n­íc, dÊu vÕt cña axit axetic Ýt h¬n. Sau khi ®­îc röa s¹ch ë m¸y c¸n thø hai c¸c tÊm cao su chuyÓn ngay sang m¸y c¸n thø 3. Trªn m¸y c¸n thø 3 víi bÒ mÆt trôc c¸n ph¼ng, vËn tèc quay cña trôc nh­ nhau, n­íc röa ®­îc lo¹i bít khái bÒ mÆt cao su ®ång thêi víi n­íc röa mét phÇn c¸c chÊt tan trong n­íc bÞ cuèn theo cao su trong qu¸ tr×nh keo tô còng ®­îc Ðp ra ngoµi theo serum. C¸c tÊm cao su lÊy ra tõ m¸y c¸n thø 3 ®­îc treo lªn gi¸ vµ sÊy kh« ë nhiÖt ®é 300C ®Õn 350C trong kho¶ng thêi gian tõ hai ®Õn ba tuÇn. 1.1.5. Thµnh phÇn vµ cÊu t¹o ho¸ häc cña cao su thiªn nhiªn a. Thµnh phÇn Thµnh phÇn cña cao su thiªn nhiªn gåm nhiÒu nhãm c¸c chÊt ho¸ häc kh¸c nhau: cacbua hydro (thµnh phÇn chñ yÕu), ®é Èm, c¸c chÊt trÝch ly b»ng axeton, c¸c chÊt chøa nit¬ mµ thµnh phÇn chñ yÕu cña nã lµ protein vµ c¸c chÊt kho¸ng. tuú thuéc vµo c¸c yÕu tè nh­: ph­¬ng ph¸p s¶n xuÊt, tuæi cña c©y cao su, cÊu t¹o thæ nh­ìng khÝ hËu n¬i c©y sinh tr­ëng, ph¸t triÓn vµ mïa khai th¸c mñ cao su mµ hµm l­îng c¸c chÊt nµy cã thÓ dao ®éng t­¬ng ®èi lín. Thµnh phÇn ho¸ häc c¸c chÊt ®­îc trÝch ly b»ng axeton bao gåm: 5,51% axit bÐo (axit oleic, axit stearic) gi÷ vai trß lµm trî xóc tiÕn cho qu¸ tr×nh l­u ho¸. Axit bÐo trong cao su tån t¹i ë nhiÒu d¹ng kh¸c nhau, 3% lµ este cña c¸c axit bÐo, 7% lµ glucozit. PhÇn cßn l¹i lµ c¸c axit amin bÐo vµ c¸c hîp chÊt phèt pho h÷u c¬ 0,08% ®Õn 0,16% c¸c hîp chÊt h÷u c¬ kiÒm tÝnh: C17 H42O3 vµ C20H30O. Nh÷ng hîp chÊt nµy cã kh¶ n¨ng chèng l¹i ph¶n øng oxy ho¸ m¹ch cacbua hydro vµ gi÷ vai trß chÊt phßng l·o ho¸ tù nhiªn cho cao su. C¸c chÊt chøa nit¬ trong cao su thiªn nhiªn gåm protein vµ c¸c s¶n phÈm ph©n huû protein lµ c¸c axit amin. Protein lµm gi¶m tÝnh n¨ng kü thuËt cña cao su v× t¨ng kh¶ n¨ng hót Èm vµ gi¶m tÝnh c¸ch ®iÖn cña cao su. Ngoµi ra trong cao su thiªn nhiªn cßn mét thµnh phÇn kh¸c nh­: chÊt kho¸ng, chÊt tro cña qu¸ tr×nh thiªu kÕt polyme (c¸c muèi kho¸ng, muèi kali, magiª, oxyt kim lo¹i kiÒm,…). §èi víi cao su tiªu chuÈn SMR, hµm l­îng c¸c hîp chÊt phi cao su ®­îc qui ®Þnh theo b¶ng sau ®©y. B¶ng 5: hµm lù¬ng c¸c chÊt phi cao su theo tiªu chuÈn Malaixia STT  Thµnh phÇn  Hµm l­îng %     SMREQ  SMR-5  SMR-10  SMR-20  SMR-50   1  ChÊt kho¸ng  0,5  0,6  0,75  1,0  1,5   2  ChÊt chøa N  0,65  0,65  0,65  0,65  0,65   3  ChÊt bèc  1,0  1,0  1,0  1,0  1,0   4  §ång  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   b. CÊu t¹o Cao su thiªn nhiªn lµ polyizopren mµ m¹ch ®¹i ph©n tö cña nã ®­îc h×nh thµnh tõ c¸c m¾t xÝch izopenten cis ®ång ph©n liªn kÕt víi nhau ë vÞ trÝ 1,4. Ngoµi c¸c m¾t xÝch izopren ®ång ph©n 1,4- cis trong cao su thiªn nhiªn cßn cã kho¶ng 2% c¸c m¾t xÝch izopenten tham gia vµo h×nh thµnh m¹ch ph©n tö ë vÞ trÝ 3,4. Khèi l­îng ph©n tö trung b×nh cña cao su thiªn nhiªn lµ 1,3.106. Møc ®é dao ®éng khèi l­îng ph©n tö rÊt nhá (tõ 105 ®Õn 2.106). Trong cao su thiªn nhiªn ngoµi m¹ch cacbuahydro cã cÊu t¹o tõ c¸c m¾t xÝch izopenten cßn cã c¸c hîp chÊt phi cao su kh¸c, c¸c hîp chÊt ®­îc trÝch ly b»ng axeton, c¸c chÊt chøa nit¬, c¸c chÊt tan trong n­íc,… Hµm l­îng c¸c hîp chÊt phi cao su phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè trong ®ã quan träng nhÊt lµ ph­¬ng ph¸p s¶n xuÊt cao su. 1.1.6. TÝnh chÊt lý häc cña cao su thiªn nhiªn Cao su thiªn nhiªn ë nhiÖt ®é thÊp cã cÊu tróc tinh thÓ vËn tèc kÕt tinh lín nhÊt ®­îc x¸c ®Þnh ë -250C. Cao su thiªn nhiªn kÕt tinh cã biÓu hiÖn râ rµng lªn bÒ mÆt: ®é cøng t¨ng, bÒ mÆt vËt liÖu mê. cao su thiªn nhiªn tinh thÓ nãng ch¶y ë nhiÖt ®é 400C. Qu¸ tr×nh nãng ch¶y cña c¸c cÊu tróc tinh thÓ cña cao su thiªn nhiªn xÈy ra cïng hiÖn t­îng hÊp thô nhiÖt. TÝnh c¸ch ©m cña cao su mÒm trªn c¬ së cña cao su thiªn nhiªn ®­îc ®¸nh gi¸ b»ng vËn tèc truyÒn ©m trong ®ã. ë 250C vËn tèc truyÒn ©m trong cao su thiªn nhiªn lµ 37 m/s vËn tèc truyÒn ©m gi¶m khi t¨ng nhiÖt ®é hîp phÇn cao su. Cao su thiªn nhiªn tan tèt trong c¸c dung m«i h÷u c¬ m¹ch th¼ng, m¹ch vßng, tetraclorua cacbon (CCl4) vµ sunfua cacbon (CS2). Cao su thiªn nhiªn kh«ng tan trong r­îu, xeton. Mét sè tÝnh chÊt ®Æc tr­ng cho cao su thiªn nhiªn: Khèi lùng riªng 913 (kg/m3) NhiÖt ®é ho¸ thuû tinh -700C HÖ sè gi·n në thÓ tÝch 656.10-4 (dm3/0C) NhiÖt dÉn riªng 0,14 (w/m.0K) NhiÖt dung riªng 1,88 (kj/kg.0K) Nöa chu kú kÕt tinh ë - 250C 2 - 4 (giê) ThÈm thÊu ®iÖn m«i ë tÇn sè dao ®éng 1000 Hz 2,4 - 2,7 Ngoµi ra cao su thiªn nhiªn cßn mét sè tÝnh chÊt c«ng nghÖ kh¸c nh­: §é dÎo cña cao su thiªn nhiªn: ®­îc x¸c ®Þnh b»ng m¸y ®o ®é dÎo TM-2 cña Liªn X« cò hoÆc x¸c ®Þnh b»ng m¸y ®o ®é dÎo Uolle th«ng qua viÖc ®o ®é nhít. §Ó ®¸nh gi¸ møc ®é æn ®Þnh c¸c tÝnh chÊt c«ng nghÖ cña cao su thiªn nhiªn, trªn thÞ tr­êng cßn sö dông hÖ sè æn ®Þnh dÎo PRI. HÖ sè nµy cµng cao th× vËn tèc ho¸ dÎo cao su ®ã cµng nhá, ®iÒu ®ã cã nghÜa lµ: cao su cã hÖ sè PRI cµng lín cã kh¶ n¨ng chèng l·o ho¸ cµng tèt. Cao su thiªn nhiªn cã kh¶ n¨ng phèi trén tèt víi c¸c lo¹i chÊt ®én vµ c¸c chÊt phèi hîp trªn m¸y luyÖn kÝn hoÆc luyÖn hë. Hîp phÇn trªn c¬ së cao su thiªn nhiªn cã ®é bÒn kÕt dÝnh néi cao, kh¶ n¨ng c¸n tr¸ng, Ðp phun tèt, møc ®é co ngãt kÝch th­íc s¶n phÈm nhá. cao su thiªn nhiªn cã thÓ phèi trén víi c¸c lo¹i cao su kh«ng ph©n cùc kh¸c (cao su poly izopren, cao su butadien, cao su butyl) víi bÊt cø tû lÖ nµo. 1.1.7. TÝnh chÊt c¬ lý cña cao su thiªn nhiªn. Cao su thiªn nhiªn cã kh¶ n¨ng l­u ho¸ b»ng l­u huúnh phèi hîp víi c¸c lo¹i xóc tiÕn l­u ho¸ th«ng dông. TÝnh chÊt c¬ lý cña cao su thiªn nhiªn ®­îc x¸c ®Þnh theo tÝnh chÊt c¬ lý cña hîp phÇn cao su tiªu chuÈn. B¶ng 6: Thµnh phÇn tiªu chuÈn ®Ó x¸c ®Þnh c¸c tÝnh chÊt c¬ lý cña cao su thiªn nhiªn STT  Thµnh phÇn  Hµm l­îng [P.K.L]   1  Cao su thiªn nhiªn  100,0   2  L­u huúnh  3,0   3  Mercaptobenzothiazol  0,7   4  ZnO  5,0   5  Axit stearic  0,5   Hçn hîp cao su l­u ho¸ ë nhiÖt ®é 143±2 [0C] trong thêi gian l­u ho¸ tèi ­u lµ 20 ÷ 30 phót. C¸c tÝnh chÊt c¬ lý cña CSTN: §é bÒn kÐo ®øt [MPa] : 23 §é d·n dµi t­¬ng ®èi [%] : 700 §é d·n dµi d­ [%] ≤ 12 §é cøng t­¬ng ®èi [Shore] : 65 Cao su thiªn nhiªn kh«ng ®éc nªn tõ nã cã thÓ s¶n xuÊt c¸c s¶n phÈm dïng trong y tÕ vµ trong c«ng nghiÖp thùc phÈm [1]. 1.2. DÇu thùc vËt vµ dÇu ®Ëu nµnh 1.2.1. DÇu thùc vËt DÇu thùc vËt lµ mét nguyªn liÖu quan träng trong c«ng nghiÖp còng nh­ ®êi sèng. Ngoµi viÖc sö dông cho c«ng nghiÖp thùc phÈm (lµ nguån dinh d­ìng thay mì ®éng vËt) dÇu thùc vËt cßn lµ nguyªn liÖu dïng trong c«ng nghiÖp ®Ó s¶n xuÊt s¬n, vecni, chÊt tÈy röa, chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt. Trªn thÕ giíi hiÖn nay s¶n l­îng hµng n¨m vÒ dÇu mì bÐo kho¶ng 48.500.000 tÊn, mçi n¨m t¨ng kho¶ng 700.000 tÊn . HiÖn nay, dÇu bÐo ®­îc khai th¸c tõ ba nguån chÝnh: tõ 900 lo¹i c©y cung cÊp 60% l­îng dÇu, 300 lo¹i ®éng vËt trªn c¹n cho 36% vµ phÇn cßn l¹i tõ c¸c lo¹i ®éng vËt d­íi n­íc. S¶n l­îng mét sè lo¹i dÇu thùc vËt trªn thÕ giíi n¨m 1979 [5]. (®¬n vÞ: 1000 tÊn) DÇu ®Ëu nµnh 80.453 DÇu ®Ëu phéng 18.309 DÇu b«ng v¶i 24.216 DÇu h­íng d­¬ng 12.658 C¸c nguån nguyªn liÖu dÇu thùc vËt hiÖn cã trong n­íc ta rÊt phong phó, chóng ®­îc trång theo quy m« c«ng nghiÖp hoÆc mäc tù nhiªn. HiÖn nay c¸c nguån dÇu thùc vËt phôc vô cho c«ng nghiÖp chñ yÕu lµ: dÇu dõa, dÇu ®Ëu phéng, dÇu ®Ëu nµnh, dÇu cao su, dÇu b«ng, dÇu trÈu. DÇu thùc vËt th­êng ®­îc chøa trong c¸c h¹t hoÆc qu¶ cña c¸c c©y cã dÇu. Sau khi thu ho¹ch vµ s¬ chÕ b»ng ph­¬ng ph¸p nh­ sö dông m¸y Ðp thuû lùc hay trÝch ly b»ng dung m«i. Sau ®ã dÇu ®­îc lµm s¹ch: khö t¹p chÊt b»ng axit hoÆc kiÒm, trung hoµ c¸c chÊt, hÊp thô b»ng than ho¹t tÝnh, sau ®ã lµm khan vµ thu ®­îc dÇu s¹ch. DÇu ®· tinh chÕ ®­îc ®em ®i kiÓm tra c¸c tÝnh chÊt ho¸ lý vµ thµnh phÇn tr­íc khi sö dông vµo c¸c môc ®Ých c«ng nghiÖp. Thµnh phÇn chñ yÕu cña dÇu lµ triglyxrit. RCOO – CH2 R’COO – CH R’’COO – CH2 Trong ®ã R, R’, R” lµ nh÷ng gèc cña axit bÐo cã thÓ no hoÆc kh«ng no Ngoµi ra dÇu cßn cã chøa nhiÒu nh÷ng t¹p chÊt nh­: ph«tpholipit, s¸p steron, hydrocacbon [5]. 1.2.2. DÇu ®Ëu nµnh DÇu ®Ëu nµnh hay cßn ®­îc gäi lµ dÇu ®Ëu t­¬ng. C©y ®Ëu t­¬ng cã tªn khoa häc lµ: Glycine hyspida, nã thuéc lo¹i hä ®Ëu, th©n cá, mét n¨m mét vô. §Ëu t­¬ng lµ lo¹i c©y cã ®¹m, cã dÇu. Protein cña h¹t ®Ëu cã ho¹t tÝnh sinh häc cao vµ cã thÓ hç trî khi thiÕu protein ®éng vËt. V× vËy h¹t ®Ëu t­¬ng ®­îc dïng ®Ó s¶n xuÊt dÇu thùc phÈm vµ chÕ phÈm protein. C©y ®Ëu t­¬ng cã tíi 600 gièng kh¸c nhau, trong sè ®ã ®¸ng l­u ý lµ gièng glycine hyspida. C©y ®Ëu t­¬ng ®­îc loµi ng­êi ph¸t hiÖn ra tõ kho¶ng 7000 n¨m tr­íc c«ng nguyªn. Theo tµi liÖu Trung Quèc, nguån gèc ®Ëu t­¬ng lµ ë §«ng ¸ (Trung Quèc, NhËt B¶n…). Bëi v× ë nh÷ng n­íc nµy cã rÊt nhiÒu gièng ®Ëu mäc d¹i, tõ ®ã ®­îc tuyÓn chän, g©y trång. Ngoµi ë ch©u ¸, ®Ëu t­¬ng ®­îc trång nhiÒu ë B¾c Mü, ¶ RËp, hiÖn nay c©y ®Ëu t­¬ng ®­îc trång nhiÒu nhÊt ë B¾c Mü. Qu¶ ®Ëu t­¬ng lµ lo¹i qu¶ gi¸p. Mçi qu¶ cã tõ 2 ®Õn 3 h¹t, chóng ®­îc bao bäc bëi líp vá máng, vá chiÕm 5 ÷ 10% khèi l­îng h¹t. §Ëu t­¬ng cã c¸c lo¹i mÇu s¾c cña vá kh¸c nhau nh­ mÇu vµng, mÇu xanh, mÇu ®en. Khèi l­îng 1000 h¹t kh« tõ 140 ÷ 200 gam. Khèi l­îng riªng cña h¹t ®Ëu t­¬ng lµ: 600 ÷ 780 kg/m3. Thµnh phÇn hãa häc cña h¹t ®Ëu t­¬ng ®­îc tr×nh bµy trªn b¶ng d­íi ®©y. B¶ng 7: Thµnh phÇn ho¸ häc chñ yÕu cña h¹t ®Ëu t­¬ng (tÝnh theo % h¹t kh«) H¹t vµ c¸c phÇn cña h¹t  Lipit  Protein  Xenluloz¬  Taz¬   Tö ®iÖp Ph«i Vá h¹t  20,7 10,4 0,6  41,3 36,9 7,0  14,6 17,3 21,0  4,8 4,0 3,8   Trong thµnh phÇn protein cña h¹t ®Ëu t­¬ng cã nhiÒu axit amin kh«ng thay thÕ. Hystidin (1,67 ÷ 2,8%), Acgnimin (5,0 ÷ 6,48%), Lizin (42 ÷ 46,9%), tryptophan (2,2 ÷ 3,26%), Glyxerin (11,2 ÷ 13,2%), Aspuraginic (10,1 ÷ 12,5%). Lipit cña tö ®iÖp, ph«i vµ vá h¹t rÊt kh¸c nhau vÒ thµnh phÇn vµ tÝnh chÊt. V× vËy khi chÕ biÕn h¹t ®Ëu t­¬ng víi môc ®Ých lÊy dÇu cã chÊt l­îng cao th× kh«ng nh÷ng chØ t¸ch vá h¹t mµ cßn t¸ch c¶ ph«i v× dÇu tõ ph«i cã nhiÒu cÊu tö kh«ng ph¶i glyxerit dÔ bÞ thuû ph©n vµ bÞ oxy ho¸ khi b¶o qu¶n. Axit bÐo chñ yÕu cã trong dÇu ®Ëu t­¬ng lµ Linolic (51 ÷ 57%), Oleic (23 ÷ 29%), Linolenic (3 ÷ 6%), Panmatic (2,5 ÷ 6%), Stearic (4,5 ÷ 5%). Nh÷ng chØ sè ho¸ lý chñ yÕu cña dÇu ®Ëu t­¬ng. Tû träng ë 150C 0,922 ÷ 0,934 g/cm3 ChØ sè triÕt quang 1,374 ÷ 1,478 NhiÖt ®é nãng ch¶y 0C -15 ÷ -18 §é nhít ®éng häc ë 200C 59 ÷ 72.10-6 m2/sec ChØ sè xµ phßng 189 ÷ 195 mg KOH/100g ChØ sè iot 120 ÷ 141 g I2/100g DÇu ®Ëu t­¬ng chñ yÕu dïng vµo môc ®Ých thùc phÈm vµ c¸c lo¹i thøc ¨n kh¸c. DÇu ®Ëu t­¬ng ®· tinh luyÖn dïng lµm nguyªn liÖu ®Ó s¶n xuÊt macgarin. Tõ dÇu ®Ëu nµnh t¸ch ra ®­îc Lexitin dïng trong d­îc liÖu trong s¶n xuÊt b¸nh kÑo. DÇu ®Ëu nµnh cßn dïng s¶n xuÊt s¬n, vecni, xµ phßng, chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt. NÕu ®em dÇu ®Ëu nµnh cho t¸c dông víi HNO3 sÏ thu ®­îc keo, sau khi xö lý keo nµy b»ng kiÒm vµ ®un lªn 1500C th× sÏ cã chÊt dÎo gièng cao su [5]. 1.3. Nh÷ng biÖn ph¸p vµ kh¶ n¨ng biÕn tÝnh cao su thiªn nhiªn Nh­ phÇn trªn ®· tr×nh bÇy, bªn c¹nh nh÷ng ­u ®iÓm, CSTN cßn cã nh÷ng nh­îc ®iÓm nh­ kÐm bÒn nhiÖt, kÐm bÒn m«i tr­êng, bÞ ozon ho¸,… ChÝnh v× vËy lÜnh vùc øng dông cßn rÊt h¹n chÕ. Do ®ã ®Ó cã thÓ më réng ph¹m vi øng dông cho CSTN ng­êi ta cÇn ph¶i cã nh÷ng biÖn ph¸p biÕn tÝnh ®Ó n©ng cao tÝnh n¨ng c¬ lý kü thuËt, më réng ph¹m vi øng dông cho vËt liÖu nµy nh­: - Ph­¬ng ph¸p ho¸ häc - Ph­¬ng ph¸p ho¸ lý vµ vËt lý 1.3.1. BiÕn tÝnh b»ng c¸c biÖn ph¸p ho¸ häc Ng­êi ta ®· tiÕn hµnh biÕn tÝnh ho¸ häc cao su thiªn nhiªn theo theo nhiÒu h­íng kh¸c nhau nh­: - Ho¸ vßng cao su thiªn nhiªn ®Ó lµm vËt liÖu c¶m quang, s¬n, keo,… - Epoxy ho¸ cao su thiªn nhiªn ®Ó t¹o ra vËt liÖu lµm s¬n, keo ®Æc biÖt keo d¸n cao su vµ kim lo¹i. - C¾t m¹ch CSTN råi cho ph¶n øng víi c¸c hîp chÊt diisocyanat t¹o vËt liÖu polyuretan cã ®o¹n m¹ch cao su lµm s¬n, keo d¸n,… 1.3.2. BiÕn tÝnh b»ng c¸c ph­¬ng ph¸p vËt lý §èi víi hîp phÇn cao su, khi ®­a mét sè chÊt ®én vµo hîp phÇn CSTN ®é bÒn kÐo d·n vµ mét vµi tÝnh chÊt c¬ lý cao su l­u ho¸ ë tr¹ng th¸i ®µn håi cao thay ®æi mét c¸ch ®¸ng kÓ. T¸c dông t¨ng c­êng cña chÊt ®én phô thuéc vµo b¶n chÊt ho¸ häc cña b¶n th©n nã vµ polyme, vµo ®Æc tr­ng t­¬ng t¸c lÉn nhau gi÷a vËt liÖu polyme víi chÊt ®én. MÆt kh¸c, møc ®é t¨ng c­êng lùc cho cao su cßn phô thuéc vµo hµm l­îng chÊt ®én cã trong thµnh phÇn, kÝch th­íc vµ h×nh d¸ng h×nh häc cña chÊt ®én, ®Æc tr­ng ho¸ häc cña bÒ mÆt chÊt ®én vµ nhiÒu yÕu tè kh¸c. Khi t¨ng hµm l­îng chÊt ®én ho¹t tÝnh trong hîp phÇn cao su ®Õn hµm l­îng giíi h¹n nµo ®ã c¸c tÝnh chÊt c¬ häc vËt liÖu t¨ng lªn. §Ó t¨ng c­êng tÝnh chÊt c¬ lý cña hîp phÇn cao su cã thÓ sö dông chÊt ®én víi kÝch th­íc h¹t tõ 5 μm ®Õn 100 μm. Møc ®é t¨ng c­êng lùc cho cao su b»ng c¸c chÊt ®én ho¹t tÝnh cßn phô thuéc vµo t­¬ng t¸c gi÷a c¸c ph©n tö cao su víi bÒ mÆt chÊt ®én. ChÊt ®én cã ®é ph©n cùc lín sÏ t¸c dông rÊt lín vµ cã liªn kÕt bÒn v÷ng víi c¸c m¹ch polyme cã ®é ph©n cùc t­¬ng øng. Ng­îc l¹i, c¸c chÊt ®én kh«ng ph©n cùc th× t¸c dông rÊt yÕu ®èi víi c¸c m¹ch cao su ph©n cùc. *ChÊt ®én v« c¬ ho¹t tÝnh C¸c chÊt ®én v« c¬ sö dông nhiÒu trong c«ng nghÖ gia c«ng cao su lµ: bét nhÑ, cao lanh, ®ioxit silic,… Trong c¸c chÊt ®én v« c¬ nµy th× ®ioxit silic lµ chÊt ®én t¨ng c­êng hiÖu qu¶ nhÊt. Còng nh­ c¸c chÊt ®én t¨ng c­êng kh¸c, møc ®é ph©n t¸n lµ ®Æc tr­ng qua träng nhÊt mµ ®Æc tr­ng nµy cã thÓ ®¸nh gi¸ t¸c dông t¨ng c­êng lùc cña ®ioxit silic. §ioxit silic cßn ®­îc sö dông lµm chÊt ®én t¨ng c­êng cho c¸c lo¹i hîp phÇn cao su tæng hîp kh¸c. §èi víi c¸c lo¹i cao su kh«ng liªn kÕt hoÆc cao su cã cÊu tróc v« ®Þnh h×nh th× ®ioxit silic cã t¸c dông t¨ng c­ßng tÝnh chÊt c¬ lý nh­ c¸c lo¹i than ho¹t tÝnh. §ioxit silic cã chøa nhiÒu nhãm ph©n cùc trªn bÒ mÆt v× thÕ cã kh¶ n¨ng hÊp phô hÇu hÕt c¸c chÊt phèi hîp kh¸c ®Æc biÖt lµ c¸c chÊt l­u ho¸ vµ xóc tiÕn l­u ho¸ cho cao su. * C¸c chÊt ®én h÷u c¬ ho¹t tÝnh C¸c chÊt ®én h÷u c¬ ho¹t tÝnh hay chÊt ®én h÷u c¬ t¨ng c­êng lµ c¸c chÊt h÷u c¬ víi kÝch th­íc h¹t nhá khi ®­a nã vµo thµnh phÇn cña hîp phÇn cao su c¸c tÝnh chÊt c¬ lý cña nã tèt h¬n. Trong sè c¸c chÊt ®én h÷u c¬ t¨ng c­êng lùc ®­îc sö dông réng r·i nhÊt lµ phenol fomandehit, amino fomandehit, c¸c lo¹i nhùa cã nguån gèc tõ ®éng vËt sèng,… * Than ho¹t tÝnh Than ho¹t tÝnh lµ chÊt ®én t¨ng c­êng chñ yÕu ®­îc dïng trong c«ng nghiÖp gia c«ng cao su. Sù cã mÆt cña than ho¹t tÝnh trong hîp phÇn cao su víi hµm l­îng cÇn thiÕt lµm t¨ng c¸c tinh chÊt c¬ lý cña cao su nh­ giíi h¹n bÒn kÐo ®øt, bÒn xÐ r¸ch, kh¶ n¨ng chèng mµi mßn, ®é cøng cña vËt liÖu, modun ®µn håi cña vËt liÖu. Sù cã mÆt c¸c nhãm ph©n cùc trªn bÒ mÆt than ho¹t tÝnh lµ yÕu tè quan träng quyÕt ®Þnh kh¶ n¨ng t¸c dông ho¸ häc, lý häc cu¶ than ho¹t tÝnh víi c¸c nhãm ph©n cùc, c¸c liªn kÕt ®«i cã trong m¹ch ®¹i ph©n tö. Dùa vµo c¸c thµnh phÇn nguyªn tè ho¸ häc cña than ho¹t tÝnh cã thÓ chän lo¹i than ho¹t tÝnh thÝch hîp cho tõng lo¹i cao su ®Ó ®¹t ®­îc lùc t¸c dông gi÷a than vµ m¹ch cao su lín nhÊt. Tuy cã sù ph©n lo¹i ®a d¹ng nh­ng chóng ®Òu cã c¸c ®Æc tr­ng quan träng chóng quyÕt ®Þnh ®Õn kh¶ n¨ng t¨ng c­êng lùc cho polyme nãi chung vµ cao su nãi riªng ®ã lµ: ®é ph©n t¸n cña than, cÊu tróc vµ khèi l­îng riªng cña nã. Nghiªn cøu qu¸ tr×nh t¨ng c­êng lùc polyme b»ng c¸c chÊt ®én ho¹t tÝnh nh­: than ho¹t tÝnh vµ silic ®ioxit, G. Kraus, G.Rener,… ®· ®i ®Õn kÕt luËn: gi÷a polyme vµ than ho¹t tÝnh cã nhiÒu lo¹i t¸c dông - lùc Vandec waals, lùc liªn kÕt hydro vµ trong nhiÒu tr­êng hîp gi÷a polyme vµ than ho¹t tÝnh xuÊt hiÖn nh÷ng liªn kÕt ho¸ häc ®¶m b¶o cho hîp phÇn cao su vµ than ho¹t tÝnh cã ®é bÒn c¬ häc cao. Sù cã mÆt nh÷ng ¸i lùc gi÷a hai lo¹i vËt liÖu nµy gi÷ vai trß quan träng trong qu¸ tr×nh t¨ng c­êng lùc. HiÖu qu¶ t¨ng c­êng lùc cao su b»ng than ho¹t tÝnh cã thÓ x¸c ®Þnh b»ng c¸ch x¸c ®Þnh vµ biÖn luËn tÝnh chÊt c¬ lý cña mÉu vËt liÖu cao su - ®én. Trong h­íng nghiªn cøu nµy, c¸c nhµ khoa häc trong n­íc vµ n­íc ngoµi ®Òu quan t©m. H­íng nghiªn cøu nµy tr­íc ®©y ®· cã nhiÒu c«ng tr×nh s¶n xuÊt ®Ò cËp ®Õn nh­ng trong thêi gian gÇn ®©y Ýt ®­îc quan t©m. §¸ng chó ý lµ ®Ó n©ng cao tÝnh n¨ng c¬ lý cho CSTN t¸c gi¶ §ç Quang Kh¸ng vµ L­¬ng Nh­ H¶i [6] ®· phèi hîp gi÷a c¸c lo¹i chÊt ®én ho¹t tÝnh víi nhau, s¶n phÈm thu ®­îc cã tÝnh n¨ng tèt ®¸p øng ®­îc mét sè tiªu chuÈn cho s¶n phÈm cao su kü thuËt dïng trong c¸c ngµnh thuû lîi vµ hµng h¶i,… 1.3.3. BiÕn tÝnh cao su thiªn nhiªn b»ng nhùa nhiÖt dÎo vµ cao su tæng hîp kh¸c Trong khoa häc vËt liÖu, viÖc nghiªn cøu øng dông cña vËt liÖu tæ hîp polyme ®ãng vai trß quan träng. Trong khoa häc vËt liÖu hiÖn nay vËt liÖu polyme ®­îc chÕ t¹o theo 3 h­íng [7]: H­íng thø nhÊt: trïng hîp c¸c lo¹i monome; H­íng thø hai: tæng hîp c¸c copolyme khèi, copolyme ghÐp vµ copolyme thèng kª tõ c¸c monome th«ng dông hiÖn nay; H­íng thø ba: trén hîp c¸c polyme s½n cã ë tr¹ng th¸i nãng ch¶y, dung dÞch, ®Ó t¹o ra nh÷ng lo¹i vËt liÖu tæ hîp cã nh÷ng tÝnh chÊt ®Æc biÖt, kh¸c h¼n tÝnh chÊt c¸c polyme riªng rÏ ban ®Çu, ®¸p øng ®­îc yªu cÇu cuéc sèng vµ kü thuËt. Trong ba h­íng trªn, h­íng thø ba ®­îc ®Æc biÖt quan t©m nghiªn cøu vµ ph¸t triÓn v× ®ã lµ ph­¬ng ph¸p ®¬n gi¶n nhÊt, nhanh nhÊt vµ kinh tÕ nhÊt t¹o ra nh÷ng vËt liÖu míi, ®¸p øng ®­îc yªu cÇu ngµy cµng cao cña ®êi sèng vµ kü thuËt. Theo c¸c chuyªn gia trong lÜnh vùc ho¸ häc cao ph©n tö, ®©y lµ h­íng chñ ®¹o cña ho¸ häc c¸c hîp chÊt cao ph©n tö trong nh÷ng n¨m cuèi thÕ kû 20 vµ ®Çu thÕ kû 21 v× nã cã nh÷ng ­u ®iÓm sau [8]: - LÊp ®­îc kho¶ng trèng vÒ tÝnh chÊt c«ng nghÖ còng nh­ kinh tÕ gi÷a c¸c lo¹i nhùa nhiÖt dÎo. Ng­êi ta cã thÓ tèi ­u ho¸ vÒ mÆt gi¸ thµnh vµ tÝnh chÊt cña vËt liÖu sö dông. - T¹o kh¶ n¨ng phèi hîp c¸c tÝnh chÊt mµ c¸c lo¹i vËt liÖu khã hoÆc kh«ng thÓ ®¹t ®­îc, ®¸p øng ®­îc yªu cÇu kü thuËt cao trong lÜnh vùc khoa häc vµ kinh tÕ. - Qu¸ tr×nh nghiªn cøu, chÕ t¹o mét s¶n phÈm míi trªn c¬ së vËt liÖu tæ hîp polyme nhanh h¬n nhiÒu so víi c¸c s¶n phÈm tõ vËt liÖu míi kh¸c v× nã ®­îc chÕ t¹o trªn c¬ së vËt liÖu vµ c«ng nghÖ cã s½n. - Nh÷ng kiÕn thøc réng r·i vÒ cÊu tróc, sù t­¬ng hîp ph¸t triÓn nhanh trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y t¹o c¬ së cho sù ph¸t triÓn cña lo¹i vËt liÖu nµy. Theo h­íng nghiªn cøu nµy, ®· cã nhiÒu c«ng tr×nh nghiªn cøu chÕ t¹o vµ øng dông vËt liÖu cao su blend. Nhãm c¸c nhµ khoa häc §µo ThÕ Minh, TrÇn Thanh S¬n cïng c¸c ®ång sù [9] ®· nghiªn cøu biÕn tÝnh cao su thiªn nhiªn b»ng polypropylen. KÕt qu¶ t¹o ra vËt liÖu cã tÝnh chÊt quý b¸u nh­: ®µn håi, bÒn va ®Ëp, chÞu mµi mßn. §ç Quang Kh¸ng, Ng« KÕ ThÕ [10] nghiªn cøu biÕn tÝnh cao su thiªn nhiªn b»ng cao su stiren-butadien t¹o ra vËt liÖu tæ hîp trªn c¬ së CSTN cã ®é bÒn mµi mßn vµ bÒn m«i tr­êng cao, ®¸p øng nh÷ng yªu cÇu chÕ t¹o mét sè s¶n phÈm cao su kü thuËt. NguyÔn Quang, Ph¹m Thuý Hång, TrÞnh V¨n Thµnh [11] cã c«ng tr×nh nghiªn cøu vÒ ¶nh h­ëng c«ng nghÖ vµ tû lÖ thµnh phÇn ®Õn tÝnh chÊt cña vËt liÖu trªn c¬ së blend PE/CSTN. VËt liÖu t¹o ra cã nh÷ng tÝnh chÊt ®Æc biÖt vµ ph¹m vi øng dông réng r·i. §ç Tr­êng ThiÖn, §Æng V¨n LuyÕn, §ç Quang Kh¸ng [12] ®· nghiªn cøu t¨ng ®é cøng CSTN b»ng nhùa cacdanol-phenol-fomandehyt, t¹o ra s¶n phÈm cã ®é cøng cao, sö dông lµm qu¶ l« trong c«ng nghiÖp giÊy, xay s¸t. ¦u ®iÓm cña nã so víi viÖc t¨ng ®é cøng cao su b»ng c¸ch t¨ng hµm l­îng l­u huúnh l­u ho¸ ë chç lµ: khi t¨ng l­îng l­u huúnh l­u ho¸ mËt ®é kh©u m¹ch t¨ng, dÉn ®Õn to¶ nhiÖt lín khã kiÓm so¸t qu¸ tr×nh l­u ho¸ ®ång thêi c¸c s¶n phÈm cã ®é ®µn håi thÊp, dÔ r¹n vì. Trong khi biÕn tÝnh CSTN b»ng nhùa trªn ®· kh¾c phôc ®­îc c¸c nh­îc ®iÓm trªn. §ç Quang Kh¸ng cïng c¸c ®ång sù [13] ®· nghiªn cøu chÕ t¹o tæ hîp cao su thiªn nhiªn víi nhùa polyetylen tû träng thÊp. S¶n phÈm nhËn ®­îc lµm nhùa nÒn ®Ó s¶n xuÊt compozit lµm ®Öm chèng va ®Ëp cho tÇu biÓn. NguyÔn Phi Trung cïng c¸c ®ång sù [14] nghiªn cøu chÕ t¹o vËt liÖu tæ hîp tõ CSTN víi polyvinyl clorua vµ cao su nitril-butadien, s¶n phÈm nhËn ®­îc lµm nhùa nÒn ®Ó s¶n xuÊt compozit. NguyÔn Quang [15] nghiªn cøu tÝnh chÊt cña vËt liÖu tæ hîp tõ hçn hîp cao su ERN-50 víi cao su thiªn nhiªn vµ cao su tæng hîp, nh»m h¹ gi¸ thµnh s¶n phÈm vµ cã thÓ biÕn ®æi tÝnh chÊt cña vËt liÖu phï hîp víi tõng øng dông cô thÓ. §ç Tr­êng ThiÖn cïng c¸c ®ång sù [16] nghiªn cøu chÕ t¹o tæ hîp CSTN vµ Nhùa cardanol, s¶n phÈm thu ®­îc s¶n xuÊt compozit lµm c¸c l« dÖt. S.H.Botros [19] ®· nghiªn cøu vµ chÕ t¹o vËt liÖu tæ hîp tõ CSTN vµ cao su etylen propylen ®ång trïng hîp - anhydryt maleic (EPDM-AM) b»ng c¸ch cho EPDM t­¬ng t¸c víi anhydryt maleic cã benzoin peroxit lµm chÊt khëi ®Çu. S¶n phÈm thu ®­îc cã tÝnh chÊt thay ®æi khi tû lÖ (NR/EPDM) thay ®æi. Khi NR/EPDM lµ 25/75 cho s¶n phÈm chÞu l·o ho¸ nhiÖt rÊt tèt ®ång thêi cho ®é bÒn kÐo vµ ®é gi·n dµi rÊt lín. Khi NR/EPDM lµ 50/50 th× kh¶ n¨ng chÞu tia tö ngo¹i cña vËt liÖu lµ rÊt tèt. Ismail vµ Suryadiasyah [20] ®· nghiªn cøu vµ chÕ t¹o ra vËt liÖu tæ hîp trªn c¬ së PP, CSTN (NR),vµ RRP (bét cao su phÕ th¶i). VËt liÖu thu ®­îc cã ®é bÒn kÐo vµ modul ®µn håi cao vµ tÝnh chÊt c¬ lý t¨ng khi t¨ng hµm l­îng RRP. 1.4. BiÕn tÝnh cao su thiªn nhiªn trªn c¬ së dÇu thùc vËt 1.4.1. Kh¶ n¨ng dïng dÇu thùc vËt biÕn tÝnh CSTN DÇu thùc vËt chøa chñ yÕu lµ glyxrit cña c¸c axit no hoÆc kh«ng no m¹ch dµi. Do ®ã, trong qua tr×nh t­¬ng t¸c víi c¸c hîp chÊt kh¸c th× c¸c nhãm -COO- vµ c¸c nèi ®«i ë cuèi m¹ch cña gèc axit sÏ tham gia c¸c ph¶n øng nh­: thuû ph©n, este ho¸, céng halogen, ph¶n øng céng l­u huúnh. §i ®Çu trong viÖc nghiªn cøu sö dông dÇu trÈu ®Ó biÕn tÝnh CSTN lµ c¸c nhµ khoa häc NhËt B¶n: Tomokuni Harutaka vµ c¸c céng sù [21] nghiªn cøu biÕn tÝnh cao su víi dÇu trÈu ®Ó lµm mÆt lèp xe, t¨ng hÖ sè ma s¸t cña mÆt lèp. Uchio vµ c¸c céng sù [22] ®· nghiªn cøu sö dông dÇu trÈu cã ®é Èm b×nh th­êng ë d¹ng láng chiÕm 80% axit eleostearic vµo hîp phÇn cao su cña lèp xe. Hµm l­îng phèi trén lµ 1 ÷ 30 PKL dÇu trÈu so víi 100 PKL cña cao su. KÕt qu¶ cho thÊy víi hµm l­îng nµy dÇu trÈu ®­îc xem nh­ lµ chÊt ho¸ dÎo gióp cho tÝnh gia c«ng ®­îc c¶i thiÖn ®¸ng kÓ, ®ång thêi lµm t¨ng tÝnh n¨ng bÒn kÐo vµ sù ph¸t nhiÖt sÏ kh«ng t¨ng. S¶n phÈm cña hîp phÇn trªn lµ x¨m lèp «t« cã ®é bÒn rÊt cao. Trong nghiªn cøu kh¶ n¨ng biÕn tÝnh CSTN víi dÇu thùc vËt c¸c nhµ khoa häc: NguyÔn V¨n Kh«i, §ç Quang Kh¸ng, L­¬ng Nh­ H¶i, TrÇn ThÞ BÝnh [17] ®· sö dông dÇu trÈu nh­ mét phô gia qu¸ tr×nh. KÕt qu¶ cho thÊy ®é cøng cña s¶n phÈm khi sö dông dÇu trÈu gi¶m so víi khi kh«ng dïng dÇu trÈu, ®é bÒn kÐo ®øt t¨ng vµ ®¹t gi¸ trÞ cùc ®¹i (2821 N/cm2), ®é d·n dµi còng t¨ng lªn vµ ®¹t gi¸ trÞ cùc ®¹i (688%) víi hµm l­îng dÇu trÈu lµ 10%. MÆt kh¸c, ®é mµi mßn, ®é cøng cña vËt liÖu, ®é tr­¬ng cña s¶n phÈm trong dung m«i nhá h¬n khi kh«ng sö dông dÇu trÈu. Nh­ vËy, hµm l­îng cña dÇu trÈu sö dông lµ 10% th× cho s¶n phÈm cã nhiÒu tÝnh chÊt tèt nhÊt. Tõ ®ã cã thÓ kÕt luËn r»ng: ngoµi viÖc sö dông c¸c dÇu thùc vËt kh¸c ®Ó lµm “chÊt phô gia qu¸ tr×nh” cho CSTN cßn cã thÓ lµm t¨ng tÝnh chÊt c¬ lý cña s¶n phÈm nÕu sö dông mét tû lÖ thÝch hîp. 1.4.2. Kh¶ n¨ng biÕn tÝnh cao su thiªn nhiªn b»ng dÇu ®Ëu nµnh Trªn c¬ së nh÷ng kÕt qu¶ nghiªn cøu biÕn tÝnh CSTN b»ng dÇu trÈu, cã thÓ thÊy r»ng dÇu ®Ëu nµnh còng cã kh¶ n¨ng sö dông ®Ó biÕn tÝnh CSTN v× nh÷ng lý do sau: - DÇu ®Ëu nµnh cã khèi l­îng ph©n tö lín chøa c¸c nhãm ph©n cùc vµ c¸c phÇn kh«ng ph©n cùc lµ c¸c gèc axit m¹ch dµi chøa nhiÒu liªn kÕt ®«i. Do ®ã nã ®ãng vai trß lµ chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt lµm cho kh¶ n¨ng khuÕch t¸n c¸c phô gia vµo trong hîp phÇn cao su tèt h¬n rÊt nhiÒu, lµm cho chóng ph©n t¸n ®ång ®Òu trong hîp phÇn. - Trong vËt liÖu tæ hîp cao su víi c¸c polyme hay cao su kh¸c th× dÇu ®Ëu nµnh cã thÓ ®ãng vai trß lµm chÊt t­¬ng hîp cho c¸c phÇn polyme ®ã. PhÇn m¹ch dµi cña gèc axit sÏ ®an xen vµo phÇn cao su kh«ng ph©n cùc (nh­ CSTN) vµ phÇn ph©n cùc sÏ t­¬ng t¸c víi c¸c phÇn cao su (nhùa nhiÖt dÎo) ph©n cùc. §ång thêi, chÝnh c¸c liªn kÕt ®«i trong c¸c gèc axit sÏ t­¬ng t¸c víi c¸c liªn kÕt ®«i trong cao su khi tiÕn hµnh l­u ho¸ cao su. ChÝnh v× thÕ cã thÓ tÝnh chÊt c¬ lý cña hîp phÇn cao su t¨ng lªn ®¸ng kÓ. - Thµnh phÇn ho¸ häc vµ c¸c chØ sè ®Æc tr­ng (chØ sè axit, chØ sè iot, chØ sè xµ phßng) cña dÇu ®Ëu nµnh vµ cña dÇu trÈu gÇn gièng nhau. ChØ sè xµ phßng cña dÇu trÈu lµ 195 mg KOH/g cña dÇu ®Ëu nµnh lµ 193 mg KOH/g, chØ sè iot cña dÇu trÈu lµ 149 ÷ 170 g I2/100g cña dÇu ®Ëu nµnh lµ 120 ÷ 141 g I2/100g. ChÝnh v× thÕ mµ kh¶ n¨ng lµm thay ®æi tÝnh n¨ng c¬ lý cña vËt liÖu trªn c¬ së CSTN cña dÇu ®Ëu nµnh còng cã thÓ nh­ dÇu trÈu. PhÇn II môc ®Ých, néi dung, vËt liÖu vµ ph­¬ng ph¸p nghiªn cøu 2.1. Môc ®Ých Nh»m ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng dïng dÇu ®Ëu nµnh ®Ó n©ng cao tÝnh n¨ng c¬ lý, kü thuËt cho vËt liÖu cao su thiªn nhiªn vµ mét sè vËt liÖu polyme blend trªn c¬ së CSTN. 2.2. Néi dung nghiªn cøu §Ó thùc hiÖn c¸c môc tiªu nghiªn cøu, trªn c¬ së ®iÒu kiÖn hiÖn cã chóng t«i thùc hiÖn c¸c néi dung vµ ph­¬ng ph¸p nghiªn cøu sau: - ChÕ t¹o mÉu trªn c¬ së CSTN biÕn tÝnh b»ng dÇu ®Ëu nµnh víi hµm l­îng kh¸c nhau. - Nghiªn cøu ¶nh h­ëng cña hµm l­îng dÇu ®Ëu nµnh ®Õn tÝnh chÊt c¬ lý cña vËt liÖu CSTN th«ng qua viÖc ®o c¸c tÝnh chÊt c¬ lý cña vËt liÖu ë c¸c hµm l­îng dÇu ®Ëu nµnh kh¸c nhau. Tõ c¸c kÕt qu¶ kh¶o s¸t tÝnh chÊt c¬ lý cña c¸c mÉu vËt liÖu cã hµm l­îng dÇu ®Ëu nµnh kh¸c nhau, chän ra hµm l­îng dÇu ®Ëu nµnh thÝch hîp ®Ó biÕn tÝnh CSTN vµ c¸c blend CSTN/SBR, CSTN/NBR vµ CSTN/LDPE. - Nghiªn cøu ¶nh h­ëng cña dÇu ®Ëu nµnh biÕn tÝnh ®Õn qu¸ tr×nh trén hîp cña vËt liÖu (th«ng qua biÓu ®å quan hÖ gi÷a momen quay, n¨ng l­îng trén víi thêi gian trén). Nghiªn cøu cøu nµy ®­îc thùc hiÖn trªn m¸y trén kÝn Haake (CHLB §øc). - Nghiªn cøu ¶nh h­ëng cña dÇu ®Ëu nµnh biÕn tÝnh ®Õn cÊu tróc h×nh th¸i cña vËt liÖu ®­îc thùc hiÖn b»ng ph­¬ng ph¸p kÝnh hiÓn vi ®Ön tö quÐt (SEM) trªn kÝnh hiÓn vi quÐt JSM 5300 cña h·ng JEOL (NhËt B¶n). - Nghiªn cøu ¶nh h­ëng cña dÇu ®Ëu nµnh biÕn tÝnh tíi ®é bÒn nhiÖt cña vËt liÖu ®­îc thùc hiÖn b»ng ph­¬ng ph¸p ph©n tÝch nhiÖt träng l­îng (TGA) trªn m¸y ph©n tÝch nhiÖt TA50 cña h·ng Shimadzu (NhËt B¶n). Tõ kÕt qu¶ thu ®­îc, ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng sö dông dÇu ®Ëu nµnh ®Ó biÕn tÝnh c¶i thiÖn tÝnh n¨ng c¬ lý, kü thuËt cho vËt liÖu CSTN vµ mét sè vËt liÖu cao su blend. 2.3. VËt liÖu nghiªn cøu §Ó thùc hiÖn c¸c néi dung nghªn cøu trªn, chóng t«i chän ®¬n pha chÕ cho vËt liÖu nghiªn cøu gåm c¸c thµnh phÇn c¬ b¶n sau: 2.3.1. Cao su thiªn nhiªn Cao su thiªn nhiªn ®­îc sö dông ë ®©y lµ d¹ng crÕp SVR - 3L cña c«ng ty Cao su ViÖt Trung s¶n xuÊt theo tiªu chuÈn TCVN 3769 - 95. C¸c chØ tiªu cña lo¹i cao su nµy lµ: - Hµm l­îng chÊt bÈn cßn l¹i trªn d©y 0,20 - Hµm l­îng tro 1,00 - Hµm l­îng chÊt dÔ bay h¬i 1,00 - Hµm l­îng nit¬ 0,60 2.3.2. Cao su tæng hîp vµ PE + Cao su butadiene-styren (SBR) Cao su tæng hîp butadien-styren cã ký hiÖu NIPOL 1502 cña NhËt B¶n. + Cao su butadiene-nitril (NBR) Cao su tæng hîp NBR cã ký hiÖu KOSYN - KNB 35L cña Hµn Quèc. + LDPE (low density polyetylene) Poly etylen tØ träng thÊp cã ký hiÖu LOTRENE 13031 - 9 cña Qatar 2.3.3. DÇu ®Ëu nµnh vµ dÇu trÈu DÇu ®Ëu nµnh sö dông ®­îc chiÕt t¸ch tõ h¹t ®Ëu t­¬ng cã s½n trªn thÞ tr­êng. DÇu trÈu sö dông ®­îc chiÕt t¸ch tõ h¹t c©y trÈu cña Cao B»ng t¹i phßng thÝ nghiÖm vËt liÖu polyme (ViÖn Hãa häc). 2.3.4. C¸c phô gia kh¸c - Xóc tiÕn DM (Dibenzothiazyl disufide): ORICEL - DM (G) h·ng PT.ORINDO FINE CHEMICAL - Indonesia. - Xóc tiÕn D (N,N’ - Difenylguanidin): ORICEL - M(G) h·ng PT. ORINDO FINE CHEMICAL - Indonesia. - AxÝt stearic: Lo¹i cã ký hiÖu Type 401 do h·ng PT.ORINDO FINE CHEMICAL - Indonesia. - ¤xit kÏm (ZnO): Zincollied G/1183 cña Indonesia s¶n xuÊt. - L­u huúnh d¹ng bét hµm l­îng 99,9% do h·ng SAE KWANG CHEMICAL IND. Co,. Ltd Hµn Quèc s¶n xuÊt. - Than ®en: sö dông lµ lo¹i LUCARB HAF (N 330) do Hµn Quèc s¶n xuÊt. - Phßng l·o D (fenyl β nafthylamin): sö dông lµ lo¹i do Trung Quèc s¶n xuÊt. 2.4. Ph­¬ng ph¸p nghiªn cøu 2.4.1. Thµnh phÇn c¬ b¶n cña vËt liÖu Trªn c¬ së ®¬n pha chÕ c¬ b¶n tõ CSTN vµ c¸c phô gia, chóng t«i cè ®Þnh c¸c thµnh phÇn kh¸c, chØ thay ®æi hµm l­îng dÇu ®Ëu nµnh ®Ó kh¶o s¸t vµ sö dông thµnh phÇn cña mÉu nghiªn cøu c¬ b¶n gåm: Cao su thiªn nhiªn Than ®en ¤xyt kÏm L­u huúnh Xóc tiÕn D Xóc tiÕn DM Phßng l·o D Axit stearic Hµm l­îng dÇu ®Ëu nµnh cho vµo thay ®æi tõ 1 - 15%. + §èi víi vËt liÖu blend cña CSTN víi cao su tæng hîp th× trén theo thµnh phÇn CSTN/cao su tæng hîp víi tû lÖ 80/20 (CSTN/SBR; CSTN/NBR; CSTN/LDPE), sau ®ã trén víi c¸c hîp phÇn phô gia nh­ trªn. Riªng ®èi víi blend CSTN/LDPE ®­îc trén trong m¸y trén kÝn, sau ®ã trén víi c¸c phô gia trªn m¸y c¸n. 2.4.2. ChÕ t¹o mÉu nghiªn cøu MÉu nghiªn cøu chÕ t¹o theo hai b­íc: + C¸n c¾t m¹ch CSTN råi trén hîp víi cao su tæng hîp trªn m¸y c¸n hai trôc hë cña h·ng TOYOSEIKY (NhËt B¶n), tiÕp ®ã trén víi c¸c phô gia. + C¸n xuÊt tÊm cao su vµ ®­a vµo khu«n Ðp l­u ho¸ trªn m¸y Ðp thuû lùc cña h·ng TOYOSEIKY víi c¸c ®iÒu kiÖn: - NhiÖt ®é Ðp: 145±50C - ¸p suÊt Ðp: 300 kg/cm2 (chØ sè ®ång hå, t­¬ng øng 8 kg/cm2 trªn mÉu Ðp) - Thêi gian l­u ho¸: 30 phót S¶n phÈm thu ®­îc ë d¹ng tÊm dÇy 2mm vµ ®­îc c¾t theo c¸c tiªu chuÈn hiÖn hµnh. 2.4.3. Nghiªn cøu qu¸ tr×nh trén vËt liÖu trªn m¸y trén kÝn Nghiªn cøu qu¸ tr×nh trén hîp cña vËt liÖu ®­îc thùc hiÖn trªn m¸y trén kÝn Haake. Qu¸ tr×nh trén hîp cña vËt liÖu ®­îc kh¶o s¸t th«ng qua biÓu ®å biÕn thiªn momen quay, n¨ng l­îng vµ nhiÖt ®é theo thêi gian víi c¸c th«ng sè nh­ sau: NhiÖt ®é b¾t ®Çu trén 90oC Tèc ®é trôc quay 30 vßng/phót Thêi gian trén 7 phót HÖ sè ®iÒn ®Çy 0,7 2.4.4. §o c¸c tÝnh chÊt c¬ lý cña vËt liÖu §o c¸c tÝnh chÊt c¬ lý cña vËt liÖu theo tiªu chuÈn hiÖn hµnh cña ViÖt Nam nh­ sau: - §é bÒn kÐo ®øt (MPa): [TCVN 4509-88] - §é gi·n dµi t­¬ng ®èi khi ®øt (%): [TCVN 4509-88] - §é cøng (Shore A): [TCVN 1595-88] - §é mµi mßn (cm3/1,61km): [TCVN 5363-88] §o ®é bÒn kÐo ®øt ®­îc thùc hiÖn trªn m¸y cã ký hiÖu YG - 622 sè m¸y 01 s¶n xuÊt t¹i §µi Loan n¨m 1998. §o ®é cøng trªn m¸y ®o ký hiÖu JIS K6301A TECLOCK. GS 706N. M¸y ®o ®é mµi mßn ký hiÖu YG - 634 s¶n xuÊt t¹i §µi Loan n¨m 1998 (t¹i C«ng ty GiÇy Thuþ Khuª). 2.4.5. Nghiªn cøu cÊu tróc cña vËt liÖu b»ng kÝnh hiÓn vi ®iÖn tö quÐt SEM §Ó nghiªn cøu cÊu tróc h×nh th¸i cña vËt liÖu, chóng t«i dïng kÝnh hiÓn vi ®iÖn tö quÐt JSM 5300 cña NhËt B¶n: mÉu vËt liÖu ®­îc c¾t b»ng dông cô chuyªn dông LEICA (cã ký hiÖu RM 2125 RT) ë nhiÖt ®é th­êng. MÉu ®­îc c¾t víi kÝch th­íc thÝch hîp, g¾n lªn gi¸ ®ì, bÒ mÆt c¾t cña mÉu ®­îc ®em phñ mét líp b¹c máng b»ng ph­¬ng ph¸p bèc bay trong ch©n kh«ng trong m¸y AGAR AUTO SPUTTER COATER ®Ó t¨ng ®é t­¬ng ph¶n. MÉu t¹o ®­îc cho vµo buång ®o cña kÝnh hiÓn vi ®iÖn tö quÐt ®Ó chôp ¶nh bÒ mÆt c¾t. Ph©n tÝch nµy ®­îc tiÕn hµnh t¹i phßng Nghiªn cøu vi cÊu tróc thuéc ViÖn Kü thuËt NhiÖt ®íi - ViÖn KH&CN ViÖt Nam. 2.4.6. Nghiªn cøu kh¶ n¨ng æn ®Þnh nhiÖt cña vËt liÖu trªn m¸y ph©n tÝch nhiÖt träng l­îng (TGA) Nguyªn lý cña ph­¬ng ph¸p nµy nh­ sau: khi t¨ng nhiÖt ®é dÇn lªn sÏ cã c¸c qu¸ tr×nh vËt lý vµ hãa häc xÈy ra nh­ bay h¬i n­íc vµ c¸c chÊt thÊp ph©n tö lµm khèi l­îng cña vËt liÖu gi¶m dÇn. Sau ®ã ®Õn mét nhiÖt ®é nµo ®Êy cã c¸c qu¸ tr×nh ho¸ häc (nh­ ph¶n øng oxy ho¸, c¾t m¹ch, ph©n huû,…) x¶y ra lµm khèi l­îng vËt liÖu thay ®æi. C¨n cø vµo biÓu ®å ghi ®­îc vÒ møc ®é vµ tèc ®é tæn hao träng l­îng cã thÓ biÕt ®­îc qu¸ tr×nh ph©n huû nhiÖt cña vËt liÖu. B»ng ph­¬ng ph¸p ph©n tÝch nµy, cã thÓ ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng æn ®Þnh nhiÖt, còng nh­ ®¸nh gi¸ mét sù t­¬ng t¸c pha polyme/polyme trong tæ hîp vËt liÖu. PhÐp ph©n tÝch ®­îc thùc hiÖn trªn m¸y TGA - TA50 cña h·ng SHIMADZU (NhËt B¶n) t¹i phßng ph©n tÝch nhiÖt thuéc ViÖn Hãa häc - ViÖn KH &CN ViÖt Nam. C¸c th«ng sè cña qu¸ tr×nh ph©n tÝch nhiÖt träng l­îng TGA ®­îc chän nh­ sau: - Tèc ®é n©ng nhiÖt 10oC/phót - Kho¶ng nhiÖt ®é nghiªn cøu nhiÖt ®é phßng ®Õn 6000C - M«i tr­êng nghiªn cøu kh«ng khÝ. PHÇn III KÕT Qu¶ vµ th¶o luËn 3.1. ¶nh h­ëng cña hµm l­îng dÇu ®Ëu nµnh biÕn tÝnh ®Õn tÝnh chÊt c¬ lý cña vËt liÖu cao su thiªn nhiªn TÝnh chÊt cña vËt liÖu polyme nãi chung vµ cña CSTN nãi riªng kh«ng chØ phô thuéc vµo c¸c yÕu tè nh­ b¶n chÊt vËt liÖu, phô gia sö dông, ®iÒu kiÖn phèi trén vµ c«ng nghÖ gia c«ng mµ cßn phô thuéc vµo hµm l­îng phô gia sö dông. Trong phÇn nghiªn cøu nµy, chóng t«i cè ®Þnh c¸c yÕu tè vÒ b¶n chÊt vËt liÖu, thµnh phÇn c¸c phô gia kh¸c còng nh­ chÕ ®é gia c«ng mµ chØ thay ®æi hµm l­îng dÇ

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docBiến tính cao su thiên nhiên và polyme blend trên cơ sở cao su thiên nhiên bằng dầu đậu nành.doc
Luận văn liên quan