Giáo trình môn kỹ thuật gia công cao su - Phần 1

Khái niệm chung về vật liệu cao su- Cao su là vật liệu polyme có tính chất đặc trưng đó là có biến dạng đàn hồi cao.- Cao su có bản chất của hợp chất cao phân tử do vậy nó có các tính chất đặctrưng của hợp chất cao phân tử. Cấu tạo mạch phân tử của cao su cũng được tạothành bởi các nguyên tử hay nhóm nguyên tử lặp đi lặp lại nhiều lần, nối vớinhau bằng các liên kết hóa học....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình môn kỹ thuật gia công cao su - Phần 1 1 Gi¸o tr×nh m«n kü thuËt gia c«ng cao su phÇn 1 nguyªn vËt liÖu trong c«ng nghÖ chÕ biÕn vµ gia c«ng cao su Ch−¬ng 1 më ®Çu1.1. Kh¸i niÖm chung vÒ vËt liÖu cao su- Cao su lµ vËt liÖu polyme cã tÝnh chÊt ®Æc tr−ng ®ã lµ cã biÕn d¹ng ®µn håi cao.- Cao su cã b¶n chÊt cña hîp chÊt cao ph©n tö do vËy nã cã c¸c tÝnh chÊt ®Æctr−ng cña hîp chÊt cao ph©n tö. CÊu t¹o m¹ch ph©n tö cña cao su còng ®−îc t¹othµnh bëi c¸c nguyªn tö hay nhãm nguyªn tö lÆp ®i lÆp l¹i nhiÒu lÇn, nèi víinhau b»ng c¸c liªn kÕt hãa häc.- Ho¹t ®éng hãa häc, tÝnh n¨ng kü thuËt cña cao su phô thuéc vµo cÊu t¹o, thµnhphÇn hãa häc, khèi l−îng ph©n tö, sù ph©n bè khèi l−îng ph©n tö vµ sù s¾p xÕpc¸c nhãm nguyªn tö trong m¹ch ph©n tö.- §é bÒn nhiÖt cña cao su phô thuéc chñ yÕu vµo n¨ng l−îng liªn kÕt c¸c nguyªntö h×nh thµnh m¹ch chÝnh: n¨ng l−îng cµng cao ®é bÒn nhiÖt cña cao su cµng lín.- §¹i l−îng ¶nh h−ëng nhiÒu ®Õn tÝnh chÊt c¬ lý, tÝnh chÊt kü thuËt vµ c«ng nghÖ®ã lµ lùc t¸c dông t−¬ng hç gi÷a c¸c ®o¹n m¹ch, m¾t xÝch, nhãm thÕ cña m¹ch®¹i ph©n tö…- Cao su cã chøa nhãm ph©n cùc lín ë m¹ch chÝnh, lùc t¸c dông t−¬ng hç lín do®ã m¹ch ph©n tö cøng, ®µn tÝnh cña vËt liÖu gi¶m nhanh khi gi¶m nhiÖt ®é, nhiÖt®é hãa tinh lín.- Cao su kh«ng ph©n cùc th× cã lùc t¸c dông t−¬ng hç gi÷a c¸c m¹ch ph©n tö bÐ,vËt liÖu mÒm dÎo ngay ë nhiÖt ®é thÊp, nhiÖt ®é hãa thñy tinh bÐ.- M¹ch ph©n tö cã cÊu tróc kh«ng gian ®iÒu hßa, cã kh¶ n¨ng kÕt tinh ngay trong®iÒu kiÖn kh«ng cã biÕn d¹ng. 2- Cïng lo¹i cao su (cã cïng b¶n chÊt hãa häc) nh−ng ë tr¹ng th¸i cÊu tróc tinh thÓth× nhiÖt ®é hãa thñy tinh lín h¬n ë tr¹ng th¸i cÊu tróc v« ®Þnh h×nh.- Khèi l−îng ph©n tö vµ d¶i ph©n bè khèi l−îng ph©n tö cña cao su còng ¶nhh−ëng ®Õn tÝnh chÊt c«ng nghÖ, tÝnh chÊt c¬ lý cña vËt liÖu: khèi l−îng ph©n töt¨ng trong kho¶ng nµo ®ã th× ®é mµi mßn vµ ®µn tÝnh cña vËt liÖu t¨ng.- M¹ch ®¹i ph©n tö cao su th−êng cÊu t¹o tõ hai hay nhiÒu lo¹i m¾t xÝch c¬ së(cao su buta®ien-styren, cao su buta®ien-nitril, cao su butyl…), ®−îc gäi lµcopolyme. Sù s¾p xÕp c¸c m¾t xÝch trong m¹ch ph©n tö, tû lÖ cña c¸c m¾t xÝchquyÕt ®Þnh tÝnh chÊt c¬ lý, tÝnh chÊt c«ng nghÖ cña vËt liÖu. Ch−¬ng 2 NGUY£N LIÖU CAO SU2.1. Cao su thiªn nhiªn 2.1.1. Mñ cao su thiªn nhiªn 2.1.1.1. Thµnh phÇn, cÊu t¹o vµ tÝnh chÊt - Mñ cao su thiªn nhiªn lµ nhò t−¬ng trong n−íc cña c¸c h¹t latex cao suvíi hµm l−îng phÇn kh« tõ 28% ®Õn 40%. C¸c h¹t latex nµy v« cïng bÐ vµ cãh×nh d¹ng qu¶ trøng gµ. - H¹t latex cã cÊu t¹o gåm 2 líp: + Líp trong cïng lµ thµnh phÇn cña m¹ch ph©n tö cao su -hy®rocacbon. + Líp bªn ngoµi lµ c¸c chÊt nhò hãa bao bäc c¸c ph©n tö cao su, lµmnhiÖm vô b¶o vÖ latex kh«ng bÞ keo tô. Líp nµy cßn ®−îc gäi lµ líp hÊp phô,thµnh phÇn bao gåm: N−íc, c¸c hîp chÊt chøa nit¬, protein, muèi cña axit bÐo(xµ phßng), c¸c chÊt bÐo… - KÝch th−íc h¹t latex tõ 0,05-3 , chóng lu«n ë tr¹ng th¸i chuyÓn ®éngBraon. 3 - Sè l−îng h¹t trong 1g mñ víi hµm l−îng phÇn kh« 40% lµ 5.1013, ®−êngkÝnh h¹t trung b×nh lµ 0,26. - C¸c h¹t latex mang ®iÖn tÝch ©m -40 mV ®Õn -110 mV. - Mñ cao su lÊy tõ c©y ra ban ®Çu cã tÝnh kiÒm yÕu (pH=7,2). Sau vµi giêb¶o qu¶n gi¸ trÞ pH gi¶m xuèng cßn kho¶ng 6,9-6,6 do ®ã latex dÇn bÞ keo tô l¹i.Do vËy ®Ó b¶o qu¶n latex ng−êi ta cho vµo mñ dung dÞch amoni¨c 0,5% vµ dungdÞch KOH5% ®Ó gi÷ cho pH cña mñ lu«n lu«n ®¹t tõ 11-13. 2.1.1.2. C¸c ph−¬ng ph¸p c« ®Æc mñ cao su thiªn nhiªn §Ó dÔ dµng vËn chuyÓn cao su thiªn nhiªn vµ dÔ sö dông ng−êi ta tiÕn hµnh c«®Æc nh»m t¸ch lo¹i bít phÇn serum. Cã nhiÒu ph−¬ng ph¸p tiÕn hµnh c« ®Æc nh−: a. Ph−¬ng ph¸p l¾ng - Do cã sù kh¸c biÖt vÒ khèi l−îng riªng gi÷a phÇn kh« (cao su) vµ serum nªncã thÓ ¸p dông hiÖn t−îng l¾ng t¸ch tù nhiªn pha cao su, tuy nhiªn qu¸ tr×nh nµyx¶y ra chËm. - §Ó t¨ng tèc cho qu¸ tr×nh l¾ng t¸ch ph©n líp ng−êi ta cho thªm vµo mét sèlo¹i hîp chÊt cã nh÷ng tÝnh chÊt sau: + Gi¶m lùc hÊp phô gi÷a líp vá cña h¹t latex vµ n−íc trong serum. + Lµm t¨ng khèi l−îng riªng pha serum nh»m t¨ng sù kh¸c nhau vÒ khèil−îng riªng. + Kh«ng g©y hiÖn t−îng keo tô trong qu¸ tr×nh phèi trén. * ¦u ®iÓm: - Thu ®−îc hµm l−îng polyme cao (60%) - T¸ch ®−îc phÇn lín c¸c chÊt tan - Latex cã ®é æn ®Þnh cao - §¬n gi¶n v× kh«ng ®ßi hái thiÕt bÞ phøc t¹p, dÔ tiÕn hµnh - Kh«ng tiªu tèn n¨ng l−îng * Nh−îc ®iÓm: N¨ng suÊt thÊp, thêi gian c« ®Æc kÐo dµi b. Ph−¬ng ph¸p ly t©m Dïng m¸y ly t©m víi vËn tèc 1800 v/p. ...