Cao su là một loại vật liệu polyme có tính đàn hồi cao với biến dạng thuận nghịch, đàn hồi ở nhiệt độ phòng, có thể tạo ra biến dạng lớn dưới tác động của một ngoại lực nhỏ và có thể khôi phục lại trạng thái ban đầu sau khi loại bỏ ngoại lực. Cao su thuộc loại polyme hoàn toàn vô định hình, nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh (T g) thấp, trọng lượng phân tử thường lớn, hơn hàng trăm nghìn. Sản phẩm cao su được ứng dụng rộng rãi trong mọi mặt từ công nghiệp đến đời sống.
Năm 1770, nhà hóa học người Anh J. Priestley phát hiện ra rằng cao su có thể được sử dụng để tẩy viết bút chì. Vào thời điểm đó, vật liệu được sử dụng cho mục đích này được gọi là cao su và từ này đã được sử dụng kể từ đó.
Thứ nhất, nguồn cao su
Cao su được chia thành hai loại cao su tự nhiên và cao su tổng hợp.
Cao su thiên nhiên được làm từ chất gôm chiết xuất từ cây cao su, cỏ cao su và các loại cây khác.
Cao su tổng hợp thu được bằng cách trùng hợp các monome khác nhau.
Nguồn cao su tự nhiên chính là cây cao su ba lá, ban đầu được trồng ở Nam Mỹ, nhưng sau khi cấy ghép nhân tạo, một số lượng lớn cây cao su cũng được trồng ở Đông Nam Á. Trên thực tế, Châu Á đã trở thành nguồn cung cấp cao su quan trọng nhất. Khi da của cây cao su này bị cắt, nó sẽ bị thương (chẳng hạn như vỏ thân cây bị cắt) khi nó tiết ra một loại nước màu trắng đục có chứa nhũ tương cao su, được gọi là mủ, mủ sau khi cô đặc, rửa sạch, tạo khuôn, sấy khô sẽ thu được cao su tự nhiên.
Cao su làm từ kẹo cao su guile làm giảm độ nhạy. Ngoài ra, cây FIG và một số cây thuộc họ Euphorbia cũng cho cao su.
Đức đã cố gắng thu mua cao su từ những nhà máy này khi nguồn cung bị cắt trong Thế chiến II, nhưng sau đó chuyển sang sản xuất cao su tổng hợp.
Cao su tổng hợp được làm bằng phương pháp tổng hợp, sử dụng các nguyên liệu thô khác nhau (monome) có thể được tổng hợp thành các loại cao su khác nhau. Trong 1900-1910, nhà hóa học CD Harris đã xác định rằng cấu trúc của cao su tự nhiên là một polyme của isopren, mở đường cho cao su tổng hợp. Năm 1910, nhà hóa học người Nga SV Lebedev (Lebedev, 1874-1934) đã sử dụng natri kim loại làm chất khởi đầu để trùng hợp 1, 3-butadien thành cao su natri butadien. Sau đó, có nhiều loại cao su tổng hợp mới, chẳng hạn như cao su butadien, cao su tổng hợp cao su tổng hợp, cao su styren butadien, v.v.
Việc sản xuất cao su tổng hợp đã vượt xa cao su tự nhiên, trong đó cao su styren butadien là lớn nhất.
Cao su là nguyên liệu cơ bản của ngành cao su, được sử dụng rộng rãi trong sản xuất lốp xe, ống mềm, băng keo, dây cáp và các sản phẩm cao su khác
Hai, thành phần của cao su
Cao su tự nhiên được làm từ mủ cao su và một số thành phần không phải là cao su có trong mủ cao su vẫn còn trong cao su tự nhiên rắn. Cao su thiên nhiên nói chung chứa 92-95 phần trăm hydrocacbon cao su, hydrocacbon phi cao su chiếm 5 phần trăm -8 phần trăm . Do các phương pháp sản xuất khác nhau, nơi xuất xứ khác nhau và các mùa khác nhau, tỷ lệ của các thành phần này có thể khác nhau, nhưng về cơ bản là trong phạm vi.
Protein có thể thúc đẩy quá trình lưu hóa cao su, trì hoãn quá trình lão hóa. Mặt khác, protein có khả năng hút nước mạnh, có thể khiến cao su hút ẩm mốc, suy giảm khả năng cách nhiệt, protein cũng làm tăng khả năng sinh nhiệt kém.
Chiết xuất acetone là một số axit béo và sterol cao hơn, một số đóng vai trò là chất chống oxy hóa và chất tăng tốc tự nhiên, và một số có thể giúp phức hợp bột phân tán trong quá trình trộn và đóng vai trò làm mềm kẹo cao su thô.
Tro chủ yếu chứa các muối như magie photphat và canxi photphat, và một lượng nhỏ các hợp chất kim loại như đồng, mangan và sắt. Vì các ion kim loại biến đổi này có thể thúc đẩy quá trình lão hóa cao su, nên cần kiểm soát hàm lượng của chúng.
Độ ẩm trong keo khô không quá 1 phần trăm, có thể bị bay hơi trong quá trình xử lý. Tuy nhiên, khi độ ẩm quá nhiều không chỉ khiến keo thô dễ bị mốc trong quá trình bảo quản mà còn ảnh hưởng đến quá trình xử lý cao su, chẳng hạn như trộn hợp chất dễ bị nhóm lại; Quá trình cán, ép đùn dễ tạo ra bong bóng, quá trình lưu hóa tạo ra bong bóng hoặc xốp.
Thành phần của cao su tổng hợp: Cao su tổng hợp là một polyme làm từ dầu mỏ và khí tự nhiên, với diolefin và olefin là monome.
Ba, cấu trúc của cao su
Cấu trúc tuyến tính: Cấu trúc phổ biến của cao su chưa lưu hóa. Do khối lượng phân tử lớn, không có ngoại lực nên các chuỗi đại phân tử xuất hiện nhóm đường cong cuộn ngẫu nhiên. Khi các lực bên ngoài tác động và các lực rút ra, mức độ vướng víu của nhóm dây thay đổi, chuỗi phân tử bật lại và có xu hướng phục hồi mạnh mẽ, đó là nguồn gốc của tính đàn hồi cao của cao su.
Cấu trúc phân nhánh: Tập hợp các mạch phân nhánh của chuỗi cao phân tử cao su để tạo thành gel. Gel không tốt cho các đặc tính và quá trình xử lý cao su. Trong quá trình trộn, các hợp chất khác nhau thường không thể xâm nhập vào khu vực gel, tạo thành khoảng trống cục bộ, sự hình thành của cốt thép và liên kết ngang, trở thành phần yếu của sản phẩm.
Cấu trúc liên kết chéo: Các phân tử tuyến tính được kết nối với nhau bằng cầu nối của các nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử, tạo thành cấu trúc mạng ba chiều. Cấu trúc được tăng cường khi quá trình đóng rắn tiến triển. Theo cách này, chuyển động tự do của đoạn xích giảm, độ dẻo và độ giãn dài giảm, độ bền, độ đàn hồi và độ cứng tăng lên, biến dạng vĩnh viễn do nén và độ trương nở giảm.
Ảnh hưởng của cấu trúc cao su
Ảnh hưởng của các đặc tính gia cố cao su chủ yếu tập trung vào độ bền kéo và độ bền xé. Nguyên tắc chung như sau: khi kích thước hạt giống nhau, hiệu quả gia cố của muội than cấu trúc cao đối với cao su không kết tinh là rất lớn, và thường có độ bền kéo và độ bền xé cao hơn. Cấu trúc cao su cũng là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến đặc tính dẫn điện. Cấu trúc chuỗi đuôi gai dễ dàng hình thành một đường dẫn điện đan xen trong cao su, điều này sẽ cải thiện đặc tính dẫn điện. Chuỗi phân tử của cao su có thể được liên kết ngang. Khi cao su bị biến dạng bởi lực bên ngoài sau khi liên kết ngang, nó có khả năng phục hồi nhanh chóng và có các tính chất cơ lý tốt và ổn định hóa học.
Bốn, đặc điểm của cao su
1. Khi các sản phẩm cao su được tạo thành, sau khi nén với áp suất lớn, do không thể loại bỏ được lực dính của chất đàn hồi nên khi tạo khuôn thường tạo ra độ co ngót cực kỳ không ổn định (tốc độ co ngót của cao su do các loại cao su khác nhau và sự khác biệt) , phải sau một thời gian thì mới nhẹ nhàng ổn định được. Do đó, khi bắt đầu thiết kế các sản phẩm cao su, bất kể công thức hay khuôn mẫu, cần phải tính toán cẩn thận và hợp tác, nếu không, rất dễ tạo ra kích thước sản phẩm không ổn định, dẫn đến chất lượng sản phẩm giảm sút.
Cao su 2 là một chất đàn hồi nhiệt rắn hòa tan nóng, do loại sunfua của thân chính khác nhau, phạm vi nhiệt độ đóng rắn hình thành của nó, cũng có một khoảng cách đáng kể, thậm chí do thay đổi khí hậu, nhiệt độ trong nhà và độ ẩm. Do đó, các điều kiện sản xuất sản phẩm cao su cần phải được điều chỉnh vừa phải bất cứ lúc nào. Nếu không, nó có thể tạo ra sự khác biệt về chất lượng sản phẩm.
3 Các sản phẩm cao su được làm từ nguyên liệu cao su sau khi máy trộn cao su làm nguyên liệu, trong các sản phẩm cao su cao su theo đặc điểm thiết kế của công thức và đặt độ cứng sản phẩm cần thiết. Sản phẩm được tạo khuôn bằng máy lưu hóa cao su. Sau khi đúc, sản phẩm cuối cùng được xử lý bằng bay cạnh để làm cho bề mặt của sản phẩm nhẵn và không có gờ.
4 Thử nghiệm lão hóa sản phẩm cao su thuộc danh mục thử nghiệm lão hóa, lão hóa cao su đề cập đến cao su và sản phẩm trong quá trình xử lý, bảo quản và sử dụng, do tác động toàn diện của các yếu tố bên trong và bên ngoài gây ra bởi sự thay đổi cấu trúc hiệu suất, và sau đó là sự mất giá trị sử dụng. Nó bị nứt, dính, cứng, mềm, bột, đổi màu, nấm mốc, v.v.
Năm, phân loại cao su
⒈ Theo hình thái của nó: nó được chia thành cao su thô, mủ cao su, cao su lỏng và cao su bột để phân tán nước keo cao su;
Cao su lỏng là cao su oligomer, không được lưu hóa trước chất lỏng nhớt nói chung;
Cao su bột là quá trình chế biến mủ cao su thành dạng bột, để thuận tiện cho việc phối trộn và chế biến sản xuất.
Cao su nhiệt dẻo, được phát triển vào những năm 1960, được hình thành bởi quá trình nhiệt dẻo thay vì lưu hóa hóa học.
B. Cao su có thể được chia thành hai loại theo cách sử dụng loại chung và loại đặc biệt. Nó là chất cách điện và không dẫn điện dễ dàng, nhưng có thể trở thành chất dẫn điện nếu tiếp xúc với nước hoặc ở các nhiệt độ khác nhau. Sự dẫn điện liên quan đến sự dễ dàng dẫn điện của các electron trong các phân tử hoặc ion trong một chất.
⒊ Theo nguồn gốc và phương pháp sử dụng nguyên liệu, cao su có thể được chia thành cao su tự nhiên và cao su tổng hợp. Trong đó tiêu thụ cao su thiên nhiên chiếm 1/3, tiêu thụ cao su tổng hợp chiếm 2/3.
Nó có thể được chia thành bốn loại: cao su đặc (còn gọi là cao su khô), cao su nhũ tương (gọi là latex), cao su lỏng và cao su bột.
⒌ Theo tính năng và công dụng của cao su: ngoài cao su tự nhiên, cao su tổng hợp có thể chia thành cao su tổng hợp thông thường, cao su tổng hợp bán tổng hợp, cao su tổng hợp đặc biệt và cao su tổng hợp đặc biệt.
Theo hình thức vật lý của cao su, cao su có thể được chia thành keo cứng và keo mềm, keo thô và keo hỗn hợp, v.v.
Theo hiệu suất và cách sử dụng, nó được chia thành cao su thông thường và cao su đặc biệt.
Sáu, sự phát triển của cao su
Công nghiệp cao su là một trong những ngành công nghiệp cơ bản quan trọng của nền kinh tế quốc dân. Nó không chỉ cung cấp các sản phẩm cao su công nghiệp nhẹ như nhu yếu phẩm y tế hàng ngày cho cuộc sống hàng ngày của mọi người, mà còn cung cấp các thiết bị sản xuất cao su hoặc phụ tùng cao su khác nhau cho các ngành công nghiệp nặng và ngành công nghiệp mới nổi như khai thác mỏ, vận tải, xây dựng, máy móc và điện tử. Có thể thấy, ngành cao su có nhiều loại sản phẩm, lạc hậu của ngành rất rộng.
Trong những năm gần đây, ngành cao su đã có nhiều bước phát triển, ngành công nghiệp phân khu ổn định và tăng lên, ngành công nghiệp phân khu cao su mới đang phát triển nhanh chóng, nhưng đồng thời, ngành cao su cũng có môi trường, tài nguyên, thảm họa, đổi mới và các vấn đề khác.
Triển vọng phát triển của ngành cao su ở Trung Quốc rất rộng. Cơ cấu sản phẩm ngành cao su sẽ có những thay đổi lớn, sản phẩm mới, sản phẩm thay thế, nguyên vật liệu mới, ứng dụng công nghệ mới mở rộng, công nghệ sản xuất có bước tiến rõ rệt.
Đặc điểm của ngành cao su quyết định rằng khi ngành cao su của một quốc gia trưởng thành, tình hình phát triển vượt bậc của ngành và hoạt động của cả nền kinh tế sẽ duy trì mối tương quan chặt chẽ: độ dài chu kỳ phát triển của nó tương đương với độ dài của chu kỳ phát triển. chu kỳ kinh tế của đất nước, xu hướng là như nhau; Nhưng do ngành cao su thuộc ngành cơ bản nên chu kỳ của nó thay đổi đôi chút trước những thay đổi của chu kỳ kinh tế. Ngoài ra, cũng do ngành cao su nằm ở đầu chuỗi sản xuất của nền kinh tế quốc dân nên biên độ dao động mang tính chu kỳ của ngành cao su nhỏ hơn biên độ dao động của ngành cuối chuỗi nhưng cũng nhỏ hơn biên độ dao động của toàn bộ nền kinh tế. Do đó, từ góc độ đầu tư công nghiệp, ngành cao su trưởng thành gần với ngành đầu tư thu nhập. Ngành công nghiệp chế biến cao su của Trung Quốc đang trong giai đoạn phát triển mạnh mẽ. Ngành cao su ở nhiều nơi không chỉ đẩy nhanh quá trình công nghiệp của Trung Quốc mà còn thúc đẩy tình hình xây dựng và phát triển kinh tế tốt đẹp. Quận Juxian ở Sơn Đông, Hà Bắc và những nơi khác có ngành cao su phát triển là Vân Nam, Quảng Đông.
Bảy, chế biến cao su
Quá trình này bao gồm hóa dẻo, trộn, cán hoặc đùn, đúc và lưu hóa và các quy trình cơ bản khác, mỗi quy trình có các yêu cầu khác nhau đối với sản phẩm, tương ứng với một số hoạt động phụ trợ.
Để có thể thêm các hợp chất cần thiết khác nhau vào cao su, cao su thô trước tiên cần được làm dẻo để cải thiện độ dẻo của nó; Sau đó, thông qua việc trộn muội than và các chất phụ gia cao su khác nhau và cao su được trộn đều vào cao su; Vật liệu cao su được ép ra để tạo ra một hình dạng nhất định; Và sau đó làm cho nó sau khi dán keo treo hoặc vật liệu dệt phủ keo (hoặc với vật liệu kim loại) với nhau tạo thành bán thành phẩm; Cuối cùng, bán thành phẩm nhựa được lưu hóa và tạo thành sản phẩm cuối cùng có độ đàn hồi cao.
Đối với các sản phẩm có độ chính xác cao, chẳng hạn như phớt dầu, vòng chữ O, vòng đệm và các sản phẩm cao su khác, cũng cần phải tiến hành cắt tỉa và xử lý bavia. Cách tùy chọn là cắt tỉa thủ công, cắt tỉa cơ học và cắt tỉa đóng băng.
Cắt tỉa thủ công: cường độ lao động, hiệu quả thấp, tỷ lệ chất lượng thấp.
Cắt tỉa cơ khí: chủ yếu là đục lỗ, đá mài và cắt tỉa dao tròn, phù hợp với các sản phẩm cụ thể có yêu cầu độ chính xác thấp.
Viền đông lạnh: Thiết bị máy viền đông lạnh đặc biệt, nguyên tắc là sử dụng nitơ lỏng (LN2) để làm cho mép thô của thành phẩm giòn ở nhiệt độ thấp, sử dụng các hạt (viên) đông lạnh cụ thể để đập vào mép thô, để nhanh chóng loại bỏ các cạnh thô. Cắt tỉa đông lạnh có hiệu quả cao, chi phí thấp và nhiều loại sản phẩm áp dụng, đã trở thành tiêu chuẩn quy trình chủ đạo.
Tám, phát hiện chất lượng cao su
Trong các vật liệu và sản phẩm cao su có các yêu cầu chất lượng nghiêm ngặt, chẳng hạn như độ bền kéo, mô đun đàn hồi, độ giãn dài, khả năng chống lão hóa, v.v. Các sản phẩm cao su được sử dụng trong lĩnh vực đòi hỏi độ chính xác cao, các thông số này thường rất khắt khe.
Ủy ban sản phẩm cao su được thành lập trong giai đoạn đầu phát triển cao su của Trung Quốc, chịu trách nhiệm nghiên cứu và phát triển cao su, học thuật, giám sát chất lượng và các công việc khác.
1. Thí nghiệm tăng trọng kháng trung bình
Thành phẩm có thể được lấy mẫu, ngâm trong một hoặc một số môi trường đã chọn, cân sau một thời gian nhiệt độ nhất định và loại vật liệu có thể được suy ra theo tốc độ thay đổi trọng lượng và độ cứng.
Ví dụ, ngâm trong dầu 100 độ trong 24 giờ, cao su nitrile NBR, cao su flo, cao su tổng hợp CR khối lượng và tốc độ thay đổi độ cứng rất nhỏ, còn cao su tự nhiên NR, cao su ethylene propylene EPDM, cao su styrene butadiene SBR có trọng lượng hơn gấp đôi và độ cứng thay đổi rất nhiều, mở rộng khối lượng là rất rõ ràng.
2. Thí nghiệm lão hóa không khí nóng
Lấy một mẫu từ thành phẩm và đặt nó vào hộp lão hóa trong một ngày để quan sát hiện tượng sau khi lão hóa. Có thể được phân loại lão hóa dần dần nóng lên. Ví dụ, ở 150 độ, cao su tổng hợp cao su tổng hợp CR, cao su thiên nhiên NR, cao su styren butadien SBR sẽ giòn, cao su nitrile butadien NBR, cao su ethylene propylene EPDM sẽ giòn và đàn hồi. Tăng lên 180 độ cao su nitrile thông thường NBR sẽ bị gãy giòn; Và ở 230 độ kẹo cao su nitrile hydro hóa HNBR cũng sẽ giòn, kẹo cao su flo và silica gel vẫn có độ đàn hồi tốt.
3. Phương pháp đốt
Lấy một vài mẫu và đốt chúng trong không khí. Quan sát hiện tượng.
Nói chung, cao su flo, cao su tổng hợp CR khỏi đám cháy, ngay cả khi ngọn lửa nhỏ hơn so với cao su thiên nhiên nói chung NR, cao su ethylene propylene EPDM. Tất nhiên, nếu bạn quan sát kỹ, trạng thái cháy, màu sắc và mùi cũng có thể cho bạn biết nhiều điều. Ví dụ, NBR/PVC được sử dụng với keo. Khi có lửa, lửa bắn tung tóe, trông giống như nước, khói dày và chua. Điều quan trọng cần lưu ý là đôi khi chất chống cháy được thêm vào nhưng không chứa kẹo cao su halogen cũng sẽ tự dập tắt đám cháy, điều này cần được suy luận thêm bằng các phương tiện khác.
4 Phép đo khối lượng riêng
Sử dụng cân điện tử hoặc cân phân tích, chính xác đến 0.01 gam, cộng với một cốc nước, có thể là một sợi tóc.
Nói chung, tỷ lệ cao su flo là lớn nhất, trên 1,8 và tỷ lệ CR của cao su tổng hợp cao su tổng hợp là hơn 1,3, có thể được coi là cao su này.
5 Phương pháp nhiệt độ thấp
Lấy mẫu từ thành phẩm và tạo môi trường nhiệt độ thấp thích hợp với đá khô và cồn. Ngâm mẫu trong môi trường nhiệt độ thấp trong 2-5 phút, ở nhiệt độ đã chọn để cảm nhận mức độ cứng. Ví dụ, dưới âm 40 độ, cùng nhiệt độ cao và khả năng chống dầu là silicone và cao su flo rất tốt, silicone mềm.
