---

Cao su được tạo ra như thế nào?

Từ những năm 1930, cao su đã được sử dụng rộng rãi và ứng dụng để sản xuất các đồ dùng phục vụ đời sống và hoạt động công nghiệp của con người. Ban đầu, nguyên liệu cao su được sử dụng là cao su tự nhiên, sau dần, khi khoa học phát triển, các nhà khoa học bắt đầu nghiên cứu và cho ra đời nguyên liệu mới được gọi là “cao su nhân tạo”.

Cao su tự nhiên

Cao su thiên nhiên bắt đầu là mủ Cao su bao gồm polyme gọi là polyisopren lơ lửng trong nước. Các phân tử chuỗi dài bao gồm nhiều (nhiều) đơn vị riêng lẻ (mers) kết nối với nhau tạo thành polyme. Cao su là một dạng polyme đặc biệt được gọi là chất đàn hồi, có nghĩa là các phân tử polyme kéo dài và uốn cong.Quy trình sản xuất cao su tự nhiên bắt đầu bằng việc thu hoạch mủ từ cây cao su. Thân cây được đẽo hoặc gọt vỏ, phần mũ chảy xuống cốc gắn bên dưới, chúng được tích trữ trong một bể chứa lớn.Phương pháp phổ biến nhất để chiết xuất cao su từ latex sử dụng đông tụ, một quá trình làm đông đặc hoặc làm đặc polyisoprene thành một khối. Quá trình này được thực hiện bằng cách thêm một axit như axit formic vào latex. Quá trình đông tụ diễn ra trong khoảng 12 giờ.Nước được ép ra khỏi lưới cao su bằng cách sử dụng một loạt các con lăn. Các tấm mỏng, dày khoảng 1/8 inch, được sấy khô trên giá gỗ trong nhà kính. Quá trình làm khô thường cần vài ngày. Cao su màu nâu sẫm thu được, được gấp lại thành kiện để vận chuyển đến bộ xử lý.Cao su được làm khô bằng cách sử dụng không khí nóng thay vì xông khói được gọi là tấm làm khô bằng không khí. Quá trình này tạo ra một loại cao su tốt hơn. Một loại cao su chất lượng cao hơn nữa được gọi là cao su crepe nhạt yêu cầu hai bước đông tụ sau đó là làm khô trong không khí.

Cao su tự nhiên được làm từ nhựa của cây cao su

Cao su nhân tạo (tổng hợp)

Cao su nhân tạo là kết quả của quá trình trùng hợp (liên kết) các phân tử. Một quá trình được gọi là quá trình trùng hợp cộng các chuỗi phân tử với nhau thành chuỗi dài. Một quá trình khác, được gọi là trùng hợp ngưng tụ, loại bỏ một phần của phân tử khi các phân tử được liên kết với nhau. Ví dụ về polyme bổ sung bao gồm cao su tổng hợp được làm từ polychloroprene (cao su neoprene), một loại cao su chịu dầu và xăng, và cao su styren butadien (SBR), được sử dụng cho cao su không nảy trong lốp xe.

Cao su nhân tạo là kết quả của quá trình liên kết các phân tử thành chuỗi phân tử

Quá trình chế biến cao su

Dù là cao su tổng hợp hay nhân tạo, các nhà máy chế biến cao su cũng cần phải thực hiện 4 quá trình: kết hợp, trộn, định hình và lưu hóa.

Kết hợp

Kết hợp thêm các hóa chất và phụ gia khác để tùy chỉnh cao su cho mục đích sử dụng. Cao su tự nhiên thay đổi theo nhiệt độ, trở nên giòn khi lạnh và dính, nhão khi nhiệt. Các hóa chất được thêm vào trong quá trình tạo phức phản ứng với cao su trong quá trình lưu hóa để ổn định các polyme cao su. Các chất phụ gia bổ sung có thể bao gồm chất độn gia cường để tăng cường các đặc tính của cao su hoặc chất độn không gia cường để kéo dài cao su, giúp giảm giá thành. Loại chất độn được sử dụng phụ thuộc vào sản phẩm cuối cùng.Tùy thuộc vào việc sử dụng cao su theo kế hoạch, các chất phụ gia khác được sử dụng có thể bao gồm nhôm silicat khan làm chất độn gia cố, các polyme khác, cao su tái chế (thường ít hơn 10%), hợp chất giảm mệt mỏi, chất chống oxy hóa, hóa chất kháng ozon, chất tạo màu, chất hóa dẻo , dầu làm mềm và các hợp chất chống nấm mốc.

Trộn

Các chất phụ gia phải được trộn kỹ vào cao su. Độ nhớt cao (khả năng chống chảy) của cao su làm cho quá trình trộn khó hoàn thành nếu không tăng nhiệt độ của cao su đủ cao (lên đến 300 độ F) để gây lưu hóa. Để ngăn chặn quá trình lưu hóa sớm, quá trình trộn thường diễn ra trong hai giai đoạn. Trong giai đoạn đầu tiên, các chất phụ gia như muội than được trộn vào cao su. Hỗn hợp này được gọi là hỗn hợp chính. Khi cao su đã nguội, các hóa chất để lưu hóa được thêm vào và trộn vào cao su.

Công đoạn trộn tạp chất vào mủ cao su

Định hình

Việc tạo hình các sản phẩm cao su được thực hiện bằng cách sử dụng bốn kỹ thuật chung: đùn, gia công, phủ hoặc đúc, và đúc. Có thể sử dụng nhiều hơn một kỹ thuật tạo hình, tùy thuộc vào sản phẩm cuối cùng.Đùn bao gồm ép cao su dẻo thông qua một loạt các máy đùn trục vít. Calendering đưa cao su qua một loạt các khoảng cách ngày càng nhỏ giữa các con lăn. Quy trình bế con lăn kết hợp ép đùn và gia công, tạo ra một sản phẩm tốt hơn so với một trong hai quy trình riêng lẻ.Quá trình gia công được áp dụng để phủ một lớp cao su hoặc ép cao su vào vải hoặc vật liệu khác. Lốp xe, lều vải không thấm nước và áo mưa, băng chuyền cũng như bè bơm hơi được làm bằng vật liệu phủ cao su.Các sản phẩm cao su như đế và gót giày, miếng đệm, vòng đệm, cốc hút và nắp chai được đúc bằng khuôn. Đúc khuôn cũng là một bước trong quá trình chế tạo lốp xe. Ba phương pháp đúc cao su chính là ép nén (được sử dụng để sản xuất lốp xe trong số các sản phẩm khác), đúc chuyển và ép phun. Sự lưu hóa của cao su xảy ra trong quá trình đúc chứ không phải là một bước riêng biệt.

Lưu hóa

Lưu hóa hoàn thành quá trình sản xuất cao su. Lưu hóa tạo ra các kết nối chéo giữa các polyme của cao su, và quá trình này thay đổi tùy thuộc vào yêu cầu của sản phẩm cao su cuối cùng. Ít kết nối chéo hơn giữa các polyme cao su tạo ra một loại cao su mềm hơn, dẻo hơn. Tăng số lượng kết nối chéo làm giảm độ đàn hồi của cao su, dẫn đến cao su cứng hơn. Nếu không có lưu hóa, cao su sẽ vẫn dính khi nóng và giòn khi lạnh, và nó sẽ thối rữa nhanh hơn nhiều.

Cao su được tạo thành từng khối trước khi đưa vào dây truyền sản xuất đồ dùng

Nhà máy sản xuất cao su gây ô nhiễm môi trường

Trong các giai đoạn sản xuất trên, các nguyên vật liệu được sử dụng đều có thể gây ô nhiễm môi trường. Khi nền nhiệt độ cao được sử dụng, mùi cao su có thể lan toả nhanh hơn, phát tán rộng hơn với nồng độ mùi cao hơn.Một trong những sản phẩm điển hình được tạo ra bởi các nhà máy sản xuất cao su đó là khí CO2 (cacbon dioxide). Theo dữ liệu được cung cấp bởi https://www.statista.com/ khí thải carbon dioxide (CO2) từ sản xuất các sản phẩm cao su ở Vương quốc Anh (UK) từ năm 1990 đến năm 2019 mặc dù đã có sự suy giảm nhưng con số vẫn ở mức cao. Ethanol và hợp chất hữu cơ dễ bay hơi cũng là sản phẩm của quá trình sản xuất cao su.

Khí CO2 sinh ra từ các nhà máy chế biến cao su tại Anh từ năm 1990 đến 2019 (Đơn vị: 1000 tấn)

Ngoài khí thải, bụi mịn và mùi cũng là sản phẩm trong nhà máy sản xuất cao su. Nếu như mùi sinh ra từ nguyên vật liệu, chất phụ gia thì bụi mịn được tạo ra trong quá trình định hình, hoàn thiện sản phẩm.

Sử dụng máy lọc tĩnh điện kết hợp ozone để xử lý khí thải nhà máy cao su

Với các thành phần chính là bụi, hoá chất và mùi, phương pháp phù hợp nhất để xử lý khí thải trong các nhà máy cao su đó là máy lọc tĩnh điện kết hợp máy ozone công nghiệp.Lọc tĩnh điện tạo ra môi trường ion hoá, dễ dàng tích điện cho các hạt bụi trong luồng khí thải, khiến chúng trở thành các hạt ion âm hoặc ion dương. Theo tính chất vật lý, các hạt này dễ bị điện cực trái dấu hút về, bám chặt trên thành điện cực mà không thể thoát ra ngoài. Kết quả là sau một thời gian vận hành, phin lọc tĩnh điện lưu giữ rất nhiều bụi bẩn. Chúng cần được làm sạch trước khi tiếp tục sử dụng để đảm bảo hiệu quả vận hành.

Nguyên lý hoạt động của máy lọc tĩnh điện

Máy ozone công nghiệp sản sinh các phân tử khí ozone- chất có tính oxy hoá khử mạnh. Ozone đã được chứng minh loại bỏ được hơn 300 chất khác nhau. Theo đó, chất gây mùi và hoá chất trong khí thải nhà máy cao su cũng được làm sạch.

Nguyên lý hoạt động của công nghệ ozone

Tại Nion Việt Nam, chúng tôi cung cấp các thiết bị xử lý khí thải nhà máy sản xuất cao su toàn diện. Với đội ngũ kỹ thuật viên nhiệt tình, giàu kinh nghiệm, Nion cam kết đưa ra giải pháp tối ưu nhất dành cho khách hàng. Chúng tôi hỗ trợ khảo sát và tư vấn tận nơi công trình trên cả nước. Khách hàng quan tâm, vui lòng tư vấn trực tiếp hotline 0982.593.115 để được hỗ trợ.