(TIỂU LUẬN) TIỂU LUẬN TỔNG QUAN về CAO SU tự NHIÊN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHENIKAA TIỂU LUẬN TÊN TIỂU LUẬN : TỔNG QUAN VỀ CAO SU TỰ NHIÊN Sinh viên: Phan Thị Thu Hương Phạm Thị Hải Vân Lưu Công Tuấn Cầm Hồng Hiệp Ngành: Cơng nghệ vật liệu Lớp: K12 CNVL Lớp học phần: Hóa lý polyme_2.1(12CNVL).1_LT Mã học phần: MSE13011 Số tín chỉ: 03 Giảng viên: TS Phạm Thị Lánh TS Nguyễn Tăng Sơn TS Vũ Ngọc Hùng Hà Nội – Năm 2021 MỞ ĐẦU Tieu luan Những bước phát triển khoa học ngày đem đến cho đời sống người vô số tiện nghi cẩ vật chất lẫn tinh thần Những thành nối tiếp thành , sản phẩm ngày hơm qua chứa hứa hẹn ngày mai có sản phẩm ưu việt ,… Lĩnh vực nghiên cứu ứng dụng phương pháp sản xuất vật liệu polymer trải qua chặng đường phát triển mạnh mẽ có bước tiến vượt bậc Các vật liệu từ polymer đóng vai trị vơ quan trọng thiếu lĩnh vực đời sống ứng dụng cơng nghiệp Theo ước tính gần 80% vật liệu mà người sử dụng giới polymer Hợp chất tự nhiên sử dụng quan trọng bậc cao su tự nhiên Từ năm 1890 , phương tiện giao thông đường sử dụng rộng rãi , nhu cầu sử dụng cao su làm săm lốp cho phương tiện giao thông tăng lên nhanh chóng Và sản phẩm từ cao su chiếm số lượng nhiều lĩnh vực khác : ngành xây dựng , ngành y tế , ngành xây dựng ,… Bài tiểu luận tìm hiểu kĩ cao su tự nhiên , tính chất ứng dụng cao su tự nhiên đời sống người I LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN Tieu luan Cao su tự nhiên lấy từ mủ cao su chúng người dân Nam Mỹ phát sử dụng cao su tự nhiên kỷ 16 Nam Mỹ nguồn mủ cao su với số lượng hạn chế sử dụng nhiều kỷ 19 Tuy nhiên, vào năm 1876, Henry Wickham nhập lậu 70.000 Para hạt giống cao su từ Brazil giao cho Kew Gardens,Anh Chỉ 2.400 số nảy mầm sau sau gửi đến Ấn Độ, Sri Lanka, Indonesia, Singapore, Anh Malaya Malaya (tại bán đảo Malaysia) sau trở thành nhà sản xuất lớn cao su Trong năm 1900, Bang Tự Congo châu Phi nguồn quan trọng mủ cao su tự nhiên, chủ yếu thu thập lao động cưỡng Liberia Nigeria bắt đầu sản xuất cao su Ở Ấn Độ, canh tác thương mại cao su tự nhiên thực chủ đồn điền người Anh, nỗ lực thử nghiệm để phát triển cao su quy mô thương mại Ấn Độ bắt đầu sớm vào năm 1873 Vườn Bách thảo, Calcutta Đồn điền thương mại Heave Ấn Độ thành lập Thattekadu Kerala vào năm 1902 Tại Singapore Malaysia, sản xuất thương mại cao su nhiều thúc đẩy Sir Henry Nicholas Ridley, người Giám đốc khoa học Vườn Bách thảo Singapore 1888-1911 Ông phân phối hạt giống cao su cho nhiều người trồng phát triển kỹ thuật để khai thác mủ mà không gây thiệt hại nghiêm trọng cho cây.Henry Wickham hái hàng ngàn hạt Brasil vào năm 1876 mang hạt đến Kew Gardens (Anh) cho nảy mầm Các gửi đến Colombo, Indonesia, Singapore Tuy nhiên, việc sử dụng cao su trở nên phổ biến q trình lưu hóa cao su nhà hóa học tìm vào năm 1839 Khi đó, cao su tự nhiên chuyển từ trạng thái chảy nhớt sang trạng thái đàn hồi cao Ngày Việt Nam nước đứng thứ năm sản lượng cao su thiên nhiên thứ tư xuất cao su thiên nhiên, sau Thái Lan, Indonesia, Malaysia Tieu luan Năm 2012, diện tích cao su Việt Nam có khả đạt 850.000 ha, chiếm khoảng 7% tổng diện tích cao su giới, xuất dự kiến đạt xấp xỉ triệu trở thành nước thứ tư giới xuất cao su thiên nhiên Theo quy hoạch phát triển ngành cao su phủ, dự kiến đến năm 2015 tầm nhìn đến năm 2020, Việt Nam trì ổn định 800.000 1,2 triệu cao su thiên nhiên hàng năm Trong dành 30% cho ngành cơng nghiệp chế biến nước 70% cịn lại dành cho xuất Ngành xuất cao su Việt Nam hướng đến thị trường quốc tế, ngồi việc truyền thơng cho lĩnh vực xuất khẩu cao su phịng thương mại cơng nghiệp Việt Nam xúc tiến quốc gia giới Mỹ, Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc II TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ XUẤT KHẨU TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM Thị trường cao su giới Cây cao su trồng chủ yếu nước Đông Nam Á, châu Phi phần nhỏ châu Mỹ Theo báo cáo Hiệp hội Các quốc gia sản xuất cao su thiên nhiên, trước năm 2010, nhu cầu cao su tự nhiên tồn cầu tăng trưởng trung bình 5% năm, gần tăng chậm Lượng tiêu thụ cao su giới năm 2017 đạt 12,86 triệu tấn, đến năm 2018 đạt 14,02 triệu tăng lên 14,59 triệu năm 2019 Tuy nhiên, thị trường tình trạng dư thừa, sản lượng cao su thiên nhiên giới năm 2017 13,45 triệu tấn, năm 2018 đạt 13,96 triệu tăng lên 14,84 triệu năm 2019 Tieu luan Biểu đồ thể cung – cầu cao su thiên nhiên từ năm 2014-2019 Nguồn : theo tạp chí cơng thương Tình trạng cung vượt cầu gây áp lực lớn đến giá cao su năm qua Giá giảm dẫn đến lợi ích kinh tế từ cao su giảm, nên người trồng cao su không trọng đầu tư Tổng sản lượng CSTN ( cao su tự nhiên ) tăng 2,43% từ mức 13,54 triệu năm 2017 lên 13,87 triệu năm 2018 Tình trạng dư cung cao su toàn cầu dẫn đến giá CSTN giảm Khu vực Đông Nam Á khu vực trồng cao su quan trọng giới Thái Lan, Indonesia Việt Nam quốc gia sản xuất cao su lớn với tổng sản lượng sản xuất chiếm tỷ trọng 65% sản lượng CSTN toàn cầu Ngành công nghiệp lốp xe sử dụng CSTN nguyên liệu Khoảng 71% CSTN dùng cho ngành săm lốp xe Trung Quốc quốc gia nhập CSTN hàng đầu giới, tiêu thụ khoảng 40% tổng sản lượng toàn cầu Trong số châu lục, Châu Á xuất 11,1 tỷ USD, tương đương 84,7% doanh thu CSTN giới Tieu luan Thị trường cao su Việt Nam 2.1 Về sản xuất Điểm tích cực Việt Nam tiếp tục giữ vững vị trí thứ hai suất vườn cây, thứ ba sản lượng, thứ tư xuất giới Năm 2018, Việt Nam tiếp tục trì vị trí này, với sản lượng 1.142 nghìn diện tích 965.400 hecta Cùng với tăng sản lượng, suất cao su Việt Nam tăng đáng kể, nhờ áp dụng giống cao sản tiến kỹ thuật trồng chăm sóc Việt Nam giữ mức suất bình quân 1,6 - 1,7 tấn/ha/năm mức cao khu vực châu Á, đứng thứ hai giới năm gần Năng suất cao yếu tố quan trọng giúp người trồng cao su Việt Nam chống chịu ứng phó linh hoạt giá thấp kéo dài từ năm 2012 đến Bảng : Diện tích , sản lượng suất cao su Việt Nam Nguồn : theo tạp chí cơng thương 2.2 Về xuất Giá trị đóng góp vào tổng kim ngạch xuất ngành Cao su không từ nguồn nguyên liệu cao su thiên nhiên, mà từ sản phẩm cao su sản phẩm gỗ cao su ngành Công nghiệp chế biến Việt Nam xuất cao su vào 60 Tieu luan thị trường nước giới Tuy nhiên, Trung Quốc, Ấn Độ, Hàn Quốc thị trường tiêu thụ cao su lớn Việt Nam năm 2019, chiếm thị phần 66,5%, 8,3% 3% Theo Cục Chế biến Phát triển thị trường nông sản (Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn) cho biết khối lượng xuất cao su năm 2018 1,56 triệu tấn, tương ứng giá trị 2,09 tỉ USD, với giá xuất bình quân 1.338USD/tấn, so với năm 2017 tăng 13,3% sản lượng giảm 7,0% giá trị, giá xuất giảm Đến năm 2019, sản lượng xuất tăng so với năm 2018, sản lượng đạt 1,68 triệu tấn, tương ứng 2,26 tỉ USD, tăng 7,7% khối lượng tăng 8,0% giá trị so với năm 2018, giá xuất bình quân 1.343 USD/tấn Biểu đồ thể sản lượng giá trị xuất cao su giai đoạn 2014-2019 Nguồn : theo tạp chí cơng thương Cục Chế biến Phát triển thị trường nông sản dự báo thị trường cao su Việt Nam có dấu hiệu khởi sắc năm 2020, thỏa thuận thương mại Mỹ - Trung có triển vọng đạt phần Bên cạnh đó, thị trường hy vọng việc cắt giảm lãi suất Trung Quốc giúp thúc đẩy tăng trưởng kinh tế, kích thích nhu cầu tiêu thụ cao su Ngoài ra, theo Hội đồng Cao su Quốc tế ba bên (ITRC), sản lượng cao su nhà sản xuất Tieu luan cao su tự nhiên hàng đầu giới Thái Lan, Indonesia Malaysia dự báo giảm 800.000 tấn, ảnh hưởng bệnh nấm III NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ CAO SU TỰ NHIÊN Cao su tự nhiên hay cao su thiên nhiên loại vật liệu sản xuất từ mủ cao su (Hevea brasiliensis) họ Đại kích (Euphorbiaceae) Đây loại vật liệu sản xuất trực tiếp từ mủ cao su Vật liệu thuộc loại Polyterpene với công thức phân tử (C5H8)n PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ Cao su tự nhiên thu hoạch từ nhựa Hevea Brasiliensis nhờ phương pháp cạo mủ Cụ thể, người ta cắt dải vỏ mỏng theo chiều ngược xuống để mủ chảy thu thập thùng nhỏ chén nhỏ Nhựa mủ cao su chảy liên tục tiếng đồng hồ.  Được biết, để sản xuất nệm cao su tự nhiên, người ta phải cần tới 120 lít nhựa mủ, tương đương với việc phải thu hoạch nhựa cao su diện tích rộng 12 hecta.  Có hai phương pháp sử dụng quy trình sản xuất nệm cao su thiên nhiên Dunlop Talalay bản, chúng dựa nguyên lý chung dùng số chất để trùng ngưng mủ cao su khiến bọt cao su chuyển từ dạng lỏng thành dạng rắn 1.1 Điều chế cao su thiên nhiên phương pháp Dunlop Phương pháp xử lý Dunlop phát triển lần vào năm 1929 Quá trình tuân theo bước sau: Bước 1: Hỗn hợp mủ cao su đánh tơi thành bọt cao su  Tieu luan Bước 2: Bọt cao su đổ vào khuôn để tạo hình chuyển vào lị đặc biệt, lúc bọt cao su chuyển từ thể lỏng sang rắn Bước 3: Sau đó, khối cao su lấy khỏi khuôn làm nước Bước 4: Cao su làm khơ khơng khí nóng lần thứ hai để loại bỏ độ ẩm dư thừa Cao su tự nhiên thu từ phương pháp Dunlop đậm đặc Sự phân bổ không đồng hỗn hợp khiến nệm cao su tự nhiên sản xuất từ phương pháp nặng phần đáy (mật độ mủ cao su đậm đặc hơn) mềm mại, tơi xốp phía 1.2 Điều chế cao su thiên nhiên phương pháp Talalay Được ứng dụng từ thời chiến thứ 2, Talalay phương pháp điều chế cao su tự nhiên tiến tiến nhiều kỹ chuyên sâu phương pháp Dunlop Quá trình Talalay tuân theo bước sau: Bước 1: Đổ bọt cao su lỏng vào khuôn (tương tự phương pháp Dunlop); nhiên, khuôn đổ đầy phần  Bước 2:  Khuôn niêm phong chân không khiến mủ cao su giãn ra, giúp mật độ cao su phân bổ Bước 3: Mủ cao su tiếp tục đông lạnh đèn flash để đẩy tồn khí cacbon đi-ơ-xít ngồi Điều làm cho bọt cao su nhẹ thoáng khí chuyển thành thể rắn Bước 4: Mủ cao su làm khơ khơng khí nóng Bước 5: Mủ lấy khỏi khuôn, rửa sấy khô Tieu luan Những bước bổ sung giúp cao su tự nhiên có độ đồng cao Cao su tự nhiên điều chế từ phương pháp Talalay nhẹ, mịn đặc so với phương pháp Dunlop.  IV TÍNH CHẤT VÀ ỨNG DỤNG Tính chất Ở nhiệt độ thấp, cao su thiên nhiên có cấu trúc tinh thể CSTN kết tinh với vận tốc nhanh Nửa chu kỳ kết tinh -25 °C: 2÷4 Khối lượng Nhiệt độ hóa Hệ số giãn nở Nhiệt dẫn Nhiệt dung thủy tinh thể tích riêng riêng riêng 913 kg/m³ -70 °C 656.10−4 dm³/°C 0,14 w/m°K 0,14 w/m°K Cao su thiên nhiên tan tốt các dung mơi hữu cơ mạch thẳng, mạch vịng CCl4 Tuy nhiên, CSTN không tan trong rượu và xetôn 1.1 Độ co giãn đàn hồi Đây đặc tính bật cao su Xét vi mơ độ co giãn kết xếp phân tử cao su theo chuỗi xoắn, nhăn Khi lực kéo tác động chuỗi giãn thẳng trở trạng thái ban đầu lực kéo liên kết phân tử cao su Độ co giãn bị ảnh hưởng nhiệt độ, giảm nhiệt độ thấp tăng nhiệt độ cao nhiên có giới hạn Có đặc tính khơng mong muốn độ “kết tinh”, “đông cứng” liên kết phân tử, dẫn đến cao su khơng thể trở hình dạng ban đầu Ví dụ: Một bóng cao su bơm căn, đặt mặt bàn thời gian bị Tieu luan méo bề mặt tiếp xúc với mặt bàn, “đơng cứng” Để khắc phục nhược điểm người ta thực lưu hóa cao su tạo liên kết divà polysulfide chuỗi, điều giới hạn tự do, thắt chặt chuỗi cao su nhanh hơn, làm tăng độ đàn hồi, làm cho cao su cứng giãn 1.2 Độ bền cao Cao su thiên nhiên cịn tiếng chất liệu có độ bền vượt trội Các sản phẩm từ cao su thiên nhiên biết sử dụng, vệ sinh bảo quản cách thời gian sử dụng lên đến 20 năm Mặc dù sở hữu đặc tính ưu việt chất lượng xong sản phẩm từ cao su thiên nhiên có giá thành cao so với tình hình kinh tế chung nước ta Khơng thế, sản phẩm làm từ cao su tự nhiên không sử dụng chất bảo quản nên dễ gặp tình trạng bị oxy hóa nhiệt độ, độ ẩm Ngoài ra, vấn nạn hành giả, hàng nhái, hàng chất lượng khiến khách hàng lo lắng vấn đề an toàn cho sức khỏe, độ bền giá sản phẩm 1.3 Tính kháng Tính kháng cao su thiên nhiên với thời tiết lão hóa tương đối Khơng giống vật liệu đàn hồi tổng hợp, cao su thiên nhiên mềm bị lão hóa ánh sáng mặt trời chuỗi polymer bị cắt đứt Nó có tính kháng trung bình với ozone Cao su thiên nhiên có tính kháng tốt với hầu hết dung dịch muối vô cơ, kiềm, acid khơng oxy hóa (ngoại trừ hydrochloric acid phản ứng với cao su để hình thành rubber hydrochloride) Các mơi trường oxy hóa mạnh nitric acid, sulfuric acid đậm đặc, permanganates, dichromates, chlorine dioxide sodium hypochlorite công mạnh cao su Các dầu khoáng dầu thực vật, Tieu luan gasoline, benzene, toluene chlorinated hydrocarbons gây trương nở cao su Trong đó, nước lạnh có khuynh hướng bảo quản cao su thiên nhiên Ứng dụng Cao su tự nhiên ứng dụng nhiều lĩnh vực khác dựa vào tính chất vượt trội cao su tự nhiên : ngành giao thông , ngành y tế , ngành thủy điện, ngành xây dựng ,… Cao su chưa lưu hoá sử dụng chất độn sản xuất xi măng Sản xuất loại băng dính, chất cách điện, tăng ma sát; cao su crepe sử dụng chăn cách điện giày dép Cao su lưu hóa có nhiều ứng dụng Khả chống mài mòn làm cho loại cao su mềm có giá trị cho lốp xe băng tải, đồng thời làm cho cao su cứng có giá trị cho vỏ máy bơm đường ống sử dụng việc xử lý mài mịn Tính linh hoạt cao su sử dụng ống mềm, lốp xe trục lăn cho thiết bị từ máy vắt quần áo nước đến máy in Độ đàn hồi làm cho phù hợp với loại giảm xóc khác giá đỡ máy móc chuyên dụng thiết kế để giảm rung động Tính khơng thấm khí tương đối làm cho hữu ích sản xuất sản phẩm ống dẫn khí, bóng bay, bóng đệm Tính kháng cao su với nước tác dụng hầu hết chất hóa học dẫn đến việc sử dụng quần áo mưa, đồ lặn, ống đựng hóa chất dược phẩm, làm lớp lót cho bồn chứa, thiết bị chế biến toa xe bồn Do khả chống điện chúng, hàng hóa cao su mềm sử dụng làm vật liệu cách nhiệt làm găng tay, giày chăn bảo hộ; cao su cứng sử dụng cho sản phẩm vỏ điện thoại, phận radio, đồng hồ đo dụng Tieu luan cụ điện khác Hệ số ma sát cao su, cao bề mặt khô thấp bề mặt ướt, dẫn đến việc sử dụng cho dây đai truyền lực cho ổ trục bôi trơn nước máy bơm giếng sâu Cao su tự nhiên mang lại độ đàn hồi tốt, vật liệu tổng hợp có xu hướng chống chịu tốt với yếu tố môi trường dầu, nhiệt độ, hóa chất tia cực tím TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] https://thegioidemonline.com/dac-diem-va-ung-dung-cua-cao-su-thien-nhien- va-cao-su-tong-hop.html [2] https://tapchicongthuong.vn/bai-viet/thuc-trang-nganh-cao-su-sau-khi-viet- nam-ky-ket-hiep-dinh-cptpp-69098.htm [3] https://tailieu.vn/doc/tieu-luan-tim-hieu-cong-nghe-san-xuat-cao-su-isopren- 1608729.html https://vuanem.com/blog/cao-su-thien-nhien-lagi.html#2_Phuong_phap_dieu_che_cao_su_tu_nhien Tieu luan ... hiểu kĩ cao su tự nhiên , tính chất ứng dụng cao su tự nhiên đời sống người I LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN Tieu luan Cao su tự nhiên lấy từ mủ cao su chúng người dân Nam Mỹ phát sử dụng cao su tự nhiên kỷ... CHẾ CAO SU TỰ NHIÊN Cao su tự nhiên hay cao su thiên nhiên loại vật liệu sản xuất từ mủ cao su (Hevea brasiliensis) họ Đại kích (Euphorbiaceae) Đây loại vật liệu sản xuất trực tiếp từ mủ cao su. .. gây trương nở cao su Trong đó, nước lạnh có khuynh hướng bảo quản cao su thiên nhiên Ứng dụng Cao su tự nhiên ứng dụng nhiều lĩnh vực khác dựa vào tính chất vượt trội cao su tự nhiên : ngành