Công nghệ cao su-chương 1 CS thiên nhiên

Môn học: 12/ 2006 CÔNG NGHỆ CAO SU TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC + Rubber research institute of Malaysia, Latex production& introduction to latex product manufacture concentrate + S.F.CHEN, Latex and Rubber analysis, Document RRIM (1979) + M.DUHEM, Latex centrifuge- Analyse : Type et signification, Protocole, Revue Institut de recherches sur le caoutchouc en Afrique (1975) + Z.FLORJANCZYK, S.PENCZECK, S.SLONKIWSKI, Polymerization processes and polymer materials I, II, Edi Whiley-VCH (2003) + R.AUDINOS et P ISOARD, Polymer Lactic 1,2,3, Edi Lavoisier, (1994) + P.COMPAGNON, Natural rubber, Edi.G-P Maisonneuve et Lavoisier (1986) + Ks Nguyễn Hữu Trí, Công nghệ Cao su thiên nhiên, 2004 Tài liệu học tập- TLTK: Nội dung: - Lý thuyết (30t) - Thực hành (15t) - Tham quan thực tế nhà máy chế biến NỘI DUNG, TÀI LIỆU HỌC TẬP, TLTK Công nghệ Phần 2: Nguyên liệu Phần 1: Phần 1: 1: 2: 3: 4: - Chương 1: Cán luyện + Bài 1: Sơ luyện + Bài 2: Hỗn luyện - Chương 2: Tạo hình + Bài 1: Cán tráng + Bài 2: Ép xuất + Bài 3: Ép khuôn + Bài 4: Tạo hình từ latex: nhúng, ñổ khuôn, ép xuất - Chương 3: Sự lưu hóa + Bài 1: Cơ chế + Bài 2: Phương pháp - Chương 4: PP kiểm nghiệm tính chất lý- hóa CS CS thiên nhiên ðại cương Mủ CSTN (latex) Sơ chế CSTN CSTN: Thành phần hóa học, cấu trúc, tính chất lý- hóa - Chương 2: CS tổng hợp + Bài 1: Phân loại + Bài 2: Tính + Bài 3: Ứng dụng - Chương 3: CS bột CS tái sinh - Chương + Bài + Bài + Bài + Bài Nội dung NỘI DUNG LÝ THUYẾT 6t 5t 6t TL Xử lý MT Phần 5: Ứng dụng Phần 4: Chất phụ gia Phần 3: Phần Chương Chương Chưởng Chương Chương Chương 1: 2: 3: 3: 4: 5: Chất Chất Chất Chất Chất Chất lưu hóa xúc tiến & chất tăng hoạt trợ xúc tiến phòng lão ñộn tạo xốp số chất khác - Chương 1: Sự ô nhiễm môi trường công nghiệp CS & trạng - Chương 2: Các phương pháp xử lý + Bài 1: PP sinh học + Bài 2: PP hóa lý - Chương 1: Xây dựng ñơn pha chế - Chương 2: Ứng dụng thực tế + Bài 1: Lốp xe + Bài 2: Găng tay - Nội dung NỘI DUNG LÝ THUYẾT 4t 3t 6t TL Cao su nhân tạo: Izoprene phản ứng trùng phân (polymer hoá) CS nhân tạo: Butadien, Butyl, Butadienstyren, Silicon… Cao su thiên nhiên: Hợp chất cao phân tử (polymer) ñược khai thác từ Hevea Brasiliensis Monome izoprene (C5H8) polyizoprene (C5H8 –[C5H8] - C5H8) Cao su: Vật chất polymer có khả ñàn hồi ðỊNH NGHĨA CHƯƠNG 1: CAO SU THIÊN NHIÊN 40000 80000 120000 160000 200000 240000 1930 1940 1950 1955 1960 1963 1966 1971 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 Hình 1: Diện tích trồng CS VN trước sau 1975 (Nguồn trường NVKT CS, 2000) 1920 Di ện t ích (ha) Nguồn gốc phát triển KHÁI QUÁT VỀ CÂY CAO SU Năm 20000 40000 60000 80000 100000 120000 1920 1940 1950 1955 1960 1963 1966 1971 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 Hình 2: Sản lượng CSTN VN trước sau 1975 (Nguồn trường NVKT CS, 2000) 1930 Sản l ượng ( T ấn) KHÁI QUÁT VỀ CÂY CAO SU Năm 1994 8% 5% 5.80% 5.90% 68% Y khoa (công cụ y tế, ống truyền…) Cao su xốp (nệm, gối…) Keo nhựa, hồ dán… Vải CS, vỏ bọc dây ñiện, chống mòn Giày dép Sp công nghệ xe sp kỹ thuật Sản phẩm latex Lốp xăm xe Hình 3: Phân phối mức tiêu thụ CSTN theo công dụng (Nguồn trường NVKT CS, 2000) 2% 2.10% 3.20% Thị trường & Giá trị kinh tế CSTN KHÁI QUÁT VỀ CÂY CAO SU - Tách rạch vỏ bao bọc mỏng từ 1- 1.5mm 15-20 cm/năm - Từ chiều cao 1- 1,5m cách mặt ñất, thực rạch cạo ñường từ trái sang phải với ñộ dốc 300 ñối với ñường nằm ngang - 50% số ñạt tiêu chuẩn (~ 200-250 cây/ha) - Vòng thân > 45 cm (ño ñộ cao 1m) ðiều kiện cách cạo: 75- 90 lần/ năm - Cạo bán vòng: xoắn ốc nửa chu vi thân cây, ngày/ lần 75- 90 lần/ năm AD cho trưởng thành - Cạo nguyên vòng (Socfin): xoắn ốc nguyên chu vi, 3-4 ngày/ lần 150- 160 lần/ năm AD cho CS trẻ - Cạo nửa vòng: xoắn ốc nửa chu vi thân cây, 1-2 ngày/ lần Phương pháp cạo: Khai thác CSTN KHÁI QUÁT VỀ CÂY CAO SU Không có vết ñen 15 ngày Trạng thái DRC% Thời gian tồn trữ - Phân loại, phân hạng dự kiến Xử lý nguyên liệu: Tình trạng tồn trữ Khô Trắng - Trộn nguyên liệu Loại (SVR 20) 60% Khô 15 30 ngày 50% có vết ñen Vàng xám Không có lá, vỏ Có lá, vỏ Loại (SVR 10) Màu sắc Tạp chất Chỉ tiêu YÊU CẦU KỸ THUẬT Nguyên liệu: mủ ñông mủ chén Tiếp nhận- Chất lượng mủ (3a) Sản xuất CS khối từ mủ ñông CH3COOH 2% ÷ 3% HCOOH 1% ÷2% Axit ñánh ñông dòng chảy/ quậy ñều/ giảm bọt 6h ≤ t ≤ 24h (6h-8h) - Bề dày tờ mủ sau cán kéo 60- 70mm - Trong cán tờ mủ rơi vào mương nước bên máy - ðẩy máy cán ñến mương, kéo khối mủ vào trục máy cán kéo - Khe hở trục máy cán kéo 50mm, rãnh sâu 25mm, bề rông rãnh 50mm - Thêm nước vào mương ñể khối mủ lên Cán kéo (Crusher) Phương pháp Thời gian ñánh ñông 0.01% NH3 0.03% KL mủ nứơc 5.2 pH ñánh ñông 5.6 ≥ 22% w / w YÊU CẦU KỸ THUẬT DRC% Chỉ tiêu ðánh ñông: 0.5mm 6mm - ðể 15 p ÷ 30 p ≤ t ≤ 60 p - Dùng tay phân phối hạt cao su ñể có mặt ngang ñều Tránh lỗ hổng dính thành cục - Bơm chuyển cốm (bơm Vortex) chuyển hạt cao su từ hồ băm sàn rung (Vibrating screen) phân phối vào thùng sấy (kim loại, không rỉ, ñáy có ñục lỗ) Xếp hộc ñể - pH hồ nước ~ -Máy băm cắt tờ thành hạt cốm, kích thước 5mm x 5mm, hạt mủ phải tơi xốp cho vào hồ nước ñể rửa chống dính Băm tinh (shredder) - Chiều dày tờ mủ: 4mm - Tờ mủ sau cán phải ñồng ñều, không lẫn ñốm ñen - Trong cán phải có hệ thống nước rửa cung cấp trục - Cán 1,2,3 có kích thước khe hở nhỏ dần 5mm Cán ép (Creper) -KT sau sấy: màu vàng ñồng ñều, không lẫn vật lạ, ñốm trắng ñen, không chảy dính… + ðầu lò: 105 1300C + Cuối lò: 95 1250C - Nhiệt ñộ sấy: Tg sấy phụ thuộc vào tình trạng hạt cao su, ñộ ẩm môi trường, nhiệt ñộ sầy, loại máy sấy… Sấy - Thời gian xông sấy ± 2p/ goòng lò 33 Kg ± Kg ± 0.1 phút 2500 PSI - Lấy mẫu kiểm tra phân loại ðể chống dính, bôi dầu Cs thầu dầu vào khuôn + t: 0.2 + F: 2000 Lực ép thời gian ép tùy thuộc loại máy ép: + Cao: 170mm ± 5mm + Rộng: 330mm ± 20mm + Dài: 670mm ± 20mm - Ép bành: - Cân Cs: khối lượng bành Cs: - Làm nguội Cs: T0C mủ lò: [...]... CHẾ SẢN XUẤT CS NĂM 2005 Cs thấp) Hàm lượng N2: ñại diệncho hàm lượng protein: nitơ cao lưu hóa không ñều, bị nhiều bọt khí, khả năng hút nước cao, tăng tính lão hóa Hàm lượng chất bay hơi: ñộ ẩm cao su: ẩm cao bị phồng khi lưu hóa, giảm tính cách ñiện, Cs sơ chế bị mốc khi tồn trữ Hàm lượng tro: ñại diện cho bẩn vô cơ (Tro cao Hàm lượng bẩn: chỉ tiêu số 1 nhiễm bẩn hữu cơ và vô cơ trong cao su phá hủy... acetic: 3-5Kg/tấn CS thô; pH: 5- 5,2; thời gian: 6 -10 h Thủ công: latex lọc ño hàm lượng NH3, DRC… chuẩn ñộ xñ lượng acid acid + latex chảy vào mương cào 4-6 lần Phương pháp ñánh ñông: MỦ (LATEX) CSTN Có 3 PP cô ñặc: ly tâm, kem hóa và bốc hơi Mủ cô ñặc: dạng lỏng có DRC> 60% Có 6 hạng: SVR3L, SVR5, SVR CV50, SVR CV60, SVR10, SVR20 Cs cốm bún SVR: dạng khối, ñược ép lại từ Cs cốm hoặc Cs bún Crêpe nâu:... nước, chống hóa nâu= sodium bisulfite, tẩy trắng= 0 .1% xylyl mercaptan Cs cao cấp nhất (dụng cụ y tế, núm vú trẻ con, dụng cụ tắm…) Cs Crêpe: ðược xông hơi, bề mặt gồ ghề; Cs tờ ICR (Initial concentration rubber): ñánh ñông ở nồng ñộ nguyên thủy DRC~33%; xông khói hoặc hơi nóng Có 4 hạng: ICR1, ICR2, ICR3, ICR4 Có 5 hạng: RSS1, RSS2, RSS3, RSS4, RSS5 Cs tờ RSS (Ribbed smoked subber): dày từ 2.5 3.5mm,... nhiệt: 0,0032 0,0044 calo/cm.s (00C) Tính dẫn ñiện: tốt, phân tử CS trong mủ mang ñiện tích âm, V= 0,035V Nghịch ñảo với hàm lượng CS Phụ thuộc vào các hợp chất ion hoá trong serum ðộ nhớt: 12 -15 cp (latex 35%DRC) Tuỳ thuộc: sự kết hợp với NH3, kích thước TB của các phần tử CS, hàm lượng khoáng (H20: 1 cp) Tỷ trọng: 0,97 (CS: 0,92 + Serum: 1, 02) pH: ≤7, giảm theo thời gian do hoạt tính của vi khuẩn Ảnh... luyện: P0 thấp trọng lượng ptử thấp giảm thời gian sơ luyện ðộ dẻo ban ñầu P0: là ñộ dẻo của CSTN ở 10 00C, nó phản ánh mức ñộ ñã bị oxyt hóa mủ, ñộ dẻo cao chứng tỏ CS còn tốt, chưa hoặc ít bị oxy hóa Latex cô ñặc (1) RSS Crêpe trắng (2) Sấy khí nóng Sấy Khí nóng- xông khói CS khối 3, 5, CV, L (3) CS khối 10 , 20 ðóng bành Tạo cốm, bún Cán rửa ðông tụ Tạo crepe tờ Cô ñặc: -Li tâm - Bốc hơi Latex Mủ... kỹ thuật cạo Sự cố khi cạo mủ: 3 Khai thác CSTN KHÁI QUÁT VỀ CÂY CAO SU 52 – 60 37 - 54 2 – 2,7 1, 6 – 3,6 1, 5 – 4,2 1, 5- 2,0 0,3- 0,7 Cao su (C5H8)n Protid Glycerin Glucid Lipid K, Mg, P, Ca, Cu, Fe, Mn,.… Tỷ lệ (%) Nước Thành phần Phần lỏng (serum): nước, một số chất hoà tan (protein và phospholipid…) Thay ñổi tuỳ giống, mùa cạo, ñộ tuổi… Phần rắn: gồm mủ cao su, và các hoá chất không tan tạo thành... lực kéo ñứt thấp, ñộ giãn dài thấp, ñộ mài mòn cao, ñộ lão hóa rất lớn PRI (plasticity retention index): PP tổng hợp và trực tiếp thay cho pp xác ñịnh Cu và Mn tự do ( yếu tố sự lão hóa) Chỉ số duy trì ñộ dẻo PRI: Là mức chống lại sự oxy hóa của CS thiên nhiên, chỉ số duy trì ñộ dẻo càng lớn khả năng chống oxy hóa của CS càng cao P0: ảnh hưởng ñến hỗn hợp cao su sau khi ñã luyện: P0 thấp trọng lượng... lượng latex; acie acetic 1% Sự ñông ñặc latex: ðông ñặc tự nhiên: pH giảm do enzym hay VK biến ñổi hóa học; enzyme dehydrate hóa các lipid phức hợp (phosphatid, lecithid) savon không tan (alcalinoterreuz), thay thế protein bề mặt hạt CS ñông ñặc MỦ (LATEX) CSTN NH3 : 3-5% NH3 – H3BO3 (amoniac-acid boric): 0,4-0,5% H3BO3 + 0,07% NH3 HNS-NH3 (hydroxilaniure-neutral): 1. 5 Kg /1 tấn CS khô Hệ thống chống ñông:... phần latex - Cao su 60- 62% DRC PP này dựa vào sự khác biệt giữa tỷ trọng của các phần tử cao su và tỷ trọng của serum PP ly tâm :~ 88% - Ứng dụng: nệm mút, găng tay, bong bóng - Nhược ñiểm: làm thay ñổi thành phần mủ nước - Ưu ñiểm: năng suất cao, ñơn giản, ít hao tốn (năng lượng, nhân công, serum chỉ chứa 1 2 %DRC - DD alginal sodium (0 ,1% ), gomme adragante, agar-agar PP kem hóa: ~ 6% (1) SẢN XUẤT... ngắn ñể các phần tử CS tróc ra và nổi lên - Các phần tử cao su latex do tính hút ñiện của chúng sẽ tự di chuyển trong một ñiện trường (Clingett et Henri) PP ñiện giải: (1) SẢN XUẤT MỦ CÔ ðẶC (1) SẢN XUẤT MỦ CÔ ðẶC kem hoá - Kem hoá/ ly tâm - Ly tâm PP kết hợp: bốc hơi - Nhược ñiểm:nhiều chất phi CS , chất ngoại lai, sp hút nước mạnh PP bốc hơi :~5%, dùng cho keo dán công nghiệp (1) SẢN XUẤT MỦ CÔ ðẶC ... Cao su: Vật chất polymer có khả ñàn hồi ðỊNH NGHĨA CHƯƠNG 1: CAO SU THIÊN NHIÊN 40000 80000 12 0000 16 0000 200000 240000 19 30 19 40 19 50 19 55 19 60 19 63 19 66 19 71 1976 19 78 19 80 19 82 19 84 19 86 19 88... 60000 80000 10 0000 12 0000 19 20 19 40 19 50 19 55 19 60 19 63 19 66 19 71 1976 19 78 19 80 19 82 19 84 19 86 19 88 19 90 19 92 Hình 2: Sản lượng CSTN VN trước sau 19 75 (Nguồn trường NVKT CS, 2000) 19 30 Sản l ượng... CSTN theo công dụng (Nguồn trường NVKT CS, 2000) 2% 2 .10 % 3.20% Thị trường & Giá trị kinh tế CSTN KHÁI QUÁT VỀ CÂY CAO SU - Tách rạch vỏ bao bọc mỏng từ 1- 1. 5mm 15 -20 cm/năm - Từ chiều cao 1-