công nghệ cao su quy trình sản xuất mút xốp

MỤC LỤC PHẦN I : TÌM HIỂU VỀ LATEX Định nghĩa: Latex cao su trạng thái nhũ tương (thể sữa trắng đục) hạt tử cao su (pha phân tán) môi trường phân tán lỏng Ở Việt Nam, latex gọi mủ cao su nước Phân loại: Latex cao su chia làm loại: Latex cao su thiên nhiên (NR): Hay nói xác latex cao su Polyisoprene thiên nhiên thu hoạch từ cao su, chủ yếu loại Hevea Brasiliensis (thuộc họ Euphorbiaceae), phương pháp cạo mủ Cấu tạo latex bao gồm: Pha phân tán: hạt tử cao su Polyisoprene – tổng hợp đường sinh học (điều khiển hệ thống enzim) Chính Polyisoprene thu có đặc tính ưu việt cấu trúc – điều hòa lập thể cao: 100% đồng phân dạng cis, khối lượng phân tử lớn đồng nhất, mức độ kết bó chặt chẽ, … Hàm lượng hạt tử cao su tùy theo đặc tính sinh lý dao động từ 25 – 45% Môi trường phân tán: serum lỏng có thành phần phức tạp bao gồm thành phần chủ yếu nước (52 – 70%), protein (2 – 3%), acid béo dẫn xuất (1 – 2%), glucid heterosid (khoảng 1%), khoáng chất (0.3 – 0.7%) Latex cao su tổng hợp (Synthetic rubber): Cao su tổng hợp có nhiều loại : Polyisoprene (IR); Polybutadiene (BR); Styrene – Butadiene copolymer (SBR); Ethilene – Propilene copolimer (EPDM); Polyisobutylene (cao su Butyl); Polychloroprene (CR); Acrylonitrile – Butadiene copolymer (cao su Nitrile); Polyacrylate; Polyurethane (cao su PU); Polysilicone (cao su Silicone); … Mỗi loại cao su chứa đựng đặc trưng kỹ thuật riêng khác biệt chất cấu tạo chúng Tương ứng có nhiều loại latex cao su tổng hợp Tuy nhiên, ngành sản xuất nệm chủ yếu dùng latex cao su tổng hợp SBR, hình thành phương pháp đồng trùng hợp nhũ tương từ hai loại monomer Styrene Butadiene Cấu tạo latex gồm: Pha phân tán: hạt tử cao su Styrene – Butadiene copolymer Môi trường phân tán: chủ yếu nước số hệ chất xúc tác cho phản ứng đồng trùng hợp nhũ tương SO SÁNH CÁC ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT & NGOẠI QUAN CỦA CÁC LOẠI NỆM CHẾ TẠO TỪ LATEX CAO SU Loại đặc tính BẢN CHẤT Chỉ tiêu Thành phần nguyên tố CẤU TẠO CỦA Độ phân cực Khối lượng phân tử VẬT LIỆU Tỷ trọng Độ đồng khối lượng phân Nệm 100% NR C–H Gần không cực Rất lớn Cao Cao Nệm 100% SBR C–H Gần không cực Không lớn Thấp Khơng cao tử Mức độ điều hòa lập thể Trật tự liên kết Mức độ kết bó Độ khơng no ĐẶC TÍNH KỸ Độ đàn hồi Độ biến dạng dư THUẬT Độ bền kéo đứt Độ chịu lão hoá NGOẠI QUAN Màu sắc Mùi Độ dai Độ xẹp lún Mức độ tiện nghi thoải mái Tốc độ ngã màu Mức độ thân thiện với môi trường Rất cao Rất cao Tương đối chặt chẽ Lớn Cao Thấp Cao Thấp Vàng kem Cao su nhẹ đến nặng Khá cao Thấp Cao Nhanh Cao Không cao Không cao Vừa phải Vừa phải Vừa phải Cao Vừa phải Vừa phải Trắng ngà đục Không mùi Thấp Khá cao Vừa phải Chậm Thấp THÀNH PHẦN HÓA CHẤT CỦA XỐP LATEX 3.1 Latex cao su Đã giới thiệu 3.2 Chất tạo bọt: Là chất trình lưu hóa nhiệt phân nên có khả phóng thích chất khí N2, O2… tạo khoảng trống có hình dáng tổ ong nhỏ cực nhỏ Khi sử dụng ta cần lưu ý đến chất chất đó, độ mịn, nhiệt độ bị phân giải, khả tạo khí… Thường dạng bột, ta đề cập tới phụ gia dùng latex nên ta sử dụng chất dạng dung dịch hay nhũ tương potassium oleate sử dụng phổ biến nhất, hỗn hợp soaps chất ổn định gọi Emulsion E3 3.3 Chất gel hóa: Là chất đưa vào hỗn hợp latex nhằm tăng sức căng bề mặt bọt khí điểm đơng đặc giữ bọt khí trạng thái ổn định Người ta thường sử dụng sodium silicofluoride, CO2, CFC để làm tác nhân gel hóa chúng latex 3.4 Chất ổn định bọt: Là chất xem tác nhân gel hóa thứ cấp Khi đưa vào hỗn hợp latex có tác dụng giữ cho bọt không bị vỡ ta khuấy tạo gel Ta dùng ZnO hay loại chất ổn định bọt thương mại bán thị trường Foamax 3.5 Hệ lưu hóa: Thường sử dụng hệ lưu hóa lưu huỳnh (dùng chung với hệ xúc tiến, ZnO, acid stearic) 3.6 Hệ phòng lão: hệ amin, phenol Đơn pha chế PHẦN II : MỘT SỐ SẢN PHẨM LÀM TỪ XỐP LATEX Nệm: Hiện nay, loại nệm tiếng ưa chuộng làm từ Latex xốp tự nhiên Điều dễ hiểu nhà sản xuất nắm bắt tính chất đặc biệt phù hợp cùa Latex xốp tự nhiên : - Tế bào Latex xốp tự nhiên có cấu trúc mở, giúp nệm Latex xốp có tính đàn hồi cao, chịu tải trọng Latex cung cấp kết hợp hoàn hảo tiện nghi hỗ trợ Nó phù hợp với hình dạng thể, nhẹ nâng đỡ thể suốt đêm dài, áp lực giảm nhiều so với loại xốp thơng thường - Ngồi ra, lỗ xốp đóng vai trò lỗ thơng gió, để khơng khí lưu thơng tự nhiên nhờ giải nhiệt đồng tồn thể giữ lại độ ẩm thích hợp với da - Latex xốp tự nhiên loại sản phẩm thân thiện với người, không gây dị ứng khó chịu cho da Đồng thời, thân Latex tự nhiên có chất ức chế phát triển vi khuẩn mốc Gối : Song song với nệm tốt có chức nâng đỡ cột sống gối tốt giúp hỗ trợ vị trí đầu cổ bạn suốt giấc ngủ Với Gối Latex xốp, bạn tỉm thấy nhiều bất ngờ - Gối Latex xốp mang lại thoải mái : Phù hợp với hình dạng đầu, cổ nâng niu đầu bạn với tư thoải mái - Gối Latex xốp sản phẩm thân thiện Có khả ngăn ngừa chống vi khuẩn Phù hợp cho tất khó chịu dị ứng đem lại khơng khí trong suốt giấc ngủ - Gối Latex xốp thơng gió tự nhiên : Hàng trăm lỗ Latex xốp cung cấp tối đa cho khơng khí lưu thông, ngăn ngưà độ ẩm , khiến bạn cảm thấy thối mái tất mùa khí hậu - Gối Latex xốp : kháng bụi tiện lợi Kháng bụi gấp lần so với vật liệu thường, có khả n ăng tự làm Có thể bỏ trực tiếp vào máy giặt mà không sợ ảnh hưởng đến chất lượng gối - Gối Latex xốp có mẫu mã đa dạng Có thể phù hợp với sở thích mềm mại, cao thấp, hình dáng Gối Latex đặt làm theo u cầu Đặc biệt có nhiều mẫu gối phù hợp cho việc du lịch Một số sản phẩm gối làm từ xốp latex Bộ nhớ xốp: Ban đầu phát triển cho NASA năm 1970, VISCO dây cao su xốp nhớ nhanh chóng trở thành lựa chọn ngành công nghiệp vật liệu giường nệm - Một đặc điểm quan trọng nhớ xốp phục hồi chậm, nhờ làm thuyên giảm đáng kể lực tác động, giống với trọng lực tạm thời Ngay lúc nhớ xốp in khn thể bạn, nhờ bạn ngủ tư thoải mái - Giảm áp lực tốt Bộ nhớ xốp có khả giảm áp lực loại vật liệu nào, điều lý sử dụng nhiều ứng dụng y tế khác Cân nặng khơng tính đến cho nhớ xốp có khả hấp thụ áp lực tái phân bố lại áp lực tồn bề mặt nệm Dẫn đến giảm áp lực đáng kể toàn thể cột sống Nệm phù hợp với thể, hỗ trợ cột sống vị trí giải phẫu học Bộ nhớ xốp hoàn hảo cho thể dọc theo đường cong, hỗ trợ toàn thể, cải thiện lưu thông máu cho phép bắp thư giãn, tái tạo lại sức khỏe giấc ngủ - Nhạy cảm nhiệt : Bộ nhớ xốp giúp thể để trì nhiệt độ lý tưởng, loại bỏ bớt độ ẩm ln trì độ ẩm thích hợp Đây khơng phải nệm mềm khn cong cơ, nâng đỡ thể bạn dọc theo vai, cột sống, hông, chân .Đường cong ghi nhớ, nhờ cải thiện lưu thông máu ngủ, làm giảm bớt độ tưng nảy đem lại giấc ngủ sâu cho bạn Nó giúp bạn có giấc ngủ vị trí từ 4-8 mà không cần chuyển tư Mặt nạ hình nộm: - Latex xốp có tính quan trọng mà nhờ ứng dụng làm mặt nạ : tính đàn hồi cao, dán dính với da người, "di chuyển với khn mặt bạn" cách tự nhiên Khi đeo mặt nạ, miệng mắt mặt nạ thực thay đổi bạn nói nháy mắt - Các nếp nhăn Latex xốp hình thành uốn gấp tương đồng với nếp nhăn tự nhiên da người - Ngồi Latex xốp dễ nhuộm, bền màu, dễ tạo hình phù hợp với yêu cầu nhiều loại mặt nạ phức tạp Keo lắp chỗ nứt gãy: - Chất bịt kín dạng Latex xốp sản phẩm tương đối mới, thường sử dụng để bịt kín ống nước nứt - Chất bịt kín dạng Latex xốp : dễ dàng điền bịt kín tất loại khoảng trống nứt gãy xung quanh nhà Tuy nhiên có nhược điểm khơng khó kiểm sốt Muốn làm phải dùng dung mơi kích thích, loại bỏ khỏi quần áo bề mặt sau đă làm khô 10 PHẦN III : QUI TRÌNH TALALAY Qui trình Talalay cơng nhận phương pháp sản xuất xốp latex vào năm 1936 Và đến cuối thập niên 1950, 40% lượng xốp latex sản xuất thị trường Bắc Mĩ sử dụng qui trình Cho đến cuối thập niên 1950, cách thức tạo bọt cho xốp latex qui trình Talalay chủ yếu tạo bọt hóa học, tức dùng chất dễ phân hủy tạo khí Cách làm khó tiến hành đòi hỏi phải kiểm soát điều kiện chặt chẽ Cũng vào năm cuối thập niên 1950, qui trình Talalay cải tiến E.W.Madge, ứng dụng để sản xuất sản phẩm xốp latex ngày Bước cải tiến đáng kể nằm khâu tạo bọt cho latex Madge thay cách thức tạo bọt hóa học truyền thống kết hợp tạo bọt hóa học giãn nở chân khơng Tạo Talalay latex Người ta trộn latex cao su thiên nhiên, latex cao su tổng hợp phụ gia với Trong q trình trộn, khơng khí bơm vào hỗn hợp đánh thành bọt nhỏ li ti nằm hỗn hợp Kết thúc trình trộn này, ta hỗn hợp dạng kem gọi Talalay latex Các phụ gia cho vào latex thường : lưu huỳnh, hệ lưu hóa, hệ phòng lão, muối xà phòng Muối xà phòng có tác dụng giảm sức căng bề mặt bọt khí, giúp bọt khí tồn dạng hạt nhỏ li ti latex Các loại hóa chất dạng bột khơng tan nước như: S, ZDC, ZMBT, DPG, ZnO muốn phân tán tốt hỗn hợp latex ta cần phải nghiền cho thật mịn máy nghiền bi Trước nghiền cần vệ sinh máy thật Đồng thời để hóa chất phân tán thật tốt ta đưa thêm vào latex chất trợ phân tán, thời gian nghiền 24h Talalay latex bơm vào khuôn Đổ khn Tiếp đó, Talalay latex bơm vào khn phủ lớp hydrogen peroxide, đóng vai trò chất bôi trơn, giúp lấy sản phẩm dễ dàng 11 Hệ số điền đầy Talalay latex khn ln ln nhỏ Chính hệ số định độ cứng nệm sau : hệ số lớn nệm thành phẩm cứng ngược lại Thông thường người ta chọn hệ số làm đầy khuôn từ 0,3 đến 0,6 Sau Talalay latex cho vào khn với tỉ lệ thích hợp, người ta đóng khn lại tạo áp suất chân không khuôn Áp suất chân không làm latex nở lấp đầy khuôn Lúc này, số lượng bọt khí latex tăng lên nhiều lần Các bọt khí tồn hạt riêng lẻ, phân bố đồng latex Bọt khí phân tán latex trước sau tạo chân không Làm lạnh Latex khuôn làm lạnh nhanh xuống đến -30oC Tốc độ làm lạnh nhanh làm lớp màng bọt khí bị vỡ ra, bọt khí nối với tạo thành cấu trúc hở Cấu trúc hở làm cho nệm có tính thấm khí cao, tạo thong thống khí cho sản phẩm nệm sau Sự tạo thành cấu trúc hở làm lạnh latex 12 13 gel hóa Khí CO2 bơm vào khn để gel hóa latex, giúp giữ vững cấu trúc hở lỗ xốp ổn định hình dạng sản phẩm khn Trước người ta dùng khí CFC để gel hóa latex Hiện để giảm thiểu ô nhiễm môi trường, CFC thay thể CO2 lưu hóa sơ Khn nâng nhiệt độ lên 115oC để lưu hóa sơ Thời gian lưu hóa sơ khoảng 25 – 30 phút tùy thuộc bề dày sản phẩm Sau lưu hóa sơ bộ, sản phẩm đủ độ bền để giữ vững hình dạng lấy khỏi khuôn, đưa vào công đoạn Ở ta sử dụng khn làm nhơm để tính chất truyền nhiệt tốt nhôm bên ta gắn thêm truyền nhiệt nhằm tạo thuận lợi thêm cho q trình truyền nhiệt lưu hóa, tạo độ thơng thoáng cho sản phẩm Năng lượng nhiệt cung cấp để lưu hóa hỗn hợp latex trao đổi nhiệt với nước nhiệt Hơi nước nhiệt tạo từ lò theo hệ thống ống dẫn đến bề mặt khn cung cấp nhiệt sau ngưng tụ thành nước phận trao đổi nhiệt lại dẫn lò qua hệ thống ống dẫn khí Rửa sản phẩm Nhằm giúp loại bỏ hóa chất dư bám sản phẩm xà phòng, tác nhân lưu hóa sót, phụ gia thừa, protein, chất bẩn, khí sinh q trình lưu hóa, khơng hóa chất góp phần làm biến mòn gây mùi khó chịu, làm sản phẩm trở nên xấu Sản phẩm lấy khỏi khuôn làm vòi phun nước Cơng đoạn thực kĩ lưỡng để không làm giảm độ bền sản phẩm lúc này, sản phẩm lưu hóa sơ nên độ bền thấp Sản phẩm giữ độ bền bề dày sản phẩm không giảm 4% so với trước rửa Một số hệ thống rửa sản phẩm 14 sấy lưu hóa hoàn toàn Nệm đưa vào thiết bị sấy, sấy nhiệt độ 85oC vòng 30 phút lưu hóa nhiệt độ kiểm tra chất lượng sản phẩm Sản phẩm nệm kiểm tra độ đàn hồi 15 điểm xác định Một sản phẩm coi đạt chất lượng kết kiểm tra 15 điểm đạt độ đàn hồi Thử nén: trình tái tạo lại ảnh hưởng tương tự thể lên nệm người nằm lên nệm thời gian Cách thử: nén nệm 50% kích thước ban đầu 22h 700C Sau lấy đo bề dày nệm lại tính phần trăm độ dày bị Nếu giá trị cao thể khả chịu nén tốt sản phẩm, giá trị dao động 8-10% đạt yêu cầu Thử va đập: thực động tác người ngồi lên nằm xuống liên tục nệm thời gian dài Cách thử: lấy mẫu thử va đập theo theo tiêu chuẩn đặt vào máy Sau lấy để 24h hồi phục đem đo Giá trị thu lớn thể tính dẻo dai sản phẩm Hệ thống kiểm tra sản phẩm (hình bên trái) phận kiểm tra phóng to 15 TÀI LIỆU THAM KHẢO NGUYỄN HỮU TRÍ Cơng nghệ cao su thiên nhiên NXB Trẻ, 2004 www.books.google.com.vn www.querycat.com www.sleeptastic.com 16 ... với môi trường Rất cao Rất cao Tương đối chặt chẽ Lớn Cao Thấp Cao Thấp Vàng kem Cao su nhẹ đến nặng Khá cao Thấp Cao Nhanh Cao Không cao Không cao Vừa phải Vừa phải Vừa phải Cao Vừa phải Vừa phải... (cao su PU); Polysilicone (cao su Silicone); … Mỗi loại cao su chứa đựng đặc trưng kỹ thuật riêng khác biệt chất cấu tạo chúng Tương ứng có nhiều loại latex cao su tổng hợp Tuy nhiên, ngành sản. .. III : QUI TRÌNH TALALAY Qui trình Talalay cơng nhận phương pháp sản xuất xốp latex vào năm 1936 Và đến cuối thập niên 1950, 40% lượng xốp latex sản xuất thị trường Bắc Mĩ sử dụng qui trình Cho