cong nghe cao su tong hop

Nhu cầu tiêu thụ cao su thiên nhiên trên thế giới ngày càng cao trong khi sảnxuất lại không thỏa mãn được nhu cầu ấy, các nhà khoa học đã nghiên cứu chế tạo racao su tổng hợp.. Cao su tổ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM

TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ HOÁ HỮU CƠ TÌM HIỂU CÁC LOẠI CAO SU TỔNG HỢP TRONG

CÔNG NGHIỆP CAO SU

Giảng viên hướng dẫn : Ths: TRẦN THANH ĐẠI

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày ….tháng ….năm 2009

TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ HOÁ HỮU CƠ TÌM HIỂU CÁC LOẠI CAO SU TỔNG HỢP TRONG

CÔNG NGHIỆP CAO SU

Giảng viên hướng dẫn : Ths: TRẦN THANH ĐẠI

Sinh viên thực hiện: HUỲNH SƠN HẢI

Khoá : 2007 - 2010

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày ….tháng ….năm 2009

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP

TP.HCM

TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT

NAM

Độc lập – Tự do - Hạnh phúc

1 Tên đồ án chuyên ngành: Tìm hiểu các loại cao su tổng hợp ứng dụng trong

công nghiệp cao su

2 Nhiệm vụ của đồ án:

- Tổng quan về cao su tổng hợp

- Các loại cao su tổng hợp thường dùng

- Ứng dụng của cao su tổng hợp trong công nghiệp cao su

3 Ngày giao đồ án: ngày 7 tháng 9 năm 2009

4 Ngày hoàn thành đồ án: ngày tháng 12 năm 2009

5 Họ tên giáo viên hướng dẫn: Trần Thanh Đại

Trưởng bộ môn

ThS Nguyễn Thị Hồng Phượng

Tp Hồ Chí Minh, ngày26tháng10 năm 2009

Giáo viên hướng dẫn

ThS Trần Thanh ĐạiTrung tâm Công nghệ Hóa học

Giám đốc

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên cho em gởi lời cảm ơn chân thành nhất đến quý thầy cô trongTRUNG TÂM CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC và ban giám hiệu nhà trường đại học CÔNGNGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH đã tạo cho em cơ hội được học tập, trao dồikiến thức, trang bị hành trang cho em tự tin bước vào cuộc sống mới Trong khoảngthời gian được đào tạo tại trường em đã được quý thầy cô truyền đạt những kiến thứcquý giá đó chính là những gì quý báu nhất mà em đã nhận được

Một lần nữa mong ban giám hiệu và quý thầy cô nhận nơi em lời cảm ơn chânthành nhất Đặc biệt là thầy Trần Thành Đại là người đã tận tình hướng dẫn em hoànthành tốt đồ án chuyên ngành

Em xin kính chúng quý thầy cô được dồi dào sức khỏe và đạt được nhiều thànhcông trong cuộc sống

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Thái độ làm việc:

Kỹ năng làm việc:

Trình bày:

Điểm số: (bằng số)……….(bằng chữ)

Đề nghị phát triển thành đồ án tốt nghiệp

Tp Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 10 năm 2009

Giáo viên hướng dẫn

LỜI MỞ ĐẦU

Cao su là vật liệu polime rất quan trong với con người, trên toàn thế giới đềuphải sử dụng các sản phẩm được gia công bằng cao su Cao su được dùng để chế tạo từcác sản phẩm thường đến các sản phẩm cao cấp như : Giày dép, keo dán, nệm… Đặcbiệt là lốp săm xe Tùy theo tính chất của từng sản phẩm mà người ta sử dụng loại cao

su thích hợp

Nhu cầu tiêu thụ cao su thiên nhiên trên thế giới ngày càng cao trong khi sảnxuất lại không thỏa mãn được nhu cầu ấy, các nhà khoa học đã nghiên cứu chế tạo racao su tổng hợp Cao su tổng hợp được tạo ra từ Butadien ( còn gọi là cao su nhântạo ), mỗi cao su tổng hợp điều có tính năng riêng nên khi sử dụng có thể sử dụng từngloại hoặc kết hợp sử dụng một số loại để bổ sung tính năng cho nhau nên cao su tổnghợp có nhiều ưu điểm hơn so với cao su thiên nhiên

Trong giới hạn của đồ án này em xin giới thiệu một số loại cao su tổng hợpđược ứng dụng trong công nghiệp cao su Trong quá trình làm đồ án em có nhiều saisót không tránh khỏi mong quý thầy cô thông cảm và đóng góp ý kiến cho em hoànthành tốt đồ án

MỤC LỤC

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN 3

LỜI CẢM ƠN 4

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 5

LỜI MỞ ĐẦU 6

MỤC LỤC 7

DANH MỤC BẢNG BIỂU, SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ 9

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CAO SU TỔNG HỢP 10

1.1 Lịch sử phát triển cao su tổng hợp 10

1.2.Định nghĩa về cao su tổng hợp 11

1.3 So sánh tính chất giữa cao su thiên nhiên và cao su tổng hợp 12

1.4 Sản lượng tiêu thụ cao su tổng hợp 13

1.4.1 Sản lượng tiêu thụ cao su tổng hợp ở Việt Nam 13

1.4.2 Sản lượng tiêu thụ cao su tổng hợp trên Thế Giới 13

CHƯƠNG 2: MỘT SỐ LOẠI CAO SU TỔNG HỢP THƯỜNG DÙNG 16

2.1 Sơ đồ qui trình sản xuất cao su tổng hợp 16

2.2 Một số cao su tổng hợp thường dùng trong công nghiệp cao su 17

2.2.1 Cao su Styrene Butadien (SBR) 17

2.2.1.1 Giới thiệu 17

2.2.1.2.Nguyên liệu và phương pháp sản xuất cao su Styrene Butadiene 17

2.2.1.3 Tính năng của cao su Styrene Butadiene 19

2.2.2 Cao su polybutadiene 20

2.2.2.1 Giới thiệu 20

2.2.2.3 Nguyên liệu và phương pháp sản xuất cao su polybutadiene 20

2.2.2.4 Tính năng cao su Polybutadiene 21

2.2.3 Cao su Polychloropren 22

2.2.3.1 Giới thiệu 22

2.2.3.2 Nguyên liệu phương pháp và sản xuất cao su Polychloroprene 22

2.2.3.3 Tính năng của cao su Polychloroprene 23

2.2.4 Cao su Butyl 24

2.2.4.1 Giới thiệu 24

2.2.4.2 Nguyên liệu và phương pháp sản xuất cao su Butyl 24

2.2.4.3 Tính năng của cao su Butyl 24

2.2.5 Cao su chlorobutyl 25

2.2.5.1 Giới thiệu 25

2.2.5.2 Nguyên liệu và phương pháp sản xuất cao su chorobutyl 26

2.2.5.3 Tính năng của cao su chlorobutyl 26

2.2.6 Cao su nitril/ acrylonitril butadien (NBR) 27

2.2.6.1 Giới thiệu 27

2.2.6.2 Nguyên liệu và phương pháp sản xuất cao su cao su Nitril 28

2.2.6.3 Đặc tính của cao su Nitril 28

2.2.7 Cao su Ethylene/Propylene ( EPM, EPDM ) 29

2.2.7.1 Giới thiệu 29

2.2.7.2 Nguyên liệu và phương pháp sản xuất cao su cao su Ethylene/Propylene 29

2.2.7.3 Tính năng của cao su Ethylene/Propylene 31

2.2.8 Cao su Chlorosulfom poliethylene hay cao su Hypalon 33

2.2.8.1 Giới thiệu 33

2.2.8.2 Nguyên liệu và phương pháp sản xuất cao su Chlorosulfom poliethylene hay cao su Hypalon 34

2.2.9.1 Nguyên liệu và phương pháp sản xuất cao su Polyacrylate 35

2.2.9.2 Tính năng của cao su 36

2.2.10 Cao su Epichlorhydrine 37

2.2.10.1 Giới thiệu 37

2.2.10.2 Nguyên liệu và phương pháp sản xuất cao su Epichlorhydrine 37

2.2.10.3 Tính năng của cao su Epichlorhydrine 37

2.2.11 Cao su silicone ( Polidimethyl siloxane ) 38

2.2.11.1 N guyên liệu và phương pháp sản xuất cao su silicon 38

2.2.11.2 Tính năng của cao su silicon 39

2.2.12 Cao su polysulfide 40

2.2.12.1 Giới thiệu 40

2.2.12.2 Nguyên liệu và phương pháp sản xuất cao su polysufide 40

2.2.12.3.Tính năng của cao su polysufide 40

2.2.13 Cao su fluorocarbon 40

2.2.13.1 Nguyên liệu và phương pháp sản xuất cao su fluorocarbon 40

2.2.13.2 Tính năng của cao su fluorocarbon 41

2.2.14 cao polyurethane 41

2.2.14.1 Nguyên liệu và phương pháp sản xuất cao polyurethane 41

2.2.14.2 Tính năng của cao su polyurethane 41

CHƯƠNG 3 : ỨNG DỤNG CỦA CAO SU TỔNG HỢP TRONG CÔNG NGHIỆP CAO SU .42

3.1 Ứng dụng của cao su tổng hợp trong công nghiệp cao su 42

3.2 Một số sản phẩm được sản xuất từ cao su tổng hợp 42

TÀI LIỆU THAM KHẢO 45

DANH MỤC BẢNG BIỂU, SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ

Bảng 1 : so sánh tính chất giữa cao su nhân tổng hợp và cao su tự nhiênBảng 2:Thành phần khối lượng sản xuất cao su Styrene Butadiene

Bảng 3 : Thành phần khối lượng sản xuất cao su Styrene Butadiene lạnhBảng 4 : Công thức tổng hợp cao su Polychloroprene

Bảng 5 : Bảng tính năng của cao su Nitril

Bảng 6 : Tính chất của các loại cao su sống EPDM

Bảng 7 : so sánh tính chất các loại cao su EPDM với các loại cao su khác

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CAO SU TỔNG HỢP

1.1 Lịch sử phát triển cao su tổng hợp

Cao su thiên nhiên là những vật liệu polime vô cùng quan trọng trong kỷ thuật

và đời sống Tuy nhiên cao su thiên nhiên không đáp ứng đủ nhu cầu ngày càng caocủa đời sống Hơn nữa cao su thiên nhiên còn có những nhược điểm như khả năngchống dầu chịu nhiệt kém Vì vậy các nhà khoa học đã tìm con đường tổng hợp cao su

từ các chất hữu cơ đơn giản bằng phản ứng trùng hợp hay trùng ngưng

Năm 1879, Bouchardt chế tạo được một loại cao su tổng hợp từ phản ứng trùnghợp isopren trong phòng thí nghiệm Các nhà khoa học Anh và Đức sau đó, trong thờigian 1910-1912, phát triển các phương pháp khác cũng tạo ra chất dẻo từ isopren

Từ những năm 1890, khi các phương tiện giao thông đường bộ sử dụng bánhhơi ra đời, nhu cầu cao su tăng lên rất nhanh Các vấn đề chính trị khiến cho giá cao

su tự nhiên dao động rất lớn Nguồn cung thiếu hụt, đặc biệt là trong những nămchiến tranh đưa đến nhu cầu phải tạo ra cao su tổng hợp

Đức là quốc gia đầu tiên thành công trong việc sản xuất cao su tổng hợp ở quy

mô thương mại Cao su SBR được các nhà khoa học Đức đồng trùng hợp năm 1930.Gọi là cao su Buna S Ngay sau đó các công ty ở Mỹ cũng quan tâm đến loại cao sunày cho đến khi bắt đầu chiến tranh thế giới thứ hai vì nhu cầu tiêu thụ cao su tăngvọt, nhất là đối với các nước không có cao su thiên nhiên như Đức.Đức lao vàonghiên cứu và sản xuất với số lượng lớn Mỹ cũng tập trung nghiên cứu và sản xuấtloại cao su này Trước trận Tân Châu Cảng năm 1941, Mỹ sản xuất 40.000 tấnSBR/năm Sau trận Trân Châu Cảng nâng lên 705.000 tấn/năm và đến 1942 lên đến820.000 tấn Ngày nay cao su tổng hợp chiếm 80% thị phần ở Mỹ và một nữa tổngsản lượng tiêu thụ cao su tổng hợp toàn cầu

Vào đầu năm 1950 nhờ sự khám phá ra các chất xúc hưu cơ kim loại, các nhàkhoa học đã nghiên cứu và sản xuất thành công nhiều loại cao su tổng hợp mới Mỗiloại cao su tổng hợp mang một tính chất khác nhau và ngày nay chúng được ứng dụngrộng rãi trên toàn thế giới

Ngày nay trên toàn thế giới cao su tổng hợp đã chiếm 25% so với tổng sảnlượng cao su tiêu thụ

1.2.Định nghĩa về cao su tổng hợp

Cao su tổng hợp là chất dẽo được con người chế tạo với chức năng co giãn.Một số chất co giãn là vật chất có tính cơ học và chịu được sức ép thay đổi hình dạnghơn phần lớn các vật chất khác mà vẫn phục hồi hình dáng củ Cao su tổng hợp đượcthay thế cho cao su tự nhiên trong rất nhiều ứng dụng, khi mà đặc tính ưu việt của nóphát huy tác dụng

Cao su tổng hợp được tạo ra từ các phản ứng trùng ngưng các cấu trúc đơn,bao gồm isopren(2-methy1-1, 3-butadien), 1,3-butadien, cloropren (2-cloro-1,3-butadien) và isobutylen (methylpropen) với một số lượng nhỏ phần trăm isopren choliên kết chuổi Thêm vào đó, các cấu trúc này có thể trộn với các tỷ lệ mong muốn đểtạo phản ứng đồng trùng hợp mà kết quả là các cấu trúc cao su tổng hợp có đặc tính

cơ học, vật lý và hóa học khác nhau

1.3 So sánh tính chất giữa cao su thiên nhiên và cao su tổng hợp

Cao su nhân tạo

Được tổng hợp từ dầu mỏ,

butadiene là chủ yếu (các hydrocacbon,

các loại khí thiên nhiên, …)

Mỗi loại cao su tổng hợp đều

có những tính năng riêng nên khi ứng

dụng có thể chọn lựa từng loại hoặc kết

hợp sử dụng một số loại để bổ sung

tính năng cho nhau, nên có ưu điểm hơn

so với cao su thiên nhiên

Ví dụ: Cao su Butadien – nitril rất

bền khi tiếp xúc với dầu mỏ có thể chịu

được các loại kiềm axit, muối loãng

thường thấy trong nước Cao su

Cloropen chống cháy, bền hoá học, cao

su butyl có độ thẩm thấu khí rất nhỏ, cao

su silicon không màu không vị, không

độc không bẩn và không ăn mòn, cao su

hypalon có lực kéo đứt rất lớn…

Các loại cao su tổng hợp điều cần

thêm một số chất độn để tăng thêm tính

cơ lý và khả năng kháng môi trường và

hoá chất ( tuỳ theo loại cao su mà có

những chất độn khác nhau các chất độn

đó có thể là than đen, silica, oit sắt đỏ…

Đối với cao su nitril có thể thêm PVC để

tăng tính kháng ozon

Cao su tổng hợp có thể lưu hoá

bằng các phương pháp lưu hoá như : lưu

hoa bằng lưu huỳnh, bằng peroxit, oxit

chì, quinonesdioximes có sự hiện diện

Cao su tự nhiên

Thu được từ mủ (latex) của nhiềuloại cây cao su, đặc biệt nhất là loại câyHevea brasiliensis

Cao su thiên nhiên là cao sukhông phân cực nên có thể hoà tan trongcác dung môi không phân cực họ béo, họthơm, không tan trong các dung môiphân cực mạnh của ceton

- Tính chịu nhiệt kém, phân huỷmạnh ở nhiệt độ 1920C, khối lượng riêngcủa cao su thiên nhiên khô là0,914g/cm3

+ Tỷ trọng : 0,92+ Hệ số trương nở thể tích : 0,000620C+ Khả năng toả nhiệt khi đốt: 10,7cal/g+ Độ dẫn nhiệt : 0,00032cal/giây/cm2/0C+ Trở kháng thể tích : 105ohm/cm3

Một số tính năng cơ lý được khảosát : Modul, kháng đứt, biến dãn đứt, khảnăng đàn hồi, độ nhớt Mooney, độdẽo,kháng uốn gấp, kháng mài mòn, độtrương nỡ trong các dung môi…

của oxit kẽm… dể dàng bằng lưu huỳnh và chính điều

này làm cho cao su dễ bị oxi hoá, ozontác dụng dẫn đến tình trạng lão hoá do

đó tính chịu nhiệt cao su kém

- Các phản ứng hoá học :+ Phản ứng cộng cao su thiên nhiên cóthể cộng H2, Cl2, Br2, I2 và một số axit đểtăng khả năng chị nhiệt độ và kháng môitrường

+ Phản ứng thế : các F2, Cl2, Br2, I2 điều

có thể thế trong mạch cao su sản phẩmtạo thành có tính phân cực

+ Phản ứng gây lão hoá : trong thời gianchế biến, lưu trữ và sử dụng cao su bịbiến tính, thay đổi màu sắc, tính năngcũng như chât lượng cao su do nhiềunguyên nhân gây ra như : nhiệt độ, ozon,ánh sáng , thời tiết và uốn gấp…

Bảng 1 : so sánh tính chất giữa cao su tổng hợp và cao su tư nhiên

1.4 Sản lượng tiêu thụ cao su tổng hợp

1.4.1 Sản lượng tiêu thụ cao su tổng hợp ở Việt Nam

1.4.2 Sản lượng tiêu thụ cao su tổng hợp trên Thế Giới

Giá cao su thiên nhiên tăng dẫn đến lượng tiêu thụ cao su tổng hợp tăng Sảnlượng tiêu thụ cao su tổng hợp của Trung Quốc năm 2006 tăng khoảng 100.000 tấn sovới 1,63 triệu tấn của năm 2005 Nhu cầu tiêu thụ cao su tổng hợp của TQ sẽ tăngtrung bình 6% trên mỗi năm từ 2006 cho tới 2010, đạt 3,21 - 3,55 triệu tấn ở thờiđiểm đó Theo đánh giá của các nhà nghiên cứu đến năm 2010, sản lượng cao su tổnghợp của TQ tiêu thụ sẽ đạt 2,7 triệu tấn

Tại Ấn Độ sản lượng tiêu thụ cao su tổng hợp dự báo sẽ đạt 350.000 tấn vào

2010 do nhu cầu của lĩnh vực ô tô tăng nhanh, trong khi sản lượng sản xuất giảm, cónghĩa là nhập khẩu cao su tổng hợp sẽ tăng lên Tổng tiêu thụ đã tăng 14% trong năm2006/07 lên 270.30 tấn, so với 237.495 tấn năm 2005 Tiêu thụ trong ngành lốp xetăng 20% đạt 170.809 tấn Lốp xe chiếm khoảng 60% tổng tiêu thụ cao su tổng hợp ở

Ấn Độ Việc tăng tiêu thụ ô tô, dự kiến sẽ gấp đôi lên 2 triệu tấn vào 2010, sẽ đẩy sảnlượng tiêu thụ cao su tổng hợp tăng mạnh Nhập khẩu chắc chắn cũng sẽ tăng 10%mỗi năm do sản lượng trong nước giảm Ấn Độ đã nhập khẩu 172.000 tấn cao su tổnhợp trong năm 2006/07 Theo Hiệp hội các nhà sản xuất lốp ô tô, sản lượng lốp xe dựbáo sẽ tăng 7-8% mỗi năm, song Ấn Độ có xu hướng tăng sử dụng cao su tổng hợp

Tỷ lệ của cao su tổng hợp trong sản lượng cao su đã tăng tới 25% từ đầu 2009 đếnnay so với 22% năm 2008 Nhu cầu từ các lĩnh vực khác ngoài lốp xe dự báo cũng sẽtăng, như các sản phẩm cao su, dây băng tải bằng cao su, tấm cao su…

Sản lượng cao su tổng hợp của Ấn Độ chủ yếu được cung cấp từ các hãng sảnxuất như Reliance Industries Ltd và Apar Industries Ltd Indian Petrochemicals CorpLtd , ở đó Reliance có 46% cổ phần, sản xuất khoảng 73.000 tấn polybutadiene(PBR), trong khi Apar sản xuất khoảng 23.600 tấn cao su nitrile Ấn Độ không sảnxuất mà hoàn toàn nhập khẩu các loại cau su butyl và styrene-butadiene (SBR) để đápứng nhu cầu

Thái Lan năm 2008 dự kiến sẽ tăng 50% so với năm 2007 do các hãng sản xuấtcao su tự nhiên chuyển từ sử dụng mủ cao su tự nhiên sang cao su tổng hợp Bởi vìphần lớn các hãng sản xuất găng tay cao su lớn của Thái Lan đang chuyển hướngsang dùng cao su tổng hợp do chúng có giá rẻ hơn cao su tự nhiên Do đó tỷ lệ sửdụng cao su tổng hợp trong sản xuất găng tay cao su đã tăng từ mức 3% trong 3 nămgần đây

Năm 2007, Thái Lan đã nhập khẩu 239.058 tấn cao su tổng hợp, tăng so với219.488 tấn của năm trước đó Từ đầu năm tới nay mỗi tháng các công ty sản xuấtgăng tay cao su Thái Lan tiêu thụ khoảng 20.000 tấn cao su tổng hợp, tăng mạnh sovới mức 1.000-2.000 tấn cách đây 1 năm

Cao su tổng hợp được yết giá ở mức 1.200 USD/tấn trong tháng 5 năm 2008 sovới mức 900-1.000 USD/tấn năm 2007 Trong khi mủ cao su tự nhiên, thành phần

chiếm tới 70% chi phí sản xuất găng tay cao su, đã tăng từ 1.650 USD/tấn lên 2.200USD/tấn.

Cuối năm 2008 do tình hính suy giảm kinh tế toàn cầu đã làm cho sản lượngtiêu thụ cao su tổng hợp giảm Sụt giảm mạnh nhất là tại Châu Âu và Bắc Mỹ, còn tạichâu Á Thái Bình Dương, tiêu thụ cao su đã giảm lần đầu tiên kể từ năm 1998 đến

2008 Diễn biến của khủng hoảng kinh tế toàn cầu vào cuối năm 2008 làm sản lượngtiêu thụ cao su giảm nhưng vị thế của nước tiêu thụ cao su lớn nhất thế giới hiện nay

là Trung Quốc (TQ) vẫn không thay đổi Bởi vậy tốc độ tăng trưởng tiêu thụ cao sutổng hợp trên thế giới vẫn đang sẽ phụ thuộc vào nước này

Tiêu thụ cao su thế giới trong năm kết thúc vào tháng 6/2009 đạt 20,8 triệu tấn,mức thấp nhất kể từ tháng 6/2005 Tiêu thụ trong tháng 6/2009 đã giảm 12,3% so vớicùng tháng năm ngoái

Sản lượng cao su tổng hợp trong tháng 6/2009 giảm 13,7% so với cùng thángnăm ngoái, trong khi sản lượng cao su thiên nhiên toàn cầu giảm 3,7%

Trong năm 2009 (tháng 1 – tháng 12), tiêu thụ cao su thiên nhiên dự báo sẽgiảm 5,5%, trong khi tiêu thụ cao su tổng hợp sẽ giảm 7,3%

Theo các chuyên gia dự báo sản lượng tiêu thụ cao su tổng hợp sẽ tăng trở lại trong năm 2010 - 2011 Khi tình hình kinh tế thế giới ổn định trở lại

CHƯƠNG 2: MỘT SỐ LOẠI CAO SU TỔNG HỢP THƯỜNG DÙNG

2.1 Sơ đồ qui trình sản xuất cao su tổng hợp

1) Mua Nguyên Liệu Thô

Lựa chọn kỹ nguyên liệu thô đáng ứng

yêu cầu chất lượng và yêu cầu của

người sử dụng

2) Nhập Nguyên Liệu Thô

Đánh giá nguyên vật liệu thô và đảm bảo đạt được các tiêu chuẩn và chất lượng đã đề ra.

4) Trộn nguyên liệu (Lần 1)

Trộn tất cả vật liệu thô vào nhau trong

Banbury theo một quy trình trộn cụ thể

để đảm bảo sản xuất ra cao su tổng

hợp được trộn đều.

3) Chuẩn Bị Nguyên Liệu

Lượng hóa chất cho vào sản phẩm polime và theo công thức hóa học đã

đề ra

5) Quá Trình Làm Nguội

Các phần đã trộn của cao su tổng hợp

được đặt riêng khoảng 14-16 giờ trước

khi bước vào giai đoạn trộn thứ hai

7) Đóng Gói

cao su tổng hợp được đóng gói chung với nhau theo kết quả kiểm tra và sẵn sàng giao cho khách hàng

6) Trộn Hỗn Hợp (Lần 2)

Các phần trộn riêng rẽ của cao su tổng hợp ở lần 1 được trộn lại lần 2 để đảm bảo sản xuất ra cao su tổng hợp được trộn đồng đều.

2.2 Một số cao su tổng hợp thường dùng trong công nghiệp cao su

2.2.1 Cao su Styrene Butadien (SBR)

2.2.1.1 Giới thiệu

Là loại cao su được sản xuất nhiều nhất Cao su SBR là sản phẩm đồng trùngcủa Styrene và Butadien, đã được các nhà nghiên cứu người Đức đưa ra vào năm

1930

2.2.1.2.Nguyên liệu và phương pháp sản xuất cao su Styrene Butadiene

Nguyên liệu để sản xuất cao su Styrene Butadiene

Butadiene: được sản xuất từ dầu mỏ như Butane và Butylene là nguồn gốcchính được nhiệt phân(cracking) ở xưởng lọc dầu

H2C CH3

Styrene

Phản ứng đồng trùng được thực hiện theo hệ thống polime hóa ở dạng mủ(emulsion) theo công thức sau:

2:Thành phần khối lượng sản xuất cao su Styrene Butadiene nóng

Các monome đươc nhủ hóa bằng xà phòng trở thành thể nhủ tương dầu trongnước Dodecyl percaptan là chất điều hòa khối lượng của polime hóa Hydroquinonechấm dứt phản ứng polime hóa và chất phòng lão bảo vệ polime khỏi bị oxy hóa.Năm 1948 phản ứng polime hóa được cải thiện và được thực hiện ở nhiệt độ 410F chomột loại cao su SBR lạnh (cold rubbe)

SBR lạnh có khả năng chống mài mòn lớn hơn SBR nóng và thường được sửdụng làm cao su để làm mặt lớp xe

Công thức sử dụng polime hóa cao su SBR lạnh như sau:

Short stop-hydro quinome 0,1

Atioxidant (Agerit powder) 1,25

Nhiệt độ đồng trùng 1220F

K4P2O7 Tối đa 0.45

P6 Menthane hydropeoxit Tối đa 0,15

Chất kết thúc phản ứng polime hóa :

+ Nadimethyldithiocarbamate Tối đa 0,15

Chất phòng lão Wing Stay S

Chất đánh đông

1,25% tùy theo tl c suMuối axit

Bảng 3 : Thành phần khối lượng sản xuất cao su Styrene Butadiene lạnh

Sản phẩm tạo thành với công thức :

H2C HC HC CH HC CH2

2

Cao su Styrene Butadiene

2.2.1.3 Tính năng của cao su Styrene Butadiene

a.Tính năng cơ học

- Tính chống nứt thấp nhất ở nhiệt độ cao Ở 1000C sẽ mất đi 60% tính chốngnứt

-Tính chịu nhiệt thấp, ở 940C cao su bị lưu hóa sẽ mất đi 2/3 cường lực và 30%

tỉ lệ dãn dài

b Tính năng thao tác trong sản xuất

- Lượng tiêu hao trong sơ hỗn luyện lớn Nếu sơ luyện lâu dài độ dẻo kém dần

vì tạo trong cao su các liên kết không gian 3 chiều

- Độ dẻo thấp nên khó điền đầy khuôn Chỉ có thể tăng độ dẻo bằng dầunaphthalene, nhựa thông, coumararone indene resine

- Nhiệt độ nội sinh lớn so với cao su thiên nhiên gây tổn thất lớn dẫn đến sản

- Cao su SBR không có chất độn, cường lực kéo đứt rất thấp không đáp ứngnhu cầu sử dụng, do đó sử dụng cao su này cần phải có một lượng chất độn bổ cườnglớn, đặc biệt là than đen.

- Tốc độ lưu hóa cao su SBR chậm hơn so với cao su thiên nhiên

- Thường cao su SBR bán trên thị trường có ngậm phòng lão D, acid – stearic,dầu…Khối lượng do nhà sản xuất qui định, thường là 1,5% phòng lão D, 3,5% acidstearic

2.2.2 Cao su polybutadiene

2.2.2.1 Giới thiệu

Cao su polybutadiene được sản xuất tại Châu Âu vào đầu năm 1930 cho đếnnăm 1950 mới được sản xuất lớn ở Mỹ nhờ sự khám phá ra chất xúc tác hữu cơ kimloại Mười năm gần đây dung dịch polybutadiene polyme hóa đã đi vào các hỗn hợplàm lớp xe và các hỗn hợp khác, do đó cao su polybutadien đã chiếm vị trí thứ hai saucao SBR trong các loại cao su tổng hợp

2.2.2.3 Nguyên liệu và phương pháp sản xuất cao su polybutadiene

Nguyên liệu để chế tạo là Butadiene

- Năm 1940 Polybutadiene dạng nhũ được sản xuất ở Mỹ

- Năm 1950 sản xuất dung dịch Polybutadiene và được tung ra thị trường với

số lượng lớn và với các chất xúc tác như Titan, Cobalt, Niken Polybutadiene hàmlượng cis cao được sản xuất nhiều hơn Polybutadiene hàm lượng trung bình

C C

H H

2 3

Polybutadiene loại cis – 1,4

2.2.2.4 Tính năng cao su Polybutadiene

a Cao su sodium butadiene của Liên Xô

độ nặng của cao su Cao su Sodium Butadiene khó gia công bằng máy móc

 Tính năng cao su lưu hoá

Cao su Sodium Butadiene lưu hoá không có chất độn lực kéo đứt chỉ là 18kg/cm2 Khi trộn than đen gia cường lực có thể đạt đến 200kg/cm2

12-b Cao su Polybutadiene của Mỹ

 Khả năng gia công

Polybutadiene khó sơ luyện, khó ép hình, khó đùn so với cao su SBR

Cũng giống như Sodium Butadiene, khi tăng nhiệt độ quá 100oF,Polybutadiene trở nên khô nhám, không bám trục cán, kén dính Tuy nhiên cũng có

thể dùng vài chất làm mềm để dể cán như là acid sulfonic tan trong dầu với dầuparaffine và các dẫn xuất muối kẽm peutachlorothiolphenol.

Cao su Polybutadiene có khả năng ngậm chất độn rất cao mà không giảm tínhnăng cơ lý của thành phẩm

2.2.3.2 Nguyên liệu phương pháp và sản xuất cao su Polychloroprene

Polychloroprene được hãng Dupont De Nemeurs giới thiệu vào năm 1932 vàpháy triển với tên thương mại là Neoprene GN (1939) Nó là chất trùng ngưng giữa 2-chlorobutandiene 1-3

H CH2Cl

Phương trình trùng hợp cao su PolychloropreneĐầu tiên được điều chế từ vinylaetylene Từ năm 1966 chúng được tổng hợp từbutadiene theo phương pháp của các hãng BP Chemicals và Dupont De Nemours

Công thức tổng hợp của phương pháp này như sau :