Hình 1.11 Công thức cấu tạo Diethyl dithiocarbamate kẽm
Trong chế biến sản phẩm cao su từ latex, cao su thiên nhiên, tổng hợp, diethyl dithiocarbamate kẽm thuộc nhóm dithiocarbamate không tan trong nước, trung tính.
18 a)Tính chất
Diethyl dithiocarbamate kẽm là chất bột có màu trắng d=147, T0nc= 171 - 1780C, không tan trong nước, xăng, cồn, tan trong benzene, chloroform, carbon disulfide (CS2), tan ít trong carbon tetrachloro acetone.
Trong chế biến sản phẩm cao su từ latex, cao su thiên nhiên, tổng hợp, diethyl dithiocarbamate kẽm thuộc nhóm dithiocarbamate không tan trong nước, trung tính. Khi gia công cần biến đổi thành dạng khuếch tán trong nước như mọi trường hợp của các chất không tan trong nước khác.
Độ lão hóa tốt khi lưu hóa tới mức tối hảo. Không ảnh hưởng màu sắc, do đó thích hợp chế biến sản phẩm màu tươi và màu trắng. Do không độc tính, không truyền mùi vị, diethyl dithiocarbamate kẽm dùng được cho chế biến sản phẩm tiếp xúc với thực phẩm.
b)Tác dụng
Xúc tiến lưu hóa kể từ nhiệt độ 700C, tác dụng cực nhanh ở nhiệt độ từ 90 - 1000C cho đến 1600C.
Tăng hoạt mạnh cho các chất gia tốc nhóm thiazole, guanidine và aldehyde amin. Sản phẩm có tính chất tốt hơn khi phối hợp với nhóm thiazole.
c)Lượng dùng
Với trường hợp latex, dùng như chất gia tốc chính: 0.5 - 1.5%, có thể tăng hoạt mạnh hơn nữa với 0.2 - 0.6% nhóm thiazole (S dùng từ 0.5 - 2.5%).
1.4.3Chất trợ xúc tiến
1.4.3.1 Định nghĩa và công dụng
Chất trợ xúc tiến, hay còn gọi là chất tăng hoạt lưu hóa, là chất có tác dụng phụ trợ gia tốc lưu hóa cao su, tăng cường hoạt tính chất gia tốc hay bổ chỉnh tác dụng nghịch của một số hóa chất khác trong cấu tạo hỗn hợp cao su (bao gồm latex). Chất trợ xúc tiến được phân làm 2 loại:
19
Nhóm vô cơ: oxide kim loại.
Nhóm hữu cơ: các acid béo, chất gia tốc lưu hóa yếu hoặc các chất gia tốc lưu hóa mạnh lượng dùng thấp so với lượng bình thường.
1.4.3.2 Oxide kẽm (ZnO)
a) Tính chất
Bột màu trắng d=5.5.7 - 5.6, ở trạng thái vô định hình hay hình kim tùy theo điều kiện oxide hóa kẽm, kích thước 0.1 - 0.9μm. Nhiệt dung riêng: 0.646 cal/0C.cm3, ở trạng thái nguyên chất tan trong nước: 0.005 g/l ở 250C.
Bảng 1.3 Chỉ tiêu chất lượng ZnO thường (AFIC)
Chính phẩm Thứ phẩm 1. Dạng
2. Ẩm độ, tối đa
3. Giữ lại ở rây 200 mesh - Giữ lại ở rây 300 mesh, tối đa 4. Acid, tối đa
5. Không tan trong HCl loãng, tối đa 6. Hàm lưỡng ZnO tối thiểu
7. Hàm lượng Pb và Cd, tối đa 8. Hàm lượng Cu, tối đa
Bột màu trắng 0,5% 0 1% 0,1% 0,1% 99% 0,1% 0,002% Bột màu trắng hơi xám 0,5% 0 1% 0,1% 0,1% 97% 0,5% 0,002% b)Tác dụng
Trong ngành cao su ZnO có 6 tác dụng:
Tăng trợ lưu hóa cao su hay tăng hoạt cho chất gia tốc trực tiếp hoạt qua sự thành lập savon kẽm khi phối hợp với acid béo.
Độn tăng cường lực cao su
Dẫn nhiệt và khuếch tán nhiệt (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Nhiệt gel hóa hay thu nhiệt đông đặc latex.
20
Bổ chỉnh hiệu quả của MgO lưu hóa cao su polychloroprene.
Ở hỗn hợp latex va cao su lưu hóa, trừ lượng dùng như chất tăng hoạt, nếu lượng dùng như chất trợ xúc tiến, nếu lượng ZnO càng cao thì độ lão hóa của hỗn hợp càng cao do đó phải lưu ý tới việc sự dụng chất kháng lão và cần chỉnh lại lượng lưu huỳnh trong công thức bị mất qua phản ứng sinh ra sulfur kẽm.
Ở hỗn hợp cao su latex cần đưa qua dạng khuếch tán trong nước như trường hợp lưu huỳnh.
c) Lượng dùng
Đối với latex: 1 - 3% có hiệu quả cho mọi chất xúc tiến. Khi trộn vào latex cần đưa qua dạng khuếch tán trong nước như trường hợp lưu huỳnh
1.4.3.3 Acid stearic
Tên khác: Acid octadecylic - acid octadecanoic – sáp acid stearic - sáp chua. Khối lượng phân tử M=284.
a) Tính chất
Là một acid béo, tinh thể dạng lá mỏng, màu trắng sáng. Dạng thương mại: bột, hạt, vẫy, phiến, cục, d=0,84; T0nc: 69.60C, T0s: 2910C (100mmHg). Tan trong ether chlorofrom, benzene, CCl4, CS2, cồn, không tan trong nước.
Trong sản phẩm cao sư lưu hóa, phẩm acid stearic có hàm lượng acid oleic thấp cho cơ tính và độ hóa dẻo tốt. Ngược lại, độ lão hóa càng xấu khi hàm lượng acid oleic càng cao do cơ cấu chưa no của acid béo lỏng này. Như vậy cần lưu ý tới độ nguyên chất của acid stearic sử dụng.
b)Tác dụng
21
Tăng hoạt chất gia tốc trực tiếp hoặc qua sự thành lập savon kẽm tan trong cao su khi phản ứng với oxide kẽm.
Hóa mềm dẻo cao su cán luyện.
Khuếch tán chất độn và hóa chất khác.
Giảm tính dính của cao su sống: trơn.
Kháng lão hóa vật lý cho cao su lưu hóa.
Cơ chế tăng hoạt chất gia tốc đã đề cập ở oxide kẽm. Trong trường hợp latex, phải đổi thành dung dịch sodium stearate mới có thể hòa trộn vào được. Savon này còn rất thích hợp cho thoa khuôn, dễ tháo lấy sản phẩm lưu hóa hoàn tất hơn các loại savon chế từ dầu thực vật.
Do acid stearic có độ hòa tan trong cao su có giới hạn (trừ cao su butyl), khi có lượng tự do, nó sẽ di chuyển ra mặt ngoài sản phẩm ngay sau lưu hóa tạo sự kháng lão hóa vật lý cô lập cao su và không khí.
c) Lượng dùng
Dùng như chất tăng hoạt có các hiệu quả khác 1 - 4% hoặc 0 - 1% (% đối với trọng lượng cao su) cho những chất gia tốc không đòi hỏi có chất acid stearic tăng hoạt.
1.4.4Chất phòng lão
1.4.4.1 Định nghĩa và công dụng
Chất phòng lão còn gọi là chất kháng lão có chức năng cản trợ hay giảm tối thiểu sự hư hỏng của cao su lưu hóa. Sự hư hỏng thể hiện qua sự biến đổi giảm mất các đặc tính ban đầu, thường đưa đến hiện tượng “chảy nhão”.
Theo các yếu tố gây hư hỏng cao su, chất phòng lão được chia thành 3 nhóm chính:
Kháng oxygen
Kháng kim loại Cu và Mn
Kháng quang hủy và ozone (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Sự phòng kháng phối hợp: tùy theo yêu cầu sản phẩm cao su chế biến mà cần thiết phải có sự phòng lão thích hợp, thường là phối hợp để đạt hiệu quả tối ưu.
22
Hình 1.12 Công thức cấu tạo BHT
1.4.4.2 Butylated Hydroxy Toluene (BHT)
a) Tính chất
Tan trong benzen, toluen, cồn, acetone, cacbontetrachlorua, ethyl acetate và xăng. Không tan trong nước hoặc dung dịch nước pha loãng.
b)Tác dụng
BHT là chất chống oxy hoá hiệu quả cao, thường được sử dụng cho: cao su, nhựa, chất dẻo, polyether polyols, dầu thực vật, dầu khoáng, nhiên liệu, keo dán, mực in, aliphatic and cyclicethers.
c) Lượng dùng
Liều lượng sử dụng 50mg/Kg thể trọng sẽ không gây ra độc tính ở bất cứ cấp độ nào.
1.4.5Chất làm đặc
1.4.5.1 Định nghĩa
Chất làm đặc là chất tạo ra độ đặc qua đó ứng dụng thay đổi độ nhớt của dung dịch theo yêu cầu kĩ thuật gia công.
1.4.5.2 Cenllulose Ether (HEC)
Cenllulose Ether là một chất làm đặc. Được thu được từ gỗ hoặc bông (thân thiện với môi trường). Trước khi được chế biến thành HEC, Cenllulose là một polymer không tan trong nước. Sau quá trình ether hóa, cenllulose được sản xuất thành ether tan trong nước (hay còn được gọi là MECELLOSE -HEC).
23
Dạng bột màu trắng, không mùi, rất mịn và rất dễ tan trong nước lạnh. Tuy nhiên, độ tan của HEC còn phụ thuộc vào tính kiềm hoặc axit, hoạt động ổn định trong môi trường pH khoảng từ 3.0- 11.0.
1.4.6Chất màu sử dụng cho cao su
Chất màu được chia làm hai nhóm: vô cơ và hữu cơ.
Nhóm vô cơ được dùng nhiều trước năm 2015, ngày nay được thay thế bởi phẩm hữu cơ trừ TiO2 và carbon black, do có khuyết điểm: tỷ trọng cao, khả năng nhuộm màu yếu (lượng dùng cao), cho sản phẩm đục, không tươi màu nhưng có ưu điểm là giá thành thấp.
Nhóm hữu cơ giá thành cao, có gam màu rộng và độ cho màu mạnh. Nhóm hữu cơ được chia làm hai loại:
- Bột màu hữu cơ tự nhiên: có sẵn trong tự nhiên; độ chịu sáng kém, màu nhanh phai và màu sắc không đa dạng.
- Bột màu hữu cơ tổng hợp: là những hợp chất hữu cơ hoặc phức của chúng được tổng hợp từ các sản phẩm dầu mỏ. Màu sắc đa dạng, độ sáng cao. Chất màu hữu cơ có lượng sử dụng thấp nhưng khả năng nhuộm cao, với điều kiện khuếch tán tốt trong hỗn hợp cao su.
Một chất màu sử dụng cho cao su thiên nhiên hay cao su tổng hợp cần phải có các điều kiện sau đây:
Chịu nhiệt từ 100-2000C (chiu được sự gia nhiệt lưu hóa cao su)
Không tan trong cao su, dung môi và chất hóa dẻo cao su.
Bền với ánh sáng, nước, rượu savon và xút, trong hỗn hợp cao su.
Không ảnh hưởng tới sự lưu hóa và bảo quản cao su.
Mịn (vì độ mịn phần nào quyết định tính dễ khuếch tán và năng suất).
24 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
1.5 Màu sắc của cao su
Sản phẩm làm từ latex cao su thiên nhiên thường có màu vàng đặc trưng. Những khảo sát latex tiết ra từ cây cao su (qua kính hiển vi) đã chứng minh sự hiện diện của Frey– Wyssling là những tiểu cầu thuộc về nhựa có màu vàng.
Dựa trên các phân tích quang phổ độ phân giải cao, người ta thấy rằng các chất màu được chiết xuất từ cao su thiên nhiên bao gồm các carotenoid, este tocotrienol, este rượu béo, tocotrienols, axit béo không bão hòa, rượu béo, diglyceride và monoglyceride. [23] [24]
“Phần vàng” này có tính không bền, có thể thải trừ được sắc tố vàng này [22].
1.6 Cấu tạo và màu sắc của móng tay người
1.6.1Cấu tạo
Móng là biến dạng của da ở các đầu ngón tay. Chúng có một cấu tạo phức tạp gồm 3 lớp (Hình 1.12):
Đĩa móng (Nail plate): cấu tạo bởi lớp sừng, có màu hồng vì nằm trên giường móng có nhiều mạch máu nuôi dưỡng.
Liềm móng (Lunula) hình bán nguyệt, màu trắng nhìn rất rõ ở ngón tay cái.
Giường móng (Nail bed): tập trung các mạch máu, chịu trách nhiệm nâng đỡ và phát triển móng.
Lớp biểu bì eponychium (Cuticle) là lớp thượng bì nằm giữa nếp gấp gần của móng và mặt lưng của đĩa móng.
1.6.2Màu sắc
Dựa vào cấu tạo móng, ta có thể nói rằng, màu hồng của móng tay mà ta nhìn thấy là do mạch máu dưới lớp đĩa móng keratin. Mỗi người có màu sắc và hình dạng móng đặc trưng nhưng nhìn chung tình trạng của một móng tay bình thường là: mềm, dẻo màu hồng, vẻ trơn láng.
25
Ngoài ra, màu sắc và hình dạng của một ngón tay người có thể thay đổi. Vì móng tay chịu ảnh hưởng của sức khỏe tổng quát cơ thể. Một số những thay đổi về dinh dưỡng hoặc bệnh có thể ảnh hưởng về hình dạng, màu sắc và hình dạng của móng.
26
1.7 Qui trình gia công sản phẩm từ latex cao su thiên nhiên
Hình 1.14 Qui trình gia công sản phẩm từ latex cao su thiên nhiên
Các điều kiện vật lý như sự thoáng khí, sạch sẽ, nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm, thời gian tồn trữ … ảnh hưởng đến chất lượng nguyên liệu.
1.7.1Cân đong
Khâu cân đong rất quan trọng, ảnh hưởng đến quy trình chế biến và chất lượng sản phẩm, người cân đong làm việc cần có ba yếu tố: thứ tự - chính xác –có phương pháp và lưu ý những điểm:
27
Kiểm tra và bố trí có khoa học dụng cụ, phương tiện cân đong
Nghiêm chỉnh chấp hành những qui định: loại, qui cách, phẩm chất, số lượng nguyên liệu hóa chất, nhóm hòa trộn chung…
Cân đong từng chất một và theo từng công thức một
Tôn trọng các điều lệ lao động và phòng cháy chữa cháy
Không quên trừ bì, vật chứa và dùng đúng loại vật chứa
Kiểm tra toàn bộ nguyên liệu sau khi cân đong
Nơi cân đong thật khô ráo, sạch sẽ, ngăn nắp. Nguyên liệu hóa chất được đánh dấu và ghi nhãn hiệu nhất định
1.7.2Khuấy trộn (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Khuấy trộn là sự trộn lẫn cơ học các hóa chất cần thiết vào cao su gọi là hỗn luyện. Khuấy trộn trong trường hợp latex:
Đối với chất phụ gia không tan trong nước (thường ở thể khô), trước khi hòa trộn cần phải tán nghiền thật mịn trong nước thành một thể huyền phù.
Đối với các hóa chất phụ gia tan được trong nước cũng hiếm khi rót vào latex trực tiếp ở trạng thái nguyên chất, ngoài ra phải kết hợp với điều kiện khuấy trộn tốt nhất khi cho chúng vào latex nhằm mục đích giúp chúng phân tán đồng nhất trong latex và tránh hiện tượng kết lắng.
1.7.3Định hình sản phẩm
Định hình sản phẩm là giai đoạn tạo ra hình dáng gần đúng với dạng thật sự của sản phẩm. Đối với latex thì phương pháp định hình hỗn hợp cao su qua sự hòa tan hỗn hợp trong dung môi thành dung dịch để tráng, thoa, phết, phun sương hay nhúng, cho ra một ván mỏng sau khi dung môi bay hơi.
1.7.4Lưu hóa
Lưu hóa là giai đoạn quan trọng trong quy trình chế biến sản phẩm cao su, tạo ra phản ứng lưu hóa cao su để sản phẩm đạt các tính chất cơ lý, hóa tính đã qui định, qua sự gia nhiệt trong trường hợp hỗn hợp cao su có chất lưu huỳnh hay chất nhiệt phóng thích lưu huỳnh.
28 Những nguyên tắc cần lưu ý:
Lưu hóa đúng nhiệt độ và thời gian qui định. Đây là công việc có tính chất bắt buộc, vì lưu hóa chưa tới mức hay quá mức đều tạo chất lượng sản phẩm kém, không đồng bộ và những hiện tượng phụ của lưu hóa sẽ xảy ra, trong trường hợp công thức, nguyên liệu hóa chất chế biến đạt yêu cầu.
Sự truyền nhiệt phải đồng nhất toàn bộ diện tích, bề mặt và độ dày của sản phẩm
Tránh thực hiện lưu hóa nhiều giờ cho sản phẩm dày, mà công thức thiết lập không có công thức đồi lưu hóa, vì phản ứng nhiệt lão hóa xảy ra. Điều này cần lưu ý khí gia công.
Nắm vững nhiệt độ tương ứng của áp lực hơi nước
1.7.5Giải nhiệt
Sự oxide hóa cao su bởi oxygen khí trời là nguyên nhân gây lão hóa và dẻo hóa cao su sống và gây lão hóa cao su lưu hóa. Sự oxide hóa xảy ra nhanh hơn nữa khi có nhiệt nóng tham gia. Như vậy chúng ta cần phải giải nhiệt để hạn chế phản ứng nhiệt oxide hóa gây biến đổi tính chất đạt được.
1.7.6Hoàn tất- KCS
Khâu hoàn tất là công việc tạo ra sản phẩm hoàn chỉnh nhất, gồm cả công việc đóng gói bao bì, dán nhãn hiệu. Trong giai đoạn hoàn tất, cần lập ra bộ phận kiểm tra chất lượng sản phẩm gọi tắt là KCS, kiểm tra các tính chất ngoại quan: độ bóng láng, màu sắc, khuyết tật, kích thước…và trong bộ phận KCS trực tiếp nơi sản xuất có mối quan hệ mật thiết với phòng thí nghiệm, kĩ thuật để thường xuyên kiểm tra các đặc tính cơ lí của sản phẩm và theo dõi tính đồng bộ về chất lượng nếu sản xuất hàng loạt.
1.8 Các phương pháp đánh giá tính chất
1.8.1Xác định tổng hàm lượng chất rắn của latex CSTN
Phương pháp này dựa trên tiêu chuẩn TCVN 6315:2015.
1.8.1.1 Mục đích
xác định tổng hàm lượng chất rắn của latex cao su thiên nhiên- nguyên liệu gia công móng tay giả thẩm mỹ.
29
1.8.1.2 Nguyên tắc
Sấy phần mẫu thử của latex đến khối lượng không đổi dưới các điều kiện quy định ở áp suất khí quyển hoặc chân không. Tổng hàm lượng chất rắn được xác định bằng cách cân mẫu thử trước và sau khi sấy đến khối lượng không đổi.
1.8.1.3 Thiết bị, dụng cụ
Đĩa đáy phẳng, thành thấp, đường kính khoảng 60 mm; tủ sấy; bình hút ẩm; cân phân tích, có khả năng cân chính xác đến 0,1 mg.
1.8.1.4 Cách chuẩn bị mẫu
Cân đĩa chính xác đến 0,1 mg. Rót vào đĩa 1,5 g ± 0,5 g latex và cân khối lượng (m0) chính xác đến 0,1 mg. Lắc nhẹ đĩa để đảm bảo latex bao phủ đáy đĩa.