Lưu huỳnh ➢ Tính chất:
Lưu huỳnh là chất màu vàng, tỉ trọng d=2,07 không mùi, không vị, không tan trong nước, tan ít trong cồn, ether, glicerine, tan nhiều trong carbon disulfide, chà sát phát sinh điện tích âm. Ở trạng thái nguyên chất có phản ứng trung tính. Độ dẫn điện và dẫn nhiệt kém. Nóng chảy ở 119 oC; thành chất lỏng màu vàng nhạt, trong, sậm màu ở 160
11
oC; hóa dày và nhão ở 200 – 250 oC, trở lại trạng thái lỏng ở 3300oC và bốc hơi màu nâu ở 444,6 oC. Nhiệt độ bốc cháy là 266 oC, với ngọn lửa màu xanh lam và bốc khí SO2.
➢ Tác dụng:
Lưu huỳnh được sử dụng là chất lưu hóa cho cao su và latex thiên nhiên, tổng hợp, ngoại trừ cao su chloroprene.
Lưu huỳnh có tác dụng lưu hóa qua sự thành lập cầu nối giữa các phân tử hydrocacbon cao su. Nếu không có lưu huỳnh hay chất lưu hóa khác thỳ sự lưu hóa không xảy ra và cao su ở trạng thái sống.
Hoạt tính lưu hóa của lưu huỳnh phụ thuộc vào sự có mặt của chất xúc tiến lưu hóa. Nếu không có mặt chất xúc tiến lưu hóa: quá trình lưu hóa ở 150 oC sẽ xảy ra quá trình phá vòng phân tử lưu huỳnh theo cơ chế gốc hoặc ion. Các gốc ion hoạt tính cao sẽ tham gia vào phản ứng với mạch đại phân tử cao su tạo thành một số cầu nối giữa các mạch polysunfit và một số nhóm pesunfit có khả năng tham gia vào phản ứng khâu mạch đại phân tử, thường tạo thành các sunfit mạch vòng. Như vậy nếu không có mặt xúc tiến lưu hóa thì quá trình lưu hóa xảy ra chậm, đòi hỏi nhiệt năng lớn cho lưu huỳnh.
Lưu huỳnh chủ yếu tham gia vào phản ứng vòng hóa trong cùng một mạch đại phân tử do đó mật độ mạng lưới không gian thưa thớt.
Nếu có mặt chất xúc tiến thì quá trình lưu hóa xảy ra nhanh hơn, nhiệt độ lưu hóa thấp, số liên kết ngang nhiều, số nguyên tử lưu huỳnh liên kết ngang ít, mật độ phân bố đều. Đối với sản phẩm cao su lưu hóa từ latex, lưu huỳnh không thể hòa trộn vào trạng thái ban đầu mà cần xử lý biến đổi thành dạng huyền phù: lưu huỳnh khô được tán nghiền (hoặc dùng các chất phụ gia khác) với nước liên tục nhiều giờ ở máy nghiền bi, có hiện điện của chất phân tán, tẩm ướt và chất kiềm.
12
Sự lưu hóa chỉ xảy ra khi có lượng lưu huỳnh hóa hợp 0.15% đối với trọng lượng cao su.
Đối với cao su lưu hóa mềm và latex: dùng từ 0.5 - 3% đối với trọng lương cao su khô, có sử dụng chất gia tốc lưu hóa
1.5.2Chất xúc tiến
1.5.2.1. Định nghĩa và mục đích
Chất gia tốc lưu hóa, còn gọi là chất xúc tiến, là chất hữu cơ có tác dụng tăng tốc độ lưu hóa cao su. Được sử dụng với một lượng nhỏ, có khả năng làm giảm thời gian hay hạ nhiệt độ gia nhiệt, giảm tỷ lệ sử dụng chất lưu hóa và cải thiện chất lượng sản phẩm.
1.5.2.2. Hóa chất sử dụng
Diethyl dithiocarbamate kẽm (EZ)
➢ Tính chất:
EZ có dạng bột màu trắng d=147; Tonc: 171 – 178 oC, không tan trong nước, xăng, cồn, tan trong benzene, chloroform, carbon disulfide (CS2), tan ít trong carbon tetrachloro acetone.
➢ Công dụng:
Xúc tiến lưu hóa kể từ nhiệt độ 70 oC, tác dụng cực nhanh ở nhiệt độ từ 90 – 100 oC cho đến 160 oC. Đối với latex chất này khuếch tán tốt khi sử dụng cần biến đổi thành khuếch tán trong nước như mọi trường hợp của chất không tan trong nước khác.
➢ 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%)
13
1.5.3Chất trợ xúc tiến
1.5.3.1. Định nghĩa và mục đích
Chất trợ xúc tiến 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: - 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.
1.5.3.2. Hóa chất sử dụng (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
a) Oxide kẽm (ZnO) ➢ 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/oC.cm3, ở trạng thái nguyên chất nó tan trong nước: 0.005 g/l ở 25 oC.
➢ Công 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
- Nhiệt gel hóa hay thu nhiệt đông đặc latex.
- Nhuộm màu trắng (đối với sản phẩm đạt hàm lượng ZnO trên 99% và hàm lượng Pb và Cd không quá 0.1%).
- Bổ chỉnh hiệu quả của MgO lưu hóa cao su polychloroprene. Đặc tính ở hỗn hợp cao su, latex:
14
Ở hỗn hợp cao su sống, bởi tính dễ kết tụ ZnO khó phân tán trong cao su, do đó cần nhồi thật kỹ với cao su có acid stearic thành hỗn hợp chủ hoặc thực hiện vào tiền kỳ hỗn luyện hoặc xử lý bọc áo hạt ZnO với acid stearic.
➢ Lượng dùng % khối lượng so với cao su latex:
Ở cao su latex: 1 - 3% có hiệu quả cho mọi chất gia tốc. b) Acid stearic
Acid stearic CH3(CH2)16COOH
Hình 1.7 Cấu trúc Acid stearic
➢ 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; Tonc: 69.6 oC, Tos: 291oC (100mmHg). Tan trong ether chlorofrom, benzene, CCl4, CS2, cồn, không tan trong nước.
➢ Công dụng:
Trong ngành cao su acid stearic có 6 tác dụng:
- 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. - Khoáng lão hóa vật lý cho cao su lưu hóa ➢ Lượng dùng % khối lượng so với cao su latex:
Dùng như chất tăng hoạt có các hiệu quả khác 1 - 4% hoặc 0 - 1% cho những chất gia tốc không đổi hỏi có chất acid stearic tăng hoạt.
15
1.5.4 Chất phòng lão
1.5.4.1. Định nghĩa và mục đích
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”.
➢ Cơ chế phòng lão:
RO 2 • + ArOH → ROOH + ArO • (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
RO 2 • + ArO • → sản phẩm phi mâu thuẫn
Trong đó:
R là alkyl hoặc aryl
ArOH là các chất chống oxy hóa phenolic có liên quan. Mỗi BHT tiêu thụ hai gốc peroxy
1.5.4.2. Hóa chất sử dụng
Butylated Hydroxy Toluene: BHT ➢ Tính chất:
Tan trong benzen, toluen, cồn, acetone, cacbontetrachlorua, ethyl acetate và xăng. Không tan trong nước hoặc dung dịch nước pha loãng.
➢ Công 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.
➢ Lượng dùng :
16
1.5.5Chất phân tán
1.5.5.1. Định nghĩa và mục đích
Định nghĩa: chất giúp huyền phù ổn định ở trạng thái phân tán cao[12]
1.5.5.2. Hóa chất sử dụng
Tamol (NN8906): Naphthalinesulfonic acid polycondensate sodium salt (C11H9NaO4S)
Đây là muối natri của sản phẩm ngưng tụ axit naphthalenesulphonic. Nó có một mức độ ngưng tụ thấp. Tamol NN 8906 chủ yếu được sử dụng làm chất phân tán và chất ổn định trong sơn.
➢ Tính chất: Dạng bột màu vàng rơm, khuếch tán trong nước, có mùi hắc nhẹ
➢ Công dụng: Đối với những chất không phân tán trong nước ta cần sử dụng tamol để tạo huyền phù
1.5.6Chất làm đặc
1.5.6.1. Định nghĩa và công dụng
Chất làm đặc hay phụ gia tạo đặc là một hay một nhóm chất mà khi đưa vào (thường ở dạng lỏng) với một lượng rất nhỏ, có thể làm cho độ nhớt của hệ này tăng lên mà không làm thay đổi tính chất đặc trưng vốn có của hệ như màu, mùi, vị,… Ngoài ra, một số chất tạo đặc còn có tác dụng tạo gel, làm bền, làm ổn định và tạo cấu trúc bền cho hệ nhũ tương hay ổn định trạng thái lơ lửng của hệ huyền phù trong nước
1.5.6.2. Hóa chất sử dụng
Natrosol 250 hydroxyethylcellulose (HEC)
Đây là một loại bột trắng dễ phân tán và hòa tan trong nước lạnh hoặc nóng, để sản xuất các giải pháp có độ nhớt khác nhau. Về mặt hóa học, nó là cellulose của chuỗi ngắn đến rất dài. Chiều dài đã được ether hóa thành hydroxyethyl ether để đạt được sự cân bằng tối ưu của các tính chất. Natrosol 250 được sử dụng như một chất điều chỉnh độ nhớt và lưu biến, chất keo bảo vệ, chất giữ nước, chất ổn định và chất lơ lửng, đặc biệt trong những ứng dụng mà vật liệu không ion mong muốn.
17 ➢ Tính chất:
Dạng bột trắng ngà, trương trong nước và trương mạnh trong ph cao ➢ Công dụng:
HBR 250 trương mạnh trong pH cao làm tăng độ nhớt cho latex giúp dễ gia công tạo hình đồng thời giữ cho các huyền phù không bị lắng
➢ Lượng dùng % khối lượng so với cao su latex: cần khảo sát
1.5.7 Chất phá bọt (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
1.5.7.1. Định nghĩa và công dụng
a) Phân loại bọt:
Bọt ướt (bọt lớn) thường sinh ra trong quá trình khuấy trộn hệ lỏng và bọt khô (bọt nhỏ) xuất hiện khi gia công sản phẩm [13]. Đối với việc đổ khuôn ngón tay giả không thấy xuất hiện bọt khô nên sử dụng chất phá bọt ướt.
➢ Bọt ướt ở trạng thái bền vững nếu trong chất lỏng có chứa các chất hoạt động bề mặt điển hình là các chất nhũ hóa, các chất thấm ướt và chất phân tán bột màu. Các hiệu ứng làm bền các bọt Ướt có thể kể ra như sau:
- Việc giảm sức căng bề mặt do chất hoạt động bề mặt - Độ nhớt bề mặt của các lớp chất hoạt động bề mặt - Việc giảm dòng chảy trong các mao dẫn nhỏ - Lực đẩy tĩnh điện của các lớp kép
- Hiệu ứng tự dàn trải của màng - Độ co giãn màng
b) Định nghĩa chất phá bọt:
Chất phá bọt là một loại hóa chất hoạt động bề mặt, làm phá vỡ cấu trúc bọt gây nên hiện tượng trào bọt trong nước thải, các lỗ khí trong nghành cao su..
Đặc điểm và ứng dụng của chất phá bọt:
- Hoạt lực mạnh, hiệu quả tức thì, tác dụng chống tạo bọt lâu dài ở tất cả các khâu sản xuất
18 - Thân thiện với môi trường
- Không ảnh hưởng đến vi sinh
- Hoạt động tốt trong cả môi trường kiềm, acid hay trung tính - Chịu được nhiệt độ cao
➢ Có 3 dạng defoamer:
Dạng dung dịch (solution), dạng nhũ tương (emulsion) và dạng nguyên chất (100% active). Trong 3 dạng này chỉ có dạng nhũ tương là có thể đưa vào latex cao su thiên nhiên. Tuy nhiên do dạng nhũ tương lại có nhược điểm là do cho vào lúc pha lỏng ,tốc độ phân tán thấp, nên trong quá khuấy latex, rất dễ bị bọt trở lại
1.5.7.2. Hóa chất sử dụng
➢ Tính chất: Dạng chất lỏng không màu, không mùi, tan trong nước ➢ Công dụng: Phá bọt sinh ra trong quá trình khuấy trộn