Lưu hóa cao su là gì?

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Chất tổng hợp hoặc chất tự nhiên có đặc tính đàn hồi, đặc tính cách điện và chịu nước được gọi là cao su. Sự lưu hóa của một chất như vậy thông qua các phản ứng liên quan đến một số nguyên tố hóa học hoặc dưới ảnh hưởng của bức xạ ion hóa dẫn đến sự hình thành cao su.

Cao su ra đời như thế nào?

Biên niên sử về sự xuất hiện của cao su ở các nước châu Âu có cao su bắt đầu khi Columbus vào năm 1493 mang những kho báu kỳ lạ từ lục địa mới. Trong số đó có một quả bóng có độ nảy đáng kinh ngạc, được người bản địa làm từ nhựa sữa của cây hevea. Người Ấn Độ gọi loại nước trái cây này là "kauchu" (từ "kau" - một loại cây, "chu" - nước mắt, khóc) và sử dụng nó trong các nghi lễ. Cái tên bị mắc kẹt tại tòa án hoàng gia Tây Ban Nha. Tuy nhiên, ở châu Âu, sự tồn tại của vật chất bất thường đã bị lãng quên cho đến thế kỷ 18.

Mối quan tâm chung đến cao su chỉ nảy sinh sau khi nhà hàng hải người Pháp Ch. Condamine vào năm 1738 trình bày với các nhà khoa học từ Học viện Pariskhoa học về một loại vật liệu đàn hồi nhất định, các mẫu sản phẩm từ nó, mô tả và các phương pháp chiết xuất. Sh. Condamine đã mang những thứ này từ một chuyến thám hiểm đến Nam Mỹ. Ở đó, những người bản địa đã làm ra nhiều đồ gia dụng khác nhau từ nhựa của những loại cây đặc biệt. Vật liệu này được gọi là "cao su", từ vĩ độ. resina - "nhựa thông". Chính từ thời điểm đó, việc tìm kiếm các cách sử dụng chất này đã bắt đầu.

Cao su là gì?

Tuy nhiên, có rất ít điểm chung giữa tên gọi resina và khái niệm mà chúng ta sử dụng vật liệu này ngày nay. Rốt cuộc, nhựa cây chỉ là một nguyên liệu thô cho cao su.

Lưu hóa cao su giúp cải thiện đáng kể chất lượng của nó, làm cho nó đàn hồi, mạnh mẽ và bền hơn. Chính quá trình này giúp chúng ta có thể thu được nhiều loại cao su cho các mục đích kỹ thuật, công nghệ và sản xuất trong nước.

Giá trị của cao su

Ngày nay, cao su đã được sử dụng rộng rãi nhất trong sản xuất cao su. Nền công nghiệp hiện đại sản xuất nhiều loại lốp ô tô, hàng không, xe đạp. Nó được sử dụng trong sản xuất các con dấu khác nhau cho các bộ phận có thể tháo rời trong các thiết bị thủy lực, khí nén và chân không.

Sản phẩm thu được trong quá trình lưu hóa cao su với lưu huỳnh và các nguyên tố hóa học khác được sử dụng để cách điện, sản xuất dụng cụ và thiết bị y tế, phòng thí nghiệm. Ngoài ra, các loại cao su khác nhau được sử dụng để sản xuất băng tải hoạt động dưới tải nặng, lớp phủ chống ăn mòn cho nồi hơi và đường ống,các loại keo và các sản phẩm nhỏ có độ bền cao thành mỏng. Quá trình tổng hợp cao su nhân tạo có thể tạo ra một số loại nhiên liệu tên lửa rắn, trong đó vật liệu này đóng vai trò là nhiên liệu.

Lưu hóa cao su là gì và nó làm gì?

Quá trình lưu hóa bao gồm trộn cao su, lưu huỳnh và các chất khác theo tỷ lệ yêu cầu. Chúng được xử lý nhiệt. Khi đun nóng cao su với tác nhân lưu huỳnh, các phân tử của chất này liên kết với nhau bằng liên kết lưu huỳnh. Một số nhóm của họ tạo thành một lưới không gian ba chiều.

Cao su chứa một lượng lớn polyisopren hydrocacbon (C5H8) n, protein, axit amin, axit béo, một số muối kim loại và các tạp chất khác.

Trong phân tử cao su thiên nhiên có thể có tới 40 nghìn đơn vị cơ bản, nó không tan trong nước mà phân li hoàn hảo trong dung môi hữu cơ. Tuy nhiên, nếu cao su có thể hòa tan gần như hoàn toàn trong xăng, thì cao su trong đó sẽ chỉ phồng lên.

Lưu hóa vật liệu này giúp làm giảm tính chất dẻo của cao su, tối ưu hóa mức độ trương nở và khả năng hòa tan của nó khi tiếp xúc trực tiếp với dung môi hữu cơ.

Quá trình lưu hóa cao su cung cấp vật liệu tạo thành có đặc tính bền hơn. Cao su được làm bằng công nghệ này có thể duy trì độ đàn hồi trong một phạm vi nhiệt độ rộng. Đồng thời, rối loạn quá trình dưới dạng bổ sung lưu huỳnh tăng lêndẫn đến sự xuất hiện của độ cứng của vật liệu và mất khả năng đàn hồi. Kết quả là tạo ra một chất hoàn toàn khác, được gọi là ebonit. Trước khi nhựa hiện đại ra đời, ebonite được coi là một trong những vật liệu cách nhiệt tốt nhất.

Phương pháp thay thế

Tuy nhiên, khoa học, như bạn biết, không đứng yên. Ngày nay, các chất lưu hóa khác đã được biết đến, nhưng lưu huỳnh vẫn là ưu tiên hàng đầu. Để đẩy nhanh quá trình lưu hóa cao su, 2-mercaptobenzothiazole và một số dẫn xuất của nó được sử dụng. Các kỹ thuật thay thế bao gồm bức xạ ion hóa bằng cách sử dụng một số peroxit hữu cơ.

Thông thường, trong bất kỳ loại hình lưu hóa nào, hỗn hợp cao su và các chất phụ gia khác nhau được sử dụng làm nguyên liệu thô, mang lại cho cao su các đặc tính cần thiết hoặc cải thiện chất lượng của nó. Việc bổ sung các chất độn như muội than và phấn giúp giảm chi phí của vật liệu tạo thành.

Kết quả của quá trình công nghệ, sản phẩm lưu hóa cao su có được độ bền cao và độ đàn hồi tốt. Đó là lý do tại sao nhiều loại cao su tự nhiên và tổng hợp được sử dụng làm nguyên liệu thô để sản xuất cao su.

Triển vọng phát triển hơn nữa

Nhờ sự phát triển của công nghệ sản xuất cao su tổng hợp, sản xuất cao su không còn hoàn toàn phụ thuộc vào nguyên liệu tự nhiên. Tuy nhiên, công nghệ hiện đại đã không làm thay thế tiềm năng của một nguồn tài nguyên thiên nhiên. Đến nay, phầntiêu thụ cao su thiên nhiên cho mục đích công nghiệp là khoảng 30%.

Những phẩm chất độc đáo của tài nguyên thiên nhiên khiến cao su không thể thay thế được. Nó cần thiết trong sản xuất các sản phẩm cao su cỡ lớn, ví dụ, trong sản xuất lốp xe cho các thiết bị đặc biệt. Các nhà sản xuất lốp xe nổi tiếng nhất trên thế giới sử dụng hỗn hợp cao su tự nhiên và tổng hợp trong công nghệ của họ. Đó là lý do tại sao tỷ lệ sử dụng nguyên liệu thô tự nhiên lớn nhất lại rơi vào lĩnh vực săm lốp của ngành.