Cao Su – Định Nghĩa, Chủng Loại, Chế Biến, Công Dụng

Polyme là một chất hoặc vật liệu được tạo thành từ nhiều tiểu đơn vị lặp đi lặp lại tạo nên các phân tử hoặc đại phân tử rất lớn. Cả polyme nhân tạo và polyme tự nhiên đều đóng vai trò quan trọng và phổ biến trong cuộc sống hàng ngày do có nhiều đặc tính. Polyme bao gồm mọi thứ từ nhựa tổng hợp phổ biến như polystyrene đến polyme sinh học như DNA và protein, những chất cần thiết cho cấu trúc và chức năng sinh học. 

Polyme, cả tự nhiên và nhân tạo, được tạo ra bằng cách trùng hợp một số lượng lớn các phân tử nhỏ gọi là monome . So với các hợp chất phân tử nhỏ, khối lượng phân tử khổng lồ của chúng dẫn đến các đặc điểm vật lý khác thường như độ dẻo dai, độ đàn hồi cao, độ nhớt đàn hồi và xu hướng hình thành các cấu trúc vô định hình và bán tinh thể hơn là tinh thể.

Cao su, tẩy

Cao su là một loại polymer có thể kéo dài và co lại. Đó là một chất đàn hồi, sau khi bị biến dạng, có thể trở lại hình dạng trước đó. Phản ứng trùng hợp isopren được sử dụng để tạo ra nó (2 metyl-1,3-butadien). Vỏ cây cao su được sử dụng để sản xuất cao su tự nhiên. 

Cao su được sản xuất nhân tạo ngoài giờ để đáp ứng nhu cầu khổng lồ của nó, và điều này đã mở ra một cuộc cách mạng trong lĩnh vực polyme.

Tên hóa học và công thức hóa học của cao su

Isoprene (2-metyl, 13-butadien) là monome của cao su tự nhiên. Cao su tự nhiên là polyme của isopren này, và tên hóa học của nó là ‘cis–1,4–polyisoprene.’

Các loại cao su

Cao su được chia thành hai nhóm dựa trên nguồn gốc của chúng: cao su tự nhiên và cao su tổng hợp.

1. Cao su thiên nhiên: Đó là một loại polymer tự nhiên có nguồn gốc từ mủ cây cao su. Tính đàn hồi của cao su làm cho nó trở thành vật liệu phổ biến. Cao su thiên nhiên lưu hóa được dùng để chế tạo nhiều loại vật dụng. Polyisoprene là tên hóa học của cao su thiên nhiên. Tính năng tốt nhất của cao su thiên nhiên là nó có thể phân hủy sinh học và có thể tái tạo vì nó được chiết xuất từ ​​cây cối. Hàng nghìn mặt hàng, bao gồm găng tay phẫu thuật, thiết bị y tế, lốp máy bay và xe cộ, nệm, đế giày, ủng cao su, đồ chơi, v.v., dựa vào nó làm vật liệu cơ bản.
2. Cao su tổng hợp: Bất kỳ chất đàn hồi nhân tạo nào cũng được gọi là cao su tổng hợp. Cao su tổng hợp thường được tạo thành từ các polyme bổ sung của các monome polyene và các lớp mỏng bao gồm một lớp như vậy sẽ được phân loại là các polyme bổ sung trừ khi cao su tổng hợp được tiết lộ là cao su polysulfua. Chất đàn hồi là vật liệu có đặc tính cơ học là có thể uốn cong đàn hồi hơn nhiều so với hầu hết các vật liệu trong khi vẫn trở lại kích thước ban đầu mà không bị biến dạng vĩnh viễn. Trong nhiều trường hợp, cao su tổng hợp có thể được sử dụng thay cho cao su tự nhiên, đặc biệt khi yêu cầu chất lượng vật liệu tốt hơn.

Sản xuất cao su

Sản xuất cao su thiên nhiên

Nhựa mủ của cây cao su được sử dụng để sản xuất cao su tự nhiên. Mủ được thu hoạch bằng cách gắn thùng chứa vào cây cao su, được gọi là cạo mủ .

Sau đó, axit formic được sử dụng để làm đông tụ mủ. Chúng trở thành một khối cứng do kết quả của quá trình này. Những loại cao su này hiện đã được sấy khô hoàn toàn, bằng một loạt trục lăn hoặc bằng cách để chúng khô tự nhiên trong vài ngày. Những loại cao su tự nhiên này hiện đã sẵn sàng để chế biến và sẽ được sử dụng để sản xuất nhiều loại sản phẩm.

Sản xuất cao su tổng hợp

Các loại cao su tổng hợp khác nhau được tạo ra bằng quy trình trùng hợp, chẳng hạn như cao su tổng hợp bằng phản ứng trùng hợp bổ sung, Buna-S và Buna-N thông qua phản ứng đồng trùng hợp.

• Cao su Neoprene: Neoprene, thường được gọi là polychloroprene, là một homopolyme được làm từ chloroprene trùng hợp bởi các gốc tự do. Nó có khả năng kháng dầu mạnh và được sử dụng để chế tạo băng tải, ống mềm và miếng đệm, cùng những thứ khác.

• Cao su Buna-S: Buna–S được hình thành bởi sự đồng trùng hợp của 1,3-butadien và styren. Nó có độ bền kéo cao và có thể được sử dụng như một chất thay thế cao su tự nhiên. Nó được sử dụng để tạo ra lốp xe ô tô, các bộ phận của giày dép, chất cách điện của cáp và những thứ khác.

• Cao su Buna-N: Buna–N là một chất đồng trùng hợp được tạo ra bằng cách trùng hợp 1,3-butadien với acrylonitrile với sự có mặt của chất xúc tác peroxide. Dầu, xăng và một số dung môi hữu cơ sẽ không gây hại cho nó. Chúng thường được sử dụng để làm lớp lót bể, phớt dầu và những thứ khác.

Chế biến cao su

Sau khi cao su tự nhiên hoặc tổng hợp được tạo ra, nó được chuyển đến các nhà máy chế biến để xử lý thành sản phẩm cuối cùng, sau đó có thể được sử dụng để sản xuất nhiều loại hàng hóa. Hợp chất, trộn, tạo hình và lưu hóa là bốn quy trình trong quy trình chế biến cao su.

1. Hợp chất: Cao su được tăng cường với các chất phụ gia và hóa chất để cải thiện độ bền kéo và đặc tính của nó. Ví dụ, chất độn muội than được thêm vào cao su để tăng độ bền kéo và bảo vệ nó khỏi sự xuống cấp của bức xạ cực tím.
2. Phối trộn: Cao su phải được trộn đều với các chất phụ gia trước khi sử dụng. Nhiệt độ được tăng lên cho mục đích này và các chất phụ gia được trộn kỹ.
3. Tạo hình: Đùn, cán, đúc hoặc phủ và đúc là bốn phương pháp phổ biến để tạo hình các sản phẩm cao su. Máy đùn ép cao su có độ dẻo cao thông qua một loạt máy đùn trục vít để tạo ra cao su. Quá trình cán theo giai đoạn này, bao gồm việc đưa cao su qua một loạt các khoảng trống nhỏ hơn giữa các con lăn. Phương pháp khuôn lăn này kết hợp ép đùn và cán láng để tạo ra kết quả vượt trội. Lớp phủ là ứng dụng của một lớp áo cao su hoặc đẩy cao su vào vải hoặc các vật liệu khác. Lớp phủ cao su được sử dụng để làm lốp xe, lều dệt chống thấm nước, áo mưa, băng chuyền và các mặt hàng khác. Khuôn được sử dụng để sản xuất các sản phẩm cao su như đế và gót giày, con dấu, ống hút và nút chặn chai.
4. Lưu hóa: Quá trình xử lý cao su kết thúc bằng quá trình lưu hóa. Các liên kết chéo lưu huỳnh giữa các polyme cao su được hình thành trong quá trình lưu hóa. Cao su có ít kết nối chéo giữa các polyme của nó sẽ mềm hơn. Độ đàn hồi của cao su bị giảm khi số lượng kết nối chéo tăng lên, dẫn đến cao su cứng hơn. Cao su sẽ dính khi nóng và giòn khi lạnh nếu không được lưu hóa.

Công dụng của cao su

• Một trong những ngành tiêu thụ cao su lớn nhất là ngành săm lốp xe. Để làm cho cao su tự nhiên bền hơn, nó được kết hợp với cao su tổng hợp theo thời gian.
• Cao su cũng được sử dụng trong các lĩnh vực khác của ngành công nghiệp xe cộ. Phớt và các loại đệm cho các bộ phận xe hơi khác nhau được làm từ cao su tự nhiên. Ví dụ, nó được sử dụng để làm má phanh, miếng đệm cửa sổ và kính chắn gió trong ô tô.
• Cao su được sử dụng để sản xuất túi khí trong ô tô, giúp bảo vệ hành khách khỏi bị hư hại do tai nạn.
• Quần áo: Vì cao su tự nhiên ở dạng sợi có tính đàn hồi, nên nó được sử dụng để làm quần áo bó sát và có thể co giãn, chẳng hạn như đồ bơi và quần đùi đi xe đạp.
• Cao su được sử dụng để làm sàn trong nhiều cơ sở kinh doanh, nhà bếp và thậm chí cả sân chơi. Nó tạo ra một bề mặt đệm có khả năng chống trượt và chống thấm nước. Thật đơn giản để theo kịp và tồn tại trong một thời gian dài.
• Vòng đệm: Vòng đệm được sử dụng để ngăn rò rỉ hoặc lấp đầy khoảng trống không bằng phẳng giữa hai hoặc nhiều bộ phận cơ khí.
• Cục tẩy : Thiết bị cao su này có thể “chà” đi các vết bút chì trên giấy nên được đặt tên là “ cục tẩy”.
• Cao su tự nhiên đã được sử dụng bởi các nền văn minh Mesoamerican cổ đại để chế tạo giày và chai không thấm nước. Không chỉ vậy, nó còn được sử dụng để làm quả bóng thể thao cho một trò chơi gọi là bóng đá, có thể so sánh với bóng rổ ngày nay.
• Cao su được sử dụng làm chất kết dính và lớp bảo vệ cho nhiều loại bề mặt ở trạng thái latex.
• Găng tay cao su là một sản phẩm cao su nổi tiếng vì chúng được sử dụng thường xuyên để giữ cho đôi tay của chúng ta được an toàn và sạch sẽ.
• Cao su được sử dụng để làm vật liệu cách âm và nhiều loại đồ chơi cao su cho trẻ em.

Những câu hỏi ví dụ

Nguồn: https://www.geeksforgeeks.org/