Bài viết Quá trình lưu hóa, cao su lưu hóa và ứng dụng của nó | GCS thuộc chủ đề về Hỏi Đáp thời gian này đang được rất nhiều bạn quan tâm đúng không nào !! Hôm nay, Hãy cùng Thethao360.vn tìm hiểu Quá trình lưu hóa, cao su lưu hóa và ứng dụng của nó | GCS trong bài viết hôm nay nhé ! Các bạn đang xem bài : “Quá trình lưu hóa, cao su lưu hóa và ứng dụng của nó
Cao su lưu hóa được coi là bước tiến đột phá nhất trong lịch sử sản xuất và sử dụng cao su thiên nhiên. Nhờ có quá trình lưu hóa mà các tính chất của cao su thiên nhiên được ổn định. Quan trọng nhất là tính đàn hồi và ổn định, giúp cao su thiên nhiên được sử dụng rộng rãi như hiện nay.
Cao su lưu hóa là sản phẩm của quá trình xử lý nhiệt giữa cao su tự nhiên và lưu huỳnh. Quá trình này cải thiện độ đàn hồi, ổn định cấu trúc của cao su tự nhiên và quá trình này gọi là lưu hóa cao su.
Ngày nay lưu hóa được gọi chung cho quá trình xử lý nhiệt làm cứng cao su thiên nhiên, hay cao su nhân tạo với các chất độn khác nhau chứ không riêng gì lưu huỳnh. Cao su buna là một điển hình cho quá trình này.
Lưu hóa là một loạt các quá trình để làm cứng cao su. Thuật ngữ này ban đầu chỉ dành riêng cho việc xử lý cao su tự nhiên bằng lưu huỳnh, đây vẫn là phương pháp phổ biến nhất.
Lưu hóa có thể được định nghĩa là quá trình làm rắn chất đàn hồi, với các thuật ngữ ‘lưu hóa’ và ‘đóng rắn’ đôi khi được sử dụng thay thế cho nhau. Nó hoạt động bằng cách hình thành các liên kết chéo giữa các phần của chuỗi polyme, dẫn đến tăng độ cứng và độ bền, cũng như những thay đổi khác trong các đặc tính cơ và điện của vật liệu.

Cao su tự nhiên một phần là do ở trạng thái tự nhiên, nó hơi không ổn định, trở nên quá cứng hoặc quá mềm trong các điều kiện khác nhau. Ví dụ, những chiếc lốp săm cao su đầu thế kỷ 19 sẽ dính trên đường nóng, cho đến khi các mảnh vụn mắc vào chúng và cuối cùng lốp xe sẽ nổ tung.
Charles Goodyear, vào những năm 1830, đang nghiên cứu để cải tiến những chiếc lốp săm. Ông đã thử làm nóng cao su để trộn các hóa chất khác với nó. Điều này dường như làm cứng và cải thiện cao su, mặc dù điều này là do chính quá trình gia nhiệt chứ không phải do hóa chất được sử dụng. Không nhận ra điều này, anh ấy liên tục gặp thất bại khi các công thức làm cứng được công bố của anh ấy không hoạt động nhất quán.
Vào một ngày năm 1839, khi cố gắng trộn cao su với lưu huỳnh, Goodyear đã vô tình làm rơi hỗn hợp này vào một chiếc chảo nóng. Trước sự ngạc nhiên của ông, thay vì tan chảy thêm hoặc bốc hơi, cao su vẫn cứng và khi ông tăng nhiệt, thực sự trở nên cứng hơn. Goodyear nhanh chóng tìm ra một hệ thống nhất quán cho sự đông cứng này, mà ông gọi là quá trình lưu hóa vì nhiệt liên quan. Ông đã nhận được bằng sáng chế trong cùng năm, và đến năm 1844 thì sản xuất cao su trên quy mô công nghiệp.
Trái ngược với các quá trình nhiệt dẻo (quá trình đông lạnh đặc trưng cho hoạt động của hầu hết các polyme hiện đại), lưu hóa, nói chung với quá trình đóng rắn của các polyme nhiệt rắn khác, và không thể đảo ngược.
Năm loại hệ thống lưu hóa đang được sử dụng phổ biến:
- Hệ thống lưu huỳnh
- Peroxit
- Oxit kim loại
- Acetoxysilane
- Urethane crosslinkers
Lưu hóa bằng lưu huỳnh
Các phương pháp lưu hóa phổ biến nhất phụ thuộc vào lưu huỳnh. Bản thân lưu huỳnh là một chất lưu hóa chậm và không lưu hóa polyolefin tổng hợp. Quá trình lưu hóa cấp tốc được thực hiện bằng cách sử dụng các hợp chất khác nhau làm thay đổi động học của liên kết chéo.
Các polyme chính bị lưu hóa là polyisopren (cao su tự nhiên) và cao su styren-butadien (SBR), được sử dụng cho hầu hết các loại lốp xe.
Các liên kết C-H này liền kề với các liên kết đôi C-C. Trong quá trình lưu hóa, một số liên kết C-H này được thay thế bằng các chuỗi nguyên tử lưu huỳnh liên kết với một chuỗi polyme khác. Những cầu nối này chứa giữa một và một số nguyên tử. Số lượng nguyên tử lưu huỳnh trong liên kết chéo ảnh hưởng mạnh mẽ đến các tính chất vật lý của sản phẩm cao su cuối cùng.
Các liên kết ngắn cung cấp cho cao su khả năng chịu nhiệt tốt hơn. Các liên kết chéo với số lượng nguyên tử lưu huỳnh cao hơn tạo cho cao su các đặc tính động lực học tốt nhưng khả năng chịu nhiệt kém hơn.
Các đặc tính động lực học rất quan trọng đối với các chuyển động uốn cong của sản phẩm cao su, ví dụ, chuyển động của thành bên của lốp xe đang chạy. Nếu không có đặc tính uốn dẻo tốt, những chuyển động này sẽ nhanh chóng tạo thành các vết nứt, và cuối cùng sẽ làm cho mặt hàng cao su bị hỏng.