Biến tính cao su thiên nhiên và polyme blend trên cơ sở cao su thiên nhiên bằng dầu đậu nành
LuËn v¨n nghiªn cøu tèt nghiÖp
Më ®Çu
Cao su thiªn nhiªn (CSTN) lµ mét polyme thiªn nhiªn ®îc øng dông
réng r·i trong rÊt nhiÒu lÜnh vùc, tõ ngµnh dÖt may ®Õn c¸c ngµnh x©y dùng,
thuû lîi, giao th«ng vËn t¶i,... Së dÜ CSTN cã vai trß quan träng nh vËy lµ do
nã cã nh÷ng ®Æc tÝnh quý gi¸ nh: ®é bÒn c¬ häc, kh¶ n¨ng ®µn håi tèt, dÔ gia
c«ng,... Tuy nhiªn CSTN l¹i cã nhîc ®iÓm lµ kÐm bÒn nhiÖt, dÔ bÞ oxy ho¸, ®é
bÒn m«i trêng kÐm,...
Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y, víi nh÷ng chÝnh s¸ch ®æi míi cña §¶ng vµ
Nhµ níc, s¶n lîng CSTN t¨ng m¹nh (n¨m 2003 ®· ®¹t trªn 400 ngh×n tÊn). Tuy
vËy s¶n lîng CSTN dïng trong níc chØ chiÕm kho¶ng 15 - 20 % cßn ®a phÇn
xuÊt khÈu díi d¹ng th« víi gi¸ kh«ng æn ®Þnh. Trong khi ®ã hµng n¨m níc ta
l¹i nhËp hµng ngµn tÊn s¶n phÈm cao su kü thuËt víi gi¸ rÊt cao. ChÝnh v× vËy,
trong nh÷ng n¨m qua ®· cã nhiÒu c«ng tr×nh nghiªn cøu biÕn tÝnh n©ng cao
tÝnh n¨ng c¬ lý, më réng ph¹m vi øng dông cho CSTN ®Ó s¶n xuÊt c¸c s¶n
phÈm cao su kü thuËt phôc vô nhu cÇu ph¸t triÓn kinh tÕ x· héi, thay thÕ c¸c
s¶n phÈm cao su nhËp ngo¹i. Trong sè nh÷ng kÕt qu¶ thu ®îc ph¶i kÓ ®Õn kÕt
qu¶ nghiªn cøu øng dông cña c¸c t¸c gi¶ Trêng §HBK Hµ Néi, ViÖn Ho¸ häc
vËt liÖu (Trung t©m KH & KT Qu©n sù), ViÖn Ho¸ häc, ViÖn Kü thuËt nhiÖt
®íi (ViÖn KH & CN ViÖt Nam).
Còng theo híng nghiªn cøu ®ã, c«ng tr×nh nµy tiÕn hµnh dïng dÇu ®Ëu
nµnh, mét nguyªn liÖu s½n cã ë níc ta ®Ó biÕn tÝnh cao su thiªn nhiªn vµ vËt
liÖu polyme blend trªn c¬ së CSTN nh»m t¹o ra mét vËt liÖu míi cã thÓ øng
dông trong mét sè lÜnh vùc kü thuËt cã ®ßi hái cao h¬n.
1
Líp CNVL Polyme K45
LuËn v¨n nghiªn cøu tèt nghiÖp
PhÇn i
Tæng quan
1.1. Cao su thiªn nhiªn
1.1.1. LÞch sö ph¸t triÓn
Cao su thiªn nhiªn ®îc loµi ngêi ph¸t hiÖn vµ sö dông vµo nöa cuèi thÕ
kû XVI ë Nam Mü. Vµo thêi gian nµy nh÷ng thæ d©n ë ®©y chØ biÕt trÝch ly
c©y lÊy nhùa råi tÈm vµo v¶i sîi lµm giÇy dÐp ®i rõng, leo nói. Nh÷ng chiÕc
giÇy ®îc lµm b»ng v¶i tÈm nhùa c©y nµy cã thêi gian sö dông l©u h¬n nhng nã
dÝnh vµo ch©n vµ g©y c¶m gi¸c khã chÞu. Tho¹t ®Çu thæ d©n chØ biÕt lÊy ®Êt c¸t
r¾c vµo giÇy ®Ó chèng dÝnh. VÒ sau, hä cã nhËn thÊy r»ng ®Êt c¸t lÊy tõ khu
vùc nói löa ho¹t ®éng võa chèng dÝnh tèt võa t¨ng thêi gian sö dông giÇy. §Õn
n¨m 1839 khi loµi ngêi ph¸t minh ®îc qu¸ tr×nh lu ho¸ chuyÓn cao su tõ tr¹ng
th¸i ch¶y nhít sang tr¹ng th¸i ®µn håi cao bÒn v÷ng, cao su thiªn nhiªn ®îc sö
dông ®Ó s¶n xuÊt ra c¸c s¶n phÈm t¨ng ®¸ng kÓ. Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y
mÆc dï loµi ngêi ®· tæng hîp nhiÒu lo¹i cao su nhng s¶n lîng s¶n xuÊt vµ sö
dông cao su thiªn nhiªn vÉn t¨ng lªn mét c¸ch ®¸ng kÓ:
N¨m 1975 s¶n lîng cao su thiªn nhiªn thÕ giíi lµ 3,5 triÖu tÊn.
N¨m 1980 s¶n lîng cao su thiªn nhiªn lµ 5 triÖu tÊn.
N¨m 1990 s¶n lîng cao su thiªn nhiªn lµ 7,5 triÖu tÊn.
N¨m 2000 s¶n lîng cao su thiªn nhiªn lµ 10 triÖu tÊn [1].
1.1.2. T×nh h×nh s¶n xuÊt vµ chÕ biÕn cao su ë ViÖt Nam
1.1.2.1. Qu¸ tr×nh ph¸t triÓn cao su thiªn nhiªn ë ViÖt Nam
C©y cao su ®îc Louis Piere ®a vµo ViÖt Nam n¨m 1877, sau ®ã ®Õn n¨m
1899 ®îc Alecxandre Yersin trång ë Nha Trang vµ ®îc ph¸t triÓn réng vµo ®Çu
thÕ kû XX [2].
2
Líp CNVL Polyme K45
LuËn v¨n nghiªn cøu tèt nghiÖp
+ Giai ®o¹n 1900 ÷ 1920 lµ giai ®o¹n trång thÝ nghiÖm víi tèc ®é trång
hµng n¨m vµo kho¶ng 300 ha/n¨m. N¨m1942 ë níc ta cã diÖn tÝch 7000 ha víi
s¶n lîng 3000 tÊn/n¨m.
+ Giai ®o¹n thø hai: 1921 ÷ 1945 lµ giai ®o¹n ph¸t triÓn. Tèc ®é trung
b×nh hµng n¨m vµo kho¶ng 6000 ha/n¨m. N¨m 1942 ë níc ta, diÖn tÝch trång
c©y cao su lµ 138.000 ha vµ s¶n lîng xÊp xØ 77.000 tÊn/n¨m.
Tuy nhiªn ngµnh s¶n xuÊt vµ chÕ biÕn cao su thiªn nhiªn cña níc ta bÞ
¶nh hëng nÆng nÒ bëi hai cuéc chiÕn tranh chèng Ph¸p vµ chèng Mü. Sau
th¾ng lîi mïa xu©n n¨m 1975, theo tµi liÖu cña Côc thèng kª, tæng diÖn tÝch
cao su toµn quèc vµo th¸ng 12 n¨m 1975 lµ 75.200 ha.
Tõ n¨m 1985 trë l¹i ®©y, c©y cao su ®îc chó ý ®óng møc vµ ph¸t triÓn
m¹nh. Sau 19 n¨m cñng cè vµ ph¸t triÓn, tÝnh ®Õn n¨m 1995 tæng diÖn tÝch cao
su toµn quèc 242.540 ha. Cïng víi sù ph¸t triÓn cña c¸c ngµnh kinh tÕ kh¸c
cña ®Êt níc, ngµnh cao su ViÖt Nam thùc sù ®ang tiÕn vµo kû nguyªn míi, kû
nguyªn b¾t ®Çu ph¸t triÓn toµn diÖn ba môc tiªu [3]:
- Më nhanh diÖn tÝch trång trät;
- T¨ng trëng nhanh vÒ s¶n lîng vµ chÊt lîng mñ cao su;
- §Èy m¹nh c«ng nghiÖp chÕ biÕn vµ s¶n xuÊt c¸c s¶n phÈm tõ CSTN.
N¨m 1995 hµng lo¹t c¸c tiªu chuÈn nhµ níc vÒ x¸c ®Þnh chÊt lîng mñ
cao su ®· ®îc ban hµnh. Ngµy 5/2/1995 Thñ tíng ChÝnh phñ ®· ra quyÕt ®Þnh
sè 86/TTg phª duyÖt tæng quan ph¸t triÓn ngµnh cao su ViÖt Nam giai ®o¹n
1996 ÷ 2005. QuyÕt ®Þnh chØ râ c¸c môc tiªu vÒ quy m« s¶n lîng, nguån vèn,
ph©n c«ng thùc hiÖn.
3
Líp CNVL Polyme K45
LuËn v¨n nghiªn cøu tèt nghiÖp
1.1.2.2. T×nh h×nh s¶n xuÊt vµ chÕ biÕn cao su ë ViÖt Nam
S¶n lîng CSTN cña ViÖt Nam chiÕm 3,5% ÷ 3,8% s¶n lîng CSTN trªn
thÕ giíi. ë níc ta, c©y cao su ®îc trång chñ yÕu ë miÒn §«ng Nam Bé vµ T©y
Nguyªn.
Dù kiÕn diÖn tÝch c©y cao su ë níc ta ®Õn n¨m 2005 ®îc tr×nh bµy ë b¶ng 1.
B¶ng1: Ph©n bè diÖn tÝch trång cao su ë ViÖt Nam ®Õn n¨m 2005
HiÖn cã ®Õn
n¨m 1997
[ha]
SÏ ph¸t triÓn thªm
®Õn n¨m2005 [ha]
Tæng céng
[ha]
214.364
87.690
302.054
822
99.178
100.000
T©y Nguyªn
84.862
135.138
200.000
Khu IV cò
17.883
82.117
100.000
Tæng céng
287.931
404.123
692.054
Khu vùc
MiÒn §«ng Nam Bé
Duyªn H¶i MiÒn Trung
Do ®¸p øng nh÷ng tiÕn bé khoa häc kü thuËt vµ trång nhiÒu gièng míi
cã s¶n lîng cao nªn n¨ng suÊt CSTN ë níc ta ®· ®¹t 900 kg/ha. S¶n lîng CSTN
cña níc ta cô thÓ ®îc tr×nh bµy ë b¶ng 2.
B¶ng 2: S¶n lîng cao su thiªn nhiªn ë ViÖt Nam nh÷ng n¨m gÇn ®©y
(®¬n vÞ tÝnh: 1.000 tÊn)
N¨m
1990
S¶n lîng
57,7
1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2003
136
150
160
180
200
220
240
450
ViÖt Nam lµ mét trong nh÷ng níc tiªu thô cao su thiªn nhiªn do m×nh
s¶n xuÊt ®îc ®¹t tû lÖ thÊp nhÊt cña HiÖp Héi c¸c níc s¶n xuÊt CSTN thÕ giíi
(xÊp xØ 18%) chñ yÕu lµ xuÊt khÈu kho¶ng 80%. Trong giai ®o¹n 1985 ÷ 1990
4
Líp CNVL Polyme K45
LuËn v¨n nghiªn cøu tèt nghiÖp
c¸c s¶n phÈm cao su kü thuËt cßn rÊt Ýt mµ chñ yÕu lµ s¨m lèp xe ®¹p, xe m¸y
[3].
HiÖn nay chóng ta s¶n xuÊt thªm ®îc c¸c s¶n phÈm cao su cao cÊp nh
s¨m lèp «t«, lèp m¸y bay, c¸c lo¹i èng mÒn cao su chÞu ¸p lùc cho tÇu n¹o vÐt
s«ng, biÓn vµ mét sè s¶n phÈm d©n dông, thÓ thao.
Kh¶ n¨ng ®¸p øng nhu cÇu trong níc cña mét sè s¶n phÈm cao su trong
n¨m 1997 ë ViÖt Nam tr×nh bµy ë b¶ng 3.
B¶ng 3: S¶n lîng mét sè s¶n phÈm cao su ë ViÖt Nam vµ kh¶ n¨ng ®¸p
øng yªu cÇu tiªu dïng trong níc n¨m 1997
Tªn s¶n phÈm
§¬n vÞ tÝnh
Lèp «t«
Lèp xe m¸y
S¨m xe m¸y
S¨m xe ®¹p
Lèp xe ®¹p
Cao su kü thuËt
Bé
ChiÕc
ChiÕc
TriÖu chiÕc
TriÖu chiÕc
Sè lîng
135.540
1.303.000
2.974.000
13,849
8,238
Møc cung cÊp
®¹t (%)
20
40-45
40-45
90-95
40-50
20-30
C¸c s¶n phÈm cao su kü thuËt tuy chiÕm mét tû träng cha lín, song gi¸
trÞ kinh tÕ vµ kü thuËt l¹i rÊt cao. §©y lµ nhãm mÆt hµng ®ßi hái tay nghÒ tinh
x¶o vµ c«ng nghÖ phï hîp víi xu thÕ ph¸t triÓn tÊt yÕu cña khoa häc c«ng
nghÖ, n©ng cao hiÖu qu¶ kü thuËt, kinh tÕ, x· héi, cho nªn c¸c s¶n phÈm cao kü
thuËt sÏ lµ mét träng t©m ®îc ®Çu t s¶n xuÊt. Tõ n¨m 1992 trë l¹i ®©y t¹i c¸c
c«ng ty ®· b¾t ®Çu s¶n xuÊt c¸c lo¹i s¶n phÈm cao cÊp h¬n. Tèc ®é t¨ng trëng
kh¸ lín, do c¸c c«ng ty s¶n xuÊt vµ chÕ biÕn c¸c s¶n phÈm cao su ®· cã ®Çu t
vµ ®æi míi c«ng nghÖ.
MÆt kh¸c, viÖc n©ng cao chÊt lîng cao su, kÐo dµi tuæi thä vµ gi¶m xuÊt
khÈu nguyªn liÖu th« ë níc ta ®ang ®îc chó träng. Cïng víi c¸c híng n©ng cao
5
Líp CNVL Polyme K45
LuËn v¨n nghiªn cøu tèt nghiÖp
chÊt lîng mñ cao su, nh c¸c lo¹i vËt liÖu blend cao su - nhùa, blend CSTN bÒn
khÝ hËu, chÞu mµi mßn, chÞu nhiÖt vµ c¸c m«i trêng,… ®îc chó träng [3,4].
1.1.3. Mñ cao su thiªn nhiªn
Mñ cao su thiªn nhiªn lµ nhò t¬ng trong níc cña c¸c h¹t cao su víi hµm
lîng phÇn kh« ban ®Çu tõ 28% ÷ 40%. C¸c h¹t cao su v« cïng nhá bÐ vµ cã
h×nh d¹ng qu¶ trøng gµ. KÝch thíc c¸c h¹t tõ 0,05 μm ®Õn 3 μm. 1 gam mñ cao
su víi hµm lîng phÇn kh« kho¶ng 40% chøa 5.1013 h¹t víi ®êng kÝnh trung
b×nh kho¶ng 0,26 μm. TÊt c¶ c¸c h¹t cao su nµy lu«n lu«n n»m ë tr¹ng th¸i
chuyÓn ®éng Braon¬. H¹t latec cã cÊu t¹o gåm hai líp: líp cacbua hydro vµ
líp vá bäc bªn ngoµi, ®©y lµ líp hÊp phô lµm nhiÖm vô b¶o vÖ latec kh«ng bÞ
keo tô. Thµnh phÇn ho¸ häc chñ yÕu cña líp hÊp phô lµ c¸c hîp chÊt thiªn
nhiªn chøa nit¬ nh: protein, c¸c chÊt bÐo vµ muèi xµ phßng cña c¸c axit bÐo.
C¸c h¹t cao su thiªn nhiªn mang ®iÖn tÝch ©m. Gi¸ trÞ ®iÖn tÝch phô
thuéc vµo nång ®é mñ cao su, trÞ sè pH cña m«i trêng vµ dao ®éng tõ -40 mV
®Õn -10 mV. Khèi lîng riªng cña latec phô thuéc vµo nång ®é pha cao su trong
nã. Khèi lîng riªng cña pha cao su lµ 914 kg/m3, khèi lîng riªng cña m«i trêng nhò ho¸ lµ 1020 kg/m3.
Mñ cao su ch¶y tõ c©y cao su ra cã kiÒm tÝnh yÕu (pH = 7,2). Sau vµi
giê b¶o qu¶n trÞ sè pH gi¶m dÇn xuèng 6,9 ÷ 6,6, sau ®ã latec dÇn dÇn bÞ keo
tô. Trong qu¸ tr×nh keo tô pha cao su liªn kÕt l¹i víi nhau råi t¸ch rêi khái nhò
t¬ng níc (serum) vµ næi lªn bÒ mÆt bÓ chøa.
HiÖn tîng keo tô latec thêng do axit g©y nªn. Trong m«i trêng axit ion
H+ rÊt linh ®éng do cã lùc tÜnh ®iÖn ®· tÞnh tiÕn ®Õn bÒ mÆt líp cacbua hydro
lµm pha cacbua hydro tiÕp xóc víi nhau, dÝnh vµo nhau vµ xuÊt hiÖn hiÖn tîng
keo tô. HiÖn tîng keo tô latec trong qu¸ tr×nh b¶o qu¶n lµ kÕt qu¶ t¸c dông cña
c¸c ion H+ ®îc h×nh thµnh trong qu¸ tr×nh oxy ho¸ c¸c lo¹i men lu«n tån t¹i
6
Líp CNVL Polyme K45
LuËn v¨n nghiªn cøu tèt nghiÖp
trong latec. §Ó ng¨n chÆn hiÖn tîng keo tô nµy khi khai th¸c mñ cao su thêng
sö dông c¸c chÊt æn ®Þnh pH cña m«i trêng lµ ammoniac 0,5%, duy tr× pH m«i
trêng 10 ÷ 11.
Thµnh phÇn vµ tÝnh chÊt mñ cao su thiªn nhiªn phô thuéc vµo tuæi cña
c©y, khÝ hËu vµ thæ nhìng n¬i c©y cao su ph¸t triÓn. §èi víi mçi c©y cao su th×
thµnh phÇn vµ tÝnh chÊt cña latec phô thuéc vµo mïa thu ho¹ch. Thµnh phÇn
chÝnh cña mñ cao su thiªn nhiªn nh tr×nh bµy díi ®©y [1].
Níc
52,3 ÷ 67 %
Cacbuahydro
37,3 ÷ 29,5 %
Polysacarit
4,2 ÷ 1,25 %
Nhùa thiªn nhiªn
3,4 ÷ 1,0 %
Protein
2,7 ÷ 0,9 %
ChÊt kho¸ng
0,2 ÷ 0,4 %
Mñ cao su thiªn nhiªn chøa nhiÒu níc. §Ó gi¶m gi¸ thµnh vËn chuyÓn
vµ thuËn tiªn sö dông latec thêng ®îc c« ®Æc. Ngµy nay ®Ó c« ®Æc latec cã thÓ
sö dông mét trong sè c¸c ph¬ng ph¸p sau: ph¬ng ph¸p ly t©m, ph¬ng ph¸p bay
h¬i tù nhiªn, ph¬ng ph¸p ph©n líp vµ ph¬ng ph¸p sö dông c¸c chÊt ®iÖn gi¶i.
B»ng c¸c ph¬ng ph¸p c« ®Æc kh¸c nhau latec nhËn ®îc l¹i cã tÝnh chÊt kh¸c
nhau, thµnh phÇn ho¸ häc kh¸c nhau. ChÝnh v× vËy, chän ph¬ng ph¸p c« ®Æc
ph¶i dùa trªn c¸c yªu cÇu kü thuËt cña s¶n phÈm vµ ®iÒu kiÖn thùc tÕ cña s¶n
xuÊt.
Do sù kh¸c nhau vÒ khèi lîng riªng cña pha cao su vµ serum trong qu¸
tr×nh b¶o qu¶n, theo ®Þnh luËt ch¶y Stock hiÖn tîng l¾ng t¸ch pha cao su vµ
serum lu«n lu«n xÈy ra, qu¸ tr×nh l¾ng t¸ch tù nhiªn xÈy ra rÊt chËm. VËn tèc
c¸c h¹t cao su næi lªn trªn bÒ mÆt ®îc x¸c ®Þnh b»ng c«ng thøc:
V=
2 g ( ρ S − ρC ).r 2
9η
7
Líp CNVL Polyme K45
LuËn v¨n nghiªn cøu tèt nghiÖp
V - vËn tèc næi lªn bÒ mÆt cña c¸c h¹t cao su
g - gia tèc r¬i tù do
ρS - khèi lîng riªng cña serum
ρC - khèi lîng riªng cña pha cao su
η - ®é nhít cña serum
r - lµ ®êng kÝnh h¹t cao su
VËn tèc næi cña h¹t cao su tû lÖ thuËn víi b×nh ph¬ng ®êng kÝnh h¹t v×
vËy líp trªn cïng cña mñ cao su lµ c¸c h¹t cacbua hydro cã kÝch thíc lín.
Trong s¶n xuÊt, ®Ó t¨ng vËn tèc ph©n líp cã thÓ sö dông c¸c lo¹i ho¸ chÊt kh¸c
nhau. Ho¸ chÊt dïng ®Ó ph©n t¸ch pha cao su vµ serum ph¶i ®¸p øng nh÷ng
yªu cÇu chÝnh sau:
- Gi¶m lùc hÊp phô gi÷a líp vá cña latec vµ níc trong serum
- T¨ng khèi lîng riªng cña serum ®Ó t¨ng sù kh¸c nhau gi÷a khèi lîng
riªng cña hai pha: pha cao su vµ pha serum
- Kh«ng g©y hiÖn tîng keo tô latec trong qu¸ tr×nh phèi trén.
C« ®Æc latec b»ng ph¬ng ph¸p l¾ng t¸ch cho phÐp n©ng cao hµm lîng
phÇn polyme lªn tíi 60%. Latec c« ®Æc b»ng ph¬ng ph¸p nµy cã ®é æn ®Þnh
cao v× líp vá b¶o vÖ c¸c h¹t cao su kh«ng bÞ ph¸ vì. Hµm lîng c¸c chÊt tan
trong níc cßn l¹i trong latec nhá v× hÇu hÕt chóng ®· ®îc lo¹i bá theo serum
trong qu¸ tr×nh c« ®Æc.
Latec cã thÓ c« ®Æc b»ng ph¬ng ph¸p ly t©m. Theo ph¬ng ph¸p c« ®Æc
nµy latec cã hµm lîng polyme thÊp ®îc quay trong cèi ly t©m víi vËn tèc 1800
vßng/phót. §iÒu chØnh vËn tèc n¹p liÖu vµo cèi ly t©m cã thÓ chia latec ra
thµnh hai phÇn: phÇn c« ®Æc cã hµm lîng phÇn polyme kho¶ng 60% vµ phÇn
serum cã hµm lîng phÇn polyme kho¶ng 10 ÷ 15 %. B»ng ph¬ng ph¸p ly t©m
cã thÓ thu ®îc latec cã hµm lîng phÇn polyme cao, hµm lîng c¸c chÊt tan trong
8
Líp CNVL Polyme K45
LuËn v¨n nghiªn cøu tèt nghiÖp
níc, c¸c chÊt b¶o vÖ h¹t cao su gi¶m nhiÒu v× trong phÇn c« ®Æc c¸c h¹t cao su
cã kÝch thíc lín, cã ®iÖn tÝch bÒ mÆt nhá ®îc lµm giµu.
C« ®Æc b»ng ph¬ng ph¸p ly t©m cho n¨ng suÊt c« ®Æc cao, thêi gian c«
®Æc gi¶m. Tuy nhiªn, díi t¸c dông cña lùc c¬ häc lín c¸c líp b¶o vÖ h¹t bÞ ph¸
vì nhiÒu nªn latec c« ®Æc nhËn ®îc cã ®é æn ®Þnh thÊp.
Ngoµi c¸c ph¬ng ph¸p c« ®Æc latec cã n¨ng suÊt cao vÒ hµm lîng phÇn
polyme lín trong s¶n phÈm cuèi cïng, ph¬ng ph¸p c« ®Æc b»ng ph¬ng ph¸p
cho bay h¬i níc tù nhiªn vÉn ®îc sö dông réng r·i cho c¸c c¬ së s¶n xuÊt thñ
c«ng ®Ó s¶n xuÊt nh÷ng mÆt hµng th«ng dông kh«ng ®ßi hái nh÷ng tÝnh n¨ng
kü thuËt cao. Thµnh phÇn cña latec c« ®Æc b»ng c¸c ph¬ng ph¸p kh¸c nhau th×
kh¸c nhau.
B¶ng 4: Thµnh phÇn latec c« ®Æc b»ng c¸c ph¬ng ph¸p kh¸c nhau
stt
1
2
3
4
5
6
Thµnh phÇn latec [%]
Cao su
ChÊt trÝch ly b»ng axeton
ChÊt tan trong níc
Hîp chÊt chøa nit¬
Kho¸ng chÊt
KOH
Ph¬ng ph¸p c« ®Æc
Ly t©m
Bay h¬i
C« ®Æc Serum
60
7,5
60
3,5
11,0
5,7
1,5
35,0
11,2
0,3
2,5
0,57
0,4
3,0
5,3
1,3
1.1.4. Cao su sèng
Cao su thiªn nhiªn ®îc s¶n xuÊt tõ latec chñ yÕu b»ng hai ph¬ng ph¸p:
- Keo tô mñ cao su, röa phÇn keo tô b»ng níc mÒm råi sÊy cao su ®Õn
®é Èm cÇn thiÕt.
- Cho bay h¬i níc ra khái mñ cao su.
9
Líp CNVL Polyme K45
LuËn v¨n nghiªn cøu tèt nghiÖp
Trªn trêng quèc tÕ, cao su thiªn nhiªn ®îc trao ®æi ë hai lo¹i chÝnh: crÕp
hong khãi vµ crÕp tr¾ng.
+ Ph¬ng ph¸p s¶n xuÊt crªp hong khãi.
CrÕp hong khãi ®îc s¶n xuÊt tõ mñ cao su thiªn nhiªn b»ng ph¬ng ph¸p
keo tô. C«ng nghÖ s¶n xuÊt crªp hong khãi lµ mét d©y truyÒn khÐp kÝn gåm 8
c«ng ®o¹n chÝnh nèi tiÕp nhau.
läc
Pha lo·ng
KCS + ®ãng kiÖn
Keo tô
SÊy hong khãi
C¸n Ðp níc
Ng©m níc
C¸n r·nh
H×nh 1: S¬ ®å c«ng nghÖ s¶n xuÊt crÕp hong khãi
C«ng ®o¹n ®Çu tiªn cña c«ng nghÖ s¶n xuÊt crep hong khãi lµ c«ng ®o¹n
läc mñ cao su. Trong c«ng ®o¹n nµy mñ cao su ch¶y nhÑ qua c¸c sµng läc víi
®êng kÝnh m¾t sµng lµ 54 μm. Läc lµ c«ng ®o¹n nh»m môc ®Ých lo¹i bá tÊt c¶
nh÷ng t¹p chÊt c¬ häc nh ®Êt, c¸t, vá c©y, l¸ c©y vµ nh÷ng phÇn cao su bÞ keo
tô. Sau khi läc mñ cao su ®îc lµm lo·ng b»ng níc mÒm ®Õn hµm lîng polyme
kho¶ng 15 ÷ 17 %. C«ng ®o¹n pha lo·ng nh»m môc ®Ých lµm gi¶m nång ®é
c¸c chÊt tan trong níc ®äng l¹i trong cao su keo tô sau nµy. Tríc khi keo tô,
latec ®îc ®æ sang c¸c thïng chuyªn dïng. Trong c¸c thïng nµy latec ®îc
khuÊy trén ®Òu víi 1% axit axetic cho ®Õn khi latec ®îc keo tô hoµn toµn.
Cao su ®· ®îc keo tô vít ra khái thïng keo tô, xÕp ®èng vµ chuyÓn sang
c«ng ®o¹n tiÕp theo - c«ng ®o¹n Ðp níc. C¸n Ðp níc ®îc tiÕn hµnh trªn m¸y
c¸n hai trôc kh«ng cã tû tèc, mÆt trôc c¸n ph¼ng. Môc ®Ých chñ yÕu lµ t¸ch bá
c¸c chÊt tan trong níc cßn trong cao su. Cao su ®îc lÊy ra ë c«ng ®o¹n nµy cã
h×nh d¹ng tÊm.
10
Líp CNVL Polyme K45
LuËn v¨n nghiªn cøu tèt nghiÖp
C¸c tÊm lÊy ra ®îc chuyÓn sang m¸y Ðp r·nh. M¸y c¸n r·nh lµ m¸y c¸n
hai trôc quay nh nhau. BÒ mÆt trôc c¸n ®îc sÎ c¸c r·nh däc cã kÝch thíc réng
vµ s©u lµ 3mm x 3mm. Môc ®Ých lµm t¨ng diÖn tÝch bÒ mÆt cña tÊm cao su.
C¸c tÊm cao su ®îc sÎ r·nh, ®îc ng©m vµo trong níc mÒm tõ 10 ®Õn 15
giê. C«ng ®o¹n nµy nh»m môc ®Ých lo¹i bá bít c¸c t¹p chÊt tan trong níc vµ
dÊu vÕt cña axit axetic cßn ®äng l¹i trong cao su trong qu¸ tr×nh keo tô.
Sau khi ng©m vµo níc c¸c tÊm cao su ®îc vít lªn, treo vµo c¸c gi¸ cã
b¸nh xe ®Ó chuyÓn ®éng dÔ dµng. C¸c gi¸ nµy theo ®êng ray ®îc ®Èy vµo lß
sÊy hong khãi. Lß sÊy hong khãi lµ toµ nhµ cao tõ 2 ®Õn 3 tÇng. ë c¸c tÇng
trªn lµ c¸c gi¸ ®ì cao su cßn tÇng díi cïng lµ tÊt c¶ c¸c lo¹i thùc vËt: bÑ dõa,
vá l¹c, cñi t¬i, tre,… ®îc ®èt ch¸y lµm nguån nhiÖt ®Ó sÊy. C«ng ®o¹n sÊy lµ
c«ng ®o¹n dµi nhÊt. Tæng thêi gian sÊy cã thÓ kÐo dµi tõ 7 ®Õn 10 ngµy ®ªm.
Trong c«ng ®o¹n nµy cao su ®îc sÊy trong lµn khãi dÇy ®Æc ë nhiÖt ®é tõ 40oC
®Õn 45oC.
+ Ph¬ng ph¸p s¶n xuÊt crÕp tr¾ng
CrÕp tr¾ng ®îc s¶n xuÊt tõ mñ cao su thiªn nhiªn. Còng nh c«ng nghÖ
s¶n xuÊt crÕp hong khãi, crªp tr¾ng mñ cao su ®îc läc qua sµng läc víi kÝch
thíc m¾t sµng kho¶ng 50 ÷ 55 μm, nh»m môc ®Ých lo¹i bá c¸c hîp chÊt c¬ häc
lín nh: c¸t, l¸ c©y, vá c©y vµ mét phÇn cao su bÞ keo tô. Tríc khi tiÕn hµnh keo
tô mñ cao su ®îc pha lo·ng b»ng níc mÒm ®Õn hµm lîng cao su tõ 15% ®Õn
17%. Ngoµi ra cßn khuÊy trén víi 1% NaHSO 3 theo tû lÖ 10 phÇn thÓ tÝch
NaHSO3 1% víi 100 phÇn thÓ tÝch mñ cao su 15% ®Õn 17%.
Trong qu¸ tr×nh khuÊy trén mñ cao su víi NaHSO 3, mét phÇn mñ cao su
bÞ keo tô theo ph¶n øng ph©n huû NaHSO3 ®Ó t¹o thµnh axit.
2NaHSO3 = Na2SO3 + H2SO3
11
Líp CNVL Polyme K45
LuËn v¨n nghiªn cøu tèt nghiÖp
Axit H2SO3 kh«ng bÒn v÷ng ph©n huû thµnh níc vµ SO2, chÝnh SO2 tÈy
tr¾ng mñ cao su tríc khi nã bÞ keo tô.
Hçn hîp mñ cao su víi Na2SO3 ®îc keo tô b»ng dung dÞch axit axetic
1%. Khi trong thÓ tÝch latec xuÊt hiÖn phÇn mñ keo tô nã ®îc vít lªn khái bÓ
keo tô b»ng sµng nhiÒu tÇng. Nh÷ng t¶ng cao su keo tô vít ®îc ®Æt trªn c¸c
tÇng sµng vµ ®îc röa b»ng níc mÒm trªn hÖ thèng 3 m¸y c¸n. Hai m¸y ®Çu lµ
hai m¸y c¸n cã tû tèc, bÒ mÆt trôc c¸n ®îc t¹o r·nh däc theo trôc c¸n víi kÝch
thíc 3mm x 3mm. Qu¸ tr×nh röa cao su b»ng níc ®îc tiÕn hµnh ®ång thêi víi
c«ng ®o¹n t¹o v©n c¸n xuÊt tÊm, v× vËy c¸c r·nh däc theo trôc c¸n ®· lµm t¨ng
®é xèp cña cao su, t¨ng diÖn tÝch tiÕp xóc víi níc röa lµm cao su s¹ch h¬n,
hµm lîng c¸c chÊt tan trong níc, dÊu vÕt cña axit axetic Ýt h¬n.
Sau khi ®îc röa s¹ch ë m¸y c¸n thø hai c¸c tÊm cao su chuyÓn ngay
sang m¸y c¸n thø 3. Trªn m¸y c¸n thø 3 víi bÒ mÆt trôc c¸n ph¼ng, vËn tèc
quay cña trôc nh nhau, níc röa ®îc lo¹i bít khái bÒ mÆt cao su ®ång thêi víi
níc röa mét phÇn c¸c chÊt tan trong níc bÞ cuèn theo cao su trong qu¸ tr×nh
keo tô còng ®îc Ðp ra ngoµi theo serum. C¸c tÊm cao su lÊy ra tõ m¸y c¸n thø
3 ®îc treo lªn gi¸ vµ sÊy kh« ë nhiÖt ®é 300C ®Õn 350C trong kho¶ng thêi gian
tõ hai ®Õn ba tuÇn.
1.1.5. Thµnh phÇn vµ cÊu t¹o ho¸ häc cña cao su thiªn nhiªn
a. Thµnh phÇn
Thµnh phÇn cña cao su thiªn nhiªn gåm nhiÒu nhãm c¸c chÊt ho¸ häc
kh¸c nhau: cacbua hydro (thµnh phÇn chñ yÕu), ®é Èm, c¸c chÊt trÝch ly b»ng
axeton, c¸c chÊt chøa nit¬ mµ thµnh phÇn chñ yÕu cña nã lµ protein vµ c¸c chÊt
kho¸ng. tuú thuéc vµo c¸c yÕu tè nh: ph¬ng ph¸p s¶n xuÊt, tuæi cña c©y cao
su, cÊu t¹o thæ nhìng khÝ hËu n¬i c©y sinh trëng, ph¸t triÓn vµ mïa khai th¸c
mñ cao su mµ hµm lîng c¸c chÊt nµy cã thÓ dao ®éng t¬ng ®èi lín.
12
Líp CNVL Polyme K45
LuËn v¨n nghiªn cøu tèt nghiÖp
Thµnh phÇn ho¸ häc c¸c chÊt ®îc trÝch ly b»ng axeton bao gåm: 5,51%
axit bÐo (axit oleic, axit stearic) gi÷ vai trß lµm trî xóc tiÕn cho qu¸ tr×nh lu
ho¸.
Axit bÐo trong cao su tån t¹i ë nhiÒu d¹ng kh¸c nhau, 3% lµ este cña
c¸c axit bÐo, 7% lµ glucozit. PhÇn cßn l¹i lµ c¸c axit amin bÐo vµ c¸c hîp chÊt
phèt pho h÷u c¬ 0,08% ®Õn 0,16% c¸c hîp chÊt h÷u c¬ kiÒm tÝnh: C17 H42O3 vµ
C20H30O. Nh÷ng hîp chÊt nµy cã kh¶ n¨ng chèng l¹i ph¶n øng oxy ho¸ m¹ch
cacbua hydro vµ gi÷ vai trß chÊt phßng l·o ho¸ tù nhiªn cho cao su.
C¸c chÊt chøa nit¬ trong cao su thiªn nhiªn gåm protein vµ c¸c s¶n
phÈm ph©n huû protein lµ c¸c axit amin. Protein lµm gi¶m tÝnh n¨ng kü thuËt
cña cao su v× t¨ng kh¶ n¨ng hót Èm vµ gi¶m tÝnh c¸ch ®iÖn cña cao su.
Ngoµi ra trong cao su thiªn nhiªn cßn mét thµnh phÇn kh¸c nh: chÊt
kho¸ng, chÊt tro cña qu¸ tr×nh thiªu kÕt polyme (c¸c muèi kho¸ng, muèi kali,
magiª, oxyt kim lo¹i kiÒm,…). §èi víi cao su tiªu chuÈn SMR, hµm lîng c¸c
hîp chÊt phi cao su ®îc qui ®Þnh theo b¶ng sau ®©y.
B¶ng 5: hµm lù¬ng c¸c chÊt phi cao su theo tiªu chuÈn Malaixia
STT
Thµnh phÇn
1
2
3
4
5
ChÊt kho¸ng
ChÊt chøa N
ChÊt bèc
§ång
Mangan
SMREQ
0,5
0,65
1,0
8.10-4
1.10-4
Hµm lîng %
SMR-5 SMR-10 SMR-20
0,6
0,75
1,0
0,65
0,65
0,65
1,0
1,0
1,0
8.10-4
8.10-4
8.10-4
1.10-4
1.10-4
1.10-4
SMR-50
1,5
0,65
1,0
8.10-4
1.10-4
b. CÊu t¹o
Cao su thiªn nhiªn lµ polyizopren mµ m¹ch ®¹i ph©n tö cña nã ®îc h×nh
thµnh tõ c¸c m¾t xÝch izopenten cis ®ång ph©n liªn kÕt víi nhau ë vÞ trÝ 1,4.
CH 3
C
CH 2
CH
H
CH 2
C
CH 2
C
CH 2
CH 3
C
13
H
H
3
C
CH 2
C
Líp CNVLCH
Polyme K45
2
LuËn v¨n nghiªn cøu tèt nghiÖp
Ngoµi c¸c m¾t xÝch izopren ®ång ph©n 1,4- cis trong cao su thiªn nhiªn
cßn cã kho¶ng 2% c¸c m¾t xÝch izopenten tham gia vµo h×nh thµnh m¹ch ph©n
tö ë vÞ trÝ 3,4. Khèi lîng ph©n tö trung b×nh cña cao su thiªn nhiªn lµ 1,3.106.
Møc ®é dao ®éng khèi lîng ph©n tö rÊt nhá (tõ 105 ®Õn 2.106).
Trong cao su thiªn nhiªn ngoµi m¹ch cacbuahydro cã cÊu t¹o tõ c¸c m¾t
xÝch izopenten cßn cã c¸c hîp chÊt phi cao su kh¸c, c¸c hîp chÊt ®îc trÝch ly
b»ng axeton, c¸c chÊt chøa nit¬, c¸c chÊt tan trong níc,… Hµm lîng c¸c hîp
chÊt phi cao su phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè trong ®ã quan träng nhÊt lµ ph¬ng
ph¸p s¶n xuÊt cao su.
1.1.6. TÝnh chÊt lý häc cña cao su thiªn nhiªn
Cao su thiªn nhiªn ë nhiÖt ®é thÊp cã cÊu tróc tinh thÓ vËn tèc kÕt tinh
lín nhÊt ®îc x¸c ®Þnh ë -250C. Cao su thiªn nhiªn kÕt tinh cã biÓu hiÖn râ rµng
lªn bÒ mÆt: ®é cøng t¨ng, bÒ mÆt vËt liÖu mê. cao su thiªn nhiªn tinh thÓ nãng
ch¶y ë nhiÖt ®é 400C. Qu¸ tr×nh nãng ch¶y cña c¸c cÊu tróc tinh thÓ cña cao su
thiªn nhiªn xÈy ra cïng hiÖn tîng hÊp thô nhiÖt.
TÝnh c¸ch ©m cña cao su mÒm trªn c¬ së cña cao su thiªn nhiªn ®îc
®¸nh gi¸ b»ng vËn tèc truyÒn ©m trong ®ã. ë 250C vËn tèc truyÒn ©m trong cao
su thiªn nhiªn lµ 37 m/s vËn tèc truyÒn ©m gi¶m khi t¨ng nhiÖt ®é hîp phÇn
cao su.
Cao su thiªn nhiªn tan tèt trong c¸c dung m«i h÷u c¬ m¹ch th¼ng, m¹ch
vßng, tetraclorua cacbon (CCl4) vµ sunfua cacbon (CS2). Cao su thiªn nhiªn
kh«ng tan trong rîu, xeton.
Mét sè tÝnh chÊt ®Æc trng cho cao su thiªn nhiªn:
14
Líp CNVL Polyme K45
LuËn v¨n nghiªn cøu tèt nghiÖp
Khèi lùng riªng
913
(kg/m3)
NhiÖt ®é ho¸ thuû tinh
-700C
HÖ sè gi·n në thÓ tÝch
656.10-4 (dm3/0C)
NhiÖt dÉn riªng
0,14
(w/m.0K)
NhiÖt dung riªng
1,88
(kj/kg.0K)
Nöa chu kú kÕt tinh ë - 250C
2-4
ThÈm thÊu ®iÖn m«i ë tÇn sè dao ®éng 1000 Hz
2,4 - 2,7
(giê)
Ngoµi ra cao su thiªn nhiªn cßn mét sè tÝnh chÊt c«ng nghÖ kh¸c nh:
§é dÎo cña cao su thiªn nhiªn: ®îc x¸c ®Þnh b»ng m¸y ®o ®é dÎo TM-2
cña Liªn X« cò hoÆc x¸c ®Þnh b»ng m¸y ®o ®é dÎo Uolle th«ng qua viÖc ®o ®é
nhít.
§Ó ®¸nh gi¸ møc ®é æn ®Þnh c¸c tÝnh chÊt c«ng nghÖ cña cao su thiªn
nhiªn, trªn thÞ trêng cßn sö dông hÖ sè æn ®Þnh dÎo PRI. HÖ sè nµy cµng cao
th× vËn tèc ho¸ dÎo cao su ®ã cµng nhá, ®iÒu ®ã cã nghÜa lµ: cao su cã hÖ sè
PRI cµng lín cã kh¶ n¨ng chèng l·o ho¸ cµng tèt.
Cao su thiªn nhiªn cã kh¶ n¨ng phèi trén tèt víi c¸c lo¹i chÊt ®én vµ
c¸c chÊt phèi hîp trªn m¸y luyÖn kÝn hoÆc luyÖn hë. Hîp phÇn trªn c¬ së cao
su thiªn nhiªn cã ®é bÒn kÕt dÝnh néi cao, kh¶ n¨ng c¸n tr¸ng, Ðp phun tèt,
møc ®é co ngãt kÝch thíc s¶n phÈm nhá. cao su thiªn nhiªn cã thÓ phèi trén
víi c¸c lo¹i cao su kh«ng ph©n cùc kh¸c (cao su poly izopren, cao su butadien,
cao su butyl) víi bÊt cø tû lÖ nµo.
1.1.7. TÝnh chÊt c¬ lý cña cao su thiªn nhiªn.
Cao su thiªn nhiªn cã kh¶ n¨ng lu ho¸ b»ng lu huúnh phèi hîp víi c¸c
lo¹i xóc tiÕn lu ho¸ th«ng dông. TÝnh chÊt c¬ lý cña cao su thiªn nhiªn ®îc x¸c
®Þnh theo tÝnh chÊt c¬ lý cña hîp phÇn cao su tiªu chuÈn.
15
Líp CNVL Polyme K45
LuËn v¨n nghiªn cøu tèt nghiÖp
B¶ng 6: Thµnh phÇn tiªu chuÈn ®Ó x¸c ®Þnh c¸c tÝnh chÊt c¬ lý cña cao
su thiªn nhiªn
STT
1
2
3
4
5
Thµnh phÇn
Cao su thiªn nhiªn
Lu huúnh
Mercaptobenzothiazol
ZnO
Axit stearic
Hµm lîng [P.K.L]
100,0
3,0
0,7
5,0
0,5
Hçn hîp cao su lu ho¸ ë nhiÖt ®é 143±2 [0C] trong thêi gian lu ho¸ tèi u
lµ 20 ÷ 30 phót.
C¸c tÝnh chÊt c¬ lý cña CSTN:
§é bÒn kÐo ®øt
[MPa] :
23
§é d·n dµi t¬ng ®èi
[%]
700
§é d·n dµi d
§é cøng t¬ng ®èi
[%]
:
≤ 12
[Shore] :
65
Cao su thiªn nhiªn kh«ng ®éc nªn tõ nã cã thÓ s¶n xuÊt c¸c s¶n phÈm
dïng trong y tÕ vµ trong c«ng nghiÖp thùc phÈm [1].
16
Líp CNVL Polyme K45
LuËn v¨n nghiªn cøu tèt nghiÖp
1.2. DÇu thùc vËt vµ dÇu ®Ëu nµnh
1.2.1. DÇu thùc vËt
DÇu thùc vËt lµ mét nguyªn liÖu quan träng trong c«ng nghiÖp còng nh
®êi sèng. Ngoµi viÖc sö dông cho c«ng nghiÖp thùc phÈm (lµ nguån dinh dìng
thay mì ®éng vËt) dÇu thùc vËt cßn lµ nguyªn liÖu dïng trong c«ng nghiÖp ®Ó
s¶n xuÊt s¬n, vecni, chÊt tÈy röa, chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt.
Trªn thÕ giíi hiÖn nay s¶n lîng hµng n¨m vÒ dÇu mì bÐo kho¶ng
48.500.000 tÊn, mçi n¨m t¨ng kho¶ng 700.000 tÊn . HiÖn nay, dÇu bÐo ®îc
khai th¸c tõ ba nguån chÝnh: tõ 900 lo¹i c©y cung cÊp 60% lîng dÇu, 300 lo¹i
®éng vËt trªn c¹n cho 36% vµ phÇn cßn l¹i tõ c¸c lo¹i ®éng vËt díi níc.
S¶n lîng mét sè lo¹i dÇu thùc vËt trªn thÕ giíi n¨m 1979 [5].
(®¬n vÞ: 1000 tÊn)
DÇu ®Ëu nµnh
80.453
DÇu ®Ëu phéng
18.309
DÇu b«ng v¶i
24.216
DÇu híng d¬ng
12.658
C¸c nguån nguyªn liÖu dÇu thùc vËt hiÖn cã trong níc ta rÊt phong phó,
chóng ®îc trång theo quy m« c«ng nghiÖp hoÆc mäc tù nhiªn. HiÖn nay c¸c
nguån dÇu thùc vËt phôc vô cho c«ng nghiÖp chñ yÕu lµ: dÇu dõa, dÇu ®Ëu
phéng, dÇu ®Ëu nµnh, dÇu cao su, dÇu b«ng, dÇu trÈu.
DÇu thùc vËt thêng ®îc chøa trong c¸c h¹t hoÆc qu¶ cña c¸c c©y cã dÇu.
Sau khi thu ho¹ch vµ s¬ chÕ b»ng ph¬ng ph¸p nh sö dông m¸y Ðp thuû lùc hay
trÝch ly b»ng dung m«i. Sau ®ã dÇu ®îc lµm s¹ch: khö t¹p chÊt b»ng axit hoÆc
kiÒm, trung hoµ c¸c chÊt, hÊp thô b»ng than ho¹t tÝnh, sau ®ã lµm khan vµ thu
®îc dÇu s¹ch. DÇu ®· tinh chÕ ®îc ®em ®i kiÓm tra c¸c tÝnh chÊt ho¸ lý vµ
thµnh phÇn tríc khi sö dông vµo c¸c môc ®Ých c«ng nghiÖp.
17
Líp CNVL Polyme K45
LuËn v¨n nghiªn cøu tèt nghiÖp
Thµnh phÇn chñ yÕu cña dÇu lµ triglyxrit.
RCOO – CH2
R’COO – CH
R’’COO – CH2
Trong ®ã R, R’, R” lµ nh÷ng gèc cña axit bÐo cã thÓ no hoÆc kh«ng no
Ngoµi ra dÇu cßn cã chøa nhiÒu nh÷ng t¹p chÊt nh: ph«tpholipit, s¸p
steron, hydrocacbon [5].
1.2.2. DÇu ®Ëu nµnh
DÇu ®Ëu nµnh hay cßn ®îc gäi lµ dÇu ®Ëu t¬ng. C©y ®Ëu t¬ng cã tªn
khoa häc lµ: Glycine hyspida, nã thuéc lo¹i hä ®Ëu, th©n cá, mét n¨m mét vô.
§Ëu t¬ng lµ lo¹i c©y cã ®¹m, cã dÇu. Protein cña h¹t ®Ëu cã ho¹t tÝnh
sinh häc cao vµ cã thÓ hç trî khi thiÕu protein ®éng vËt. V× vËy h¹t ®Ëu t¬ng ®îc dïng ®Ó s¶n xuÊt dÇu thùc phÈm vµ chÕ phÈm protein.
C©y ®Ëu t¬ng cã tíi 600 gièng kh¸c nhau, trong sè ®ã ®¸ng lu ý lµ gièng
glycine hyspida.
C©y ®Ëu t¬ng ®îc loµi ngêi ph¸t hiÖn ra tõ kho¶ng 7000 n¨m tríc c«ng
nguyªn. Theo tµi liÖu Trung Quèc, nguån gèc ®Ëu t¬ng lµ ë §«ng ¸ (Trung
Quèc, NhËt B¶n…). Bëi v× ë nh÷ng níc nµy cã rÊt nhiÒu gièng ®Ëu mäc d¹i, tõ
®ã ®îc tuyÓn chän, g©y trång. Ngoµi ë ch©u ¸, ®Ëu t¬ng ®îc trång nhiÒu ë B¾c
Mü, ¶ RËp, hiÖn nay c©y ®Ëu t¬ng ®îc trång nhiÒu nhÊt ë B¾c Mü.
Qu¶ ®Ëu t¬ng lµ lo¹i qu¶ gi¸p. Mçi qu¶ cã tõ 2 ®Õn 3 h¹t, chóng ®îc bao
bäc bëi líp vá máng, vá chiÕm 5 ÷ 10% khèi lîng h¹t. §Ëu t¬ng cã c¸c lo¹i
mÇu s¾c cña vá kh¸c nhau nh mÇu vµng, mÇu xanh, mÇu ®en. Khèi lîng 1000
18
Líp CNVL Polyme K45
LuËn v¨n nghiªn cøu tèt nghiÖp
h¹t kh« tõ 140 ÷ 200 gam. Khèi lîng riªng cña h¹t ®Ëu t¬ng lµ: 600 ÷ 780
kg/m3. Thµnh phÇn hãa häc cña h¹t ®Ëu t¬ng ®îc tr×nh bµy trªn b¶ng díi ®©y.
B¶ng 7: Thµnh phÇn ho¸ häc chñ yÕu cña h¹t ®Ëu t¬ng (tÝnh theo % h¹t kh«)
H¹t vµ c¸c phÇn cña h¹t
Tö ®iÖp
Lipit
20,7
Protein
41,3
Xenluloz¬
14,6
Taz¬
4,8
Ph«i
10,4
36,9
17,3
4,0
Vá h¹t
0,6
7,0
21,0
3,8
Trong thµnh phÇn protein cña h¹t ®Ëu t¬ng cã nhiÒu axit amin kh«ng
thay thÕ. Hystidin (1,67 ÷ 2,8%), Acgnimin (5,0 ÷ 6,48%), Lizin (42 ÷
46,9%), tryptophan (2,2 ÷ 3,26%), Glyxerin (11,2 ÷ 13,2%), Aspuraginic (10,1
÷ 12,5%).
Lipit cña tö ®iÖp, ph«i vµ vá h¹t rÊt kh¸c nhau vÒ thµnh phÇn vµ tÝnh
chÊt. V× vËy khi chÕ biÕn h¹t ®Ëu t¬ng víi môc ®Ých lÊy dÇu cã chÊt lîng cao
th× kh«ng nh÷ng chØ t¸ch vá h¹t mµ cßn t¸ch c¶ ph«i v× dÇu tõ ph«i cã nhiÒu
cÊu tö kh«ng ph¶i glyxerit dÔ bÞ thuû ph©n vµ bÞ oxy ho¸ khi b¶o qu¶n.
Axit bÐo chñ yÕu cã trong dÇu ®Ëu t¬ng lµ Linolic (51 ÷ 57%), Oleic (23
÷ 29%), Linolenic (3 ÷ 6%), Panmatic (2,5 ÷ 6%), Stearic (4,5 ÷ 5%).
Nh÷ng chØ sè ho¸ lý chñ yÕu cña dÇu ®Ëu t¬ng.
Tû träng ë 150C
0,922 ÷ 0,934 g/cm3
ChØ sè triÕt quang
1,374 ÷ 1,478
NhiÖt ®é nãng ch¶y 0C
-15 ÷ -18
§é nhít ®éng häc ë 200C
59 ÷ 72.10-6 m2/sec
ChØ sè xµ phßng
189 ÷ 195 mg KOH/100g
ChØ sè iot
120 ÷ 141 g I2/100g
19
Líp CNVL Polyme K45
LuËn v¨n nghiªn cøu tèt nghiÖp
DÇu ®Ëu t¬ng chñ yÕu dïng vµo môc ®Ých thùc phÈm vµ c¸c lo¹i thøc ¨n
kh¸c. DÇu ®Ëu t¬ng ®· tinh luyÖn dïng lµm nguyªn liÖu ®Ó s¶n xuÊt macgarin.
Tõ dÇu ®Ëu nµnh t¸ch ra ®îc Lexitin dïng trong dîc liÖu trong s¶n xuÊt b¸nh
kÑo. DÇu ®Ëu nµnh cßn dïng s¶n xuÊt s¬n, vecni, xµ phßng, chÊt ho¹t ®éng bÒ
mÆt.
NÕu ®em dÇu ®Ëu nµnh cho t¸c dông víi HNO 3 sÏ thu ®îc keo, sau khi
xö lý keo nµy b»ng kiÒm vµ ®un lªn 1500C th× sÏ cã chÊt dÎo gièng cao su [5].
1.3. Nh÷ng biÖn ph¸p vµ kh¶ n¨ng biÕn tÝnh cao su thiªn nhiªn
Nh phÇn trªn ®· tr×nh bÇy, bªn c¹nh nh÷ng u ®iÓm, CSTN cßn cã nh÷ng
nhîc ®iÓm nh kÐm bÒn nhiÖt, kÐm bÒn m«i trêng, bÞ ozon ho¸,… ChÝnh v× vËy
lÜnh vùc øng dông cßn rÊt h¹n chÕ. Do ®ã ®Ó cã thÓ më réng ph¹m vi øng dông
cho CSTN ngêi ta cÇn ph¶i cã nh÷ng biÖn ph¸p biÕn tÝnh ®Ó n©ng cao tÝnh n¨ng
c¬ lý kü thuËt, më réng ph¹m vi øng dông cho vËt liÖu nµy nh:
- Ph¬ng ph¸p ho¸ häc
- Ph¬ng ph¸p ho¸ lý vµ vËt lý
1.3.1. BiÕn tÝnh b»ng c¸c biÖn ph¸p ho¸ häc
Ngêi ta ®· tiÕn hµnh biÕn tÝnh ho¸ häc cao su thiªn nhiªn theo theo
nhiÒu híng kh¸c nhau nh:
- Ho¸ vßng cao su thiªn nhiªn ®Ó lµm vËt liÖu c¶m quang, s¬n, keo,…
- Epoxy ho¸ cao su thiªn nhiªn ®Ó t¹o ra vËt liÖu lµm s¬n, keo ®Æc biÖt
keo d¸n cao su vµ kim lo¹i.
- C¾t m¹ch CSTN råi cho ph¶n øng víi c¸c hîp chÊt diisocyanat t¹o vËt
liÖu polyuretan cã ®o¹n m¹ch cao su lµm s¬n, keo d¸n,…
20
Líp CNVL Polyme K45
- Xem thêm -
.PDF 
68 
412 
149 
