CÁC GIAI ĐOẠN CHÍNH TRONG QUY TRÌNH SẢN XUẤT CAO SU

Cao su là một trong những vật liệu quan trọng nhất trong ngành công nghiệp hiện đại, với vô số ứng dụng từ lốp xe, đế giày, đến các bộ phận máy móc. Nhưng đã bao giờ bạn tự hỏi quy trình sản xuất cao su diễn ra như thế nào? Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về quá trình từ khi cao su còn là nhựa mủ cho đến khi trở thành sản phẩm hoàn chỉnh, đồng thời cung cấp những thông tin quan trọng về ngành sản xuất cao su.

Phân loại cao su

Cao su, bắt nguồn từ tiếng Pháp “caoutchouc”, là một loại vật liệu polyme có đặc tính đàn hồi và khả năng biến dạng rất tốt. Khi bị kéo dài hoặc nén lại, cao su có khả năng trở về hình dạng ban đầu sau khi lực tác động được loại bỏ.

Cao su có 2 loại: cao su tự nhiên và cao su tổng hợp.

• Cao su tự nhiên

Cao su tự nhiên là một loại cao su được tạo ra từ cây cao su tự nhiên, chủ yếu là cây cao su Hevea brasiliensis. Cây cao su này được trồng chủ yếu ở các nước Đông Nam Á, nhất là ở Thái Lan, Indonesia và Malaysia. 

Cao su tự nhiên được biết đến với các đặc tính như đàn hồi cao, dẻo và chịu được các tác động cơ học khác nhau. Tuy nhiên, cao su tự nhiên cũng có một số nhược điểm như dễ phân hủy, không thể tái chế và có giá thành cao.

• Cao su tổng hợp

Cao su tổng hợp là một loại chất liệu được con người chế tạo với các đặc tính như cao su tự nhiên, nhưng có thể được điều chỉnh và cải thiện. Cao su tổng hợp được tạo ra từ phản ứng trùng ngưng các cấu trúc đơn, bao gồm isopren, 1,3-butadien, cloropren và isobutylen. Các cấu trúc đơn này có thể được trộn với các tỷ lệ mong muốn để tạo ra các sản phẩm cao su tổng hợp có các đặc tính vật lý, cơ học và hóa học khác nhau.

Quy trình sản xuất cao su

Bước 1: Khai thác mủ cao su

Khi cây cao su đã đủ tuổi được khai thác để sản xuất cao su, các kỹ sư sẽ sử dụng một lưỡi cạo đặc biệt để tạo ra các vết cắt trên thân cây, gọi là “vết mủ”. Mủ cao su sau đó sẽ chảy ra từ các vết cắt này và được thu thập vào các chậu hoặc hệ thống đường ống.

Bước 2: Xử lý mủ cao su

Giai đoạn xử lý mủ cao su là một phần không thể thiếu trong quy trình sản xuất cao su, nhằm biến mủ cao su thô thành một sản phẩm có chất lượng cao, sẵn sàng cho các bước sản xuất tiếp theo. Mủ cao su sau khi được khai thác từ cây không chỉ chứa cao su mà còn bao gồm nước, tạp chất và các hợp chất hữu cơ khác, do đó cần một loạt các bước xử lý chi tiết.

Chưng cất: Bước đầu tiên trong giai đoạn xử lý mủ cao su là loại bỏ nước và các hợp chất hữu cơ nhẹ. Mủ cao su được đưa vào thiết bị chưng cất, nơi nó được đun nóng dưới áp suất nhất định. Quá trình này không chỉ giúp giảm lượng nước mà còn loại bỏ các tạp chất dễ bay hơi, làm tăng độ tinh khiết của mủ.

Kết tủa: Sau chưng cất, mủ cao su sẽ trải qua quá trình kết tủa. Các chất như axit axetic hoặc axit formic được thêm vào để tạo ra các phản ứng hóa học khiến cho các tạp chất kết tủa lại. Đây là cách hiệu quả để tách các phần không mong muốn như cặn bã, bụi bẩn, và các mảnh vụn từ cây, giúp mủ cao su trở nên sạch hơn.

Lọc: Quá trình lọc là bước kế tiếp, nơi mủ cao su đã kết tủa được lọc qua các bộ lọc chuyên dụng. Các bộ lọc này có thể là lọc cơ học, sử dụng các màng lọc với kích thước lỗ lọc khác nhau để đảm bảo rằng tất cả các tạp chất lớn nhỏ đều bị loại bỏ, chỉ để lại cao su tinh khiết.

Xử lý hóa học: Để đạt được độ tinh khiết cao nhất, mủ cao su sẽ trải qua xử lý hóa học. Trong giai đoạn này, mủ được xử lý với các chất như natri hydroxit (NaOH) để tẩy trắng, hoặc natri metabisunfit (Na2S2O5) để loại bỏ các tạp chất hữu cơ còn sót lại và cũng để bảo vệ cao su khỏi quá trình oxy hóa. Quá trình này không chỉ làm sạch mà còn cải thiện tính chất của cao su, làm cho nó phù hợp hơn với các ứng dụng công nghiệp.

Kết quả của giai đoạn xử lý: Sau khi trải qua các bước trên, mủ cao su trở nên tinh khiết hơn, sẵn sàng cho các giai đoạn tiếp theo như trộn, lưu hóa, và tạo hình. 

Bước 3: Xay nhỏ

Sau khi làm sạch, cao su sẽ được xay nhỏ thành dạng bột để dễ dàng sử dụng trong các quy trình sản xuất tiếp theo. Quá trình xay nhỏ cao su được thực hiện bằng các máy móc chuyên dụng để đảm bảo rằng cao su được xay nhỏ đều và không bị phá hủy.

Bước 4: Trộn và xào

Mủ cao su dạng bột được trộn với các chất phụ gia và chất phụ thuộc khác như chất gia cường, chất cống oxy hóa, chất tạo màu để tạo ra hỗn hợp cao su. Quá trình này giúp tạo ra cao su có các đặc tính và tính chất mong muốn. Sau đó sẽ được làm nóng để hòa tan các thành phần với nhau. 

Bước 5: Lưu hóa (Vulcanization)

Trong quá trình này, cao su được gia nhiệt và trộn với lưu huỳnh hoặc các chất khác. Lưu huỳnh đóng vai trò như một “keo dán” hóa học, tạo ra liên kết chéo giữa các chuỗi polymer cấu tạo nên cao su. Những liên kết chéo này như những sợi dây liên kết các phân tử cao su lại với nhau, làm tăng độ bền, độ cứng và khả năng chịu nhiệt của cao su.

Bước 6: Tráng cao su

Quá trình này bao gồm việc trộn cao su với các hợp chất hóa học như chất nhựa, chất làm mềm và các phụ gia khác. Các chất này giúp làm giảm độ cứng của cao su, tăng độ dẻo dai và khả năng uốn cong.

Hiện nay, có hai phương pháp tráng cao su phổ biến:

• Phương pháp tráng hơi sử dụng hơi nước để làm mềm cao su thô, trong khi phương pháp tráng dung môi sử dụng các dung môi để làm mềm cao su. 
• Phương pháp tráng hơi được ưa thích hơn do khả năng tạo ra các sản phẩm có chất lượng tốt hơn và không gây ra ô nhiễm môi trường.

Bước 7: Ép và sấy

Là bước mà cao su được ép thành các hình dạng mong muốn hoặc tấm, sau đó sấy khô để loại bỏ độ ẩm và hoàn thiện sản phẩm.

Bước 8: Kiểm tra chất lượng

sản phẩm cao su cuối cùng được kiểm tra kỹ lưỡng về độ bền, độ đàn hồi, và các yếu tố khác để đảm bảo chúng đáp ứng các tiêu chuẩn công nghiệp và tiêu dùng.

Ứng dụng của cao su trong cuộc sống

Cao su là một vật liệu đa dạng và có nhiều ứng dụng trong cuộc sống hàng ngày. Dưới đây là một số ví dụ:

• Dệt may: Cao su được sử dụng để sản xuất vải cao su, được sử dụng để tạo ra các sản phẩm như áo mưa, mũ và các sản phẩm khác.
• Phụ tùng xe hơi: Cao su được sử dụng để sản xuất các phụ tùng xe hơi, như lốp xe và các bộ phận khác.

• Phụ kiện điện tử: Cao su được sử dụng để sản xuất các phụ kiện điện tử, như dây cáp và các bộ phận khác.
• Chăm sóc sức khỏe: Cao su được sử dụng trong sản xuất các sản phẩm chăm sóc sức khỏe, như băng dính và các sản phẩm khác.

Trên đây là những thông tin hữu ích mà PMS Việt Nam đã cung cấp cho bạn đọc, hi vọng những thông tin trên sẽ hỗ trợ cho bạn được nhiều kiến thức hơn về cao su. Nếu bạn đang có nhu cầu tìm mua hoặc tham khảo công nghệ máy đóng gói cho các ngành y tế hoặc công nghiệp dệt may, PMS Việt Nam sẽ là lựa chọn sáng suốt nhất dành cho bạn, liên hệ ngay chúng tôi sẽ tư vấn miễn phí cho bạn.