Cao su xốp là một loại vật liệu có nhiều ứng dụng quan trọng trong các lĩnh vực công nghiệp nhờ vào tính đàn hồi và khả năng chịu nhiệt tốt. Để nắm rõ hơn về quy trình sản xuất cũng như các ứng dụng phổ biến của loại cao su này, mời bạn cùng chúng tôi khám phá chi tiết trong bài viết dưới đây.
Cao su xốp là gì?
Cao su xốp, hay còn gọi là cao su lưu hóa (Nitrile rubber), là một loại vật liệu đặc biệt nổi bật với khả năng cách nhiệt hiệu quả. Nguyên liệu chính để sản xuất cao su xốp bao gồm cao su tự nhiên, elastomer, polymer và một số thành phần khác. Sau khi các nguyên liệu này được pha trộn, chúng sẽ trải qua quá trình lưu hóa, giúp tạo ra cao su với độ bền, độ đàn hồi và khả năng chịu nhiệt tốt.
Cao su thành phẩm thường có cấu trúc với các lỗ tổ ong gần nhau và liên kết chặt chẽ, nhờ đó nó có khả năng chống ngưng tụ sương rất hiệu quả trong các hệ thống lạnh và đáp ứng tiêu chuẩn vệ sinh cao.
Sản phẩm này thường được sản xuất dưới dạng ống, tấm phẳng tiêu chuẩn hoặc dạng cuộn nhẹ với tính đàn hồi cao, dễ dàng được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong ngành cách nhiệt.
Các phương pháp sản xuất cao su xốp phổ biến
Để sản xuất các sản phẩm cao su xốp phù hợp với nhu cầu sử dụng, người ta thường áp dụng quy trình lưu hóa cao su. Đây là một quy trình phức tạp, chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như loại cao su, ứng dụng và các yêu cầu cụ thể.
Lưu hóa cao su là quá trình làm cho chất đàn hồi của cao su trở nên cứng hơn thông qua việc hình thành các liên kết chéo giữa các chuỗi polyme, từ đó nâng cao độ cứng, độ bền và các đặc tính khác của vật liệu. Quy trình này cũng có khả năng cải thiện tính chống mài mòn, chịu nhiệt và chống hóa chất một cách hiệu quả.
Xem thêm: Quá trình sản xuất Cao su RSS
Hiện nay, các công nghệ và phương pháp lưu hóa cao su đang được nghiên cứu và phát triển liên tục, trong đó có một số phương pháp phổ biến mà bạn có thể gặp.
Lưu hóa bằng lưu huỳnh
Đây là phương pháp phổ biến nhất, thường được sử dụng để làm rắn cao su tự nhiên và cao su Styren Butadien (SBR). Theo đó, lưu huỳnh sẽ thay thế một số liên kết C-H trong chuỗi polyme bằng nguyên tử lưu huỳnh (S), tạo các liên kết chéo giữa các phần của chuỗi polyme.
Số lượng nguyên tử lưu huỳnh trong liên kết chéo ảnh hưởng đáng kể đến tính chất vật lý của cao su lưu hóa, tăng độ cứng và độ bền, nhưng quá nhiều liên kết chéo sẽ có thể làm giảm khả năng chịu nhiệt của cao su.
Lưu hóa bằng oxit kim loại
Các oxit kim loại như MgO, ZnO hoặc Pb3O4 sẽ được áp dụng trong quá trình lưu hóa các loại cao su như Neoprene và cao su polychloroprene (CR). Mỗi loại oxit kim loại cần có các chất xúc tác được điều chỉnh một cách thích hợp nhằm ngăn chặn việc hình thành liên kết chéo quá sớm do ảnh hưởng của nhiệt độ.
Lưu hóa bằng peroxide
Phương pháp này thường được áp dụng cho các loại cao su tổng hợp như cao su ethylene-propylene-diene monomer (EPDM). Cụ thể, Peroxide sẽ tạo ra các liên kết chéo mà không cần sử dụng lưu huỳnh, từ đó nâng cao khả năng chịu nhiệt và chống lão hóa của cao su.
Lưu hóa cao su silic:
Sản phẩm này được sử dụng trong sản xuất cao su silicone, bao gồm hai loại lưu hóa là RTV-1 và RTV-2.
- RTV-1: Loại cao su này sẽ dần cứng lại nhờ vào độ ẩm trong không khí và sự tác động của chất xúc tác. Quá trình đông rắn bắt đầu từ bề mặt bên ngoài và lan dần vào bên trong. Silicone RTV-1 có đặc tính bám dính tốt, đàn hồi và độ bền cao. Nó cũng có khả năng chống lại tia UV và các điều kiện thời tiết khắc nghiệt.
- RTV-2: Đây là một hỗn hợp gồm hai thành phần, khi được trộn lẫn sẽ đông lại ở nhiệt độ phòng thành dạng rắn, gel hoặc bọt dẻo. RTV-2 giữ được tính linh hoạt trong khoảng nhiệt độ từ −80 đến 250 °C và sẽ phân hủy ở nhiệt độ trên 350°C, tạo ra cặn silica trơ không dễ cháy. Loại cao su này có thể được sử dụng để cách điện trong nhiều ứng dụng thực tiễn.
Lưu hóa bằng các chất hóa học khác
Các chất lưu hóa đặc biệt như urethane hoặc nhựa phenolic có thể được áp dụng trong một số tình huống cụ thể, nơi có yêu cầu và tính năng đặc biệt của cao su xốp là cần thiết.
Ưu điểm nổi bật của cao su xốp
Quá trình lưu hóa đóng vai trò thiết yếu trong việc nâng cao các đặc tính của cao su, làm cho nó trở nên bền bỉ và linh hoạt hơn so với cao su tự nhiên. Thông qua quá trình này, cao su xốp mang lại nhiều lợi ích nổi bật, bao gồm:
Khả năng chịu nhiệt và cách nhiệt cao su xốp
Quá trình lưu hóa làm tăng cường cấu trúc phân tử của cao su, cho phép nó chịu đựng nhiệt độ cao mà không bị biến dạng hay giảm sút tính chất. Hơn nữa, sự thay đổi trong cấu trúc cũng giúp vật liệu này nâng cao khả năng cách nhiệt, giữ nhiệt và ngăn chặn sự truyền nhiệt một cách hiệu quả.
Cách điện và chống chịu tốt điều kiện môi trường
Quá trình lưu hóa hình thành các liên kết hóa học bền vững giữa các phân tử cao su, từ đó tạo ra cấu trúc giúp vật liệu này có khả năng cách điện hiệu quả. Hơn nữa, sản phẩm còn có khả năng chống lại ozone, tia UV và các yếu tố thời tiết, cho phép sử dụng tốt ngay cả trong môi trường ngoài trời.
Hấp thụ tiếng ồn và chống rung hiệu quả
Cao su xốp có khả năng cách âm và giảm thiểu rung động từ môi trường xung quanh. Nhờ đó, nó tạo ra một không gian yên tĩnh và dễ chịu hơn, nâng cao chất lượng cuộc sống và làm việc khi được áp dụng trong các lĩnh vực cụ thể.
Không hấp thụ hơi nước, chống ẩm vượt trội
Cao su lưu hóa có khả năng không hấp thụ hơi nước và ngăn chặn sự ngưng tụ, từ đó duy trì môi trường khô ráo một cách hiệu quả. Điều này giúp ngăn ngừa sự phát triển của nấm mốc và vi khuẩn, đồng thời giảm thiểu sự mất mát nhiệt năng cho các hệ thống ống dẫn nước nóng và lạnh.
Độ bền cao, độ đàn hồi tốt
Tuổi thọ của cao su lưu hóa có thể thay đổi dựa trên các yếu tố như điều kiện sử dụng, môi trường làm việc và chất lượng sản phẩm. Tuy nhiên, nó thường được coi là có tuổi thọ cao và bền bỉ, góp phần giảm thiểu chi phí bảo trì và thay thế trong suốt quá trình sử dụng.
Ngoài ra, khả năng đàn hồi vượt trội cũng là một lợi thế lớn, giúp cho việc thi công trở nên thuận lợi hơn, đồng thời tạo điều kiện cho việc ứng dụng vật liệu trong nhiều lĩnh vực khác nhau trong đời sống.
Xem thêm: Giới thiệu chung về quá trình cao su lưu hóa
Ứng dụng của cao su xốp trên thị trường
- Cách nhiệt cho hệ thống ống dẫn nước nóng: Cao su xốp hiện đang được ưa chuộng để thay thế cho vật liệu cách nhiệt sợi khoáng trong các hệ thống ống dẫn nước nóng, từ các dự án cấp nước công cộng cho đến các khu dân cư và hộ gia đình.
- Cách nhiệt cho ống dẫn hơi lạnh: Sản phẩm này cũng được áp dụng để cách nhiệt cho các ống dẫn hơi lạnh nhờ vào khả năng chống ẩm hiệu quả và không bị ảnh hưởng bởi nấm mốc, côn trùng hay chuột.
- Gioăng cách âm và lót sàn: Ngoài ra, sản phẩm còn được sử dụng để chế tạo gioăng cao su xốp cách âm và cao su xốp dùng làm lót sàn.
- Sản xuất gioăng cửa chống cháy: Cao su lưu hóa dạng ống với khả năng chống cháy vượt trội, tạo ra lớp bảo vệ bên ngoài giúp ngăn chặn sự ăn mòn từ không khí và môi trường. Đây là một yếu tố thiết yếu trong việc chế tạo gioăng chống cháy, được ứng dụng rộng rãi trong nhiều loại cửa chống cháy hiện nay.
Chúng tôi xin giới thiệu một số thông tin về cao su xốp – một loại vật liệu có nhiều ứng dụng quan trọng trong các ngành công nghiệp hiện nay. Tại Trực Quan, chúng tôi đang sử dụng sản phẩm gioăng cửa chống cháy được chế tạo từ cao su xốp trong nhiều công trình, nhằm đảm bảo độ kín khít tối ưu cho các hệ thống cửa chống cháy.
