Nghiên cứu công nghệ điều chế chất trợ xúc tiến lưu hóa cao su có chứa kẽm oxit hoạt tính

bộ khoa học và công nghệ viện năng l−ợng nguyên tử việt nam báo cáo tổng kết đề tμi khoa học công nghệ cấp bộ năm 2005-2006 nghiên cứu công nghệ điều chế chất trợ xúc tiến l−u hoá cao su có chứa kẽm oxit hoạt tính (mã số cb/05/03-03) Cơ quan chủ trì : Viện Công nghệ Xạ Hiếm Chủ nhiệm đề tài: Th.S. Lê Minh Tuấn Hà nội, tháng 12/2006 danh sách thμnh viên đề tμi 1 Lê Minh Tuấn ThS., NCV TT Triển khai Công nghệ, Viện CNXH 2 Phạm Quang Trung KSC Viện Công nghệ xạ Hiếm 3 Phạm Minh Tuấn KS, NCV TT Triển khai Công nghệ, Viện CNXH 4 T−ờng Duy Nhân KSC TT Triển khai Công nghệ, Viện CNXH 5 Trần Thế Định Cử nhân TT Triển khai Công nghệ, Viện CNXH 6 Nguyễn Trung Dũng Trung cấp TT Triển khai Công nghệ, Viện CNXH 1 mục lục abtract 6 phần I. Mở đầu 8 phần II. Lý thuyết, tổng quan 10 II.1. Những vấn đề chung về công nghệ l−u hoá cao su 10 II.1.1. Giới thiệu chung 10 II.1.2. Sự l−u hoá và vai trò của các chất xúc tiến và trợ xúc tiến 13 II.1.3. Vai trò của kẽm oxit trong quá trình l−u hoá cao su 15 II.2. Tối −u hoá l−ợng sử dụng ZnO trong công nghiệp chế hoá cao su 15 II.2.1. Các xu thế và yêu cầu trong ngành công nghiệp cao su 15 II.2.2. Tối −u hoá l−ợng sử dụng ZnO trong công nghiệp chế hoá cao su 16 II.3. Các ph−ơng pháp điều chế ZnO 17 II.3.1. Các ph−ơng pháp nhiệt luyện truyền thống 17 II.2.1.a. Ph−ơng pháp thăng hoa oxi hoá 17 II.2.1.b. Ph−ơng pháp hoàn nguyên oxi hoá 17 II.3.2. Ph−ơng pháp thuỷ luyện 18 II.3.2.b. Khái niệm kẽm oxit hoạt tính trong ngành công nghiệp cao su 18 II.3.2.b. Ph−ơng pháp thuỷ luyện truyền thống 19 II.2.2.c. Ph−ơng pháp thuỷ luyện sử dụng hệ amoniac và muối amoni 20 II.4. Ph−ơng pháp nghiên cứu của đề tài 22 phần III. Nghiên cứu, thực nghiệm 23 III.1. Ph−ơng pháp phân tích 23 III.1.1. Ph−ơng pháp xác định hàm l−ợng kẽm 23 III.1.2 Ph−ơng pháp phân tích nhiệt 23 III.1.3. Ph−ơng pháp phân tích nhiễu xạ Rơn ghen - XRD 24 III.1.4. Ph−ơng pháp đánh giá chất l−ợng sản phẩm 25 III.2. Ph−ơng pháp thu nhận muối kẽm cacbonat bazơ và đồng kết tủa thu nhận hợp phần kẽm oxit và muối can xi sunphat 25 2 phần IV. kết quả vμ thảo luận 26 IV.1. Nghiên cứu điều chế ZnO hoạt tính. 26 IV.1.1. Nghiên cứu quá trình hoà tách thu hồi kẽm từ phế liệu công nghiệp 26 IV.1.1.a. Nguyên tắc lựa chọn chung 26 IV.1.1.a.1. Lựa chọn tác nhân hoà tách và tác nhân phối hợp 26 IV.1.1.a.2. Nồng độ của tác nhân hoà tách 26 IV.1.1.a.3. Nhiệt độ của quá trình hoà tách 27 IV.1.1.a.4. Nguyên liệu của quá trình hoà tách 27 IV.1.1.b. Chuẩn bị dung dịch hoà tách 29 IV.1.1.c. Khảo sát quá trình hoà tách nguyên liệu 1 bằng hệ NH3 và CO2 30 IV.1.1.c.1. Khảo sát xác định tỷ lệ nguyên liệu và tác nhân hoà tách 30 IV.1.1.c.2. Khảo sát ảnh h−ởng của kích th−ớc hạt tới khả năng hoà tách 31 IV.1.1.c.3. Lựa chọn điều kiện công nghệ của quá trình hoà tách 32 IV.1.1.c.4. Khảo sát ảnh h−ởng của nhiệt độ tới quá trình hoà tách 33 IV.1.1.c.5. Khảo sát ảnh h−ởng của thời gian tới quá trình hoà tách 33 IV.1.1.c.6. Khảo sát ảnh h−ởng của sự đảo trộn tới quá trình hoà tách 34 IV.1.1.d. Khảo sát quá trình hoà tách nguyên liệu 2 bằng hệ NH3 và CO2 35 IV.1.1.d.1. Khảo sát ảnh h−ởng của nhiệt độ tới quá trình hoà tách 36 IV.1.1.d.2. Khảo sát ảnh h−ởng của thời gian tới quá trình hoà tách 36 IV.1.1.d .3. Khảo sát ảnh h−ởng của sự đảo trộn tới quá trình hoà tách 37 IV.1.2 Nghiên cứu khả năng nâng cao năng suất của quá trình hoà tách 39 IV.1.3. Tinh chế dung dịch hoà tách 41 3 IV.1.4. Nghiên cứu điều chế kẽm oxit hoạt tính 42 IV.1.4.a. Nguyên tắc chung 42 IV.1.4.b. Nghiên cứu khả năng thu nhận muối kẽm cacbonat bazơ từ dung dịch hoà tách 43 IV.1.4.c. Khảo sát điều kiện nung để thu nhận sản phẩm kẽm oxit hoạt tính 45 IV.1.5. Nghiên cứu công nghệ thu nhận ZnO hoạt tính ở qui mô PTN mở rộng 47 IV.1.5.a. Chế tạo thiết bị 47 IV.1.5.b. Triển khai thử nghiêm trên hệ thiết bị chế tạo 49 IV.1.6. Thử nghiêm sản phẩm kẽm oxit hoạt tính. 50 IV.1.7. Sơ đồ công nghệ điều chế sản phẩm kẽm oxit hoạt tính từ nguồn xỉ kẽm trên thiết bị chế tạo ở qui mô PTN mở rộng 53 IV.1.8. Nghiên cứu thăm dò khả năng thu hồi, tái sinh NH3 & CO2 và đề xuất giải pháp đảm bảo môi tr−ờng. 55 IV.1.9. Khảo sát thăm dò ảnh h−ởng của ph−ơng pháp điều chế tới đặc tr−ng của sản phẩm ZnO 57 IV.2. Nghiên cứu điều chế chế phẩm trợ xúc tiến l−u hoá cao su có chứa kẽm oxit hoạt tính 62 IV.2.1. Phân tích và đánh giá mẫu th−ơng phẩm 62 IV.2.2. Nguyên tắc chung 65 IV.2.3. Khảo sát quá trình đồng kết tủa bằng ph−ơng pháp kết tủa với dung dịch sữa vôi 66 IV.2.4. Khảo sát quá trình nung thu nhận sản phẩm 74 IV.2.5. Thử nghiệm sản phẩm 76 IV.2.6. Xây dựng qui trình công nghệ điều chế chế phẩm từ nguồn xỉ kẽm trên qui mô sản xuất thử nghiệm 77 4 IV.2.6.a. Công đoạn hoà tách xỉ kẽm 77 IV.2.6.b. Công đoạn tinh chế dung dịch 78 IV.2.6.c. Công đoạn đồng kết tủa thu nhận chế phẩm 81 IV.2.6.d. Sơ đồ công nghệ điều chế chế phẩm từ nguồn xỉ kẽm trên qui mô sản xuất thử nghiệm 82 Phần V. kết luận 86 tμi liệu tham khảo 88 phụ lục 1. qui trình công nghệ 2. báo cáo tổng kết kinh phí thực hiện đề tμi 3. kết quả thử nghiệm 5 astract The object of the present studies is to investigate the feasibility of the active zinc oxide and the activator containing low content of active zinc oxide preparation by hydrometallurgy methods using NH3 – CO2 or H2SO4 systems respectively. The factors that effect the active zinc oxide preparation process such as zinc basic carbonate obtaining procedure (stripping time and stripping conditions), calcination temperature, calcination time were investigated to determine the optimum processing parameters. Based on the obtained results, 97-99,5 % active zinc oxide having value of specific surface area equals 29 – 50 m2/g can be obtained by calcinating the basic zinc carbonate precursor. Used levels of obtained products can be decreases compared to traditional zinc oxide 99,5% (producing by pyrometallurgy methods) used level. The activator containing low content of active zinc oxide that can be obtained with high yield by co-precipitating zinc sulfate with lime milk (approximately 100 g CaO/l) and subsequently calcinating obtained precipitate at 300-400oC in 3 hours, satisfied all requirements of rubber cure testing trial compared to RA imported products. 6 Tóm tắt Mục tiêu của đề tài là xác định khả năng điều chế sản phẩm kẽm oxit hoạt tính và chế phẩm trợ xúc tiến l−u hoá cao su chứa kẽm oxit hoạt tính với hàm l−ợng thấp t−ơng ứng bằng các ph−ơng pháp thuỷ luyện với hệ tác nhân hoà tách NH3 – CO2 và axit sunphuric. Các yếu tố có ảnh h−ởng quyết định tới quá trình thu nhận sản phẩm trung gian kẽm cacbonat bazơ, nhiệt độ nung và thời gian nung sản phẩm trung gian đã đ−ợc khảo sát để xác định các điều kiện công nghệ tối −u. Các kết quả thu đ−ợc cho thấy, sản phẩm kẽm oxit hoạt tính 97-99,5 % với giá trị diện tích bề mặt riêng khoảng 29 – 50 m2/g có thể đ−ợc điều chế bằng cách nung sản phẩm kẽm cacbonat bazơ ở nhiệt độ 300-400oC trong 2 giờ. Sản phẩm kẽm oxit hoạt tính thu đ−ợc có thể giúp giảm l−ợng sử dụng kẽm oxit trong quá trình l−u hoá so với sản phẩm truyền thống ZnO 99,5% sản xuất bằng ph−ơng pháp nhiệt luyện mà vẫn đảm bảo quá trình l−u hoá và tính chất cơ lý của sản phẩm cao su. Chế phẩm trợ xúc tiến l−u hoá cao su chứa kẽm oxit hoạt tính với hàm l−ợng thấp đ−ợc điều chế thông qua quá trình đồng kết tủa dung dịch kẽm sunphat với dung dịch sữa vôi (khoảng 100 g CaO/l) và tiếp theo đó nung hợp phần thu đ−ợc ở 300-400oC trong 3 giờ. Sản phẩm thu đ−ợc thoả mãn các phép kiểm tra thử nghiệm l−u hoá cao su so với sản phẩm th−ơng mại nhập khẩu RA. 7 Phần I - mở đầu Hiện nay trong ngành công nghiệp cao su trên thế giới, sức ép về vấn đề môi tr−ờng đòi hỏi việc giảm hay thậm chí loại bỏ việc sử dụng ZnO ngày càng tăng cao, nhất là tại các n−ớc công nghiệp phát triển [ 11 ]. Việc đ−a vào thay thế chất trợ xúc tiến l−u hoá cao su từ sản phẩm ZnO truyền thống (hàm l−ợng ZnO > 98,5%) bằng sản phẩm kẽm oxit hoạt tính - sản phẩm có độ sạch cao và độ phân tán cao (giá trị diện tích bề mặt riêng lớn) cho phép giảm l−ợng sử dụng ZnO nh−ng vẫn đảm bảo hoặc cải thiện khả năng l−u hoá, tính chất của sản phẩm cao su đã trở thành một mục tiêu quan trọng và b−ớc đầu đã thu đ−ợc những thành tựu đáng kể. Trong ngành Công nghiệp cao su, sản phẩm kẽm oxit đ−ợc gọi là hoạt tính nếu nó có kích th−ớc hạt nhỏ hơn và diện tích bề mặt riêng lớn hơn khi so với kẽm oxit đ−ợc sản xuất bằng ph−ơng pháp nhiệt luyện kinh điển (ph−ơng pháp thăng hoa oxi hoá và hoàn nguyên oxi hoá). Bên cạnh đó, sản phẩm kẽm oxit hoạt tính có độ sạch cao và hàm l−ợng chì thấp sẽ làm giảm thiểu các tác động xấu tới sản phẩm cao su. Sự khác nhau cơ bản đó cho phép giảm l−ợng sử dụng ZnO trong quá trình l−u hoá cao su [11-14]. Các nghiên cứu điều chế sản phẩm kẽm oxit hoạt tính th−ờng sử dụng ph−ơng pháp thuỷ luyện thông qua việc điều chế hợp chất trung gian là sản phẩm kẽm cacbonat bazơ [8-10]. Với sản phẩm trung gian này, sản phẩm kẽm oxit thu đ−ợc sẽ đáp ứng đ−ợc hai yêu cầu cơ bản là diện tích bề mặt cao và hàm l−ợng tạp chất có hại (nh− Pb) thấp. Sản phẩm kẽm oxit hoạt tính nh− vậy sẽ có khả năng phân tán tốt, đều trong khối liệu cũng nh− khả năng trợ xúc tiến cho quá trình l−u hoá tăng lên. Bên cạnh các loại sản phẩm kẽm oxit hoạt tính thuần kẽm, trên thị tr−ờng chất trợ xúc tiến l−u hoá xuất hiện loại chế phẩm mới là hợp phần của kẽm oxit và muối canxi sunphat. Việc tồn tại loại chế phẩm này đòi hỏi việc tìm hiểu, nghiên cứu để có thể đánh giá hiệu quả cũng nh− khả năng triển khai sản xuất. Xuất phát từ cơ sở đã nêu, cũng nh− từ các kết quả khả quan thu đ−ợc từ đề tài cấp cơ sở CS/03/04-07 và CS/04/04-07 cho thấy một h−ớng công nghệ triển vọng cho việc điều chế sản phẩm kẽm oxit có độ sạch cao và đặc tr−ng hoá lý 8 phù hợp với sản phẩm kẽm oxit hoạt tính cũng nh− tìm hiểu khả năng triển khai sản xuất để cung cấp cho thị tr−ờng . Mục tiêu của đề tài đ−ợc đặt ra là: Nghiên cứu điều chế sản phẩm kẽm oxit hoạt tính và chất trợ xúc tiến l−u hoá cao su có chứa kẽm oxit hoạt tính đảm bảo đ−ợc yêu cầu công nghệ, kỹ thuật trong quá trình l−u hoá cao su. Để đạt đ−ợc mục tiêu đề ra, đề tài xác định các nhiệm vụ chính: • Tập hợp tài liệu viết tổng quan về các ph−ơng pháp nghiên cứu điều chế chế phẩm. • Thu thập mẫu sản phẩm th−ơng mại hiện có trên thị tr−ờng. Chuẩn bị nguyên vật liệu. Phân tích thành phần, v.v... • Đánh giá vai trò của các thành phần trong mẫu chế phẩm thu thập đ−ợc. • Nghiên cứu điều chế kẽm oxit hoạt tính bằng ph−ơng pháp thuỷ luyện. • Nghiên cứu điều chế chất trợ xúc tiến l−u hoá cao su có chứa kẽm oxit hoạt tính bằng ph−ơng pháp thuỷ luyện. • Thử nghiệm, đánh giá, so sánh để điều chỉnh ph−ơng pháp công nghệ cho phù hợp. • Viết báo cáo (kèm theo qui trình công nghệ ). ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài: Kết quả của đề tài đóng góp vào việc tạo ra nhiều loại chế phẩm trợ xúc tiến l−u hoá mới đáp ứng đ−ợc nhu cầu chuyển đổi sử dụng chất trợ xúc tiến l−u hoá cao su với mục tiêu giảm l−ợng sử dụng ZnO trong sản phẩm cao su; bổ sung và hoàn thiện các công nghệ xử lý và thu hồi kẽm từ các nguồn phế liệu công nghiệp chứa kẽm đang đ−ợc thực hiện ở Viện Công nghệ Xạ - Hiếm, tạo ra nhiều mặt hàng đa dạng cung cấp cho nền kinh tế quốc dân, mở ra khả năng đáp ứng yêu cầu khác nhau của các nhà tiêu thụ khác nhau. Đơn vị thực hiện chính: Trung tâm Triển khai Công nghệ, Viện Công nghệ Xạ Hiếm. Kinh phí: Kinh phí của đề tài là 280.000.000 đ đ−ợc lấy từ nguồn ngân sách SNKH. 9 Phần II. Lý thuyết,tổng quan II.1. Những vấn đề chung về công nghệ l−u hoá cao su II.1.1. Giới thiệu chung Quá trình l−u hoá cao su, quá trình đ−ợc phát minh bởi Charlé Goodyear năm 1839 là quá trình hỗn hợp cao su và bột l−u huỳnh đ−ợc gia nhiệt để hình thành mạng không gian thông qua việc tạo các liên kết ngang giữa các chuỗi mạch phân tử cao su. Sản phẩm của quá trình l−u hoá sẽ không dính bết nh− cao su thô và có đặc tính không bị cứng, ròn ở nhiệt độ thấp và không bị mềm hoá (ngoại trừ ở nhiệt độ cao) mà là một khối vật chất có tính chất đàn hồi, bảo toàn hình dạng và khả năng chịu mài mòn cao. Chính từ phát minh này, Công nghệ hoá hợp và chế hoá cao su đã ra đời và hình thành một ngành công nghiệp quan trọng cung cấp các sản phẩm và vật liệu quan trọng trong đời sống và nền kinh tế quốc dân. Công nghệ hoá hợp - chế hoá cao su về cơ bản là khoa học của việc lựa chọn và phối hợp các cấu tử để sản suất các sản phẩm polyme có ích với những đặc tính thoả mãn những yêu cầu mà sản phẩm cuối cùng sẽ đ−ợc đ−a vào thực tế sử dụng đòi hỏi. Ba yếu tố có ảnh h−ởng quyết định tới quá trình hoá hợp-chế hoá cao su là Giá cả, sự chế biến và tính chất của sản phẩm. Trên thực tế, ba yếu tố này đều có tầm quan trọng nh− nhau. Tuy nhiên phải đợi đến đầu thế kỷ 20, công nghệ l−u hoá cao su mới tạo đột biến với ba phát kiến quan trọng giúp cải thiện chất l−ợng và độ bền của sản phẩm cao su là sử dụng các chất xúc tiến hữu cơ, chất tăng cứng (cacbon black) và chất chống oxi hoá. Ban đầu, các chất trợ xúc tiến/xúc tiến vô cơ nh− PbO, MgO và CaO đã đ−ợc thêm vào để giảm thời gian l−u hoá, tuy nhiên với sự phát hiện chất xúc tiến hữu cơ vào năm 1906 đã mang lại sự cải thiện rõ rệt và mở ra một kỷ nguyên mới trong ngành công nghiệp cao su. Quá trình l−u hoá không sử dụng các chất xúc tiến đã sử dụng 8 phần bột l−u huỳnh trên 100 phần cao su để thực hiện qá trình l−u hoá ở 142oC trong 6 giờ. Khi thêm vài phần chất xúc tiến cao su, thời gian l−u hoá đ−ợc giảm đáng kể và quá trình l−u hoá sẽ đ−ợc thúc đẩy hơn nữa khi có mặt của ZnO với vai trò chất trợ xúc tiến cho phần lớn cho các chất xúc tiến hữu cơ. [3-6] 10 Việc sử dụng các chất xúc tiến cùng với ZnO đã làm tăng đáng kể tốc độ l−u hoá và sự hình thành mạng liên kết trong cao su l−u hoá và từ đây ZnO còn đ−ợc gọi là chất trợ xúc tiến l−u hoá cao su. −u điểm của việc sử dụng hỗn hợp này không chỉ là việc rút ngắn thời gian l−u hoá mà còn giúp hạ nhiệt độ l−u hoá cũng nh− giảm l−ợng l−u huỳnh nh− đã sử dụng tr−ớc đây. Bên cạnh đó, độ bền của cao su cũng nh− các tính chất vật lý, đặc biệt giá trị c−ờng lực kéo đã tăng đáng kể khi sử dụng hệ xúc tiến này. Cho đến nay, với những sự phát triển và cải tiến không ngừng công nghệ chế hoá và chất l−ợng sản phẩm, các sản phẩm cao su đã sử dụng rất nhiều các cấu tử (Ingredient). Các cấu tử đã đ−ợc phân vào các nhóm phân loại chung nh− sau: 1. Nguyên liệu cao su thô: là loại vật liệu polyme bao gồm các chuỗi dài các phân tử cao su và chúng bao gồm rất nhiều loại khác nhau. Phổ biến nhất là các loại: SBR, PBD, isoprene (cao su thiên nhiên), nitril, butyl, EPDM, ... . Mỗi loại polyme đều có những −u và nh−ợc điểm cũng nh− các thuộc tính riêng của chúng. Ví dụ nh− cao su thiên nhiên nói chung rất thích hợp cho các sản phẩm đòi hỏi c−ờng lực kéo cao và khả năng chịu mỏi ở độ kéo dãn cao trong khi SBR (styren-butadien rubber) lại phù hợp cho các sản phẩm yêu cầu khả năng chịu mỏi ở độ kéo dãn thấp, .... Chính vì vậy vai trò của các nha chế biến cao su là lựa chọn sự phối hợp hay hỗn hợp các loại polyme một cách tốt nhất để có thể đạt đ−ợc những tiêu chí nh− mong muốn cũng nh− tối −u hoá quá trình và tính chất của sản phẩm cuối cùng. 2. Các hệ l−u hoá: hệ các hợp chất hoá học đ−ợc đ−a vào để là tăng độ cứng, modulus, c−ờng lực kéo, c−ờng lực xé, khả năng chịu mài mòn, khả năng chống lão hoá ... và làm giảm tính ròn, dễ gãy, ... bằng các phản ứng hoá học phức tạp có xúc tiến (tạo các liên kết công hoá trị giữa hai chuỗi polyme). Hệ l−u hoá bao gồm: • Tác nhân l−u hoá: hai tác nhân thông dụng là l−u huỳnh và hiđro-peoxit, tuy nhiên tác nhân l−u huỳnh là phổ biến và có lĩnh vực sử dụng lớn nhất. • Các chất xúc tiến: đóng vai trò giúp tăng tốc độ của các phản ứng tạo liên kết ngang. Các chất xúc tiến th−ờng đ−ợc chia thành 4 loại: chất xúc tiến siêu nhanh, chất xúc tiến nhanh, trung bình và chất xúc tiến hoạt động trễ. • Các chất trợ xúc tiến: đ−ợc sử dụng để thúc đẩy tốc độ phản ứng tạo liên kết ngang nhanh hơn nữa và ZnO “Red Seal” 11 3. Các chất độn: về cơ bản, ba loại chất độn th−ờng đ−ợc sử dụng là Cacbon black, kaolin và silica. Chúng đ−ợc sử dụng để làm giảm giá thành và giúp tăng c−ờng một số tính chất nhất định của cao su: độ cứng, c−ờng lực kéo, c−ờng lực xé, ứng suất (modulus), khả năng chịu mài mòn, ... 4. Các chất hỗ trợ quá trình gia công: là các loại nguyên liệu trợ giúp cho quá trình trộn, phân tán hay gia công hỗn hợp đã trộn (quá trình đùn ép, cán). Các chất hỗ trợ quá trình gia công bao gồm các chất hoá dẻo (plasticzers), các chất độn và các loại dầu khác (th−ờng là các loại axit béo hay các hyđrocacbon đồng thể). 5. Các phụ gia đặc thù riêng đ−ợc thêm vào để tăng c−ờng một tính chất đặc thù của sản phẩm cao su: • Tác nhân tạo màu: Các sản phẩm tạo màu và TiO2. • Tác nhân ức chế: các tác nhân nh− Phthalic anhydride, N-nitroso diphenylamine đ−ợc sử dụng để giảm tốc độ của phản ứng tạo mạng trong giai đoạn tiền xử lý (giai đoạn trộn và tạo dạng). • Tác nhân chống oxi hoá: các tác nhân phổ biến nh− acetone- diphenylamine-acetone-amine, N-phenyl-naphthylamine, ... đ−ợc đ−a vào để ngăn ngừa phản ứng oxi hoá của sản phẩm khi có mặt oxi hay không khí. • Tác nhân chống ozon: pera-phenylenediamine đ−ợc đ−a vào để ngăn ngừa phản ứng oxi hoá khi có mặt ozon. • Tác nhân chống cháy: oxit antimony và các hợp chất chứa halogen, ... đ−ợc thêm vào đểcải thiện tính chất ức chế khả năng tạo ngọn lửa của cao su thành phẩm. Kết luận: • Trong quá trình hình thành và phát tiển ngành công nghiệp cao su, các nhà nghiên cứu và sản xuất đ∙ chỉ ra rằng cấu tử quan trọng nhất đảm bảo chất l−ợng cao của sản phẩm cao su là các polyme, ngay sau đó đó là hệ tác nhân l−u hoá và tiếp theo là tác nhân cacbon black trong khi việc lựa chọn các cấu tử còn lại là quan trọng nh−ng không phải là yếu tố then chốt. 12 • Giá cả sản phẩm trong mọi tr−ờng hợp phải luôn đ−ợc xem xét trong mối quan hệ với các chức năng, chất l−ợng sản phẩm; vấn đề an toàn và vấn đề đảm bảo môi tr−ờng. II.1.2. Sự l−u hoá và vai trò của các chất xúc tiến và trợ xúc tiến Các tác nhân l−u hoá đ−ợc sử dụng phần lớn là tác nhân l−u huỳnh, peoxit và đôi khi là các tác nhân đặc biệt khác hay sử dụng nguồn bức xạ năng l−ợng cao cho một vài tr−ờng hợp riêng biệt. Sự l−u hoá bằng l−u huỳnh đ−ợc sử dụng cho các loại cao su có chứa các nhóm bên (hay còn gọi là các nhóm biên) không no. Các dạng liên kết ngang tạo mạng không gian trong tr−ờng hợp l−u hoá bằng l−u huỳnh phụ thuộc mạnh vào hệ l−u hoá đ−ợc sử dụng, tức là các hoá chất l−u hoá đ−ợc đ−a vào cao su. Các liên kết ngang có thể −u tiên cho các dạng khác nhau nh− mono-, di-, poly-sunphua hay các nhóm vòng sunphua. Sự phân bố các đoạn polysunphua của các liên kết ngang là rất quan trọng do nó có ảnh h−ởng tới độ bền nhiệt và các tính chất vật lý của sản phẩm đã l−u hoá. [7] Quá trình l−u hoá cao su đ−ợc xác định thông qua phép đo sự hình thành liên kết ngang theo thời gian tại một nhiệt độ xác định và đ−ợc thể hiện trên đ−ờng cong l−u hoá (cure curve) bằng các kỹ thuật ODR, MDR và RPA. Theo đó, giá trị moment quay (torque) và ứng suất (modulus) là một hàm của thời gian ở một nhiệt độ xác định và giá trị modulus tỷ lệ với mật độ các liên kết ngang đ−ợc hình thành. Một yêu cầu quan trọng hàng đầu là phải tăng tốc độ phản ứng l−u hoá để làm giảm thời gian l−u hoá các phần tử cao su. Tốc độ l−u hoá tăng lên sẽ làm tăng sản l−ợng và làm giảm chi phí năng l−ợng cho hoạt động l−u hoá tạo liên kết ngang. Các hợp chất làm tăng tốc độ phản ứng l−u hoá cao su bằng tác nhân l−u huỳnh đ−ợc gọ