CHƯƠNG 2: XÍ NGHIỆP CÁN LUYỆN
2.2. Công nghệ luyện cao su
2.2.2. Quy trình luyện cao su
Mục đích của quá trình sơ luyện nhằm giảm độ nhớt, tăng khả năng tiếp thu các phụ gia khi trộn và tạo điều kiện gia công các công đoạn sau dễ dàng hơn.
Ở nhiệt độ cao trong máy luyện kín cao su bị hóa dẻo không phải bằng lực cơ học như khi sơ luyện trên máy luyện hở mà do sự oxy hóa làm cắt mạch cao su.
❖ Sơ luyện trên máy luyện kín cần chú ý:
✓ Cao su sống phải được cắt nhỏ để nhiệt sơ luyện được đều.
✓ Trọng lượng mẻ luyện được tính theo thể tích làm việc của buồng luyện.
✓ Nhiệt độ sơ luyện được khống chế ổn định đồng thời với sự quy định chặt chẽ thời gian sơ luyện để tránh cao su bị oxy hóa trầm trọng dẫn đến sự giảm các tính năng cơ lý.
✓ Hiện nay ở một số đơn pha chế việc sơ luyện trên máy luyện kín không tiến hành riêng rẽ mà được tiến hành ngay ở chu kỳ đầu của quá trình hỗn luyện, khi đó thời gian sơ luyện chỉ kéo dài khoảng 30 - 45".
✓ Tất cả cao su sau khi sơ luyện phải được kiểm tra độ nhớt trước khi hỗn luyện, độ nhớt được kiểm tra trên máy đo độ nhớt Mooney. Nếu không đạt phải tiến hành sơ luyện lại.
2.2.2.2. Hỗn luyện
Hỗn luyện là giai đoạn tiếp sau sơ luyện, ở đây các phụ gia cần thiết được thêm vào cao su đã qua sơ luyện.
65
❖ Yêu cầu đối với cao su hỗn hợp sau khi hỗn luyện:
✓ Hỗn hợp đồng đều, độ dẻo đạt yêu cầu.
✓ Hợp chất phân tán đồng đều, đạt độ phân tán nhất định.
✓ Tính năng cao su hỗn luyện phù hợp yêu cầu.
✓ Thời gian ngắn, tiêu hao năng lượng thấp.
✓ Không xảy ra hiện tượng tự lưu, hỗn hợp không bị cắt xé nhiều làm ảnh hưởng đến các tính năng cơ lý của sản phẩm.
2.2.2.3. Luyện nhiều giai đoạn
Luyện nhiều giai đoạn gồm luyện giai đoạn đầu và luyện giai đoạn cuối.
2.2.2.3.1. Luyện giai đoạn đầu
Luyện giai đoạn đầu gồm luyện giai đoạn 1 và luyện chuyển đoạn.
Mục đích: làm mềm cao su, giảm độ nhớt cao su, tăng cường độ phân tán của phụ gia vào cao su.
Nhiệt độ luyện GĐĐ: 145 - 155°C.
Sau khi luyện, BTP phải để ổn định ít nhất 4h.
❖ Thuyết minh
Cao su, hóa chất được vận chuyển qua băng tải cân để cân từng nguyên liệu đúng theo đơn pha chế. Sau khi cân sẽ được vận chuyển vào trong máy chuyện kín. Đồng thời, các loại than đen, silica, dầu công nghệ… từ các silo chứa được cân và vận chuyển qua silo chờ. Tùy vào đơn pha chế mà các hóa chất này được cho vào trong máy luyện kín tại từng thời điểm khác nhau. Cao su bị xé rách tại cánh buồng luyện và thành buồng luyện.
Sau khi luyện xong, cao su sẽ được xả xuống và qua máy ép đùn hoặc máy luyện hở để xuất thành dãi cao su dài có kích thước và tầm dày theo quy định. Sau đó sẽ được qua bộ phận in dấu, cắt dọc tùy vào mục đích của BCP, qua bể cách li mục đích chống dính BTP, qua hệ thống làm mát bằng quạt. Cuối cùng, qua hệ thống xếp vào pallet, cân, cắt và đưa đi lưu trữ hoặc đưa lên tầng theo băng tải chuẩn bị cho giai đoạn cuối.
66
❖ Quy trình luyện
2.2.2.3.2. Luyện giai đoạn cuối
Tương tự như luyện giai đoạn đầu, luyện giai đoạn cuối cũng luyện theo các bước trên. Nhưng tại giai đoạn này chỉ có cao su luyện giai đoạn đầu đã được để ổn định và lưu huỳnh, chất xúc tiến được đưa vào máy luyện kín.
Nhiệt độ su ra khỏi máy từ 95 – 105°C vì nếu cao hơn sẽ gây ra hiện tượng tự lưu, ảnh hưởng đến chất lượng BTP.
Cao su sau khi ra khỏi máy luyện kín sẽ được đưa qua máy luyện hở. Khác với luyện giai đoạn đầu (cao su được đưa qua máy ép đùn hoặc máy luyện hở), luyện giai đoạn cuối cao su chỉ được đưa qua máy luyện hở, nguyên nhân là vì giai đoạn cuối có lưu
huỳnh, xúc tiến, mặt khác máy ép đùn khó khống chế nhiệt độ có thể làm tăng nhiệt độ
67
cao su lên cao gây hiện tượng tự lưu, ảnh hưởng đến chất lượng BCP.
2.2.2.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình luyện
✓ Khối lượng mẻ luyện
Nếu khối lượng mẻ luyện ít, lực cắt xé cao su tương đối ít và thường mất thời gian lâu hơn để đạt được sự phân tán tương đương
Nếu khối lượng mẻ luyện lớn dẫn đến nguyên vật liệu thiếu không gian trộn, dễbị mắc kẹt, khó phân tán.
✓ Áp lực Ram
Lớn quá sẽ đè chặt làm rotor hoạt động quá tải, ram bị mòn do tiếp xúc với rotor.
Nhỏ quá sẽ không giữ được nguyên liệu trong buồng luyện, không đủ lực cắt xé cao su nên chất độn không phân tán được.
✓ Nhiệt độ xả hỗn hợp
✓ Thứ tự cho nguyên vật liệu vào buồng luyện
Thứ tự nạp liệu phụ thuộc vào đơn pha chế. Lưu huỳnh, xúc tiến được nạp sau cùng để tránh hiện tượng tự lưu.
Thông thường cao su được đưa vào trước để hóa dẻo, sau đó là chất độn để phân tán tốt trong cao su. Kế đến là các chất làm mềm, hóa dẻo, cao su tái sinh được thêm vào sau chất độn
Thứ tự nạp liệu thích hợp có lợi cho tính đồng đều của cao su khi luyện. Nếu thứ tự nạp liệu không phù hợp ảnh hưởng đến độ phân tán đồng đều của chất phối hợp.
✓ Nhiệt độ luyện
Giai đoạn đầu: 145 – 155°C Giai đoạn cuối: 95 – 105°C
✓ Tốc độ roto
Khả năng phối trộn, phân tán của các phụ gia vào trong hỗn hợp cao su tăng lên khi tăng tốc độ rotor.
Tốc độ của roto tăng lên làm giảm thời gian luyện nhưng đồng thời cũng tăng nhiệt độ của mẻ luyện. Do đó, để đạt được hiệu quả và năng suất của quá trình luyện, mỗi đơn pha chế khác nhau có thể luyện ở tốc độ roto khác nhau.