Cao su tổng hợp và lịch sử ra đời của nó, một trong vật liệu tuyệt vời trong thế kỷ 21. Một trong những vật liệu được sử dụng phổ biến nhất hiện nay.
Cao su tổng hợp là gì?
- Cao su tổng hợp là các polyme được tổng hợp từ các sản phẩm của dầu mỏ, mang những tính chất như cao su thiên nhiên.
- Điều đặc biệt ở cao su tổng hợp đó là các tính chất hóa lý đặc biệt có thể được bổ sung nhờ các chất độn, mang lại độ bền nhiệt, khả năng chống dầu, hóa chất vượt trội so với cao su tự nhiên.
- Cao su tổng hợp được ứng dụng trong nhiều ngành nghề như công nghiệp ô tô, lốp xe, gioăng cao su, ống mềm, dây đai, thảm, và sàn.
Lịch sử ra đời của cao su tổng hợp
- Không ngoa khi nói lịch sử ra đời của cao su tổng hợp gắn liền với chiến tranh thế giới lần II. Một trong những nước tích cực nghiên cứu và sản xuất cao su tổng hợp là Mỹ.
- Sản xuất cao su nhân tạo tăng mạnh đặc biệt là Mỹ, bắt đầu từ khi các nước phe Trục kiểm soát gần như tất cả nguồn cung cấp cao su tự nhiên vào năm 1942. Bắt đầu sau khi Nhật Bản chinh phục hầu hết châu Á nơi cung cấp phần lớn nguồn cao su tự nhiên cho thế giới.
- Các phiên bản của cao su tổng hợp chủ yếu là các sản phẩm trùng hợp của butadiene và styrene mà phổ biến nhất là cao su buna. Đến năm 1944, tình hình chiến sự gia tăng, nhu cầu cao su tăng cao, cao su nhân tạo được sản xuất với một khối lượng gấp đôi sản lượng cao su tự nhiên trên thế giới trước khi chiến tranh bắt đầu.
- Ngày nay cao su tổng hợp vẫn là một trong những mặt hàng có nhu cầu cao với sản lượng gần 32 triệu tấn tương đương giá trị 56 tỷ USD (2020).
- Cao su tổng hợp hiện nay ngoài cao su buna chiếm tỷ trọng lớn, bên cạnh còn có các sản phẩm nhựa như polyme, plastic, Silocone …
Các loại cao su tổng hợp phổ biến
Cao su buna (1,3 butadien)
Cao su buna (1,3 butadien) loại cao su nhân tạo phổ biến nhất. Ngoài ra các biến thể của cao su buna có thể kể đến như polyisopren, được điều chế bằng cách trùng hợp isopren, Cloropren được điều chế bằng cách trùng hợp 2-clobutadien, cao su nitrile làm từ xyanobutadiene hoặc 2-propenenitrile và butadiene .
- Nhiều biến thể của chúng có thể được điều chế bằng hỗn hợp các monome khác nhau và với nhiều chất xúc tác khác nhau cho phép kiểm soát linh hoạt hình dạng hóa học lập thể tạo ra những tính chất đặc biệt cho cao su tổng hợp.
- Cao su tự nhiên rất nhạy cảm do có các liên kết đôi trong cấu trúc chuỗi của nó, nhưng một số loại cao su tổng hợp không có các liên kết này nên có khả năng chống oxy hoá tốt hơn. Ví dụ như cao su Viton, EPDM và cao su butyl.
- Cao su polyisobutylen hoặc butyl thường được sử dụng trong săm lốp hoặc lớp lót bên trong do khả năng chống khuếch tán không khí qua lớp lót. Tuy nhiên, nó là một vật liệu đàn hồi kém hơn nhiều so với cis-polybutadiene thường được sử dụng trong các thành bên của lốp để giảm thiểu thất thoát năng lượng và do đó tích tụ nhiệt.
Nhựa
Nhựa so với các loại cao su tổng hợp khác đó là tính đàn hồi nhiệt và dẻo. Do đó, nó có thể được đúc trong khuôn dễ dàng so với các loại cao su tổng hợp thông thường. Cấu trúc của chúng được ổn định bằng cách liên kết ngang bởi các chất kết tinh trong trường hợp polyuretan hoặc bởi miền vô định hình trong trường hợp copolyme khối SBS.
Silicone
Cao su silicone là một loại polymer vô cơ chịu được cả nhiệt độ rất thấp và cao, được sử dụng rộng rãi cho ống thông và các thiết bị hoặc dụng cụ y tế khác. Tuy nhiên, độ bền kéo của nó thấp so với các loại cao su tổng hợp khác.
Tóm lượt
Cao su tổng hợp ra đời với những yêu cầu cấp thiết để thay thế cao su tự nhiên. Mang những đặc điểm nổi bật, ưu điểm hơn so với cao su tự nhiên. Tuy nhiên, cao su tổng hợp chủ yếu được sản xuất từ dầu mỏ và các nguyên liệu hoá thạch với nguồn cung có hạn. Do đó, cao su tự nhiên vẫn đóng một vai trò nhất định trong ngành cao su thế giới.
GCS – Tổng hợp WIKI