Cao su xốp là gì? Phương pháp sản xuất và ứng dụng nổi bật

Cao su xốp là một vật liệu đã và đang có nhiều ứng dụng quan trọng trong các ngành công nghiệp nhờ vào tính đàn hồi và khả năng chống chịu nhiệt tốt. Để hiểu rõ hơn về phương pháp sản xuất và các ứng dụng phổ biến của loại cao su này, hãy cùng chúng tôi tìm hiểu chi tiết trong bài viết dưới đây.

Cao su xốp là gì?

Cao su xốp còn được biết đến là cao su lưu hóa (Nitrile rubber), là loại cao su đặc biệt được biết đến như một vật liệu cách nhiệt hiệu quả. Nguyên liệu chính để sản xuất cao su xốp bao gồm cao su thiên nhiên, elastomer, polymer cùng một số thành phần khác. Sau khi các nguyên liệu này được kết hợp, chúng sẽ trải qua quá trình lưu hóa để tạo thành cao su có độ bền, độ đàn hồi, khả năng chịu nhiệt tốt

Cao su thành phẩm thường có cấu trúc là những lỗ tổ ong gần kề và liên kết chặt chẽ với nhau, do đó nó có khả năng chống ngưng tụ sương rất tốt trong các hệ thống lạnh và đáp ứng tiêu chuẩn sạch cao.

Sản phẩm này thường được chế tạo dưới dạng ống, tấm phẳng chuẩn hoặc dạng cuộn nhẹ có tính đàn hồi cao, dễ dàng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong lĩnh vực cách nhiệt.

Các phương pháp sản xuất cao su xốp phổ biến

Để tạo ra các sản phẩm cao su xốp đáp ứng nhu cầu sử dụng, thông thường người ta sẽ áp dụng phương pháp lưu hóa cao su. Đây là một quá trình phức tạp và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như loại cao su, ứng dụng và yêu cầu đặc thù. 

Lưu hóa cao su là quá trình làm rắn chất đàn hồi của cao su bằng cách tạo ra các liên kết chéo giữa các phần của chuỗi polyme, qua đó tăng độ cứng, độ bền và những đặc tính khác của chất liệu. Quá trình này cũng có thể cải thiện khả năng chống mài mòn, chịu nhiệt, chống hóa chất một cách tương đối tốt. 

Ngày nay, các công nghệ và phương pháp lưu hóa cao su liên tục được nghiên cứu và phát triển, phổ biến nhất bạn có thể bắt gặp các phương pháp sau:

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 sử dụng để lưu hóa các loại cao su như Neoprene và cao su polychloroprene (CR). Mỗi oxit kim loại sẽ yêu cầu các chất xúc tác được điều chỉnh phù hợp để tránh liên kết chéo hình thành quá sớm do tác động nhiệt.

Lưu hóa bằng peroxide

Phương pháp này thường được sử dụng cho các loại cao su tổng hợp như cao su ethylene-propylene-diene monomer (EPDM). Theo đó Peroxide sẽ  tạo ra các liên kết chéo mà không cần lưu huỳnh, giúp cải thiện khả năng chịu nhiệt và chống lão hóa của cao su.

Lưu hóa cao su silic:

Được sử dụng cho sản xuất cao su silicone, bao gồm hai loại lưu hóa là RTV-1 và RTV-2

• RTV-1: Cao su sẽ cứng dần do tác động của độ ẩm không khí và chất xúc tác. Quá trình đông rắn bắt đầu từ bề mặt ngoài và lan vào trong. Silicone RTV-1 có đặc tính bám dính, đàn hồi và độ bền tốt. Chúng có khả năng chống lại tia UV và điều kiện thời tiết.
• RTV-2: Là hỗn hợp gồm 2 thành phần, khi trộn lẫn sẽ đông lại ở nhiệt độ phòng thành dạng rắn, gel hoặc bọt dẻo. RTV-2 duy trì tính linh hoạt từ −80 đến 250 °C và phân hủy ở nhiệt độ trên 350°C tạo thành cặn silica trơ không dễ cháy. Chúng có thể được sử dụng để cách điện trong các ứng dụng thực tế.

Lưu hóa bằng các chất hóa học khác:

Các chất lưu hóa đặc biệt như urethane hoặc phenolic resin cũng có thể  được sử dụng cho một số trường hợp cụ thể có yêu cầu và đòi hỏi tính năng đặc biệt của cao su xốp.

Ưu điểm nổi bật của cao su xốp

Quá trình lưu hóa là một bước quan trọng trong việc cải thiện tính chất của cao su, giúp nó trở nên bền bỉ và dẻo dai hơn so với cao su tự nhiên. Nhờ quá trình này, cao su xốp mang lại nhiều ưu điểm vượt trội có thể kể đến như:

Khả năng chịu nhiệt và cách nhiệt

Quá trình lưu hóa tăng cường cấu trúc phân tử của cao su giúp chúng chịu được nhiệt độ cao mà không bị biến dạng hay suy giảm tính chất. Ngoài ra việc thay đổi cấu trúc cũng giúp vật liệu này cải thiện cả năng cách nhiệt, giữ nhiệt và ngăn chặn truyền nhiệt hiệu quả. 

Cách điện và chống chịu tốt điều kiện môi trường

Quá trình lưu hóa tạo ra các liên kết hóa học mạnh mẽ giữa các phân tử cao su, tạo nên cấu trúc giúp vật liệu này có khả năng cách điện tốt. Ngoài ra, sản phẩm có khả năng chống lại chất ozone, tia UV và thời tiết, nên có thể sử dụng tốt cả khi ở ngoài trời.

Hấp thụ tiếng ồn và chống rung hiệu quả

Cao su xốp có khả năng hấp thụ tiếng ồn và giảm rung chấn từ môi trường bên ngoài. Từ đó tạo ra môi trường yên tĩnh và thoải mái hơn, cải thiện điều kiện sống và làm việc khi sử dụng chất liệu này vào các ứng dụng cụ thể.

Không hấp thụ hơi nước, chống ẩm vượt trội

Cao su lưu hóa không hấp thụ hơi nước và ngăn ngừa sự ngưng tụ, giúp duy trì môi trường khô ráo một cách hiệu quả. Điều này ngăn chặn sự hình thành nấm mốc và vi khuẩn, cũng như giảm thất thoát nhiệt năng cho các đường ống nước nóng/lạnh.

Độ bền cao, độ đàn hồi tốt

Tuổi thọ của cao su lưu hóa biến đổi tùy thuộc vào điều kiện sử dụng, môi trường hoạt động và chất lượng sản phẩm,… nhưng nó thường được đánh giá là có tuổi thọ lâu, bền, giúp giảm chi phí bảo trì và thay thế trong quá trình sử dụng.

Bên cạnh đó, khả năng đàn hồi tốt cũng là một ưu điểm rất lớn giúp việc thi công trở nên dễ dàng, đồng thời thuận tiện trong việc sử dụng vật liệu ở nhiều ứng dụng khác nhau trong cuộc sống. 

Ứng dụng của cao su xốp trên thị trường

• Cách nhiệt cho hệ thống đường ống nước nóng: Cao su xốp được sử dụng rộng rãi để thay thế cho vật liệu cách nhiệt sợi khoáng trong các đường ống nước nóng, từ các công trình cấp nước công cộng đến khu dân cư, hộ gia đình.
• Cách nhiệt cho đường ống hơi lạnh: Sản phẩm này cũng được ứng dụng để cách nhiệt cho đường ống hơi lạnh nhờ vào khả năng chống ẩm tốt và không bị nấm mốc, sâu bọ hay chuột bọ tấn công.
• Gioăng cách âm và lót sàn: Sản phẩm còn được sử dụng để làm gioăng cao su xốp cách âm và cao su xốp lót sàn.

• Sản xuất gioăng cửa chống cháy: Cao su lưu hóa dạng ống có khả năng chống cháy cao, tạo thành lớp bảo vệ bên ngoài chống lại sự ăn mòn từ không khí và môi trường. Đây là một thành phần quan trọng tạo nên gioăng chống cháy có ứng dụng khá phổ biến trong nhiều loại cửa chống cháy hiện nay.

Trên đây là một số những chia sẻ của chúng tôi về cao su xốp – Một vật liệu đã và đang có nhiều ứng dụng quan trọng các ngành công nghiệp hiện nay. Tại Đa Phúc, các sản phẩm gioăng cửa chống cháy được làm từ cao su xốp đang được chúng tôi ứng dụng lắp đặt trong nhiều công trình, đảm bảo độ kín khít tốt cho các hệ cửa chống cháy. 

Để được tư vấn và hỗ trợ thêm thông tin liên quan, hãy liên hệ với chúng tôi qua số hotline 0971546866 ngay hôm nay nhé!