Việt Nam hiện là một trong những quốc gia xuất khẩu cao su NR lớn nhất thế giới. Với diện tích trồng cao su hơn 800.000 ha, sản lượng mủ hàng năm đạt trên 1 triệu tấn. Cao su tự nhiên không chỉ cung cấp nguyên liệu quan trọng cho ngành công nghiệp trong nước mà còn là mặt hàng xuất khẩu chủ lực trong nhóm nông sản công nghiệp. Bài viết dưới đây của Thái Dương Plastics sẽ cung cấp cho bạn cái nhìn tổng quan và đầy đủ về cao su tự nhiên NR.
Cao su NR là gì và cấu trúc hóa học
Cao su NR (Natural Rubber) là một loại vật liệu đàn hồi có nguồn gốc từ mủ cây Hevea brasiliensis. Đây là loại cao su tự nhiên có khả năng kéo giãn lớn, phục hồi hình dạng nhanh và chịu lực tốt, được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất công nghiệp và đời sống tiêu dùng.
NR được hình thành từ quá trình trùng hợp các phân tử isoprene, tạo thành chuỗi polyisoprene có cấu trúc cis-1,4. Phân tử này có khối lượng phân tử trung bình từ 200.000 đến 500.000. Ngoài thành phần chính là cao su, NR còn chứa một lượng nhỏ các chất phi cao su như protein, đường, acid béo… Các thành phần này góp phần tăng khả năng chống oxy hóa tự nhiên và hỗ trợ quá trình lưu hóa hiệu quả hơn.
Đặc tính kỹ thuật
Cao su NR sở hữu tổ hợp tính chất cơ học và hóa học đặc biệt, phù hợp cho nhiều ứng dụng đòi hỏi độ bền, tính đàn hồi và giảm chấn:
- Tính đàn hồi cao, có thể co giãn từ 700 đến 1000% mà không biến dạng vĩnh viễn.
- Kết tinh khi kéo căng giúp tăng cường độ bền kéo và độ bền xé.
- Chịu lạnh tốt, làm việc hiệu quả trong dải nhiệt độ từ -50 độ C đến +70 độ C.
- Kém kháng dầu và dung môi hữu cơ, dễ bị trương nở trong xăng, dầu khoáng và hydrocarbon thơm.
- Dễ bị lão hóa, nhạy cảm với oxy, ozone và ánh sáng nếu không được bảo vệ.
- Giảm chấn hiệu quả, nên ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống chống rung và đỡ tải động.
- Kháng hóa chất vô cơ, ổn định trong môi trường phân cực như nước, acid loãng, bazơ…
Nhược điểm cần lưu ý
Dù có nhiều ưu điểm, cao su NR cũng tồn tại một số hạn chế:
- Độ bền kém trong môi trường chứa dầu hoặc dung môi hữu cơ.
- Không ổn định khi tiếp xúc với nhiệt độ cao kết hợp với oxy.
- Dễ bị lão hóa dưới tác động của ánh sáng và ozone.
- Phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu tự nhiên, dễ bị ảnh hưởng bởi khí hậu và mùa vụ.
Xem thêm: Cao su là gì và các loại phổ biến
Quy trình khai thác và chế biến cao su NR
Cao su tự nhiên được sản xuất từ mủ latex thông qua chuỗi công đoạn kỹ thuật nhằm loại bỏ tạp chất, ổn định cấu trúc và tạo thành phẩm đạt tiêu chuẩn.
- Bước 1: Thu gom và lọc mủ
Mủ được thu từ cây cao su sau quá trình cạo, sau đó lọc qua rây để loại bỏ lá, đất và tạp chất thô.
- Bước 2: Đông tụ
Mủ được đưa vào bể chứa và cho thêm acid (thường là acid formic) để kết tủa thành khối cao su đông.
- Bước 3: Cán và tạo hình
Cao su đông được đưa qua máy cán nhiều trục để ép nước, làm sạch và tạo thành tấm hoặc dải cao su có độ dày đều.
- Bước 4: Sấy khô hoặc xông khói
Cao su được làm khô bằng hơi nóng (cho TSR) hoặc xông khói (cho RSS). Quá trình này giúp ổn định tính chất và bảo quản cao su.
- Bước 5: Phân loại và đóng gói
Cao su thành phẩm được phân loại bằng mắt thường hoặc theo tiêu chuẩn kỹ thuật, sau đó đóng bánh hoặc khối để vận chuyển.
Quá trình lưu hóa và gia công
Để đưa NR vào ứng dụng thực tế, vật liệu này phải trải qua quá trình lưu hóa nhằm tạo liên kết ngang giữa các chuỗi phân tử.
- Phổ biến nhất là lưu hóa bằng lưu huỳnh, sử dụng khoảng 2-3 phr lưu huỳnh và 0.2-1.0 phr chất xúc tiến.
- Các hệ lưu hóa khác như peroxide, bức xạ… được dùng cho sản phẩm yêu cầu độ bền nhiệt và kháng hóa chất cao hơn.
- Với hàm lượng lưu huỳnh trên 30 phr, NR có thể tạo thành cao su cứng (ebonite). Đây là vật liệu chịu hóa chất, chịu nhiệt, dùng trong môi trường khắc nghiệt.
Các loại cao su NR phổ biến và ứng dụng thực tế
Cao su tự nhiên NR có nhiều dạng thương mại, mỗi loại phù hợp với quy trình sản xuất và mục đích sử dụng riêng:
Cao su tờ xông khói (RSS – Ribbed Smoked Sheet)
Sản xuất từ mủ đông tụ, cán thành tấm và xông khói để bảo quản. Phân loại từ 1RSS đến 5RSS, dùng cho lốp xe, tấm đệm, giảm chấn, sản phẩm kỹ thuật…
Cao su crepe (Crepe Rubber)
- Crepe trắng: Tinh khiết, dùng cho găng tay, sản phẩm y tế.
- Crepe nâu: Dành cho ứng dụng công nghiệp nặng.
- Crepe hỗn hợp: Kết hợp giữa trắng và nâu, dùng cho sản phẩm phổ thông.
Latex cô đặc
Được ly tâm hoặc kem hóa để tăng hàm lượng cao su khô (khoảng 60%), sử dụng trong găng tay, bao cao su, ống dẫn, keo dán, xốp foam…
Cao su kỹ thuật (TSR – Technically Specified Rubber)
Cao su khô sản xuất theo tiêu chuẩn như SMR, SIR, TTR, SSR… Dạng hạt hoặc bánh, dùng cho lốp ô tô, gioăng, phớt, phụ tùng kỹ thuật.
Cao su NR biến tính
- ENR (Epoxidised Natural Rubber): Tăng kháng dầu, kín khí, kết dính, được dùng trong ô tô, vật liệu chống thấm, keo dán kỹ thuật.
- NR ghép polymer: Tăng độ cứng, bền nhiệt, dùng trong sản phẩm kỹ thuật cao và keo công nghiệp.
Cao su NR là vật liệu đàn hồi có vai trò quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp hiện đại nhờ tính đàn hồi cao, khả năng xử lý linh hoạt và hiệu suất sử dụng ổn định. Dù có một số giới hạn nhất định, nhưng với công nghệ lưu hóa và biến tính phù hợp, cao su tự nhiên vẫn là lựa chọn ưu tiên cho các ứng dụng kỹ thuật, dân dụng và xuất khẩu bền vững.
Tham khảo: Top công ty sản xuất cao su kỹ thuật uy tín tại Việt Nam