Polyurethane y sinh – Chất bôi trơn

Dạng PU đàn hồi, cán được có tính nhớt cao ở trạng thái nóng chảy và có khuynh hướng dính bề mặt kim loại của máy gia công (ép đùn, ép tiêm). Trong trường hợp này, cần sử dụng chất bôi trơn với mục đích chính là cải thiện khả năng chảy của PU trong quá trình gia công.

Theo cơ chế bôi trơn, các chất bôi trơn được chia thành 2 loại: các chất bôi trơn trong và các chất bôi trơn ngoài. Các chất bôi trơn trong hầu hết đều tan trong polymer và len vào giữa các phân tử polymer. Chúng giúp chuyển động của các mạch polymer dễ dàng hơn do giảm ma sát giữa các mạch. Ngược lại, các chất bôi trơn ngoài hầu như không tan trong polymer. Chúng có khuynh hướng di trú ra bề mặt của polymer và hoạt động bôi trơn giữa polymer và thiết bị gia công.

Nghiên cứu về tác động của chất bôi trơn lên tính chất của PU đã được đề cập trong nhiều tài liệu. Tiêu biểu, Ratner và Paynter đã nhận thấy rằng thành phần bề mặt ngoài và bên trong khối PU không giống nhau. Bằng cách dùng các dung môi không hòa tan PU (methanol, acetone) chiết tách bề mặt PU và phân tích dung dịch chiết này, họ thấy rằng có nhiều chất có khối lượng phân tử nhỏ: các monomer chưa phản ứng, oligomer và amide, được cho là do các chất bôi trơn di trú ra ngoài bề mặt PU.

Ratner và Paynter cũng thấy rằng việc dùng chất bôi trơn stearamide làm cho bề mặt PU giàu hydrocarbon, làm giảm sự tiêu thụ tiểu huyết cầu trong cơ thể sống thấp. Điều này được giải thích do bề mặt PU chứa nhiều hydrocarbon làm giảm sự vôi hóa, phân hủy và tăng tính tương thích với cơ thể sống.

Ngoài ra, Hari và Sharma cũng nghiên cứu tác động của các chất bôi trơn lên sự hấp phụ protein. Họ dùng hệ PU gồm PPO/MDI/ED được trộn đều với 2 chất bôi trơn thông dụng: calcium stearate và một nhũ tương silicone loại y khoa. Protein được sử dụng là hỗn hợp của albumin, fibrinogen và γ-globulin. Họ thấy rằng sự hấp phụ fibrinogen tăng lên với sự hiện diện của calcium stearate và silicone ở bề mặt, trong khi sự hấp phụ albumin không tăng. Fibrinogen là một thành phần của máu, vì vậy việc sử dụng hai chất bôi trơn trên là không tương thích với cơ thể sống.

Tham khảo từ tài liệu Biomedical Applications of Polyurethanes, Patrick Vermette, Hans J. Griesser, Gaétan Laroche and Robert Guidoin, Landes Bioscience, 2001, trang 67 - 69

(vtp-vlab-caosuviet)

Yên lặng và không yên lặng

Yên lặng

Yên lặng ở chỗ ồn ào. Nó chen giữa những ồn ào.

Yên lặng ẩn mình như không hiện diện.

Mọi nơi đều có yên lặng. Nó tràn ngập thế gian, đan xen vào trái tim, chen vào nhịp tim. Cái gọi là thổn thức, vì có phút giây yên lặng pha vào tiếng khóc, mới thành.

Hình dáng

Sự yên lặng đôi lúc có hình tròn, hình vuông, vô hình dáng, có khi mong manh như tơ. 

Yên lặng có thể được kéo dãn, nén lại. Cái không có - vô hình như một linh hồn. 

Tính cách

Yên lặng có trạng thái hiền hoà dễ chịu, đồng thời ngột ngạt, sợ hãi.

Lúc này nhẹ mát, dễ dàng như dòng nước thánh thiện.

Lúc kia như gươm, bén như tia chớp.

Một đôi

Nghệ sĩ thanh nhạc chú ý đến nốt lặng - người nghe nhạc lại nghe những tiếng vang...

Đó là tiếng sét giữa trời, len lõi quyết đoán xé không gian giữa những trống không.

Đó là tiếng chuông vang lên thinh không, như những tia ánh sáng được tung lên trên trời - mà không rơi xuống như lẽ thường.

Yên lặng và âm thanh trộn lẫn thành một đôi.

 Nơi không có yên lặng

Nơi không có tiếng động nào, hoàn toàn vắng bóng âm thanh - nơi ấy không tồn tại yên lặng.

Nơi mà cho là bình yên cũng chẳng bình yên, cũng không bình yên.

Lúc mà người nhớ đến yên lặng, là lúc không có yên lặng.

Giá trị yên lặng không giống nhau

Người cần có yên lặng để sống và làm việc. Người cần tiếng động để tỏ bày sự có mặt - và đôi khi cần tiếng động để làm bạn - để thấy không cô đơn.

Khi  có thể làm việc, suy nghĩ trong ồn ào náo động, lúc ấy tiếng động hay yên lặng chẳng có ý nghĩa gì.

nguyentuonglinh

6/3/2012

Nguồn: http://nguyentuonglinh.blogspot.com/2012/03/yen-lang-va-khong-yen-lang.html

Rubber as a Construction Material for Corrosion Protection

Sách này của nhà xuất bản Wiley – Scrivener, được viết bởi tác giả V. C. Chandrasekaran. Sách được xuất bản vào năm 2010, dày 297 trang.

Mặc dù cao su được sử dụng làm vật liệu xây dựng trong một thời gian dài, nhưng chỉ sách này mới cung cấp một cái nhìn toàn diện về vật liệu cao su đáp ứng những yêu cầu chống ăn mòn trong lĩnh vực xây dựng, cả ở đất liền và ngoài biển. Tài liệu này sẽ cung cấp thông tin và chứng minh cách mà cao su vượt qua những đe dọa ăn mòn để kéo dài tuổi thọ của thiết bị.

Sách viết chi tiết về các thiết bị được phủ cao su: các cấu trúc có lớp cao su mỏng bao quanh bên ngoài, bình chân không, thùng có đường kính lớn, bộ phận trộn và các ống được phủ cao su hoàn toàn (cả bên trong và bên ngoài). Các sản phẩm đúc khuôn của ebonite, cao su mềm, các loại cao su được làm bằng tay được đề cập cùng với các kỹ thuật lưu hóa, thí nghiệm và kiểm tra, đo lường và lập tiêu chuẩn. Một vài nghiên cứu tình huống cũng được thêm vào để chứng tỏ việc ưu tiên sử dụng cao su làm vật liệu xây dựng cũng như minh họa những ứng dụng thực tế của cao su trong quy trình điện phân nước muối, phân bón, khai mỏ và những quy trình hóa học trọng tâm khác, sử dụng cao su làm vật liệu xây dựng nhiều nhất. Ngoài ra, sách cũng có một chương về phần lão hóa và dự đoán thời gian hoạt động thực tế của cao su.

Sections

Chapter 1. Introduction - Background and Reasons for Using Rubber as a Construction Material

Chapter 2. Rubber Compounding

Chapter 3. Ebonite-Problems and Solutions

Chapter 4. Rubber Lining - Types and Application Procedures

Chapter 5. Rubbers and Their Relevant Properties for the Chemical and Mineral Processing Industries

Chapter 6. Design Considerations for Fabrication of Equipment Suitable for Rubber Lining

Chapter 7. Chemical Process Plants and Equipment

Chapter 8. Processibility and Vulcanization Tests

Chapter 9. Rubber to Metal Bonding

Chapter 10. Vulcanization Technology

Chapter 11. Rubber in Seawater Systems

Chapter 12. Rubber in Oil Field Environment

Chapter 13. Calendering of Rubber and Coated Rubber Sheets

Chapter 14. Moulding Technology

Chapter 15. Service Life of Rubber-lined Chemical Equipment

Chapter 16. Case Studies

Sách này được viết cho kỹ sư hóa học, kỹ sư công nghệ, sinh viên, nghiên cứu viên trong lĩnh vực cao su và các lĩnh vực sản xuất khác như phân bón, khai mỏ, dầu và khí, giấy và bột giấy, thép, cũng như những người đang hoạt động trong lĩnh vực chống ăn mòn. Sách cũng rất hữu ích cho lĩnh vực xây dựng.

Tham khảo trang web www.amazon.com và tài liệu Rubber as a Construction Material for Corrosion Protection, V. C. Chandrasekaran, Wiley – Scrivener, 2010, trang VII - XII
(vtp-vlab-caosuviet)

Bảo quản sợi gia cường cao su

Thông thường có một khoảng thời gian tồn trữ giữa quá trình xử lý sợi và ứng dụng nó để gia cường vật liệu đàn hồi. Nếu được tồn trữ dưới những điều kiện thích hợp: kín, lạnh, khô và tối, sợi đã ngâm chất kết dính có thể duy trì mức kết dính ban đầu trong một khoảng thời gian đáng kể từ 12 – 18 tháng. Tuy nhiên trong khoảng thời gian này, sợi thường tiếp xúc với các yếu tố môi trường khác nhau như ánh sáng mặt trời, độ ẩm, oxy gây nên tác động lão hóa nhất định cho lớp màng hóa chất, có ảnh hưởng đáng kể đến mức độ kết dính với cao su sau này.

Đầu tiên là tác động của ánh sáng. Một số nghiên cứu cho thấy ngay cả tia UV phát ra từ đèn huỳnh quang bình thường cũng làm giảm mức độ kết dính của sợi gần 1/3 sau 48 giờ tiếp xúc. Ngoài ra, tiếp xúc với ánh sáng ban ngày trong 100 giờ có thể dẫn đến mất 60% tính kết dính ban đầu của sợi. Điều nay có thể giải thích do sự giảm sút các liên kết đôi ở bề mặt lớp màng chất kết dính dưới tác động của tia UV, vì vậy làm giảm các vị trí liên kết ngang của sợi vào cao su.

Độ ẩm không tác động không đáng kể lên sự giảm sút tính kết dính của lớp màng chất kết dính. Tuy nhiên, sự xuất hiện của ẩm gây nên vấn đề tạo lỗ xốp, bọt làm giảm sự liên kết giữa sợi và cao su. Độ ẩm có tác động lớn cho sợi nhân tạo và sợi nylon. Ví dụ, độ ẩm bình thường của sợi nylon khoảng 4% và mức này có thể nhanh chóng đạt được sau khi ngâm và sấy khô sợi, khoảng từ 12 – 18 giờ.

Ngoài ra, ta cũng phải kể đến tác động của oxy. Khi tồn trữ trong thời gian dài, các phản ứng oxy hóa từ từ làm mất tính kết dính của sợi do sự giảm sút các liên kết đôi ở bề mặt. Trong trường hợp này, phải sử dụng phụ gia kết dính thích hợp trong công thức cao su hoặc phải ngâm lại sợi.

Tham khảo từ tài liệu The Application of Textiles in Rubber, David B. Wootton, iSmithers Rapra Publishing, 2001, trang 107 - 108

(vtp-vlab-caosuviet)

Sản xuất dây đai V

Sản xuất dây đai V gồm hai giai đoạn chính: tạo khung dây đai (gia cường bằng sợi) và lưu hóa dây đai. Phương pháp tạo khung thông dụng nhất là tạo thành một lớp cao su ngoài rộng bao quanh trống, sau đó cắt lớp ngoài thành những vòng có chiều rộng yêu cầu và tiếp theo là cắt, lạng mỏng để tạo mặt cắt ngang cần thiết. Tuy nhiên việc dùng một trống có một số hạn chế: khung dây đai khó lấy khỏi trống sau khi tạo thành, mỗi trống chỉ dùng được cho mỗi dây đai có đường kính nhất định nếu không có cơ cấu thay đổi đường kính trống. Vì vậy, các hệ hai trống được sử dụng nhiều hơn. Bằng cách điều chỉnh đơn giản tâm của hai trống, có thể điều chỉnh chiều dài dây đai và lấy khung dây đai ra dễ dàng. Trong lúc tạo khung dây đai, ứng suất tác động lên sợi cuộn phải được kiểm soát chính xác, vì nó ảnh hưởng tới đường kính cuối cùng của dây đai.

Tiếp đến là lưu hóa khung dây đai. Đối với những dây đai ngắn, thường sử dụng phương pháp đúc khuôn vòng. Trong đó, các vòng riêng lẻ lắp vào nhau tạo nên rãnh hình V ở giữa, định hình nên dây đai V. Sau khi dây đai, vòng kim loại được lắp ráp, các vòng được kẹp lại với nhau và các rãnh được bọc để ép dây đai vào trong rãnh, tạo áp lực, sau đó được lưu hóa trong nồi hấp. Phương pháp này có ưu điểm chính là có thể làm nguội trước khi bỏ áp lực, điều này có thể cải thiện tính đồng đều của dây đai cả về chiều dài và ứng suất. Tuy nhiên, các khuyết điểm chính của phương pháp chính này là mỗi dây đai có đường kính khác nhau cần mỗi vòng kim loại khác nhau; nếu sợi gia cường co rút quá nhiều hoặc tạo ra lực co rút cao, chúng sẽ di chuyển xuống lớp cao su mềm, dưới vị trí mong muốn.

Một vài phương pháp lưu hóa khác đã cải thiện những hạn chế của phương pháp trên. Trong đó, có phương pháp sử dụng máy lưu hóa xoay tròn. Cấu tạo chính gồm một trống được tạo rãnh hình V được gia nhiệt và một bộ các bánh đai có rãnh điều khiển được khoảng cách giữa chúng. Nó cho phép dễ dàng tạo áp lực lên dây đai và và giúp có được dây đai với nhiều kính thước khác nhau.

Tham khảo từ tài liệu The Application of Textiles in Rubber, David B. Wootton, iSmithers Rapra Publishing, 2001, trang 206 - 208

(vtp-vlab-caosuviet)

Các yếu tố tác động đến sự kết dính bằng cyanoacrylate

Quá trình kết mạng của các chất kết dính cyanoacrylate bị ảnh hưởng bởi các yếu tố sau: môi trường sản xuất, khoảng cách giữa hai chi tiết kết dính, thể tích chất kết dính sử dụng và bản chất bề mặt cần kết dính.

Đầu tiên là tác động của môi trường sản xuất. Yếu tố quan trọng nhất là độ ẩm tương đối (RH). Độ ẩm tương đối từ 40% - 60% là thích hợp cho cyanoacrylate kết mạng. Nếu độ ẩm thấp hơn sẽ làm vận tốc kết mạng của cyanoacrylate chậm lại do không đủ ẩm bề mặt, còn nếu độ ẩm cao hơn sẽ làm tăng nhanh vận tốc kết mạng, làm cho cyanoacrylate kết mạng trước khi nó kết dính vào bề mặt, dẫn đến độ bền kết dính kém. Nhiệt độ môi trường cũng có tác động nhất định, kết mạng cũng là một phản ứng hóa học nên nếu nhiệt độ môi trường xuống quá thấp (dưới 5^oC), vận tốc kết mạng sẽ chậm lại.

Tiếp đến là khoảng cách giữa hai chi tiết. Khoảng cách nhỏ (<0.1 mm) là phù hợp. Có một quy tắc cơ bản là lớp liên kết càng mỏng, thì liên kết càng mạnh và vận tốc kết mạng càng nhanh. Điều này cũng dẫn đến lượng chất kết dính sử dụng phải vừa đủ để bao phủ bề mặt.

Ngoài ra, phải xét đến bản chất của bề mặt chi tiết kết dính. Các chất kết dính cyanoacrylate có chứa chất ổn định axit. Vì vậy, nếu nó tiếp xúc với bề mặt có tính axit, chất ổn định không bị trung hòa. Điều này dẫn đến cyanoacrylate kết mạng chậm hoặc bị ức chế hoàn toàn và vẫn ở dạng lỏng. Một số vật liệu có tính axit nhẹ tự nhiên như: giấy, bìa cứng, nút bần, lông thú. Bên cạnh đó, quá trình làm sạch hoặc xử lý bề mặt không đúng cách cũng làm sót lại một số chất có tính axit.

Tóm tắt từ tài liệu Handbook of Rubber Bonding, Bryan Crowther, iSmithers Rapra Publishing, 2003, trang 261 – 263

(vtp-vlab-caosuviet)

Các loại cao su thông dụng sản xuất O-ring (phần 2)

Xem phần 1 tại đây

Fluorocarbon (FKM)

Fluorocarbon (FKM) có tính kháng rất tốt với nhiệt độ cao (tới 204^oC, 400^oF), ozone, oxy, dầu khoáng, lưu chất thủy lực tổng hợp, nhiên liệu, các hợp chất thơm, nhiều dung môi và hóa chất hữu cơ. Tính thấm khí rất thấp và tương tự như tính thấm khí của cao su butyl.

Những hợp chất FKM đặc biệt thể hiện tính kháng tốt với axit và nhiên liệu. Fluorocarbon kháng dầu khoáng, dầu ASTM No. 1, và dầu IRM 902 và IRM 903, lưu chất thủy lực không cháy (HFD), dầu silicone, dầu thực vật, hydrocarbon no (butane, propane, khí thiên nhiên), hydrocaron thơm (benzene, toluen), hydrocarbon clorua (trichloroethyle­­ne và carbon tetrachloride), xăng (bao gồm thành phần rượu cao), chân không cao, kháng ozone, thời tiết và lão hóa rất tốt. Tuy nhiên, nó không tương thích với lưu chất phanh chứa glycol, khí ammonia, amine, kiềm, hơi nước quá nhiệt, axit hữu cơ khối lượng phân tử thấp (axit formic và acetic).

Polyurethane (AU, EU)

Vật liệu đàn hồi polyurethane có tính kháng mài mòn rất tốt, độ bền kéo cao và tính đàn hồi cao khi so sánh với bất kỳ vật liệu đàn hồi khác. PU kháng được hydrocarbon tinh khiết (propane, butane), dầu khoáng, dầu silicone, nước (tới 50^oC), nhưng nó không tương thích với ketone, ester, ether, rượu, glycol, nước nóng, hơi nước, kiềm, amine, axit.

Cao su silicone (Q, MQ, VMQ, PVMQ)

Silicone có tính kháng ozone và thời tiết tốt cũng như cách điện tốt và những tính chất sinh lý tốt. Tuy nhiên, vật liệu đàn hồi silicone có độ bền kéo, xé thấp và tính kháng mài mòn ít. Silicone có tính kháng nhiệt tốt lên tới xấp xỉ 204^oC (400^oF), những hợp chất đặc biệt lên tới 260^oC (500^oF).

Silicone kháng được dầu và mỡ động thực vật, hydrocarbon thơm clorua có khối lượng phân tử cao, kháng nước trung bình, kháng dung dịch muối loãng, ozon, lão hóa và thời tiết. Tuy nhiên, nó không tương thích với hơi nước quá nhiệt trên 121^oC (250^oC), axit và kiềm, hydrocarbon clorua khối lượng phân tử thấp (trichloroethylene), nhiên liệu chứa hydrocarbon, hydrocarbon thơm (benzene, toluene), và dầu silicone khối lượng phân tử thấp.

Tham khảo từ tài liệu Parker O – Ring Handbook ORD 5700, Parker Hannifin Corporation, 2007, trang 2-5 – 2-6

(vtp-vlab-caosuviet)

O-ring dẫn hướng piston bằng silicone

Polyurethane dùng trong y sinh – Chất chống oxy hóa (phần 4)

Xem phần 1, 2, 3 tại đây

Bên cạnh các nghiên cứu về tác dụng chống oxy hóa, sự tương thích với cơ thể sống, các nghiên cứu về tác động của các chất chống oxy hóa lên các tính chất cơ học của PU cũng được thực hiện.

Đầu tiên là nghiên cứu tác động của Tinuvin 328, Tinuvin 770 và Irganox 1010, các chất đã thể hiện tính tương thích cao với PU và thể hiện tính ổn định UV tốt, lên Calthane ND 2300 (PU loại polyether no). Kết quả là thời gian tiếp xúc với UV càng tăng, độ bền kéo và mô-đun đàn hồi đều giảm nhưng tốc độ giảm nhanh hơn cho các mẫu thí nghiệm chỉ dùng một loại chất chống oxy hóa. Tương tự với tác động ổn định UV, việc sử dụng kết hợp hai hay nhiều chất oxy hóa mang lại hiệu quả cao hơn.

Một nghiên cứu khác về tác động của các chất chống oxy hóa Santowhite, Tinuvin 328, và Cyasorb UV 3346 lên PU loại PTMO/MDI/ED đã khám phá rằng những hóa chất trên cũng có khả năng hạn chế quá trình thủy phân. PU được ủ một tháng với papain, một loại enzym có khả năng thủy phân PU, bị mỏi, hư hỏng sau 165 chu kỳ nếu không dùng các hóa chất trên. Trong khi nếu dùng kết hợp Santowhite và Tinuvin 328, thì PU hư hỏng sau 264 chu kỳ, còn nếu dùng của Cyasorb UV 3346 và Tinuvin 328 thì hư hỏng sau 192 chu kỳ.

Ngoài ra, vitamin E cũng được nghiên cứu làm chất chống oxy hóa sinh học cho PU. Hai mẫu thí nghiệm PU loại polyether (có và không có sử dụng vitamine E) được cấy vào cơ thể sống trong 10 tuần. Kết quả là không quan sát thấy lỗ xốp hoặc vết nứt đối với mẫu PU có sử dụng vitamin E, trong khi mẫu còn lại gãy do xuất hiện vết nứt lớn. Thêm vào đó số lượng bạch cầu bám vào mẫu cấy và số lượng tế bào bị kích thích, viêm là ít hơn trong trường hợp PU có sử dụng vitamin E.

Vấn đề sử dụng phụ gia cho loại PU được dùng trong những ứng dụng y sinh vẫn chưa được tìm hiễu rõ ràng, kỹ lưỡng. Nếu sử dụng không thích hợp phụ gia có thể di chuyển vào môi trường sống, gây kích thích mô, hoại tử. Vì vậy tốt nhất là chọn loại polymer hạn chế dùng phụ gia hoặc chỉ dùng một số ít những phụ gia đã được nghiên cứu.

Tham khảo từ tài liệu Biomedical Applications of Polyurethanes, Patrick Vermette, Hans J. Griesser, Gaétan Laroche and Robert Guidoin, Landes Bioscience, 2001, trang 64 - 67

(vtp-vlab-caosuviet)

Thanh gạt mực máy in bằng PU

Đi tìm KINH

Những ai đã xem phim Kung Fu Panda và Tây du ký cũng biết về những câu chuyện đi thỉnh KINH - đi tìm KINH.

Mỗi người khi được Trời đất sinh ra có một thân thể và một khối óc biết suy nghĩ. Tuy nhiên không biết thân thể sẽ về đâu, sự cảm nhận cuộc sống thì thường lạc hướng.

Quan sát, suy nghĩ và lại quan sát, suy nghĩ  với bao nhiêu lần - từ lúc mặt trời lên, rồi lại từ lúc mặt trời lên. Trong giấc ngủ  vẫn lo lắng cho thân phận rồi sẽ ở lại trần gian.

Đi tìm KINH như đi tìm một văn bản thông minh, đọc là biết cách để về nơi hạnh phúc. Kinh, như là một bí kíp tuyệt đỉnh, vô song, lạ thường.

KINH - có thể là một phương thuốc vô hình và hữu hình - có thể làm cho một người hạnh phúc  và thấy bình an trong "nghề sản xuất, kinh doanh".

Thế mà, một chân kinh như thế cứ như lẫn khuất, cứ như là một thế giới tồn tại song song.  Thúc giục mạnh mẽ mà yên tĩnh, luôn sôi động mà trầm lắng - người đi tìm luôn đi đến khi chân mỏi, thu gom càng nhiều - đường xa càng nặng gánh. 

Đôi khi lại cảm nhận rằng - niềm vui và hạnh phúc lại ở trong những chuyến đi. Nơi cần đến, lại ở dưới bước chân.  Nơi cần về thì đã về tới.

Đôi khi lại thấy rằng, cuộc sống đời  thường vô cùng tuyệt diệu. 

KINH là một trải nghiệm chân chính,  chắc là không đủ chữ để viết.

KINH như một  vùng sáng ban mai, chỉ ai tắm trong đó mới cảm được cái ấm lạnh của một chùm tia nắng dịu dàng.

KINH là một tiếng chuông, mà khi đang vang lên không biết xuất phát từ đâu và đang ở đâu...

Chữ trong KINH - chắc là một thứ chữ  lạ thường.

Hôm nay, tôi cũng bắt đầu đi tìm một cuốn KINH - với bao ý nghĩ .

Nếu thấy được KINH, tôi xin thỉnh về...

nguyentuonglinh

28/3/2012

Suối và Mây (Himalaya - Nepal)
Suối và Mây rồi cũng về một chỗ

Nguồn:http://nguyentuonglinh.blogspot.com/2012/04/i-tim-kinh.html 

Food Contact Materials – Rubbers, Silicones, Coatings and Inks

Sách này của nhà xuất bản iSmithers Rapra Publishing, được biên soạn bởi tác giả Martin Forrest. Sách được xuất bản vào năm 2009, dày 380 trang.

Những năm gần đây, vấn đề các hợp chất từ vật liệu bao gói bên ngoài di chuyển vào thực phẩm nhận được sự quan tâm lớn. Trong nhiều năm, công ty Smithers Rapra Technology đã thực hiện nhiều đề tài nghiên cứu cho Cơ quan tiêu chuẩn thực phẩm Anh (UK Food Standards Agency, FSA) và Bộ nông nghiệp, nghề cá và thực phẩm (The Ministry of Agriculture, Fisheries and Food, MAFF) về vấn đề này. Nhiều thông tin quan trọng về các sản phẩm polymer (cao su, silicone, nhựa, …), quy trình sản xuất thực tế và đặc tính di trú của chúng khi tiếp xúc với thực phẩm đã được công ty nghiên cứu, báo cáo và sách này là sự tổng hợp 3 báo cáo gần đây (báo cáo số 182, 186 và 188).

Sách được biên soạn với mục đích cung cấp một cái nhìn của chuyên gia về vật liệu tiếp xúc với thực phẩm, cùng với một danh sách các tài liệu tham khảo liên quan để người đọc tìm hiểu sâu hơn. Trong mỗi phần, có những mô tả chuyên sâu ban đầu về sự khác biệt và loại sản phẩm được sử dụng trong công nghiệp và các quá trình hóa học liên quan đến việc sản xuất chúng. Một bảng tóm tắt các quy định tiếp xúc thực phẩm của châu Âu và Mỹ, cùng với các phương pháp thí nghiệm phân tích được dùng để đánh giá tính phù hợp tiếp xúc thực phẩm cũng được đề cập để hỗ trợ người dùng và các nhà khoa học thực phẩm. Thêm vào đó, đánh giá về những sự di trú tiềm ẩn trong vật liệu và các dữ liệu di trú cũng được liệt kê. Ngoài ra để giúp cho công việc nghiên cứu và phát triển, những phát triển kỹ thuật trong thời gian gần đây với mục đích cải thiện tính an toàn thực phẩm cũng được mô tả, cũng như những xu hướng phát triển hiện tại và trong tương lai.

Sections

Section 1. Food Contact Rubbers – Products, Migration and Regulation

Section 2. Silicone Products for Food Contact Applications

Section 3. Coatings and Inks for Food Contact Materials

Sách này là một nguồn tài liệu tham khảo quan trọng cho những người làm việc trong ngành thực phẩm, đặc biệt trong lĩnh vật liệu tiếp xúc với thực phẩm.

Tham khảo tài liệu Food Contact Materials – Rubbers, Silicones, Coatings and Inks, Martin Forrest, 2009, trang 1 – 2
(vtp-vlab-caosuviet)

Ống nối mềm dùng trong thực phẩm bằng silicone

Cơ chế kết dính sợi và cao su

Kết dính giữa sợi và cao su được chia thành hai phần: liên kết giữa lớp chất kết dính và cao su, liên kết giữa lớp chất kết dính và sợi.

Cơ chế liên kết chất kết dính – cao su đã được tìm hiểu rõ ràng. Liên kết này chủ yếu từ quá trình kết mạng trực tiếp của thành phần cao su trong lớp màng kết dính vào mạng lưới cao su. Điều này phụ thuộc vào tốc độ di chuyển của các chất kết mạng từ cao su vào lớp màng kết dính, do đó công thức cao su phải sử dụng chất kết mạng thích hợp và thời gian lưu hóa dài để có đủ thời gian cho chất kết mạng di trú. Ngoài ra, người ta cũng cho rằng phản ứng giữa thành phần nhựa trong lớp màng với cao su cũng đóng góp một phần liên kết. Nhưng nhìn chung, sự đóng góp này nhỏ do thành phần nhựa trong lớp màng kết dính thấp và tốc độ phản ứng chậm.

Ngược lại, cơ chế liên kết giữa lớp chất kết dính và sợi vẫn chưa được giải thích rõ ràng, mặc dù mọi người đều chấp nhận rằng đóng góp chủ yếu là từ thành phần nhựa RF (resorcinol/ formaldehyde). Rõ ràng, có liên kết cơ học thuần túy do sự xuyên thấm của hệ chất kết dính vào cấu trúc sợi. Liên kết này chỉ chiếm khoảng 15 – 20% độ bền liên kết, người ta phân tích các sợi đã ngâm chất kết dính và thấy được mức độ xuyên thấm chỉ vào sâu vào từ hai tới ba sợi tơ. Ngoài ra, còn một liên kết cơ học khác đó là sự phân tán của nhựa RF vào trong các tơ ở cấp độ phân tử. Tuy nhiên, một vài tác giả không đồng ý với điều này và cho rằng nhựa RF chỉ đi vào các lỗ xốp rất nhỏ trên bề mặt của các tơ. Đối với sợi nhân tạo (sợi cellulose tái sinh) liên kết này chiếm 30%, còn đối với sợi nylon (sợi tổng hợp) liên kết này chỉ chiếm 5%. Độ bền kết dính còn lại là do các liên kết hóa học: liên kết cộng hóa trị và liên kết hydro.Trong đó, liên kết chính là liên kết cộng hóa trị, đối với nylon nó chiếm 60% độ bền liên kết tổng, với sợi nhân tạo là 20%. Cơ chế phản ứng sau được chấp nhận cho phản ứng giữa các sợi và nhựa RF.

Ta thấy, các liên kết cộng hóa trị được hình thành chủ yếu từ phản ứng trùng ngưng của các nhóm methylol của nhựa với các nhóm hydroxyl (tơ nhân tạo) hoặc amide (nylon) của chuỗi polymer. Mặc dù tơ nhân tạo có nhiều nhóm hydroxyl, dễ phản ứng hơn nhưng do sự cản trở không gian làm rối loạn sự cân bằng, khoảng cách lặp lại của các nhóm methylol trong nhựa gần hơn trong trường hợp nylon (nhiều liên kết hơn trên một đơn vị chiều dài) so với trường hợp tơ nhân tạo. Bảng sau đây sẽ tóm tắt các liên kết đóng góp cho sự kết dính giữa chất kết dính – sợi cho trường hợp tơ nhân tạo và nylon.

Đối với sợi polyester, hệ chất tiền xử lý kết dính có chứa isocyanate, tuy nhiên nó không phản ứng trực tiếp với các nhóm ester. Những nghiên cứu cho thấy rằng, các isocyanate phản ứng tạo thành polyurethane, mật độ năng lượng liên kết của nó bằng mật độ năng lượng liên kết của polyester và tại nhiệt độ xử lý cao tạo nên sự phân tán ở cấp độ phân tử. Bề mặt mới này tương thích tốt với hệ RFL ở lần ngâm thứ hai.

Tham khảo từ tài liệu The Application of Textiles in Rubber, David B. Wootton, iSmithers Rapra Publishing, 2001, trang 103 - 107

(vtp-vlab-caosuviet)

Đai truyền động V

Có nhiều loại đai truyền động khác nhau. Loại thông dụng nhất là đai truyền động V (V-belt), nó lại được phân loại thành nhiều loại khác.

Hai cấu trúc cơ bản của đai V được thể hiện bên dưới.

Trong hầu hết các loại đai V, các thành phần chính gồm cao su nền, sợi dệt gia cường, lớp vải phủ ngoài, trong đó thành phần sợi dệt giúp truyền năng lượng, nằm ở phần trên của đai. Đặc trưng của truyền động đai V là đai được chêm vào rãnh của bánh đai nhưng không chạm đáy rãnh. Ứng suất được truyền bởi thành phần sợi dệt và sự ma sát giữa hai bề mặt bên của dây đai với rãnh bánh đai. Phần trung tâm của dây đai thường có khuynh hướng lõm xuống. Dây đai chêm có phần cao su nền sâu, giá trị ứng suất truyền được cao do bề mặt ma sát tăng lên, nhưng không sử dụng được cho trường hợp bánh đai nhỏ vì yêu cầu tính uốn dẻo cao. Ngược lại, dây đai V cổ điển có mặt bên nông hơn, có thể dùng cho các bánh đai nhỏ, nhưng khi so sánh cùng bề rộng và đường kính thì nó không truyền ứng suất tốt như dây đai chêm, có bề mặt bên sâu. Để tăng tính uốn dẻo của dây đai V, có thể tạo các vết khía hình V trong phần cao su nền theo chiều ngang của dây đai.

Ngoài ra, còn có một số loại dây đai V khác. Các loại dây đai không có vải bao phủ ở bề mặt tiếp xúc giữa dây đai và rãnh bánh đai được sử dụng càng nhiều, đặc biệt trong ô tô khi đường kính bánh đai rất nhỏ và yêu cầu truyền ứng suất lớn. Trong những ứng dụng truyền động cần dùng nhiều đai, thay vì sử dụng nhiều đai riêng rẻ, người ta có sử dụng một bộ nhiều đai, nó giúp tránh đai trượt khỏi rãnh. Tuy nhiên, phải chú ý sự khít khác biệt giữa các cặp dây đai – bánh đai để giảm sự rão của phần nối các dây đai.

Tham khảo từ tài liệu The Application of Textiles in Rubber, David B. Wootton, iSmithers Rapra Publishing, 2001, trang 200 - 202

(vtp-vlab-caosuviet)

Kết dính cao su bằng cyanoacrylate

Các loại cyanoacrylate được đưa vào thị trường tiêu dùng từ những năm 1970. Từ đó, nó được sử dụng rộng rãi cho những ứng dụng công nghiệp và gia đình. Những ưu điểm nổi bật của chất kết dính cyanoacrylate là tốc độ kết dính nhanh, sử dụng đơn giản, độ bền cao và đặc biệt khi cần kết dính các vật liệu khác nhau nhiều như kim loại, chất dẻo, gốm sứ, gỗ, cao su, mà không cần xử lý nhiệt và đa số trường hợp không cần xử lý bề mặt. Đa số cyanoacrylate có tính bay hơi cao, là chất lỏng không màu, có độ nhớt thay đổi rộng, nên được trữ ở nơi lạnh khô, nhiệt độ từ 5 – 8^oC để kéo dài tuổi thọ. Cyanoacrylate tan được trong đa số những dung môi hữu cơ và không tan trong nước.

Hầu hết các loại cao su đều có thể liên kết với cyanoacrylate, ví dụ như polychloroprene, cao su nitrile, cao su thiên nhiên, cao su styrene butadien, cao su butyl. Cao su EPDM, fluoroelastomer (Viton) chỉ có thể liên kết với một vài loại cyanoacrylate riêng biệt. Đối với cao su silicone và cao su nhiệt dẻo (Santoprene), phải sử dụng thêm lớp lót khi kết dính bằng cyanoacrylate.

Các chất kết dính cyanoacrylate thường chứa các chất ổn định có tính axit để tránh quá trình polymer hóa chất kết dính. Khi sử dụng, sản phẩm tiếp xúc với ẩm trên bề mặt chi tiết kết dính, ẩm làm mất tác dụng của chất ổn định và quá trình kết mạng chất kết dính xảy ra. Vận tốc kết mạng của cyanoacrylate, trong trường hợp có khoảng hở trên bề mặt, là khá chậm, có thể trong vài giờ, vì không đủ ẩm. Khi sử dụng chất kết dính cyanoacrylate ở giữa hai bề mặt ăn khớp, gần nhau, tốc độ kết dính cao hơn vì đủ ẩm, ẩm xuất hiện ở cả hai bề mặt. Khoảng cách giữa hai bề mặt lý tưởng nên nhỏ hơn 0.1mm.

Tóm tắt từ tài liệu Handbook of Rubber Bonding, Bryan Crowther, iSmithers Rapra Publishing, 2003, trang 259 – 261

(vtp-vlab-caosuviet)

Các loại cao su thông dụng sản xuất O-ring (phần 1)

Khi sản xuất O-ring, việc lựa chọn loại cao su sử dụng là vô cùng quan trọng. Cao su phải phù hợp với môi trường sử dụng về mặt thời tiết, nhiệt độ, tính năng động học và tương thích với lưu chất của hệ thống để kéo dài tuổi thọ sử dụng. Bài viết này giới này giới thiệu ngắn gọn các tính chất cơ bản của một số loại cao su thường được sử dụng làm O-ring.

Arcylonitrile-Butadien (NBR) – Cao su nitrile

Cao su nitrile là copolymer của acrylonitrile và butadiene. Trên thị trường, thành phần nitrile thay đổi từ 18 – 50% khối lượng và ảnh hưởng rất nhiều tới tính chất cơ lý của cao su. Hàm lượng nitrile càng cao, tính kháng dầu, các dung môi không phân cực càng tốt nhưng tính đàn hồi, tính uốn dẻo ở nhiệt độ thấp giảm và ngược lại. Vì vậy, người ta thường dùng cao su nitrile có hàm lượng trung bình (khoảng 35%) để cân bằng các tính chất trên. So với các loại cao su khác, nhìn chung cao su nitrile có tính chất cơ học, tính kháng mài mòn tương đối tốt. Hai khuyết điểm chính của cao su nitrile là tính kháng thời tiết, ozone, lão hóa kém và không kháng các dung môi phân cực như hydrocarbon thơm, hydrocarbon clorua, ketone, acid, ethylene – ester, glycol.

Ngoài ra, trên thị trường xuất hiện một số loại biến thể khác như nitrile carboxylate hóa, nitrile hydrogenate hóa. Đối với loại carboxylate hóa, các tính năng cơ học như kéo xé được cải thiện đáng kể, phù hợp cho những ứng dụng động học cao. Trong khi đó, loại hydrogenate hóa ngoài tính chất cơ học được cải thiện, nó còn kháng ozone, thời tiết và lão hóa. Tính tương thích với dung môi của hai loại này nhìn chung tương tự như loại cao su nitrile ban đầu.

Đệm làm kín cao su nitrile

Ethylene Propylene Rubber (ERP, EPDM) – Cao su EPDM

Cao su EPDM là terpolymer của ethylene – propylene – dien. Nó được dùng làm kín đặc biệt cho lưu chất thủy lực loại phosphate-ester và trong hệ thống phanh sử dụng lưu chất glycol, silicone. Tính kháng ozone, thời tiết và lão hóa tốt, kháng được nước nóng và hơi nước lên tới 149^oC, nhiều axit vô cơ hoặc hữu cơ, kiềm kali và natri, dầu silicone, dung môi phân cực (rượu, ketone, ester); không tương thích với các sản phẩm dầu khoáng (dầu, mỡ, nhiên liệu).

Cao su Butyl (IIR)

Các tính chất nổi bật nhất của cao su butyl là tính thấm khí thấp, kháng được ozone, lão hóa và thời tiết và tính cách điện rất tốt. Kháng được nước nóng và hơi nước tới 121^oC, nhiều loại axit, dung dịch muối, dung môi phân cực (rượu, ketone, ester), glycol, phosphate-ester, dầu silicone. Nó không tương thích với dầu khoáng, nhiên liệu, hydrocarbon clorua.

Cao su Chloroprene (CR)

Các tính chất nổi bật của cao su Chloroprene là tính kháng ozone, lão hóa và hóa chất tốt, tính chất cơ học tốt trên một khoảng nhiệt độ rộng. Kháng được dầu khoáng chứa paraffin với DPI thấp (dầu ASTM No. 1), dầu silicone, nước, chất làm lạnh, ammonia và carbon dioxide; tương thích thấp với dầu khoáng chứa naphthalene (dầu IRM 920 và IRM 903, hydrocarbon có khối lượng phân tử thấp (propane, butane), lưu chất phanh chứa glycol; không tương thích với hydrocarbon thơm (benzene), hydrocarbon clorua (trichloroethylene), dung môi phân cực (ketone, ester, ether).

(Còn tiếp)

Tham khảo từ tài liệu Parker O – Ring Handbook ORD 5700, Parker Hannifin Corporation, 2007, trang 2-3 – 2-5

(vtp-vlab-caosuviet)