Cao su là gì? Tính chất, phân loại và ứng dụng của cao su?

1. Cao su là gì?

Cao su là một trong những loại vật liệu quan trọng nhất thuộc polyterpentine, được lấy từ mủ của cây sao su. Việc thu hoạch mủ cao su thường được thực hiện bằng phương pháp cạo mủ, một quá trình tưởng chừng như đơn giản nhưng đòi hỏi sự tinh tế và kỹ năng tốt của người thực hiện. Điều thú vị là, ít ai biết rằng cao su đã được sử dụng từ rất lâu đời. Có thể tìm thấy những dấu vết sử dụng cao su từ cách đây ba triệu năm, cho thấy sự phát triển và ứng dụng của loại vật liệu này đã tồn tại từ thời tiền sử.

Tuy nhiên, cho đến năm 1876, khi Henry Wickham nhập lậu 70.000 cây cao su từ Brazil về Anh, cao su mới được biết đến rộng rãi hơn và được ứng dụng nhiều hơn trong đời sống. Những cây cao su này đã giúp Anh trở thành nước sản xuất cao su hàng đầu thế giới trong những năm tiếp theo. Từ đó, cao su đã trở thành một trong những nguyên liệu quan trọng nhất cho các ngành công nghiệp, bao gồm cả phát triển các sản phẩm như lốp xe, giày dép, tấm lót sàn, đồ chơi, sản phẩm y tế và nhiều hơn nữa.

Điều này cho thấy sức mạnh của cao su trong việc thúc đẩy sự phát triển của xã hội. Với những ứng dụng đa dạng và tiềm năng phát triển vô tận, cao su sẽ tiếp tục giữ vị trí quan trọng và mang lại nhiều lợi ích cho con người trong tương lai.

2. Những tính chất của cao su:

Cao su thiên nhiên là một nguyên liệu quan trọng trong sản xuất các sản phẩm đa dạng như bánh xe, giày dép, nệm, gối và nhiều sản phẩm khác. Cao su được chế tạo từ cây cao su, đặc biệt là loại cây lai giữa Hevea brasiliensis và Hevea guianensis. Dù vậy, ngoài những ưu điểm của nó, cao su cũng có những nhược điểm của riêng nó.

2.1. Ưu điểm của cao su:

Cao su thiên nhiên có độ đàn hồi cao, đây là đặc tính nổi trội và ưu điểm nhất của cao su. Điều này mang lại tính ứng dụng cao trong đời sống hằng ngày của con người. Để kiểm tra độ đàn hồi của nguyên liệu này, người ta thường dùng nhiều phương pháp, phổ biến là kéo dãn. Chẳng hạn như kéo một đoạn dây thun gấp 9 lần so với độ dài của nó sau đó vẫn có thể khôi phục về trạng thái ban đầu. Đặc tính này có được nhờ phân tử cao su phải chuyển động liên tục, co kéo tạo thành khối di chuyển cố định. Khi bị kéo căng, các phân tử sẽ căng ra và phục hồi hình dáng ngay sau khi loại bỏ lực.

Cao su thiên nhiên còn có độ bền cao, vượt trội so với các nguyên liệu khác. Điển hình là bánh xe bằng cao su có tuổi thọ lên đến 10 – 15 năm. Đặc biệt không thể không nói đến những chiếc nệm cao su, gối cao su bền bỉ lên đến 15 – 20 năm.

Cao su thiên nhiên mang tính an toàn với người dùng vì chúng có nguồn gốc từ thiên nhiên, không chứa các hóa chất độc hại. Khả năng kháng khuẩn của cao su an toàn tuyệt đối với sức khỏe và phòng được các bệnh ngoài da. Vì thế, sản phẩm nệm gối từ cao su luôn khiến người dùng an tâm vì không gây dị ứng, hạn chế vi khuẩn và bụi bẩn.

Cao su thiên nhiên còn là một trong những chất liệu tự nhiên thân thiện với môi trường, giúp giảm lượng rác gây hiệu ứng nhà kính. Với tỉ lệ tái chế cao, cao su có thể linh hoạt theo các mục đích sử dụng và tự phân hủy, giúp bảo vệ môi trường.

2.2. Nhược điểm của cao su:

Mặc dù có nhiều ưu điểm, nhưng cao su cũng có một số nhược điểm đáng chú ý.

Giá thành cao

Cao su thiên nhiên có giá thành cao hơn so với các vật dụng làm từ chất liệu khác, đặc biệt là đối với người Việt Nam. Một phần vì sản lượng mủ cao su thiên nhiên ngày càng khan hiếm hơn. Quy trình sản xuất cao su thiên nhiên khá phức tạp, đòi hỏi nhiều thời gian và công sức.

Dễ bị oxy hóa và phản ứng với hóa chất

Cao su thiên nhiên dễ phản ứng với hóa chất và dung môi hơn so với chất liệu nhân tạo. Cao su thiên nhiên dễ bị oxy hóa hơn bởi các tác động vật lý như nhiệt độ, ánh sáng cùng các chất như đồng, cobalt, sắt, muối,… có trong môi trường. Thêm vào đó, cao su không sử dụng chất bảo quản nên dễ bị oxy hóa hơn. Đồng thời, oxygen tự do luôn gắn với cao su dưới dạng phân tử. Quá trình này tự xảy ra từ từ theo thời gian.

Ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường

Khâu sản xuất cao su non từ thiên nhiên là vấn đề gây ra nhiều sự tranh cãi. Đặc biệt là quy trình xử lý chất thải chưa đạt mức triệt để. Bởi nhiều nhà máy sản xuất trong quá trình chế tạo cao su có thể gây ô nhiễm môi trường và gây ra tình trạng hiệu ứng nhà kính.

Mùi khó chịu

Cao su thiên nhiên mới mua có mùi rất đặc trưng, mùi này phần đa gây ra sự khó chịu đối với người dùng. Dù cao su thiên nhiên được trải qua quá trình sản xuất và xử lý nhưng không hoàn toàn khắc phục. Tuy vậy, sau một thời gian ngắn sử dụng, mùi này sẽ biến mất dần.

Khả năng tự tái tổn thương

Cao su thiên nhiên có khả năng tự phục hồi khi bị xé, cắt hoặc đâm thủng tuy nhiên, nếu bị xé hoặc cắt quá sâu, cao su sẽ không thể tự phục hồi và phải được thay thế. Điều này làm giảm tính thẩm mỹ và tuổi thọ của sản phẩm.

Tóm lại, cao su thiên nhiên là một nguyên liệu quan trọng và đáng được sử dụng trong sản xuất các sản phẩm đa dạng. Tuy nhiên, những nhược điểm của cao su cũng đáng được quan tâm và cải thiện để tăng cường tính ứng dụng và giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường.

3. Cao su có những loại nào?

Cao su là một vật liệu tự nhiên hoặc tổng hợp được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Có tổng cộng 2 loại chính: cao su tự nhiên và cao su tổng hợp.

Cao su tự nhiên

Cao su tự nhiên là loại cao su được sản xuất từ mủ cây cao su và không chứa bất kỳ chất phụ gia nào khác. Cấu trúc phân tử của nó bao gồm cis – 1,4 isopren >98% và các thành phần khác như Protein, phospholipid, axit béo,… Tính đàn hồi của cao su tự nhiên rất tốt và trở về hình dạng ban đầu chỉ trong vòng 5-10 giây. Bề mặt của cao su tự nhiên có cấu trúc lỗ hổng rõ rệt và được phân bố dày hơn so với cao su tổng hợp. Khối lượng riêng của nó cũng rất nhẹ. Cao su tự nhiên có độ bền cao hơn so với cao su tổng hợp, chịu được nhiệt độ cao và khả năng chống mài mòn tốt.

Cao su tự nhiên được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các sản phẩm cao su như lốp xe, giày dép, dụng cụ thể thao và các sản phẩm cao su khác. Mùi hương đặc trưng của cao su tự nhiên cũng tạo cảm giác thân thiện với người sử dụng.

Cao su tổng hợp

Cao su tổng hợp là loại cao su được chế tạo từ polyurethane với cấu trúc bọt khí hở. Cấu trúc phân tử của cao su tổng hợp chứa nhiều đồng vị khác nhau như cis – 1,4; trans – 1,4; đồng vị 1,2 hay 3,4. Tuy nhiên, so với cao su tự nhiên, cao su tổng hợp có tính đàn hồi kém hơn và trở về hình dạng chậm hơn. Bề mặt của nó bóng hơn so với cao su tự nhiên, và có cấu trúc lỗ hổng trên bề mặt ít hơn. Điều này khiến cho cao su tổng hợp không thoáng khí bằng cao su tự nhiên. Khối lượng riêng của nó cũng nặng hơn.

Tuy nhiên, cao su tổng hợp có một số ưu điểm nhất định, đặc biệt là trong sản xuất sản phẩm cao su. Với tính năng đàn hồi tốt, khả năng chịu nhiệt và kháng mài mòn, cao su tổng hợp thường được sử dụng để sản xuất các sản phẩm cao su cần độ chính xác cao như dây đai, dây curoa, phớt máy móc, ống dẫn nước, và nhiều sản phẩm công nghiệp khác. Cao su tổng hợp còn được sử dụng rộng rãi trong ngành y tế khi cần độ bền cao và khả năng chống dị ứng.

Vì vậy, tùy vào mục đích sử dụng, người ta có thể chọn loại cao su phù hợp nhất cho sản phẩm của mình.

4. Ứng dụng của cao su trong đời sống:

Cao su là một trong những nguyên liệu quan trọng và được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau của đời sống. Từ sản xuất đồ gia dụng cho đến ngành công nghiệp lớn như ô tô và hàng không, cao su đã trở thành một trong những chất liệu không thể thiếu. Sau đây là một số ứng dụng của cao su trong đời sống:

4.1. Ứng dụng trong công nghiệp sản xuất ô tô và bánh xe:

Cao su thiên nhiên là một trong những nguyên liệu quan trọng nhất trong ngành sản xuất ô tô và lốp xe, chiếm tới 70% sản lượng toàn cầu. Nhờ tính chất đàn hồi và độ bền cao, trên thị trường hiện nay gần như tất cả các loại lốp xe đều được làm từ cao su, bao gồm cả lốp xe dùng cho các phương tiện bay. Ngoài ra, cao su cũng được sử dụng để sản xuất các bộ phận khác của xe như bộ phanh, ống xả, v.v…

4.2. Ứng dụng của cao su tổng hợp trong sản xuất chăn nệm:

Sản phẩm chăn nệm là một trong những ứng dụng tiềm năng của cao su tổng hợp. Với tính chất đàn hồi và độ đàn hồi vượt trội, sản phẩm chăn nệm từ cao su có khả năng nâng đỡ hệ xương tốt hơn so với các sản phẩm khác. Điều này đã giúp sản phẩm chăn nệm từ cao su giành được lòng tin của nhiều khách hàng nhờ chất lượng cao và độ an toàn.

4.3. Ứng dụng của cao su trong sản xuất đồ chơi cho trẻ em:

Cao su đã được sử dụng rộng rãi để sản xuất đồ chơi cho trẻ em, nhờ tính chất đàn hồi và độ an toàn cao của nó. Các sản phẩm từ cao su, chẳng hạn như bóng đá, con rắn xoắn, bóng chày, v.v… đều rất phổ biến trên thị trường đồ chơi. Ngoài ra, cao su cũng được sử dụng để sản xuất các đồ chơi cho trẻ em như đồ chơi tập đi, tập nói, v.v…

4.4. Ứng dụng của cao su trong sản xuất đồng hồ:

Cao su đã được sử dụng để sản xuất các dây đồng hồ thể thao, đặc biệt là đồng hồ thể thao chống nước, bởi tính năng chống thấm nước của nó. Các dây đồng hồ từ cao su không chỉ có tính năng chống thấm nước tốt, mà còn có độ đàn hồi cao và độ bền tốt. Điều này đã giúp các đồng hồ từ cao su trở thành một lựa chọn phổ biến cho người yêu thể thao.

4.5. Ứng dụng của cao su trong sản xuất giày dép:

Cao su cũng là một trong những nguyên liệu quan trọng trong ngành sản xuất giày dép. Với tính năng đàn hồi và độ bền cao, cao su được sử dụng để sản xuất đế giày và các phụ kiện khác như quai đeo, nút chai, v.v… Ngoài ra, với sự đa dạng về màu sắc và kiểu dáng, cao su cũng là một trong những chất liệu được ưa chuộng để sản xuất giày thời trang.

Trên đây là một số ứng dụng của cao su trong đời sống. Với tính chất đa dạng và độ bền cao, cao su sẽ tiếp tục được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau trong tương lai.