1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN HOÁ HỌC TRẦN KIM LIÊN NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU CAO SU BLEND BỀN MÔI TRƢỜNG VÀ DẦU MỠ Chuyên ngành: Hoá Hữu cơ Mã số: 62.44.27.01 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HOÁ HỌC HÀ NỘI - 2012 2 Công trình được hoàn thành tại: Phòng Công nghệ Polyme – Viện Hoá học – Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS TS Đỗ Quang Kháng 2. PGS TS Phạm Thế Trinh Phản biện 1: ………………………………………………………………. Phản biện 2: ………………………………………………………………. Phản biện 3: ………………………………………………………………. Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng cấp cơ sở chấm luận án tiến sĩ họp tại Viện Hoá học, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam vào hồi …… giờ 00 , ngày…….tháng…….năm……. Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Trung tâm Thông tin - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam. 3 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐƢỢC CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 1. Do Quang Khang, Tran Kim Lien, Luong Nhu Hai, Do Quang Minh, Preparation And Properties Of Rubber Blends Based On Nitrile Butadiene Rubber And Chloroprene Rubber, International Scientific Conference on “Chemistry for Development and Integration”, 2008, 960-968, Hanoi. 2. Trần Kim Liên, Phạm Thế Trinh, Đỗ Quang Kháng, Cao su blend – Tình hình nghiên cứu và ứng dụng ở Việt Nam, Tạp chí Công nghiệp hóa chất, 2009, số 9, 7- 10. 3. Trần Kim Liên, Lương Như Hải, Phạm Thế Trinh, Nguyễn Quang Khải, Đỗ Quang Minh, Đỗ Quang Kháng, Ảnh hưởng của chất biến đổi cấu trúc tới tính chất cơ lý của blend trên cơ sở cao su nitril butadien và cao su clopren, Tạp chí Hóa học, 2010, 48 (1), 56-60. 4. Trần Kim Liên, Lương Như Hải, Đỗ Quang Minh, Đỗ Quang Kháng, Ảnh hưởng tỷ lệ cấu tử tới cấu trúc, tính chất của blend trên cơ sở cao su nitril butadien và cao su clopren, Tạp chí Hóa học, 2010, 48 (2), 222-227. 5. Đỗ Quang Kháng, Lương Như Hải, Trần Kim Liên, Phạm Quang Huy, Phạm Anh Dũng, Nguyễn Mạnh Cường, Một số kết quả nghiên cứu chế tạo và ứng dụng vật liệu cao su blend, Tạp chí Hóa học, 2010, 48 (4A), 370-375. 6. Trần Kim Liên, Đỗ Thị Tố Uyên, Lương Như Hải, Nguyễn Quang Khải, Đỗ Quang Kháng, Nghiên cứu chế tạo vật liệu blend ba cấu tử trên cơ sở cao su nitril butadien, cao su clopren và polyvinylclorua, Tạp chí Hóa học, 2011, 49 (3), 380-384. 7. Đỗ Quang Kháng, Nguyễn Thành Nhân, Lương Như Hải, Trần Kim Liên, Hoàng Tuấn Hưng, Nguyễn Quang Khải, Một số kết quả nghiên cứu chế tạo và ứng dụng vật liệu cao su blend tính năng cao, Tạp chí Khoa học và Công nghệ, 2011, 49 (6C), 71–76. 8. Trần Kim Liên, Phạm Hồng Hải, Đỗ Quang Kháng, Áp dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm trong nghiên cứu chế tạo vật liệu blend ba cấu tử trên cơ sở NBR-CR-PVC, Tạp chí Khoa học và Công nghệ, 2011, 49 (6) (đã nhận đăng). 4 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của luận án Ngày nay, vật liệu polyme blend nói chung và cao su blend nói riêng được nghiên cứu ứng dụng trên khắp thế giới. Với mức tiêu thụ hàng năm cỡ 1,5 triệu tấn, tương đương với tốc độ tăng trưởng 8 10% mỗi năm, có thể thấy đây là loại vật liệu có tốc độ phát triển nhanh và ngày càng có vai trò quan trọng trong nền kinh tế, kỹ thuật hiện tại và trong tương lai. Nhiều loại cao su blend có tính năng đặc biệt như bền cơ, bền nhiệt, bền môi trường, hóa chất và dầu mỡ đã trở thành thương phẩm trên thị trường quốc tế. Ở Việt Nam, trong những năm qua cũng có nhiều công trình nghiên cứu chế tạo và ứng dụng các loại cao su blend mang lại những hiệu quả khoa học, kinh tế - xã hội đáng kể. Tuy nhiên, những nghiên cứu này chủ yếu tập trung vào một số hệ blend trên cơ sở cao su thiên nhiên nên phạm vi ứng dụng còn hạn chế. Riêng các vật liệu cao su blend có tính năng cao, bền môi trường và dầu mỡ, nhất là các hệ blend trên cơ sở cao su tổng hợp, để chế tạo các sản phẩm cho công nghệ cao vẫn còn chưa được quan tâm nghiên cứu, ứng dụng nhiều. Trong khi đó, hàng năm nước ta vẫn phải nhập hàng trăm tấn sản phẩm cao su kỹ thuật các loại với giá cao để phục vụ cho phát triển kinh tế, xã hội. Từ thực tế đó, chúng tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu chế tạo vật liệu cao su blend bền môi trường và dầu mỡ” làm chủ đề cho luận án của mình. 2. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu của luận án Mục tiêu nghiên cứu Chế tạo được vật liệu cao su blend có tính năng cơ lý tốt, bền dầu mỡ và môi trường (thời tiết), có giá thành hợp lý, đáp ứng yêu cầu để chế tạo các sản phẩm cao su kỹ thuật có yêu cầu cao về bền dầu mỡ và thời tiết. Từ vật liệu nhận được chế tạo ra sản phẩm ứng dụng trong thực tế. Trong luận án này, chúng tôi chọn đối tượng nghiên cứu là các hệ cao su blend hai cấu tử và ba cấu tử trên cơ sở cao su nitril butadien (NBR), cao su cloropren (CR) và polyvinylclorua (PVC). Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu chế tạo vật liệu cao su blend hai cấu tử NBR/PVC, NBR/CR, CR/PVC. Trong đó, lựa chọn khảo sát: ảnh hưởng của tỷ lệ cấu tử tới tính chất cơ học, độ bền dầu mỡ (thông qua độ trương trong xăng A 92 và dầu biến thế), cấu trúc hình thái bằng phương pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM), độ bền nhiệt bằng phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng (TGA), độ bền môi trường theo tiêu chuẩn Việt Nam và thế giới (TCVN 2229-77 và ASTM D 4857-91) từ đó rút ra tỷ lệ cấu tử thích hợp của từng loại blend cũng như khả năng bền dầu mỡ và thời tiết của chúng làm cơ sở để nghiên cứu chế tạo hệ blend ba cấu tử NBR/CR/PVC và triển khai các nghiên cứu tiếp theo. - Nghiên cứu sử dụng các chất biến đổi cấu trúc, làm tương hợp trên cơ sở dầu trẩu (D01) và nhựa phenol formandehyt biến tính dầu vỏ hạt điều (DLH) để nâng cao tính năng cơ lý, kỹ thuật của blend NBR/CR và NBR/CR/PVC. - Dùng phương pháp quy hoạch hóa thực nghiệm để xác định tỷ lệ tối ưu của blend ba cấu tử NBR/CR/PVC. - Đánh giá khả năng ứng dụng của các vật liệu chế tạo được. 5 - Xây dựng công nghệ chế tạo sản phẩm cao su kỹ thuật bền dầu mỡ và thời tiết từ vật liệu chế tạo được để ứng dụng trong thực tế. 3. Những điểm mới của luận án Đã chế tạo thành công hệ blend 3 thành phần NBR/CR/PVC trên cơ sở tổ hợp NBR/CR (50/50) với 20% PVC. Hệ này có các tính chất cơ lý tốt, bền dầu mỡ, bền môi trường và giá thành hợp lý để sản xuất các loại gioăng đệm cho máy biến thế làm việc lâu dài ngoài trời. Đã sử dụng thành công chất biến đổi cấu trúc DLH trên cơ sở nhựa phenol formaldehyt biến tính dầu vỏ hạt điều để cải thiện tính năng cơ lý, kỹ thuật của vật liệu blend NBR/CR và NBR/CR/PVC. Với hàm lượng 1%, DLH đã giúp cho các thành phần NBR, CR, PVC tương hợp tốt hơn, làm gia tăng các tính chất của vật liệu. Đã áp dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm tìm tỷ lệ thành phần tối ưu hệ blend 3 cấu tử NBR/CR/PVC và đồng thời, kiểm tra, đánh giá độ tin cậy của những kết quả nghiên cứu thu được. Đã xây dựng thành công quy trình chế tạo vật liệu blend 3 thành phần trên cơ sở NBR, CR và PVC và quy trình chế tạo gioăng đệm cho máy biến thế từ vật liệu blend NBR/CR/PVC/DLH=40/40/20/1. Công nghệ này đã được chuyển giao để sản xuất ra sản phẩm phục vụ cho nhiều cơ sở chế tạo máy biến thế trong nước. 4. Bố cục của luận án Luận án dày 148 trang với 40 bảng và 27 hình. Kết cấu của luận án: Lời mở đầu (2 trang), Chương 1 Tổng quan (50 trang), Chương 2 Vật liệu và phương pháp nghiên cứu (19 trang), Chương 3 Kết quả nghiên cứu và thảo luận (58 trang), Kết luận (2 trang). Phần Danh mục các công trình khoa học đã được công bố liên quan đến luận án (2 trang), Tài liệu tham khảo (15 trang) với 139 tài liệu và Phụ lục (58 trang). NỘI DUNG CỦA LUẬN ÁN CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Những khái niệm cơ bản về polyme blend: Khái niệm về polyme blend, Sự tương hợp của các polyme: khả năng trộn hợp, phân loại vật liệu polyme blend. 1.2. Sự tương hợp của polyme blend: Nhiệt động học của quá trình trộn hợp polyme blend; Xác định khả năng tương hợp của polyme blend. 1.3. Các phương pháp chế tạo polyme blend (cao su blend): Chế tạo polyme blend từ dung dịch polyme; chế tạo polyme blend từ hỗn hợp các latex polyme; chế tạo polyme blend ở trạng thái nóng chảy. 1.4. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng của vật liệu cao su blend - Giới thiệu chung: Tình hình nghiên cứu và ứng dụng của vật liệu cao su blend của Thế giới và Việt Nam. - Một số cao su tổng hợp bền dầu mỡ, nhiệt và thời tiết: Giới thiệu cụ thể một số cao su tổng hợp như: Cao su cloropren; cao su polyetylen clo hóa; cao su closulfon polyetylen hay cao su Hypalon; cao su nitril/nitril butadien; cao su nitril butadien hydro hóa; cao su epiclohydrin; cao su etylen-acrylic; cao su flo (fluoroelastomer); cao su pe- 6 flo (pefluoroelastomer); cao su polyacrylat; cao su polysulfua (tiocol); cao su silicon (polydimetyl siloxan); cao su flocacbon; cao su butyl; cao su clobutyl. - Một số hệ cao su blend tính năng cao: Hệ cao su blend trên cơ sở cao su NBR với cao su thiên nhiên; hệ blend trên cơ sở cao su NBR với cao su thiên nhiên epoxy hóa (ENR); hệ blend trên cơ sở cao su NBR với PVC; hệ blend trên cơ sở cao su NBR với cao su SBR; hệ blend trên cơ sở cao su NBR với cao su CR; hệ blend trên cơ sở cao su CR với PVC; hệ blend trên cơ sở cao su NBR với CR và PVC và một số hệ blend có khả năng chịu dầu khác. CHƢƠNG 2. THỰC NGHIỆM 2.1. Nguyên liệu và thiết bị nghiên cứu 2.1.1. Nguyên liệu, hóa chất - Cao su NBR sử dụng là KOSYN – KNB 35L (Hàn Quốc) có hàm lượng nhóm acrylonitril 34%; Cao su CR sử dụng là loại SKYPRENE – B5 của hãng TOSOH (Nhật Bản); PVC sử dụng là loại PVC – S có ký hiệu SG 710 (Việt Nam); - Chất độn và các phụ gia gồm: than đen loại N 330 HAF (Trung Quốc); Silic đioxit loại ZEOSIL 155 (Hàn Quốc); Lưu huỳnh của hãng Sae Kwang Chemical IND. Co. Ltd. (Hàn Quốc); Xúc tiến DM (disulfua benzothiazyl) và xúc tiến D (diphenyl guanidin) (Trung Quốc); Axit stearic của PT. Orindo Fine Chemical (Indonesia); Oxit kẽm Zincollied (Ấn Độ); Chất ổn định cadimi stearat và bari stearat sản phẩm của Viện Công nghệ Xạ hiếm; Phòng lão A (aldol-naphtyl-amin) và phòng lão D (phenyl- naphtyl-amin) (Trung Quốc); Chất hóa dẻo DOP (dioctyl phtalat) (Trung Quốc); - Chất biến đổi cấu trúc DLH (nhựa phenol-formaldehyt biến tính dầu vỏ hạt điều) và D01 (từ dầu trẩu) được chế tạo tại Phòng Công nghệ Vật liệu Polyme, Viện Hóa học, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam; - Xăng A92 (Việt Nam), dầu biến thế (Singapo); - Các dung môi hữu cơ: xyclohexanon, axeton, toluen và một số hóa chất khác loại tinh khiết phân tích của Đức và Trung Quốc. 2.1.2. Thiết bị thí nghiệm - Thiết bị trộn kín Haake Polylab System Rheomix của hãng Haake (Đức); - Máy cán thí nghiệm của hãng TOYOSEIKI (Nhật Bản); - Máy ép thí nghiệm có gia nhiệt của hãng TOYOSEIKI (Nhật Bản); - Máy đo độ bền kéo đứt YG - 632 (Đài Loan); - Đồng hồ đo độ cứng (Shore A) TECLOCK (Jis K6301A) (Nhật Bản); - Kính hiển vi điện tử quét (SEM) JSM - 5300 và JSM 6490 của hãng JEOL (Nhật Bản); - Máy phân tích nhiệt trọng lượng (TGA) SHIMADZU TGA - TA50 (Nhật Bản) và máy phân tích nhiệt của hãng SETARAM (Pháp); - Tủ sấy Memmert (Đức); - Tủ thử nghiệm thời tiết gia tốc UVCON của hãng ATLAS (Mỹ); - Máy chụp phổ hồng ngoại Impact - 410 Nicolet (Mỹ); - Máy đo độ bền mài mòn Y - 634 (Đài Loan); - Cân phân tích, khuôn ép mẫu và dao cắt mẫu, thước Panme. 7 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu 2.2.1. Phương pháp chế tạo vật liệu 2.2.1.1. Chế tạo mẫu cao su blend NBR/PVC Nguyên liệu, hóa chất Hàm lƣợng (pkl) Quy trình chế tạo PVC-S NBR DOP Cd-stearat Ba-stearat Axit stearic S ZnO Xúc tiến D Xúc tiến DM Than đen N 330 SiO 2 0 100 100 0 60 (% theo PVC) 1,5 (% theo PVC) 1,5 (% theo PVC) 1 3 5 0,3 0,6 30 12 ● Bước 1: Trộn riêng PVC với chất ổn định cadimi stearat, bari stearat và chất hóa dẻo DOP, sau đó đem ủ nhiệt ở 70 o C trong 6 giờ. ● Bước 2: Lấy PVC đã được trộn chất hóa dẻo trộn tiếp với cao su NBR và các phụ gia trong máy trộn kín ở 170 o C, thời gian 7 phút và tốc độ 50 vòng/phút. ● Bước 3: Hợp phần cao su - nhựa sau khi trộn kín được để nguội và đem trộn xúc tiến với lưu huỳnh trên máy cán 2 trục trong 5 phút ở nhiệt độ nhỏ hơn 50 o C. ● Bước 4: Mẫu vật liệu được ép trên máy ép thuỷ lực theo chế độ sau: nhiệt độ lưu hóa 170 o C, áp suất ép 6kg/cm 2 , thời gian 15 phút. ● Bước 5: Lấy khuôn ra và để nguội từ từ rồi mới lấy mẫu. 2.2.1.2 Chế tạo mẫu cao su blend NBR/CR Nguyên liệu, hóa chất Hàm lƣợng (pkl) Quy trình chế tạo NBR CR Axit stearic S ZnO Xúc tiến D Xúc tiến DM Than đen N 330 SiO 2 0 100 100 0 1 3 5 0,3 0,6 30 12 ● Bước 1: Trộn CR, NBR và các phụ gia trên máy trộn kín ở 170 o C trong 7 phút với tốc độ 50 vòng/phút ● Bước 2: Hỗn hợp cao su sau khi trộn kín được để nguội và đem trộn với xúc tiến và lưu huỳnh trên máy cán 2 trục trong 5 phút ở nhiệt độ nhỏ hơn 50 o C. ● Bước 3: Mẫu vật liệu được ép trên máy ép thủy lực có gia nhiệt theo chế độ: nhiệt độ lưu hóa là 170 o C, áp suất 6 kg/cm 2 trong thời gian 15 phút. ● Bước 4: Lấy khuôn ra để nguội từ từ rồi lấy mẫu ra. 2.2.1.3 Chế tạo mẫu cao su blend CR/PVC Nguyên liệu, hóa chất Hàm lƣợng (pkl) Quy trình chế tạo PVC-S CR DOP Cd-stearat Ba-stearat Axit stearic S ZnO Xúc tiến M 0 100 100 0 60 (% theo PVC) 1,5 (% theo PVC) 1,5 (% theo PVC) 1 3 5 0,3 ● Bước 1: Trộn riêng PVC với chất ổn định cadimi stearat, bari stearat và chất hóa dẻo DOP, sau đó đem ủ nhiệt ở 70 o C trong 6 giờ. ● Bước 2: Lấy PVC đã được trộn chất hóa dẻo trộn tiếp với cao su CR và các phụ gia trong máy trộn kín ở 170 o C, thời gian 7 phút và tốc độ 50 vòng/phút. ● Bước 3: Hợp phần cao su - nhựa sau khi trộn kín để nguội và đem trộn với xúc tiến và lưu huỳnh ở nhiệt độ thường trên máy 8 Xúc tiến DM Than đen N 330 SiO 2 0,6 30 12 cán 2 trục trong 5 phút ở nhiệt độ nhỏ hơn 50 o C. ● Bước 4: Mẫu vật liệu được ép trên máy ép thuỷ lực theo chế độ sau: nhiệt độ lưu hóa 170 o C, áp suất ép 6kg/cm 2 , thời gian 15 phút. ● Bước 5: Lấy khuôn ra và để nguội từ từ rồi mới lấy mẫu. 2.2.1.4 Chế tạo mẫu cao su blend NBR/CR/PVC Nguyên liệu, hóa chất Hàm lƣợng (pkl) Quy trình chế tạo NBR CR PVC DOP Cd-stearat Ba-stearat Axit stearic S ZnO Xúc tiến D Xúc tiến DM Than đen N 330 SiO 2 x 1 x 2 x 3 60 (% theo PVC) 1,5 (% theo PVC) 1,5 (% theo PVC) 1 3 5 0,3 0,6 30 12 Bước 1: Trộn riêng PVC với các chất ổn định cadimi stearat, bari stearat và chất hóa dẻo DOP, sau đó đem ủ ở nhiệt độ 70 o C trong 6 giờ. ● Bước 2: Lấy PVC đã được trộn chất hóa dẻo trộn với hai cao su (CR, NBR) và các phụ gia trên máy trộn kín ở 170 o C, thời gian 7 phút và tốc độ 50 vòng/phút. ● Bước 3: Hợp phần cao su - nhựa và phụ gia được phối trộn với chất xúc tiến và lưu huỳnh trên máy cán 2 trục trong 5 phút ở nhiệt độ nhỏ hơn 50 o C. ● Bước 4: Mẫu vật liệu được ép trên máy ép thuỷ lực có gia nhiệt theo chế độ: nhiệt độ lưu hóa 170 o C, với áp suất 6 kg/cm 2 trong thời gian 15 phút. ● Bước 5: Lấy khuôn ra để nguội từ từ rồi lấy mẫu ra. Điều kiện x 1 + x 2 + x 3 = 100 2.2.2. Phương pháp xác định tính chất, cấu trúc vật liệu cao su blend Phương pháp đo độ bền kéo đứt theo tiêu chuẩn TCVN 4509 : 2006 hoặc ISO 37 – 2006; Phương pháp xác định độ dãn dài khi đứt theo TCVN 4509 : 2006; Phương pháp xác định độ dãn dài dư theo TCVN 4509 : 2006; Phương pháp xác định độ cứng của vật liệu cao su blend theo tiêu chuẩn TCVN 1595-1:2007 hoặc tiêu chuẩn ISO 7619-1:2004; Phương pháp xác định độ mài mòn của cao su blend theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 1594 - 87; Phương pháp xác định khối lượng riêng của cao su blend theo tiêu chuẩn TCVN 4866 : 2007; Phương pháp xác định độ trương của vật liệu cao su blend trong môi trường xăng, dầu theo tiêu chuẩn TCVN 2752 : 2008 hoặc theo tiêu chuẩn ISO 1817 – 2005; Phương pháp xác định hệ số già hóa của vật liệu cao su blend: Phương pháp xác định hệ số già hóa của vật liệu cao su blend theo tiêu chuẩn TCVN 2229-77 và Phương pháp xác định hệ số già hóa của vật liệu trong môi trường bức xạ nhiệt ẩm theo tiêu chuẩn ASTM D 4587-91; Phương pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM); Phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng (TGA). 2.2.3. Phương pháp quy hoạch thực nghiệm - Mô hình thực nghiệm thống kê trên cơ sở kết quả thực nghiệm thụ động; - Quy hoạch thực nghiệm theo kế hoạch mạng đơn hình Sheffe; - Quy hoạch thực nghiệm khảo sát phần cục bộ của biểu đồ thành phần – tính chất theo kế hoạch Mc Lean – Anderson. 9 CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Nghiên cứu chế tạo vật liệu cao su blend trên cơ sở cao su nitril butadien và nhựa polyvinyl clorua 3.1.1. Ảnh hưởng của hàm lượng PVC tới tính chất cơ lý của vật liệu Bảng 3.1: Ảnh hưởng của hàm lượng PVC tới tính chất cơ lý của vật liệu blend NBR/PVC Từ kết quả nghiên cứu nhận thấy rằng, độ bền kéo đứt của vật liệu cao nhất khi hàm lượng PVC ở 20 30%, thấp nhất ở hàm lượng 50% PVC (trừ độ cứng tăng dần theo sự tăng hàm lượng PVC). 3.1.2. Ảnh hưởng của hàm lượng PVC tới độ trương trong xăng và dầu của vật liệu 3.1.2.1. Ảnh hưởng của hàm lượng PVC tới độ trương trong xăng A 92 của vật liệu Bảng 3.2. Ảnh hưởng của hàm lượng nhựa PVC tới độ trương trong xăng A92 của vật liệu blend NBR/PVC Hàm lƣợng PVC (%) Độ trƣơng (% khối lƣợng) Sau 6 giờ Sau 24 giờ Sau 48 giờ Sau 72 giờ 0 8,19 14,90 19,10 21,44 10 6,39 11,29 15,78 16,81 20 5,05 8,59 11,03 11,68 30 4,25 7,35 9,31 9,52 40 4,27 7,46 9,50 9,73 50 4,48 7,62 9,67 9,79 60 4,56 7,72 9,81 9,95 70 4,40 7,48 9,45 9,62 80 4,59 7,79 9,92 9,97 90 4,47 7,58 9,61 9,72 100 3,64 5,23 6,59 6,78 Độ trương của vật liệu NBR/PVC trong xăng A 92 giảm dần theo chiều tăng của PVC. Độ trương có giá trị thấp nhất ở tỷ lệ 30% PVC. 3.1.2.2. Ảnh hưởng của hàm lượng PVC tới độ trương trong dầu biến thế của vật liệu Bảng 3.3. Ảnh hưởng của hàm lượng PVC tới độ trương trong dầu biến thế của vật liệu blend NBR/PVC Hàm lƣợng PVC(%) Độ bền kéo đứt (MPa) Độ dãn dài khi đứt (%) Độ cứng (Shore A) 0 23,40 560 67,5 10 24,10 512 68,0 20 25,39 506 69,0 30 25,08 480 70,0 40 19,67 433 71,0 50 13,32 284 73,0 60 14,00 240 75,0 70 16,50 235 78,0 80 18,60 240 81,0 90 21,20 245 83,0 100 23,00 250 85,0 10 Hàm lƣợng PVC (%) Độ trƣơng (% khối lƣợng) Sau 120 giờ Sau 240 giờ Sau 480 giờ Sau 720 giờ 0 - - - - 10 - - - - 20 - - - - 30 - - - - 40 - 0,15 0,18 0,20 50 - 0,27 0,30 0,32 60 - 0,29 0,31 0,33 70 - 0,32 0,35 0,37 80 - 0,35 0,37 0,39 90 - 0,33 0,35 0,30 100 - - - - Nhận thấy rằng, ở mọi tỷ lệ vật liệu NBR/PVC hầu như không bị trương khi ngâm trong dầu biến thế ít hơn 120 giờ và với hàm lượng PVC thấp hơn 40% vật liệu cũng không bị trương khi ngâm đến 720 giờ, nhưng khi biến tính trên 40% PVC thì sau 240 giờ ngâm vật liệu có hiện tượng bị trương. Độ trương của vật liệu tăng dần khi tăng dần hàm lượng PVC và thời gian ngâm. Tuy nhiên, độ trương tăng chậm dần và không tăng tiếp sau khi ngâm vật liệu trên 720 giờ. 3.1.3. Nghiên cứu độ bền môi trường của vật liệu 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 1 0 20 40 60 80 100 Hàm lƣợng PVC (%) Hệ số già hóa Hình 3.1. Ảnh hưởng của hàm lượng PVC tới hệ số già hóa của vật liệu blend NBR/PVC Nhận thấy rằng, hệ số già hóa của vật liệu tăng khi tăng hàm lượng PVC tới khoảng 20 30%. Khi hàm lượng PVC lớn hơn 30% hệ số già hóa của vật liệu hơi giảm xuống và lại tiếp tục tăng khi hàm lượng PVC lên trên 60%. Từ các kết quả nghiên cứu có thể thấy vật liệu NBR/PVC có khả năng tương hợp tốt ở hàm lượng PVC ≤ 30%. Chính vì vậy ở tỷ lệ này vật liệu có cấu trúc chặt chẽ, tính năng cơ lý tốt, bền dầu mỡ và môi trường (thời tiết) hơn hẳn ở các tỷ lệ khác. 3.2. Nghiên cứu chế tạo vật liệu cao su blend trên cơ sở cao su cloropren và nhựa polyvinyl clorua 3.2.1. Ảnh hưởng của hàm lượng PVC tới tính chất cơ lý của vật liệu Bảng 3.4. Ảnh hưởng của hàm lượng PVC tới tính chất cơ học của vật liệu blend CR/PVC [...]... 3.8 Kết quả nghiên cứu chế tạo sản phẩm gioăng đệm máy biến thế Những kết quả nghiên cứu chế tạo và đánh giá khả năng bền dầu mỡ và môi trường của một số vật liệu cao su blend trên cơ sở cao su NBR, CR và nhựa PVC cho thấy hầu hết các vật liệu nghiên cứu ra đều có khả năng bền dầu mỡ và thời tiết song ở những mức độ khác nhau Qua đó, tùy yêu cầu sản phẩm cụ thể mà lựa chọn phối liệu và điều kiện gia... các cấu tử cao su phân tán tốt vào nhau, hiện tượng phân pha không rõ ràng (Hình 3.8) 3.4 Nghiên cứu chế tạo vật liệu cao su blend 3 cấu tử trên cơ sở cao su nitril butadien, cao su cloropren và polyvinyl clorua Trên cơ sở chọn được tỷ lệ NBR/CR 50/50, biến tính tiếp tục với PVC để chế tạo vật liệu cao su blend 3 cấu tử NBR/CR/PVC 3.4.1 Ảnh hưởng của hàm lượng PVC tới tính chất cơ lý của vật liệu Bảng... được 5 Trong 4 loại cao su blend nghiên cứu, chỉ có blend CR/PVC có tính năng cơ lý thấp, 3 loại cao su blend còn lại đều có tính năng cơ lý tốt hơn (khi chưa sử dụng chất tương hợp độ bền kéo đứt của hệ NBR/PVC đạt tới 25,39 MPa, hệ NBR/CR đạt tới 21,56 MPa và đạt 23,23 MPa đối với hệ NBR/CR/PVC), bền dầu mỡ đáp ứng yêu cầu chế tạo các loại sản phẩm cao su kỹ thuật bền dầu mỡ và môi trường nói chung... Những kết quả nghiên cứu vật liệu và công nghệ trên được triển khai ứng dụng thực tế tại HTX Cao su Tháng 5 (Hà Nội) để sản xuất ra các sản phẩm gioăng đệm máy biến thế b a 3.24 Một số sản phẩm gioăng đệm máy biến thế được chế tạo trên cơ sở cao su blend NBR/CR/PVC trước (a) và sau (b) khi lắp vào máy biến thế 26 KẾT LUẬN Từ những kết quả nghiên cứu thu được cho thấy rằng: 1 Vật liệu cao su blend NBR/PVC... vật liệu Nhìn vào đồ thị có thể thấy sự có mặt PVC trong tổ hợp vật liệu làm cho hệ số già hóa của vật liệu giảm xuống, có giá trị thấp nhất khi hàm lượng PVC là 50% và sau đó lại có xu hướng tăng lên khi tiếp tục tăng hàm lượng PVC lên trên 50% Từ các kết quả nghiên cứu trên cho thấy CR và PVC không tương hợp với nhau 3.3 Nghiên cứu chế tạo vật liệu cao su blend trên cơ sở cao su nitril butadien và. .. hóa của vật liệu blend (NBR/CR)/PVC (80/20) có giá trị thấp hơn không đáng kể hoặc bằng với vật liệu NBR/CR (50/50), tuy có thấp hơn ít so với vật liệu CR nhưng lại cao hơn hẳn so với vật liệu NBR 3.4.4 Nghiên cứu cấu trúc hình thái và khả năng bền nhiệt của vật liệu 3.4.4.1 Ảnh hưởng của quá trình biến tính tới cấu trúc hình thái của vật liệu Hình 3.10 Ảnh SEM bề mặt gẫy các mẫu vật liệu blend (NBR/CR)/PVC... 3.3.3 Nghiên cứu độ bền môi trường của vật liệu Bảng 3.9 Hệ số già hóa của vật liệu blend NBR/CR trong môi trường bức xạ, nhiệt, ẩm; trong không khí và trong dầu biến thế Vật liệu Hệ số già hóa sau Hệ số già hóa trong Hệ số g 10 chu kỳ bức xạ, không khí nhiệt, ẩm (ở 70oC, 96 giờ) (ở 70oC, 96 giờ) NBR 0,85 0,87 0,88 CR 0,96 0,91 0,92 NBR/CR (50/50) 0,92 0,90 0,91 , hệ số già hóa của vật liệu blend NBR/CR... khí cũng như trong dầu giảm đôi chút Trong khi sử dụng chất DLH hệ số già hóa tăng đáng kể Hệ số già hóa của vật liệu (NBR/CR)/PVC (80/20) thấp hơn hoặc xấp xỉ mẫu NBR/CR (50/50) nhưng khi có thêm chất DLH hệ số già hóa của vật liệu tăng đáng kể đặc biệt khả năng chịu bức xạ 3.6 Tối ƣu hóa trong chế tạo vật liệu cao su blend 3 cấu tử trên cơ sở cao su nitril butadien, cao su cloropren và polyvinyl clorua... tạo vật liệu cao su blend NBR/CR/PVC (sản phẩm gioăng đệm máy biến thế): Cắt mạch sơ bộ cao su; Ủ nhiệt bột PVC; Trộn các hợp phần trên các thiết bị cán, trộn; Ép lưu hóa định hình sản phẩm; Nhả áp su t, lấy sản phẩm; Kiểm tra, sửa khuyết tật và nhập kho Quy trình công nghệ được mô tả như hình dưới đây: 3.23 Sơ đồ chế tạo gioăng, đệm máy biến thế từ vật liệu cao su blend NBR/CR/PVC 25 3.8 Kết quả nghiên. .. cơ lý cho vật liệu cao su blend NBR/CR và NBR/CR/PVC Để có thể cải thiện tính năng cơ lý - kỹ thuật của các hệ blend nghiên cứu, chúng tôi đã sử dụng chất DLH (nhựa phenol-formaldehyt biến tính dầu vỏ hạt điều) và D01 (từ dầu trẩu) để làm tương hợp cho hệ blend NBR/CR cũng như hệ blend NBR/CR/PVC Trên cơ sở sản phẩm DLH và D01 của Phòng Công nghệ Vật liệu Polyme, Viện Hóa học, Viện Khoa học và Công nghệ . “Nghiên cứu chế tạo vật liệu cao su blend bền môi trường và dầu mỡ làm chủ đề cho luận án của mình. 2. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu của luận án Mục tiêu nghiên cứu Chế tạo được vật liệu cao. siloxan); cao su flocacbon; cao su butyl; cao su clobutyl. - Một số hệ cao su blend tính năng cao: Hệ cao su blend trên cơ sở cao su NBR với cao su thiên nhiên; hệ blend trên cơ sở cao su NBR với cao. nghiên cứu và ứng dụng của vật liệu cao su blend - Giới thiệu chung: Tình hình nghiên cứu và ứng dụng của vật liệu cao su blend của Thế giới và Việt Nam. - Một số cao su tổng hợp bền dầu mỡ,