Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa và tính chất chống rung của cao su thiên nhiên916

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI PHẠM THỊ THƯƠNG GIANG NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG LƯU HĨA VÀ TÍNH CHẤT CHỐNG RUNG CỦA CAO SU NHIÊN NHIÊN Chuyên ngành : Kỹ thuật hóa học LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.TS ĐẶNG VIỆT HƯNG Hà Nội – Năm 2019 Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa tính chất chống rung cao su thiên nhiên MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU 12 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 14 1.1 CAC VẬT LIỆU CHỐNG RUNG 14 1.1.1 Kim loại 16 1.1.2 Polyme .17 1.1.3 Ceramic 17 1.1.4 So sánh vật liệu 18 1.2 VẬT LIỆU CHỐNG RUNG TREN CƠ SỞ CAO SU 19 1.2.1 Kết cấu chống rung 19 1.2.2 Ảnh hưởng loại cao su 21 1.2.3 Ảnh hưởng hệ xúc tiến .22 1.2.4 Ảnh hưởng chất độn 23 1.2.5 Ảnh hưởng chất hóa dẻo 26 1.3 CÁC ĐẶC TRƯNG CHỐNG RUNG .27 1.3.1 Khái niệm rung động 27 1.3.2 Sự lan truyền rung động 27 1.3.3 Ảnh hưởng rung động đến sản xuất người 28 1.3.4 Các đặc trưng, tính chất yêu cầu vật liệu chống rung 28 Phạm Thị Thương Giang Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa tính chất chống rung cao su thiên nhiên 1.3.5 Các đặc trưng, tính chất cao su chống rung 29 1.4 LÝ THUYẾT DAO DỘNG 33 1.4.1 Dao động hệ bậc tự 33 1.4.2 Dao động tự không cản 35 1.4.3 Dao động tự có cản hệ bậc tự 36 1.4.4 Ảnh hưởng lực cản đến biên độ tần số dao động tự .40 1.4.5 Dao động cưỡng hệ bậc tự .42 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 47 2.1 HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ 47 2.1.1 Hóa chất 47 2.1.2 Thiết bị 47 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 47 2.3 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA CAO SU LƯU HÓA 49 2.3.1 Độ bền kéo đứt 49 2.3.2 Phương pháp xác định độ dãn dài đứt 49 2.3.3 Phương pháp xác định độ dãn dài dư vật liệu 50 2.3.4 Phương pháp xác định độ cứng 50 2.3.5 Phương pháp xác định độ đàn hồi nảy 50 2.3.6 Phương pháp xác định độ nén dư 51 2.3.7 Phương pháp xác định đặc trưng lưu hóa cao su 51 2.4 QUI HOẠCH THỰC NGHIỆM: 52 CHƯƠNG : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 54 3.1 ĐẶC TRƯNG LƯU HOA 54 3.1.1 Ảnh hưởng hệ lưu hóa đến đặc trưng lưu hóa 54 3.1.2 Ảnh hưởng hệ lưu hóa đến tính chất lý 60 3.2 TỐI ƯU HOA TINH CHẤT CAO SU 67 3.3 ĐẶC TRƯNG CHỐNG RUNG CỦA CAO SU 73 Phạm Thị Thương Giang Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa tính chất chống rung cao su thiên nhiên 3.3.1 Ảnh hưởng nhiệt độ lưu hóa 73 3.3.2 Ảnh hưởng thời gian lưu hóa 76 3.3.3 Ảnh hưởng hệ lưu hóa 77 KẾT LUẬN 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 Phạm Thị Thương Giang Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa tính chất chống rung cao su thiên nhiên DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1 Vật liệu cao su từ tính cấu trúc đồng (a) cấu trúc không đồng (b) 26 Hình Vịng trễ ứng suất- biến dạng vật liệu 29 Hình Mơ hình dao động bậc tự 34 Hình Mơ hình dao động tự không cản 35 Hình Mơ hình dao động tự có lực cản nhớt 37 Hình Ảnh hưởng hệ số D, D > đến biên độ dao động 39 Hình Ảnh hưởng hệ số D, D=1 đến biên độ dao động 39 Hình Ảnh hưởng hệ số D, D < đến biên độ dao động 39 Hình Thiết bị đo độ đàn hồi nảy kiểu thả rơi .50 Hình 2 Mơ hình thí nghiệm nén dư với biến dạng khơng đổi 51 Hình Đường cong lưu hóa 145 oC với mẫu cao su từ 1- .54 Hình Đường cong lưu hóa 145 oC mẫu cao su từ 5-9 54 Hình 3 Đường đồng mức Ts1 thể quan hệ ™TD S 57 Hình Đường đồng mức MH thể quan hệ TBBS S 58 Hình Đường đồng mức MH thể tương tác TBBS ™TD .58 Hình Đường đồng mức MH thể quan hệ S TMTD .59 Hình Đường đồng mức shore A thể quan hệ TBBS ™TD 61 Hình Đường đồng mức shore A thể quan hệ S ™TD 62 Hình Đường đồng mức shore A thể quan hệ TBBS S 62 Hình 10 Đường cong dãn dài - ứng suất mẫu cao su 1-4 63 Hình 11 Đường cong dãn dài - ứng suất mẫu cao su 5-9 63 Phạm Thị Thương Giang Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa tính chất chống rung cao su thiên nhiên Hình 12 Đường đồng mức độ bền lý thể quan hệ TBBS ™TD 64 Hình 13 Đường đồng mức độ bền lý thể quan hệ S ™TD 65 Hình 14 Đường đồng mức dãn dài đứt thể quan hệ TBBS ™TD 66 Hình 15 Đường đồng mức dãn dài đứt thể quan hệ S ™TD 66 Hình 16 Đường đồng mức dãn dài đứt thể quan hệ S TBBS .67 Hình 17 Đường đồng mức thời gian lưu hóa tối ưu Tc90 69 Hình 18 Đường đồng mức độ bền kéo đứt 69 Hình 19 Đường đồng mức độ dãn dài kéo đứt với hàm lượng xúc tiến TBBS = 1,2pKL 70 Hình 20 Đường đồng mức độ dãn dài dư 70 Hình 21 Đường đồng mức độ cứng shore A 71 Hình 22 Đường đồng mức nén dư .71 Hình 23 Vùng lưu hóa tối ưu 72 Hình 24 Đường cong lưu hóa cao su 66S nhiệt độ từ 140°C đến 150°C 73 Hình 25 Sự phụ thuộc hệ số đặc trưng vào nhiệt độ lưu hóa 74 Hình 26 Ảnh hưởng nhiệt độ đến hệ số khuếch đại độ truyền qua 75 Hình 27 Sự phụ thuộc hệ số đặc trưng vào thời gian lưu hóa 76 Hình 28 Ảnh hưởng nhiệt độ đến hệ số khuếch đại độ truyền qua 77 Hình 29 Ảnh hưởng hàm lượng TMTD đến đặc trưng giao động cao su lưu hóa 145°C - 15 phút 78 Hình 30 Ảnh hưởng hàm lượng TMTD đến hệ số truyền qua cao su lưu Phạm Thị Thương Giang Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa tính chất chống rung cao su thiên nhiên hóa 145°C - 15 phút 79 Hình 31 Ảnh hưởng TMTD đến đặc trưng giao động cao su lưu hóa 145°C-25 phút 80 Hình 32 Ảnh hưởng TMTD đến hệ số truyền qua cao su 145°C - 25 phút 80 Phạm Thị Thương Giang Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa tính chất chống rung cao su thiên nhiên DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1 Hệ số tắt rung số loại cao su 21 Bảng Tính chất tắt rung cao su butyl 25 Bảng Ảnh hưởng chất hóa dẻo đến đặc tính tắt rung cao su 27 Bảng Giá trị lượng hấp thụ riêng cao su so với thép điều kiện lực khác .30 Bảng Đơn chế tạo hợp phần cao su 48 Bảng 2 Quá trình điều kiện trộn hợp cao su hóa chất 49 Bảng Thiết kế 23 nhân tố đủ để khảo sát yếu tố ảnh hưởng 52 Bảng Thiết kế 23 nhân tố đủ để tối ưu hóa tính chất cao su 53 Bảng Các thông số thời gian lưu hóa 145°C tương ứng với đơn pha chế cao su với hàm lượng TBBS ™TD khác 55 Bảng Đóng góp yếu tố đến thời gian lưu hóa tối ưu 55 Bảng 3 Đóng góp yếu tố đến thời gian cảm ứng lưu hóa 56 Bảng Đóng góp yếu tố đến MH 58 Bảng Tính lý đơn cao su 60 Bảng Ảnh hưởng chất lưu hóa đến độ cứng Shore A 61 Bảng Ảnh hưởng chất lưu hóa đến độ bền kéo đứt 64 Bảng Ảnh hưởng chất lưu hóa đến độ dãn dài đứt 65 Bảng Bảng kết qui hoạch thực nghiệm tối ưu hóa 68 Bảng 10 Ảnh hưởng nhiệt độ lưu hóa đến thơng số cao su chống rung 74 Bảng 11 Ảnh hưởng thời gian lưu hóa đến đặc trưng chống rung cao Phạm Thị Thương Giang Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa tính chất chống rung cao su thiên nhiên su .76 Bảng 12 Ảnh hưởng hệ xúc tiến đến đặc trưng dao động cao su với thời gian lưu hóa 15 phút 78 Bảng 13 Ảnh hưởng hệ xúc tiến đến đặc trưng dao động cao su với thời gian lưu hóa 25 phút 79 Phạm Thị Thương Giang Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa tính chất chống rung cao su thiên nhiên DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu chữ viết tắt Chú giải CSTN, NR Cao su thiên nhiên CIIR Chlorobutyl Rubber CR Polycloroprene SBR Styrene Butadien Rubber NBR Nitrile butadiene rubber đ.v.C Đơn vị Cacbon pkl phần khối lượng N330, HAF Than đen N330 TBBS N-tertbutyl-2-benzothiazolsunfenamit TMTD Tetrametyl Thiuram Disunfit PA6 PMMA Polycaprolactam PolyMethylMethacrylate PTFE Polytetrafluoroethylene EPDM Ethylene Propylene Diene Monomer MDR Moving Die Rheometer MH Phạm Thị Thương Giang Momen highest Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa tính chất chống rung cao su thiên nhiên 3.1.4.5 Độ cứng shore A Độ cứng shore A phụ thuộc vào hàm lượng ™TD S thể hình 3.21 Để có độ cứng nhỏ 53 cần chọn hệ xúc tiến có hàm lượng nằm vùng màu xanh Shore A Design-Expert® Software 0.22 51.9104 Shore A Design Points 54 52.4006 52.1555 51 0.21 52.6457 B: TMTD X1 = A: S X2 = B: TMTD Actual Factor C: TBBS = 1.20 52.8908 0.20 0.19 53.0553 0.18 1.60 1.65 1.70 1.75 1.80 A: S Hình 21 Đường đồng mức độ cứng shore A 3.1.4.6 Nén dư Độ nén dư phụ thuộc vào hàm lượng ™TD S thể hình 3.22 Để có độ nén dư nhỏ 8% cần chọn hệ xúc tiến có hàm lượng nằm ngồi vùng màu vàng cam Nen du RT Design-Expert® Software 0.22 Nen du RT Design Points 10.6061 8.9561 8.21345 5.95238 8.58478 0.21 8.58478 B TMTD X1 = A: S X2 = B: TMTD Actual Factor C: TBBS = 1.20 7.84212 0.20 9.65433 0.19 8.58478 9.32743 8.21345 8.21345 0.18 1.60 1.65 1.70 A: S Hình 22 Đường đồng mức nén dư Phạm Thị Thương Giang 71 1.75 1.80 Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa tính chất chống rung cao su thiên nhiên Như vậy, để thỏa mãn tập hợp tính chất: Thời gian lưu hóa lớn phút Độ bền kéo đứt lớn 26 MPa; Dãn dài đứt lớn 460 mm (620%) Dãn dài dư nhỏ 20% Độ ứng shore A từ 50 – 52 Nén dư nhỏ 8% Hỗn hợp cao su cần có thành phần nằm vùng màu vàng hình 3.23, cụ thể sau: Hàm lượng lưu huỳnh 1,52 – 1,58 pkl; Xúc tiến TMTD từ 0,19 – 0,21 pkl Hàm lượng xúc tiến TBBS 1,2 pkl Overlay Plot Design-Expert® Software 0.22 DDD: 20 Overlay Plot X1 = A: S X2 = B: TMTD TS: 26 Tc90: 0.21 B TMTD Tc90 TS DD DDD Nay Shore A TS lao hoa DD sau LH Nen du RT 0.20 TS lao hoa: 26 DD: 460 0.19 Actual Factor C: TBBS = 1.20 DDD: 20 Nen du RT: TS: 26 DD: 460 0.18 1.50 1.58 1.65 A: S Hình 23 Vùng lưu hóa tối ưu Phạm Thị Thương Giang 72 1.73 1.80 Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa tính chất chống rung cao su thiên nhiên 3.3 Đặc trưng chống rung cao su 3.3.1 Ảnh hưởng nhiệt độ lưu hóa Để khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ lưu hóa đến khả chống rung cao su, lưu hóa cao su nhiệt độ khác Đường cong lưu hóa mẫu cao su 66S nhiệt độ từ 140°C đến 150°C hình 3.24 25 Momen(ib-in) 20 15 140 145 150 10 0 10 15 20 Thoi gian, phut Hình 24 Đường cong lưu hóa cao su 66S nhiệt độ từ 140°C đến 150°C Từ hình 3.24 thấy rằng, nhiệt độ 140o C cao su lưu hóa có giai đoạn bình ổn khoảng thời gian 15 – 20 phút Ở nhiệt độ 145oC vùng bình ổn nằm khoảng thời gian 10 – 17 phút Trong nhiệt độ cao nữa, 150oC, khoảng bình ổn nằm khoảng từ – 15 phút Sau khoảng thời gian giai đoạn lưu hay nghịch lưu cao su, làm giá trị MH giảm dần Trong giai đoạn lưu xảy số trình làm biến đổi liên kết ngang biến đổi mạch cao su Như vậy, chọn thời gian lưu hóa mẫu 15 phút để nghiên cứu tính chất chống rung Tại thời điểm m ẫu cao su lưu hóa 140oC đạt đến trạng thái lưu hóa tối ưu mẫu 150oC chưa vào vùng nghịch lưu Sau lưu hóa mẫu, tiến hành đo độ nảy mẫu Từ kết này, Phạm Thị Thương Giang 73 Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa tính chất chống rung cao su thiên nhiên tính tốn thơng số đặc trưng tang góc tổn hao tan , h ệ số cản , số c (N.s.m-1 ), số đàn hồi k (N/m), tần số dao động riêng fn (Hz); độ truyền qua T,%; hệ số khuếch đại β Các giá trị tính dựa theo mơ hình dao động bậc tự dao động cưỡng có cản nhớt Các giá trị thu thể bảng 3.10 Bảng 10 Ảnh hưởng nhiệt độ lưu hóa đến thơng số cao su chống rung Nhiệt độ, oC Độ nảy Hệ số tan cản Hằng Hằng số Tần Độ Hệ số số c đàn hồi số fn truyền khuếch (Nsm-1 ) k (N/m) (Hz) qua T,% đại β 140 0.51 0.163 0.081 0.123 21.1 4.5 15.7 0.024 145 0.53 0.169 0.084 0.130 21.6 4.4 16.2 0.026 150 0.56 0.179 0.089 0.143 23.6 4.7 17.9 0.032 0.09 35 0.20 0.08 He so can Hang so c Hang so k 0.07 30 0.18 25 0.06 0.16 20 0.05 0.14 15 0.04 0.12 0.03 140 145 150 155 10 Nhiet Hình 25 Sự phụ thuộc hệ số đặc trưng vào nhiệt độ lưu hóa Trên hình 3.25 biểu diễn ảnh hưởng nhiệt độ lưu hóa đến đặc trưng dao động cao su Từ hình 3.25 thấy tăng nhiệt độ từ 140°C đến 150°C, giá trị tăng: tang góc tổn hao tan , h ệ số cản số đàn hồi k (N/m), tần số dao động riêng fn (Hz) Phạm Thị Thương Giang 74 -1 ), , số c (N.s.m Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa tính chất chống rung cao su thiên nhiên Khi nhiệt độ tăng, khoảng thời gian 15 phút, mật độ khâu mạch tăng làm cho thành phần nhớt tăng, nghĩa số c tăng Ngoài ra, mật độ khâu mạch tăng làm cho thành phần đàn hồi k tăng Theo công thức xác định h ệ số cản (công thức 1-16), tỷ số thành phần nhớt c thành phần đàn hồi k Ở thấy hệ số cản tăng Điều cho thấy tăng nhiệt độ, thành phần nhớt c tăng nhanh thành phần đàn hồi k 0.09 0.08 0.07 0.06 0.05 He so can Do truyen qua T He so khuech dai 0.04 0.03 140 145 150 18.0 0.032 17.5 0.031 17.0 0.030 16.5 0.029 16.0 0.028 15.5 0.027 15.0 0.026 14.5 0.025 14.0 0.024 13.5 0.023 13.0 0.022 12.5 0.021 12.0 0.020 155 Nhiet Hình 26 Ảnh hưởng nhiệt độ đến hệ số khuếch đại độ truyền qua Ảnh hưởng nhiệt độ lưu hóa đến độ truyền qua T,%; hệ số khuếch đại β thể hình 3.26 Từ hình3.26 thấy tăng nhiệt độ độ truyền qua T hệ số khuếch đại tăng Điều phù hợp với hình 1.9 1.10 Trong thí nghiệm này, giả sử cao su chống rung làm việc điều kiện chịu tác động kích thích có tần số khoảng 12 Hz, tần số riêng cao su khoảng 4,5 Hz (bảng 3.10) Nghĩa tỷ số tần số xấp xỉ > Sau vùng giá trị này, hệ số khuếch đại (hình 1.9) hệ số truyền qua (hình 1.10) tăng tăng hệ số cản Phạm Thị Thương Giang 75 Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa tính chất chống rung cao su thiên nhiên 3.3.2 Ảnh hưởng thời gian lưu hóa Sau lưu hóa mẫu 65S 145o C thời gian từ 15 – 25 phút, tiến hành đo độ nảy mẫu Tính tốn thơng số đặc trưng thu kết thể bảng 3.11 Bảng 11 Ảnh hưởng thời gian lưu hóa đến đặc trưng chống rung cao su tan Hệ số Hằng số c cản (N.s.m-1) Hằng số Tần số fn Độ Thời gian, Độ phút nảy 15 0.6 0.16 0.082 0.12 20.4 4.34 15.0 20 0.58 0.18 0.088 0.14 21.2 4.43 15.8 25 0.55 0.19 0.096 0.15 21.3 4.44 15.9 đàn hồi (Hz) k (N/m) truyền qua T,% Trên hình 3.27 biểu diễn ảnh hưởng nhiệt độ lưu hóa đến đặc trưng cho dao động vật liệu cao su Từ hình 3.27 thấy tăng thời gian lưu hóa từ 15 đến 25 phút, giá trị đặc trưng cho dao động , c k tăng Tuy nhiên số k tăng chậm cịn số c tăng nhanh Trong hệ số cản tăng tăng nhiệt độ Điều cho thấy thời gian lưu hóa tăng ảnh hưởng đến thành phần nhớt c cao su lớn so với thành phần đàn hồi k 0.10 0.15 0.09 0.14 0.08 0.07 He so can Hang so c Hang so k 0.06 0.05 14 16 18 20 22 24 26 26 24 0.13 22 0.12 20 0.11 18 0.10 16 0.09 14 Thoi gian, phut Hình 27 Sự phụ thuộc hệ số đặc trưng vào thời gian lưu hóa Phạm Thị Thương Giang 76 Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa tính chất chống rung cao su thiên nhiên 0.098 17.0 0.096 16.5 He so can 0.092 16.0 0.090 15.5 0.088 0.086 15.0 He so can Do truyen qua T 0.084 Do truyen qua T 0.094 14.5 0.082 0.080 14.0 14 16 18 20 22 24 26 Thoi gian, phut Hình 28 Ảnh hưởng thời gian đến hệ số khuếch đại độ truyền qua Ảnh hưởng thời gian lưu hóa đến độ truyền qua T, % hệ số khuếch đại β thể hình 3.28 Từ hình 3.28 thấy tăng thời gian lưu hóa độ truyền qua T hệ số khuếch đại tăng Tuy nhiên, thời gian tăng từ 20 đến 25 phút độ truyền qua tăng chậm thời gian tăng từ 15 đến 20 phút 3.3.3 Ảnh hưởng hệ lưu hóa Bên cạnh chế độ cơng nghệ lưu hóa nhiệt độ thời gian lưu hóa có ảnh hưởng đến thơng số đặc trưng dao động vật liệu cao su thông qua việc ảnh hưởng đến m ật độ mạng, chiều dài liên kết ngang loại liên kết ngang Hệ xúc tiến lưu huỳnh rõ ràng có ảnh hưởng trực tiếp đến mật độ mạng, tác động mạnh đến thông số đặc trưng Trong nghiên cứu này, sử dụng hệ xúc tiến lưu hóa TMTD-TBBS thay đổi hàm lượng xúc tiến ™TD từ – 0,1 – 0,2 pkl để khảo sát ảnh hưởng hệ lưu hóa tới thơng số đặc trưng dao động cao su Xét ảnh hưởng hệ lưu hóa nhiệt độ 145°C với mẫu có thời gian lưu hóa 15 phút 25 phút Phạm Thị Thương Giang 77 Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa tính chất chống rung cao su thiên nhiên 3.3.3.1 Thời gian lưu hóa 15 phút Bảng 12 Ảnh hưởng hệ xúc tiến đến đặc trưng dao động cao su với thời gian lưu hóa 15 phút Hlg Độ TMTD, nảy, pkl % 60.0 0.163 0.082 0.122 20.38 4.34 15.0 0.1 58.8 0.169 0.085 0.130 21.33 4.44 15.9 0.2 60.0 0.163 0.082 0.130 23.24 4.64 17.6 Hệ số tan cản Hằng số c (Nsm-1) Hằng số đàn hồi k (N/m) Độ Tần số fn (Hz) 0.10 truyền qua T, % 24 0.129 0.126 0.09 0.123 0.08 23 22 0.120 0.117 21 0.07 He so can hang so b hang so k 0.06 0.114 0.111 0.108 0.05 0.105 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 20 19 18 Hlg TMTD Hình 29 Ảnh hưởng hàm lượng TMTD đến đặc trưng giao động cao su lưu hóa 145°C - 15 phút Trên hình 3.29 thể ảnh hưởng hàm lượng ™TD với thời gian lưu hóa 15 phút đến đặc trưng giao động vật liệu cao su Từ hình 3.29 thấy tăng hàm lượng TMTD số k tăng dần số c tăng hàm lượng ™TD 0,1 pkl sau khơng tăng hàm lượng TMTD tăng đến 0,2 pkl Lúc ảnh hưởng số k lên hệ số cản c giảm Phạm Thị Thương Giang 78 lớn c k tăng nhanh Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa tính chất chống rung cao su thiên nhiên 0.10 20 0.09 0.08 He so can 16 0.07 14 0.06 He so can Do truyen qua T,% Do truyen qua T,% 18 12 0.05 0.04 10 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 Hlg TMTD Hình 30 Ảnh hưởng hàm lượng TMTD đến hệ số truyền qua cao su lưu hóa 145°C - 15 phút Trên hình 3.30 thể ảnh hưởng hàm lượng ™TD với thời gian lưu hóa 15 phút đến độ truyền qua Từ hình 3.30 thấy tăng hàm lượng ™TD độ truyền qua tăng nhẹ 3.3.3.2 Thời gian lưu hóa 25 phút Bảng 13 Ảnh hưởng hệ xúc tiến đến đặc trưng dao động cao su với thời gian lưu hóa 25 phút Hlg Độ TMTD, nảy, pkl tan % Hệ số cản Hằng số c (Nsm-1) Hằng số đàn hồi k (N/m) Tần số fn (Hz) Độ truyền qua T, % 55.0 0.190 0.096 0.146 21.34 4.44 15.9 0.1 56.3 0.183 0.092 0.147 23.24 4.64 17.6 0.2 58.8 0.169 0.085 0.135 22.89 4.60 17.3 Trên hình 3.31 thể ảnh hưởng hàm lượng ™TD với thời gian lưu hóa 25 phút đến đặc trưng giao động vật liệu cao su Phạm Thị Thương Giang 79 Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa tính chất chống rung cao su thiên nhiên 0.10 0.15 0.14 0.09 28 27 26 0.13 0.08 0.12 25 24 23 0.11 0.07 He so can Hang so b Hang so k 0.06 0.10 22 21 20 0.09 19 0.05 0.08 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 18 Hlg TMTD Hình 31 Ảnh hưởng TMTD đến đặc trưng giao động cao su lưu hóa 145°C-25 phút Từ hình 3.31 thấy tăng hàm lượng ™TD số k tăng hàm lượng tăng đến 0,1 pkl tăng lên đến 0,2 pkl số k lại giảm nhẹ Trong đó, số c giảm dần hàm lượng TMTD đến 0,2 pkl Hằng số k c giảm nhiệt độ 145oC thời gian lưu hóa 25 phút làm cao su vào vùng lưu Trong vùng mạch cao su bị cắt mạch, mật độ khâu mạch giảm nên độ nhớt độ đàn hồi giảm Lúc ảnh hưởng số k lên hệ số cản lại nhỏ ảnh hưởng số c k c giảm làm giảm 0.10 24 0.09 He so can 0.08 20 0.07 18 0.06 16 He so can Do truyen qua T,% 0.05 0.04 Do truyen qua T,% 22 14 12 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 Hlg TMTD Hình 32 Ảnh hưởng TMTD đến hệ số truyền qua cao su 145°C - 25 phút Ảnh hưởng hàm lượng TMTD đến hệ số truyền qua cao su lưu hóa 25 phút thể hình 3.32 Từ hình 3.32 thấy tăng hàm lượng TMTD độ truyền qua tăng nhẹ Phạm Thị Thương Giang 80 Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa tính chất chống rung cao su thiên nhiên KẾT LUẬN Xúc tiến TBBS ảnh hưởng không lớn đến MH, thời gian cảm ứng lưu hóa ts1 có ảnh hưởng lớn đến thời gian lưu hóa tối ưu Tc90 Lưu huỳnh ảnh hưởng không lớn đến thời gian cảm ứng lưu hóa ts1 tương đối lớn đến thời gian lưu hóa tối ưu khoảng 23% Lưu huỳnh ảnh hưởng mạnh đến MH, khoảng 29,6% Xúc tiến ™TD ảnh hưởng lớn đến thời gian cảm ứng lưu hóa ts1; ảnh hưởng lớn đến thời gian lưu hóa tối ưu Tc90 Ảnh hưởng mạnh đến MH Mức độ ảnh hưởng đến MH: S > ™TD > TBBS khoảng hàm lượng khảo sát Để thỏa mãn tập hợp tính chất: Thời gian lưu hóa lớn phút; Độ bền kéo đứt lớn 26 MPa; Dãn dài đứt lớn 460 mm (620%); Dãn dài dư nhỏ 20%; Độ ứng shore A từ 50 – 52; Nén dư nhỏ 8% Hỗn hợp cao su cần có thành phần xúc tiến sau: Hàm lượng lưu huỳnh 1,52 – 1,58 pkl; Xúc tiến TMTD từ 0,19 – 0,21 pkl; Hàm lượng xúc tiến TBBS 1,2 pkl Khi tăng nhiệt độ, thành phần nhớt c tăng nhanh thành phần đàn hồi k Hệ số truyền qua hệ số khuếch đại tăng tăng nhiệt độ từ 140 – 150oC Khi tăng thời gian lưu hóa ảnh hưởng đến thành phần nhớt c cao su lớn so với thành phần đàn hồi k Khi tăng hàm lượng ™TD số k tăng dần số c tăng hàm lượng ™TD 0,1 pkl sau khơng tăng Ảnh hưởng số k lên h ệ số cản lớn c Phạm Thị Thương Giang 81 Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa tính chất chống rung cao su thiên nhiên TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT Bùi Chương, Đặng Việt Hưng, Phạm Thị Thương Giang (2007), Sử dụng silica biến tính TESPT làm chất độn gia cường cho hỗn hợp cao su thiên nhiênbutadien, phần I: chế tạo đặc trưng silica biến tính TESPT, Tạp chí Hóa học, T45 (5A), 67-71 Đặng Việt Hưng, Nguyễn Hồng Quân, Bùi Chương, Phạm Như Hoàn(2015), Nghiên cứu chế tạo vật liệu cao su chống rung Trên sở blend NR/NBR Phần Nghiên cứu ảnh hưởng hệ lưu hóa đến tính chất blend NR/NBR sử dụng qui hoạch thực nghiệm phần mềm phân tích phương sai, Tạp chí Hóa học (ISSN 0866-7144), tập 53(5e1), 130-135 Đặng Việt Hưng, Uông Văn Vương, Nguyễn Hồng Quân, Bùi Chương, Phạm Như Hoàn, Nghiên cứu chế tạo vậtliệu cao su chống rung sở blend NR/NBR Phần Các đặc trưng tính chất học động blend NR/NBR., Tạp chí Hóa học (ISSN 0866-7144), tập 53(5e1), 130-135 Ngô Phú Trù (1995), Kỹ thuật chế biến gia công cao su, NXB Đại học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Hữu Trí (2004), Hóa học kỹ thuật cơng nghệ cao su thiên nhiên,NXB trẻ Phạm Như Hoàn (2016), Báo cáo nghiệm thu đề tài: Nghiên cứu công nghệ chế tạo vật liệu sản phẩm cao su kỹ thuật sở cao su, cao su blend đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế-xã hội quốc phòng KC 02.11/11-15, Hà Nội, (2016) Nguyễn Văn Khang (2004), Dao động kỹ thuật, NXB Khoa học Kỹ thuật TIẾNG ANH A Arrillaga A.M Zaldua, R.M Atxurra, A.S Farid(2007),“Techniques used for determining cure kinetics of rubber compounds”, European Polyme Journal,43, 4783–4799 Agnihotri, R K., Falcon, D and Fredericks(1972),“ Cyclization of synthetic Phạm Thị Thương Giang 82 Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa tính chất chống rung cao su thiên nhiên cis-1,4-polyisoprene” Journal of Polyme science Part A-1: PolymeChemistry, 10, pp.1839–1850 10 Bong Yoo and Yang-Hann Kim(2002),“Study on effects of damping in laminated rubber bearings on seismic responses for a 1/8 scale isolated test structure”, Earthquake Engng Structure and Dynamic(31), pp.1777–1792 11 C.W.Bert(1973),“Material Damping: An Introductory review of mathematic measures and experimental technique”, Journal of Sound and Vibration 29(2),pp.129-153 12 D E Newland and H E M Hunt(1991), “Isolation of buildings from ground vibration: a reviewof recent progress”, Journal of Mechanical Engineering Science(205), pp.33-52 13 D D L Chung(2001), “Review materials for vibration damping”, Journal of Materials Science(36),pp 5733-5737 14 David Frankovich,The Basics of Vibration Isolation Using Elastomeic Materials, pp.1-7 15 Der-Ho Wu, Hsun-Heng Tsai(2011), “Using Taguchi method in Fabricating of MWCNT/Natural Rubber Vibration Isolator”, Advanced Materials Research Vols 156-157, pp.1730-1733 16 Derouet, D., Tran, Q N and Thuc, H H(2009),“Synthesis of polyme-grafted natural rubbers by radical photopolymeization of vinyl monomers initiated from the rubber chains”,Journal of Applied Polyme science(114),pp.2149–2160 17 Fengli Cao, Hongbai Bai, Jianchun Yang and Guoquan Ren(2012), “Analysis on Fatigue Damage of Metal Rubber Vibration Isolator”, Advanced Materials Research Vol 490-495, pp.162-165 18 J.G.Sommer Engineering Rubber Products: Introduction to Design, Manufacture and Testing Carl Hanser Verlag, Munich (2009) 19 Jyh-Horng Wu, Chia-Hao Li(2009),“Reinforcement of Dynamically Vulcanized EPDM/PP Elastomes Using Organoclay Fillers: Dynamic Properties of Rubber Vibration Isolators Phạm Thị Thương Giang and Antivibration 83 Performance”, Journal of Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa tính chất chống rung cao su thiên nhiên Thermoplastic Composite Materials, Vol 22,pp 503 – 517 20 Osama JA, Wael NA, Amr MB (2009), Nanocomposite functional paint sensor for vibration and noise monitoring, Sens Actuators A Phys 149,pp.233-240 21 Pablo Mata, Ruben Boroschek, Alex H Barbat & Sergio Oller(2007),“High Damping Rubber Model for Energy Dissipating Devices”,Journal of Earthquake Engineering (11), pp.231-256 22 L.E.Goodman(2009), Material Damping and Slip Damping Harris’s Shock and Vibration Handbook, chapter 33, fifth edition McGraw-Hill, pp 1103-1118 23 Xing Zhou, Youyi Sun, Yong Jiang, Yaqing Liu, Guizhe Zhao(2011), “Effect of magnetic nanoparticles on damping property of nature rubber”,Polym Bull(66), pp.1281–1288 24 Xun Lu, Xujun Li, Min Tian (2014), “Preparation of high damping elastome with broad temperature and frequency ranges based on ternary rubber blends”, Polym Adv Technol,pp 2521–2528 25 H.Abdulhadi, Irbid(1985),“Stiffness and damping coefficients of rubber”, Archive of Aplied Mechanicsvol 55,pp.421-427 26 Yu Wang, Lijia Liu, Tianyu Ma, Chengyang Xu and Duanyang Hou (2013), “Study on Spring Rubber Parameter Optimization in Damping Boring Bar”,Key Engineering Materials Vols 589-590, pp.696-700 27 Junji Yoshida, Masato Abe, and Yozo Fujino(2004), “Constitutive Model of High-Damping Rubber Materials”, Journal of engineering mechanics vol 130, pp.129-141 28 M.H Wagner(1997), “Damping functions and nonlinear viscoelasticity a review”, J Non-Newtonian Fluid Mech vol 68,pp.169-171 29 Shinzo Kohjiya Yuko Ikeda(2014), Chemistry, manufacture and applications of natural rubber, Woodhead Publishing 30 Choudhary, Kaur(2015),“Vibration Damping Materials and Their Applications in Nano/Micro-Electro-Mechanical Systems: A Review”, Journal of Nanoscience and Nanotechnology, Vol 15,pp 1907–1924 Phạm Thị Thương Giang 84 Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa tính chất chống rung cao su thiên nhiên 31 Eunsoo Choi, Heejung Youn, Kyoungsoo Park, Jong-Su Jeon(2017),“Vibration tests of precompressed rubber springs and a flag-shaped smart damper”, Engineering Structures(132), pp.372–382 Phạm Thị Thương Giang 85 ... đề tài: ? ?Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa tính chất chống rung cao su nhiên nhiên” làm chủ đề cho luận văn Phạm Thị Thương Giang 12 Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa tính chất chống rung cao su thiên nhiên... tính chất Phạm Thị Thương Giang 24 Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa tính chất chống rung cao su thiên nhiên khác nên chúng sử dụng Tính chất chống rung cao su silicon khơng cao, cao su clopren trung... Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa tính chất chống rung cao su thiên nhiên MỞ ĐẦU Cao su thiên nhiên có tính chất vật lý tuyệt vời độ co dãn cao, độ bền kéo cao Tuy nhiên cao su thiên nhiên có số tính