Nghiên cứu chế tạo vật liệu polyme blend từ cao su epdm và cao su butadien br có độ bám dính tốt với mành polyeste

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu chế tạo vật liệu polyme blend từ cao su EPDM cao su Butadien (BR) có độ bám dính tốt với mành polyeste HỒNG NAM HÀ Ha.HNCB190112@sis.hust.edu.vn shhoangnamha@gmail.com Ngành Kỹ thuật hóa học Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Phạm Duy Linh Viện: Kỹ thuật hóa học Chữ ký GVHD HÀ NỘI, 4/2022 LỜI CÁM ƠN Tác giả xin chân thành cảm ơn thầy cô Trung tâm Nghiên cứu vật liệu Polyme-Compozit Giấy dạy cho em kiến thức chuyên ngành bổ ích, cho chúng em học thú vị nhiều học sống đáng trân trọng Đó tảng hành trang quý báu để giúp em hiểu ứng dụng sống cơng việc sau Trong q trình nghiên cứu hoàn thành luận văn này, tác giả TS Nguyễn Phạm Duy Linh, định hướng, hướng dẫn, tận tình dạy giúp đỡ trình học tập, nghiên cứu thực đề tài luận văn Tuy nhiên, trình thực luận văn nhiều hạn chế mặt kiến thức, thời gian kỹ nên sai sót điều khơng thể tránh khỏi Tác giả kính mong nhận góp ý bổ sung q thầy để luận văn hoàn thiện Một lần nữa, xin trân trọng cám ơn TS Nguyễn Phạm Duy Linh q thầy cơ! Tóm tắt nội dung luận văn Nghiên cứu chế tạo vật liệu polyme blend từ cao su EPDM cao su Butadien (BR) có độ bám dính tốt với mành polyeste nhằm chế tạo vật liệu blend EPDM/BR có tính chất lý đáp ứng điều kiện làm việc băng tải chịu nhiệt Vật liệu Blend EPDM/BR có tính kết hợp tính chất cao su EPDM cao su Butadien (BR) loại vật liệu tốt để chế tạo cao su băng tải chịu nhiệt Trong cao su EPDM có tính chất lý tốt khả chịu lão hóa nhiệt chống ozon tốt nhiên khả chịu mài mòn mức trung bình hồi phục ứng suất kém, cao su Butadien (BR) cao su dân dụng, có cấu trúc điều hịa, tính chất lý khơng cao, độ cứng tương đối khả chịu mài mòn học tốt Trong nghiên cứu này, với mục tiêu chế tạo chế tạo vật liệu polyme blend từ cao su EPDM cao su Butadien (BR) có tính lý đảm bảo, tăng độ bám dính vật liệu Blend EPDM/BR với mành polyeste nano graphen (GNPs) chất liên kết Resocinol-Fomandehit Nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng hàm lượng GNPs đến tính tính lý độ bám dính với mành polyeste vật liệu cao su BR/GNPs, tỷ lệ blend cao su EPDM/BR đạt tính lý tốt nhất, ảnh hưởng chất liên kết Resocinol-Fomandehit đến độ bám dính mành polyeste vật liệu cao su blend EPDM/BR Hà Nội, ngày tháng năm 2022 HỌC VIÊN (Ký ghi rõ họ tên) Hoàng Nam Hà MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG 11 DANH MỤC VIẾT TẮT 11 CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Cao su Etylen propylen dien monome (EPDM) [1, 2] 1.1.1 Giới thiệu chung [1] 1.1.2 Phân loại cao su EPDM [1] 1.1.3 Một số tính chất cao su EPDM [2] 1.1.4 Ứng dụng cao su EPDM [1] 1.1.5 Công nghệ sản xuất cao su EPDM [2] .6 1.1.6 Loại cao su EPDM nghiên cứu 1.2 Cao su Butadien (BR) [3] .8 1.2.1 Giới thiệu chung .8 1.2.2 Phân loại cao su butadien [3] 1.2.3 Một số tính chất cao su butadien [4] 10 1.2.4 Ứng dụng cao su butadien [5] 13 1.2.5 Công nghệ sản xuất cao su BR [6] 15 1.2.6 Cao su BR dùng nghiên cứu 17 1.3 Nanographen (GNPs) 17 1.3.1 Lịch sử hình thành nanographen [7-11] 17 1.3.2 Cấu trúc nanographen [12] 19 1.3.3 Một số tính chất GNPs [12] [13] .20 1.3.4 Ứng dụng GNPs [14] .21 1.3.5 Phương pháp tổng hợp GNPs [12] 22 1.3.6 Nanographen (GNPs) .23 1.4 Hóa chất sử dụng cao su [15] 24 1.4.1 Chất trợ xúc tiến [15] 24 1.4.2 Chất xúc tiến [15] 25 1.4.3 Chất phòng lão [15] 27 1.4.4 Chất lưu hóa [15] 28 1.4.5 Dầu gia công 30 1.4.6 Than đen 30 1.4.7 Chất trợ tương hợp 31 1.4.8 Chất liên kết [16] 31 1.5 Một số hiểu biết chung blend [3, 16, 17] 31 1.5.1 Những khái niệm [17] 31 1.5.2 Những yếu tố ảnh hưởng tới tính chất vật liệu blend [3] 32 1.5.3 Những biện pháp tăng cường tính tương hợp blend [3] 33 1.5.4 Các phương pháp chế tạo polyme blend [16] [17] 36 1.5.5 Ưu điểm vật liệu polyme blend 37 1.6 Chất kết dính Resorcinol fomandehit (RF) [18] 37 1.7 Cao su băng tải [19-20] 39 1.7.1 Giới thiệu chung cao su băng tải 39 1.7.2 Cấu tạo chung cao su băng tải [19] 42 1.7.3 Băng tải cao su chịu nhiệt [20] 43 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 45 2.1 Nguyên liệu hóa chất 45 2.2 Thiết bị nghiên cứu 46 2.3 Phương pháp nghiên cứu 46 2.3.1 Chế tạo vật liệu cao su nano compozit BR/GNPs 46 2.3.2 Chế tạo mẫu cao su EPDM 48 2.3.3 Chế tạo blend EPDM/BR 50 2.3.3 Chế tạo mẫu khảo sát bám dính blend EPDM/BR với mành polyeste 51 2.4 Các phương pháp xác định tính chất vật liệu 51 2.4.1 Phương pháp nghiên cứu đặc trưng lưu hóa cao su 51 2.4.2 Phương pháp xác định độ bền kéo 52 2.4.3 Phương pháp xác định độ bền xé 53 2.4.4 Phương pháp xác định độ giãn dài đứt vật liệu 54 2.4.5 Phương pháp xác định độ giãn dư 54 2.4.6 Phương pháp xác định độ cứng 55 2.4.7 Phương pháp xác định độ mài mòn 55 2.4.8 Phương pháp xác định độ bền kết dính cao su mành 56 2.4.9 Đánh giá khả phân tán, hình thái cấu trúc vật liệu phương pháp kính hiển vi điện tử quét SEM 57 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 58 3.1 Nghiên cứu nâng cao tính chất cao su BR nanographen .58 3.1.1 Ảnh hưởng hàm lượng GNPs đến độ bền kéo 58 3.1.2 Ảnh hưởng hàm lượng GNPs đến độ dãn dài 59 3.1.3 Ảnh hưởng hàm lượng GNPs đến độ bền xé 60 3.1.4 Ảnh hưởng hàm lượng GNPs đến độ cứng .60 3.1.5 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng GNPs đến tính mài mịn vật liệu cao su BR/GNPs 61 3.1.6 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng GNPs đến khả bám dính mành polyeste vật liệu cao su BR/GNPs .62 3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ EPDM BR đến tính chất vật liệu polyme blend EPDM/BR 63 3.2.1 Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa blend EPDM/BR .64 3.2.2 Ảnh hưởng tỷ lệ blend đến tính chất lý blend EPDM/BR 65 3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng cao su tự nhiên epoxy hóa đến tính chất vật liệu polyme blend EPDM/BR 70 3.3.1 Ảnh hưởng chất trợ tương hợp đến tính chất kéo blend EPDM/BR 70 3.3.2 Ảnh hưởng hàm lượng trợ tương hợp đến độ bền xé blend EPDM/BR 71 3.3.3 Ảnh hưởng chất trợ tương hợp đến độ giãn dài đứt blend EPDM/BR 72 3.3.4 Ảnh hưởng chất trợ tương hợp đến độ giãn dư blend EPDM/BR73 3.4 Nghiên cứu đánh giá độ bám dính mành polyeste polyme blend EPDM/BR 74 3.4.1 Ảnh hưởng RF đến độ bám dính blend EPDM/BR với mành polyester 74 3.4.2 Ảnh hưởng tỷ lệ Resocinol: fomandehit đến độ bám dính blend EPDM/BR với mành polyeste 76 3.4.3 Ảnh hưởng phương pháp xử lý RF mành polyeste 77 3.4.4 Ảnh hưởng hàm lượng RF fomandehit đến độ bám dính blend cao su EPDM/BR với mành polyetse 77 KẾT LUẬN 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Công thức cấu tạo EPDM Hình 1.2 Cơng thức cấu tạo monome dien .2 Hình 1.3 Cơng thức cấu tạo EPDM chứa dien ENB Hình 1.4 Cơng thức cấu tạo EPDM chứa dien HD Hình 1.5 Cơng thức cấu tạo EPDM chứa dien DCPD Hình 1.6 Định dạng hình cao su Butadien Hình 1.7 Các dạng cấu hình cao su butadien Hình 1.8 Ứng dụng cao su BR lốp xe ô tơ 14 Hình 1.9 Ống nhựa HIPS 14 Hình 1.10 Bóng gơn có lõi làm từ cao su BR 14 Hình 1.11 Ống phun cát từ cao su BR cao su tự nhiên 15 Hình 1.12 Định dạng hình vật liệu graphen 18 Hình 1.13 Định dạng hình nguyên tử cấu trúc GNPs 19 Hình 1.14 Kẽm oxit 24 Hình 1.15 Axit stearic .25 Hình 1.16 Cơng thức cấu tạo TMTD 26 Hình 1.17 Công thức cấu tạo DM .26 Hình 1.18 Cơng thức cấu tạo xúc tiến M 27 Hình 1.19 Cơng thức cấu tạo phòng lão 4020 28 Hình 1.20 Cơng thức cấu tạo DCP .28 Hình 1.21 Cơng thức cấu tạo Si69 31 Hình 1.22 Băng tải máng 40 Hình 1.23 Băng tải ống .40 Hình 1.24 Băng tải treo .41 Hình 1.25 Băng tải gầu 41 Hình 1.26 Băng tải kẹp 42 Hình 1.27 Cấu tạo băng tải 42 Hình 2.1 Sơ đồ chế tạo masterbatch từ GNPs/dầu naphtalen cao su BR 47 Hình 2.2 Quy trình chế tạo vật liệu cao su nano compozit theo phương pháp luyện hở .48 Hình 2.3 Sơ đồ chế tạo mẫu đơn cao su EPDM 50 Hình 2.4 Sơ đồ phối trộn Blend EPDM/BR 51 Hình 2.5 Thứ tự định hình mẫu mành cao su .51 Hình 2.6 Thiết bị Rheometer .52 Hình 2.7 Máy đo độ bền kéo Instron 53 Hình 2.8 Hình dạng mẫu đo độ bền kéo 53 Hình 2.9 Hình dạng mẫu đo độ bền xé .54 Hình 2.10 Máy đo độ cứng ShoreA 55 Hình 2.11 Máy đo độ mài mòn APGI (GOTECH) 56 Hình 2.12 Thiết bị đo độ bền Lloyd Instruments LR50K 56 Hình 2.13 Kính hiển vi điện tử quét SEM 57 Hình 3.1 Ảnh hưởng hàm lượng GNPs đến độ bền kéo vật liệu 58 Hình 3.2 Ảnh hưởng hàm lượng GNPs đến độ dãn dài vật liệu 59 Hình 3.3 Ảnh hưởng hàm lượng GNPs đến độ bền xé vật liệu 60 Hình 3.4 Ảnh hưởng hàm lượng GNPs đến độ cứng vật liệu 61 Hình 3.5 Ảnh hưởng hàm lượng GNPs đến độ mài mịn vật liệu 62 Hình 3.6 Ảnh hưởng hàm lượng GNPs đến khả bám dính mành polyeste vật liệu 63 Hình 3.7 Đường cong lưu hóa blend cao su EPDM/BR 64 Hình 3.8 Tính chất kéo blend EPDM/BR qua tỷ lệ 66 Hình 3.9 Độ bền xé blend EPDM/BR tỷ lệ 67 Hình 3.10 Độ cứng độ giãn dư blend EPDM/BR tỷ lệ 68 Hình 3.11 Độ giãn dài đứt blend EPDM/BR tỷ lệ 69 Hình 3.12 Độ mài mịn blend EPDM/BR tỷ lệ 69 Hình 3.13 Ảnh hưởng hàm lượng chất trợ tương hợp đến tính chất kéo blend 71 Hình 3.14 Ảnh hưởng hàm lượng trợ tương hợp đến độ bền xé blend EPDM/BR 72 Hình 3.15 Ảnh hưởng hàm lượng trợ tương hợp đến độ giãn dài đứt blend EPDM/BR 72 Hình 3.16 Ảnh hưởng chât trợ tương hợp đến độ giãn dư blend EPDM/BR 73 Hình 3.17 Ảnh hưởng RF đến độ bám dính blend EPDM/BR với mành polyeste 74 Hình 3.18 Ảnh kính hiển vi quang học lớp bóc tách blend EPDM/BR với mành polyeste (90/10) khơng có (a) có RF (b) 75 Hình 3.19 Ảnh hưởng tỷ lệ Resorcinol: Fomandehit đến độ bám dính blend EPDM/BR 76 Hình 3.20 Ảnh hưởng hàm lượng RF đến độ bám dính blend EPDM/BR với mành polyeste 78 10 3.2.1.2 Độ bền xé blend EPDM/BR Độ bền xé lực lớn cần thiết để xé mẫu thử có hình dạng xác định với lực tác động song song với trục mẫu thử Các blend sau lưu hóa đem cắt thành hình 2.9 mục 2.3.5 phần phương pháp nghiên cứu, sau đem đo máy INSTRON, kết lấy giá trị trung bình mẫu Kết nghiên cứu độ bền xé tỉ lệ blend EPDM/BR thể hình 3.9 Hình Độ bền xé blend EPDM/BR tỷ lệ Từ kết hình 3.9 nhận thấy độ bền xé blend EPDM/BR cao độ bền xé hai cao su thành phần EPDM, BR Đơn phối liệu tỷ lệ blend EPDM/BR 90/10 cho giá trị độ bền xé cao đạt giá trị 73,1 MPa Khi tăng hàm lượng cao su BR, độ bền xé blend cao su giảm dần Tại tỷ lệ blend 80/20, độ bền xé blend cao su đạt 68,43 MPa tiếp tục giảm tỷ lệ blend 70/30 65,7 Tại tỷ lệ blend 60/40, độ bền xé blend cao su đạt 62,75, có giá trị thấp so với tỷ lệ blend cao su khác Điều giải thích khả kháng xé cao su BR thấp so với cao su EPDM nên tăng hàm lượng BR blend cao su làm cho độ bền xé blend EPDM/BR giảm 3.2.1.3 Độ cứng độ giãn dư blend EPDM/BR tỷ lệ Độ cứng (ShoreA) độ giãn dư (%) blend EPDM/BR thể hình 3.10 67 Hình 3.10 Độ cứng độ giãn dư blend EPDM/BR tỷ lệ Từ kết hình 3.10 nhận thấy độ cứng blend EPDM/BR tương đương với độ cứng hai cao su thành phần EPDM (56 ShoreA) BR (55 ShoreA) Tại tỷ lệ blend cao su 90/10, độ cứng blend EPDM/BR đạt giá trị 57,7 Từ tỷ lệ 90/10 đến tỷ lệ 60/40, độ cứng blend EPDM/BR thay đổi khơng đáng kể Điều chứng tỏ thay đổi tỷ lệ blend không ảnh hưởng đến độ cứng blend cao su Ngược lại, độ giãn dư blend EPDM/BR thấp so với độ giãn dư hai cao su thành phần EPDM (51,8 %) BR (27,5 %) Khi tăng hàm lượng cao su BR, độ giãn dư blend cao su giảm dần Tại tỷ lệ 90/10, độ giãn dư blend cao su đạt giá trị cao 29,7%, đạt giá trị thấp tỷ lệ blend 60/40 với độ giãn dư 12,7% Điều giải thích cao su BR có khả hồi phục tốt so với EPDM Mặt khác, thành phần cao su BR lớn tăng khả hồi phục sau tác động Vì tăng hàm lượng BR blend cao su EPDM/BR cho khả hồi phục tốt 3.2.1.4 Độ giãn dài đứt blend EPDM/BR tỷ lệ Độ giãn dài đứt đặc trưng cho khả biến dạng lớn cao su Độ giãn dài (%) blend EPDM/BR tỷ lệ thể qua hình 3.11 68 Hình 3.11 Độ giãn dài đứt blend EPDM/BR tỷ lệ Từ kết hình 3.11, nhận thấy độ giãn dài cao su thành phần EPDM (đạt 1489 %) cao so với độ giãn dài blend EPDM/BR Tại tỷ lệ blend 90/10, độ giãn dài blend đạt 677,63% Khi tăng hàm lượng BR, độ giãn dài blend giảm dần đạt 406,6% tỷ lệ 60/40 Cao su BR có khả giãn dài so với cao su EPDM Do đó, tăng hàm lượng cao su BR, độ giãn dài blend cao su EPDM/BR giảm dần 3.2.1.5 Độ mài mòn blend EPDM/BR tỷ lệ Độ mài mòn thông số quan trọng cao su blend nghiên cứu chế tạo cao su băng tải Độ mài mòn ảnh hưởng tới độ bền tuổi thọ sản phẩm trình sử dụng Độ mài mòn (g/chu kỳ) blend tỷ lệ thể hình 3.12 Hình 3.12 Độ mài mịn blend EPDM/BR tỷ lệ 69 Đơn phối liệu blend chịu mài mịn tốt đơn có tỷ lệ blend EPDM/BR 90/10 Khi tăng dần hàm lượng BR khả tương hợp cao su giảm nên mật độ liên kết mạng giảm, khả chịu mài mòn vật liệu blend tỉ lệ 80/20, 70/30, 60/40 giảm Qua việc khảo sát tính chất blend EPDM/BR qua tỷ lệ khác nhau, dựa tính chất độ bền kéo, độ bền xé, độ giãn dài đứt, độ giãn dư, mô đun 300, độ cứng, độ mài mòn, ta nhận thấy rằng:  Khi hàm lượng BR đưa vào lớn tính chất blend cao su EPDM/BR giảm Điều giải thích độ bền kéo, độ bền xé, độ giãn dài đứt cao su thành phần BR thấp so với cao su EPDM tăng hàm lượng BR, tính chất blend EPDM/BR giảm  Tỷ lệ cao su blend EPDM/BR phù hợp tỷ lệ cho giá trị tính chất ổn định để sử dụng chế tạo băng tải Từ đó, chọn tỷ lệ blend EPDM/BR 90/10 làm tỷ lệ đơn phối liệu cao su với EPDM pha BR pha phân tán Và sử dụng cao su blend EPDM/BR 90/10 làm đơn nghiên cứu ảnh hưởng chất trợ tương hợp RF đến tính chất tính độ bám dính blend cao su EPDM/BR 3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng cao su tự nhiên epoxy hóa đến tính chất vật liệu polyme blend EPDM/BR Chất trợ tương hợp sử dụng cao su tự nhiên epoxy hóa Chất trợ tương hợp cho vào chế tạo cao su EPDM (theo đơn chế tạo mẫu cao su EPDM mục )theo tỷ lệ sau pkl, pkl, pkl, 10 pkl Sau chế tạo mẫu cao su EPDM đơn phối liệu trên, đem hỗn luyện chéo với BR theo tỉ lệ EPDM/BR 90/10 cho tính chất tốt nghiên cứu phần 3.2 3.3.1 Ảnh hưởng chất trợ tương hợp đến tính chất kéo blend EPDM/BR Ảnh hưởng hàm lượng chất trợ tương hợp đến tính chất kéo blend EPDM/BR thể qua hình 3.13 70 Hình 13 Ảnh hưởng hàm lượng chất trợ tương hợp đến tính chất kéo blend Qua kết hình 3.13 nhận thấy mẫu blend khơng có chất trợ tương hợp có độ bền kéo cao đạt 16,58 MPa so với mẫu cho chất trợ tương hợp Khi sử dụng chất trợ tương hợp với pkl, độ bền kéo giảm từ 16,58 MPa xuống 14,85 MPa Tiếp tục tăng hàm lượng chất trợ tương hợp từ đến 10 pkl, độ bền kéo mẫu giảm không đáng kể Có thể thấy ENR khơng có tác dụng tăng cường độ tương hợp cho EPDM BR, ENR trở thành điểm tập trung ứng suất gây phá hủy vật liệu ENR có độ bền học thấp, nên ENR không phù hợp để làm trợ tương hợp cho hai loại cao su Bên cạnh đó, với đặc điểm có khả tăng cường độ kết dính, ENR tác nhân làm tăng ma sát nội phân tử cao su dẫn đến cản trở khả trượt phân tử, qua làm vật liệu khó biến dạng làm tăng mơ đun 300% vật liệu 3.3.2 Ảnh hưởng hàm lượng trợ tương hợp đến độ bền xé blend EPDM/BR Ảnh hưởng hàm lượng trợ tương hợp đến độ bền xé blend EPDM/BR thể qua hình 3.14 71 Hình 14 Ảnh hưởng hàm lượng trợ tương hợp đến độ bền xé blend EPDM/BR Qua kết thu hình 3.14 nhận thấy tăng hàm lượng chất trợ tương hợp, độ bền xé blend EPDM/BR tăng nhẹ theo chiều tăng hàm lượng trợ tương hợp Khi sử dụng chất trợ tương hợp, độ bền xé blend cao so với mẫu blend khơng có chất trợ tương hợp, đạt 75,9 MPa giá trị độ bền xé cao Từ -10 pkl, độ bền xé blend EPDM/BR thay đổi khơng đáng kể Có thể thấy sử dụng hàm lượng chất trợ tương hợp lớn khả tương hợp giảm 3.3.3 Ảnh hưởng chất trợ tương hợp đến độ giãn dài đứt blend EPDM/BR Ảnh hưởng chất trợ tương hợp đến độ giãn dài đứt blend EPDM/BR thể qua hình 3.15 Hình 15 Ảnh hưởng hàm lượng trợ tương hợp đến độ giãn dài đứt blend EPDM/BR 72 Qua kết từ hình 3.15, nhận thấy thêm chất trợ tương hợp, độ giãn dài đứt blend cao su tăng Hàm lượng chất trợ tương hợp pkl độ giãn dài đứt đạt 774,18% cao so với mẫu blend khơng có chất trợ tương hợp 678,9 % Khi tăng hàm lượng chất trợ tương hợp từ – 10 pkl, độ giãn dài đứt blend cao su thay đổi không đáng kể 3.3.4 Ảnh hưởng chất trợ tương hợp đến độ giãn dư blend EPDM/BR Ảnh hưởng chất trợ tương hợp đến độ giãn dư blend EPDM/BR qua hình 3.16 Hình 16 Ảnh hưởng chât trợ tương hợp đến độ giãn dư blend EPDM/BR Từ kết hình 3.16, nhận thấy thêm chất trợ tương hợp, đơn có độ giãn dư giảm Tại pkl, độ giãn dư blend EPDM/BR giảm 22,14% Khi tăng hàm lượng trợ tương hợp đến pkl, độ giãn dài blend EPDM/BR đạt 23,52% độ giãn dài blend đạt 20,73% hàm lượng trợ tương hợp 10 pkl Như nguyên nhân trình bày mơ đun 300% độ giãn dài, dịch chuyển khó khăn phân tử làm vật liệu trở nên cứng giảm biến dạng dư, thấy ENR có tác dụng tăng cường khả hồi phục cho blend cao su EPDM/BR Từ kết nghiên cứu cho thấy, chất trợ tương hợp cao su tự nhiên epoxy hóa làm tăng độ bền xé, tăng độ hồi phục sau tác động hàm lượng Tuy nhiên, thêm chất trợ tương hợp vào blend cao su EPDM/BR, độ bền kéo blend cao su giảm 73 3.4 Nghiên cứu đánh giá độ bám dính mành polyeste polyme blend EPDM/BR Trong trình hỗn luyện chéo, RF đưa vào trộn chung với hai pha cao su thành phần EPDM BR Mành polyeste quét RF phơi nhiệt độ 30°C 10 Mẫu blend sau trộn có RF đem cán ép thành với mành polyeste có keo 160°C 30 phút Mẫu đem cắt đo máy LLOYD thu kết độ bám dính (N/mm) so với mẫu cao su không cho thêm RF (mẫu blend chất trợ tương hợp), mẫu cao su có RF mành polyeste không RF 3.4.1 Ảnh hưởng RF đến độ bám dính blend EPDM/BR với mành polyester Mẫu khơng keo: Cao su khơng có RF, mành polyeste khơng có RF Mẫu 1: Cao su khơng có RF, mành polyeste có RF Mẫu 2: Cao su có RF, mành polyeste khơng có RF Mẫu 3: Cao su có RF, mành polyeste có RF Hàm lượng RF blend cao su chiếm 10 pkl Hình 17 Ảnh hưởng RF đến độ bám dính blend EPDM/BR với mành polyeste Mẫu khơng keo có độ bám dính cao so với mẫu 1, điều giải thích với mẫu 1, ép lưu hóa cao su với mành, RF mành tự khâu mạch, khơng tạo liên kết với cao su Do đó, độ bám dính blend cao su với mành polyeste mẫu nhỏ mẫu không keo Khi cho RF vào blend cao su, 74 RF cao su khuếch tán phần bề mặt cao su q trình chế tạo mẫu giúp phần tăng cường độ bền bám dính mành mẫu cho độ bám dính cao su với mành cao so với mẫu không keo Khi cho RF vào blend cao su mành RF cao su tạo liên kết với RF mành, đó, tăng độ bám dính cao su với mành polyetse Mẫu có độ bám dính cao su với mành polyeste cao so với mẫu cịn lại Qua kết hình 3.17 nhận thấy, việc sử dụng chất resocinol fomadehit vào blend cao su EPDM/BR làm tăng độ bám dính cao su với mành so với mẫu không cho resocinol fomandehit Bên cạnh đó, việc sử dụng RF blend mành làm tăng độ bám dính cao su với mành polyeste so với việc sử dụng RF blend cao su EPDM/BR Vì vậy, phương pháp thêm resocinol fomandehit phù hợp với khảo sát độ bám dính blend cao su EPDM/BR với mành polyeste Ảnh kính hiển vi quang học lớp bóc tách blend EPDM/BR bám với mành polyeste (90/10) khơng có có RF thể hình 3.18 (a) Lớp bóc tách cao su với mành (b) Lớp bóc tách cao su với mành khơng có RF có RF Hình 18 Ảnh kính hiển vi quang học lớp bóc tách blend EPDM/BR với mành polyeste (90/10) khơng có (a) có RF (b) Hình 3.12 cho thấy ảnh kính hiển vi quang học lớp bóc tách blend EDM/BR với mành polyeste Tại hình (a) dễ dàng thấy lượng cao su 75 bám dính với mành có Hình (b) cho thấy lượng cao su bám dính mành với mật độ dày đặc Giữa bó sợi mành, cao su bám không bị kéo mối dán bị phá hủy, chứng tỏ RF làm tăng độ bám dính liên kết cao sumành lớn liên kết cao su-cao su làm phá hủy pha cao su kéo Qua kết khảo sát từ hình 3.17 3.18, ta thấy thêm RF, độ bám dính cao su với mành polyeste tăng so với mẫu khơng có RF Do đó, mục khảo sát tiếp theo, ta tập trung khảo sát ảnh hưởng RF đến độ bám dính cao su với mành polyeste 3.4.2 Ảnh hưởng tỷ lệ Resocinol: fomandehit đến độ bám dính blend EPDM/BR với mành polyeste RF tổng hợp từ phản ứng trùng ngưng resorcinol với fomandehit Fomandehit đóng vai trị q trình khâu mạch Sự có mặt RF làm tăng độ bám dính cao su với mành polyeste RF thêm vào blend EPDM/BR với lượng fomandehit định Do đó, ta khảo sát tỷ lệ resorcinol fomandehit để tìm tỷ lệ thích hợp cho độ bám dính cao su với mành polyeste đạt giá trị tốt Hình 19 Ảnh hưởng tỷ lệ Resorcinol: Fomandehit đến độ bám dính blend EPDM/BR Qua kết hình 3.19, tỷ lệ resocinol: fomandehit 0,5: 2,5 độ bám dính blend cao su với mành polyetse đạt 6,36 N/mm Khi tăng tiếp tỷ lệ resorcinol, độ bám dính blend cao su với mành tăng nhẹ, đạt 7,6 N/mm tỷ lệ 1,0: 2,0 Khi tỷ lệ resorcinol fomandehit nhau, độ bám dính gần thay đổi 76 không đáng kể so với tỷ lệ 1,0: 2,0 Tại tỷ lệ 2,0: 1,0, độ bám dính blend cao su với mành polyetse đạt giá trị cao nhất, 12,34 N/mm Tuy nhiên với tỷ lệ Resorcinol : fomandehit 2,5: 0,5, độ bám dính blend cao su mành polyeste giảm đáng kể, có giá trị thấp so với tỷ lệ resorcinol : fomandehit, đạt 2,31 N/mm Qua kết nghiên cứu, tỷ lệ resocinol: fomandehit 2: tỷ lệ thích hợp để dùng chế tạo mẫu khảo sát bám dính cao su với mành polyeste 3.4.3 Ảnh hưởng phương pháp xử lý RF mành polyeste Mành polyeste sau quét RF xử lý với phương pháp: - Mành polyeste phơi nhiệt độ phòng, khoảng 30°C 10 Sau phơi xong, mành polyeste đem ép với cao su có RF blend với hàm lượng RF 10 pkl 160°C, 30 phút với 10 MPa - Mành polyeste sấy 70°C Sau sấy xong, mành polyeste đem ép với cao su có RF blend với hàm lượng RF 10 pkl 160°C, 30 phút với 10 MPa Bảng 3 Ảnh hưởng mành polyeste đến độ bám dính blend EPDM/BR với mành polyeste Mành phơi Mành sấy Độ bám dính blend cao su với mành, N/mm 12,34 2,49 Dựa vào bảng số liệu ta thấy, độ bám dính blend cao su với mành polyeste dùng phương pháp mành phơi cho kết cao so với dùng phương pháp mành sấy Điều giải thích, dùng phương pháp sấy, RF quét mành bị khơ giịn Từ kết nghiên cứu cho thấy, phương pháp phơi mành phương pháp thích hợp dùng để xử lý keo mành cho độ bám dính cao su với mành polyeste đạt giá trị tối ưu 3.4.4 Ảnh hưởng hàm lượng RF fomandehit đến độ bám dính blend cao su EPDM/BR với mành polyetse Mành polyeste sau quét keo phơi 30°C 10 Với tỷ lệ resocinol: fomandehit 2:1 thêm vào trình hỗn luyện chéo hai cao su thành 77 phần với hàm lượng khảo sát 6, 8, 10, 12 pkl Mẫu blend sau trộn có RF đem cán ép thành với mành polyeste có keo 160°C 30 phút Mẫu đem cắt đo máy LLOYD thu kết độ bám dính (N/mm) ứng với hàm lượng 6, 8, 10, 12 pkl Ảnh hưởng hàm lượng RF đến độ bám dính cao su với mành polyeste thể hình 3.20 Hình 20 Ảnh hưởng hàm lượng RF đến độ bám dính blend EPDM/BR với mành polyeste Khi tăng hàm lượng RF blend cao su EPDM/BR, độ bám dính blend cao su EPDM/BR với mành polyeste tăng Với hàm lượng pkl, độ bám dính đạt 5,45 N/mm Khi tăng hàm lượng RF lên 8pkl, độ bám dính blend cao su với mành tăng 10 pkl, độ bám dính blend cao su với mành polyeste đạt giá trị cao nhất, 12,34 N/mm Tuy nhiên, tăng tiếp hàm lượng RF tới 12 pkl, độ bám dính cao su với mành giảm cịn 8,65 N/mm Điều giải thích hàm lượng RF tăng làm tăng số lượng liên kết cao su với RF, tăng độ bám dính cao su với mành polyeste Vậy hàm lượng RF thích hợp cho vào blend EPDM/BR 10 pkl 78 KẾT LUẬN Luận văn “Nghiên cứu chế tạo vật liệu polyme blend từ cao su EPDM cao su Butadien (BR) có độ bám dính tốt với mành polyeste.” thực nghiên cứu chế tạo vật liệu blend EPDM/BR có tính đáp ứng vật liệu chế tạo băng tải cao su chịu nhiệt Sau trình nghiên cứu thu kết sau: Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng GNPs đến tính chất lý vật liệu cao su BR/GNPs cho kết hàm lượng GNPs 0,3 pkl hàm lượng tối ưu Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng GNPs đến khả bám dính mành polyeste vật liệu cao su BR/GNPs cho kết tăng hàm lượng GNPs độ bền kết dính tăng Nghiên cứu chế tạo vật liệu cao su blend cao su EPDM/BR, tỷ lệ EPDM/BR 90/10 với hàm lượng GNPs 0,3 pkl, hàm lượng chất liên kết Resocinol-Fomandehit (với tỷ lệ resocinol: fomandehit 2:1) 10 pkl cho kết tính chất lý cao, độ mềm dẻo độ hồi phục sau tác dụng tương đối tốt, độ mài mịn vật liệu nhỏ, khả bám dính mành polyeste tốt nhất, đáp ứng điều kiện làm việc băng tải chịu nhiệt Chất trợ tương hợp cao su tự nhiên epoxy hóa khơng có khả nâng cao tính chất kéo, làm tăng độ mài mịn nhiên có tác dụng làm tăng độ bền xé, giảm độ dãn dư blend EPDM/BR (tùy thuộc vào yêu cầu chủng loại băng tải chất trợ tương hợp thêm vào thành phần đơn cao su để đạt tính mong muốn) 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO Maurice Morton, Rubber technology – third edition, Van nosrand reinhold Company, 1987 Martin van Duin, Chemistry of EPDM cross linking, Elastomer and Plastics, 2002 Đỗ Quang Kháng, Cao su – cao su blend ứng dụng, Bộ sách chuyên khảo ứng dụng phát triển công nghệ cao, Nhà xuất khoa học tự nhiên Công nghệ, 2012 Võ Thành Phước, Cao su tính chất ứng dụng, Nhà xuất trẻ, 2014 Ceresana, " “Market Study Synthetic Rubber”, Ceresana, June 2013 M O H C H T U S Claude White Lyondell Chemical Company, "Butadiene production process overview," 26 January 2007 A G a A MacDonald, "Graphene: Exploring Carbon Flatland", Physics Today 60, 8, 35 (2007); doi: 10.1063/1.2774096 W R, "The Band Structure of Graphite", Physical Review, 1947 V F Ruess G, "Hochstlamellarer Kohlenstoffaus Graphitoxyhydroxyd", Monatshefte fur Chemie, 1948 10 W H Bor J, "Multilayer crystal structure graphite sheets; from petroleum, coal tar pitch; carbonization, exfoliation, attrition", US Patent, 2002 11 G K M V J D Z Y Novoselov S, "Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films", Science, 2004 12 Phan Ngọc Minh, "Vật liệu cacbon cấu trúc nano ứng dụng tiềm năng, Nhà xuất Khoa học tự nhiên Công nghệ, 2014 13 Y Z S M W C X L J W S J R P R S Ruoff, ""Graphene and Graphene Oxide: Synthesis, Properties, and Applications"," 29 June 2010 14 S a M P.R.Somani, Planer nano-graphenes from camphor by CVD, Chemical Physics Letters, 2006 15 Ngô Phú Trù, Kỹ thuật chế biến gia công cao su, Nhà xuất Đại học Bách Khoa - Hà Nội, 1995 16 Thái Hoàng, Vật liệu polyme blend, Nhà xuất khoa học tự nhiên Công 80 nghệ, 2000 17 Paul D.R and Bucknall C.B, Polyme blend volume 2, Wiley-Interscience, 1999 18 Terry D Dee, Using resorcinol and resorcinol formaldehyde resins to promote bonding of rubber to metal and textile reinforcement, Rubber World (450 – 460) 19 http://caosu75.com.vn/san-pham/bang-tai-cao-su-cot-bat-ep-chiu-nhiet/ 20 https://techcenter.lanxess.com/lanxess/emea/en/home/index.jsp 81