Đến nay, cao su đã được trồng với quy mô lớn khắp cả nước và là một trong 3 ngành nông nghiệp đóng góp lớn nhất vào kim ngạch xuất khẩu của Việt Nam.[15] Trang 16 Hình 1.1 Di n tích và
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VŨ THỊ THÙY LINH NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO BLEND GIỮA CAO SU TỰ NHIÊN VÀ CAO SU BUTYL ỨNG DỤNG TRONG CHẾ TẠO BĂNG TẢI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT HÓA HỌC HÀ NỘI – 2018 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17057205210341000000 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VŨ THỊ THÙY LINH NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO BLEND GIỮA CAO SU TỰ NHIÊN VÀ CAO SU BUTYL ỨNG DỤNG TRONG CHẾ TẠO BĂNG TẢI Chuyên ngành: KỸ THUẬT HÓA HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN HUY TÙNG HÀ NỘI – 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan rằng, luận văn thạc sỹ “Nghiên cứu chế tạo blend cao su tự nhiên cao su butyl ứng dụng chế tạo băng tải” cơng trình nghiên cứu riêng Những số liệu sử dụng luận văn trung thực rõ nguồn trích dẫn Kết nghiên cứu chưa công bố cơng trình nghiên cứu từ trước đến Hà Nội, ngày tháng năm 2018 TÁC GIẢ LUẬN VĂN Vũ Thị Thùy Linh i LỜI CẢM ƠN Trong q trình nghiên cứu hồn thành luận văn này, nhận nhiều giúp đỡ quý báu thầy cô giáo Đầu tiên tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Huy Tùng tận tình hướng dẫn tạo điều kiện cho tơi hồn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Kỹ thuật Hóa học, Viện Đào tạo Sau đại học, thầy, cô cán nhân viên Trung tâm Nghiên cứu vật liệu Polyme- trường Đại học Bách khoa Hà Nội giúp đỡ, trao đổi, thảo luận đóng góp ý kiến tạo điều kiện thuận lợi giúp tơi thực luận văn hồn thành thủ tục cần thiết Cuối cùng, xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến gia đình, người thân bạn bè quan tâm, động viên giúp đỡ tơi suốt q trình học tập hoàn thành luận văn Do thời gian làm luận văn có hạn nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót Tơi mong nhận đóng góp từ thầy, cô giáo bạn đọc để luận văn hoàn chỉnh ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii BẢNG GIẢI THÍCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH viii MỞ ĐẦU CHƯƠNG I - TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Giới thiệu vật liệu cao su tự nhiên 1.1.1 Lịch sử phát triển 1.1.2 Thành phần hóa học cao su tự nhiên 1.1.3 Tính chất cao su tự nhiên 1.1.3.1 Tính chất hóa học 1.1.3.2 Tính chất lý 1.2 Giới thiệu vật liệu cao su butyl 1.2.1 Giới thiệu chung cao su butyl 1.2.2 Một số tính chất cao su butyl 10 1.2.3 Cao su clobutyl 11 1.2.3.1 Giới thiệu chung 11 1.2.3.2 Một số tính chất cao su clobutyl 12 1.2.3.3 Ứng dụng cao su clobutyl 13 1.3 Hiểu biết chung vật liệu blend 14 1.3.1 Những khái niệm 14 1.3.2 Các phương pháp chế tạo polyme blend 15 1.3.2.1 Chế tạo polyme blend từ dung dịch polyme 15 1.3.2.2 Chế tạo polyme blend từ hỗn hợp latex polyme 16 1.3.2.3 Chế tạo polyme blend trạng thái nóng chảy 16 1.3.2.4 Phương pháp lưu hóa động 17 1.3.2.5 Trùng hợp monome polymer khác 17 1.3.3 Những yếu tố ảnh hưởng tới tính chất vật liệu blend 18 iii 1.3.4 Những biện pháp tăng cường tính tương hợp blend 18 1.3.4.1 Sử dụng chất tương hợp polyme 18 1.3.4.2 Sử dụng chất tương hợp hợp chất thấp phân tử 19 1.3.4.3 Ứng dụng blend sở polyme có phản ứng chuyển vị 20 1.3.4.4 Sử dụng phương pháp hoá 20 1.3.4.5 Thêm vào hệ chất khâu mạch chọn lọc 20 1.3.4.6 Gắn vào polyme thành phần nhóm chức có tương tác đặc biệt 20 1.3.4.7 Thêm vào hệ ionome 21 1.3.4.8 Thêm vào polyme thứ ba trộn lẫn (một phần) với tất pha 21 1.3.4.9 Tạo mạng lưới đan xen 21 1.3.4.10 Phương pháp hỗn hợp tăng cường tương hợp polyme 21 1.3.5 Ưu điểm vật liệu polyme blend 22 1.4 Giới thiệu băng tải chịu nhiệt 22 1.4.1 Đặc tính băng tải cao su chịu nhiệt 23 1.4.2 Cấu tạo băng tải cao su 23 CHƯƠNG II - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26 2.1 Thiết bị sử dụng 26 2.2 Hoá chất, vật liệu 26 2.3 Phương pháp nghiên cứu 27 2.3.1 Phương pháp chế tạo mẫu 27 2.3.2 Phương pháp xác định số tính chất vật liệu 30 2.3.2.1 Phương pháp khảo sát tính lưu biến vật liệu 30 2.3.2.2 Phương pháp xác định độ bền kéo đứt 32 2.3.2.3 Phương pháp xác định độ bền xé 33 2.3.2.4 Phương pháp xác định độ dãn dài đứt 33 2.3.2.5 Phương pháp xác định độ dãn dài dư 34 2.3.2.6 Phương pháp xác định độ cứng vật liệu 34 2.3.2.7 Phương pháp xác định độ mài mòn 35 2.3.2.8 Phương pháp xác định mức độ lão hóa nhiệt 36 2.3.2.9 Phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng (TGA) 36 2.3.2.10 Kính hiển vi điện tử quét (SEM) 37 iv 2.3.3.11 Phương pháp xác định độ bám dính với sợi vải polyeste 37 CHƯƠNG III - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 38 3.1 Khảo sát tính chất nguyên liệu đầu vào 38 3.1.1 Khảo sát tính chất cao su clobutyl 38 3.1.2 Khảo sát tính chất cao su tự nhiên 40 3.2 Khảo sát ảnh hưởng yếu tố công nghệ đến tính chất blend CIIR/NR 42 3.2.1 Ảnh hưởng chế độ trộn hợp đến tính chất blend 42 3.2.2 Ảnh hưởng tỷ lệ cao su thành phần đến tính chất blend 45 3.2.3 Ảnh hưởng hàm lượng than đen đến tính chất blend 48 3.3 Khảo sát ảnh hưởng chất trợ tương hợp cao su tự nhiên epoxy hóa đến tính chất blend 51 3.3.1 Ảnh hưởng hàm lượng chất trợ tương hợp đến tính chất blend 51 3.3.2 Ảnh hưởng chất trợ tương hợp đến độ bám dính blend với mành polyeste 54 3.3.3 Ảnh hưởng chất trợ tương hợp đến hệ số lão hóa nhiệt blend 57 3.3.4.Ảnh hưởng chất trợ tương hợp đến tính chất nhiệt blend 60 3.4 Nghiên cứu nâng cao độ kết dính blend CSTN/CIIR với mành polyeste 63 KẾT LUẬN 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 v BẢNG GIẢI THÍCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký Hiệu NR Tiếng Anh Tiếng Việt Natural Rubber Cao su thiên thiên CSTN Cao su tự nhiên ENR Epoxy Natural Rubber Cao su tự nhiên epoxy hóa IIR Isobutylene-isoprene Rubber Cao su Butyl CIIR Chloro-isobutylene-isoprene rubber Cao su Clo Butyl PE Polyethylene Polyetylen PP Polypropylene Polypropylen PVC Polyvinyl Chloride Polyvinyl clorit EPDM Ethylene-propylene-dien monomer Cao su etylen propylen dien SEM Scanning Electron Microscopy Ảnh hiển vi điện tử quét TGA ThermoGravimetry Analysis Phân tích nhiệt trọng lượng EZ Zinc- Diethyl Dithiocarbamate Xúc tiến EZ TMTD Tetramethyl thiuram disunphit Xúc tiến TMTD DM Dithio-bis- morpholine Xúc tiến DM RF Resorcinol fomaldehyt Nhựa RF ASTM American Society for Testing and Materials Tiêu chuẩn ASTM TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam đvc Đơn vị Cacbon PKL, pkl Phần khối lượng vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần hoá học cao su tự nhiên Bảng 1.2 Tính chất vật lý cao su tự nhiên Bảng 1.3 Thành phần tiêu chuẩn để xác định tính chất lý cao su tự nhiên Bảng 1.4 Một số thông số cao su clorobutyl CB-1240 .13 Bảng 1.5 Thông số kỹ thuật lớp cao su bề mặt 24 Bảng 1.6 Một số thông số kỹ thuật băng tải chịu nhiệt thị trường 25 Bảng 2.1 Danh mục bảng thiết bị sử dụng 26 Bảng 3.1 Đơn phối liệu hợp phần cao su clobutyl 38 Bảng 3.2 Đặc trưng lưu hóa cao su clobutyl 39 Bảng 3.3 Đơn phối liệu hợp phần cao su thiên nhiên 40 Bảng 3.4 Đặc trưng lưu hóa cao su ttự nhiên .40 Bảng 3.5 Đơn phối liệu loại cao su dùng để chế tạo blend 42 vii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Diện tích sản lượng cao su Việt Nam, năm 2000 - 2016 Hình 1.2 Cơng thức cấu tạo cao su tự nhiên Hình 1.3 Cấu tạo hố học cao su butyl 10 Hình 1.4 Cấu tạo hóa học cao su clobutyl 12 Hình 1.5 Cấu tạo băng tải cao su 24 Hình 2.1 Sơ đồ trộn hợp hai hỗn hợp cao su thành phần 28 Hình 2.2 Sơ đồ trộn hợp hỗn hợp hai cao su tạo thành Blend 29 Hình 2.3 Phương pháp hỗn luyện đồng thời 30 Hình 2.4 Thiết bị Rotorless Rheometer 31 Hình 2.5 Hình dạng mẫu đo độ bền kéo đứt 32 Hình 2.6 Hình dạng mẫu đo độ bền xé 33 Hình 2.7 Dụng cụ đo độ cứng GS-709N 34 Hình 2.8 Thiết bị đo độ mài mòn GT- 7012D 35 Hình 2.9 Thiết bị phân tích nhiệt trọng lượng (TGA) 36 Hình 3.1 Ảnh hưởng hàm lượng lưu huỳnh đến tính chất kéo cao su clobutyl 39 Hình 3.2 Ảnh hưởng hàm lượng lưu huỳnh đến tính chất kéo cao su 41 tự nhiên 41 Hình 3.3 Ảnh hưởng chế độ trộn đến tính chất kéo blend 44 Hình 3.4 Ảnh hưởng chế độ trộn đến tính chất xé blend 44 Hình 3.5 Ảnh hưởng chế độ trộn đến độ cứng blend 44 Hình 3.6 Ảnh hưởng hàm lượng cao su clobutyl đến tính chất kéo blend 46 Hình 3.7 Ảnh hưởng hàm lượng cao su clobutyl đến độ giãn dài đứt blend 46 Hình 3.8 Ảnh hưởng hàm lượng cao su clobutyl đến độ bền xé blend 47 Hình 3.9 Ảnh hưởng hàm lượng cao su clobutyl đến độ mài mòn blend 47 Hình 3.10 Ảnh hưởng hàm lượng cao su clobutyl đến độ cứng blend 48 Hình 3.11 Ảnh hưởng hàm lượng than đen đến độ bền kéo blend 49 Hình 3.12 Ảnh hưởng hàm lượng than đen đến độ giãn dài đứt blend 49 viii