CHƯƠNG 4: CHẤT PHỤ GIA potx

1 2 4.1 Chất kháng oxygen hóa và ozone hóa • Chất phòng lão còn gọi là chất kháng lão có chức năng cản trở hay giảm tối thiểu sự hư hỏng của cao su lưu hóa. • Sự hư hỏng thể hiện qua sự biến đổi giảm mất các đặc tính ban đầu, thường đưa đến hiện tượng “chảy nhão”. • Kháng oxygen: Kháng lại oxide hóa cao su ở các điều kiện tồn trữ và sử dụng khi không ra nắng. • Kháng kim loại Cu và Mn: Kháng lại tác dụng xúc tác quá trình oxide hóa phân hủy cao su của đồng (Cu) hay mangan (Mn). 3 • Kháng quang hủy và ozone: Kháng oxide hóa hay ozone hóa cao su ở các điều kiện phơi ra ánh nắng mặt trời hay ra khí trời liên tục. • Sự phòng khám phối hợp: Tùy theo yêu cầu sản phẩm cao su chế biến mà cần thiết phải có sự phòng lão thích hợp, thường là phối hợp để hiệu quả đạt tối ưu. Chẳng hạn, mặt hàng vỏ xe (lốp) vận tải là sản phẩm tiêu dùng ngoài trời chịu những điều kiện khắc nghiệt, hỗn hợp cao su mặt ngoài phải có sự phòng lão hoàn hảo nhất. 4 Những chất phòng lão sử dụng phổ biến nhất • Kháng quang hủy và ozone: Kháng oxide hóa hay ozone hóa cao su ở các điều kiện phơi ra ánh nắng mặt trời hay ra khí trời liên tục. • PHENYL-β-NAPHTHYLAMINE: ANTIOXYGÈNE: E.I Du Pont de Nemours, ANTIOXYDANT PBN: Monsanto Chemical, VULKANOX PBN: Bayer… 5 PHENYL-β-NAPHTHYLAMINE • Thuộc nhóm amine, có tác dụng phòng lão cho sản phẩm cao su lưu hóa chế biến từ cao su, latex thiên nhiên hay tổng hợp. • Lượng dùng: 0,5 - 2% đối vi trọng lượng cao su khô hay 0,25 - 1% phối hợp vi chất phòng lão khác. • ng dụng: Chế biến các mặt hàng cơ bản là cao su có tính chịu nhiệt, chịu các điều kiện về động lực: phụ tùng cao su kỹ thuật cho các loại máy, dây couroie, dây điện, vỏ xe (lốp) các loại, ruột xe (săm), nòng ruột cao su (boyau), v.v • Chất tương tự: Phenyl-α-naphthylamine, Polymer 2,2,4- trimethyl dihydroquinoline, Aldol naphthylamine… 6 PHENYL CYCLOHEXYL-P- PHENYLENEDIAMINE • FLEXZONE 6H: Naugatuck Chem. thuộc U.S. Rubber Cty, ANTIOXYDANT 4010: Bayer, ANTIOXIDANT 810… • Phòng lão cho sản phẩm cao su lưu hóa chế biến từ cao su, latex thiên nhiên hay tổng hợp. • Kháng oxygen, kháng Cu và Mn, kháng ozone rất tốt. • Lượng dùng: 0.5-2.0%. • Phối hợp vi các chất phòng lão khác, PBN, PAN cho chế biến mặt hàng chịu nhiệt + chịu các điều kiện bất lợi. 7 MERCAPTOBENZIMIDAZOLE: MB • ANTIOXYGENE MB: Saint Denis, PERMANAX 21: Rhône Poulenc. •Sử dụng cho cả lĩnh vực cao su khô và latex. •Chủ yếu phòng lão cho cao su lưu hoá co hiệu quả kháng oxygen đặc biệt (antioxidant “désactiveur”) Cu. • Trì hoãn mạnh chất xúc tiến lưu hóa cực nhanh nhóm dithiocarbamate. • Xúc tiến lưu hoác cao su polychloroprene. • Mọi hoạt tính của MB đều cần có ZnO phụ trợ. 8 DINAPHTHYL - P - PHENYLENE DIAMINE: DNPD • Dùng như chất phòng lão chính: Kháng O 2 đặc biệt: 0,5 - 3%. Kháng Cu, Mn: 0,5 - 2% • Dùng như chất phòng lão phụ trợ: 50 - 100% đối vi lượng chất phòng lão chính. • Dùng như chất trì hoãn tác dụng của chất gia tốc nhóm dithiocarbamate 0,5 -1,5%. • Dùng trong latex (có tác dụng thụ nhiệt đông latex): 0,5 - 1,5% Một số loại chất khác SV tự đọc sách 9 4.2 Chất hóa dẻo • Cao su cấu tạo bởi những chuỗi phân tử rối loạn dài, dưi tác dụng kéo dãn, chúng căng thành một dạng thể trật tự. Những chuỗi này được nối vi nhau bởi những lực tự nhiên khác nhau và do ảnh hưởng nhiệt chúng sẽ tự ni lỏng ra. Khi một chất hóa dẻo cao su tiếp xúc vi một hệ thống như thế, nó xen vào giữa những chuỗi cao su vừa làm tách những chuỗi ra vừa làm giảm lực hút giữa các phân tử. • Phân biệt hai loại chất hóa dẻo: loại dung môi cao su và loại không phải là dung môi. 10 • Nhóm dung môi tương hợp vi cao su ở mọi tỷ lệ và người ta thừa nhận những chất hóa dẻo thuộc loại này không chỉ làm giảm lực hút giữa phân tử của các chuỗi, mà còn cho những nhóm đặc biệt ở polymer, cũng như lập ra những lực hút mi không chỉ giữa polymer vi polymer mà còn giữa polymer vi chất hóa dẻo cao su. • Nhóm phi dung môi có chức năng pha loãng và tác dụng của nó thuần túy là cơ học. Nó làm tăng đơn thuần khoảng cách giữa các chuỗi. • Chất hóa dẻo có chức năng ln trong cao su giúp chế biến và gia công hỗn hợp cao su được dễ dàng, làm biến đổi vài cơ lý tính của cao su lưu hóa. [...]... cao su càng dễ dàng bao nhiêu, chất hóa dẻo càng phải tan vào cao su bấy nhiêu Về xử lý ban đầu, vài chất hóa dẻo giúp cho ta nhồi trộn được chất độn vào với tỷ lệ cao và giúp chất độn phân tán tốt trong cao su; dễ dàng định hình về sau, giúp thực hiện nhồi trộn các chất phụ gia và chất độn ở nhiệt độ thấp 11 • Tác dụng với cao su đã lưu hóa: Ta có thể dùng một chất hóa dẻo cao su để biến đổi... dàng làm dẻo mềm vừa hạ thấp độ nhớt của cao su • Chất trơn: Có công dụng giới hạn, trượt dễ dàng trong quá trình cán và ép đùn Những chất này ít tương hợp với cao su, ít hoặc không có tính dính như keo • Chất dính và nhựa: Tăng tính dính như keo hỗn hợp sống Chúng tẩm ướt chất độn và do đó cải thiện được tính năng cơ lý của cao su lưu hóa Những chất loại này tổng quát được chú ý tới tính cải thiện... sức chịu uốn cong và sức chịu nhiệt •Hắc ín thô và nhựa rải đường: Những chất hắc ín đều là những chất pha loãng rẻ tiền, chúng giúp cho hỗn hợp cao su chảy dễ dàng trong khuôn 13 Chất hóa dẻo có nguồn gốc từ động vật và thực vật  Các chất dầu thiên nhiên  Các chất trơn, điển hình là các acid béo và dẫn xuất  Các chất nhựa, điển hình là nhựa thông và dẫn xuất  Hắc ín nhựa thông • Dầu:... đích sử dụng  Các chất dầu có cấu trúc paraffinic  Các chất dầu có cấu trúc naphthenic  Các chất dầu phương hương chiếm ưu thế  Các chất dầu có cấu trúc phương hương • Dầu có cấu trúc paraffinic  Chỉ có chức năng là tạo trơn trong cao su Chúng không có tác dụng hóa dẻo, bởi vì chúng chỉ giữ được rất ít ở mạng polymer Chúng phân tán vào cao su khó khăn, nhưng sẽ dễ dàng nhồi trộn chất độn vào về... thấp (lạnh) • Chất hóa dẻo ester có công dụng đặc biệt:  Chất hóa dẻo dùng cho cao su chịu lạnh  Các ester tăng cường cho cao su các tính chất tốt ở các nhiệt độ thấp thì rất nhiều mà thường dùng nhất là các sebaate, adipate, phthalate, ricinoleate và vài phosphate 27 4.3 Chất màu • Chịu nhiệt từ 100 - 2000C (chịu được sự gia nhiệt lưu hóa cao su) • Không tan trong cao su, dung môi và chất hóa dẻo...• Vài chất cải thiện được quá trình ép đùn, cán làm tăng hay làm mất tính dính như keo, vài chất làm cho hỗn hợp cao su ở trạng thái sống hóa dẻo nhưng lại làm cho cao su lưu hóa cứng, vài chất lại làm biến đổi các cơ lý tính khi sản phẩm đã hoàn tất • Tác dụng với cao su chưa lưu hóa: công dụng chính của chất hóa dẻo cao su là dễ dàng cho xử lý ban đầu... hóa đơn phân tử (monomer) có nguồn gốc từ dầu mỏ, bản chất là cấu trúc phương hương được bão hòa nhiều hoặc ít  Đây là những chất hóa dẻo tốt cho cao su thiên nhiên và cao su tổng hợp, chúng làm tăng độ dẻo nhưng không làm giảm cơ lý tính Chúng dễ dàng khuếch tán các chất độn, thể hiện qua việc tăng độ kéo dãn và độ chịu xé rách (ta nên nhớ là một chất độn tăng được cường lực cao su lưu hóa với điều... dẻo tổng hợp • Chất hóa dẻo ester:  Các chất hóa dẻo ester được áp dụng chủ yếu vào cao su Nitrile và neoprene Chức năng chủ yếu của chúng là góp phần vào cải thiện cho các loại cao su có tính chất tốt Giá thành của chúng khá cao  Phthalate dibutyl: C4H9COO–C6H4–COO–C4H9: Rất tốt của cao su thiên nhiên và cao su tổng hợp và đặc biệt nhất là cao su Nitrile Nó giúp giảm được thời gian hóa dẻo cao... lưu hóa Chất hóa dẻo cũng có thể ảnh hưởng tới tính đàn hồi, độ trễ, xé rách, sức chịu ma sát, sức chịu lạnh, chịu ozone và chịu dung môi Tất cả những đặc tính này là tùy thuộc vào cấu tạo vật lý và hóa học của chất hóa dẻo mà ta dùng Phân loại  Nhóm có nguồn gốc động vật và thực vật  Nhóm có nguồn gốc dẫn xuất từ than đá  Nhóm có nguồn gốc dẫn xuất từ dầu mỏ  Nhóm tổng hợp 12 • Chất dầu: Chất hóa... nhồi trộn chất độn vào về sau, trong qui trình chế tạo 21 hỗn hợp • Dầu có cấu trúc naphthenic Đó là những chất hóa dẻo có công dụng tổng quát Tác dụng hóa dẻo của chúng là nhờ vào sự hiện diện của nhân vòng và chúng trộn vào cao su không khó khăn  Tất cả những chất có cấu trúc vòng đều là những chất ảnh hưởng đến hỗn hợp cao su các đặc tính tốt hơn hết Sức chịu oxide hóa tốt, độ bền nhiệt nằm khoảng . định hình về sau, giúp thực hiện nhồi trộn các chất phụ gia và chất độn ở nhiệt độ thấp. 12 • Tác dụng vi cao su đã lưu hóa: Ta có thể dùng một chất hóa dẻo cao su để biến đổi sức chịu kéo. - 2% • Dùng như chất phòng lão phụ trợ: 50 - 100% đối vi lượng chất phòng lão chính. • Dùng như chất trì hoãn tác dụng của chất gia tốc nhóm dithiocarbamate 0,5 -1,5%. • Dùng trong latex (có. càng dễ dàng bao nhiêu, chất hóa dẻo càng phải tan vào cao su bấy nhiêu. Về xử lý ban đầu, vài chất hóa dẻo giúp cho ta nhồi trộn được chất độn vào vi tỷ lệ cao và giúp chất độn phân tán tốt trong