Nghiên cứu nâng cao tính năng cơ lý cho vật liệu cao su thiên nhiên bằng các chất độn hoạt tính

Trƣờng ĐH Sƣ phạm Hà Nội Khoá luận tốt nghiệp TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ HỘI KHOA HOÁ HỌC VŨ THỊ THUÝ NGHIÊN CỨU NÂNG CAO TÍNH NĂNG CƠ LÝ CHO VẬT LIỆU CAO SU THIÊN NHIÊN BẰNG CÁC CHẤT ĐỘN HOẠT TÍNH KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hoá công nghệ - Môi trƣờng Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS ĐỖ QUANG KHÁNG TS NGÔ KẾ THẾ HÀ NỘI – 2010 Vũ Thị Thuý Lớp: K32B SPHoá Trƣờng ĐH Sƣ phạm Hà Nội Khoá luận tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc, lòng cảm ơn chân thành đến PGS TS Đỗ Quang Kháng TS Ngô Kế Thế anh phòng Công nghệ Polyme (Viện Hoá học) phòng Nghiên cứu Vật liệu Polyme Composite (Viện Khoa học Vật liệu) tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ tạo điều kiện cho em hoàn thành khoá luận tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn thầy tổ trƣởng tổ môn Hoá Công nghệ Môi trƣờng thầy cô toàn khoa Hoá - Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Hà Nội 2, gia đình bạn bè nhiệt tình động viên, dìu dắt hƣớng dẫn em suốt trình học nhƣ suốt thời gian làm khoá luận Hà Nội, tháng 05 năm 2010 Sinh viên thực Vũ Thị Thuý Vũ Thị Thuý Lớp: K32B SPHoá Trƣờng ĐH Sƣ phạm Hà Nội Khoá luận tốt nghiệp LỜI CAM ĐOAN Khoá luận tốt nghiệp đƣợc hoàn thành dƣới hƣớng dẫn PGS TS Đỗ Quang Kháng TS Ngô Kế Thế với cố gắng nỗ lực thân Trong trình nghiên cứu em có tham khảo số tài liệu Em xin cam đoan kết nghiên cứu đƣợc khoá luận hoàn toàn nghiên cứu thân không trùng với kết nghiên cứu tác giả khác đƣợc công bố Nếu sai em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm! Sinh viên thực Vũ Thị Thuý Vũ Thị Thuý Lớp: K32B SPHoá Trƣờng ĐH Sƣ phạm Hà Nội Khoá luận tốt nghiệp MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu Nội dung nghiên cứu PHẦN 1: TỔNG QUAN 1.1 Cao su thiên nhiên 1.1.1 Lịch sử phát triển 1.1.2 Mủ cao su thiên nhiên (latec) 1.1.3 Thành phần, cấu tạo, tính chất cao su thiên nhiên 1.1.3.1 Thành phần 1.1.3.2 Cấu tạo 1.1.3.3 Tính chất 1.1.4 Phƣơng pháp chế biến cao su thiên nhiên 1.1.5 Tình hình sản xuất, chế biến CSTN giới 1.1.6 Tình hình sản xuất, chế biến CSTN nƣớc ta 11 1.2 Một số biện pháp biến tính cao su thiên nhiên 13 1.2.1 Biến tính phƣơng pháp hoá học 13 1.2.1.1 Hoá vòng cao su 13 1.2.1.2 Gắn nhóm phân cực vào mạch cao su 14 1.2.2 Biến tính cao su thiên nhiên nhựa nhiệt dẻo cao su tổng hợp khác 15 1.2.3 Biến tính cao su thiên nhiên chất độn hoạt tính 16 1.2.3.1 Lý thuyết chất độn 16 1.2.3.2 Lý thuyết tăng cường lực chất độn hoạt tính cao su 17 Vũ Thị Thuý Lớp: K32B SPHoá Trƣờng ĐH Sƣ phạm Hà Nội Khoá luận tốt nghiệp 1.2.3.3 Tăng cường lực cao su thiên nhiên chất độn hoạt tính 19 PHẦN 2: CHƢƠNG TRÌNH, VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27 2.1 Chƣơng trình nghiên cứu 27 2.2 Vật liệu nghiên cứu 27 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 29 2.3.1 Chế tạo mẫu 29 2.3.2 Chế tạo vật liệu tổ hợp máy cán trục 30 2.3.3 Chế tạo mẫu nghiên cứu 30 2.4 Khảo sát tính lý vật liệu 30 2.4.1 Phƣơng pháp xác định độ bền kéo đứt 31 2.4.2 Phƣơng pháp xác định độ giãn dài đứt 31 2.4.3 Phƣơng pháp xác định độ mài mòn 31 2.4.3 Phƣơng pháp xác định độ cứng 31 2.5 Nghiên cứu cấu trúc hình thái học vật liệu kính hiển vi điện tử quét 32 2.6 Nghiên cứu khả bền nhiệt vật liệu phƣơng pháp phân tích nhiệt vi sai 32 PHẦN 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 33 3.1 Nghiên cứu nâng cao tính lý cho cao su thiên nhiên chất độn hoạt tính 33 3.1.1 Ảnh hƣởng hàm lƣợng than hoạt tính tới tính chất học vật liệu 33 3.1.2 Ảnh hƣởng hàm lƣợng sợi vô phối hợp tới tính chất học vật liệu 37 3.1.3 Ảnh hƣởng chất phụ gia tăng phân tán tới tính chất vật liệu 40 3.1.3.1 Ảnh hưởng đến tính chất lý vật liệu 40 Vũ Thị Thuý Lớp: K32B SPHoá Trƣờng ĐH Sƣ phạm Hà Nội Khoá luận tốt nghiệp 3.1.3.2 Ảnh hưởng tới cấu trúc hình thái vật liệu 43 3.1.3.3 Ảnh hưởng tới khả bền nhiệt vật liệu 46 PHẦN 4: KẾT LUẬN 49 TÀI TIỆU THAM KHẢO 50 DANH MỤC KÍ HIỆU VIẾT TẮT, BẢNG BIỂU VÀ HÌNH ẢNH Kí hiệu viết tắt Vũ Thị Thuý Lớp: K32B SPHoá Trƣờng ĐH Sƣ phạm Hà Nội Khoá luận tốt nghiệp CNH, HĐH: Công nghiệp hoá, đại hoá CSTN: Cao su thiên nhiên DTA: Phân tích nhiệt vi sai ENR: Cao su thiên nhiên epoxy hoá PKL: Phần khối lƣợng SEM: Kính hiển vi điện tử quét SVC: Sợi vô TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam THT: Than hoạt tính TPT: Chất phụ gia làm tăng độ phân tán Bảng biểu Bảng 1: Thành phần hoá học CSTN Bảng 2: Thành phần tiêu chuẩn để xác định tính chất lý CSTN Bảng 3: Sản lƣợng cao su nƣớc thuộc khu vực Đông Nam Á đƣợc thống kê Bảng 4: Diện tích CSTN số nƣớc Đông Nam Á .9 Bảng 5: Tỉ lệ CSTN đƣợc sử dụng lĩnh vực 10 Bảng 6: Diện tích cao su toàn quốc vùng đến 2007 12 Bảng 7: Ảnh hƣởng hàm lƣợng THT tới tính chất học vật liệu 34 Bảng 8: Ảnh hƣởng hàm lƣợng SVC phối hợp tới tính chất học vật liệu 38 Bảng 9: Nhiệt độ bắt đầu phân huỷ nhiệt độ phân huỷ mạnh vật liệu 47 Hình ảnh Vũ Thị Thuý Lớp: K32B SPHoá Trƣờng ĐH Sƣ phạm Hà Nội Khoá luận tốt nghiệp Hình 1: Ảnh hƣởng hàm lƣợng THT tới độ bền kéo đứt vật liệu 34 Hình : Ảnh hƣởng hàm lƣợng THT tới độ mài mòn vật liệu 35 Hình 3: Ảnh hƣởng hàm lƣợng THT tới độ dãn dài đứt vật liệu 35 Hình 4: Ảnh hƣởng hàm lƣợng THT tới độ cứng vật liệu 36 Hình 5: Ảnh hƣởng hàm lƣợng SVC tới độ bền kéo đứt vật liệu có 25% THT 38 Hình 6: Ảnh hƣởng hàm lƣợng SVC tới độ mài mòn vật liệu có 25% THT 39 Hình 7: Ảnh hƣởng hàm lƣợng SVC tới độ dãn dài đứt vật liệu có 25% THT 39 Hình 8: Ảnh hƣởng hàm lƣợng SVC tới độ cứng vật liệu có 25% THT 40 Hình 9: Ảnh hƣởng chất tăng phân tán tới độ bền kéo đứt 41 Hình 10: Ảnh hƣởng chất tăng phân tán tới độ dãn dài đứt 41 Hình 11: Ảnh hƣởng chất tăng phân tán tới độ mài mòn 42 Hình 12: Ảnh hƣởng chất tăng phân tán tới độ cứng 42 Hình 13: Ảnh SEM bề mặt gẫy vật liệu CSTN/25% THT 43 Hình 14: Ảnh SEM bề mặt gẫy vật liệu CSTN/25%THT/2%SVC 44 Hình 15: Ảnh SEM bề mặt gẫy vật liệu CSTN/25%THT/20%SVC 44 Hình 16: Ảnh SEM bề mặt gẫy vật liệu CSTN/25%THT/2%SVC/2%TPT .45 Hình 17: Biểu đồ phân tích nhiệt vi sai số mẫu vật liệu tiêu biểu 46 Vũ Thị Thuý Lớp: K32B SPHoá Trƣờng ĐH Sƣ phạm Hà Nội Khoá luận tốt nghiệp MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Cùng với phát triển kinh tế, kĩ thuật, vật liệu cao su ngày đƣợc ứng dụng nhiều hầu hết lĩnh vực Trong loại vật liệu cao su, cao su thiên nhiên đƣợc sử dụng rộng rãi vật liệu quan trọng Ở Việt Nam cao su đƣợc trồng từ sớm (1897) Tuy nhiên, đến gần đƣợc quan tâm, ý đặc biệt dần trở thành ngành kinh tế mũi nhọn nƣớc ta Từ sau đổi (1986), cao su đƣợc ý mức dần phát triển mạnh Tới nay, diện tích canh tác cao su nƣớc ta đạt 674200 (2009) (Theo Bộ NN phát triển NT), phấn đấu tới 2015 đạt khoảng 800000 [17] Sản lƣợng cao su tăng liên tục năm qua Tuy nhiên, cao su nƣớc ta sử dụng nƣớc ít, phần lớn xuất sang Trung Quốc, phần lại sang nƣớc khác dƣới dạng thô với giá thành rẻ mạt Trong đó, phải nhập sản phẩm cao su kĩ thuật với giá thành cao Việc tự sản xuất cao su kĩ thuật từ cao su thiên nhiên đòi hỏi lớn với ngành công nghiệp cao su nƣớc ta Bởi quan trọng hoạt động kinh tế mà đáp ứng việc phát triển sản xuất, nâng cao giá trị hàng hóa, tiết kiệm chi phí nhiên liệu, lƣợng, giảm ô nhiễm môi trƣờng Trƣớc tình hình thực tế trên, tiến hành đề tài “Nghiên cứu nâng cao tính lý cho vật liệu cao su thiên nhiên chất độn hoạt tính” để hạ giá thành sản phẩm cao su, đáp ứng nhu cầu sản phẩm cao su ngành kinh tế, đặc biệt sản phẩm cao su kĩ thuật phục vụ kinh tế quốc dân Vũ Thị Thuý Lớp: K32B SPHoá Trƣờng ĐH Sƣ phạm Hà Nội Khoá luận tốt nghiệp Mục tiêu nghiên cứu Nhằm chọn thành phần chất độn hợp lý để nâng cao tính lý cho cao su thiên nhiên để mở rộng phạm vi ứng dụng, hạ giá thành cho sản phẩm cao su Đối tƣợng nghiên cứu Vật liệu cao su thiên nhiên số chất độn gia cƣờng Nội dung nghiên cứu - Chế tạo mẫu nghiên cứu - Khảo sát tính lý vật liệu: + Xác định độ bền kéo đứt, + Xác định độ dãn dài đứt, + Xác định độ mài mòn, + Xác định độ cứng tƣơng đối - Nghiên cứu cấu trúc hình thái học vật liệu kính hiển vi điện tử quét (SEM) - Nghiên cứu khả bền nhiệt vật liệu Vũ Thị Thuý 10 Lớp: K32B SPHoá Trƣờng ĐH Sƣ phạm Hà Nội Khoá luận tốt nghiệp 30 21,37 0,0779 85,0 436 40 18,13 0,0808 85,0 434 Độ bền kéo đứt [Mpa] 33 30 27 24 21 18 15 10 15 20 25 30 35 40 45 Hàm lƣợng SVC phối hợp [PKL] Độ mài mòn [g/40m] Hình 5: Ảnh hƣởng hàm lƣợng SVC tới độ bền kéo đứt vật liệu có 25% THT 0.09 0.08 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 10 15 20 25 30 35 40 45 Hàm lƣợng SVC phối hợp [PKL] Hình 6: Ảnh hƣởng hàm lƣợng SVC tới độ mài mòn vật liệu có 25% THT Vũ Thị Thuý 48 Lớp: K32B SPHoá Độ dãn dài đứt [%] Trƣờng ĐH Sƣ phạm Hà Nội Khoá luận tốt nghiệp 700 650 600 550 500 450 400 350 10 15 20 25 30 35 40 45 Hàm lƣợng SVC phối hợp [PKL] Hình 7: Ảnh hƣởng hàm lƣợng SVC tới độ dãn dài đứt Độ cứng [Shore A] vật liệu có 25% THT 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 10 15 20 25 30 35 40 45 Hàm lƣợng SVC phối hợp [PKL] Hình 8: Ảnh hƣởng hàm lƣợng SVC tới độ cứng vật liệu có 25% THT Vũ Thị Thuý 49 Lớp: K32B SPHoá Trƣờng ĐH Sƣ phạm Hà Nội Khoá luận tốt nghiệp Từ kết thấy, thêm lƣợng nhỏ SVC (khoảng – 3%) độ bền kéo đứt vật liệu CSTN tăng lên đáng kể; đặc biệt giá trị độ bền kéo đứt đạt giá trị lớn hàm lƣợng SVC 2% Ở hàm lƣợng (CSTN/25%THT/2%SVC) độ bền kéo đứt vật liệu tăng 13,8% so với mẫu vật liệu sử dụng độn có 25% THT Song bên cạnh đó, hàm lƣợng SVC tăng độ dãn dài đứt, độ bền mài mòn giảm độ cứng lại tăng nhanh Từ phân tích kết thu đƣợc cho thấy, giải thích nguyên nhân biến đổi giá trị tính chất lý giống nhƣ giải thích chất độn THT Nhƣ vậy, vào kết nhận xét trên, chọn hàm lƣợng SVC phối hợp 2% để tiến hành nghiên cứu 3.1.3 Ảnh hƣởng chất phụ gia tăng phân tán tới tính chất vật liệu 3.1.3.1 Ảnh hưởng đến tính chất lý vật liệu Ngoài chất độn vô THT, SVC,… phụ gia tăng cƣờng phân tán cho phụ gia khác cao su làm tăng tính lý vật liệu Để nghiên cứu khả này, dùng lƣợng cao su lỏng (2% so với khối lƣợng CSTN) phối trộn vào vật liệu Dƣới kết khảo sát ảnh hƣởng chất phụ gia TPT tới tính chất lý vật liệu Vũ Thị Thuý 50 Lớp: K32B SPHoá Trƣờng ĐH Sƣ phạm Hà Nội Khoá luận tốt nghiệp MPa 40 35 30 25 20 15 10 30.11 30.86 25.49 CST N/25%T HT CST N/25%T HT /2%SVC CST N/T HT /SVC/T PT Độ bền kéo đứt Hình 9: Ảnh hƣởng chất phụ gia tăng phân tán tới độ bền kéo đứt [%] 700 652 650 630 612 CSTN/25%THT CSTN/25%THT/2%SVC CSTN/THT/SVC/TPT 600 550 Độ dãn dài đứt Hình 10: Ảnh hƣởng chất phụ gia tăng phân tán tới độ dãn dài đứt Vũ Thị Thuý 51 Lớp: K32B SPHoá Trƣờng ĐH Sƣ phạm Hà Nội Khoá luận tốt nghiệp [g/40m] 0.05 0.04 0.03 0.0317 0.031 CST N/25%T HT 0.0223 CST N/25%T HT /2%SVC 0.02 CST N/T HT /SVC/T PT 0.01 Độ mài mòn Hình 11: Ảnh hƣởng chất phụ gia tăng phân tán tới độ mài mòn [Shore A] 60 59 58 57 56 55 54 58 58 CST N/25%T HT CST N/25%T HT /2%SVC 56 CST N/T HT /SVC/T PT Độ cứng Hình 12: Ảnh hƣởng chất phụ gia tăng phân tán tới độ cứng Từ kết nghiên cứu thực nghiệm so sánh biểu đồ cho thấy, có chất làm tăng phân tán (TPT) vào vật liệu độ bền kéo đứt, độ mài mòn vật liệu tăng nhanh so với vật liệu CSTN có 25% THT Còn so với mẫu tƣơng ứng phụ gia (CSTN/25%THT/2%SVC) độ tăng không nhiều Có thể giải thích tăng không nhiều do: Vũ Thị Thuý 52 Lớp: K32B SPHoá Trƣờng ĐH Sƣ phạm Hà Nội Khoá luận tốt nghiệp mặt, phụ gia làm cấu tử vật liệu phân tán đặn vật liệu có cấu trúc chặt chẽ làm tăng độ bền, nhƣng mặt khác, CSTN cắt mạch có khối lƣợng phân tử nhỏ nên cho vào vƣợt hàm lƣợng định lại làm giảm tính lý vật liệu Riêng độ dãn dài tƣơng đối đứt tăng rõ phân bố đặn hạt chất độn vật liệu Độ cứng vật liệu gần nhƣ không thay đổi 3.1.3.2 Ảnh hưởng tới cấu trúc hình thái vật liệu Để đánh giá đầy đủ ảnh hƣởng chất tăng phân tán, làm biến đổi cấu trúc tới vật liệu sở CSTN, tiếp tục tiến hành khảo sát ảnh hƣởng trình biến tính đến cấu trúc hình thái vật liệu kính hiển vi điện tử quét Dƣới ảnh chụp kính hiển vi điện tử quét SEM bề mặt gẫy số vật liệu tiêu biểu Hình 13: Ảnh SEM bề mặt gẫy vật liệu CSTN/25% THT Vũ Thị Thuý 53 Lớp: K32B SPHoá Trƣờng ĐH Sƣ phạm Hà Nội Khoá luận tốt nghiệp Hình 14: Ảnh SEM bề mặt gẫy vật liệu CSTN/25%THT/2%SVC Hình 15: Ảnh SEM bề mặt gẫy vật liệu CSTN/25%THT/20%SVC Vũ Thị Thuý 54 Lớp: K32B SPHoá Trƣờng ĐH Sƣ phạm Hà Nội Khoá luận tốt nghiệp Hình 16: Ảnh SEM bề mặt gẫy vật liệu CSTN/25%THT/2%SVC/2%TPT Từ kết hình ảnh SEM, mẫu vật liệu bột độn SVC bột THT phân bố tƣơng đối đồng bề mặt gẫy mẫu vật liệu Khi có thêm lƣơng nhỏ SVC (2% so với hàm lƣợng CSTN) phân bố SVC THT CSTN tƣơng đối đồng làm cho tính chất lý vật liệu tăng lên Còn hàm lƣợng bột SVC tăng cao (20%) phân bố bột SVC không nữa, bề mặt gẫy mẫu vật liệu xuất mảng bột SVC dƣ làm cho tính chất: độ bền kéo đứt, độ dãn dài đứt, độ bền mài mòn vật liệu giảm, độ cứng tăng nhanh Đối với mẫu CSTN/25%THT/2%SVC, có thêm 2% TPT cấu trúc vật liệu đặn, chặt chẽ hơn, sợi vô quyện chặt vào CSTN Nhƣ vậy, có thêm lƣợng nhỏ chất làm tăng phân tán vào mẫu vật liệu làm biến đổi cấu trúc hình thái học vật liệu tạo cho vật liệu có cấu trúc đặn hơn, chặt chẽ Vì mà có lƣợng nhỏ chất làm tăng phân tán làm tăng đáng kể tính lý vật liệu Vũ Thị Thuý 55 Lớp: K32B SPHoá Trƣờng ĐH Sƣ phạm Hà Nội Khoá luận tốt nghiệp 3.1.3.3 Ảnh hưởng tới khả bền nhiệt vật liệu Để tiếp tục đánh giá tác động trình biến tính tới tính chất vật liệu từ CSTN, tiếp tục tiến hành nghiên cứu trình phân huỷ nhiệt số mẫu vật liệu tiêu biểu phƣơng pháp phân tích nhiệt vi sai Hình dƣới biểu đồ phân tích nhiệt vi sai số mẫu vật liệu tiêu biểu kết phân tích đƣợc trình bày bảng Hình 17: Biểu đồ phân tích nhiệt vi sai số mẫu vật liệu tiêu biểu: 1) CSTN/25%THT 2) CSTN/25%THT/2%SVC 3) CSTN/25%THT/2%SVC/2%TPT Bảng 9: Nhiệt độ bắt đầu phân huỷ nhiệt độ phân huỷ mạnh vật liệu Vũ Thị Thuý 56 Lớp: K32B SPHoá Trƣờng ĐH Sƣ phạm Hà Nội Nhiệt độ Khoá luận tốt nghiệp Bắt đầu phân huỷ Phân huỷ mạnh Mẫu CSTN(có phụ gia, không độn) [0C] 265 [0C] 285 CSTN/25%THT 350 378 CSTN/25%THT/2%SVC 350 399 CSTN/25%THT/2%SVC/2%TPT 360 427 Nhận thấy, mẫu vật liệu CSTN phụ gia chƣa có chất độn hoạt tính, nhiệt độ phân huỷ mạnh thấp (2850C) Thêm 25% THT, nhiệt độ bắt đầu phân huỷ (3500C) nhiệt độ phân huỷ mạnh (3780C) tăng nhanh Đặc biệt, phối hợp thêm với 2% SVC làm tăng nhiệt bắt đầu phân huỷ, nhiệt phân huỷ mạnh lên hàng chục 0C Có thể giải thích nguyên nhân tăng chất độn vô có độ bền nhiệt cao CSTN, mặt khác chất độn có tƣơng tác đƣợc phân tán tốt CSTN Khi sử dụng phối hợp chất độn với nhau, hiệu tăng lên nhiều chất độn tạo thành mạng lƣới riêng, đan xen vào đan xen vào vật liệu CSTN Lúc này, số mạng lƣới bền nhiệt cao (mạng lƣới THT mạng lƣới SVC) đan xen với mạng lƣới CSTN, mà chúng chiếm ƣu làm tăng khả bền nhiệt vật liệu Khi sử dụng thêm phụ gia làm tăng phân tán, nhiệt độ bắt đầu phân huỷ nhiệt độ phân huỷ mạnh tăng đáng kể nguyên nhân hiệu ứng làm tăng độ linh động cho cấu tử vật liệu, tạo điều kiện cho cấu trúc vật liệu chặt chẽ bền vững với tác động nhiệt độ Tóm lại, chất độn vô hoạt tính có khả làm tăng đáng kể độ Vũ Thị Thuý 57 Lớp: K32B SPHoá Trƣờng ĐH Sƣ phạm Hà Nội Khoá luận tốt nghiệp bền nhiệt vật liệu sở CSTN Nhất sử dụng phối hợp loại độn hoạt tính cho vật liệu CSTN với hàm lƣợng thích hợp mang lại hiệu ứng tốt Vũ Thị Thuý 58 Lớp: K32B SPHoá Trƣờng ĐH Sƣ phạm Hà Nội Khoá luận tốt nghiệp PHẦN KẾT LUẬN Vấn đề nghiên cứu biến tính CSTN, nhằm nâng cao tính chất lý, mở rộng phạm vi ứng dụng CSTN để chế tạo sản phẩm từ vật liệu CSTN đặc biệt sản phẩm cao su kỹ thuật phục vụ nhu cầu nƣớc xuất Từ kết thu đƣợc nghiên cứu, rút kết luận sau: Các chất độn hoạt tính sử dụng trộn hợp với CSTN có phụ gia làm tăng tính lý cho vật liệu Đối với loại độn có hiệu mạnh hàm lƣợng định (hàm lƣợng tối ƣu) Đối với THT hàm lƣợng tối ƣu 25% (so với hàm lƣợng CSTN) Tại hàm lƣợng THT biến tính vật liệu có độ bền mài mòn, độ bền kéo đứt độ dãn dài tƣơng đối đứt tốt Khi phối hợp chất độn với làm tăng đáng kể tính lý cho vật liệu so với độn riêng rẽ chất Vật liệu CSTN độn phối hợp 25% THT với SVC hàm lƣợng sợi vô tối ƣu 2% Tính chất lý vật liệu độn phối hợp tốt nhiều so với độn THT riêng rẽ Khi dùng thêm lƣợng nhỏ chất phụ gia làm tăng độ phân tán (khoảng 2%) cấu trúc hình thái học vật liệu thay đổi theo hƣớng tích cực (bề mặt gẫy vật liệu mịn đặn hơn) dẫn đến làm tăng tính lý tăng độ bền nhiệt vật liệu Những kết thu đƣợc nghiên cứu trên, lần khẳng định việc sử dụng cách hợp lý loại chất độn hoạt tính đƣa vào hợp phần cao su làm tăng độ bền mài mòn, độ bền kéo đứt nhƣ độ bền nhiệt vật liệu CSTN Vũ Thị Thuý 59 Lớp: K32B SPHoá Trƣờng ĐH Sƣ phạm Hà Nội Khoá luận tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Việt Bắc (1998), Nghiên cứu triển khai ứng dụng cao su thiên nhiên làm vật liệu compozit, Báo cáo tổng kết đề tài cấp nhà nƣớc KHCN – 03.03, tr.8 -12 Nguyễn Việt Bắc (2001), “Những xu hướng phát triển sản phẩm cao su blend cao su đến năm 2010”, Tuyển tập báo cáo Hội thảo vật liệu polymer compozit, Chƣơng trình KHCN 03 “Công nghệ Vật liệu”, tr 1-6 Trần Thị Thuý Hoa (2008), “Hiện trạng triển vọng nhu cầu cao su”, Tuyển tập báo cáo Hội thảo: “Phát triển bền vững ngành cao su Việt Nam thời kỳ hội nhập kinh tế quốc tế” Đỗ Quang Kháng, Nguyễn Văn Khôi, Đỗ Trƣờng Thiện, Hoàng Kim Oanh (1995), “Điều chế cao su có nhóm –OH cuối mạch”, Tạp chí Hoá học, 33 (2), tr 48-50 Đỗ Quang Kháng, Đỗ Trƣờng Thiện, Nguyễn Văn Khôi (1995), “Vật liệu tổ hợp polyme ứng dụng”, Tạp chí Hoạt động Khoa học, (10), tr 37-41 Lê Đức Lƣu (2008), “Hiện trạng định hướng phát triển cao su đến 2020”, Tuyển tập báo cáo Hội thảo: “Phát triển bền vững ngành cao su Việt Nam thời kỳ hội nhập kinh tế quốc tế” Nguyễn Trí Ngọc (2008), “Phát triển cao su Việt Nam giai đoạn 1996 – 2007 định hướng thời gian tới”, Tuyển tập báo cáo Hội thảo: “Phát triển bền vững ngành cao su Việt Nam thời kỳ hội nhập kinh tế quốc tế” Vũ Thị Thuý 60 Lớp: K32B SPHoá Trƣờng ĐH Sƣ phạm Hà Nội Khoá luận tốt nghiệp Phạm Hữu Lý (1993), Tính trộn hợp tính tương hợp - Những vấn đề nghiên cứu quan trọng vật liệu blend cao su – polyme, Tổng luận phân tích, Trung tâm Thông tin tƣ liệu - Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam Phạm Hữu Lý, Đặng Văn Luyến (1989), “Nghiên cứu cao su thiên nhiên lỏng quang phổ hồng ngoại tử ngoại”, Tạp chí hoá học, 27 (3), tr.14 10 Võ Phiên, Lê Xuân Hiền, Phạm Ngọc Lân (1982), “Cao su vòng ứng dụng chúng”, Tạp chí Hoá học, 20 (4), tr 11-14 11 Trần Thanh Sơn (1999), Báo cáo định hướng phát triển sản phẩm cao su Việt Nam đến 2010, Chƣơng trình Kỹ thuật, Kinh tế Công nghệ vật liệu 12 Đinh Gia Thành, Nguyễn Văn Khôi (1999), “Phân huỷ quang hoá cao su latex”, Tạp chí Khoa học Công nghệ, 37 (6), tr 39-43 13 Đỗ Trƣờng Thiện, Nguyễn Văn Khôi (1995), “Tổ hợp vật liệu từ cao su thiên nhiên với nhựa cardanol”, Tạp chí Hoá học, 33 (3), tr 36-38 14 Nguyễn Việt Triều, Lê Xuân Hiền (1998), “Nghiên cứu chế tạo chất tạo màng sở cao su thiên nhiên dầu đậu acrylat hoá”, Tuyển tập báo cáo Hội nghị Hoá học toàn quốc lần thứ 3, Hội Hoá học Việt Nam, T.1, tr 308-311 15 Ngô Phú Trù (1995), Kỹ thuật chế biến gia công cao su, Đại học Bách khoa Hà Nội 16 www.thinhphatgroup.com.vn 17 www.tinkinhte.com/nd5/detail/cong-nghiep/hoa-chat-nhua-cao-su/dientich-cao-su-se-dat-tren-700000-ha/80528.136146.html Vũ Thị Thuý 61 Lớp: K32B SPHoá Trƣờng ĐH Sƣ phạm Hà Nội Khoá luận tốt nghiệp Tiếng Anh 18 Bhaumik, T.K; Bhowmick, A.K; Gupta, B.R (1987), Plast Rubber process Appl, (1), p.43-50 19 C M Blow; C Hepburn (1987): Rubber technology and manufacture, second edition, London-Boston-Durban-Singapore-Sydney-Toronto-Wellington 20 Burfield, D.R (1984), “Epoxidation of NR latices methods of preparation and properties of modified rubbers”, J Appl Polym Sci, 29, p 1661-1673 21 Chairrer, J.M (1990), Polymeric materials and processing, Hanser Publishers Munich – Vienne – NewYork 22 Sheldon, R P (1982), “Composite polymer material”, Applied science Publishers Ltd London – NewYork, p 151-177 Vũ Thị Thuý 62 Lớp: K32B SPHoá [...]... lực cao su bằng than hoạt tính có thể xác định bằng cách xác định và biện luận tính chất cơ lý của cao su độn  Tăng cường tính chất cơ lý cho CSTN bằng các hợp chất hữu cơ Trong kĩ thuật gia công cao su nhằm tăng cƣờng tính chất cơ lý của hợp phần cao su không những chỉ sử dụng các chất độn hoạt tính có nguồn gốc vô cơ và than hoạt tính mà còn sử dụng các loại chất độn có nguồn gốc hữu cơ Các loại độn. .. có nguồn gốc hữu cơ Các loại độn hữu cơ cho hợp phần cao su đƣợc chia làm 2 loại chính: loại độn hữu cơ không hoạt tính và loại độn hữu cơ hoạt tính Các chất độn hữu cơ hoạt tính hay chất độn hữu cơ tăng cƣờng là các chất hữu cơ với kích thƣớc hạt nhỏ khi đƣa nó vào thành phần của hợp phần cao su các tính chất cơ lý của cao su tốt hơn Trong số các chất độn hữu cơ tăng cƣờng đƣợc sử dụng rộng rãi nhất... khác Khi tăng hàm lƣợng chất độn hoạt tính trong hợp phần cao su đến hàm lƣợng giới hạn nào đó các tính chất cơ học vật liệu tăng lên Để tăng cƣờng tính chất cơ lý của hợp phần cao su có thể sử dụng chất độn với kích thƣớc hạt từ 5 µm đến 10 µm Mức độ tăng cƣờng lực cho cao su bằng các chất độn hoạt tính còn phụ thuộc vào tƣơng tác giữa các phân tử cao su với bề mặt chất độn Chất độn phân cực lớn sẽ có... ƣu của các chất độn - Phân tích cấu trúc hình thái của vật liệu bằng kính hiển vi điện tử quét - Nghiên cứu độ bền nhiệt của vật liệu bằng phƣơng pháp phân tích nhiệt vi sai (DTA) Trên cơ sở những kết quả nghiên cứu thu đƣợc chọn ra thành phần các chất độn và phụ gia thích hợp để nâng cao tính năng cơ lý cho cao su thiên nhiên 2.2 VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU Những vật liệu đƣợc sử dụng trong nghiên cứu của... cƣờng lực cho vật liệu Đối với hợp phần cao su, khi đƣa một chất độn vào hợp phần độ bền kéo dãn và một vài Vũ Thị Thuý 24 Lớp: K32B SPHoá Trƣờng ĐH Sƣ phạm Hà Nội 2 Khoá luận tốt nghiệp tính chất cơ lý cao su lƣu hóa ở trạng thái đàn hồi cao tăng một cách đáng kể Các chất độn làm tăng tính chất cơ lý cao su, tăng tính năng sử dụng của vật liệu đƣợc gọi là chất độn tăng cƣờng (hoạt tính) Các chất độn không... biến tính nhựa nhiệt dẻo với cao su đã làm tăng độ dãn dài, độ bền va đập, nhƣng làm giảm độ bền kéo đứt và modun đàn hồi của nhựa nhiệt dẻo [23] Với sự biến tính này phần nhiều làm thay đổi nhiệt độ hoá thuỷ tinh của nhựa nhiệt dẻo 1.2.3 Biến tính cao su thiên nhiên bằng các chất độn hoạt tính 1.2.3.1 Lý thuyết về chất độn Hiện tƣợng tăng cƣờng tính chất cơ lý của vật liệu khi đƣa chất độn vào vật liệu. .. (thay đổi) tính chất cơ lý cao su đƣợc gọi là các chất độn trơ [15] Ngoài ra, chất độn đƣợc phân loại dựa trên đặc tính hóa học của chúng, đầu tiên, chúng đƣợc phân thành chất độn trắng và than đen, sau đó đƣợc phân thành loại tự nhiên và loại tổng hợp [16] Sự phân chia thành các chất độn hoạt tính và các chất độn trơ chỉ là tƣơng đối bởi vì sự tác dụng của một chất độn cho một vài loại cao su là tăng... glixerin,… Các hợp chất này hấp phụ lên bề mặt các oxit silic làm giảm khả năng hấp phụ các chất xúc tiên lƣu hoá và các chất phối hợp khác Mặt khác, các chất hoạt hoá bề mặt làm giảm độ nhớt của hợp phần cao su và tăng tốc độ cho quá trình lƣu hoá  Các chất độn vô cơ khác Các chất độn vô cơ đƣợc sử dụng nhiều trong công nghiệp gia công cao su đều có nguồn gốc tự nhiên: bột nhẹ, cao lanh, barit, thạch cao, ... trong cao su silicon tạo mạng không gian cho cao su Sự tồn tại các liên kết silicon giữa mạch đại phân tử của cao su silicon với silic đioxit làm tăng cƣờng độ bền cơ học của cao su silicon Silic đioxit còn là chất độn tăng cƣờng cho các hợp phần cao su và nhựa tổng hợp khác Đối với các loại cao su không kết tinh hoặc cao su có cấu trúc vô định hình thì silic có tác dụng tăng cƣờng tính chất cơ lý nhƣ các. .. nghiệp hoạt tính có độ bền cơ học (độ bền kéo đứt) tăng lên so với cao su không độn khoảng 10 – 12 lần Cũng trong trƣờng hợp tƣơng tự với cao su tinh thể và cao su kết tinh trong quá trình biến dạng với các chất độn hoạt tính thì hầu nhƣ không làm tăng độ bền cơ học mà chỉ làm tăng độ cứng và khả năng chống mài mòn của vật liệu 1.2.3.2 Lý thuyết tăng cường lực của chất độn hoạt tính đối với cao su Ngày ... nghiệp tính chất lý cao su lƣu hóa trạng thái đàn hồi cao tăng cách đáng kể Các chất độn làm tăng tính chất lý cao su, tăng tính sử dụng vật liệu đƣợc gọi chất độn tăng cƣờng (hoạt tính) Các chất độn. .. nghiên cứu Nhằm chọn thành phần chất độn hợp lý để nâng cao tính lý cho cao su thiên nhiên để mở rộng phạm vi ứng dụng, hạ giá thành cho sản phẩm cao su Đối tƣợng nghiên cứu Vật liệu cao su thiên. .. THẢO LUẬN 33 3.1 Nghiên cứu nâng cao tính lý cho cao su thiên nhiên chất độn hoạt tính 33 3.1.1 Ảnh hƣởng hàm lƣợng than hoạt tính tới tính chất học vật liệu 33 3.1.2