Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng than đen đến tính chất của vật liệu cao su sử dụng làm bạc trượt cho máy bơm nước

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC ********* NGUYỄN THỊ HẠNH NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA HÀM LƢỢNG THAN ĐEN ĐẾN TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU CAO SU SỬ DỤNG LÀM BẠC TRƢỢT CHO MÁY BƠM NƢỚC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hóa Công nghệ - Môi trƣờng Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: ThS NGUYỄN VĂN THỦY PGS.TS NGÔ KẾ TH Ế HÀ NỘI – 2015 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Khóa luận hoàn thành phòng NC Vật liệu Polyme & Compozit, Viện Khoa học Vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Em xin bày tỏ lòng kính trọng biết ơn sâu sắc tới ThS.Nguyễn Văn Thủy, PGS.TS Ngô Kế Thế hướng dẫn, tận tình bảo giúp đỡ em nhiều suốt trình thực đề tài phòng NC Vật liệu Polyme & Compozit, Viện Khoa học Vật liệu Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy cô giáo khoa Hoá học trường ĐHSP Hà Nội cung cấp cho em kiến thức trình học tập để em hoàn thành tốt khóa luận Do trình thực khóa luận tốt nghiệp thời gian ngắn nên tránh khỏi số sai xót Vì vậy, em mong nhận góp ý bảo thầy cô bạn sinh viên để khóa luận hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Sinh viên thực Nguyễn Thị Hạnh Nguyễn Thị Hạnh Lớp: K37C CN Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng em Các kết nghiên cứu, số liệu trình bày khóa luận hoàn toàn trung thực không trùng với kết khác Sinh viên thực Nguyễn Thị Hạnh Nguyễn Thị Hạnh Lớp: K37C CN Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, BẢNG VÀ HÌNH Danh mục kí hiệu ACN - Acrylonitril CSTN - Cao su thiên nhiên CSTH - Cao su tổng hợp CZ - Xúc tiến N-xiclohexyl-2-benzothiazolsunfeamit M - Xúc tiến mercaptobenzothiazol NBR - Cao su butadien nitril PVC - Nhựa polyvinylclorua TMTD - Xúc tiến tetrametylthiuram disunfit Phòng lão 4020 - Chất phòng lão N-(1,3 dimetylbutyl) N’fenyl-pfenylendiamin Danh mục bảng Bảng 1.1 Tính chất cao su NBR hàm lượng ACN tăng dần Bảng 3.1 Độ bền kéo mẫu vật liệu P70K với hàm lượng than đen thay đổi Bảng 3.2 Độ dãn dài đứt độ cứng mẫu vật liệu P70K với hàm lượng than đen thay đổi Bảng 3.3 Độ mài mòn mẫu cao su P70K hàm lượng than đen thay đổi Bảng 3.4 Độ bền kéo mẫu cao su KBN35L Nguyễn Thị Hạnh Lớp: K37C CN Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Bảng 3.5 Độ dãn dài đứt, độ cứng độ mài mòn mẫu cao su KBN35L hàm lượng than đen thay đổi Danh mục hình Hình 1.1 Cấu tạo lớp mạng than đen Hình 1.2 Cao su sử dụng chế tạo bạc trượt bôi trơn nước Hình 1.3 Bạc trượt cao su tháo lắp Hình 1.4 Hệ số ma sát bạc cao su (NBR) bạc PTFE nước Hình1.5 Hai kiểu bạc trượt PTFE Hình 1.6 Tốc độ mài mòn vật liệu bạc trượt Hình 2.1 Máy cán hãng TOYOSEIKI- Nhật Bản Hình 2.2 Máy ép hãng TOYOSEIKI (Nhật Bản) Hình 2.3 Máy đo độ bền kéo độ dãn dài Gotech AI-7000M Hình 2.4: Thiết bị đo độ cứng TECLOCK Jisk 6301A Hình 2.5 Thiết bị đo độ mài mòn vật liệu cao su Hình 3.1 Độ bền kéo mẫu cao su P70K hàm lượng than đen thay đổi Hình 3.2 Độ mài mòn mẫu cao su P70K hàm lượng than đen thay đổi Hình 3.3 Độ bền kéo mẫu cao su KBN35L Hình 3.4 Độ mài mòn mẫu cao su M L Hình 3.5 Độ trương dầu diezen mẫu M50 M60 Hình 3.6 Độ trương dầu hai mẫu L50 L60 Nguyễn Thị Hạnh Lớp: K37C CN Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Hình 3.7 Độ trương dầu diezen hai mẫu CB20 CB35 Hình 3.8 Độ trương dầu diezen mẫu CB, M, L Nguyễn Thị Hạnh Lớp: K37C CN Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 TỔNG QUAN 1.1 Cao su 1.1.1 Cao su thiên nhiên (CSTN) 1.1.2 Cao su tổng hợp (CSTH) 1.2 Than đen - Chất độn hoạt tính cao su 11 1.3 Bạc trượt cho máy bơm nước 16 1.3.1 Các loại vật liệu làm bạc trượt 16 1.3.1.1 Vật liệu cao su 16 1.3.1.2 Bạc trượt teflon (PTFE) 19 1.3.1.3 Vật liệu NBR/PTFE 21 1.3.2 Lựa chọn loại cao su phù hợp 22 THỰC NGHIỆM 23 2.1 Vật liệu nghiên cứu 23 2.1.1 Cao su 23 2.1.2 Các hóa chất khác 23 2.2 Phương pháp chế tạo mẫu 23 2.3 Các phương pháp xác định tính chất vật liệu 25 2.3.1 Tính chất lý 25 2.3.1.1 Phương pháp xác định độ bền kéo đứt 25 Nguyễn Thị Hạnh Lớp: K37C CN Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp 2.3.1.2 Phương pháp xác định độ dãn dài đứt 26 2.3.2 Phương pháp xác định độ cứng vật liệu 26 2.3.3 Phương pháp xác định độ chịu mài mòn sử dụng thiết bị trống quay hình trụ 27 2.3.4 Đánh giá độ bền môi trường vật liệu dầu điezen 28 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 29 3.1 Nghiên cứu chế tạo vật liệu cho bạc bơm từ cao su blend P70K 29 3.1.1 Khảo sát ảnh hưởng than đen đến độ bền kéo đứt vật liệu P70K 29 3.1.2 Khảo sát ảnh hưởng than đen đến độ dãn dài đứt độ cứng vật liệu P70K 30 3.1.3 Khảo sát ảnh hưởng than đen đến độ mài mòn vật liệu P70K 31 3.2 Nghiên cứu chế tạo vật liệu cho bạc bơm từ cao su KBN35L 33 3.2.1 Khảo sát ảnh hưởng than đen đến độ bền kéo cao su KBN35L 33 3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng than đen đến độ dãn dài đứt độ cứng vật liệu cao su KBN35L 35 3.2.3 Khảo sát ảnh hưởng than đen đến độ mài mòn vật liệu cao su KBN35L 36 Nguyễn Thị Hạnh Lớp: K37C CN Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp 3.3 Đánh giá độ bền môi trường vật liệu dầu điezen 37 3.3.1 Độ trương dầu diezen hệ mẫu M 37 3.3.2 Độ trương dầu diezen hệ mẫu L 38 3.3.3 Độ trương dầu diezen hệ mẫu CB 39 KẾT LUẬN 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO 42 Nguyễn Thị Hạnh Lớp: K37C CN Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Bạc trượt bôi trơn nước sử dụng lần cách 150 năm Isambard Kingdom Brunel, chúng làm việc nước phục vụ cho chân vịt máy nước hệ sớm Do vậy, bạc trượt coi công nghệ xanh đầu tiên, tự bôi trơn nước nên không làm cho nước biển bị ô nhiễm dầu [20] Ban đầu, bạc trượt bôi trơn nước bao gồm ống gỗ với khe dọc bên Kỹ sư Victorian thiết kế tối ưu hóa khoảng cách áo bạc bề mặt trục, tỷ lệ chiều rộng khe lỗ dọc, cho phép nước chảy bôi trơn thuận lợi Ngày bạc trượt bôi trơn nước thiết kế dựa tối ưu hóa kích thước khe lỗ dọc, chứng tỏ thiết kế ban đầu kỹ sư đắn [20] Thực tế, vấn đề hư hỏng xảy với sản phẩm từ thiết kế mà thường từ độ bền vật liệu trình hoạt động Do yêu cầu cao điều kiện làm việc, bạc gỗ bị mài mòn nhanh nên nhu cầu thay loại vật liệu khác đặt cho kỹ sư chế tạo Cao su loại vật liệu quan tâm đến lựa chọn để thay gỗ Cao su nitril blend loại vật liệu có độ bền môi trường tốt, trương chút nước bền tiếp xúc với xăng dầu, phù hợp với điều kiện làm việc chân vịt tàu thủy Bạc trượt cao su nitril có độ bền mài mòn tốt, sử dụng rộng rãi loại máy bơm nước có lưu lượng cao Nghiên cứu cải thiện độ bền, tăng tuổi thọ bạc trượt tự bôi trơn nước mục tiêu nhà sản xuất Nguyễn Thị Hạnh Lớp: K37C CN Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Hình 3.1 Độ bền kéo mẫu cao su P70K hàm lượng than đen thay đổi 3.1.2 Khảo sát ảnh hƣởng than đen đến độ dãn dài đứt độ cứng vật liệu P70K Độ dãn dài đứt độ cứng vật liệu P70K với hàm lượng than đen thay đổi từ 20 tới 80 PKL thể bảng 3.2 Bảng 3.2 Độ dãn dài đứt độ cứng mẫu vật liệu P70K với hàm lượng than đen thay đổi Hàm lượng Tên mẫu Độ dãn dài Độ cứng than đen đứt (PKL) (%) (Shore A) vật liệu CB20 20 572,76 73 CB35 35 515,043 79 CB50 50 438,499 85 CB65 65 318,683 92 CB80 80 221,708 94 Khi tăng hàm lượng than đen, độ dãn dài đứt mẫu giảm dần Độ dãn dài đứt mẫu CB80 thấp đạt giá trị 221,708% Nguyễn Thị Hạnh 30 Lớp: K37C CN Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Với độ dãn dài này, vật liệu cao su đảm bảo yêu cầu bạc bơm nước trình làm việc Ngược lại với độ dãn dài đứt, độ cứng mẫu vật liệu tăng tăng hàm lượng than đen Độ cứng mẫu vật liệu tăng từ 73 Shore A mẫu CB20 tới 94 Shore A mẫu CB Bản chất P70K blend cao su nitril nhựa PVC, vật liệu có độ cứng cao Với hàm lượng than đen 20%, độ cứng vật liệu P70K có độ cứng 73 Shore A, độ cứng đảm bảo cho bạc bơm có đủ độ bền làm việc 3.1.3 Khảo sát ảnh hƣởng than đen đến độ mài mòn vật liệu P70K Độ mài mòn vật liệu thể bảng 3.3 Bảng 3.3 Độ mài mòn mẫu cao su P70K hàm lượng than đen thay đổi Hàm lượng than đen Tên mẫu (PKL) Độ mài mòn * (%) CB20 20 3,56 CB35 35 5,09 CB50 50 6,601 CB65 65 8,587 CB80 80 9,877 Chú thích: (*) : Tính theo % khối lượng Khi tăng hàm lượng than đen, độ mài mòn vật liệu tăng dần, hai mẫu CB20 CB35 có độ mài mòn thấp Điều thể rõ đồ thị 3.2 Nguyễn Thị Hạnh 31 Lớp: K37C CN Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Hình 3.2 Độ mài mòn mẫu cao su P70K hàm lượng than đen thay đổi Các kết thu được giải thích sau: Giữa cao su than đen có nhiều loại lực tác dụng lực Val – dex – van, lực liên kết hidro, có lực liên kết hóa học để tạo cho hợp phần cao su – than đen có độ bền học cao Khi hàm lượng than đen nằm vùng giới hạn (20PKL – 35PKL), hạt chất độn phân tán vào cao su theo hướng, không theo thứ tự chúng bọc lại lớp cao su dày mỏng khác Các hạt chất độn liên kết với tạo thành mạng lưới đồng thời xé tách cacbua hidro cao su hướng để tạo thành mạng lưới cacbua hidro Hai mạng lưới đan chen vào nhau, móc xích vào tạo thành cấu trúc cao su – chất độn liên tục [2] Khi đó, liên kết chúng bền vững hơn, sức chịu lực tác dụng cao hơn, dẫn đến độ bền kéo vật liệu tăng lên Khi hàm lượng than đen vượt hàm lượng tối ưu (> 35PKL), hạt chất độn dư không tham gia vào mạng lưới tồn thành pha riêng biệt phân bố vào khoảng trống tập hợp cao su – than đen làm tách tập hợp cao su – than đen ra, làm cho khả chịu lực tác dụng giảm, dẫn đến độ bền kéo cao su bị giảm, độ Nguyễn Thị Hạnh 32 Lớp: K37C CN Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp dãn dài tương đối giảm, nhiên độ cứng cao su tiếp tục tăng [2] (do thân than đen cứng blend P70K vật liệu cứng), độ mài mòn vật liệu tăng Từ kết trên, chọn mẫu CB20 CB35 ứng với hàm lượng than đen 20PKL 35PKL để tiếp tục nghiên cứu độ trương dầu chúng 3.2 Nghiên cứu chế tạo vật liệu cho bạc bơm từ cao su KBN35L Với mẫu cao su đề tài chế tạo mẫu vật liệu với hai đơn tạo mẫu có ký hiệu M L Các mẫu M30, M40, M50, M60, M70 M80 với hàm lượng than đen thay đổi từ 30 PKL tới 80 PKL, Các hóa chất gồm: Cao su KBN35L, Lưu huỳnh (S), Xúc tiến TMTD, Oxit kẽm (ZnO), Phòng lão, Axit stearic, Hóa dẻo DOP, Than đen N330 Mẫu L30, L40, L50, L60, L70 L80 với hàm lượng than đen thay đổi từ 30 PKL tới 80 PKL, thành phần hóa chất bao gồm: Cao su KBN35L, Hóa dẻo DOP, Than đen N330, Phòng lão RD, Ô xít kẽm, Phòng lão 4020, Axit stearic, Xúc tiến M, Coumarone (C9), Xúc tiến CZ, Lưu huỳnh (S) 3.2.1 Khảo sát ảnh hƣởng than đen đến độ bền kéo cao su KBN35L Độ bền kéo mẫu cao su KBN35L thể bảng 3.4 Nguyễn Thị Hạnh 33 Lớp: K37C CN Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Bảng 3.4 Độ bền kéo mẫu cao su KBN35L Tên mẫu M30 M40 M50 M60 M70 M80 L30 L40 L50 L60 L70 L80 M L Hàm lượng than đen (PKL) 30 40 50 60 70 80 30 40 50 60 70 80 Độ bền kéo (MPa) 15,913 17,456 17,864 16,636 18,347 16,677 17,589 21,903 20,914 19,924 19,872 21,044 Hình 3.3 Độ bền kéo mẫu cao su KBN35L Độ bền kéo mẫu thể hện rõ hình 3.3 Khi hàm lượng than đen thay đổi từ 30 PKL tới 80 PKL, độ bền Nguyễn Thị Hạnh 34 Lớp: K37C CN Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp kéo đứt mẫu M thay đổi từ 15,913 MPa tới 16,677 MPa, đạt giá trị cực đại 18,347 MPa hàm lượng than đen 70 PKL Độ bền kéo đứt mẫu L có cao hơn, chúng dao động từ 17,598 MPa tới 21,903 MPa, đạt giá trị cực đại 21,9 MPa hàm lượng than đen 40 PKL Nhìn chung, so với mẫu cao su P70K, độ bền kéo mẫu M L có nguồn gốc từ cao su nitril KBN35L thấp 3.2.2 Khảo sát ảnh hƣởng than đen đến độ dãn dài đứt độ cứng vật liệu cao su KBN35L Độ dãn dài độ cứng thể bảng 3.5 Bảng 3.5 Độ dãn dài đứt, độ cứng độ mài mòn mẫu cao su KBN35L hàm lượng than đen thay đổi Hàm lượng than đen (PKL) Độ dãn dài đứt (%) Độ mài mòn* (%) Độ cứng (Shore A) M30 M40 M50 M60 M70 M80 30 40 50 60 70 80 433,918 382,085 323,699 277,68 210,638 168,471 3,960 4,297 4,601 5,09 6,092 7,203 63 67 72 75 79 83 L30 L40 L50 L60 L70 L80 30 40 50 60 70 80 593,861 589,681 502,135 421,277 523,257 299,154 3,703 5,213 6,37 6,84 7,333 8,203 60 63 67 72 80 83 Tên mẫu M L Chú thích: Nguyễn Thị Hạnh (*) : Tính theo % khối lượng 35 Lớp: K37C CN Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Theo bảng 3.5, tăng hàm lượng than đen, độ bền kéo mẫu nhìn chung giảm dần, độ cứng mẫu tăng dần Điều tương tự mẫu cao su P70K Độ cứng mẫu M L có giá trị gần hàm lượng than đen độ dãn dài đứt mẫu L có giá trị cao M 3.2.3 Khảo sát ảnh hƣởng than đen đến độ mài mòn vật liệu cao su KBN35L Độ mài mòn vật liệu thể bảng 3.5 Giống mẫu CB, độ mài mòn vật liệu cao su KBN35L với hai mẫu M L có độ mài mòn tăng tăng hàm lượng than đen Nhìn chung, mẫu M có độ mài mòn thấp L Điều thể rõ đồ thị hình 3.4 Hình 3.4 Độ mài mòn mẫu cao su M L Các kết giải thích sau: Khi hàm lượng than đen nằm vùng giới hạn tối ưu 30PKL – 50PKL (với mẫu M) 30PKL – 40PKL (với mẫu L) hạt chất độn than đen phân tán vào cao su chúng tạo thành Nguyễn Thị Hạnh 36 Lớp: K37C CN Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp mạng lưới đan chen vào liên kết bền vững với [2] Nghĩa là, hàm lượng than đen tăng mật độ mạng lưới cao su lưu hóa tăng lên, tương tác than đen cao su tăng, làm giảm độ linh động mạch cao su [6], dẫn đến độ bền kéo tăng, độ dãn dài đứt giảm độ cứng tăng Khi hàm lượng than đen vượt giới hạn tối ưu (>50PKL với mẫu M >40PKL với mẫu L) hạt than dư phân bố vào khoảng trống tập hợp cao su than đen, làm chúng bị tách thành pha riêng biệt [2], làm cho độ bền cao su bị giảm, dẫn đến độ bền kéo giảm (đến giá trị hàm lượng than đen 60PKL mẫu M 70PKL mẫu L), độ dãn dài giảm, độ cứng tiếp tục tăng lên, độ mài mòn vật liệu tăng dần Theo yêu cầu bạc trượt, đề tài xác định mẫu vật liệu CB35, CB20, M50, M60, L50, L60 có độ cứng, độ mài mòn, độ bền kéo độ dãn dài đứt có giá trị phù hợp để làm vật liệu chế tạo bạc trượt cho cao su Từ kết thu được, tiếp tục khảo sát độ bền môi trường dầu diezen mẫu: CB20, CB35, M50, M60, L50, L60 3.3 Đánh giá độ bền môi trƣờng vật liệu dầu điezen 3.3.1 Độ trƣơng dầu diezen hệ mẫu M Độ trương dầu mẫu M thể đồ thị hình 3.5 Nhìn đồ thị ta thấy, sau khoảng 500h ngâm dầu diezen, độ trương dầu vật liệu cao su M50 M60 tăng nhanh Từ 500h trở đi, độ trương hai mẫu dầu diezen tăng chậm Hàm lượng than đen tăng, độ trương diezen giảm M60 có khả bền dầu Nguyễn Thị Hạnh 37 Lớp: K37C CN Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Độ trương dầu diezen,% tốt hơn, sau 600 vật liệu tăng 5,3% trọng lượng M50 M60 0 100 200 300 400 500 600 700 Thời gian (giờ) Hình 3.5 Độ trương dầu diezen mẫu M50 M60 3.3.2 Độ trƣơng dầu diezen hệ mẫu L Độ trương dầu mẫu L50 L60 thể hình 3.6 Trên hình 3.6 ta thấy, bắt đầu ngâm dầu diezen, độ trương hai mẫu tăng nhanh Từ 500h trở đi, độ trương mẫu Độ trương dầu diezen,% dầu diezen mẫu giảm dần vào ổn định L50 L60 0 100 200 300 400 500 600 700 Thời gian (giờ) Hình 3.6 Độ trương dầu hai mẫu L50 L60 Cũng với mẫu M, mẫu hệ L bền dầu hàm lượng than đen tăng L60 có khả bền dầu tốt hơn, sau 600 vật liệu tăng 5,8% trọng lượng Nguyễn Thị Hạnh 38 Lớp: K37C CN Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp 3.3.3 Độ trƣơng dầu diezen hệ mẫu CB Độ trương dầu diezen hai mẫu CB20 CB35 thể hình 3.7 Thời gian đầu ngâm dầu diezen, độ trương dầu hai mẫu CB20 CB35 gần Khoảng từ 50 h trở đi, mẫu CB20 có độ trương dầu cao mẫu CB35 Đến khoảng 500h độ trương dầu hai mẫu tăng chậm Điều tương tự mẫu M L trước Cũng hệ vật liệu M L trên, than đen có tác dụng gia tăng độ chịu dầu vật liệu Ở thấy rằng, mẫu CB35 có độ trương diezen thấp hẳn độ trương mẫu CB20, sau 600h vật liệu tăng 3,7% trọng lượng Hình 3.7 Độ trương dầu diezen hai mẫu CB20 CB35 Than đen cao su có khả tham gia lưu hóa, mà số tính chất lý sản phẩm lưu hóa gia tăng Ở mức độ định, than đen làm tăng khả chịu dầu vật liệu Có thể giải thích nguyên nhân: 1- nhờ hoạt tính than đen mà liên kết mạch cao su tốt hơn; 2- hàm lượng than đen tăng tức hàm lượng cao su giảm độ trương cao su giảm tương ứng Tuy nhiên hàm lượng than đen tăng cao, vượt qua Nguyễn Thị Hạnh 39 Lớp: K37C CN Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp giới hạn định Sự so sánh độ trương dầu diezen hệ mẫu vật liệu M, L CB thể hình 3.8 Hình 3.8 Độ trương dầu diezen mẫu CB, M, L Hình 3.8 cho thấy, độ trương dầu diezen hệ M L gần tương đương Tuy nhiên 60PKL than đen, mẫu M60 thể độ bền dầu cao so với mẫu L60 Hệ vật liệu CB có độ trương dầu diezen thấp so với hệ vật liệu M L Hệ CB blend NBR/PVC, nhờ thành phần PVC mà vật liệu blend loại có độ bền dầu xăng cải thiện đáng kể Nguyễn Thị Hạnh 40 Lớp: K37C CN Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp KẾT LUẬN Hai loại vật liệu cao su butadien nitril NBR có hàm lượng nitril 35% blend NBR/PVC có ký hiệu P70K đề tài lựa chọn để nghiên cứu chế tạo vật liệu cho bạc bơm nước, đáp ứng yêu cầu độ bền học, độ cứng độ bền mài mòn Giá thành loại nguyên liệu khác nhiều, ảnh hưởng tới việc lựa chọn sản phẩm nghiên cứu Các mẫu vật liệu CB35, CB20, M50, M60, L50, L60 có độ cứng, độ mài mòn, độ bền kéo độ dãn dài đứt có giá trị phù hợp để làm vật liệu chế tạo bạc trượt cho cao su Than đen có tác dụng gia tăng độ bền môi trường xăng dầu cao su Với hàm lượng than đen 60 PKL, vật liệu cao su NBR có ký hiệu M60 L60 có độ trương dầu thấp, đáp ứng yêu cầu bạc trượt cho máy bơm nước Blend NBR/PVC có khả bền môi trường xăng dầu tốt NBR Sau 600 thử nghiệm, mẫu CB35 có độ trương 3,7%, mẫu M60 có độ trương 5,3% Như vậy, ba mẫu vật liệu xác định M60, L60 CB35 phù hợp để làm vật liệu chế tạo bạc trượt cho máy bơm nước, đáp ứng yêu cầu độ bền cơ, độ cứng độ bền môi trường xăng dầu Nguyễn Thị Hạnh 41 Lớp: K37C CN Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt Đỗ Quang Kháng (2012), Giáo trình Vật liệu polyme, Hà Nội Ngô Phú Trù (1995), Kỹ thuật chế biến gia công cao su, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Nguyễn Hữu Trí, Công nghệ cao su thiên nhiên, Nhà xuất trẻ, http://kymdan.com/article/view.do?id=400 4.Trần Kim Liên (2012), Nghiên cứu chế tạo vật liệu cao su blend bền môi trường dầu mỡ, luận án tiến sỹ, Viện Hóa Học, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam TCVN 2752:2008 Cao su lưu hoá - Xác định mức độ tác động chất lỏng Nƣớc A Mostafa*, A Abouel-Kasem, M.R Bayoumi, M.G El-Sebaie (2009), Insight into the effect of CB loading on tension, compression, hardness and abrasion properties of SBR and NBR filled co mpound, Materials and Design 30, 1785–1791 A Mostafa*, A Abouel-Kasem, M.R Bayoumi, M.G El-Sebaie (2009), Effect of carbon black loading on the swelling and compression set behavior of SBR and NBR rubber compounds, Materials and Design 30, 1561–1568 Ceresana (June 2013), Market Study Synthetic Rubber Nguyễn Thị Hạnh 42 Lớp: K37C CN Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Fumitaka Kikkawa, Ryutaro Ogawa and Hiroshi Satoh (November 2010), PTFE submersible “dry-start” bearing, World Pumps 10 K.E.George, Rani Joseph, and D.Joseph Francis, Studies on NBR/PVC blend, Department of Polymer science and Rubber technology, University of Cochin, Cochin 682022, Indian 11 Pushkar Venkatesh Kulkarni, N K Chapkhhane (August 2012), Development and testing of PTFE based Composite Bearing Material for Turbine Pump, International Journal of Engineering and Advanced Technology (IJEAT) ISSN: 2249 – 8958, Volume-1, Issue-6 12 Richard B Simpson (2002), Rubber basics, Rapra Technology Limited) 13 Robert C.Klingender CRC Press (2008), Handbook of specialty Elastomers, 48 – 55 14 Robert Brentin and Phil Sarnacke (September 2011), Rubber Compounds - A Market Opportunity Study 15 Threadingham, Desmond; Obrecht, Werner; Wieder, Wolfgang; Wachholz, Gerhard; Engehausen, Riideger (2011) Rubber, 3.Synthetic Rubber, introduction and overview Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry (Weinheim) Website 16 http://vi.365gbo.com/news_show.htm/:2012-09-11-109959 Phân loại sử dụng cao su với than đen 17 http://vi.wikipedia.org/wiki Cao su 18 http://www.rubberboard.org.in Properties and uses of natural rubber – Rubber Board Nguyễn Thị Hạnh 43 Lớp: K37C CN Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp 19 http://www.thordonbearings.com Thordon Pump Bearing 20 http://www.worldpumps.com WORLD PUMPS March 2012, Bearing the strain for over 150 years 21 http://www.wiseqeek.com/what-is-Synthetic-Rubber WiseGEEK: What is Synthetic Rubber 22 https://www.surplussales.com/Rubber-Plastic/pdf/rps-footrub- 33_properties.pdf 23 http://www.zeon.co.jp/business_e/enterprise/rubber/rubber polyblend.html Nguyễn Thị Hạnh 44 Lớp: K37C CN Hóa [...]... là: Nghiên cứu ảnh hƣởng của hàm lƣợng than đen đến tính chất của vật liệu cao su sử dụng làm bạc trƣợt cho máy bơm nƣớc” phải làm việc nhiều giờ liên tục ở môi trường nước thải thành phố và công nghiệp 2 Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng than đen đến tính chất cơ, độ mài mòn, độ cứng và độ bền môi trường của vật liệu cao su sử dụng làm bạc trượt cho máy bơm nước 3 Nhiệm vụ nghiên. .. nghiên cứu - Xác định vật liệu cao su sử dụng làm bạc trượt cho máy bơm nước - Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng than đen đến tính chất cơ của vật liệu - Khảo sát ảnh hưởng của than đen đến độ mài mòn và bền môi trường của vật liệu - Xác định thành phần vật liệu tối ưu Nguyễn Thị Hạnh 2 Lớp: K37C CN Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp 1 TỔNG QUAN 1.1 Cao su Cao su là loại vật liệu. .. các tính chất: + pH của chất độn: Ảnh hưởng tới tốc độ lưu hóa hay tác dụng của chất xúc tiến + Độ hấp thụ hóa chất khác: ảnh hưởng lượng dùng, thành phần cấu tạo công thức + Hàm lượng tạp chất: Chì, cacdimi, sắt… ảnh hưởng đến màu sắc của sản phẩm lưu hóa Đồng, mangan: ảnh hưởng đến độ lão hóa + Độ ẩm: Ảnh hưởng đến khả năng phân tán trong cao su và tốc độ lưu hóa + Lượng dùng chất độn: Ảnh hưởng đến. .. - Môi trường làm việc 1.3.1 Các loại vật liệu làm bạc trƣợt 1.3.1.1 Vật liệu cao su Ban đầu bạc trượt làm bằng gỗ Nhưng bạc trượt bằng gỗ có độ bền không cao được sử dụng trong thời gian dài Cho đến đầu thế kỉ 20, một kỹ sư người Anh, khi sửa nhanh một máy bơm ở mỏ, đã sử dụng cao su cắt từ vòi ống, ông thấy rằng đặc tính chống mài mòn của cao su tốt hơn hẳn, kéo dài được thời gian sử dụng Phát hiện... có than đen tăng, trong khi độ dãn dài lại giảm Điều này do tăng mật độ liên kết ngang trong cao su và giảm tính linh động của cao su Độ cứng của vật liệu có than đen cao hơn mẫu không có than đen Hàm lượng than đen tăng, độ cứng vật liệu tăng Với cả hai loại cao su SBR và NBR, khi được gia cường bằng than đen, khả năng chống mài mòn của vật liệu được gia tăng Khả năng chống mài mòn của vật liệu tăng... mài mòn của vật liệu tăng khi tăng hàm lượng than đen [6] Khi nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng than đen tới độ trương trong dầu và độ bền nén của hai cao su SBR và NBR A.Mostafa* và các cộng sự cũng thấy rằng ở cùng hàm lượng than đen, thời gian và nhiệt độ thử nghiệm thì độ trương trong dầu giảm khi tăng hàm lượng than đen ở cả hai mẫu cao su Ở cùng hàm lượng than đen mẫu NBR có độ trương trong dầu... hoạt tính có thể chọn loại than thích hợp cho từng loại cao su để đạt được lực tác dụng giữa than và mạch cao su lớn nhất Tuy nhiên để tăng cường tính chất cơ lý của vật liệu yếu tố quan trọng lại là các đặc trưng kĩ thuật của than mà một trong các đặc trưng quan trọng đó là: Độ phân tán của than, cấu trúc và khối lượng riêng của nó [2] Đã có nhiều tác giả nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng than đen đến. .. thể được sử dụng bằng cách phối trộn với polyme thô hoặc than đen khác để điều chỉnh than đen hoặc mức ACN Ưu điểm của hỗn hợp NBR trộn than đen là sự phân tán của than đen được cải thiện, các tính chất cơ lý tốt hơn và môi trường sản xuất sạch hơn [13] 1.2 Than đen - Chất độn hoạt tính trong cao su Chất độn trong cao su là chất pha trộn vào cao su (với một lượng lớn) giúp cho hỗn hợp cao su lưu hóa... tính chất cơ học [3] Các chất độn có ảnh hưởng đến quá trình chế biến và các đặc tính lưu hóa của cao su Các chất độn được dùng để củng cố và tăng cường các đặc tính bền, màu sắc của vật liệu, làm giảm giá thành sản phẩm, giúp thay đổi xử lý các đặc tính của vật liệu [14] Than đen là chất độn tăng cường lực, chủ yếu được dùng trong các hợp chất cao su, dùng để cải thiện độ bền và độ vững chắc của cao. .. sự kết thúc quá trình sử dụng bạc trượt bằng gỗ, cao su đã trở thành vật liệu tiêu chuẩn trong thiết kế bạc trượt tự bôi trơn bằng nước Hình 1.2 Cao su được sử dụng trong chế tạo bạc trượt bôi trơn nước [20] Nguyễn Thị Hạnh 16 Lớp: K37C CN Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp Cao su là loại vật liệu có tính chất vô cùng quý giá Khác với các vật thể rắn, cao su có độ bền cơ học thấp ... vật liệu cao su sử dụng làm bạc trượt cho máy bơm nước - Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng than đen đến tính chất vật liệu - Khảo sát ảnh hưởng than đen đến độ mài mòn bền môi trường vật liệu - Xác... cứu Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng than đen đến tính chất cơ, độ mài mòn, độ cứng độ bền môi trường vật liệu cao su sử dụng làm bạc trượt cho máy bơm nước Nhiệm vụ nghiên cứu - Xác định vật liệu. .. cứu ảnh hƣởng hàm lƣợng than đen đến tính chất vật liệu cao su sử dụng làm bạc trƣợt cho máy bơm nƣớc” phải làm việc nhiều liên tục môi trường nước thải thành phố công nghiệp Mục đích nghiên cứu