Slide Bài Giảng Về Polymer blend - Thầy Duy Linh-POLYME ĐHBKHN

VẬT LiỆU POLYME BLEND Chương Những vấn đề chung polyme blend 1.1 Lịch sử phát triển polyme blend • 1846: Thomas Hancock công bố phát minh polyme blend • 1942: Công bố phát minh polyme blend nhiệt dẻo (PVC NBR) • 1946: Phát triển nhựa ABS (hỗn hợp học NBR với poly(styren-coacrylonitril) • 1951: Phát minh PP điều hòa lập thể cách trộn hợp với PE • 1960: Thương mại hóa polyme blend sở EPDM số polyme nhiệt dẻo • 1970: Các polyme blend ABS/PVC PP/EPDM thương mại hóa (Cycovin Santopren) • 1975: Dupont chế tạo „nylon siêu dai“ • 1984: Phát triển polyme blend sử dụng công nghiệp oto • 1986-1996: Phát triển polyme blend chất lượng cao để chế tạo nội thất oto, dung cụ Chương Những vấn đề chung polyme blend Chương Những vấn đề chung polyme blend 1.2 Nhiệt động học trình hòa tan polyme Đối với hợp chất polyme Biến thiên entropy hệ : Trong đó: V: Thể tích hệ Vr: Thể tích đơn vị monome ФA: Thể tích polyme A ФB: Thể tích polyme B MA MB: Khối lượng phân tử polyme A polyme B R: Hằng số khí lý tưởng Chương Những vấn đề chung polyme blend 1.2 Nhiệt động học trình hòa tan polyme Đối với polyme thành phần không phân cực: Biến thiên nội hệ : Trong đó: V: Thể tích hệ Vr: Thể tích đơn vị monome ФA: Thể tích polyme A ФB: Thể tích polyme B λAB: Thông số tương tác phân tử polyme A polyme B R: Hằng số khí lý tưởng Chương Những vấn đề chung polyme blend 1.2 Nhiệt động học trình hòa tan polyme * Phương trình nhiệt động học mô tả biến thiên lượng tự hệ polyme: Thông số tương tác: Trong đó: σA σB : Thông số hòa tan polyme A polyme B Chương Những vấn đề chung polyme blend 1.2 Nhiệt động học trình hòa tan polyme * Sự hòa trộn, tương hợp polyme blend Về mặt nhiệt động: Hai polyme hòa trộn với khi: Và đạo hàm bậc ΔGM theo tỷ lệ thể tích polyme thứ 2: Trong đó: ΔHM : Biến thiên entalpy (nhiệt trộn lẫn) trộn polyme ΔSM : Biến thiên entropy (mức độ trật tự) trộn polyme Chương Những vấn đề chung polyme blend 1.2 Nhiệt động học trình hòa tan polyme •Sự hòa trộn, tương hợp polyme blend Khi ΔSM không đáng kể: ΔGM Vr/ RTV = λAB ФA ФB Do đó, polyme tương hợp trộn hợp hoàn toàn λAB < Trong trình trộn polyme, ΔHM nhỏ có khả hòa trộn tương hợp Trong đó, VA ФA : Thể tích phần thể tích polyme A hỗn hợp δA δB : Thông số tan polyme A polyme B Chương Những vấn đề chung polyme blend 1.3 Giản đồ pha chuyển pha hỗn hợp polyme Chương Các phương pháp chế tạo vật liệu polyme blend Chương Các phương pháp chế tạo vật liệu polyme blend Chương Các biện pháp tăng cường tương hợp polyme blend Các biện pháp tăng cường tương hợp Tương hợp không phản ứng Tương hợp phản ứng Tương hợp nhờ tương tác đặc biệt Chương Các biện pháp tăng cường tương hợp polyme blend 4.1 Biến tính polyme 4.2 Sử dụng chất trợ tương hợp polyme 4.2.1 Đưa vào cấu tử thứ copolyme polyme Chương Các biện pháp tăng cường tương hợp polyme blend Chương Các biện pháp tăng cường tương hợp polyme blend Dạng blend A/B/A-B khối Polyme thứ Polyme thứ hai Chất tương hợp PBT PS PS-b-PBT PE PE HIPS HIPS HPB-b-PS PBT PS PS-b-PBT hoặc PBT PS PS-b-PET A/B/A-C khối PET PS PS-b-PCl PVC PS PCl-b-PS PMMA-b-PS PVF PS PS-b-PMMA PS PC PS-b-PCl PS PE HPB-b-PS SAN SBS PS-b-PMMA PB-b-PMMA ABS PE HPB-b-PMMA PVC SEBS HPB-b-PMMA PET HDPE S-EB-S PS/PPO PBT PBT PS/PPO PS-b-PET PS-b-PBT A/B/C-D khối A/B/A-B ghép PE HIPS HPB-b-PS PE PS SBS, SEBS PPO SAN PS-b-PMMA SAN PPO PS-b-PMMA EPDM PMMA EPDM-g-PMMA PF PMMA PS PF-g-PMMA/PF-g-PS PBT PS PBT-g-PS PE PS PE-g-PS PE PA PE-g-PA Chương Các biện pháp tăng cường tương hợp polyme blend 4.2 Sử dụng chất trợ tương hợp polyme 4.2.2 Đưa vào polyme có khả phản ứng Chương Các biện pháp tăng cường tương hợp polyme blend 4.2 Sử dụng chất trợ tương hợp polyme 4.2.2 Đưa vào polyme có khả phản ứng Chương Các biện pháp tăng cường tương hợp polyme blend 4.2 Sử dụng chất trợ tương hợp polyme 4.2.2 Đưa vào polyme có khả phản ứng Chương Các loại polyme blend thương mại Việc lựa chọn sử dụng polyme blend xác định kết hợp yếu tố: - Blend polyme thương mại đảm bảo yêu cầu chất lượng sản phẩm có hiệu kinh tế - Polyme blend lấp đầy khoảng trống hiệu qquarkinh polyme hành - Polyme blend gia công, chế tạo cách dễ dàng - Việc chế tạo polyme blend sử dụng để chế tạo nhiều loại blend khác - Polyme blend đem lại hiệu kinh tế lớn việc mở rộng phát triển sản phẩm nhà sản xuất cung cấp - Polyme blend chế tạo, tối ưu hóa thương mại hóa với tốc độ cao so với việc chế tạo polyme - Sự phát triển công nghệ tăng cường khả tương hợp blend giúp cho nhà sản xuất đưa sản phẩm nhanh với nhiều ưu điểm trội - Polyme blend đem lại tiện dụng khả tái sử dụng cao sau sử dụng Chương Các loại polyme blend thương mại Mục đích chế tạo blend Tăng tính mỹ thuật Giảm giá thành Tăng khả chịu nhiệt Tăng độ dai Tăng khả chịu dung môi Tăng khả chống cháy Tăng độ ổn định theo hướng Tăng khả chịu độ ẩm Tăng khả gia công Tăng khả chịu thời tiết Chương Các loại polyme blend thương mại Phân loại polyme blend thương mại Polyme blend từ nhựa thông dụng Styre nic Poly vinil clorit PM MA Polyme blend từ nhựa kỹ thuật Polyo lefin PA Poly este PC Nhựa đặc biệt [...]... tương hợp của các blend 2.2 Phương pháp dựa vào nhiệt độ hóa thủy tinh •Polyme blend có 2 nhiệt độ hóa thủy tinh của polyme thành phần thì không tương hợp • Polyme blend có 2 nhiệt độ hóa thủy tinh nhưng Tg dịch chuyển về gần nhau thì tương hợp một phần • Polyme blend chỉ có một nhiệt độ hóa thủy tinh thì tương hợp hoàn toàn Chương 2 Các phương pháp xác định sự tương hợp của các blend 2.2 Phương pháp... tương hợp Chương 2 Các phương pháp xác định sự tương hợp của các blend 2.3 Phương pháp dựa vào độ nhớt dung dịch blend Chương 2 Các phương pháp xác định sự tương hợp của các blend 2.3 Phương pháp dựa vào độ nhớt dung dịch blend Chương 2 Các phương pháp xác định sự tương hợp của các blend 2.4 Phương pháp dựa vào mômen xoắn của polyme blend ở trạng thái nóng chảy Sự phụ thuộc giữa mômen xoắn và tốc độ... 2 Các phương pháp xác định sự tương hợp của các blend 2.3 Phương pháp dựa vào độ nhớt dung dịch blend Độ nhớt riêng của dung dịch polyme blend: Trong đó, [η]r(hh) : độ nhớt riêng của dung dịch polyme blend (ηr(1))c, (ηr(2))c : độ nhớt riêng của dung dịch polyme 1 và polyme 2 ở nồng độ C C1, C2 : Nồng độ của polyme 1 và polyme 2 trong dung dịch polyme blend Trên thực tế hệ số tương tác giữa các polyme... phương pháp xác định sự tương hợp của các blend 2.3 Phương pháp dựa vào độ nhớt dung dịch blend Độ nhớt riêng của dung dịch polyme blend: Trong đó, [η]r(hh) : độ nhớt riêng của dung dịch polyme blend η1, η2 : độ nhớt thực của dung dịch polyme 1 và polyme 2 trong cùng một dung môi và ở cùng điều kiện đo C1, C2 : Nồng độ của polyme 1 và polyme 2 trong dung dịch polyme blend b11, b22: hệ số tương tác tương... các blend 2.1 Phương pháp giản đồ pha * Hỗn hợp có ΔHM > 0, có UCST Nằm dưới đường UCST, không trộn lẫn Nằm trên, hòa trộn tốt Chương 2 Các phương pháp xác định sự tương hợp của các blend 2.1 Phương pháp giản đồ pha Phương pháp điểm mờ Chương 2 Các phương pháp xác định sự tương hợp của các blend 2.1 Phương pháp giản đồ pha Phương pháp điểm mờ Chương 2 Các phương pháp xác định sự tương hợp của các blend. .. 1.3 Giản đồ pha và chuyển pha của hỗn hợp các polyme Chương 2 Các phương pháp xác định sự tương hợp của các blend Phương pháp xác định Độ nhớt của blend Giản đồ pha Mô men xoắn của blend Phổ hồng ngoại Tính chất cơ học Kính hiển vi điện tử Chương 2 Các phương pháp xác định sự tương hợp của các blend 2.1 Phương pháp giản đồ pha -Thông số nhiệt độ trộn lẫn - Nhiệt độ hòa tan - Thông số tương tác * Hỗn... Chương 2 Các phương pháp xác định sự tương hợp của các blend 2.3 Phương pháp dựa vào độ nhớt dung dịch blend Khả năng tương hợp của hỗn hợp polyme được dự báo theo thông số Δb Δb = b12 – b*12 Δb < 0: không tương hợp Δb > 0: tương hợp một phần Chương 2 Các phương pháp xác định sự tương hợp của các blend 2.3 Phương pháp dựa vào độ nhớt dung dịch blend Trong hỗn hợp 3 thành phần gồm polyme A, polyme B... k: Hằng số tương tác giữa 2 polyme trong blend (k = Δα2/ Δα1) Δα: sự chênh lệch hệ số dãn nở nhiệt giữa trạng thái lỏng và trạng thái thủy tinh ở nhiệt độ hóa thủy tinh của một polyme q: Thông số gần đúng tương ứng với các tương tác đặc biệt trong polyme blend Chương 2 Các phương pháp xác định sự tương hợp của các blend 2.3 Phương pháp dựa vào độ nhớt dung dịch blend Cơ sở lý thuyết: -2 polyme không... polyme 2 Tg1, Tg2: Nhiệt độ hóa thủy tinh của polyme 1 và polyme 2 Chương 2 Các phương pháp xác định sự tương hợp của các blend 2.2 Phương pháp dựa vào nhiệt độ hóa thủy tinh •Một số phương trình tính toán và dự báo nhiệt độ hóa thủy tinh của polyme blend tương hợp và hòa trộn hoàn toàn - Blend PMMA/PC có Tg duy nhất ở tất cả các thành phần Phương trình Fox - SBS/PPO Phương trình Gordon-Taylor W1 và W2:... Hằng số tương tác giữa 2 polyme trong blend (k = Δα2/ Δα1) Δα: sự chênh lệch hệ số dãn nở nhiệt giữa trạng thái lỏng và trạng thái thủy tinh ở nhiệt độ hóa thủy tinh của một polyme Chương 2 Các phương pháp xác định sự tương hợp của các blend 2.2 Phương pháp dựa vào nhiệt độ hóa thủy tinh •Một số phương trình tính toán và dự báo nhiệt độ hóa thủy tinh của polyme blend tương hợp và hòa trộn hoàn toàn