Nghiên cứu chế tạo vật liệu tổ hợp trên cơ sở polyolefin và ứng dụng trong ngành vật liệu nổ tt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ …… ….***………… NGUYỄN TRUNG THÀNH NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU TỔ HỢP TRÊN CƠ SỞ POLYOLEFIN VÀ ỨNG DỤNG TRONG NGÀNH VẬT LIỆU NỔ Chuyên ngành: Hoá hữu Mã số: 62.44.01.14 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Hà Nội – 2016 Công trình hoàn thành tại: Học viện Khoa học Công nghệ Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Người hướng dẫn khoa học: GS, TS Nguyễn Văn Khôi Phản biện 1: GS, TS Bùi Chương Phản biện 2: PGS, TS Trần Đại Lâm Phản biện 3: GS, TS Thái Hoàng Luận án bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tiến sĩ, họp Học viện Khoa học Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam vào hồi … ’, ngày … tháng … năm 2016 Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Học viện Khoa học Công nghệ - Thư viện Quốc gia Việt Nam MỞ ĐẦU Tính cấp thiết, ý nghĩa khoa học luận án - Dây dẫn tín hiệu nổ thuốc nổ công nghiệp AD1 sử dụng nhiều khai thác than, khai thác đá, khác thác dầu mỏ Cấu tạo dây dẫn tín hiệu nổ gồm vỏ ống chế tạo từ tổ hợp vật liệu PE/EVA PP/PE, bên rắc lớp mỏng thuốc hoạt tính (thuốc nổ hexogen) Hiện nay, dây dẫn tín hiệu nổ nước ta chế tạo có số nhược điểm như: tỷ lệ dập, nứt nhỏ dọc theo dây dẫn cao, độ bám dính thuốc dẫn nổ vào dây dẫn kém, có tượng phân lớp lớp vỏ lớp lõi sau bọc vỏ Bên cạnh đó, nhu cầu sử dụng thuốc nổ công nghiệp AD1 lớn nên nhu cầu bi nghiền để nghiền, trộn thuốc nổ không nhỏ Bi nghiền thuốc nổ công nghiệp AD1 gia công gỗ nghiến Bi gỗ nghiến có số nhược điểm như: bị sứt, vỡ trình nghiền, độ kháng mài mòn thấp, khan gỗ nghiến cạn kiệt nguồn tài nguyên rừng… Tuy dây dẫn tín hiệu nổ bi nghiền thuốc nổ AD1 có nhiều nhược điểm việc nghiên cứu 02 sản phẩm chưa đề cập Việt Nam Do đó, việc nghiên cứu để nâng cao chất lượng dây dẫn tín hiệu nổ chế tạo bi nghiền để thay cho bi gỗ nghiến sử dụng nghiền, trộn thuốc nổ công nghiệp AD1 cần thiết Đề tài luận án “Nghiên cứu chế tạo vật liệu tổ hợp sở polyolefin ứng dụng ngành vật liệu nổ” kết hợp nghiên cứu ứng dụng để giải nhu cầu cấp thiết ngành công nghiệp Quốc phòng nên đề tài vừa có ý nghĩa khoa học vừa có giá trị thực tiễn cao - Luận án nghiên cứu 03 tổ hợp vật liệu polyme blend gồm: PE/EVA, PP/PP, PA/PP Trong đó, tổ hợp vật liệu PE/EVA, PP/PE dùng mLLDPE làm phụ gia tương hợp ứng dụng làm dây dẫn tín hiệu nổ Tổ hợp vật liệu PA/PP nghiên cứu ảnh hưởng phụ gia chống oxy hóa, chống tĩnh điện, khảo sát tỷ trọng, độ mài mòn, điện trở suất bề mặt nhằm mục tiêu chế tạo vật liệu sử dụng làm bi nghiền, trộn thuốc nổ công nghiệp AD1 Mục tiêu nghiên cứu luận án - Nghiên cứu chế tạo vật liệu polyme blend PE/EVA, PP/PE đạt yêu cầu kỹ thuật làm dây dẫn tín hiệu nổ khắc phục nhược điểm - Nghiên cứu chế tạo vật liệu polyme blend PA/PP đạt yêu cầu kỹ thuật làm bi nghiền thuốc nổ công nghiệp AD1 khắc phục nhược điểm bi gỗ nghiến Các nội dung nghiên cứu luận án - Nghiên cứu khả chảy nhớt polyme blend - Xác định tính chất lý polyme blend chế tạo - Phân tích thay đổi khối lượng mẫu theo nhiệt độ (TGA) - Nghiên cứu cấu trúc hình thái vật liệu polyme blend chụp ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) - Phân tích nhiệt lượng vi sai quét (DSC) - Xác định điện trở suất bề mặt - Đánh giá độ bền lão hóa oxy hóa nhiệt - Xác định độ cứng vật liệu - Xác định độ mài mòn vật liệu - Xác định độ hấp thụ nước polyme blend - Chế thử dây dẫn tín hiệu nổ kiểm tra sản phẩm Nhà máy Z121 Dây dẫn tín hiệu nổ thử nghiệm đánh giá tốc độ nổ, độ nhạy nổ, thử chấn động, thử độ bền kéo theo QCVN 06:2012/BCT - Tiến hành sản xuất bi nghiền thử nghiệm nghiền, trộn thuốc nổ công nghiệp AD1 Nhà máy Z121 - Thử nghiệm bi luận án nghiên cứu để nghiền, trộn thuốc nổ công nghiệp AD1 so sánh với bi gỗ nghiến Nhà máy Z121 Cấu trúc luận án Luận án gồm phần sau: - Mở đầu : trang - Phần kết thảo luận: 58 trang - Phần tổng quan: 48 trang - Kết luận: 02 trang - Phần thực nghiệm: 16 trang CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan polyme blend 1.2 Tình hình nghiên cứu tổ hợp vật liệu sở polyolefin 1.3 Một số ứng dụng tổ hợp vật liệu sở polyolefin CHƯƠNG II ĐIỀU KIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 2.1 Hóa chất, thiết bị sử dụng - LLDPE sản phẩm hãng Sumitomo Polyethylene – Nhật Bản - EVA sản phẩm hãng Taisox – Đài Loan - PA6 sản xuất BASF (Malaysia) SDN BHD- Malaysia - PP sản xuất LyondellBasell (Hàn Quốc) - mLLDPE sản phẩm hãng Mitsui Chemicals, Inc – Nhật Bản - PP-g-MA sản phẩm Sigma-Aldrich Co LLC - Singapo - Phụ gia chống tĩnh điện: AEAS 300, Irgastat P18, Antistatic Agent HKD-100 - Phụ gia chống oxy hóa: Irganox 1010 - Máy trộn kín Haake, máy ép Toyoseiki, máy ép phun TH130S… - Thiết bị phân tích nhiệt DSC, TGA - Thiết bị đo tính chất học Zwick 2.2 Phương pháp thực nghiệm - Chế tạo mẫu vật liệu polyme blend PE/EVA Nguyên liệu sấy tủ sấy nhiệt độ 60oC thời gian giờ, cân định lượng với hàm lượng xác định, trộn trước đưa vào máy trộn kín Haake Tiến hành trộn hỗn hợp polyme PE, EVA máy trộn kín Haake với thông số sau: + Nhiệt độ trộn: 140oC +Tốc độ trộn: 40 vòng/ phút + Thời gian trộn: phút Vật liệu sau lấy khỏi máy trộn kín Haake nhanh chóng ép nhiệt độ o 140 C, lực ép 15 MPa thời gian phút máy ép Toyoseiki (Nhật Bản) Mẫu sau ép dạng có độ dày ÷ mm - Chế tạo mẫu polyme blend PE/EVA/mLLDPE Nguyên liệu sấy tủ sấy nhiệt độ 60oC thời gian giờ, cân định lượng với hàm lượng xác định, trộn trước đưa vào máy trộn kín Haake Tiến hành trộn hỗn hợp polyme PE, EVA, mLLDPE máy trộn kín Haake với thông số sau: - Nhiệt độ trộn: 140oC, 150oC, 160oC - Tốc độ trộn: 40 vòng/ phút - Thời gian trộn: phút Mẫu vật liệu chế tạo tương tự - Chế tạo mẫu vật liệu polyme blend PP/PE PP/PE/mLLDPE N guyên o liệu sấy tủ sấy nhiệt độ 60 C thời gian Cân định lượng hỗn hợp theo đơn phối liệu định trước trộn trước đưa vào máy trộn kín Haake Tiến hành trộn hỗn hợp polyme blend máy trộn kín Haake với thông số sau: - Nhiệt độ trộn: 190oC - Tốc độ trộn: 40 vòng/ phút - Thời gian trộn: phút Vật liệu sau lấy khỏi máy trộn kín Haake nhanh chóng ép nhiệt độ 180oC, lực ép 15 MPa thời gian phút máy ép Toyoseiki (Nhật Bản) Mẫu sau ép dạng có độ dày ÷ mm - Chế tạo mẫu vật liệu polyme blend PA/PP PA/PP/PP-g-MA Nguyên liệu sấy tủ sấy nhiệt độ 100oC thời gian 10 Cân định lượng hỗn hợp theo đơn phối liệu định trước trộn trước đưa vào máy ép phun TH130S Tiến hành trộn nóng chảy hỗn hợp polyme PA, PP máy máy ép phun TH130S với 04 vùng nhiệt độ 225oC, 230oC, 245oC, 240oC Vật liệu sau lấy khỏi máy ép phun TH130S nhanh chóng ép nhiệt độ 220oC, lực ép 15 MPa thời gian phút máy ép Toyoseiki (Nhật Bản) Mẫu sau ép dạng có độ dày ÷ mm CHƯƠNG KẾT QUẢ & THẢO LUẬN 3.1 Nghiên cứu chế tạo polyme blend PE/EVA 3.1.1 Nghiên cứu chế tạo vật liệu polyme blend PE/EVA 3.1.1.1 Nghiên cứu khả chảy nhớt PE, EVA polyme blend PE/EVA Giá trị momen xoắn ổn định hỗn hợp polyme PE, EVA nằm khoảng momen xoắn ổn định EVA PE Các kết nghiên cứu thể hình 3.1 bảng 3.1 Bảng 3.1 Momen xoắn ổn định polyme blend PE/EVA Tỷ lệ thành phần PE/EVA 100/0 70/30 50/50 30/70 0/100 Momen xoắn, Nm 15,6 15,8 16,2 17,6 19,1 3.1.1.2 Nghiên cứu tính chất lý vật liệu polyme blend PE/EVA Bảng 3.2 Sự phụ thuộc độ bền kéo đứt (σ) độ dãn dài đứt (ε) vật liệu polyme blend PE/EVA tỷ lệ thành phần khác Tỷ lệ thành phần Độ bền kéo đứt σ, MPa Độ dãn dài đứt ε, % PE/EVA 100/0 25,4 820,0 90/10 23,5 756,1 80/20 20,8 704,0 70/30 17,1 626,3 60/40 15,6 565,8 50/50 10,8 540,3 40/60 11,5 531,0 30/70 12,1 575,6 20/80 12,8 648,9 10/90 13,5 728,3 0/100 15,2 780,0 Kết cho thấy, giá trị độ bền kéo đứt, độ dãn dài đứt vật liệu polyme blend PE/EVA nằm khoảng thấp giá trị PE EVA 3.1.2 Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng mLLDPE đến khả chảy nhớt polyme blend PE/EVA Hình 3.2 Giản đồ phụ thuộc momen xoắn vào thời gian trộn polyme blend PE/EVA với tỷ lỷ lệ mLLDPE khác Momen xoắn ổn định mẫu polyme blend PE/EVA (70/30) không sử dụng mLLDPE 15,8 Nm, cho thêm PKL PKL mLLDPE giá trị 16,2 Nm 17,4 Nm Bảng 3.3 Gía trị momen xoắn ổn định polyme blend PE/EVA/mLLDPE Tỷ lệ PKL (PE/EVA/mLLDPE) Momen xoắn, Nm 70/30/0 15,8 70/30/2 16,0 70/30/4 16,2 70/30/6 16,7 70/30/8 17,4 70/30/10 17,1 70/30/12 16,6 3.1.3 Nghiên cứu ảnh hưởng số thông số công nghệ đến tính chất lý vật liệu polyme blend PE/EVA/mLLDPE 3.1.3.1 Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ Hình 3.3 Ảnh hưởng nhiệt độ trộn Hình 3.4 Ảnh hưởng nhiệt độ trộn hàm lượng mLLDPE đến độ bền hàm lượng mLLDPE đến độ dãn kéo đứt vật liệu polyme blend dài đứt vật liệu polyme PE/EVA blend PE/EVA Kết xác định tính chất lý polyme blend PE/EVA/mLLDPE chế tạo nhiệt độ khác cho thấy, vật liệu blend chế tạo nhiệt độ 150oC so với polyme blend PE/EVA có tỷ lệ nhiệt độ 140oC có cải thiện độ dãn dài đứt độ bền kéo đứt Khi ta tiếp tục tăng nhiệt độ lên 160oC, giá trị độ bền kéo đứt giảm xuống 3.1.3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng thời gian trộn Hình 3.5 Ảnh hưởng thời gian trộn đến độ bền kéo đứt vật liệu polyme blend PE/EVA/mLLDPE = 70/30/8 Khi thời gian trộn hợp nóng chảy vật liệu blend PE/EVA/mLLDPE: 70/30/8 ngắn (< phút), vật liệu chưa đạt đến trạng thái cân nóng chảy, độ bền kéo đứt vật liệu blend thấp Khi thời gian trộn đủ lớn, đại phân tử polyme phân tán vào mức độ tương tác với lớn liên kết vật lý tăng lên Mặt khác khả cuộn rối chuyển động nhiệt chúng tăng, đó, độ bền kéo đứt vật liệu tăng lên Tuy nhiên, ta tiếp tục tăng thời gian trộn (>5 phút), độ bền kéo đứt vật liệu giảm 3.1.3.3 Ảnh hưởng tốc độ trộn Hình 3.6 Ảnh hưởng tốc độ trộn đến độ bền kéo đứt vật liệu polyme blend PE/EVA/mLLDPE = 70/30/8 Khi tốc độ trộn tăng từ 30 vòng/phút lên 40 vòng/phút độ bền kéo đứt vật liệu tăng lên Tuy nhiên, ta tiếp tục tăng tốc độ trộn, độ bền kéo đứt vật liệu blend lại giảm xuống Tốc độ thích hợp trường hợp 40 vòng/phút 3.1.4 Nghiên cứu hình thái cấu trúc vật liệu polyme blend PE/EVA có không sử dụng phụ gia tương hợp Để nghiên cứu ảnh hưởng phụ gia tương hợp tới bám dính pha cấu trúc polyme blend PE/EVA, tiến hành chụp ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) Kết thu thể hình 3.7a, b Hình 3.7a Ảnh SEM polyme blend Hình 3.7b Ảnh SEM polyme blend PE/EVA (70/30) PE/EVA/mLLDPE (70/30/8) Khi mặt phụ gia tương hợp, hỗn hợp trộn học túy pha EVA phân tán pha liên tục PE dạng thô không đồng (hình 3.7 a) Trong trường hợp có sử dụng phụ gia tương hợp (hình 3.7 b) polyme blend PE/EVA có pha phân tán EVA phân bố pha liên tục PE dạng hạt có kích thước nhỏ đồng 3.1.5 Nghiên cứu độ bền nhiệt vật liệu polyme blend PE/EVA có không sử dụng phụ gia tương hợp Để nghiên cứu ảnh hưởng mLLDPE tới tính chất nhiệt polyme blend PE/EVA, sử dụng phương pháp phân tích biến đổi khối lượng mẫu theo nhiệt độ (TGA) môi trường khí trơ (argon) Hình 3.8 giản đồ phân tích nhiệt (TGA) polyme blend PE/EVA có không sử dụng phụ gia tương hợp Hình 3.8 Giản đồ TGA mẫu polyme blend PE/EVA/mLLDPE: 70/30/8 (1) PE/EVA: 70/30 (2) Qua giản đồ phân tích nhiệt (TGA) cho thấy tốc độ khối lượng khác Trong trường hợp không sử dụng phụ gia tương hợp tốc độ khối lượng, khối lượng bị lớn Từ đường cong TG ta thấy có sử dụng tác nhân trợ tương hợp nhiệt độ bắt đầu phân hủy vật liệu cao hơn, % khối lượng bị blend so với trường hợp không sử dụng trợ tương hợp Các đặc trưng TGA trình nghiên cứu thể bảng 3.4 Bảng 3.4 Các đặc trưng TGA polyme blend PE/EVA có không sử dụng phụ gia tương hợp Khối lượng mẫu Nhiệt độ bắt đầu nhiệt độ khác (%) Mẫu phân huỷ mẫu (oC) 350 oC 400 oC 450 oC PE/EVA: 70/30 PE/EVA/mLLDPE: 70/30/8 271,70 277,67 4,45 2,64 12,86 4,17 77,63 23,64 3.1.6 Nghiên cứu ảnh hưởng phụ gia chống oxy hóa đến độ bền oxy hóa nhiệt polyme blend PE/EVA Bảng 3.5 thể độ bền kéo đứt, độ dãn dài đứt polyme blend PE/EVA trước, sau trình lão hoá oxy hoá nhiệt Bảng 3.5 Độ bền kéo đứt polyme blend PE/EVA/mLLDPE trước, sau trình già nhiệt Tỷ lệ PKL PE/EVA/mLLDPE/ Irganox 1010 70/30/0/0 70/30/8/0 σ TLH σ SLH % lại 17,1 13 70/30/8/0,5 23,1 22,8 18,5 19,2 76,02 80,01 70/30/8/1 70/30/8/1,5 22,3 21,2 20,5 19,9 84,21 91,93 93,87 Trong đó: σ TLH : Độ bền kéo đứt trước già nhiệt σ SLH : Độ bền kéo đứt sau trình già nhiệt Bảng 3.6 Độ dãn dài đứt polyme blend PE/EVA/mLLDPE trước, sau trình già nhiệt Tỷ lệ PKL PE/EVA/mLLDPE/Irganox 1010 ε TLH ε SLH % lại 70/30/0/0 626,3 468,7 74,8 70/30/8/0 804,0 659,3 82,0 70/30/8/0,5 796,5 678,1 85,1 70/30/8/1 785,6 708,9 90,2 70/30/8/1,5 768,6 707,8 91,1 Trong đó: ε TLH: Độ dãn dài đứt trước già nhiệt ε SLH : Độ dãn dài đứt sau trình già nhiệt Qua bảng 3.5, 3.6, cho thấy giá trị độ bền kéo đứt, độ dãn dài đứt sau trình già nhiệt polyme blend PE/EVA sử dụng phụ tương hợp mLLDPE cao so với giá trị polyme blend PE/EVA không sử dụng phụ tương hợp Đặc biệt, có mặt phụ gia chống oxy hóa giá trị độ bền kéo đứt, độ dãn dài đứt sau trình già nhiệt cải thiện nhiều 3.1.7 Giản đồ DSC polyme blend PE/EVA PE/EVA/mLLDPE Để đánh giá khả tương hợp PE/EVA, PE/EVA/mLLDPE mẫu phân tích nhiệt DSC Giản đồ DSC mẫu PE, EVA polyme blend PE/EVA (70/30), PE/EVA/mLLDPE (70/30/8) trình bày hình 3.9a, 3.9b, 3.9c 3.9d Hình 3.9b Giản đồ DSC EVA Hình 3.9a Giản đồ DSC PE căng bề mặt bề mặt phân pha, tạo tương tác đại phân tử PP PE tạo cho cấu trúc polyme blend PP/PE chặt chẽ làm cho momen xoắn tăng lên so với trường hợp không sử dụng mLLDPE 3.2.3 Nghiên cứu tính chất lý vật liệu polyme blend PP/PE có sử dụng mLLDPE làm phụ gia tương hợp Bảng 3.9 Độ bền kéo đứt độ dãn dài đứt polyme blend PP/PE/ mLLDPE Tỷ lệ PKL PP/PE/ mLLDPE 80/20/0 80/20/2 80/20/4 80/20/6 80/20/8 80/20/10 Độ bền kéo đứt σ, Mpa Độ dãn dài đứt ε, % 22,8 24,2 26,6 28,7 26,9 25,8 230,3 275,4 347,3 476,0 435,1 402,9 Kết nghiên cứu cho thấy có mặt mLLDPE với tỷ lệ 2, 4, PKL cải thiện đáng kể tính chất lý polyme blend PP/PE, hàm lượng mLLDPE đưa vào đủ lớn tự kết tụ với tạo pha thứ song song tồn pha PP PE làm giảm tương tác pha PP pha PE, đó, độ bền kéo đứt độ dãn dài đứt polyme blend PP/PE/mLLDPE giảm xuống 3.2.4 Nghiên cứu độ bền nhiệt polyme blend PP/PE có không sử dụng phụ gia tương hợp Hình 3.12 Giản đồ TGA vật liệu polyme blend PP/PE: 80/20 (2) PP/PE/mLLDPE: 80/20/6 (1) Giản đồ phân tích nhiệt (hình 3.12) cho thấy, tốc độ khối lượng khác polyme blend PP/PE PP/PE/mLLDPE Trong trường hợp không sử dụng phụ gia tương hợp tốc độ khối lượng, khối lượng bị lớn so với trường hợp có sử dụng phụ gia tương hợp Các đặc trưng TGA (nhiệt độ bắt đầu phân hủy mẫu, phần trăm khối lượng nhiệt độ khác nhau) trình nghiên cứu thể bảng 3.10 11 Bảng 3.10 Các đặc trưng TGA polyme blend PP/PE có không sử dụng mLLDPE Khối lượng mẫu Nhiệt độ bắt đầu nhiệt độ khác (%) Tỷ lệ PKL phân huỷ mẫu (oC) 350oC 400oC 450oC PP/PE: 80/20 324,74 1,82 4,78 53,46 PP/PE/mLLDPE: 326,68 1,56 3,58 51,74 80/20/6 3.2.5 Nghiên cứu hình thái cấu trúc vật liệu polyme blend PP/PE có không sử dụng phụ gia tương hợp Hình 3.13b Ảnh SEM polyme blend Hình 3.13a Ảnh SEM polyme PP/PE/mLLDPE (80/20/6) blend PP/PE (80/20) Qua hình 3.13a, b, nhận thấy khác biệt lớn bám dính cấu trúc polyme blend PP/PE có mặt mLLDPE Khi mặt mLLDPE, hỗn hợp trộn học túy, pha PE phân tán pha liên tục PP dạng thô không đồng (hình 3.13a) Trong trường hợp có sử dụng mLLDPE (hình 3.13b) polyme blend PP/PE có pha phân tán PE phân bố pha liên tục PP dạng hạt có kích thước nhỏ đồng 3.2.6 Nghiên cứu ảnh hưởng phụ gia chống oxy hóa đến độ bền oxy hóa nhiệt polyme blend PP/PE/mLLDPE 3.2.6.1 Nghiên cứu tính chất lý vật liệu polyme blend PP/PE, PP/PE/mLLDPE trước sau 07 ngày già nhiệt 70oC Bảng 3.11 Độ bền kéo đứt polyme blend PP/PE/mLLDPE trước, sau trình già nhiệt Tỷ lệ PKL PP/PE/mLLDPE/Irganox 1010 80/20/0/0 80/20/6/0 σ TLH σ SLH % lại 22,8 10,7 80/20/6/0,5 28,7 28,1 15,8 16,9 46,92 55,05 80/20/6/1 27,3 19,7 72,16 80/20/6/1,5 26,8 22,3 83,20 80/20/6/2 80/20/6/2,5 25,3 23,8 22,5 21,7 90,36 91,17 12 60,14 Trong đó: σ TLH : Độ bền kéo đứt trước già nhiệt σ SLH : Độ bền kéo đứt sau trình già nhiệt Bảng 3.12 Độ dãn dài đứt polyme blend PP/PE/mLLDPE trước, sau trình già nhiệt Tỷ lệ PKL PP/PE/mLLDPE/Irganox 1010 80/20/0/0 80/20/6/0 ε TLH ε SLH % lại 230,3 476,0 80,5 201,3 34,95 42,28 80/20/6/0,5 468,4 234,9 50,14 80/20/6/1 80/20/6/1,5 451,3 439,6 280,7 321,5 62,20 73,13 80/20/6/2 428,6 345,6 80,63 80/20/6/2,5 401,9 329,7 82,03 Trong đó: ε TLH: Độ dãn dài đứt trước già nhiệt ε SLH : Độ dãn dài đứt sau trình già nhiệt Bảng 3.11, 3.12 cho thấy, sử dụng phụ gia tương hợp mLLDPE cải thiện tính chất lý polyme blend PP/PE sau trình già nhiệt Đặc biệt, có mặt phụ gia chống oxy hóa độ bền kéo đứt độ dãn dài đứt sau già nhiệt cải thiện nhiều Với tỷ lệ chất chống oxy hóa khác khả chống oxy hóa khác 3.2.6.2 Giản đồ TGA vật liệu polyme blend PP/PE/mLLDPE PP/PE/mLLDPE/Irganox 1010 Độ bền oxy hóa nhiệt mẫu xác định từ giản đồ khối lượng theo nhiệt độ Hình 3.14 thể giản đồ phân tích nhiệt khối lượng (TGA) polyme blend PP/PE/mLLDPE/Irganox 1010: (80/20/6/2) đường số polyme blend PP/PE/mLLDPE (80/20/6) đường số Tốc độ khối lượng 02 mẫu khác Ở nhiệt độ khác nhau, với phụ gia tương hợp mẫu bị khối lượng khác Kết phân tích cho thấy, có mặt Irganox 1010 (2 PKL) làm tăng đáng kể độ bền nhiệt vật liệu polyme blend PP/PE Các đặc trưng TGA trình nghiên cứu thể bảng 3.13 Hình 3.14 Giản đồ TGA mẫu polyme blend PP/PE/mLLDPE/Irganox 1010: 80/20/6/2 (1) PP/PE mLLDPE: 80/20/6 (2) 13 Bảng 3.13 Các đặc trưng TGA vật liệu polyme blend PP/PE/mLLDPE PP/PE/mLLDPE/Irganox 1010 Mẫu PP/PE: 80/20 PP/PE/mLLDPE/ Irganox 1010: 80/20/6/2 Nhiệt độ bắt đầu phân huỷ mẫu (oC) 224,72 261,64 Khối lượng mẫu nhiệt độ khác (%) 350oC 400oC 450oC 46,26 68,55 88,48 2,52 5,14 34,72 3.2.7 Giản đồ DSC vật liệu polyme blend PP/PE có không sử dụng phụ gia tương hợp Hình 3.15b Giản đồ DSC PP Hình 3.15a Giản đồ DSC PE Hình 3.15c Giản đồ DSC polyme Hình 3.15d Giản đồ DSC polyme blend PP/PE (80/20) blend PP/PE/mLLDPE (80/20/6) Trường hợp không sử dụng mLLDPE làm tác nhân trợ tương hợp PP PE trộn lẫn học cách túy, có pic mạnh thể nhiệt độ nóng chảy PP PE (hình 3.15c) Pic thể nhiệt độ nóng chảy PP khoảng 170oC pic lại PE khoảng 112oC Khi sử dụng mLLDPE (hình 3.15d), xuất pic mạnh khoảng 152oC, điều thể mLLDPE làm tăng khả tương hợp pha PP pha PE 3.3 Nghiên cứu chế tạo vât liệu polyme blend PA/PP 3.3.1 Nghiên cứu tính chất lý vật liệu polyme blend PA/PP có không sử dụng phụ gia tương hợp 3.3.1.1 Nghiên cứu vật liệu polyme blend PA/PP 14 Bảng 3.14 Độ bền kéo đứt độ dãn dài đứt PA, PP polyme blend PA/PP Tỷ lệ PKL: PA/PP Độ bền kéo đứt σ, MPa Độ dãn dài đứt ε, % 100/0 63,4 140,5 90/10 54,6 129,2 80/20 48,7 112,3 70/30 33,9 106,2 60/40 27,5 98,4 50/50 20,2 175,8 40/60 21,7 195,8 30/70 22,1 202,6 20/80 24,6 213,2 10/90 28,9 234,2 0/100 31,9 280,6 Bảng 3.14 thể hiện độ bền kéo đứt độ dãn dài đứt PA, PP polyme blend PA/PP Độ bền kéo đứt PA PP tương ứng 63,4 MPa 31,9 MPa, độ dãn dài đứt PA PP tương ứng 140,5 280,6% Trong trộn hợp nóng chảy PA PP vật liệu thu tính chất ưu việt polyme thành phần 3.3.1.2 Nghiên cứu vật liệu polyme blend PA/PP/PP-g-MA Bảng 3.15 Độ bền kéo đứt độ dãn dài đứt polyme blend PA/PP/PP-g-MA Tỷ lệ PKL Độ bền kéo đứt σ, Mpa Độ dãn dài đứt ε, % PA/PP/PP-g-MA 80/20/0 48,7 112,3 80/20/2 49,8 125,4 80/20/4 51,7 165,3 80/20/6 52,9 198,8 80/20/8 53,7 215,6 80/20/10 54,5 246,1 80/20/12 53,2 225,2 Bảng 3.15 cho thấy, có mặt PP-g-MA với tỷ lệ 2- 10 PKL làm tăng đáng kể tính chất lý polyme blend PA/PP, tỷ lệ tiếp tục tăng lên tính chất lý polyme blend PA/PP lại giảm xuống Điều giải thích, sử dụng PP-g-MA polyme blend PA/PP xảy tương tác vật lý (liên kết hydro, tương tác dipol-dipol) tương tác hoá học (phản ứng amit hoá, phản ứng tạo thành nhóm imit) làm cho độ bền kéo đứt, độ dãn dài đứt polyme blend tăng lên Hình 3.16 Phản ứng tạo liên kết imit PP-g-MA nhóm amin 3.3.2 Nghiên cứu độ bền nhiệt polyme blend PA/PP có không sử dụng phụ gia tương hợp 15 Hình 3.17 thể giản đồ phân tích nhiệt khối lượng (TGA) polyme blend PA/PP/PP-g-MA: (80/20/10) đường số polyme blend PA/PP(80/20) đường số Từ giản đồ TGA cho thấy tốc độ khối lượng 02 mẫu khác Ở nhiệt độ khác nhau, với phụ gia tương hợp mẫu bị khối lượng khác Kết phân tích TGA cho thấy, có mặt 10 PKL PP-g-MA làm tăng đáng kể độ bền nhiệt vật liệu polyme blend PA/PP Các đặc trưng TGA trình nghiên cứu thể bảng 3.16 Hình 3.17 Giản đồ TGA mẫu polyme blend PA/PP/PP-g-MA: 80/20/10 (1) PA/PP: 80/20 (2) Bảng 3.16 Các đặc trưng TGA vật liệu polyme blend PA/PP có không sử dụng PP-g-MA Khối lượng mẫu nhiệt Nhiệt độ bắt đầu độ khác (%) Mẫu phân huỷ mẫu (oC) o 350 C 400oC 450oC PA/PP: 80/20 318,60 2,50 29,64 81,60 PA/PP/PP-g-MA: 329,50 1,40 16,50 60,80 80/20/10 3.3.3 Nghiên cứu hình thái cấu trúc vật liệu polyme blend PA/PP có không sử dụng phụ gia tương hợp Hình 3.18a Ảnh SEM polyme blend PA/PP (80/20) Hình 3.18b Ảnh SEM polyme blend PA/PP/PP-g-MA (80/20/10) Qua hình 3.18a, b, nhận thấy khác biệt lớn bám dính cấu trúc polyme blend PA/PP có mặt PP-g-MA đóng vai trò phụ gia tương hợp Khi PP-g-MA (hỗn hợp PA, PP trộn học tuý; hình 3.18a) pha phân tán PP phân bố pha liên tục PA dạng 16 hạt thô không đồng Khi sử dụng PP-g-MA (hình 3.18b), polyme blend PA/PP có pha phân tán PP phân bố pha liên tục PA dạng hạt có kích thước nhỏ đồng 3.3.4 Giản đồ DSC polyme blend PA/PP có không sử dụng phụ gia tương hợp Hình 3.19a Giản đồ DSC PA Hình 3.19b Giản đồ DSC PP Hình 3.19d Giản đồ DSC polyme Hình 3.19c Giản đồ DSC polyme blend PA/PP/PP-g-MA (80/20/10) blend PA/PP (80/20) Không sử dụng PP-g-MA làm tác nhân trợ tương hợp cho blend PA/PP (hình 3.19c), xuất pic mạnh thể nhiệt độ nóng chảy PP PA Pic thể nhiệt độ nóng chảy PP khoảng 155oC pic lại PA khoảng 220oC Khi sử dụng PP-g-MA (hình 3.19d), xuất pic mạnh khoảng 195oC Điều thể liên kết pha cải thiện PP-g-MA đóng vai trò tác nhân kết dính pha PA PP làm giảm sức căng bề mặt, tương tác bề mặt phân chia pha tăng lên làm cho PP PA có khả tương hợp với tốt với Độ hấp thụ nước (%) 3.3.5 Nghiên cứu ảnh hưởng PP-g-MA tới khả hấp thụ nước polyme blend PA/PP 2.1 1.8 1.5 1.2 0.9 0.6 0.3 A/B: 80/20 A/B/C: 80/20/10 10 15 20 25 30 Thời gian ngâm (ngày) Hình 3.20 Sự thay đổi độ hấp thụ nước polyme blend PA/PP/PP-g-MA (A: PA, B: PP, C: PP-g-MA) 17 Hình 3.20 cho thấy ngày đầu độ hấp thụ nước polyme blend PA/PP/PP-g-MA cao độ hấp thụ nước polyme blend PA/PP không sử dụng chất tương hợp Trong khoảng thời gian tiếp theo, độ hấp thụ nước polyme blend PA/PP/PP-g-MA nhỏ so với độ hấp thụ nước polyme blend PA/PPA không sử dụng chất tương hợp 3.3.6 Nghiên cứu ảnh hưởng phụ gia chống tĩnh điện đến điện trở suất bề mặt vật liệu polyme blend PA/PP 3.3.6.1 Nghiên cứu ảnh hưởng phụ gia chống tĩnh điện đến điện trở suất bề mặt vật liệu polyme blend PA/PP/PP-g-MA Bảng 3.17 Ảnh hưởng phụ gia chống tĩnh điện đến điện trở suất bề mặt vật liệu polyme blend PA/PP/PP-g-MA Điện trở suất bề mặt (Ω) Hàm lượng phụ gia chống tĩnh điện (PKL) AEAS 300 HKD-100 Irgastat P18 1,15.1014 1,15.1014 1,15.1014 7,93.1012 1,62.1013 2,51.1012 4,26.1010 3,26.1011 1,24.1010 4,11.1010 3,05.1011 1,13.1010 4,04.1010 2,93.1011 1,05.1010 Khi tăng hàm lượng phụ gia chống tĩnh điện lên PKL điện trở suất bề mặt giảm xuống, điều giải thích, có phụ gia chống tĩnh điện hình thành chế chống tĩnh điện cho polyme blend PA/PP/PP-g-MA, nhóm phân cực phụ gia chống tĩnh điện hút ẩm không khí chuyển ẩm từ bề mặt polyme blend vào phụ gia chống tĩnh điện Đường dịch chuyển điện tích phụ gia chống tĩnh điện polyme blend tạo pha liên tục hình thành từ phụ gia chống tĩnh điện, kết làm tiêu tán điện tích tĩnh Tuy nhiên, hàm lượng phụ gia chống tĩnh điện lớn PKL điện trở suất thay đổi không nhiều hàm lượng phụ gia chống tĩnh điện đạt khoảng PKL đủ hình thành pha liên tục nên polyme blend, tiếp tục tăng hàm lượng phụ gia chống tĩnh điện giá trị điện trở suất bề mặt thay đổi 3.3.6.2 Nghiên cứu ảnh hưởng thời gian đến điện trở suất bề mặt vật liệu polyme blend PA/PP/PP-g-MA Bảng 3.18 Ảnh hưởng thời gian đến điện trở suất bề mặt vật liệu polyme blend PA/PP/PP-g-MA Loại phụ gia chống tĩnh điện TT Thời điểm kiểm tra AEAS 300 HKD-100 Irgastat P18 10 11 Ban đầu 4,26.10 3,26.10 1,24.1010 Sau 15 ngày 6,27.1010 6,26.1011 4,52.1010 Sau 30 ngày 7,54.1010 7,68.1011 5,28.1010 Sau 45 ngày 8,06.1010 8,61.1011 6,42.1010 Sau 60 ngày 9,02.1010 9,29.1011 7,02.1010 Sau 90 ngày 9,93.1011 0,63.1012 9,09.1010 Bảng 3.18 cho thấy hiệu trì khả chống tĩnh điện sau 90 ngày polyme blend PA/PP/PP-g-MA sử dụng phụ gia chống tĩnh điện khác khác Đối với trường hợp sử phụ gia Irgastat P18 hiệu trì khả 18 chống tĩnh điện lớn nhất, điều giả thích có khối lượng phân tử lớn, cấu trúc phân tử cồng kềnh nên khả thẩm thấu bề mặt nhỏ 3.3.6.3 Nghiên cứu ảnh hưởng phụ gia chống tĩnh điện đến tính chất lý vật liệu polyme blend PA/PP/PP-g-MA Bảng 3.19 Độ bền kéo đứt độ dãn dài đứt polyme blend PA/PP/PP-g-MA với tỷ lệ phụ gia chống tĩnh điện khác Tỷ lệ PKL Độ bền kéo đứt Độ dãn dài đứt PA/PP/PP-g-MA/Irgastat P18 σ, MPa ε, % 80/20/10/0 54,5 246,1 80/20/10/1 54,2 237,2 80/20/10/2 53,7 221,5 80/20/10/3 53,1 210,7 80/20/10/4 52,0 182,5 Bảng 3.19 cho thấy, có mặt phụ gia chống tĩnh điện Irgastat P18 với tỷ lệ 1- PKL không làm thay đổi nhiều độ bền kéo đứt polyme blend PA/PP/PP-g-MA, độ dãn dài đứt blend lại giảm xuống nhiều 3.3.7 Nghiên cứu ảnh hưởng phụ gia chống oxy hóa đến độ bền oxy hóa nhiệt vật liệu polyme blend PA/PP/PP-g-MA Bảng 3.20 Độ bền kéo đứt polyme blend PA/PP/PP-g-MA trước, sau trình gìa nhiệt Tỷ lệ PKL PA/PP/PP-g-MA/Irganox 1010 80/20/0/0 80/20/10/0 80/20/10/0,5 80/20/10/1 80/20/10/1,5 σ TLH σ SLH % lại 48,7 31,3 54,5 54,1 53,5 39,2 41,2 43,1 64,27 71,93 76,15 80,56 52,8 45,9 86,93 80/20/10/2 50,3 44,3 88,17 Trong đó: σ TLH : Độ bền kéo đứt trước già nhiệt σ SLH : Độ bền kéo đứt sau trình già nhiệt Bảng 3.21 Độ dãn dài đứt polyme blend PA/PP/PP-g-MA trước, sau trình già nhiệt Tỷ lệ PKL PA/PP/PP-g-MA/Irganox 1010 ε TLH ε SLH % lại 80/20/0/0 112,3 65,4 58,2 80/20/10/0 246,1 153,3 62,3 80/20/10/0,5 237,2 161,5 68,1 80/20/10/1 229,3 172,7 75,4 80/20/10/1,5 221,5 173,2 78,2 80/20/10/2 195,7 157,3 80,4 19 Trong đó: ε TLH: Độ dãn dài đứt trước già nhiệt ε SLH : Độ dãn dài đứt sau trình già nhiệt Qua bảng 3.20, 3.21, cho thấy giá trị độ bền kéo đứt, độ dãn dài đứt sau trình già nhiệt polyme blend PA/PP sử dụng phụ tương hợp PP-g-MA cao so với giá trị polyme blend PA/PP không sử dụng phụ tương hợp Bên cạnh đó, việc sử dụng phụ gia chống oxy hóa Irganox 1010 cải thiện đáng kể độ bền kéo đứt, độ dãn dài đứt tổ hợp vật liệu PA/PP/PP-g-MA sau trình già nhiệt Nếu tiếp tục tăng hàm lượng chất chống oxy hóa tính chất lý khảo sát lại giảm nhiều 3.3.8 Nghiên cứu độ cứng độ mài mòn vật liệu polyme blend PA/PP/PP-g-MA Bảng 3.22 Tỷ trọng, độ cứng, độ mài mòn vật liệu nghiên cứu Độ cứng Độ mài mòn Loại vật liệu Tỷ trọng TT (Shore D) (cm3/1,61km) Gỗ nghiến 1,07 65 1,35 PP 0,92 58 1,03 PA 1,12 78 0,65 PA/PP/PP-g-MA(80/20/10) 1,08 69 0,88 PA/PP/PP-g-MA /Irgastat P18/Irganox 1010 1,07 66 0,76 (80/20/10/2/1,5) Bảng 3.22 cho thấy tỷ trọng, độ cứng polyme blend PA/PP/PP-gMA/Irgastat P18/Irganox 1010 tương đương với tỷ trọng, độ cứng gỗ nghiến, độ mài mòn thấp gỗ nghiến sử dụng làm bi nghiền thuốc nổ Nhà máy Z121 III.4 Thử nghiệm sản phẩm nghiên cứu điều kiện thực tế sản xuất III.4.1 Thử nghiệm nghiền, trộn thuốc nổ TNT, thuốc nổ công nghiệp AD1 Bảng 3.23 Kết thử nghiệm bi sau 116 nghiền, trộn thuốc nổ AD1 Hạng mục Gía trị ban Sau Sau Sau kiểm tra đầu 25 50 116 Khối lượng bi, g/viên 135 134,7 134,5 134 Kích thước, mm 60- 60,3 60- 60,2 59,9-60,2 59,8-60,1 Kiểm tra toàn 200 199,5 lượng bi, kg Bảng 3.24 Bảng so sánh hiệu nghiền, trộn thuốc nổ AD1 bi gỗ nghiến bi polyme blend TT TT Chỉ tiêu kỹ thuật Sử dụng bi gỗ nghiến Sử dụng bi polyme blend 75-85 85-94 85-93 90-98 7-9 3-5 0,66 0,063 Nghiền NH4NO3 (thời gian 25 phút), Lọt sàng số 16, % Nghiền hỗn hợp thuốc nổ AD1 (thời gian nghiền 20 phút), Lọt sàng số 16, % Thời gian tháo liệu (lấy sản phẩm thuốc nổ AD1 sau nghiền), Phút Độ bền mài mòn (tỷ lệ hao hụt), kg bi/tấn thuốc nổ 20 Kết thử nghiệm sau 116 nghiền, trộn thuốc nổ AD1 nghiền 05 mẻ (mỗi mẻ 200kg) thuốc nổ TNT: - Đảm bảo tuyệt đối an toàn trình nghiền, trộn - Không có viên bi bị sứt, vỡ phải loại bỏ - Đối với việc nghiền thuốc nổ TNT theo quy trình công nghệ hành, đảm bảo an toàn, đạt yêu kỹ thuật - Kiểm tra kích thước ống thuốc, khối lượng, mật độ, khả kích nổ, truyền nổ: Đạt yêu cầu kỹ thuật Bảng 3.23, 3.24 cho thấy độ bền mài mòn bi polyme blend PA/PP thấp nhiều so với bi gỗ nghiến, hiệu nghiền cao hơn, thời gian tháo liệu so với sử dụng bi gỗ nghiến Bảng 3.25 thể kích thước cỡ hạt NH4NO3 hỗn hợp thuốc nổ công nghiệp AD1 nghiền, trộn theo quy trình hành Nhà máy Z121 Kết cho thấy, hỗn hợp thuốc nổ công nghiệp AD1 sau nghiền lọt sàng 16#/cm2 đạt ≥ 90 % (theo quy định hỗn hợp thuốc nổ AD1 sau nghiền lọt sàng 16#/cm2 đạt ≥ 85 %) Bảng 3.25 Kích thước hạt NH4NO3 kích thước hỗn hợp AD1 (nghiền, trộn 155 mẻ tương ứng 116 giờ) Cỡ hạt lọt sàng số 16 (%) Nhiệt độ Độ ẩm Nhiệt độ TT Mẻ o NH4NO3 Hỗn hợp AD1 thuốc (oC) môi trường ( C) (%) số 1 25 84 85 91 38,8 2 25 85 85,5 92 39 3 26 83 88 97 40 4 26 83 91 98 41 5 26 80 90 93 41 6 26 80 90,5 95 40,5 7 26 80,5 91 95 40 8 26,5 80 89 93 39 9 26 75 89 93 39 10 10 26 73 87 91 37 11 11 25,5 72 85 90 36 12 12 25 78 85 91 38 13 13 25 77 85 91 39 14 14 25 81 86 91 39 15 15 25 81 88 92 38 16 16 26 82 85 92 38,5 17 17 26 83 85,5 93 39 18 18 25 83 85 94 39,6 19 19 25 83 87 97 40 20 20 26,5 78 87 96,5 41,8 21 21 26,5 78 90 98 41 22 22 26,5 78,5 89 97 40,5 23 23 26,5 78,5 88 97 41,5 24 24 26,5 78 88 95 41 3.4.2 Thử nghiệm chế tạo dây dẫn tín hiệu nổ 3.4.2.1 Kết thử nghiệm dây dẫn tín hiệu nổ sau chế tạo 21 Bảng 3.26 Bảng so sánh kết thử nghiệm sản phẩm luận án nghiên cứu sản phẩm sản xuất Nhà máy Z121 Sản phẩm Sản phẩm Thông số kiểm tra ĐVT TT Nhà máy Z121 luận án Đường kính mm ± 0,1 ± 0,1 Tốc độ nổ m/s 1.815,5 1.827,6 Độ nhạy nổ Đạt yêu cầu Đạt yêu cầu Khả chịu lực N 199 238 Khả chịu chấn động (*) m/s 1.795,2 1.801,8 ((*): Sau thử chấn động, mang mẫu kiểm tra tốc độ nổ) Bảng 3.26 cho thấy, dây dẫn tín hiệu nổ đề tài luận án nghiên cứu đạt yêu cầu kỹ thuật theo QCVN 06:2012/BCT (Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia dây dẫn tín hiệu nổ) Kết cho thấy, độ bền kéo đứt dây dẫn tín hiệu nổ luận án nghiên cứu cao giá trị dây dẫn tín hiệu nổ Nhà máy Z121 sản xuất 3.4.2.2 Kết thử nghiệm đánh giá độ ổn định dây dẫn tín hiệu nổ Bảng 3.27 Kết thử nghiệm độ ổn định sản phẩm Nhà máy Z121 Thông số kiểm tra Khả Khả Tốc độ nổ, Độ nhạy chịu lực, chịu chấn m/s nổ Thời gian N động, m/s (*) Ban đầu 1.815,5 Đạt yêu cầu 199 1.795,2 Sau 01 tháng 1.810,2 Đạt yêu cầu 198 1.789,1 Sau 02 tháng 1.798,3 Đạt yêu cầu 196 1.775,2 Sau 03 tháng 1.781,6 Đạt yêu cầu 195 1.764,3 Sau 04 tháng 1.775,1 Đạt yêu cầu 191 1.730,8 Sau 05 tháng 1.768,4 Đạt yêu cầu 186 1.705,1 Sau 06 tháng 1.756,8 Đạt yêu cầu 183 1.654,2 ((*) Sau thử chấn động, mang mẫu kiểm tra tốc độ nổ) Bảng 3.28 Kết thử nghiệm độ ổn định sản phẩm luận án nghiên cứu Thông số kiểm tra Khả Khả Tốc độ nổ, Độ nhạy chịu lực, chịu chấn m/s nổ Thời gian N động, m/s (*) Ban đầu 1.827,6 Đạt yêu cầu 238 1.801,8 Sau 01 tháng 1.821,2 Đạt yêu cầu 238 1.798,6 Sau 02 tháng 1.816,5 Đạt yêu cầu 236 1.795,1 Sau 03 tháng 1.808,7 Đạt yêu cầu 235 1.784,6 Sau 04 tháng 1.796,3 Đạt yêu cầu 233 1.773,7 Sau 05 tháng 1.785,4 Đạt yêu cầu 232 1.764,6 Sau 06 tháng 1.779,8 Đạt yêu cầu 230 1.749,5 ((*) Sau thử chấn động, mang mẫu kiểm tra tốc độ nổ) Bảng 3.27, 3.28 cho thấy, thông số kỹ thuật dây dẫn tín hiệu nổ luận án nghiên cứu ổn định dây dẫn tín hiệu nổ Nhà máy Z121 sản xuất 22 KẾT LUẬN CHUNG Đã khẳng định vai trò mLLDPE phụ gia tương hợp cho tổ hợp vật liệu polyolefin PE/EVA, PP/PE Đối với polyme blend PE/EVA (70/30) tỷ lệ mLLDPE thích hợp PKL, polyme blend PP/PE (80/20) tỷ lệ mLLDPE thích hợp PKL Sử dụng mLLDPE làm phụ gia tương hợp trình trộn hợp nóng chảy cho tổ hợp vật liệu polyolefin PE/EVA, PP/PE làm tăng bám dính pha, cấu trúc tổ hợp vật liệu chặt chẽ hơn, cải thiện số tính chất học, độ bền nhiệt, độ bền oxy hoá nhiệt so với tổ hợp vật liệu không sử dụng phụ gia tương hợp Điều kiện thích hợp để chế tạo polyme blend PE/EVA/mLLDPE (70/30/8) trạng thái nóng chảy máy trộn kín Haake nhiệt độ trộn 150oC, tốc độ trộn 40 vòng/phút, thời gian trộn phút Điều kiện thích hợp để chế tạo polyme blend PP/PE/mLLDPE (80/20/6) trạng thái nóng chảy máy trộn kín Haake nhiệt độ trộn 190oC, tốc độ trộn 40 vòng/phút, thời gian trộn phút Điều kiện thích hợp để chế tạo polyme blend PA/PP/PP-g-MA (80/20/10) trạng thái nóng chảy máy ép phun nhiệt độ vùng 1: 225oC, vùng 2: 230oC, vùng 3: 245oC, vùng 4: 240oC Phụ gia chống oxy hóa Irganox 1010 cải thiện độ bền kéo đứt, độ dãn dài đứt polyme blend PE/EVA/mLLDPE, PP/PE/mLLDPE PA/PP/PP-g-MA sau già nhiệt, môi trường không khí đối lưu Tỷ lệ phụ gia chống oxy hóa Irganox 1010 sử dụng PKL, 2PKL, 1,5 PKL thích hợp tương ứng cho polyme blend PE/EVA/mLLDPE (70/30/8), PP/PE/mLLDPE (80/20/6) PA/PP/PP-g-MA (80/20/10) Đối với polyme blend PA/PP (80/20), tỷ lệ PP-g-MA sử dụng làm phụ gia tương hợp thích hợp 10 PKL Sử dụng phụ gia tương hợp PP-g-MA trình trộn hợp nóng chảy polyme PA/PP làm tăng bám dính pha, cấu trúc polyme blend PA/PP chặt chẽ hơn, cải thiện tính chất học, độ bền nhiệt, độ bền oxy hoá nhiệt Phụ gia chống tĩnh điện cải thiện điện trở suất bề mặt polyme blend PA/PP/PP-g-MA Tỷ lệ phụ gia chống tĩnh điện Irgastat P18 2PKL thích hợp cho polyme blend PA/PP/PP-g-MA (80/20/10) Kết thử nghiệm sử dụng tổ hợp vật liệu polyme blend PE/EVA/mLLDPE (70/30/8) PP/PE/mLLDPE (80/20/6) để chế tạo dây dẫn tín hiệu nổ bước đầu thu kết tốt, đạt yêu cầu kỹ thuật làm dây dẫn tín hiệu nổ Kết thử nghiệm cho thấy bi nghiền chế tạo từ vật liệu polyme blend PA/PP/PPg-MA (có sử dụng phụ gia chống tĩnh điện, chống oxy hóa), đường kính Φ50 mm, Φ60 mm thích hợp để nghiền thuốc nổ TNT nghiền, trộn thuốc nổ công nghiệp AD1 Nhà máy Z121- Bộ Quốc phòng Đối với việc sử dụng bi nghiền chế tạo từ vật liệu polyme blend PA/PP/ PP-g-MA đề tài nghiên cứu làm tăng hiệu nghiền, trộn, tăng suất lao động, giảm độc hại cho công nhân, góp phần bảo vệ môi trường… 23 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN - Đã nghiên cứu sử dụng tối ưu hóa tỷ lệ mLLDPE làm phụ gia tương hợp cho tổ hợp vật liệu PE/EVA, PP/PE - Chế tạo thành công bi nghiền từ vật liệu polyme blend PA/PP dùng để nghiền thuốc nổ TNT nghiền, trộn thuốc nổ AD1 đảm bảo tuyệt đối an toàn, tăng suất lao động, giảm độc hại cho người lao động - Tạo tiền đề cho việc nghiên cứu, chế tạo sử dụng bi nghiền từ vật liệu polyme blend PA/PP để nghiền vật liệu mềm có yêu cầu cao an toàn cháy nổ độ tinh khiết sản phẩm - Lựa chọn tỷ lệ mLLDPE phụ gia tương hợp cho tổ hợp vật liệu PE/EVA, PP/PE để chế tạo dây dẫn tín hiệu nổ quy mô công nghiệp đạt yêu cầu kỹ thuật 24 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ĐÃ ĐƯỢC CÔNG BỐ Trịnh Đức Công, Nguyễn Trung Thành, Nguyễn Văn Khôi, Trần Vũ Thắng, Ảnh hưởng mLLDPE đến số tính chất polyme blend PE/EVA, 2012, Tạp chí Hóa học, 50 (4A), 403-406 Nguyễn Trung Thành, Trần Vũ Thắng, Trịnh Đức Công, Nguyễn Văn Khôi, Nghiên cứu ảnh hưởng số phụ gia đến khả chảy nhớt độ bền nhiệt vật liệu blend PE/EVA, 2013, Tạp chí Hóa học, 51(2AB), 247-250 Nguyen Trung Thanh, Nguyen Van Khoi, Tran Vu Thang, Trinh Duc Cong, Nguyen Ba Ngoc, Effect of mLLDPE on relative melt viscosity, thermal resistance and morpholy of polymer blend PP/PE, 2013, Vietnam Journal of Chemistry, 51(5A), 153-156 Nguyễn Trung Thành, Nguyễn Văn Khôi, Trần Vũ Thắng, Trịnh Đức Công, Nguyễn Bá Ngọc, Ảnh hưởng mLLDPE đến tính chất lý, độ bền oxy hóa nhiệt khả tương hợp polyme blend PP/PE, 2014, Tạp chí Hóa học, 52 (6A), 118-121 25 [...]... pha PE và EVA, nó tạo ra các tương tác vật lý làm tăng cường sự tương hợp của PE và EVA và cải thiện độ bám dính của 2 pha trong polyme blend PE/EVA 3.2 Nghiên cứu chế tạo vật liệu polyme blend PP/PE 3.2.1 Nghiên cứu chế tạo vật liệu polyme blend PP/PE 3.2.1.1 Nghiên cứu khả năng chảy nhớt của PP, PE và polyme blend PP/PE Trên hình 3.10 là giản đồ momen xoắn- thời gian trộn của PP, PE và hỗn hợp của... (80/20) tỷ lệ mLLDPE thích hợp là 6 PKL Sử dụng mLLDPE làm phụ gia tương hợp trong quá trình trộn hợp nóng chảy cho tổ hợp vật liệu polyolefin PE/EVA, PP/PE đã làm tăng sự bám dính pha, cấu trúc của tổ hợp vật liệu chặt chẽ hơn, cải thiện được một số tính chất cơ học, độ bền nhiệt, độ bền oxy hoá nhiệt so với tổ hợp vật liệu không sử dụng phụ gia tương hợp 2 Điều kiện thích hợp để chế tạo polyme blend PE/EVA/mLLDPE... kéo đứt, độ dãn dài khi đứt của tổ hợp vật liệu PA/PP/PP-g-MA sau quá trình già nhiệt Nếu tiếp tục tăng hàm lượng chất chống oxy hóa thì các tính chất cơ lý khảo sát lại giảm đi nhiều 3.3.8 Nghiên cứu độ cứng và độ mài mòn của vật liệu polyme blend PA/PP/PP-g-MA Bảng 3.22 Tỷ trọng, độ cứng, độ mài mòn của vật liệu nghiên cứu Độ cứng Độ mài mòn Loại vật liệu Tỷ trọng TT (Shore D) (cm3/1,61km) 1 Gỗ nghiến... điều này thể hiện mLLDPE đã làm tăng khả năng tương hợp giữa pha PP và pha PE 3.3 Nghiên cứu chế tạo vât liệu polyme blend PA/PP 3.3.1 Nghiên cứu tính chất cơ lý của vật liệu polyme blend PA/PP có và không sử dụng phụ gia tương hợp 3.3.1.1 Nghiên cứu vật liệu polyme blend PA/PP 14 Bảng 3.14 Độ bền kéo đứt và độ dãn dài khi đứt của PA, PP và polyme blend PA/PP Tỷ lệ PKL: PA/PP Độ bền kéo đứt σ, MPa Độ dãn... liệu PE/EVA, PP/PE - Chế tạo thành công bi nghiền từ vật liệu polyme blend PA/PP dùng để nghiền thuốc nổ TNT và nghiền, trộn thuốc nổ AD1 đảm bảo tuyệt đối an toàn, tăng năng suất lao động, giảm độc hại cho người lao động - Tạo tiền đề cho việc nghiên cứu, chế tạo và sử dụng bi nghiền từ vật liệu polyme blend PA/PP để nghiền các vật liệu mềm có yêu cầu cao về an toàn cháy nổ và độ tinh khiết của sản... độ bền kéo đứt và độ dãn dài khi đứt của PA, PP và polyme blend PA/PP Độ bền kéo đứt của PA và PP tương ứng là 63,4 MPa và 31,9 MPa, độ dãn dài khi đứt của PA và PP tương ứng là 140,5 và 280,6% Trong khi trộn hợp nóng chảy PA và PP thì vật liệu thu được không có các tính chất ưu việt của polyme thành phần 3.3.1.2 Nghiên cứu vật liệu polyme blend PA/PP/PP-g-MA Bảng 3.15 Độ bền kéo đứt và độ dãn dài khi... thuốc nổ công nghiệp AD1 tại Nhà máy Z121- Bộ Quốc phòng Đối với việc sử dụng bi nghiền chế tạo từ vật liệu polyme blend PA/PP/ PP-g-MA của đề tài nghiên cứu đã làm tăng hiệu quả nghiền, trộn, tăng năng suất lao động, giảm độc hại cho công nhân, góp phần bảo vệ môi trường… 23 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN - Đã nghiên cứu sử dụng và tối ưu hóa tỷ lệ mLLDPE làm phụ gia tương hợp cho tổ hợp vật liệu PE/EVA,... và độ dãn dài khi đứt của PP, PE và polyme blend PP/PE Độ bền kéo đứt của PP và PE tương ứng là 31,9 MPa và 25,4 MPa, độ dãn dài khi đứt của PP và PE tương ứng là 280,6% và 820% Trộn hợp nóng chảy PP, PE với các tỷ lệ khác nhau, nhận được các giá trị độ bền kéo đứt, độ dãn dài khi đứt khác nhau Vật liệu thu được không kết hợp được các ưu điểm cả 2 polyme thành phần 3.2.2 Nghiên cứu quá trình trộn hợp. .. PP/PE có và không sử dụng phụ gia tương hợp Hình 3.12 Giản đồ TGA của vật liệu polyme blend PP/PE: 80/20 (2) và PP/PE/mLLDPE: 80/20/6 (1) Giản đồ phân tích nhiệt (hình 3.12) cho thấy, tốc độ mất khối lượng khác nhau giữa polyme blend PP/PE và PP/PE/mLLDPE Trong trường hợp không sử dụng phụ gia tương hợp tốc độ mất khối lượng, khối lượng bị mất là lớn hơn so với trường hợp có sử dụng phụ gia tương hợp Các... tổ hợp vật liệu polyme blend PE/EVA/mLLDPE (70/30/8) và PP/PE/mLLDPE (80/20/6) để chế tạo dây dẫn tín hiệu nổ bước đầu đã thu được kết quả tốt, đạt yêu cầu kỹ thuật làm dây dẫn tín hiệu nổ 7 Kết quả thử nghiệm cho thấy bi nghiền chế tạo từ vật liệu polyme blend PA/PP/PPg-MA (có sử dụng phụ gia chống tĩnh điện, chống oxy hóa), đường kính Φ50 mm, Φ60 mm là thích hợp để nghiền thuốc nổ TNT và nghiền,