Bài tập lớn công nghệ cao su hệ lưu hóa trong EPDM

Trang 1

HỆ LƯU HÓA TRONG EPDM

GVHD: TS NGUYỄN THỊ LÊ THANH

Nhóm 12

Trường Đại Học Bách Khoa TPHCM

Khoa Công Nghệ Vật Liệu

BÀI TẬP LỚN CÔNG NGHỆ CAO SU

Trang 3

Giới thiệu

1 EPDM và EPM

 Sự copolymer hóa của ethylene và propylene sẽ tạo ra các loại copolymer hữu ích, sự kết tinh của cả hai được ngăn chặn nếu hàm lượng ethylene nằm trong khoảng 45-60%; ở các mức hàm lượng ethylene cao hơn khoảng 70-80%, có thể kết tinh một phần.

 Các dạng có hàm lượng ethylene thấp thường dễ gia công Khi hàm lượng ethylene tăng lên, độ cứng vững bán thành phẩm (độ bền ướt )và khả năng ép đùn được cải thiện.

Trang 4

Trong thương mại có ba loại monomer được sử dụng là dicyclo-pentadiene, ethylidene norbornene và 1,4- hexadiene.

Thông thường với hàm lượng 4-5%, termonomer này sẽ mang lại các đặc tính lưu hóa có thể chấp nhận được, trong

khi với hàm lượng 10% sự lưu hóa sẽ nhanh, dicyclopentadien cho tốc độ lưu hóa là chậm nhất, còn ethylidene norbornene là cao nhất

EPDM và EPM

Trang 7

•Sư lưu hóa là quá trình ( phản ứng hóa học) mà qua

đó các chuỗi cao su được liên kết với nhau bằng các liên kết hóa học để tạo thành mạng lưới, làm thay đổi vật liệu cao su từ trạng thái lỏng nhớt thành trạng thái rắn có sự đàn hồi và dai

•Đối với 2 loại cao su này thì có 3 hệ lưu hóa :

- Hệ lưu huỳnh : EPDM

- Hệ peroxide: EPM và EPDM

- Hệ resol : EPDM

Giới thiệu

2 Lưu hóa

Trang 8

Các hệ lưu hóa sử dụng trong EPDM

1 Hệ lưu hóa lưu huỳnh

Sự lưu hóa bằng lưu huỳnh của EPDM và nhựa nhiệt

dẻo thường hiện diện các chất kích hoạt lưu hóa ( ZnO và stearic acid ) và xúc tiến (MBT,TMTD,ZDMC…)

Vì trong mạch phân tử EPDM có nối đôi của

monomer mang nối đôi đưa vào làm tác nhân lưu hóa

bằng lưu huỳnh nên có cơ chế tương tự như lưu hóa

polydien với lưu huỳnh nhưng phải dùng xúc tiến nhiều

hơn

Trang 9

Cơ chế:

Trước tiên, với sự có mặt của S và nhiệt 1 nguyên tử hydrogen của carbon α-methylene tự tách ra tạo thành một gốc tự do và một gốc sulfuhydryl:

Hai gốc này tiếp đó có thể phản ứng theo nhiều cách khác nhau Gốc hydrocarbon hợp với lưu huỳnh tạo thành một gốc sulfur:

Hệ lưu huỳnh

Trang 11

Hệ xúc tiến thích hợp cho EPDM:

•Hệ lưu hóa dùng cho EPDM thường dựa trên chất xúc tiến

thiazoles với dithiocabarmate và thiurams Bởi vì mức độ bất bão hòa của EPDM thấp hơn so với các loại cao su khác nên một hàm lượng chất xúc tiến cao (2-10phr) bao gồm nhiều loại chất xúc tiến khác nhau thường được sử dụng để đạt được hiệu quả lưu hóa

nhanh và modul lớn Chính vì khả năng hòa tan thấp của thiuram

và dithiocacbarmate nên cần cho nhiều loại chất xúc tiến khac với hàm lượng nhỏ (<1phr)

•Sulfernamide có thể được sử dụng trong EPDM do khả năng hòa tan tốt của nó trong EPDM

VD: MBT,ZDBC,TMTD…

Trang 15

2 Hệ lưu hóa peroxide

Một số loại peroxide:

Trang 16

Hệ lưu hóa peroxide

Trang 18

CH 3

H 3 C

Di-t-butylperoxide

Trang 19

b/ Dicumyl peroxide

Tính chất của DICUMYL PEROXIDE

Trang 20

Sử dụng peroxide khi các sản phẩm có yêu cầu:

• Tính chất bền nén tốt

• Bền lão hóa với nhiệt tốt (thường tốt hơn nhiều so với lưu

hóa bằng lưu huỳnh)

• Không hồi lưu (sự phá hủy liên kết ngang nếu quá lưu)

• Cải thiện tính đồng lưu hóa của các loại cao su khác nhau

• Bền với H2S

• Các thuộc tính điện tốt

Trang 22

EPM EPDM NR CR NBR SBR EU Polymer 100 100 100 100 100 100 100

Than đen (phr) 50 50 50 30 30 50 30

Nhựa agerit (phr) 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5

ZnO (phr) 5 5 5 5 5 5 5

Dicumylpeoxit (phr) 7,2 6,8 4,5 3,5 4,5 3,5 4,5

Thời gian lưu hóa (phút) 30 30 20 10 25 20 15

Nhiệt độ lưu hóa ( 0 C) 166 166 166 166 166 166 166

Trang 23

Các lưu ý khi lưu hoá bằng peroxide

 Chu kì bán rã của peroxit

Sự phụ thuộc độ bền nén vào thời gian lưu hóa với hỗn

hợp EPDM lưu hóa bằng dicumyl peroxide

Trang 24

Các lưu ý khi lưu hoá bằng peroxide

Khi sử dụng Di(t-butylperoxy) diisopropyl benzene

để lưu hoá EPDM có thể tạo phun sương sau lưu hóa

Cần tránh các phản ứng phụ

Trang 25

Tính chất và ứng dụng

EPDM sử dụng phổ biến với hệ lưu hoá peroxide vì :

• Khả năng kháng lão hoá rất tốt với các tác nhân như ozone và nhiệt

• Kháng thời tiết tốt

• Kháng hóa chất tốt

• Ở nhiệt độ thấp EPDM lưu hoá bằng peroxide có tính linh hoạt và tính chất điện nổi bật

Trang 26

Do có những tính chất ưu

việt như trên nên EPDM lưu

hoá bằng peroxide được sử

dụng khá phổ biến như: Đệm

cửa kính, ống ô tô, ống hơi

nước, băng tải,mái nhà tấm,

lót bể, trải cuộn, khuôn,vỏ

bọc cách điện….

Trang 27

Trang 28

3 Hệ lưu hoá resol

Trang 30

4 So sánh EPDM lưu hóa bằng lưu huỳnh và peroxide

Trang 33

3 Trong đó hệ lưu hoá peroxide thường được sử dụng phổ

biến hơn do một số tính chất lưu hoá và tính năng của sản phẩm

4 Để có được hệ lưu hoá hiệu quả ( EV ) hệ lưu hoá của

EPDM thường được sử với hệ xúc tiến: thiazoles,

dithiocacbarmate và thiuram

Trang 34

6 Ngoài ra các chất xúc tiến như: thiophosphate và

sunfernamide cũng được sử dụng khá rộng rãi trong lưu hoá EPDM

7 Với một hệ lưu hoá hiệu quả có thể giúp cho EPDM cải thiện được đáng kể khả năng kháng lão hoá và giảm biến dạng dư khi nén mà không ảnh hưởng đến độ bền mỏi

Trang 35

Tài liệu tham khảo

Chemistry of EPDM cross-linking ( M Van

duin,Geleen)

Engineering elastomers 2003 (Geneva,switzerland-13-14

november 2003)

Rubber curing systems (R.N.Datta)

Bài giảng công nghệ cao su (cô Nguyễn Thị Lê Thanh) Bài báo cáo một số đề tài bộ môn công nghệ cao su

Trang 36

Thank You !

Định dạng
Số trang	36
Dung lượng	1,86 MB