Nghiên cứu chế tạo và tính chất vật liệu cao su nanocompozit trên cơ sở blend cao su thiên nhiên và cao su butadien gia cường nanosilica

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC ====== HỒ THỊ THÚY NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT VẬT LIỆU CAO SU NANOCOMPOZIT TRÊN CƠ SỞ BLEND CAO SU THIÊN NHIÊN VÀ CAO SU BUTADIEN GIA CƯỜNG NANOSILICA KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hóa Hữu HÀ NỘI – 2016 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC ====== HỒ THỊ THÚY NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT VẬT LIỆU CAO SU NANOCOMPOZIT TRÊN CƠ SỞ BLEND CAO SU THIÊN NHIÊN VÀ CAO SU BUTADIEN GIA CƯỜNG NANOSILICA KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hóa Hữu Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Đỗ Quang Kháng HÀ NỘI – 2016 LỜI CẢM ƠN Trong nhiều tháng nghiên cứu học tập, nhờ vào giúp đỡ tận tình thầy giáo với nỗ lực thân, em hoàn thành khóa luận với thời gian quy định Trước tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Đỗ Quang Kháng - Viện Hóa học - Viện Hàn Lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em suốt trình nghiên cứu, thực đề tài Em xin gửi lời cảm ơn tới Ban Lãnh đạo viện Hóa học, TS Đỗ Trung Sỹ, ThS Lưu Đức Hùng cán phòng Công nghệ Vật liệu Môi trường tận tình bảo, tạo điều kiện thuận lợi cho em thời gian qua Nhân dịp em xin gửi cảm ơn đến thầy cô giáo giảng viên khoa Hóa học - Trường Đại học Sư phạm Hà Nội quan tâm giúp đỡ, trang bị cho em kiến thức chuyên môn cần thiết trình học tập trường Cuối em xin cảm ơn gia đình, bạn bè động viên, giúp đỡ cho em hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp Trong trình thực khóa luận tốt nghiệp dù cố gắng em không tránh khỏi sai sót Vì vậy, em kính mong nhận bảo thầy cô ý kiến đóng góp bạn sinh viên quan tâm Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày…tháng 05 năm 2016 Sinh viên Hồ Thị Thúy DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần hóa học Crếp cao su thiên nhiên Bảng 2.1 Thành phần nanosilica phụ gia mẫu CSTN/BR 26 Bảng 3.1 Ảnh hưởng hàm lượng nanosilica tới tính chất học vật liệu cao su blend CSTN/BR 31 Bảng 3.2 Ảnh hưởng trình biến tính silan tới tính chất học vật liệu cao su blend CSTN/BR 36 Bảng 3.3 Tính chất nhiệt CSTN, BR số vật liệu sở 37 blend CSTN/BR 37 i DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Dây truyền sản xuất Crếp hong khói từ mủ cao su thiên nhiên Hình 1.2 Cis Trans -1,4 -polyisopren Hình 1.3 Các dạng nhóm silanol bề mặt silica cấu trúc dạng tập hợp silica 12 Hình 1.4 Liên kết TESPT với bề mặt silica 17 Hình 3.1 Ảnh hưởng hàm lượng nanosilica tới tính chất kéo vật liệu 32 Hình 3.2 Ảnh hưởng hàm lượng nanosilica tới độ dãn dư vật liệu 32 Hình 3.3 Ảnh hưởng hàm lượng nanosilica tới độ dãn dài đứt 33 vật liệu 33 Hình 3.4 Ảnh hưởng hàm lượng nanosilica tới độ mài mòn vật liệu 33 Hình 3.5 Ảnh hưởng hàm lượng nanosilica tới độ cứng vật liệu 34 Hình 3.6 Cơ chế hình thành cầu nối silica biến tính gián tiếp TESPT cao su thiên nhiên, cao su butadien 35 Hình 3.7 Ảnh FESEM bề mặt cắt mẫu vật liệu CSTN/BR/nanosilica 38 Hình 3.8 Ảnh FESEM bề mặt cắt mẫu vật liệu CSTN/BR/nanosilica biến tính gián tiếp TESPT 39 Hình 3.9 Ảnh FESEM bề mặt cắt mẫu vật liệu CSTN/BR/nanosilica biến tính trực tiếp TESPT 39 Hình 3.10 Biểu đồ biến đổi hệ số tổn hao học tgδ theo nhiệt độ 40 ii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ACM Cao su acrylic BR Cao su butadien bt Biến tính CR Cao su clopren CSM Closunfonat polyetylen CSTN Cao su thiên nhiên DEG Dietylen glicol DMA Phương pháp phân tích - nhiệt động DSC Phương pháp phân tích nhiệt vi sai quét ENR Cao su thiên nhiên epoxyl hóa EPDM Cao su etylen-propylen-dien đồng trùng hợp FESEM Kính hiển vi điện tử quét trường phát xạ HĐBM Hoạt động bề mặt HMMM Hexametoxyl metyl melamin ISO Tiêu chuẩn Quốc tế MPS 3-mercaptopropyl trimetoxysilan MPTMS 3-metacryloxypropyl trimetoxysilan NBR Cao su nitril butadien pkl Phần khối lượng PS Poly styren TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TEA Trianoamin TEOS Tetraetoxysilan TESPT Bis-(3-trietoxysilylpropyl) tetrasulphit silan TGA Phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng iii MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu cao su thiên nhiên cao su butadien 1.1.1 Cao su thiên nhiên 1.1.2 Cao su butadien 1.2 Vài nét cao su blend 1.2.1 Khái niệm phân loại cao su blend 1.2.2 Ưu điểm ứng dụng vật liệu polyme blend 1.2.3 Những biện pháp tăng cường tính tương hợp polyme blend 1.3 Vật liệu polyme nanocompozit vật liệu polyme nanocompozit gia cường nanosilica 1.3.1 Vật liệu polyme nanocompozit 1.3.1.1 Tổng quan vật liệu polyme nanocompozit cao su nanocompozit 1.3.1.2 Phân loại đặc điểm vật liệu polyme nanocompozit 10 1.3.1.3 Ưu, nhược điểm vật liệu polyme nanocompozit 11 1.3.2 Chất độn nanosilica 12 1.3.2.1 Giới thiệu nanosilica 12 1.3.2.2 Biến tính nanosilica 14 1.3.3 Vật liệu cao su nanocompzit gia cường nanosilica 18 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 25 2.1 Vật liệu nghiên cứu 25 2.2 Phương pháp nghiên cứu 25 2.3 Phương pháp xác định số tính chất cao su 27 2.3.1 Tính chất học 27 2.3.2 Phương pháp xác định cấu trúc hình thái vật liệu 29 2.3.3 Phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng TGA 29 2.3.4 Tính chất nhiệt động 30 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31 3.1 Ảnh hưởng hàm lượng nanosilica tới tính chất học vật liệu 31 3.2 Ảnh hưởng trình biến tính silan tới tính chất học vật liệu35 3.3 Ảnh hưởng trình biến tính tới tính chất nhiệt vật liệu 37 3.4 Cấu trúc hình thái vật liệu 38 3.5 Ảnh hưởng trình biến tính tới nhiệt độ thủy tinh hóa vật liệu 40 KẾT LUẬN 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO 43 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp MỞ ĐẦU Ngày công nghiệp phát triển tiên tiến kéo theo phát triển không ngừng ngành công nghiệp phụ trợ Khoa học công nghệ vật liệu đối tượng quan trọng nằm vòng xoáy phát triển không ngừng Việc nghiên cứu chế tạo loại vật liệu phụ thuộc nhiều yếu tố, quan trọng kết nghiên cứu công nghệ chế tạo Để đáp ứng yêu cầu thực tế sản xuất rút ngắn thời gian nghiên cứu, tận dụng công nghệ vật liệu sẵn có, nhằm tạo vật liệu có tính ưu việt nghiên cứu chế tạo vật liệu blend lựa chọn thích hợp Từ năm 1980 đến nay, giới có nhiều nghiên cứu biến tính vật liệu polyme sở sử dụng hỗn hợp hai hay nhiều polyme thành phần, qua tạo vật liệu polyme có tính chất lý ưu việt, đáp ứng phù hợp yêu cầu ứng dụng thực tế Tính chất vật liệu polyme tổ hợp phụ thuộc chủ yếu vào tính chất polyme thành phần khả năng, mức độ tương tác bề mặt phân chia pha polyme ảnh hưởng chất độn chất gia cường Đặc biệt vật liệu polyme gia cường chất độn có kích thước nano ngày quan tâm ý đến lĩnh vực công nghệ vật liệu, chúng có hiệu ứng gia cường lớn vật liệu polyme Trong Việt Nam nước xuất cao su thiên nhiên lớn, theo thống kê Hiệp hội quốc gia sản xuất cao su thiên nhiên (ANRPC) Tập đoàn CN Cao su Việt Nam (VRG), năm 2012 sản lượng khai thác Việt Nam đạt 863.600 xếp hạng thứ giới Đồng thời Việt Nam xếp hạng thứ giới sản lượng xuất cao su thiên nhiên (1,02 triệu năm 2012) đứng thứ giới suất khai thác cao su [6] Để mở rộng ứng dụng cho cao su thiên nhiên nguồn nguyên liệu dồi dào, giá rẻ, tận dụng tài nguyên, trang thiết bị công nghệ sẵn có tăng giá trị xuất cho cao su thiên nhiên, đề tài “Nghiên cứu chế tạo Hồ Thị Thúy K38B - Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp tính chất vật liệu cao su nanocompozit sở blend cao su thiên nhiên cao su butadien gia cường nanosilica” lựa chọn nghiên cứu Mục tiêu đề tài: Chế tạo vật liệu cao su nanocompozit có tính lý, kỹ thuật phù hợp, đáp ứng yêu cầu ứng dụng cụ thể thực tế Nội dung nghiên cứu: - Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng nanosilica tới tính lý vật liệu nanocompozit sở CSTN/BR - Nghiên cứu cấu trúc hình thái vật liệu kính hiển vi điện tử quét trường phát xạ - Nghiên cứu khả bền nhiệt vật liệu phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng - Đánh giá khả tương hợp vật liệu phương pháp phân tích – nhiệt động Hồ Thị Thúy K38B - Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Hình 3.1 Ảnh hưởng hàm lượng nanosilica tới tính chất kéo vật liệu Hình 3.2 Ảnh hưởng hàm lượng nanosilica tới độ dãn dư vật liệu Hồ Thị Thúy 32 K38B - Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Hình 3.3 Ảnh hưởng hàm lượng nanosilica tới độ dãn dài đứt vật liệu Hình 3.4 Ảnh hưởng hàm lượng nanosilica tới độ mài mòn vật liệu Hồ Thị Thúy 33 K38B - Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Hình 3.5 Ảnh hưởng hàm lượng nanosilica tới độ cứng vật liệu Nhận thấy rằng, hàm lượng nanosilica tăng lên, độ bền kéo đứt, độ dãn dài đứt vật liệu tăng lên đạt giá trị cực đại hàm lượng nanosilica 12% Nếu tiếp tục tăng hàm lượng nanosilica, tính chất kéo vật liệu lại giảm Điều giải thích rằng: hàm lượng tối ưu này, nanosilica phân bố cao su, tạo màng lưới "chất độn-polyme" đan xen nhau, làm tăng độ bền cho vật liệu Khi hàm lượng vượt 12%, hạt nanosilica tập hợp lại, tạo hạt lớn thành pha riêng biệt, làm giảm tính học vật liệu Riêng độ mài mòn vật liệu tăng dần (nhưng không nhiều) silica có khả tăng độ bền mài mòn cho cao su, song mặt khác có mặt nanosilica làm tăng độ cứng cho cao su, dẫn đến tăng độ mài mòn Do hai hiệu ứng trái ngược này, làm độ bền mài mòn tăng không đáng kể Bên cạnh đó, độ dãn dài dư độ cứng vật liệu tăng dần với gia tăng hàm lượng nanosilica hiệu ứng chất độn vô nói chung Từ kết trên, hàm lượng nanosilica 12% chọn để nghiên cứu tiếp Hồ Thị Thúy 34 K38B - Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp 3.2 Ảnh hưởng trình biến tính silan tới tính chất học vật liệu Để làm tăng tương tác phân bố đồng nanosilica cao su blend, nanosilica biến tính tác nhân silan bis-(3-trietoxysilylpropyl) tetrasulphit (TESPT) [35] Cấu trúc vật liệu giả định hình 3.6 đây: Si OH OC2H5 OC2H5 O O Si Si CH2 Sx CH2 Si OH OC2H5 OC2H5 CSTN,BR Silica-TESPT OC2H5 Si Sx CH2 O Si CH2 Sx-m OC2H5 O Si O Si OH OC2H5 OC2H5 Hình 3.6 Cơ chế hình thành cầu nối silica biến tính TESPT cao su thiên nhiên, cao su butadien Để nghiên cứu ảnh hưởng nano silica biến tính với tính chất vật liệu CSTN/BR tiến hành sử dụng phương pháp: + Sử dụng nano silica biến tính TESPT + Biến tính chỗ: thêm nanosilica TESPT đồng thời trình phối trộn Các kết khảo sát trình bày bảng 3.2 đây: Hồ Thị Thúy 35 K38B - Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Bảng 3.2 Ảnh hưởng trình biến tính silan tới tính chất học vật liệu cao su blend CSTN/BR Mẫu vật liệu gia cường nanosilica Nanosilica không biến tính Nanosilica biến tính chỗ 5% TESPT Nanosilica biến tính 5% TESPT Độ bền Độ dãn kéo dài đứt (MPa) đứt (%) Độ Độ dãn Độ mài mòn dư (%) (cm3/1,61km) cứng (Shore A) 15,13 702 17,5 0,908 54,0 16,31 690 15,0 0,903 54,0 16,75 684 14,8 0,904 54,3 Nhận thấy rằng, hàm lượng nanosilica, nanosilica biến tính với 5% hợp chất silan, tính chất học vật liệu cải thiện đáng kể Điều giải thích, mặt hợp chất silan đóng vai trò cầu nối trung gian (một đầu liên kết với nanosilica, đầu lại tham gia liên kết với mạch cao su, mô tả hình 3.6) Mặt khác, hợp chất silan vốn có độ nhớt cao, nên làm giảm khả kết tụ hạt nanosilica tăng khả phân tán vào cao su giúp cho vật liệu có cấu trúc đặn chặt chẽ Nhờ tính chất học vật liệu tăng lên Riêng độ dãn dài đứt vật liệu giảm xuống chút, tăng tương tác bề mặt phân pha (cao su - silica) làm đại phân tử cao su linh động Với nanosilica biến tính hai cách khác tính chất học vật liệu gần tương đương Điều cho thấy áp dụng phương pháp biến tính chỗ thông qua phối trộn trực tiếp hợp chất silan TESPT trình gia công vật liệu Hồ Thị Thúy 36 K38B - Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp 3.3 Ảnh hưởng trình biến tính tới tính chất nhiệt vật liệu Tính chất nhiệt vật liệu đánh giá phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng (TGA) Kết phân tích nhiệt trọng lượng số mẫu vật liệu CSTN, BR blend CSTN/BR gia cường nanosilica trình bày bảng 3.3 Bảng 3.3 Tính chất nhiệt CSTN, BR số vật liệu sở blend CSTN/BR Nhiệt độ Nhiệt độ Tốc độ Nhiệt độ Tốc độ bắt đầu phân hủy khối phân hủy khối phân hủy mạnh lượng mạnh lượng (oC) (oC) (%/phút) (oC) (%/phút) CSTN 269 356,9 15,59 - - BR 395 463,2 16,47 - - CSTN/BR 301 370,6 8,57 438,1 5,91 CSTN/BR/nanosilica 312 371,8 8,37 436,0 5,55 315 372,1 8,34 434,0 5,41 315 372,3 8,20 434,5 5,43 Mẫu vật liệu CSTN/BR/nanosilica bt chỗ TESPT CSTN/BR/nanosilica bt TESPT Nhận thấy rằng, CSTN có nhiệt độ bắt đầu phân hủy 269 oC phân hủy mạnh 356,9oC Trong đó, nhiệt độ bắt đầu phân hủy BR 395oC phân hủy mạnh 463,2oC Khi hai cao su phối hợp với tạo thành blend CSTN/BR, nhiệt độ bắt đầu phân hủy blend 301oC, nhiệt độ phân hủy mạnh 370,6oC (ứng với nhiệt độ phân hủy pha CSTN) nhiệt độ phân hủy mạnh thứ 438,1 oC (ứng với Hồ Thị Thúy 37 K38B - Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp nhiệt độ phân hủy pha BR) Như vậy, độ bền nhiệt blend nằm độ bền nhiệt CSTN BR Mặt khác, blend, nhiệt độ phân hủy mạnh CSTN BR tiến lại gần hơn, điều thể hai cao su tương hợp phần Đặc biệt mẫu vật liệu có thêm 12% nanosilica biến tính 5% TESPT (so với nanosilica) Như nanosilica biến tính TESPT có tác dụng làm CSTN BR tương hợp tốt Từ kết bảng 3.3 điều nanosilica có tác dụng làm tăng độ bền nhiệt cho blend CSTN/BR (nhiệt độ bắt đầu phân hủy tăng 11oC 14oC) tác dụng che chắn nanosilica [34] 3.4 Cấu trúc hình thái vật liệu Cấu trúc hình thái vật liệu nghiên cứu kính hiển vi điện tử quét trường phát xạ (FESEM) Hình 3.7- 3.9 ảnh chụp FESEM bề mặt cắt số mẫu vật liệu nanocompozit sở blend CSTN/BR với 12% nanosilica không biến tính biến tính TESPT Hình 3.7 Ảnh FESEM bề mặt cắt mẫu vật liệu CSTN/BR/nanosilica Hồ Thị Thúy 38 K38B - Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Hình 3.8 Ảnh FESEM bề mặt cắt mẫu vật liệu CSTN/BR/nanosilica biến tính chỗ TESPT Hình 3.9 Ảnh FESEM bề mặt cắt mẫu vật liệu CSTN/BR/nanosilica biến tính TESPT Nhận thấy rằng, bề mặt cắt vật liệu cao su nanocompozit blend CSTN/BR với nanosilica không biến tính có tượng phân pha, Hồ Thị Thúy 39 K38B - Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp nanosilica phân tán tương đối đồng đều, đa phần hạt phân tán kích thước 100 nm, song hạt có kích thước 100 nm chí tới khoảng 200 nm (hình 3.7) Còn với mẫu vật liệu chứa nanosilica biến tính chỗ TESPT (hình 3.8) nanosilica biến tính TESPT (hình 3.9) hạt nanosilica phân tán đặn với kích thước 100 nm tương tác nanosilica với cao su tốt Chính mà tính chất lý, kỹ thuật vật liệu cải thiện so với mẫu vật liệu gia cường nanosilica không biến tính 3.5 Ảnh hưởng trình biến tính tới nhiệt độ thủy tinh hóa vật liệu Nhiệt độ thủy tinh hóa vật liệu xác định phương pháp DMA thực máy DMA 8000 hãng PerkinElmer khoảng nhiệt độ từ -120oC đến 20oC Kết thu được, thể hình 3.10: Hình 3.10 Biểu đồ biến đổi hệ số tổn hao học tgδ theo nhiệt độ CSTN/BR-1: Cao su blend CSTN/BR (75/25) gia cường nanosilica CSTN/BR-2: Cao su blend CSTN/BR (75/25) gia cường nanosilica biến tính TESPT Hồ Thị Thúy 40 K38B - Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Nhận thấy rằng, nhiệt độ thủy tinh hóa (Tg) BR CSTN -90,4oC -46,3oC Trong blend CSTN/BR (75/25) gia cường nanosilica không biến tính (CSTN/BR-1) nhiệt độ thủy tinh hóa Tg-1 (ứng với Tg pha BR) có tăng lên chút ứng với -89,2oC (song cường độ pic yếu), Tg-2 (ứng với Tg pha CSTN) có dịch chuyển phía nhiệt độ thấp ứng với -47,6oC Trong đó, mẫu blend CSTN/BR gia cường nanosilica biến tính TESPT có Tg-1 tăng nhẹ lên -88,7oC Tg-2 giảm xuống mạnh -51,3oC Từ kết cho thấy, CSTN BR (ở tỷ lệ 75/25) tương hợp với nhau, song gia cường blend nanosilica biến tính TESPT làm tăng khả tương hợp cho blend CSTN/BR Kết hoàn toàn phù hợp với nhận định kết phân tích nhiệt trọng lượng (TGA) vật liệu mục Hồ Thị Thúy 41 K38B - Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp KẾT LUẬN Những kết nghiên cứu thu cho thấy rằng: - Bằng phương pháp trộn kín trạng thái nóng chảy chế tạo vật liệu nanocompozit sở blend CSTN/BR với hàm lượng nanosilica gia cường phù hợp 12% (so với cao su) Ở tỷ lệ này, tính chất lý vật liệu tốt, đặc biệt độ bền kéo đứt tăng 28%, nhiệt độ bắt đầu phân hủy tăng 11oC so với blend không gia cường - Khi nanosilica biến tính 5% TESPT (so với cao su) trực tiếp gián tiếp, vật liệu cao su nanocompozit có hạt nanosilica phân tán đặn 100 nm cao su blend với tương tác bề mặt tốt (hầu không thấy ranh giới phân chia bề mặt rõ ràng), tính chất học vật liệu tăng lên mạnh mẽ, đặc biệt độ bền kéo đứt tăng tới 42%, nhiệt độ bắt đầu phân hủy tăng 14oC so với blend CSTN/BR không gia cường - Vật liệu cao su nanocompozit sở blend CSTN/BR với nanosilica chưa biến tính có tính chất kéo vượt trội so với BR, bền mài mòn cao CSTN, đáp ứng yêu cầu chế tạo số sản phẩm cao su kỹ thuật dân dụng Hồ Thị Thúy 42 K38B - Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO http://vi.wikipedia.org/wiki/Polyme_nanocompozit Đỗ Quang Kháng, Cao su-Cao su blend ứng dụng, Nhà xuất Khoa học tự nhiên Công nghệ, Hà Nội (2013) Nguyễn Đức Nghĩa, Polyme chức vật liệu lai cấu trúc nano, Nhà xuất Khoa học tự nhiên Công nghệ, tr 111- 138, Hà Nội (2009) Đỗ Quang Kháng, Lương Như Hải, Vũ Ngọc Phan, Hồ Hoài Thu: Một số kết nghiên cứu chế tạo vật liệu cao su thiên nhiên clay nanocompozit; Tạp chí Hóa học, Tập 45, Số 1, Tr 72-76, (2007) Đỗ Quang Kháng, Nguyễn Văn Khôi, Đỗ Trường Thiện, Vật liệu tổ hợp polyme ứng dụng, Tạp chí hoạt động khoa học, số 10, tr 37 - 41, (1995) http://123doc.org/document/1926459-bao-cao-nganh-cao-su-thien-nhiennam-2015%20bao-cao-nganh.htm R.Y Suckeveriene, A Tzur, M Narkis, and A Siegmann, Grafting of polystyrene chains on surfaces of nanosilica particlesvia peroxide bulk polymerization, Polymer Composites, 2009, 30(4), 422-428 Nguyễn Hữu Trí; Khoa học kỹ thuật công nghệ cao su thiên nhiên, in lần thứ có sửa chữa, bổ sung, Nhà xuất trẻ (2003) Ngô Phú Trù: Kỹ thuật chế biến gia công cao su, Nhà xuất Đại học Bách khoa Hà Nội (1995) 10 Min Zhi Rong, Ming Qiu Zhang, Yong Xiang Zheng, Han Min Zeng, R Walter, K Friedrich, Structure-property relationships of irradiation grafted nano-inorganic particle filled polypropylene composites, Polymer, 2001, 42(1), 167-183 11 Wu, T.M; Chu, M.S J Appl Polym.Sci, 2005,98,2058 Hồ Thị Thúy 43 K38B - Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp 12 G Mathew, M.H Huh, J.M Rhee, M.H Lee, C.Nah; Improvement of properties of silica – filled styrene – butadiene rubber composites through plasma surface modification of silica, Polymers for Advanced Technologies,2004, 15(7), 400-408 13 http://luanvan.co/luan-van/san-xuat-cao-su-ky-thuat-338/ 14 Vinay Kumar Singh, Prakash Chandra Gope, Silica-Styrene-Butadiene Rubber Filled Hybrid Compozites: Experimental Characterization and Modeling, Journal of Reinforced Plastic and Compozites, Vol 29(16) P.2450-2468, 2010 15 Janna, S.C; Jain, S Polyme, Vol 42, p.6897-6905, 2001 16 Kim, H.C; Ahn, S.H; Hirai, T Polyme, Vol 44, p 5625, 2003 17 Schadler, L.S; Kumar, S.K; Benicewicz, B.C; Lewis, S.L; Harton;S.E: MRS Bull, Vol 32, p.335, 2007 18 Ying Chen, Zheng Peng, Ling Xue Kong, Mao Fang Huang, Pu Wang Li, Natural rubber nanocompozit reinforced with nanosilica, Polyme Engineering & Science, Vol 48 (9), p.1674-1677, 2008 19 A Bandyopadhyay, M De Sarkar and A K Bhowmick, Epoxidised nutural rubber/silica hybrid nanocompozits by sol-gel technique: Effect of reactants on the structure and the properties, Joural of Materials Science, Vol 40, Number 1, 53-62, 2000 20 Bandyopadhyay abhijit; De Sarkar Mousumi; Bhowmick Anil K., Rheological behavior of hybrid rubber Nanocompozits, Rubber chemistry and Technology, Vol 78 (5), p 806-826, 2005 21 Bokobza, L.; Chauvin, J.P.: Reinforcement of nature rubber: use of in situ bygenerated silicas and nanofibres of sepiolite, Polyme, Vol 46, p41444151, 2005 22 Ikeda, Y.; Poompradub, S.; Morita, Y., et al.: Preparation of high performance nanocomposite elastomer: effect of reaction condition on in Hồ Thị Thúy 44 K38B - Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp situ silica generation of high content in natural rubber, J Sol-Gel Sci Technol Vol 45, p.299306, 2008 23 Wunpen Ch M New, W Mingvanish, U Kungliean, N Rochanwipart and Wimid Brosow Valicanization Characteristics anh Dynamic Mechanical Behavior of Natural Ruber reinforced with silan modified silica, Journal of Nanoscience and Nanotechnology, Vol.11, p.20182024, 2011 24 Ikeda, Y.;Kachipa, S,: In situ formed silica particles in rubber vulcanizate by the sol-gel method, Polymer, Vol.38, p 4417-4422, 1997 25 Zhou, DH; Mark, JE: Preparation anh characterization of trans-1,4polybutadien nanocomposites containing in situ generated silica, J Macromol.Sci Pure, A42, p.1221-1232, 2004 26 Das, A,; Jork, R.; Stockelhuber, K.W.; et al: Silica-ethylene diene monomer rubber networking by in situ sol-gel method, J Macromol.Sci Part A-Pure Appl Chem, Vol.45, p 101-106, 2008 27 M Madani, Effect of silica type and concentrations on the physical properties of EPDM ourd by  -irradiation, Molecular Physics, Vol 106 (7), p 849-857, 2008 28 Markovic Gordana, Samarzija Jovanovic Suzana, Jovanovic Vojislav, Marinovic Cincovic Milena, Thermal stability CR/CSM rubber blends filled with nano- and micro-silica particles, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, Vol 100(3), p 881-888, 2010 29 Hyungsun Kim, Jian Feng Yang, Chluleol Hê Han, Somchai Thongtem and Soo Wohn Lee, Rubber Blend of 80/20 NR/SBR Reinforced with Nanosilica and PS-Encapsulated nanosilica, Materials Science Forum, Vol 695, p.332-335, 2011 30 L A Utracki, Compatibilization of Polymer blends, The Canadian Journal of Chemical Engineering, 2002, 80, 1008 – 1016 19 Palanisamy Hồ Thị Thúy 45 K38B - Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Arjunan, Compatibilization of elastomer blends, United States Patent 5,352,739, 1994 31 Đỗ Quang Kháng, Đỗ Trường Thiện, Nguyễn Văn Khôi, Vật liệu tổ hợp polyme – ưu điểm ứng dụng, Tạp chí hoạt động khoa học, 1995, 10, 37 – 41 32 C Koning, M Van Duin, C Pagnoulle, R Jerome, Strategies for Compatibilization of Polymer Blend, Progress in Polymer Science, 1998, 23 (4), 707 – 757 33 Thái Hoàng, Các biện pháp tăng cường tương hợp polyme polyme tổ hợp, Trung tâm KHTN&CNQG-Trung tâm Thông tin tư liệu, 2001, Hà Nội 34 Hua Zou Shishan Wu, Jan Shen, Polymer/Silica Nanocomposites: Preparation, Characterization, Properties and Application, Chem Rev., 108, 3893-3957, 2008 35 Hoàng Thị Hòa, Nghiên cứu chế tạo ứng dụng vật liệu cao su nanocompozit sở cao su thiên nhiên, cao su butadien, cao su etylen-propylen-dien đồng trùng hợp blend chúng với nanosilica, Luận án tiến sĩ, tr.83, 2015 Hồ Thị Thúy 46 K38B - Hóa học [...]... 45nm và ở dạng hình cầu Tính chất kéo của vật liệu được kiểm tra và so sánh với cao su không được gia cường bằng nanosilica và cao su gia cường bằng nanosilica theo phương pháp trộn hợp thông thường Kết quả cho thấy, với cùng một lượng chất độn cao su được gia cường bằng silica hình thành insitu có tính chất cơ học cao hơn [22] Wunpen Chokaew và các cộng sự đã chế tạo cao su nanocompozit từ cao su thiên. .. cỡ nanomet) Cao su là một trong các họ chủ yếu của vật liệu polyme, do vậy cao su nanocompozit cũng chính là một loại vật liệu polyme nanocompozit mà vật liệu nền của nó là các loại cao su, cao su blend [2] Vật liệu polyme nanocompozit nói chung và cao su nanocompozit nói riêng kết hợp được cả ưu điểm của vật liệu vô cơ (như tính chất cứng, bền nhiệt,…) và ưu điểm của polyme hữu cơ (như tính linh động,... 1.3.3 Vật liệu cao su nanocompzit gia cường nanosilica Bên cạnh cacbon kĩ thuật, silica là một trong những chất độn được sử dụng rộng rãi nhất trong công nghiệp cao su Vật liệu cao su nanocompozit gia cường nanosilica là loại vật liệu mới đã và đang được các nhà khoa học trên thế giới và trong nước chú trọng nghiên cứu bởi những tính năng ưu việt của nó Ying Chen và các cộng sự đã chế tạo được cao su nanocompozit. .. trống về tính chất công nghệ cũng như kinh tế giữa các loại nhựa nhiệt dẻo Người ta có thể tối ưu hoá về mặt giá thành và tính chất của vật liệu sử dụng Quá trình nghiên cứu và chế tạo sản phẩm mới trên cơ sở vật liệu tổ hợp polyme nhanh hơn nhiều so với sản phẩm từ vật liệu mới khác vì nó được chế tạo trên cơ sở vật liệu và công nghệ có sẵn + Tạo khả năng phối hợp các tính chất mà một loại vật liệu khó... - Tạo các mạng lưới đan xen nhau - Phương pháp hỗn hợp tăng cường tương hợp các polyme 1.3 Vật liệu polyme nanocompozit và vật liệu polyme nanocompozit gia cường nanosilica 1.3.1 Vật liệu polyme nanocompozit 1.3.1.1 Tổng quan về vật liệu polyme nanocompozit và cao su nanocompozit Vật liệu compozit là vật liệu được chế tạo từ hai hay nhiều thành phần khác nhau, mỗi thành phần có tính chất đặc trưng cơ, ... 90-100 nm có tính chất cơ lí tốt hơn so với compozit chứa hạt silica có kích thước lớn hơn Nanocompozit được tổng hợp trong điều kiện tỉ lệ TEOS : nước = 1:2 khi có mặt của tetrahydrofuran tại nhiệt độ phòng có độ bền kéo cao nhất, tăng 100% [19] Nhóm tác giả này cũng đã chế tạo và nghiên cứu tính chất của cao su nanocompozit trên cơ sở cao su acrylic (ACM) và nanosilica, cao su thiên nhiên epoxyl... năng cơ, lý, hoá của cao su thiên nhiên có thể thấy rằng cao su thiên nhiên có khả năng ứng dụng khá rộng rãi trong các lĩnh vực đời sống, kinh tế và kỹ thuật Trong đời sống, cao su thiên nhiên có thể sử sụng làm các loại để giày, dép, nệm cao su xốp (giường, ghế,…) Trong kỹ thuật, cao su thiên nhiên có thể sử dụng chế tạo các sản phẩm cao su kỹ thuật có yêu cầu tính năng cơ học cao, làm việc trong... khối cầu, vv Cao su Polybutadien có thể được pha trộn với cao su nitrin để chế biến dễ dàng Tuy nhiên tỷ lệ lớn sử dụng có thể ảnh hưởng đến sức đề kháng dầu cao su nitrin 1.2 Vài nét về cao su blend 1.2.1 Khái niệm và phân loại cao su blend Vật liệu tổ hợp polyme (hay gọi là polyme blend) là loại vật liệu polyme được cấu thành từ hai hay nhiều polyme nhiệt dẻo với cao su để làm tăng độ bền cơ lý hoặc... cho một vật liệu có tính chất hoàn toàn mới, khác ưu việt hơn so với vật liệu ban đầu [1] Vật liệu polyme nanocompozit là loại vật liệu gồm pha nền (polyme) và pha gia cường là vật liệu có kích thước cỡ nanomet (dưới 100 nm) ở các dạng khác nhau Như vậy có thể hiểu, vật liệu polyme nanocompozit là vật liệu có nền là polyme, copolyme hoặc polyme blend và cốt là các hạt hay sợi khoáng thiên nhiên hoặc... nanocompozit trên cơ sở cao su thiên nhiên với nanosilica (NR/SiO2 ) Các tác giả đã khảo sát tính chất cơ lý, tính chất nhiệt, hình thái học của vật liệu tạo thành Kết quả cho thấy các hạt nanosilica phân tán đồng nhất vào nền cao su thiên nhiên dưới dạng các tập hợp hình cầu có kích thước trung bình 80nm khi hàm lượng SiO 2 là 4% (khối lượng) Với hàm lượng silica như trên, khả năng chịu nhiệt, thời gian bảo ... KHOA HÓA HỌC ====== HỒ THỊ THÚY NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT VẬT LIỆU CAO SU NANOCOMPOZIT TRÊN CƠ SỞ BLEND CAO SU THIÊN NHIÊN VÀ CAO SU BUTADIEN GIA CƯỜNG NANOSILICA KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI... nghiệp cao su Vật liệu cao su nanocompozit gia cường nanosilica loại vật liệu nhà khoa học giới nước trọng nghiên cứu tính ưu việt Ying Chen cộng chế tạo cao su nanocompozit sở cao su thiên nhiên. .. thiên nhiên, đề tài Nghiên cứu chế tạo Hồ Thị Thúy K38B - Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp tính chất vật liệu cao su nanocompozit sở blend cao su thiên nhiên cao su butadien gia cường