Nghiên cứu phối hợp clay, nanosilica với than đen trong cao su blend CSTN CR

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC ====== NGUYỄN THỊ THÚY NGHIÊN CỨU PHỐI HỢP CLAY, NANOSILICA VỚI THAN ĐEN TRONG CAO SU BLEND CSTN/CR KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hóa Hữu Người hướng dẫn khoa học TS LƯƠNG NHƯ HẢI HÀ NỘI – 2016 LỜI CẢM ƠN Trong nhiều tháng nghiên cứu học tập, nhờ vào nỗ lực thân với giúp đỡ tận tình thầy giáo, 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 TS Lương Như Hải - Trung tâm Phát triển công nghệ cao Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em suốt trình nghiên cứu, thực khóa luận Em xin chân thành cảm ơn anh, chị phòng Công nghệ Vật liệu & Môi trường, Viện Hóa học phòng Polyme Compozit, Viện Khoa học Vật liệu chỉ bảo giúp đỡ em suốt thời gian qua Nhân dịp em xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô giáo 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 cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè động viên, giúp đỡ cho em hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 05 năm 2016 Sinh viên Nguyễn Thị Thúy DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Mối quan hệ kích thước hạt bề mặt riêng Bảng 1.2: Thành phần hoá học cao su thiên nhiên Bảng 1.3: Cấu trúc hóa học vài loại nanoclay (loại smectit) 18 Bảng 1.4: Giá trị CEC kích thước số nanoclay 19 Bảng 2.1: Thành phần mẫu vật liệu cao su nanocompozit 24 Bảng 3.1: Kết phân tích TGA số mẫu vật liệu sở cao su blend CSTN/CR 37 Bảng 3.2: Hệ số già hóa vật liệu sở cao su blend CSTN/CR 38 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Nguyên lý chung để chế tạo vật liệu polyme nanocompozit Hình 1.2: Công thức cấu tạo cao su thiên nhiên Hình 1.3: Cấu trúc lý tưởng nanoclay montmorillonit 18 Hình 2.1: Mẫu vật liệu đo tính chất kéo vật liệu 25 Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý phương pháp nhiễu xạ tia X 28 Hình 3.1: Ảnh hưởng hàm lượng than đen tới độ bền kéo đứt vật liệu 29 Hình 3.2: Ảnh hưởng hàm lượng than đen tới độ dãn dài đứt vật liệu 30 Hình 3.3: Ảnh hưởng hàm lượng than đen tới độ cứng vật liệu 30 Hình 3.4: Ảnh hưởng hàm lượng than đen tới độ dãn dư vật liệu 31 Hình 3.5: Ảnh hưởng hàm lượng nanoclay thay nanosilica tới độ bền kéo đứt vật liệu 33 Hình 3.6: Ảnh hưởng hàm lượng nanoclay thay nanosilica tới 33 độ dãn dài đứt vật liệu 33 Hình 3.7: Ảnh hưởng hàm lượng nanoclay thay nanosilica tới độ cứng vật liệu 34 Hình 3.8: Ảnh hưởng hàm lượng nanoclay thay nanosilica tới độ dãn dư vật liệu 34 Hình 3.9: Biểu đồ TGA mẫu vật liệu CSTN/CR/5NS 36 Hình 3.10: Biểu đồ TGA mẫu vật liệu CSTN/CR/5NS/30CB 36 Hình 3.11: Biểu đồ TGA mẫu vật liệu CSTN/CR/3NS/30CB/2NC 37 Hình 3.12: Ảnh FESEM bề mặt cắt mẫu vật liệu CSTN/CR/3NS/30CB/2NC nanocompozit 39 Hình 3.13: Giản đồ nhiễu xạ tia X nanoclay 40 Hình 3.14: Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu CSTN/CR/3NS/30CB/2NC nanocompozit 40 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT CB: Than đen CEC: Độ thay cation CHLB: Cộng hòa liên bang CR: Cao su clopren CSTN: Cao su thiên nhiên D: Khoảng cách ĐH KHTN: Đại học Khoa học Tự nhiên EPDM: Etylen propylen dien monome FESEM: Kính hiển vi điện tử quét trường phát xạ MMT: Montmorillonite NC: Nanoclay NS: Nanosilica PE: Polyetylen Pkl: Phần khối lượng PNC: Polyme nanocompozit PP: Polypropylen PVC Poly vinylclorua TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam TEM: Hiển vi điện tử truyền qua TESPT: Bis-(3-trietoxysilyl propyl) tetrasulphit TGA: Phân tích nhiệt trọng lượng XRD: Phân tích nhiễu xạ tia X MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu vật liệu polyme nanocompozit cao su nanocompozit 1.1.1 Phân loại đặc điểm vật liệu cao su nanocompozit 1.1.2 Ưu điểm vật liệu polyme nanocompozit cao su nanocompozit 1.1.3 Phương pháp chế tạo 1.2 Cao su thiên nhiên cao su clopren 1.2.1 Cao su thiên nhiên 1.2.2 Cao su clopren 10 1.3 Nâng cao tính lý cho cao su chất độn gia cường 12 1.3.1 Than đen 13 1.3.2 Nanosilica 15 1.3.3 Nanoclay 17 1.4 Tình hình nghiên cứu vật liệu polyme nanocompozit 20 1.4.1 Vật liệu polyme clay nanocompozit 20 1.4.2 Vật liệu polyme silica nanocomozit 21 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 23 2.1 Thiết bị hoá chất sử dụng nghiên cứu 23 2.1.1 Thiết bị 23 2.1.2 Hoá chất, vật liệu 23 2.2 Phương pháp nghiên cứu 24 2.2.1 Vật liệu cao su blend CSTN/CR/silica/CB nanocompozit 24 2.2.2 Vật liệu cao su blend CSTN/CR/silica/CB/clay nanocompozit 25 2.3 Phương pháp xác định số tính chất học vật liệu 25 2.3.1 Phương pháp xác định độ bền kéo đứt 25 2.3.2 Phương pháp xác định độ dãn dài đứt 26 2.3.3 Phương pháp xác định độ dãn dài dư 26 2.3.4 Phương pháp xác định độ cứng vật liệu 27 2.4 Nghiên cứu cấu trúc hình thái vật liệu kính hiển vi điện tử quét trường phát xạ 27 2.5 Nghiên cứu độ bền nhiệt vật liệu phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng 27 2.6 Phương pháp nhiễu xạ tia X 28 2.7 Đánh giá độ bền môi trường 28 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 29 3.1 Ảnh hưởng hàm lượng chất độn gia cường tới tính chât học vật liệu 29 3.1.1 Ảnh hưởng hàm lượng than đen tới tính chất học vật liệu 29 3.1.2 Ảnh hưởng hàm lượng nanoclay thay nanosilica tới tính chất học vật liệu 32 3.2 Ảnh hưởng trình biến tính tới khả bền nhiệt vật liệu 35 3.3 Ảnh hưởng trình biến tính tới độ bền môi trường vật liệu 38 3.4 Cấu trúc hình thái vật liệu 39 KẾT LUẬN 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO 43 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp MỞ ĐẦU Khoa học công nghệ nano lĩnh vực lên việc nghiên cứu phát triển vật liệu Đây lĩnh vực rộng mẻ giới nói chung Việt Nam nói riêng Với nhiều tính chất ưu việt, vật liệu polyme nanocompozit thu hút quan tâm nhiều nhà khoa học Vật liệu kết hợp ưu điểm vật liệu vô (như tính chất cứng, bền nhiệt,…) ưu điểm polyme hữu (như tính linh động, mềm dẻo, khả dễ gia công…) Hơn chúng có tính chất đặc biệt hiệu ứng nano chất độn gia cường nano mang lại [1] Vật liệu cao su nanocompozit gồm có pha cao su cao su blend chất độn gia cường nano Cao su thiên nhiên (CSTN) có tính chất học tốt khả bền thời tiết Trong đó, cao su clopren (CR) biết đến với đặc tính vượt trội khả bền môi trường tốt Do vậy, vật liệu cao su blend CSTN/CR vừa có tính chất học tốt CSTN vừa có khả bền môi trường cao su CR Để tăng khả ứng dụng cho vật liệu cao su cao su blend, vật liệu thường gia cường số chất độn gia cường than đen, silica, clay, [2] Khả gia cường chất độn cho cao su phụ thuộc vào kích thước hạt, hình dạng, phân tán khả tương tác với cao su [3, 4] Các chất độn nano có kích thước từ 1-100 nm, cải thiện đáng kể tính chất học sản phẩm cao su Với diện tích bề mặt lớn, hạt nano tương tác tốt với đại phân tử cao su, dẫn đến nâng cao hiệu gia cường Do vậy, hạt nano quan trọng để gia cường cho vật liệu cao su [5] Nanosilica có tác dụng gia cường tốt so với silica thông thường chúng có khả phân tán tốt cao su Tuy nhiên, chúng lại có xu hướng kết tụ lượng bề mặt cao hình thành liên kết hydro liên phân tử thông qua nhóm Nguyễn Thị Thúy K38B - Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp hydroxyl (silanol) bề mặt [6] Vấn đề khắc phục thông qua biến tính bề mặt hạt silica Tác nhân ghép nối silan tác nhân sử dụng thông dụng để biến tính bề mặt nanosilica [6, 7] Bên cạnh đó, nanoclay thu hút quan tâm ý nhiều nhà khoa học đặc tính ưu việt chúng diện tích bề mặt riêng lớn cỡ 700800 m2/g, giá thành rẻ, dễ điều chế, Chỉ với lượng nhỏ cỡ vài phần trăm khối lượng đưa vào polyme người ta nâng cao nhiều tính chất lý vật liệu, nâng cao khả chống cháy, hệ số chống thấm khí lên nhiều lần mà không làm tăng đáng kể trọng lượng [8, 9] Từ sở trên, đề tài: “Nghiên cứu phối hợp clay, nanosilica với than đen cao su blend CSTN/CR” lựa chọn nghiên cứu Mục tiêu đề tài - Đánh giá khả phối hợp gia cường nanoclay nanosilica cho vật liệu cao su blend CSTN/CR chứa than đen - Nâng cao số tính chất lý cho vật liệu cao su blend CSTN/CR Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng than đen phối hợp với nanosilica tới tính chất học vật liệu - Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng nanoclay thay nanosilica tới tính chất học vật liệu - Nghiên cứu khả bền nhiệt vật liệu - Nghiên cứu khả bền môi trường vật liệu - Nghiên cứu cấu trúc hình thái vật liệu Nguyễn Thị Thúy K38B - Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu vật liệu polyme nanocompozit cao su nanocompozit Cũng giống vật liệu polyme compozit, vật liệu polyme nanocompozit loại vật liệu gồm pha (polyme) pha gia cường dạng khác Tuy nhiên, điều khác biệt pha gia cường có kích thước cỡ nanomet (dưới 100 nm) Như hiểu, vật liệu polyme nanocompozit vật liệu có polyme, copolyme polyme blend cốt hạt hay sợi khoáng thiên nhiên tổng hợp có chiều có kích thước khoảng 1-100 nm (kích cỡ nanomet) Do vậy, vật liệu cao su nanocompozit trường hợp riêng polyme nanocompozit với cao su cao su blend Vì vậy, cao su nanocompozit có tất đặc tính chung polyme nanocompozit [10, 11] Vật liệu polyme nanocompozit kết hợp ưu điểm vật liệu vô (như tính chất cứng, bền nhiệt,…) ưu điểm polyme hữu (như tính linh động, mềm dẻo, khả dễ gia công…) Một đặc tính riêng biệt vật liệu polyme nanocompozit kích thước nhỏ chất độn dẫn tới gia tăng mạnh mẽ diện tích bề mặt chung so với compozit truyền thống (xem bảng 1.1) [12] Vật liệu sử dụng chế tạo polyme nanocompozit đa dạng, phong phú bao gồm nhựa nhiệt dẻo nhựa polyetylen (PE), nhựa polypropylen (PP),… nhựa nhiệt rắn polyeste, loại cao su, Nguyễn Thị Thúy K38B - Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Từ kết trên, hàm lượng than đen phối hợp 30% chọn để nghiên cứu tiếp 3.1.2 Ảnh hưởng hàm lượng nanoclay thay nanosilica tới tính chất học vật liệu Nanoclay chất độn gia cường với ưu điểm có diện tích bề mặt riêng lớn, dễ điều chế, chỉ với lượng nhỏ đưa vào polyme, nâng cao tính chất lý vật liệu Nanoclay có thành phần hóa học chủ yếu silic dioxit, sử dụng phối hợp với chất độn gia cường cho hiệu ứng cộng hưởng Vì vậy, sử dụng phối hợp than đen thay nanosilica nanoclay Các kết nghiên cứu trình bày hình đây: Ký hiệu mẫu: SC0: CSTN/CR/30CB chứa pkl nanosilica SC1: CSTN/CR/30CB chứa pkl nanosilica pkl nanoclay SC2: CSTN/CR/30CB chứa pkl nanosilica pkl nanoclay SC3: CSTN/CR/30CB chứa pkl nanosilica pkl nanoclay SC4: CSTN/CR/30CB chứa pkl nanosilica pkl nanoclay SC5: CSTN/CR/30CB chứa pkl nanoclay Nguyễn Thị Thúy 32 K38B - Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Hình 3.5: Ảnh hưởng hàm lượng nanoclay thay nanosilica tới độ bền kéo đứt vật liệu Hình 3.6: Ảnh hưởng hàm lượng nanoclay thay nanosilica tới độ dãn dài đứt vật liệu Nguyễn Thị Thúy 33 K38B - Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Hình 3.7: Ảnh hưởng hàm lượng nanoclay thay nanosilica tới độ cứng vật liệu Hình 3.8: Ảnh hưởng hàm lượng nanoclay thay nanosilica tới độ dãn dư vật liệu Nguyễn Thị Thúy 34 K38B - Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Từ kết hình 3.5 đến hình 3.8, nhận thấy độ bền kéo đứt độ dãn dài đứt vật liệu đạt giá trị lớn hàm lượng nanosilica thay pkl nanoclay Sau tiếp tục tăng hàm lượng nanoclay thay thế, tính chất vật liệu lại giảm Riêng độ độ cứng vật liệu tăng dần độ dãn dư giảm chậm hàm lượng nanoclay thay tăng Sự thay đổi tính chất giải thích sau: mặt, nanoclay có hiệu ứng gia cường tốt so với nanosilica, mặt khác, nanoclay có mặt khối vật liệu tạo thành pha riêng làm sở hình thành mạng lưới độn Ở hàm lượng pkl nanoclay, chất độn tạo thành mạng lưới độn hoàn chỉnh, mạng lưới độn đan xen vào mạng lưới cao su, than đen nanosilica nhờ làm tăng độ bền kéo đứt độ dãn dài đứt vật liệu Nếu tiếp tục tăng hàm lượng nanoclay thay thế, hạt độn dư tập hợp thành pha nêm cản trở tương tác pha vật liệu làm suy giảm tính học vật liệu Vì vậy, hàm lượng nanoclay tối ưu pkl dùng để thay cho nanosilica hệ vật liệu cao su blend CSTN/CR 3.2 Ảnh hưởng trình biến tính tới khả bền nhiệt vật liệu Độ bền nhiệt vật liệu đánh giá phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng (TGA) Kết phân tích nhiệt TGA mẫu vật liệu sở cao su blend CSTN/CR thể hình 3.9; 3.10; 3.11 bảng 3.1 đây: Nguyễn Thị Thúy 35 K38B - Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Hình 3.9: Biểu đồ TGA mẫu vật liệu CSTN/CR/5NS Hình 3.10: Biểu đồ TGA mẫu vật liệu CSTN/CR/5NS/30CB Nguyễn Thị Thúy 36 K38B - Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Hình 3.11: Biểu đồ TGA mẫu vật liệu CSTN/CR/3NS/30CB/2NC Bảng 3.1: Kết phân tích TGA số mẫu vật liệu sở cao su blend CSTN/CR Nhiệt độ Nhiệt độ Nhiệt độ Tổn hao bắt đầu phân hủy phân hủy khối lượng phân hủy mạnh mạnh đến 600oC (oC) (oC) (oC) (%) CSTN/CR/5NS 280,0 347,26 443,10 91,923 CSTN/CR/5NS/30CB 300,0 347,36 447,75 92,344 CSTN/CR/3NS/30CB/2NC 306,0 350,70 446,47 90,410 Mẫu Nhận thấy rằng, độ bền nhiệt vật liệu cao su blend cải thiện rõ rệt có 30 pkl than đen thông qua nhiệt độ bắt đầu phân hủy vật liệu tăng mạnh, từ 280,0oC lên 300,0oC Khi phối hợp thay pkl nanosilica nanoclay, độ bền nhiệt vật liệu cải thiện (nhiệt độ bắt đầu phân hủy tăng thêm 6oC, nhiệt độ phân hủy mạnh tăng 3oC, phần trăm tổn Nguyễn Thị Thúy 37 K38B - Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp hao khối lượng đến 600oC vật liệu giảm từ 92,344 xuống 90,41%) Điều giải thích, nanoclay có cấu trúc dạng tấm, chúng đóng vai trò cách nhiệt làm hàng rào ngăn cản trình chuyển khối chất dễ bay sinh trình phân hủy Hơn nữa, nanoclay có tác dụng làm tăng khả tương hợp CSTN CR (nhiệt độ phân hủy mạnh hai cấu tử tiến lại gần hơn) Chính vậy, với hàm lượng nanoclay thay thích hợp làm tăng khả bền nhiệt vật liệu 3.3 Ảnh hưởng trình biến tính tới độ bền môi trường vật liệu Độ bền môi trường vật liệu đánh giá thông qua hệ số già hóa vật liệu xác định theo TCVN 2229-2007 môi trường không khí nước muối 10% nhiệt độ 70oC thời gian 72 Kết nghiên cứu thu được trình bày bảng 3.2 đây: Bảng 3.2: Hệ số già hóa vật liệu sở cao su blend CSTN/CR Mẫu Hệ số già hóa Hệ số già hóa không khí nước muối CSTN/CR/5NS 0,87 0,83 CSTN/CR/5NS/30CB 0,90 0,87 CSTN/CR/3NS/30CB/2NC 0,92 0,90 Kết bảng 3.2 cho thấy, mẫu vật liệu CSTN/CR/5NS gia cường thêm 30 pkl than đen làm tăng hệ số già hóa vật liệu, phối hợp thay 2pkl nanosilica nanoclay Điều giải thích, mặt nanoclay phân tán đồng cải thiện tương hợp pha cao su, dẫn đến vật liệu có cấu trúc đặn chặt chẽ hơn, mặt khác nanoclay có tính che chắn tốt, hạn chế xâm nhập phá hủy tác nhân xâm thực môi trường Chính vậy, khả bền môi trường vật liệu CSTN/CR tốt Nguyễn Thị Thúy 38 K38B - Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp 3.4 Cấu trúc hình thái vật liệu Để đánh giá cấu trúc hình thái vật liệu cao su CSTN/CR/3NS/CB/2NC nanocompozit, phương pháp kính hiển điện tử quét trường phát xạ (FESEM) nhiễu xạ tia X sử dụng Bề mặt cắt vật liệu chụp kính hiển vi điện tử quét trường phát xạ S4800 hãng Hitachi (Nhật Bản), ảnh FESEM mẫu vật liệu Hình 3.12: Ảnh FESEM bề mặt cắt mẫu vật liệu CSTN/CR/3NS/30CB/2NC nanocompozit Từ ảnh FESEM cho thấy, chất độn gia cường phân tán cao su đồng đều, kích cỡ hạt nhỏ 100 nm Tuy nhiên phương pháp FESEM không cho biết nanoclay phân tán dạng tách lớp hay xen lớp, dùng thêm phân tích nhiễu xạ tia X Dưới kết phân tích nhiễu xạ tia X mẫu bột nanoclay mẫu CSTN/CR/3NS/30CB/2NC: Nguyễn Thị Thúy 39 K38B - Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Hình 3.13: Giản đồ nhiễu xạ tia X nanoclay Hình 3.14: Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu CSTN/CR/3NS/30CB/2NC nanocompozit Nguyễn Thị Thúy 40 K38B - Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Từ giản đồ nhiễu xạ tia X cho thấy, pic phản xạ (001) nanoclay xuất góc 2 = 6,9o với khoảng cách sở d = 1,27 nm (hình 3.13) Với khoảng cách sở này, lớp nanoclay ban đầu trạng thái trật tự Sau phân tán vào cao su blend CSTN/CR, khoảng cách sở nanoclay tăng lên mạnh xấp xỉ 4,14 nm với góc 2 = 2,1o (hình 3.14) Kết cho thấy, cấu trúc lớp nanoclay bị thay đổi chuyển thành cấu trúc xen lớp mạng cao su Do vậy, tính chất lý vật liệu cải thiện rõ rệt Nguyễn Thị Thúy 41 K38B - Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp KẾT LUẬN Những kết nghiên cứu thu cho thấy rằng: - Tính chất học vật liệu cao su blend CSTN/CR (70/30) cải thiện đáng kể (độ bền kéo đứt tăng 30,6%) phối hợp thêm với 30 pkl than đen, mẫu vật liệu thay pkl nanosilica nanoclay (độ bền kéo đứt tăng 40,7% so với mẫu chưa phối hợp) - Quá trình biến tính vật liệu than đen thay nanosilica nanoclay nâng cao khả bền nhiệt (nhiệt độ bắt đầu phân hủy tăng mạnh từ 280oC lên 306oC) bền môi trường vật liệu (hệ số già hóa không khí tăng từ 0,87 lên 0,92) - Bằng phương pháp FESEM phân tích nhiễu xạ tia X minh chứng vật liệu cao su blend CSTN/CR/3NS/30CB/2NC thu vật liệu cao su nanocompozit với hạt nanosilica có kích thước 100 nm nanoclay dạng xen lớp Vật liệu cao su blend CSTN/CR chứa pkl nanosilica, 30 pkl than đen pkl nanoclay có tính chất học cao khả bền nhiệt, bền môi trường tốt đáp ứng yêu cầu chế tạo sản phẩm cao su kỹ thuật tính cao bền môi trường Nguyễn Thị Thúy 42 K38B - Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO La Văn Bình (2002), “Khoa học Công nghệ vật liệu”, NXB Đại học Bách khoa, Hà Nội Sabu Thomas, Ranimol Stephen (2010), “Rubber Nanocomposites – Preparation, Properties and Applications”, John Wiley & Sons (ASia) Pte Ltd H Tahermansouri, D Chobfrosh khoei, M Meskinfam (2010), “Functionalization of Carboxylated Multi-wall Nanotubes with 1,2phenylenediamine”, Int.J.Nano.Dim , 1(2), pp 153-158 Jarmila Vilčáková , Robert Moučka, Petr Svoboda, Markéta Ilčíková, Natalia Kazantseva, Martina Hřibová, Matej Mičušík and Mária Omastová (2012), “Effect of Surfactants and Manufacturing Methods on the Electrical and Thermal Conductivity of Carbon Nanotube/Silicone Composites”, Molecules, 17, pp 13157-13174 Olga Shenderova, Donald Brenner, and Rodney S Ruof (2003), “Would Diamond Nanorods Be Stronger than Fullerene Nanotubes?”, Nano letters, (6), pp 805-809 Nguyễn Thùy Dương, Nguyễn Anh Sơn, Trịnh Anh Trúc, Tô Thị Xuân Hằng (2015), “Ứng dụng nanosilica biến tính phenyl trietoxysilan làm chất phụ gia cho lớp phủ bảo vệ chống ăn mòn”, Tạp chí hóa học, T.53(1), tr.95 – 100 Saowaroj Chuayjuljit, Anyaporn Boonmahitthisud (2010), “Natural rubber nanocomposites using polystyrene-encapsulated nanosilica prepared by differential microemulsion polymerization”, Applied Surface Science, 256(23), pp 7211-7216 Nguyễn Thị Thúy 43 K38B - Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp P Jawahar, M Balasubramanian (2009), “Preparation and Properties of Polyester-Based Nanocompozites Gel Coat System”, Journal of Nanomaterials, pp 1-7 H Joseph Koo (2006), “Polymer Nanocomposites: Processing, Characterization, and Applications”, McGraw-Hill 10 Đỗ Quang Kháng (2012), “Cao su-Cao su blend ứng dụng”, NXB Khoa học tự nhiên Công nghệ Hà Nội 11 Đỗ Quang Kháng (2013), “Vật liệu Polyme - Vật liệu Polyme tính cao”, NXB Khoa học Tự nhiên Công nghệ Hà Nội 12 Nguyễn Đức Nghĩa (2009), “Polyme chức vật liệu lai cấu trúc nano”, NXB Khoa học tự nhiên Công nghệ Hà Nội, tr 111- 138 13 Đỗ Quang Kháng, Đỗ Trường Thiện, Nguyễn Văn Khôi (1995), “Vật liệu tổ hợp polyme - ưu điểm ứng dụng”, Tạp chí hoạt động khoa học, 10, tr.37 - 41 14 Ngô Phú Trù (2003), “Kỹ thuật chế biến gia công cao su”, NXB Đại Học Bách Khoa, Hà Nội 15 Nguyễn Hữu Trí (2003), “Khoa học kỹ thuật công nghệ cao su thiên nhiên”, Nhà xuất trẻ, Hà Nội 16 Nguyễn Thị Thái, Nguyễn Quang (2010), “Nghiên cứu khảo sát tính chất vật liệu polyme tổ hợp sở cao su thiên nhiên polypropylen, cao su styren butadien gia cường carbon nanotube tác dụng điều kiện khí hậu nhiệt đới Việt Nam”, Tạp chí Hóa học, 48(4A), tr 429-433 17 Ying Chen, ZhengPeng, Ling Xue Kong, Mao Fang Huang, Pu Wang Li (2008), “Natural rubber nanocomposite reinforced with nano silica”, Polymer Engineering & Science, 48(9), pp 1674–1677 Nguyễn Thị Thúy 44 K38B - Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp 18 Yu E Pivinskii (2007), “Nanodisperse silica and some aspects of nanotechnologies in the field of silicate materials science”, Refractories and Industrial Ceramics, 48(6), pp 408-417 19 ZhengPeng, Ling Xue Kong Si-Dong Li Yin Chen, Mao Fang Huang (2007), “Self-assembled natural rubber/silica Nanocomposites: Its preparation and characterization”, Composites Science and Technology, 67, pp 3130-3139 20 Bùi Chương, Đặng Việt Hưng, Phạm Thương Giang (2007), “Sử dụng silica biến tính (3-trietoxysilylpropyl) tetrasunfit (TESPT) làm chất độn gia cường cho hỗn hợp cao su tự nhiên – Butadien”, Tạp chí hóa học, T.45 (4), tr 67-71 21 M Alexandre, P Dubois (2000), “Polymer – layered silicate nano composites: preparation, properties and uses of a new class of materials”, Mater Scien & Enginer., 28, pp.1-63 22 A Okada, A Usuki (1995), “The Chemistry of polymer – clay hybrids”, Mater Scie And Eng., 23, pp 109-115 23 http://www.zbook.vn/ebook/polyme-clay-nanocompozit-28860/ 24 Okada A, Kawasumi M, Usuki A, Kojima Y, Kurauchi T, Kamigaito O (1990), “Synthesis and properties of nylon-6/clay hybrids”, Polymer based molecular composites, 171, pp.45-50 25 Nguyễn Đức Thạch (1998), “Đất sét”, NXB Đồng Nai 26 Đào Thế Minh, Vũ Hải Long (2005), “Chế tạo tính chất polyme nanocompozit sở polyetylen biến tính silicon nano-clay”, Tạp chí Hóa học, T.43 (2), tr 207-209 27 Đỗ Quang Kháng, Lương Như Hải, Vũ Ngọc Phan, Hồ Thị Hoài Thu (2007), “Một số kết nghiên cứu chế tạo vật liệu cao su thiên nhiên – clay nanocompozit”, Tạp chí Hóa học, T.45(1), tr 72-76 Nguyễn Thị Thúy 45 K38B - Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp 28 Võ Thành Phong, Phạm Quốc Hân, Dương Đình Sự (2008), “Chế tạo nghiên cứu tính chất vật liệu polyme nanoclay compozit sở blend cao su thiên nhiên cao su butadien styren”, Tạp chí Hóa học, T.46(1), tr 77-82 29 Lê Như Đa, Đặng Việt Hưng, Uông Đình Long, Nguyễn Vĩnh Đạt, Hoàng Nam, Bùi Chương (2015), “Nghiên cứu vai trò nanoclay chất trợ tương hợp blend CSTN/EPDM”, Tạp chí Hóa học, T.53(4), tr 503-508 30 Shaji P Thomas, Saliney Thomas, C V Marykutty, and E J Mathew (2013), “Evaluation of Effect of Various Nanofillers on Technological Properties of NBR/NR Blend Vulcanized Using BIAT-CBS System”, Journal of Polymers, Article ID 798232, 10 pages 31 T Jesionowski, properties J.Zurawska, A.Krysztafkiewicz (2008), “Surface and dispersion behaviour of precipitated silicas”, Journal of materials science, 37, pp 1621 – 1633 Nguyễn Thị Thúy 46 K38B - Hóa học [...]... riêng: Cr p trắng 5.1012 [.m] Cr p hong khói 3.1012 [.m] Do đặc điểm cấu tạo, CSTN có thể phối trộn tốt với nhiều loại cao su như cao su isopren, cao su butadien, cao su butyl, hoặc một số loại nhựa nhiệt dẻo không phân cực như polyetylen, polypropylen, trong máy trộn kín hay máy luyện hở Mặt khác, CSTN có khả năng phối trộn với các loại chất độn cũng như các phụ gia sử dụng trong công nghệ cao su [15]... đôi có trong mạch đại phân tử Dựa vào các thành phần nguyên tố hóa học của than đen có thể chọn loại than đen thích hợp cho từng loại cao su để đạt được lực tác dụng giữa than và mạch cao su lớn nhất Ngày nay ở Mỹ chủ yếu sản xuất ba loại than đen: than lò, than nhiệt phân và than máng Ở Nga thì phân loại than đen dựa vào phương pháp sản xuất và nguyên liệu ban đầu Chữ đầu tiên của kí hiệu than đen là... Than đen là chất độn gia cường chủ yếu được dùng trong công nghệ gia công cao su Sự có mặt của than đen trong hợp phần cao su với hàm lượng cần thiết làm tăng các tính chất cơ lý của cao su như độ bền kéo đứt, xé rách, bền mài mòn, độ cứng, modul đàn hồi của vật liệu Sự có mặt của các nhóm phân cực trên bề mặt than đen là yếu tố quan trọng quyết định khả năng tác dụng hóa học, lý học của than đen với. .. của mẫu vật liệu cao su nanocompozit Hàm lượng Thành phần (pkl-phần khối lượng) CSTN 70 CR 30 Kẽm oxit 4,5 Phòng lão D 0,6 Axit stearic 1,0 Xúc tiến CZ 0,2 Xúc tiến DM 0,4 Lưu huỳnh 2,0 Nanosilica Thay đổi Than đen (CB) Thay đổi Nanoclay Thay đổi 2.2.1 Vật liệu cao su blend CSTN/ CR/ silica/CB nanocompozit - Cân nanosilica (5% so với cao su) và Si69 (lượng Si69 5% so với nanosilica) , hỗn hợp này được nghiền... học của vật liệu Trong công nghệ gia công cao su, người ta sử dụng nhiều các loại chất độn gia cường như than đen, silica, clay, dolomit, Tuy nhiên, ở mỗi hệ cao su và phụ gia cụ thể các chất độn có ảnh hưởng và hàm lượng tối ưu khác nhau Trong nghiên cứu này, các chất độn gia cường gồm: nanosilica (NS), than đen (CB), nanoclay (NC) được sử dụng làm chất gia cường cho cao su blend CSTN/ CR và khảo sát... được tác giả Đỗ Quang Kháng tập hợp và trình bày khá đầy đủ trong tài liệu [11] 1.2 Cao su thiên nhiên và cao su clopren 1.2.1 Cao su thiên nhiên 1.2.1.1 Lịch sử phát triển của cao su thiên nhiên Cao su thiên nhiên (CSTN) là một vật liệu polyme được tách ra từ nhựa cây cao su Cây cao su (Hevea Brasiliensis) được phát hiện và sử dụng đầu tiên vào cuối thế kỉ XVI tại Nam Mỹ Trong thời gian này thổ dân ở... tốt nên clopren là cao su chịu dầu, chịu tác dụng hóa học tốt Độ bền trong môi trường dầu mỡ của cao su clopren thua kém cao su nitril, tuy nhiên trong những dung môi hữu cơ có nhóm xeton, rượu… cao su clopren chịu tốt hơn Cao su clopren bền với tác dụng của các loại hóa chất như axit, bazo, muối,… nên trong công nghiệp cao su clopren dùng để bọc lót thiết bị, chống ăn mòn tốt Cao su clopren có độ bền... cáp điện trong công nghiệp điện và điện tử Do liên kết phân cực C-C lớn, cao su clopren có độ bền kết dính ngoại cao nên từ cao su clopren trong công nghiệp giầy dép sản xuất các loại keo dán khô nhanh ở nhiệt độ thấp 1.3 Nâng cao tính năng cơ lý cho cao su bằng các chất độn gia cường Đối với hợp phần cao su, khi đưa một số chất độn vào hợp phần, độ bền kéo và một số tính chất cơ lý của cao su lưu hoá... nước cất và làm khô ở 80oC trong 24 giờ - Cao su CR được phối trộn đều với nanosilica biến tính Si69 trên máy cán hai trục Sau đó, hỗn hợp này phối trộn đều với CSTN /clay, CSTN, than đen và các phụ gia khác Sau khi khi cán trộn đồng đều và mẫu vật liệu được cán xuất tấm Để ổn định 24 giờ ở nhiệt độ phòng, cho vào khuôn ép lưu hóa ở áp su t 6 kg/cm2 và nhiệt độ 145  2 oC trong thời gian 20 phút trên... nói chung là cao hơn hẳn với những polyme tinh khiết và polyme microcompozit [30, 31] Polyme/silica nanocompozit nói chung và cao su/ silica nanocompozit nói riêng cũng được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu, đặc biệt là cao su thiên nhiên/silica nanocompozit Tính chất của vật liệu cao su thiên nhiên /nanosilica cho thấy, nanosilica làm tăng thời gian lưu hóa, ứng su t kéo của cao su -nanosilica ở ... nanosilica với than đen cao su blend CSTN/ CR lựa chọn nghiên cứu Mục tiêu đề tài - Đánh giá khả phối hợp gia cường nanoclay nanosilica cho vật liệu cao su blend CSTN/ CR chứa than đen - Nâng cao số... liệu cao su blend CSTN/ CR Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng than đen phối hợp với nanosilica tới tính chất học vật liệu - Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng nanoclay thay nanosilica. .. Vật liệu cao su nanocompozit gồm có pha cao su cao su blend chất độn gia cường nano Cao su thiên nhiên (CSTN) có tính chất học tốt khả bền thời tiết Trong đó, cao su clopren (CR) biết đến với đặc