Nghiên cứu chế tạo vật liệu cao su compozit trên cơ sở cao su thiên nhiên, cao su butadien với than và nanosilica

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI KHOA HOÁ HỌC - - BÙI THỊ HỒNG ĐÀO NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU CAO SU COMPOZIT TRÊN CƠ SỞ CAO SU THIÊN NHIÊN, CAO SU BUTADIEN VỚI THAN VÀ NANOSILICA KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hố Cơng nghệ - Mơi trƣờng HÀ NỘI – 2016 TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI KHOA HOÁ HỌC - - BÙI THỊ HỒNG ĐÀO NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU CAO SU COMPOZIT TRÊN CƠ SỞ CAO SU THIÊN NHIÊN, CAO SU BUTADIEN VỚI THAN VÀ NANOSILICA KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chun ngành: Hố Cơng nghệ - Mơi trƣờng Ngƣời hƣớng dẫn khoa học PGS TS Đỗ Quang Kháng HÀ NỘI – 2016 LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới PGS.TS Đỗ Quang Kháng, Viện Hóa học – Viện Hàn lâm khoa học Cơng nghệ Việt Nam tận tình hƣớng dẫn giúp đỡ em hồn thành khóa luận Em xin cảm ơn TS Đỗ Trung Sỹ, ThS Lƣu Đức Hùng anh chị phịng Cơng nghệ Vật liệu Mơi trƣờng giúp đỡ, bảo tạo điều kiện cho em thời gian qua Nhân dịp em xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô giáo giảng viên khoa Hóa học- trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội tận tình dạy, trang bị cho em kiến thức chuyên môn cần thiết trình học tập trƣờng Cuối em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, ngƣời thân, bạn bè động viên khuyến khích em hồn thành tốt khóa luận Trong q trình thực khóa luận tốt nghiệp dù cố gắng nhƣng em không tránh khỏi sai sót Vì vậy, em kính mong nhận đƣợc bảo thầy cô ý kiến đóng góp bạn sinh viên quan tâm Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 16 tháng năm 2016 Sinh viên Bùi Thị Hồng Đào DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT ABS Acrylonitrile butadiene styrene BR Cao su butadien CTAB Cetyl trimetylamoni bromit CNT Ống nano cacbon CSTN Cao su thiên nhiên DTAB Detyl trimetylamoni bromit GPE Gylcydyl phenylete HNBR Cao su nitril butadien HNT Ống nano halloysit MPTS Silan 3-metacryloxypropyltrimetoxyl SBR Styren butadien SWCNT Nano cacbon đơn tƣờng FESEM Kính hiển vi điện tử quét trƣờng phát xạ ISO Tiêu chuẩn quốc tế MWSCT Nano cacbon đa tƣờng PBT Polybutylen terephtalat PE Polyetylen PP Polypropylen TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TESPT Bis-(3-trietoxysilylpropyl) tetrasulphit TGA Phân tích nhiệt trọng lƣợng TDI Toluen-2,4-đi-iso-cyanat DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Thành phần hóa học cao su thiên nhiên sản xuất phƣơng pháp khác Bảng 2.1: Thành phần nanosilica phụ gia mẫu CSTN 27 Bảng 3.1: Ảnh hƣởng hàm lƣợng nanosilica tới tính chất học vật liệu cao su blend CSTN/BR 31 Bảng 3.2: Ảnh hƣởng trình biến tính D01 tới tính chất học vật liệu cao su compozit sở CSTN/BR gia cƣờng phụ gia nanosilica 35 Bảng 3.3: Tính chất nhiệt CSTN, BR số vật liệu sở blend CSTN/BR 36 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Cấu trúc hình cầu silica Hình 1.2: Các dạng nhóm silanol bề mặt silica Hình 1.3 cấu trúc dạng tập hợp silica Hình 1.4: Mơ hình nanocacbon đơn tƣờng (SWCNT) đa tƣờng (MWCNT) .6 Hình 1.5: Cấu tạo mạch cao su thiên nhiên Hình 1.6: Phân tử 1,3 - butadien 10 Hình 1.7: Sơ đồ hình thái phân loại vật liệu polyme blend 13 Hình 1.8: Sơ đồ nguyên lý chung để chế tạo vật liệu polyme nanocompozit 23 Hình 2.1 Hình dạng mẫu kéo 28 Hình 3.1: Ảnh hƣởng hàm lƣợng nanosilica tới độ bền kéo đứt vật liệu CSTN/BR 32 Hình 3.2: Ảnh hƣởng hàm lƣợng nanosilica tới độ dãn dài đứt vật liệu CSTN/BR 32 Hình 3.3: Ảnh hƣởng nanosilica tới độ dãn dƣ vật liệu CSTN/BR 33 Hình 3.4: Ảnh hƣởng nanosilica tới độ mài mòn vật liệu CSTN/BR 33 Hình 3.5: Ảnh hƣởng nanosilica tới độ cứng vật liệu CSTN/BR 34 Hình 3.6: Ảnh FESEM bề mặt cắt mẫu vật liệu CSTN/BR/2%nanosilica/1%CNT 38 Hình 3.7: Ảnh FESEM bề mặt cắt mẫu vật liệu CSTN/BR/20%nanosilica/2%D01 38 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Vài nét chất gia cƣờng kích thƣớc nano 1.1.1 Giới thiệu silica nanosilica 1.1.2 Giới thiệu ống nano cacbon 1.2 Vật liệu cao su cao su blend 1.2.1 Cao su thiên nhiên 1.2.2 Cao su butadien (Butadien Rubber BR) 10 1.2.3 Cao su blend 13 1.3 Vật liệu nanocompozit cao su nanocompozit gia cƣờng nanosilica 15 1.3.1 Vật liệu polyme nanocompozit 15 1.3.2 Vật liệu polyme silica nanocompozit 17 1.4 Phƣơng pháp nghiên cứu chế tạo vật liệu polyme nanocompozit 18 1.4.1 Các phƣơng pháp biến tính silica 18 1.4.1.1 Biến tính phƣơng pháp vật lý 18 1.4.1.2 Biến tính phƣơng pháp hóa học 19 1.4.2 Phƣơng pháp chế tạo vật liệu polyme nanocompozit 21 1.4.2.1 Phƣơng pháp trộn hợp 21 1.4.2.2 Phƣơng pháp sol-gel 22 1.4.2.3 Phƣơng pháp trùng hợp in-situ 23 1.5 Tình hình nghiên cứu chế tạo vật liệu polyme nanocompozit 24 CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM 26 2.1 Vật liệu nghiên cứu 26 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 26 2.3 Phƣơng pháp xác định số tính chất cao su 27 2.3.1 Tính chất học 27 2.3.2 Phƣơng pháp phân tích trọng lƣợng TGA 30 2.3.3 Phƣơng pháp xác định cấu trúc hình thái vật liệu 30 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31 3.1 Ảnh hƣởng hàm lƣợng nanosilica tới tính chất học vật liệu 31 3.2 Ảnh hƣởng q trình biến tính phụ gia D01 tới tính chất học vật liệu 35 3.3 Ảnh hƣởng q trình biến tính tới tính chất nhiệt vật liệu 36 3.4 Cấu trúc hình thái vật liệu 37 KẾT LUẬN 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO 41 Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp MỞ ĐẦU Ngày phát triển mạnh mẽ ngành công nghiệp đại dẫn đến nhu cầu to lớn sử dụng vật liệu có tính chất đặc biệt mà vật liệu truyền thống (kim loại, gốm…) đứng riêng rẽ không đáp ứng đƣợc Nhiều vật liệu đời, đáp ứng nhu cầu ngƣời Trong có vật liệu polyme nanocompozit đời từ vài chục năm gần đáp ứng đƣợc yêu cầu Vật liệu polyme nanocompozit vật liệu kết hợp đƣợc ƣu điểm vật liệu vô (độ cứng, độ bền nhiệt…) ƣu điểm polyme hữu (nhƣ linh động, mềm dẻo, chất điện môi dễ gia công…) Hơn nữa, chúng cịn có tính chất đặc biệt chất độn nano dẫn tới gia tăng mạnh mẽ diện tích bề mặt chung so với compozit truyền thống Vật liệu sử dụng chế tạo polyme nannocompozit sở blend CSTN/BR nguồn nguyên liệu dồi giá thành rẻ thân thiện môi trƣờng Vật liệu polyme nanocompozit đƣợc gia cƣờng chất độn cỡ nanomet (kích thƣớc chúng có chiều dƣới 100 nm), chúng đƣợc chế tạo kĩ thuật khác nhau, nhƣ trộn hợp trạng thái nóng chảy, trộn dung dịch, trộn trạng thái latex tiếp nối phƣơng pháp đông tụ polyme hóa xung quanh hạt chất độn So với cao su gia cƣờng chất độn micro, cao su gia cƣờng chất độn cở nano có độ cứng, modul tính chất chống lão hóa nhƣ chống thấm khí tốt Nhƣ chất độn nano phù hợp cho gia cƣờng cao su để tạo sản phẩm ứng dụng cuối từ cao su [18] Nhƣ vậy, việc nghiên cứu chế tạo ứng dụng vật liệu polyme nanocompozit cần thiết khơng có ý nghĩa khoa học mà cịn giá trị thực tế cao Vì chúng tơi chọn đề tài “ Nghiên cứu chế tạo vật liệu cao su compozit sở cao su thiên nhiên, cao su butadien với than nanosilica” làm đề tài nghiên cứu Bùi Thị Hồng Đào K3 B – Hóa h c Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Mục tiêu nghiên cứu đề tài Chế tạo đƣợc 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 hƣởng hàm lƣợng nanosilica tới tính chất học vật liệu CSTN/BR - Nghiên cứu ảnh hƣởng CNT CNT biến tính D01 tới tính chất học vật liệu CSTN/BR - Nghiên cứu cấu trúc hình thái vật liệu kính hiển vi điện tử quét trƣờng phát xạ - Nghiên cứu khả bền nhiệt vật liệu phƣơng pháp phân tích nhiệt trọng lƣợng Bùi Thị Hồng Đào K3 B – Hóa h c Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp cho phép đo điểm khác có chiều dày ≥ 6mm Khoảng cách điểm đo không nhỏ mm từ điểm đo tới cạnh mẫu không nhỏ 13 mm + Tiến hành đo: lau bề mặt mẫu, đặt mẫu lên mặt phẳng nằm ngang Dùng tay ấn mạnh đồng hồ đo xuống mẫu Đọc ghi giá trị đồng hồ hiển thị sau giây Phương pháp xác đinh độ mài mòn + Độ mài mòn vật liệu đƣợc xác định theo TCVN 1594 – 87 + Đƣợc thực máy YG634 hãng Ying hui machine (Đài Loan) + Lƣợng mài mịn (V) mẫu tính cm3/1,61 km theo công thức: V m1  m2 d Trong đó: m1 : Khối lƣợng mẫu trƣớc mài mòn (g) m2 : Khối lƣợng mẫu sau mài mòn (g) d : Tỷ trọng vật liệu thử g/cm3 2.3.2 Phương pháp phân tích tr ng lượng TGA Tính chất nhiệt vật liệu gồm nhiệt độ bắt đầu phân hủy, nhiệt độ phân hủy mạnh vật liệu đƣợc xác định phƣơng pháp phân tích nhiệt trọng lƣợng (TGA) Những phân tích đƣợc thực máy phân tích nhiệt Netzsch STA 490 PC/PG (CHLB Đức) với tốc độ nâng nhiệt 10oC/phút, khoảng nhiệt độ nghiên cứu từ 25 – 800oC môi trƣờng khơng khí 2.3.3 Phương pháp xác định cấu trúc hình thái vật liệu Cấu trúc hình thái vật liệu đƣợc nghiên cứu kính hiển vi điện tử quét trƣờng phát xạ (FESEM) thực máy S-4800 hãng Hitachi (Nhật Bản) viện Khoa học Vật liệu – Viện hàn lâm KHCN Việt Nam Bùi Thị Hồng Đào 30 K3 B – Hóa h c Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Ảnh hƣởng hàm lƣợng nanosilica tới tính chất học vật liệu Để khảo sát ảnh hƣởng hàm lƣợng phụ gia nano đến tính chất học của vật liệu nanocompozit, tỷ lệ CSTN/BR 75/25, yếu tố công nghệ nhƣ thành phần khác đƣợc cố định, thay đổi hàm lƣợng nanosilica Kết khảo sát đƣợc trình bày bảng 3.1 Bảng 3.1: Ảnh hưởng hàm lượng nanosilica tới tính chất học vật liệu cao su blend CSTN/BR Hàm lƣợng Độ bền Độ dãn Độ dãn Độ mài mòn Độ cứng nanosilica kéo dài dƣ (%) (cm3/1,61km) (ShoreA) (%) đứt (MPa) đứt (%) 23,13 603 12,5 0,405 60,3 23,75 585 12,6 0,393 60,8 10 24,44 574 12,8 0,372 61,3 15 25,08 558 13,1 0,345 61,9 20 25,65 545 13,2 0,326 62,5 25 26,17 534 13,3 0,295 63,1 30 26,01 516 13,8 0,319 63,5 35 25,07 495 14,3 0,343 64,2 40 23,51 475 14,8 0,342 64,8 Kết khảo sát đƣợc thể hình dƣới Bùi Thị Hồng Đào 31 K3 B – Hóa h c Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Hình 3.1: Ảnh hưởng hàm lượng nanosilica tới độ bền kéo đứt vật liệu CSTN/BR Hình 3.2: Ảnh hưởng hàm lượng nanosilica tới độ dãn dài đứt vật liệu CSTN/BR Bùi Thị Hồng Đào 32 K3 B – Hóa h c Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Hình 3.3: Ảnh hưởng nanosilica tới độ dãn dư vật liệu CSTN/BR Hình 3.4: Ảnh hưởng nanosilica tới độ mài mòn vật liệu CSTN/BR Bùi Thị Hồng Đào 33 K3 B – Hóa h c Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Hình 3.5: Ảnh hưởng nanosilica tới độ cứng vật liệu CSTN/BR Nhận thấy rằng, hàm lƣợng nanosilica tăng lên, độ bền kéo đứt đứt vật liệu tăng lên đạt giá trị cực đại hàm lƣợng nanosilica 25% Nếu tiếp tục tăng hàm lƣợng nanosilica, độ bền kéo đứt vật liệu lại giảm Trái ngƣợc với độ bền kéo đứt, hàm lƣợng nanosilica tăng lên, độ mài mòn vật liệu giảm xuống, đến hàm lƣợng nanosilica 25% độ mài mịn đạt giá trị thấp nhất, tiếp tục tăng hàm lƣợng nanosilica, độ mài mòn vật liệu lại tiếp tục tăng Trong đó, độ dãn dƣ, độ cứng vật liệu tăng dần độ dãn dài đứt vật liệu lại giảm xuống tăng hàm lƣợng nanosilica Tuy nhiên, mức độ tăng, giảm lúc đầu chậm, đến hàm lƣợng nanosilica vƣợt 25% mức độ tăng giảm nhanh Điều giải thích, hàm lƣợng nanosilica dƣới mức tối ƣu, tính chất lý vật liệu tăng lên xếp đặn chặt chẽ phụ gia gia cƣờng tạo thành mạng lƣới độn cao su đan xen vào nhau, làm cho vật liệu có cấu trúc đặn chặt chẽ hơn, nhờ tính chất lý vật liệu tăng lên Tuy nhiên, với hàm lƣợng nanosilica tăng lên làm cho vật liệu trở nên cứng hơn, linh động làm độ cứng, độ dãn dƣ vật liệu tăng lên độ dãn dài đứt vật liệu giảm xuống, song Bùi Thị Hồng Đào 34 K3 B – Hóa h c Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp dƣới hàm lƣợng tối ƣu (ở 25% nanosilica) hiệu ứng hạn chế hiệu ứng xếp đặn chặt chẽ vật liệu Từ kết trên, hàm lƣợng nanosilica phối hợp 25% đƣợc chọn để nghiên cứu tiếp 3.2 Ảnh hƣởng q trình biến tính phụ gia D01 tới tính chất học vật liệu Để làm tăng tƣơng tác nhƣ phân bố đồng nanosilica cao su blend, tác nhân silan bis(3-trietoxysilylpropyl) tetrasulphit (TESPT) đƣợc sử dụng nhiều nghiên cứu Tuy nhiên, để giảm độ nhớt hệ nhƣ tăng tƣơng tác cấu tử tăng độ dãn dài đứt tăng độ bền mài mịn vật liệu chất tƣơng hợp từ dầu thực vật đƣợc đề cập tới [32] Kết khảo sát ảnh hƣởng chất trợ tƣơng hợp, phân tán tới tính chất vật liệu CSTN/BR gia cƣờng phụ gia nanosilica đƣợc trình bày bảng 3.2 Bảng 3.2: Ảnh hưởng q trình biến tính D01 tới tính chất học vật liệu cao su compozit sở CSTN/BR gia cường phụ gia nanosilica Độ bền Mẫu vật liệu kéo đứt (MPa) CSTN/BR/25%Na nosilica Độ mài Độ dãn dài Độ dãn mòn đứt (%) dƣ (%) (cm3/1,61k m) Độ cứng (ShoreA ) 26,17 534 13,3 0,295 63,1 26,57 542 13,0 0,273 64,5 27,00 567 12,9 0,268 63,8 CSTN/BR/20% Nanosilica/1% CNT CSTN/BR/20%Na nosilica/1%CNT/ 2%D01 Nhận thấy rằng, có thêm 2% D01, tính chất học vật liệu đƣợc cải thiện đáng kể Điều giải thích, mặt hợp chất D01 Bùi Thị Hồng Đào 35 K3 B – Hóa h c Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp đóng vai trị nhƣ chất hóa dẻo, làm giảm độ nhớt hệ, giúp cho cấu tử dễ dàng phân tán vào hơn, mặt có tác dụng nhƣ chất hoạt động bề mặt (vì có mạch cacbuahydro dài, có nhóm COOH phân cực) nằm bề mặt phân pha cấu tử, làm cầu nối trung gian liên kết cấu tử không tƣơng hợp Mặt khác, phân tử có nối đơi, tham gia q trình đồng lƣu hóa với CSTN BR Nhờ làm cho vật liệu có cấu trúc đặn chặt chẽ hơn, làm tăng tính chất lý cho vật liệu, đặc biệt độ bền mài mòn vật liệu tăng lên đáng kể Những kết phù hợp với kết tác giả [32] công bố 3.3 Ảnh hƣởng q trình biến tính tới tính chất nhiệt vật liệu Tính chất nhiệt vật liệu đƣợc đánh giá phƣơng pháp phân tích nhiệt trọng lƣợng (TGA) Kết phân tích nhiệt trọng lƣợng số mẫu vật liệu CSTN/BR gia cƣờng nanosilica, CSTN/BR/Nanosilica/CNT CSTN/BR/Nanosilica/CNT có thêm 2% D01 đƣợc trình bày bảng 3.3 dƣới Bảng 3.3: Tính chất nhiệt CSTN, BR số vật liệu sở blend CSTN/BR Nhiệt Nhiệt độ bắt độ phân đầu hủy phân mạnh hủy (oC) (oC) CSTN/BR 301 370,6 8,57 438,1 5,91 CSTN/BR/25%nanosilica 312 371,8 8,37 436,0 5,55 316 373,5 8,14 435,6 5,31 314 373,6 8,64 434,7 5,30 Mẫu vật liệu CSTN/BR/20%nanosilica/ 1%CNT CSTN/BR/20%nanosilica/ 1%CNT /2%D01 Bùi Thị Hồng Đào 36 Nhiệt Tốc độ độ phân khối hủy lƣợng (%/phút) mạnh (oC) Tốc độ khối lƣợng (%/phút) K3 B – Hóa h c Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Nhƣ biết, CSTN có nhiệt độ bắt đầu phân hủy 269oC 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 nhiệt độ phân hủy pha BR) Nhƣ 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 tƣơng hợp phần Đặc biệt mẫu vật liệu có thêm 25% nanosilica làm gia tăng nhiệt độ bắt đầu phân hủy lên 110C Nhƣ nanosilica có tác dụng làm CSTN BR tƣơng hợp tốt Khi có mặt CNT, nhiệt độ bắt đầu phân hủy vật liệu nhiệt độ phân hủy mạnh vật liệu tăng lên đôi chút (tƣơng ứng với 316oC 373,5oC), đó, nhiệt độ phân hủy mạnh thứ lại giảm xuống đôi chút (tƣơng ứng 435,6oC) Đặc biệt có thêm 2% D01, hai nhiệt độ tiến lại gần Điều chứng tỏ có mặt CNT nhƣ D01 có tác dụng làm cho CSTN BR tƣơng hợp tốt hơn, mà tính lý vật liệu đƣợc cải thiện 3.4 Cấu trúc hình thái vật liệu Cấu trúc hình thái vật liệu đƣợc nghiên cứu kính hiển vi điện tử quét trƣờng phát xạ (FESEM) Các hình dƣới ảnh chụp FESEM bề mặt cắt số mẫu vật liệu cao su compozit sở blend CSTN/BR với 25% nanosilica, CNT có khơng có chất làm tăng tƣơng hợp D01 Bùi Thị Hồng Đào 37 K3 B – Hóa h c Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Hình 3.6: Ảnh FESEM bề mặt cắt mẫu vật liệu CSTN/BR/2%nanosilica/1%CNT Hình 3.7: Ảnh FESEM bề mặt cắt mẫu vật liệu CSTN/BR/20%nanosilica/2%D01 Nhận thấy rằng, bề mặt cắt vật liệu cao su compozit blend CSTN/BR với nanosilica, CNT gia cƣờng than đen không biến tính hạt độn phân tán khơng đƣợc đồng đều, chí có tƣợng co cụm thành tập hợp hạt có kích thƣớc lớn, song cịn hạt có kích thƣớc dƣới Bùi Thị Hồng Đào 38 K3 B – Hóa h c Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp 100nm (hình 3.6) Cịn với mẫu vật liệu có thêm 2% D01 hạt gia cƣờng phân tán đặn với kích thƣớc dƣới từ 100 nm đến vài trăm nm nhƣng đồng (hình 3.7) Chính mà tính chất lý, kỹ thuật vật liệu đƣợc cải thiện so với mẫu vật liệu gia cƣờng phụ gia nano CNT với thành phần nhƣng khơng biến tính D01 Từ kết nghiên cứu cho thấy, D01 phụ gia hiệu để tạo vật liệu compozit sở blend CSTN/BR gia cƣờng phối hợp phụ gia nano (Nanosilica, CNT) Bùi Thị Hồng Đào 39 K3 B – Hóa h c Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp KẾT LUẬN Từ kết nghiên cứu thu đƣợc cho thấy rằng: - Vật liệu cao su nanocompozit sở blend CSTN/BR gia cƣờng nanosilica phối hợp CNT (ở hàm lƣợng tối ƣu hai phụ gia nano này) có tính lý cao so với gia cƣờng nanosilica - Vật liệu cao su compozit có cao su nanocompozit gia cƣờng nanosilica (ở hàm lƣợng 20%) đặc biệt đƣợc biến tính với CNT/2% D01, có cấu trúc đặn, chặt chẽ, bền nhiệt cao có tính lý vƣợt trội, với độ bền kéo đứt đạt 27 MPa, độ dãn dài đứt đạt 567% độ mài mòn có 0,268 cm3/1,61 km Nhƣ đáp ứng yêu cầu làm mặt lốp cao su chất lƣợng cao Bùi Thị Hồng Đào 40 K3 B – Hóa h c Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO Sadhan C Jana, Sachin Jain, Dispersion of nanofillers in high performance polymers using reactive solvents as processing aids, Journal of Polymer Science Part B Polymer Physics, Tr 6897 – 6905, (2001) Wilma Dierkes, Ph.D Thesis ,Interaction between the chemistry of the silica - silane reaction anh the physics of mixing, University of Twente Enschede, the Netherlands (2005) Đỗ Quang Kháng, Vật liệu polyme, 1, NXB Khoa học tự nhiên Công nghệ, Tr.199-200, 203 Hà Nội (2012) Maurice ABOY RIDA, Faouzi HARB, Synthesis and Characterization of Amorphous Silica Nanoparitcles from Aqueous Silicates Uisng Cationic Surfactants, Journal of Metals, Materials and Minerals, Tr 37-42, (2014) V.M Kopylov, E.1 Kosyleva, I.M Kostylev, A.V Koviazin; Silica filler for silicone rubber; Kauchuk o Rezina, Tr 32 – 33, (2010) Jerzy Chru’ciel, Ludomir S’Slusarski, Synthesis of nanosilica by the sol – gel method anh its activity toward polymer, Material Science, Tr.21, 2003 Ismail A.M Ibrahim, A.A.F Zikry, Mohamed A Sharaf, Preparation of spherical silica nanoparticles; Stober silica, Jour of American Science, Tr.985 – 989, (2010) Kiyoharu Tadanaga, Koji Morita, Keisuke Mori, Masahiro Tatsumisago, Synthesis of monodispersed silica nanoparticles with high concentration by the Stober process, J Sol – Gel Sci Technol, Tr.86, (2013) Bùi Thị Hồng Đào 41 K3 B – Hóa h c Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Hua Zou, Shishan Wu, Jian Shen; Polymer/Silica Nan composites, Preparation, Characterization, properties and Application, Chem Rev, Tr.108, 3893-3957, (2008) 10 Hellerich/ Harsch/ Haenle; Werkstoff – Fuehrer Kusntstoffe, Carl Hanser Verlag Muenchen – Wien, (1996) 11 Hồng Thị Hịa, Nghiên cứu chế tạo ứng dụng vật liệu cao su nanocompozit cở sử cac su thiên nhiên, cao su butadien, cao su etylen-propylen-dien đồng trùng hợp blend chúng với nanosilica, Luận án tiến sĩ, tr.9 – 11, (2015) 12 R Y Suckeveriene, A Tzur, M Narkis, andA Siegmann, Grafting of polystyrene chains on surfaces of nanosilica particles via peoxide bulk polymerization, Polymer Composites, Tr 422 – 428, (2009) 13 Wu, T.M; Chu, M.S J.Appl.Polyme.Sci, Tr 2058, (2005) 14.G Mathew, M.H Huh, J M Lee, c Nah; Improvement of properties of silica – filled styrene – butadiene rubber composites through plasma surface modification of silica, Polymers for Advanced Technologies, Tr 400 – 408, (2004) 15.http://thuvien.hpu2.edu.vn:81/uploads/tailieu/sources/1444978128_612 7/hathiquynhmai.pdf.swf 16.Đỗ Quang Kháng, Nghiên cứu vật liệu công nghệ chế tạo cao su sản xuất giày chất lượng cao cho tiêu dùng xuất khẩu, Báo cáo tổng kết đề tài cấp thành phố, Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam, Hà Nội (2013) 17.Li Feng Cai, Xian Bo Huang, Min Zhi Rong, Wen Hong Ruan, Klaus Friedrich, Role of reactive compatibilization in preparation of nanosilica/polypropylene composites, polymer Engineering & Science, Tr 499-509, (2007) Bùi Thị Hồng Đào 42 K3 B – Hóa h c Trường ĐHSP Hà Nội 18.Sabu Thomas, Khóa luận tốt nghiệp Ranimol Stephen, Rubber Nanocomposites – Preparaton, Properties and Applications, John Wiley & (Asia) Pte Ltd, USA (2010) 19 http://www.caosuviet.com/NewsDetail/butadien-1201071301.aspx 20 Wendy, B UC Researchers Shatter World Records with Length of Carbon Nanotube Arrays, Universityof Cincinnati (2007) 21 Pham, J.Q Mitchell, C.A Bahr, Glass transition of polymer/singlewalled carbon nanotube composite films Journal of Polymer Science Part B Polymer Physics, Tr 41, 3339, (2003) 22 Xie, H.Liu, B.Yuan, Cure kinetics of carbon nanotube/tetrafunctional epoxy nanocomposites by isothermal differential scanning calorimetry Journal of Polymer Science Part B Polymer Physics, Tr 42, 3701, (2004) 23 Du, F.Fischer, J.E., and Winey, K.I Coagulation method for preparing single-walled carbon nanotube/ poly(methyl methacrylate) composites and their modulus, electrical conductivity, and thermal stability Journal of Polymer Science Part B Polymer Physics,Tr 41, 3333, (2003) 24 Dondero, W.E and Gorga, R.E Morphological and mechanical properties of carbon nanotube/polymer composites via melt compounding Journal of Polymer Science Part B Polymer Physics, Tr 44, 864, (2006) 25 Gong, X., Liu, J., Baskaran, S et al Surfactant-assisted processing of carbon nanotube/polymer composites Chemistry of Materials, Tr 12, 1049, (2000) 26 Ramanathan, T Liu, and Brinson, L.C Functionalized SWNT/polymer nanocomposites for dramatic property improvement, Journal of Polymer Science Part B Polymer Physics, Tr 43, 2269, (2005) Bùi Thị Hồng Đào 43 K3 B – Hóa h c Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp 27 Konya, Z., Vesselenyi, I., Niesz, K et al Production of carbon nanotubes on different metal supported catalysts Chemical Physics Letters, Tr 360, 429, (2005) 28 Kooi, S.E., Schlecht, U., Burghard, M., and Kern, K Electrochemical modification of single carbon nanotubes Angewandte Chemie International Edition, Tr 41, 1353, (2002) 29 Breuer, O and Sundararaj, U Big returns from small fibers: a review of polymer/carbon nanotube composites, Angewandte Chemie International Edition, Tr 25, 630, (2005) 30 Rotkin, S.V and Zharov, I Nanotube light-controlled electronic switch International Journal of Nanoscience, Tr 347, (2002) 31 Yenilmez, E.Wang, Q.Robert, R.J et al Wafer scale production of carbon nanotube scanning probe tips for atomic force microscopy Applied Physics Letters, Tr 80, 2225, (2002) 32 Đỗ Quang Kháng, Lƣơng Nhƣ Hải Một số kết nghiên cứu biến tính cao su thiên nhiên vật liệu cao su blend dầu trẩu, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, Số 3, Tr 76-80,( 2006) Bùi Thị Hồng Đào 44 K3 B – Hóa h c ... BÙI THỊ HỒNG ĐÀO NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU CAO SU COMPOZIT TRÊN CƠ SỞ CAO SU THIÊN NHIÊN, CAO SU BUTADIEN VỚI THAN VÀ NANOSILICA KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hố Cơng nghệ - Mơi... nƣớc đƣa kết Tuy nhiên, việc ứng dụng thực tế hầu nhƣ chƣa thấy Chính vậy, đề tài ? ?Nghiên cứu chế tạo vật liệu cao su compozit sở cao su thiên nhiên, cao su butadien với than nanosilica? ?? để góp... trình nghiên cứu chế tạo sản phẩm sở vật liệu tổ hợp polyme nhanh nhiều so với sản phẩm từ vật liệu khác đƣợc chế tạo sở vật liệu cơng nghệ có sẵn - Tạo khả phối hợp tính chất mà loại vật liệu