vật liệu blend trên cơ sở cao su nitril butadien và cao su cloropren

BÀI THUYẾT TRÌNH SNSN Môn : CAO SU BLEND Chuyên Đề : VẬT LIỆU BLEND TRÊN CƠ SỞ CAO SU NITRIL BUTADIEN CAO SU CLOROPREN  o Giới Thiệu Ở Việt Nam năm qua có nhiều công trình nghiên cứu chế tạo ứng dụng loại cao su blend mang lại hiệu khoa học, kinh tế, xã hội đáng kể Tuy nhiên nghiên cứu chủ yếu tập trung vào cao su thiên nhiên ( loại polyme thiên nhiên sẵn có Việt Nam), tạo vật liệu có tính lý kĩ thuật đáp ứng yêu cầu sử dụng chưa thật cao Riêng sản phẩm cao su có tính cao, bền dầu mỡ môi trường để chế tạo sản phẩm cho công nghệ cao chưa ý tới  Giới Thiệu  Xuất phát thực tế trên, nhóm tác giả thuộc viện hóa học tiến hành nghiên cứu chế tạo vật liệu blend sở NBR CR nhằm tạo vật liệu có tính lý phù hợp, có khả bền dầu mỡ, môi trường nhiệt độ cao, đáp ứng yêu cầu chế tạo số sản phẩm cao su kỹ thuật cho ngành điện lực 1.1 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU  Căn yêu cầu tính lý giá thành số cao su kỹ thuật tác giả chọn đơn pha chế cho vật liệu nghiên cưu gồm:  NBR loại kosyl-KNB35L Hàn Quốc; CR loại skypren B5 hang Toson (Nhật Bản)  Các chất phụ gia khác, sử dụng chất tương hợp DLH chất biến đổi cấu trúc D01 1.2 Ảnh hưởng hàm lượng CR tới tính chất lý vật liệu  Khi biến tính NBR CR ban đầu độ bền kéo đứt, độ dãn dài đứt giảm mạnh (ở CR 10%) sau tăng lên %CR tăng đạt giá trị cao CR 50% sau lại giảm  Độ mài mòn giảm dần song lúc đầu chậm %CR vược 50% tăng nhanh, độ cứng tăng dần  NBR CR không tương hợp với hàm lượng CR nhỏ 10% Hàm lượng CR tăng lên hai cao su phần tương hợp làm tính lý tăng đạt cực đại khoảng hàm lượng CR 50%, sau giảm dần 1.2 ẢNH HƯỞNG CỦA HÀM LƯỢNG CR TỚI TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA VẬT LIỆU Tinh chất Độ bền kéo đứt Độ dãn dài Độ mài mòn Độ cứng CR(%) (MPa) đức(%) (cm /1.61km) (Shore A) 25.81 615 0.697 67.5 10 18.53 420 0.768 68.0 20 18.69 435 0.784 68.5 30 19.20 458 0.790 69.0 40 19.49 487 0.785 69.0 50 21.56 538 0.782 69.0 60 20.62 495 0.830 71.0 70 19.48 450 0.896 71.5 80 18.10 384 0.934 72.0 90 16.28 365 0.938 72.5 100 15.39 408 0.905 73.0 1.3 Ảnh hưởng nồng độ CR tới độ trương xăng, dầu vật liệu  1.3.1 Độ trương xăng A92 vật liệu  Khi hàm lượng CR tăng thi nhin chung độ trương vật liệu xăng tăng  Khi hàm lượng CR đạt 30-40% độ trương giảm dần đạt giá trị thấp 50%, sau tăng lai  Tỷ lệ NBR/CR 50/50 hai vật liệu tương hợp tốt với làm cho vật liệu có cấu trúc chặt chẽ hạn chế xâm nhập phân tử xăng vào vật liệu làm giảm độ trương vật liệu 1.3.2 Độ trương dầu biến vật liệu Ảnh hưởng hàm lượng CR tới độ trương dầu biến vật liệu Độ trương Sau 120 Sau 240 Sau 480 Sau 720 CR% (%) (%) (%) (%) - - - - 10 - - - - 20 - - - - 30 - 0.26 0.68 0.73 40 - 0.42 0.89 0.92 50 - 0.39 0.86 0.90 60 0.46 0.79 1.18 1.21 70 0.57 1.01 1.45 1.48 80 0.62 1.28 2.12 2.17 90 1.13 1.62 2.38 2.42 100 0.61 1.12 2.05 2.14 1.3.2 Độ trương dầu biến vật liệu  Khi hàm lượng CR biến tính tới 50% vật liệu không bị trương dầu biến sau ngâm tới 720  Khi hàm lương CR vượt 60% sau thơi gian ngâm 120 có tương trương, tăng chậm hàm lượng CR tăng Thơi gian ngâm tăng mức độ trương tăng theo  vật liệu blend sở NBR/CR tỷ lệ 50/50 có khả bền xăng dầu tốt (gần vật liệu NBR) 1.4 Độ bền nhiệt, cấu trúc hình thái độ bền môi trường vật liệu  1.4.1 Độ bền nhiệt vật liệu Kết phân tích nhiệt trọng lượng số mẫu vật liệu Chỉ Tiêu Mẫu Nhiệt độ bắt đầu thủy Nhiệt độ thủy phân Tổn hao khối lượng đến phân ( C) mạnh ( C) 475 C (%) NBR 377.62 434.03 43.16 NBR/CR (80/20) 351.65 371.20 & 432.51 40.18 NBR/CR (50/50) 330.06 356.54 36.81 NBR/CR (20/80) 315.04 337.87 &427.20 40.38 10 CR 240.16 260.03 49.28 1.4.1 Độ bền nhiệt vật liệu  Nhiệt độ thủy phân NBR cao nhiều so với CR  Khi phối hợp hai vật liệu nhiệt độ bắt đầu thủy phân nhiệt độ thủy phân mạnh giai đoạn tăng lên so với CR giảm so với NBR  NBR/CR tỷ lệ 50/50 thấp hẳn so với cao su riêng rẽ  NBR/CR tỷ lệ 50/50 có độ bền nhiệt cao hẳn CR, mẫu blend có cực đại phân hủy giai đoạn đầu  hai cao su tương hợp tốt 11 1.4.2 Cấu trúc hình thái vật liệu  Nghiên cứu kính hiểm vi điện tử quét(SEM), mẫu NBR/CR tỷ lệ 80/20 50/50  Ở mẫu NBR/CR tỷ lệ 80/20 ta thấy có phân pha rõ rệt  Ở mẫu NBR/CR tỷ lệ 50/50 cấu tử cao su phân tán tốt vào tương phân chia pha không rõ rang  NBR/CR tỷ lệ 50/50 có độ tương hợp tốt tỷ lệ khác nên ta nhìn thấy phân chia pha không rõ mẫu 12 1.4.3 Độ bền môi trường vật liệu Độ bền môi trường đánh giá theo hệ số già hóa 100 C sau 72 vật liệu Hệ số già hóa 100 C sau 72 vật liệu Vật liệu Hệ số già hóa NBR 0.80 NBR/CR (80/20) 0.81 NBR/CR (50/50) 0.85 NBR/CR (20/80) 0.86 13 CR 0.88 1.4.3 Độ bền môi trường vật liệu  Hệ số già hóa blend cao so với vật liệu NBR có clo CR ngăn cản thâm nhập, phá hủy vật liệu oxy không khí  Hàm lượng CR tăng hệ số già hóa tăng  Vật liệu blend chứa nhiều CR thi có khả bền môi trường tốt so với NBR Nhưng mẫu NBR/CR tỷ lệ 50/50 vật liệu tương hợp tốt, có cấu trúc chặt chẽ nên hạn chế xâm thực phá hủy cải thiện hệ số già hóa rõ rệt 14 1.5 Ảnh Hưởng chất biến đổi cấu trúc, làm tương hợp tới tính chất lý vật liệu  1.5.1 Ảnh hưởng tới tính chất học vật liệu Ảnh hưởng trình biến tính tới tính chất học vật liệu Tính chất Độ bền Độ dãn dài đứt Độ mài mòn Độ cứng   kéo đứt (%) (cm /1.61km) (shore A) Mẫu vật liệu (MPa) NBR/CR 21.56 538 0.782 69.0 NBR/CR/D01 23.83 580 0.727 68.0 NBR/CR/DLH 24.22 598 0.685 69.0 15 1.5.1 ảnh hưởng tới tính chất học vật liệu  D01 làm độ bền kéo đứt, độ dãn dài đứt vật liệu tăng, độ cứng độ mài mòn giảm  DLH làm tăng tương hợp cho cấu tử, tham gia vào trình khâu mạch với cấu tử cao su  DLH làm tăng tính học cho vật liệu manh so với D01 16 1.5.2 Ảnh hưởng chất biến đổi cấu trúc tới độ bền nhiệt vật liệu  Để đánh giá khả bền nhiệt vật liệu trình biến tính, tác giả tiến hành phân tích mẫu vật liệu máy phân tích nhiệt TGA – TA50  Nhận thấy rằng, NBR có nhiệt độ phân hủy cao hẳn so với CR (cả nhiệt độ bắt đầu phân hủy phân hủy mạnh giai đoạn 1)  Khi phối hợp hai vật liệu với nhau, nhiệt độ bắt đầu phân hủy mạnh giai đoạn blend tăng lên mạnh ( so với CR lại giảm so với NBR)  Khi có thêm chất biến đổi cấu trúc, nhiệt độ bắt đầu phân hủy vật liệu tiếp tục tăng thêm chút vật liệu có cấu trúc đặn chặt chẽ (điều chứng minh qua kết nghiên cứu cấu trúc hình thái kính hiển vi điện tử quét 17 1.5.3 Ảnh hưởng chất biến đổi cấu trúc tới độ bền môi trường vật liệu  Độ bền môi trường (thời tiết) vật liệu đánh giá thông qua thử nghiệm gia tốc xạ nhiệt ẩm Kết đánh giá thông qua biến đổi cấu trúc bề mặt tính chất học vật liệu sau thử nghiệm  Để khẳng định thêm khẳ bền môi trường vật liệu, hệ số già hóa 100 0C sau thời gian 72 vật liệu xác định theo TCVN 2229-77  Kết thu cụ thể trình bày bảng sau: 18 hệ số già hóa vật liệu sau 10 chu kì thử nghiệm xạ nhiệt ẩm 100 c sau 72 vật liệu Hệ số già hóa(bức xạ, nhiệt Hệ số già hóa 100 c sau ẩm) sau 10 chu kỳ 72 NBR 0.85 0.80 NBR/CR (50/50) 0.92 0.85 NBR/CR/DLH (50/50/1) 0.94 0.87 Vật liệu 19 1.5.3 Ảnh hưởng chất biến đổi cấu trúc tới độ bền môi trường vật liệu  Từ kết nghiên cứu cho thấy rằng: vật liệu cao su blend NBR/CR phần tương hợp với tỉ lệ 50/50 cấu trúc hình thái đặn chặt chẽ (hầu không thấy phân pha), cực đại phân hủy nhiệt giai đoạn rõ ràng (chỉ có đỉnh) Nhờ tính chất học, độ bền xăng dầu môi trường vượt trội so với tỷ lệ khác  Khi có thêm tác nhân biến đổi cấu trúc, làm tương hợp, đặc biệt chất tương hợp chế tạo từ dầu vỏ hạt (DLH) làm cho cấu tử phân tán vào tốt hơn, vật liệu có cấu trúc chặt chẽ tính lý, đặc biệt độ bền môi trường, thời tiết tăng lên đáng kể 20 1.5.3 Ảnh hưởng chất biến đổi cấu trúc tới độ bền môi trường vật liệu  Vật liệu cao su blend NBR/CR tỷ lệ 50/50 có chất biến đổi cấu trúc, làm tương hợp có tính lý, kĩ thuật đáp ứng yêu cầu chế tạo loại gioăng đệm cho máy biến cho sản phẩm cao su kỹ thuật có yêu cầu bền dầu mỡ thời tiết khác 21 HÌNH ẢNH VỀ SẢN PHẨM CỦA CAO SU BLEND Gioăng cao su PTFE ( Teflon ), Viton, NBR, CR Neoprene 22 CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ CHÚ Ý LẮNG NGHE! cvcvcvfdfdfdf 23 ... tạo vật liệu blend sở NBR CR nhằm tạo vật liệu có tính lý phù hợp, có khả bền dầu mỡ, môi trường nhiệt độ cao, đáp ứng yêu cầu chế tạo số sản phẩm cao su kỹ thuật cho ngành điện lực 1.1 VẬT LIỆU... NBR/CR 50/50 hai vật liệu tương hợp tốt với làm cho vật liệu có cấu trúc chặt chẽ hạn chế xâm nhập phân tử xăng vào vật liệu làm giảm độ trương vật liệu 1.3.2 Độ trương dầu biến vật liệu Ảnh hưởng... tăng theo  vật liệu blend sở NBR/CR tỷ lệ 50/50 có khả bền xăng dầu tốt (gần vật liệu NBR) 1.4 Độ bền nhiệt, cấu trúc hình thái độ bền môi trường vật liệu  1.4.1 Độ bền nhiệt vật liệu Kết phân