Nghiên cứu sử dụng elastomer nhằm cải thiện khả năng chịu va đập của nhựa polypropylene

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA  NGƠ THANH BÌNH NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG ELASTOMER NHẰM CẢI THIỆN KHẢ NĂNG CHỊU VA ĐẬP CỦA NHỰA POLYPROPYLENE Chuyên ngành: Kỹ thuật Hố học Mã số: 8520301 TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÓA HỌC Đà Nẵng – Năm 2019 Cơng trình hồn thành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Đoàn Thị Thu Loan Phản biện 1: TS Phan Thế Anh Phản biện 2: TS Châu Thanh Nam Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ ngành Kỹ thuật Hoá học họp Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng vào ngày 30 tháng năm 2019 Có thể tìm hiểu luận văn tại:  Trung tâm Học liệu, ĐHĐN Trường Đại học Bách khoa  Thư viện Khoa Hoá, Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN MỞ ĐẦU Nhựa nhiệt dẻo loại vật liệu có khả biến dạng chịu tác dụng nhiệt, áp suất giữ biến dạng thơi tác dụng Do đó, nhựa nhiệt dẻo dễ dàng gia công phương pháp đùn, đúc tiêm, tạo hình nhiệt… Sản phẩm nhựa nhiệt dẻo sử dụng rộng rãi để thay cho sản phẩm từ vải, gỗ, da, thủy tinh, kim loại đặc tính nhẹ, bền, dễ tạo hình, màu sắc đa dạng chúng Chúng ta bắt gặp vật liệu nhựa nhiệt dẻo khắp nơi, chúng ứng dụng rộng rãi hầu hết ngành công nghiệp hữu ngóc ngách sống, khiến sinh hoạt hàng ngày trở nên thuận tiện, dễ dàng an toàn Với đặc tính hóa lý trội (khả tái sử dụng) giá thành thấp so với loại chất dẻo khác, nhựa nhiệt dẻo chiếm lĩnh 75% cấu sử dụng chất dẻo toàn cầu Trong cấu nhựa nhiệt dẻo, PE (với dẫn xuất HDPE, LDPE, LLDPE) PP sử dụng nhiều nhất, chiếm 60% tổng sản lượng nhựa nhiệt dẻo, ứng dụng chủ yếu sản xuất bao bì, màng bọc hay sản phẩm gia dụng Ngành nhựa Việt Nam có khởi đầu sớm từ năm với đời nhà máy hóa chất Việt Trì giai đoạn dài, sản phẩm nhựa tiêu ùng nước chủ yếu phải nhập Hiện tại, năm ngành nhựa nhập khoảng triệu nguyên liệu nhựa, nguyên liệu nhập chủ yếu bao gồm: PE, PP, PET, PVC, PS, ABS… phục vụ cho Công ty sản xuất nhựa vật liệu xây dựng (ống nhựa PVC, ống nhựa HDPE, cửa nhựa PVC…), sản xuất bao bì nhựa (bao bì PE, PP, chai lọ PET), nhựa gia dụng linh kiện sản phẩm điện tử… Việt Nam nhập 3.8 triệu nguyên liệu nhựa năm 15, bốn nguyên liệu nhập lớn thuộc PE (28%), PP (23%), PET (9%) PVC (6%) Hiện tại, khả tự chủ nguyên liệu ngành nhựa Việt Nam chưa cao, sản lượng nguyên liệu nhựa sản xuất nước đáp ứng 15÷20% nhu cầu nguyên liệu toàn ngành T nh đến cuối năm 15, sản lượng nguyên liệu nhựa nước đạt khoảng triệu (theo VPA) Tuy nhiên, với đời Cơng ty Lọc hóa dầu Bình Sơn bắt đầu sản xuất PP (8/2 ), ự án Việt Nam thuộc nhà máy Lọc dầu Dung Quất sản xuất PP, với công suất khoảng 150 nghìn tấn/năm, đáp ứng khoảng 14% nhu cầu nước Năm 18, nhà máy Lọc dầu Nghi Sơn vào hoạt động sản lượng PP dự kiến đạt 400 nghìn tấn/năm, đáp ứng nhu cầu ngày tăng Việt Nam sản phẩm lọc hóa dầu, góp phần thúc đẩy phát triển nhựa PP vào ứng dụng đời sống kỹ thuật Mặc dù nhựa PP sử dụng rộng rãi, nhiên khả chịu va đập nhiệt độ thấp nên PP chưa ứng dụng nhiều lĩnh vực ô tô, sản phẩm gia dụng chai, lọ, đồ hộp để bảo quản thực phẩm nhiệt độ thấp Đặc biệt, o có xu hướng tạo vùng kết tinh cao nên PP có khả chống thấm khí cao Do đó, màng PP thường dùng làm lớp phủ ngồi màng ghép nhiều lớp để tăng t nh chống thấm kh , nước Tuy nhiên, nhiệt độ hóa thủy tinh (Tg) PP tương đối cao (0÷10oC) trở ngại PP khơng dùng làm bao bì thủy sản lạnh đơng có khả chống thấm khí cao, sản phẩm thủy sản phải đạt nhiệt độ trung tâm -18oC, nhiệt độ phịng lạnh khoảng -35 đến -40oC, bao bì PP bị nứt vỡ Các báo gần nghiên cứu việc cải thiện độ bền va đập cho chất ẻo bán kết tinh, đặc biệt isotactic polypropyl n Những nghiên cứu vài l thuyết ch nh giải th ch chế biến t nh cho PP Tuy nhiên, l thuyết vài trường hợp cụ thể không đạt thống chung Trong nghiên cứu này, ba loại P Es Engag TM 8407, InfuseTM V rsify™ sử dụng để cải thiện khả chịu va đập nhựa PP sản xuất từ nhà máy sản xuất Polypropylene Dung Quất (BSR) Việc nghiên cứu sử dụng P Es để biến tính polypropylene mở khả ứng dụng rộng công nghiệp ô tô, sản xuất hộp, màng bao bì chứa đựng thực phẩm, yêu cầu khả chịu va đập nhiệt độ thấp Với l o đó, tơi chọn đề tài “Nghiên cứu sử dụng elastomer nhằm cải thiện khả chịu va đập nhựa polypropylene” CHƯƠNG - TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan Polypropylene (PP) 1.1.1 Giới thiệu Polypropylene hình thành từ trình trùng hợp phối trí với có mặt xúc tác Ziegler – Natta PP đưa thị trường lần vào năm 57 Công ty Montecatini, Italia PP sử dụng ngày phần lớn isotactic, phần nhỏ syndiotactic atactic 1.1.2 Cấu trúc phân tử Polypropylene hợp chất cao phân tử có cơng thức tổng qt là: (C3H6)n: Hình 1.1: Cơng thức cấu tạo polypropylene 1.1.3 Phân loại - Homopolypropyl n (polypropyl n đơn trùng hợp, HPP) - Ran om copolypropyl n (polypropyl n đồng trùng hợp ngẫu nhiên, RCP) - Copolypropyl n block (polypropyl n đồng trùng hợp khối) 1.1.4 Tính chất - Tính bền học cao (bền xé bền kéo đứt), cứng, không mềm dẻo polyethylene - PP không màu, không mùi, không vị, không độc - Có tính chất chống thấm O2, nước, dầu mỡ khí khác - Chịu nhiệt độ cao oC 1.1.5 Ứng dụng - Dùng làm chai đựng nước, bình sữa cho bé, hộp bảo quản thực phẩm, dụng cụ y tê, cản ô tơ - Tạo thành sợi, dệt thành bao bì đựng lương thực - PP sản xuất dạng màng phủ màng nhiều lớp để tăng t nh chống thấm kh , nước 1.2 Tổng quan Polyolefin Elastomers (POEs) 1.2.1 Giới thiệu Vật liệu đàn hồi sở polyolefin (polyolefin elastomer P E) copolym r tổng hợp từ thyl n đồng monomer (comonom r) propyl n , but n , h xan oct n 1.2.2 EngageTM Polyolefin Elastomers EngageTM Polyolefin elastomers (Hình 1.5) random copolym r sở ethylene, chủ yếu copolymer ethylene octene copolymer ethylene – butene Hình 1.5: Cấu trúc engage 1.2.3 InfuseTM Olefin Block Copolymers InfuseTM Olefin Block Copolymers (Hình 1.6) block copolymer sở ethylene với đoạn cứng mềm xen kẽ Hình 1.6: Cấu trúc infuse 1.2.4 VersifyTM Plastomers and Elastomers V rsify™ Plastom rs an Elastom rs (Hình 1.7) ran om propylene – ethylene copolymer Hình 1.7: Cấu trúc versify 1.3 Tổng quan hỗn hợp polymer (polymer blend) 1.3.1 Định nghĩa Polymer blend loại vật liệu tổ hợp tạo thành từ hai homopolymer/copolymer thành phần Trong polymer blend, polymer có tương tác vật lý tương tác hố học, hệ đồng thể dị thể 1.3.2 Các dạng polymer blend Dựa vào mức độ trộn hợp polymer thành phần, người ta chia polymer blend thành ba loại:  Polymer blend hoà trộn (miscible polymer blend)  Polymer blend hoà trộn phần tương hợp phần  Polymer blend khơng hồ trộn khơng tương hợp 1.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến khả tương hợp polymer  Cấu trúc hóa học độ phân cực  Sự tương tác nhóm chức mạch phân tử polymer  Khối lượng phân tử  Tỷ lệ cấu tử polymer blend  Độ kết tinh 1.3.4 Các phương pháp xác định tương hợp polymer blend  Phương pháp ựa vào nhiệt độ thủy tinh hóa  Phương pháp giản đồ pha  Phương pháp dựa vào độ nhớt dung dịch polymer blend  Phương pháp ựa vào phổ hồng ngoại  Phương pháp ựa vào kính hiển vi điện tử  Phương pháp ựa vào mômen xoắn polymer blend trạng thái nóng chảy 1.3.5 Các biện pháp tăng cường tương hợp polymer blend  Biến tính polymer  Đưa vào hợp chất thấp phân tử  Sử dụng chất tương hợp polymer  Đưa vào ionom r  Quá trình hóa  Các tương tác đặc biệt polymer blend  Các phương pháp khác tăng cường tương hợp polymer 1.3.6 Các phương pháp chế tạo vật liệu polymer blend  Chế tạo polymer blend từ dung dịch polymer  Chế tạo polymer blend trạng thái nóng chảy  Phương pháp tạo mạng lưới polym r đan x n  Phương pháp khác để chế tạo polymer blend 1.3.7 Sự phát triển hình thái vật liệu polymer blend máy đùn – Quá trình trộn lẫn phân tán Trộn hợp polym r máy đùn trục vít (Twin screw xtrusion, TSE) phát triển từ năm với nhiều ưu điểm so với phương pháp khác Phương pháp TSE cho thấy tiện dụng, tốn t chi ph để tạo sản phẩm polymer cách đồng nhất; dễ nạp liệu, trộn lẫn phân tán tốt; kiểm soát nhiệt độ, thời gian lưu vật liệu tốt; trình xảy liên tục 1.3.8 Cơ chế tăng độ dẻo dai cho polymer Tính dẻo dai polymer, tính chất chống lại phá hủy cách hấp thụ phân tán lượng, đặc tính cần có vật liệu sản phẩm Nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm: nhiệt độ, áp suất, tốc độ biến dạng, hình dạng vật thể, loại lực tác dụng, tính chất khác vật liệu khối lượng phân tử, độ đa phân tán, xếp mạch phân tử, cuộn rối mạch, mức độ kết tinh, t nh đồng vật liệu,… CHƯƠNG - THỰC NGHIỆM 2.1 Nguyên liệu dụng cụ 2.1.1 Nguyên liệu  Nhựa polypropylene: Polypropylene loại BSRTM I311 sản xuất nhà máy nhựa Polypropylene Dung Quất Một vài thông số nhựa trình bày Bảng 2.1 Bảng 2.1: Một số thông số nhựa PP I3110 Thông số Tiêu chuẩn Giá trị Chỉ số chảy (230°C/2.16kg) ASTM D1238 11 g/10phút Khối lượng riêng ASTM D1505 0.91 g/cm3 Độ cứng Rockw ll (thang đo R) ASTM D785 100 Thông số Tiêu chuẩn Điểm chảy Độ bền kéo Điểm đứt Modul kéo ASTM D638 Giá trị 38 MPa 24.5 MPa ASTM D790 1600 MPa Độ bền va đập Izod (23 C) ASTM D256 24 J/m Điểm chảy mềm Vicat 66Psi ASTM D648 157°C o  Elastomer: Ba loại elastomer Công ty Dow Chemical, Mỹ sản xuất: EngageTM 8407, InfuseTM V rsify™ Một số thông số đặc trưng ba lastom r trình bày Bảng 2.2÷2.4 Bảng 2.2: Một số thơng số EngageTM 8407 Thông số Tiêu chuẩn Giá trị ASTM D1238 30 g/10phút ASTM D792 0.870 g/cm3 Nhiệt độ nóng chảy (DSC), 10 C/phút Dow Method 65oC Nhiệt độ hóa thủy tinh Dow Method -54oC Chỉ số chảy (190°C/2.16kg) Khối lượng riêng o Bảng 2.3: Một số thông số InfuseTM 9100 Thông số Tiêu chuẩn Giá trị Chỉ số chảy (190°C/2.16kg) ASTM D1238 g/10phút Khối lượng riêng ASTM D792 0.877 g/cm3 Nhiệt độ nóng chảy (DSC), 10oC/phút Dow Method 120oC Nhiệt độ hóa thủy tinh Dow Method -62oC Bảng 2.4: Một số thông số VersifyTM 2000 Thông số Tiêu chuẩn Giá trị ASTM D1238 g/10phút ASTM D792 0.888 g/cm3 Nhiệt độ nóng chảy (DSC), 10 C/phút Dow Method 110oC Nhiệt độ hóa thủy tinh Dow Method -17oC Chỉ số chảy (230°C/2.16kg) Khối lượng riêng o 10 Bảng 2.5: Thành phần mẫu chuẩn bị PP Engage Infuse Versify (%KL) (%KL) (%KL) (%KL) PP 100 0 E1 95 - - E2 90 10 - - E3 85 15 - - E4 80 20 - - E5 75 25 - - I1 95 - - I2 90 - 10 - I3 85 - 15 - I4 80 - 20 - Mẫu I5 75 - 25 - V1 95 - - V2 90 - - 10 V3 85 - - 15 V4 80 - - 20 V5 75 - - 25 2.2.2 Khảo sát tính chất lý mẫu  Độ bền va đập: Phép đo thực phương pháp Izod theo tiêu chuẩn ISO 180 với k ch thước mẫu 80mm x 10mm x 4mm, có vết cắt Mỗi phép đo thực tối thiểu 10 mẫu để lấy giá trị trung bình  Độ bền uốn: Phép đo độ bền uốn điểm thực theo tiêu chuẩn ISO 178 với k ch thước mẫu 80mm x 10mm x 4mm Mỗi phép đo thực tối thiểu 10 mẫu để lấy giá trị trung bình  Độ bền kéo: Phép đo độ bền kéo thực theo tiêu chuẩn ASTM D638 với k ch thước mẫu 115mm x 13mm x 3,2mm Tốc độ kéo 50 mm/phút Mỗi phép đo thực tối thiểu 10 mẫu để lấy giá trị trung bình 11 2.2.3 Phân tích nhiệt lượng quét vi sai (DSC) Các tính chất nhiệt đo phương pháp nhiệt lượng quét vi sai (DSC) tiến hành thiết bị Mettler Toledo DSC - Mỹ Thực đo Phịng thí nghiệm Cơng ty APEC, Điện Bàn, Quảng Nam Khối lượng mẫu đo thay đổi khoảng 56mg Tốc độ gia nhiệt theo chuẩn ASTM 10oC/phút Nhiệt độ kết tinh, nhiệt độ nóng chảy enthalpy nóng chảy tương ứng xác định 2.2.4 Khảo sát số chảy (MFI) Chỉ số chảy (MFI) mẫu PP gia công nhiệt độ xylanh khác mẫu PP/elastomer với hàm lượng elastomer khác xác định thiết bị đo số chảy Extrusion Plastomer, Ray-Ran, Vương quốc Anh, theo tiêu chuẩn ASTM D1238 Thực đo Phòng thí nghiệm nhà máy Lọc dầu Dung Quất, Quảng Ngãi 2.2.5 Khảo sát phân bố elastomer kính hiển vi điện tử quét (SEM) Các mẫu trì nhiệt độ -70oC, thời gian ngày nitơ lỏng sau lấy bẻ gãy Mặt cắt ngang mẫu bẻ gãy sử dụng để khảo sát ưới kính hiển vi điện tử quét FE-SEM Ultra 55, Carl Z iss SMT AG, CHLB Đức Thực đo Viện nghiên cứu vật liệu polym r, CHLB Đức CHƯƠNG – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Khảo sát nhiệt độ gia công đúc tiêm PP Đồ thị Hình 3.1÷3.5 cho thấy ảnh hưởng nhiệt độ gia cơng đúc tiêm đến tính chất va đập, kéo, uốn PP 12 Độ bền va đập (kJ/m2) 190 210 230 Nhiệt độ gia công (oC) 250 Hình 3.1: Ảnh hưởng nhiệt độ gia công đúc tiêm đến độ bền va đập PP Độ bền uốn (N/mm2) 50 40 30 20 10 190 210 230 Nhiệt độ gia công (oC) 250 Module uốn (N/mm2) Hình 3.2: Ảnh hưởng nhiệt độ gia công đúc tiêm đến độ bền uốn PP 1600 1200 800 400 190 210 230 Nhiệt độ gia cơng (oC) 250 Hình 3.3: Ảnh hưởng nhiệt độ gia công đúc tiêm đến module uốn PP 13 Độ bền kéo (N/mm2) 50 40 30 20 10 190 210 230 Nhiệt độ gia cơng (oC) 250 Hình 3.4: Ảnh hưởng nhiệt độ gia công đúc tiêm đến độ bền kéo PP Module kéo (N/mm2) 1600 1200 800 400 190 210 230 Nhiệt độ gia cơng (oC) 250 Hình 3.5: Ảnh hưởng nhiệt độ gia công đúc tiêm đến module kéo PP Chỉ số chảy (g/10 phút) 15.0 10.0 5.0 0.0 190 210 230 Nhiệt độ gia cơng (oC) 250 Hình 3.6: Ảnh hưởng nhiệt độ gia công đúc tiêm đến số chảy PP Các đồ thị cho thấy: Độ bền va đập độ bền uốn PP đo 14 điều kiện nhiệt độ thường tăng tăng nhiệt độ xylanh Đồ thị Hình 3.6 cho thấy số chảy nhựa PP tăng tăng nhiệt độ gia công đúc tiêm Qua khảo sát nhiệt độ gia cơng đúc tiêm PP, ta thấy tính chất va đập, kéo, uốn PP có thay đổi khơng đáng kể, đặc biệt khoảng nhiệt độ từ 190oC đến 230oC Khi nhiệt độ tăng đến 250oC tính chất bắt đầu suy giảm mạnh xảy phân hủy nhiệt Do đó, khoảng nhiệt độ 190÷230oC khoảng nhiệt độ tối ưu để gia cơng đúc tiêm nhựa PP mà không ảnh hưởng nhiều đến tính chất l sản phẩm Do đó, nhiệt độ xylanh 210oC chọn để gia công đúc tiêm hỗn hợp PP/elastomer mà không ảnh hưởng nhiều đến tính chất l sản phẩm, tiết kiệm lượng phù hợp với hướng dẫn nhà sản xuất nhiệt độ gia công elastomer 3.2 Khảo sát ảnh hưởng elastomer đến tính chất PP 3.2.1 Khảo sát ảnh hưởng loại elastomer đến độ bền va đập nhiệt độ khác Đồ thị Hình 3.7 cho thấy độ bền va đập PP giảm giảm nhiệt độ Điều kiện thường ĐỘ BỀN VA ĐẬP (KJ/M2) Điều kiện lạnh 190 210 230 NHIỆT ĐỘ GIA CƠNG (OC) 250 Hình 3.7: Ảnh hưởng nhiệt độ sử dụng đến độ bền va đập PP 15 Điều giải th ch sau: Khi nhiệt độ giảm, khả chuyển động nhiệt mạch phân tử polymer giảm, vật liệu trở nên giòn hơn, giảm khả hấp thụ tiêu tán lượng mẫu chịu lực tác động từ bên ngoài, o độ bền va đập vật liệu giảm giảm nhiệt độ PP có nhiệt độ hóa thủy tinh Tg tương đối cao (0÷10oC), độ bền va đập tương đối thấp nên ứng dụng cịn hạn chế, đặc biệt điều kiện nhiệt độ thấp Elastomer có nhiệt độ Tg thấp, có độ dẻo dai cao nên thêm vào để tạo hỗn hợp với PP nhằm tăng khả chịu va đập PP Để xác định khả sử dụng PP biến tính elastomer nhiệt độ thấp, mẫu PP/ lastom r đo điều kiện nhiệt độ thấp (-5÷0oC) đ m so sánh với mẫu tương ứng nhiệt độ thường (25±2oC) Đồ thị Hình 3.8÷3.9 thể ảnh hưởng loại lastom r đến độ bền va đập PP nhiệt độ thường nhiệt độ thấp Các đồ thị cho thấy độ bền va đập mẫu có vết cắt theo phương pháp Izo tăng hàm lượng lastom r tăng, đặc biệt hàm lượng elastomer chiếm 25% khối lượng giá trị độ bền va đập cao so với PP nguyên chất % ngag , % infus % v rsify Tương tự độ bền va đập nhiệt độ thấp, hàm lượng 25% khối lượng lastom r, độ bền va đập hỗn hợp cao so với PP nguyên chất 330%, 240% 65% engage, infuse versify 16 Độ bền va đập (kJ/m2) Engage Infuse Versify 30 20 10 0 10 15 20 Hàm lượng elastomer (%) 25 Độ bền va đập (kJ/m2) Hình 3.8: Ảnh hưởng loại elastomer đến độ bền va đập nhiệt độ thường Engage Infuse Versify 0 10 15 20 25 Hàm lượng elastomer (%) Hình 3.9: Ảnh hưởng loại elastomer đến độ bền va đập nhiệt độ thấp Khả cải thiện độ bền va đập cho PP lastom r tăng th o thứ tự từ v rsify, infus , ngag Điều giải th ch sau: Do elastomer có nhiệt độ Tg thấp nhiều so với PP, có độ dẻo dai khả chịu biến dạng tốt, dễ dàng hấp thụ phân tán lượng chịu tác dụng lực tác động từ bên ngồi, o chúng có khả chịu va đập tốt PP tăng hàm lượng elastomer hỗn hợp PP/ lastom r độ bền va đập tăng Ngồi o hàm lượng elastomer PP cao làm giảm mức độ kết tinh dạng α (kiểu đơn tà), đồng thời làm tăng ạng kết tinh β 17 (kiểu lục phương, t phổ biến ạng α, có khả chịu va đập cao ạng α) làm tăng mức độ chuyển đổi dạng kết tinh từ α sang β Trong ba loại elastomer, versify random copolymer sở propylene ethylene có mạch cứng nên khả cải thiện va đập so với engage infuse, copolymer sở ethylene -olefin 3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng loại elastomer đến tính chất kéo, uốn polypropylene Ảnh hưởng hàm lượng lastom r đến tính chất kéo, uốn mẫu PP/elastomer với hàm lượng elastomer 0%, 5%, 10%, 15%, %, 25% khảo sát Qua đồ thị Hình 3.10÷3.13 ta nhận thấy hàm lượng lastom r tăng lên độ bền kéo, độ bền uốn, module kéo, module uốn giảm so với PP Có thể o lastom r có độ bền module kéo, uốn thấp tăng hàm lượng elastomer xảy cạnh tranh kết tinh polymer làm giảm mức độ kết tinh nhựa PP nguyên chất, đồng thời mạch có khối lượng phân tử thấp chèn vào làm tăng độ dẻo dai làm giảm độ cứng hỗn hợp, qua làm suy giảm tính chất kéo, uốn mẫu Sự có mặt lastom r làm tăng độ bền va đập cho PP, đồng thời làm giảm tính chất kéo, uốn vật liệu 18 Độ bền uốn (N/mm2) 50 40 30 20 10 Engage Infuse Versify 0 10 15 20 Hàm lượng elastomer (%) 25 Hình 3.10: Ảnh hưởng loại elastomer đến độ bền uốn Module uốn (N/mm2) 1500 1000 500 Engage 0 Infuse 10 15 Versify 20 25 Hàm lượng lastom r (%) Hình 3.11: Ảnh hưởng loại elastomer đến module uốn Độ bền kéo (N/mm2) 50 40 30 20 10 Engage Infuse Versify 0 10 15 20 Hàm lượng elastomer (%) 25 Hình 3.12: Ảnh hưởng loại elastomer đến độ bền kéo 19 Module kéo (N/mm2) 2000 1500 1000 500 Engage Infuse Versify 0 10 15 20 Hàm lượng elastomer (%) 25 Hình 3.13: Ảnh hưởng loại elastomer đến module kéo 3.2.3 Khảo sát ảnh hưởng loại elastomer đến tính chất nhiệt Tính chất học polymer bán kết tinh chịu ảnh hưởng lớn mức độ kết tinh cấu trúc tinh thể Sự thay đổi yếu tố làm ảnh hưởng đến nhiều đến tính chất phạm vi sử dụng polymer Ảnh hưởng lastom r đến cấu trúc tinh thể t nh chất nóng chảy, kết tinh PP khảo sát phương pháp nhiệt lượng quét vi sai (DSC) Độ kết tinh (%) 50 44.2 44.33 Engage 41.06 40 Infuse 39.54 39.42 36.32 30 20 10 0 10 15 Hàm lượng lastom r (%) 20 25 Hình 3.21: Ảnh hưởng elastomer đến độ kết tinh PP Dễ dàng nhận thấy hàm lượng lastom r tăng lên mức độ 20 kết tinh PP giảm có cạnh tranh xếp mạch phân tử polymer trình kết tinh o t nh không tương hợp polymer gây cản trở trình kết tinh Bảng 3.1: Nhiệt độ kết tinh nhiệt độ nóng chảy hỗn hợp PP/Engage Mẫu Tc (oC) TmEngage(oC) PP 109.22 167.26 E1 116.19 163.22 E2 117.34 164.41 E3 118.35 164.37 E4 118.94 163.95 E5 118.91 164.30 Bảng 3.2: Nhiệt độ kết tinh nhiệt độ nóng chảy hỗn hợp PP/Infuse Mẫu Tc (oC) TmPP (oC) TmInfuse(oC) PP 109.22 167.26 - I1 112.27 163.62 - I2 112.08 164.56 122.20 I3 112.25 163.92 122.36 I4 112.33 164.81 122.68 I5 112.67 163.30 122.01 Bảng 3.3: Nhiệt độ kết tinh nhiệt độ nóng chảy hỗn hợp PP/Versify Mẫu Tc (oC) TmVersify (oC) PP 109.22 167.26 V1 111.71 165.00 V2 112.51 164.51 V3 112.04 164.15 V4 111.68 164.69 V5 110.98 165.52 21 Bảng 3.1÷3.3 cho thấy tăng hàm lượng elastomer nhiệt độ kết tinh tăng lên, đồng thời nhiệt độ nóng chảy giảm xuống Sự giảm nhiệt độ nóng chảy PP tăng hàm lượng elastomer chứng tỏ PP elastomer có mức độ tương th ch định theo lý thuyết tương hợp polymer 3.2.4 Khảo sát ảnh hưởng elastomer đến hình thái cấu trúc mẫu Kết chụp SEM Hình 3.22÷3.27 cho thấy phân bố engage, infuse versify polypropylene với độ phóng đại khác Hình 3.22: Ảnh SEM mẫu PP/Engage 25% với độ phóng đại 1000 lần Hình 3.23: Ảnh SEM mẫu PP/Engage 25% với độ phóng đại 8000 lần 22 Hình 3.24: Ảnh SEM mẫu PP/Infuse 25% với độ phóng đại 1000 lần Hình 3.25: Ảnh SEM mẫu PP/Infuse 25% với độ phóng đại 8000 lần Hình 3.26: Ảnh SEM mẫu PP/Versify 25% với độ phóng đại 1000 lần 23 Hình 3.27: Ảnh SEM mẫu PP/Versify 25% với độ phóng đại 8000 lần Sự tương phản pha ảnh SEM Hình 3.223.25 cho thấy phân bố lastom r sở ethylene engage infuse polypropyl n đồng Đối với hỗn hợp polypropylene versify, cấu trúc tương đồng với nên v rsify tương hợp, phân tán tốt polypropylene không thấy rõ ranh giới phân chia pha PP elastomer (Hình 3.263.27) Các kết chụp SEM cho thấy điều kiện gia công, trộn lẫn thành phần tốt KẾT LUẬN Từ kết thu trình nghiên cứu thực đề tài này, rút số kết luận sau:  Đã khảo sát điều kiện gia công đúc tiêm hỗn hợp PP/elastomer, nhiệt độ xylanh lựa chọn 210oC  Đã đánh giá khả cải thiện độ bền va đập ba loại lastom r ngag , infus v rsify polypropylene Engage elastomer cho khả cải thiện độ bền va đập cao nhất, nhiên lại làm giảm tính chất kéo, uốn đáng kể So với engage infuse, khả cải thiện độ bền va đập versify thấp làm giảm tính chất kéo, uốn PP nguyên chất 24  Hàm lượng lastom r tăng độ bền va đập tăng, nhiên độ bền module kéo, uốn giảm  Kết phân tích DSC cho thấy việc thêm vào elastomer làm giảm mức độ kết tinh PP, làm giảm nhiệt độ nóng chảy tăng nhiệt độ kết tinh hỗn hợp  Kết khảo sát cấu trúc mẫu cho thấy phân bố đồng PP elastomer  Tùy vào mục đ ch sử dụng mà tùy chọn loại hàm lượng elastomer cho phù hợp KIẾN NGHỊ Do thời gian làm đề tài ngắn, thực nhiều nên sau hoàn thành đề tài nghiên cứu này, tơi có số kiến nghị cho đề tài nghiên cứu sau:  Khảo sát thêm số tính chất mẫu: độ trong, tính kháng lão hóa UV, nhiệt,…  Ứng dụng gia cơng vài sản phẩm thực tế ... phẩm, yêu cầu khả chịu va đập nhiệt độ thấp Với l o đó, tơi chọn đề tài ? ?Nghiên cứu sử dụng elastomer nhằm cải thiện khả chịu va đập nhựa polypropylene? ?? CHƯƠNG - TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan Polypropylene. .. InfuseTM V rsify™ sử dụng để cải thiện khả chịu va đập nhựa PP sản xuất từ nhà máy sản xuất Polypropylene Dung Quất (BSR) Việc nghiên cứu sử dụng P Es để biến tính polypropylene mở khả ứng dụng rộng... infus v rsify polypropylene Engage elastomer cho khả cải thiện độ bền va đập cao nhất, nhiên lại làm giảm tính chất kéo, uốn đáng kể So với engage infuse, khả cải thiện độ bền va đập versify thấp