Nghiên cứu chế tạo vật liệu polyme blend trên cơ sở cao su butadien styren cao su thiên nhiên với phụ gia nanoclay

VŨ NGỌC HÙNG BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI _ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH: CƠNG NGHỆ HỐ HỌC CƠNG NGHỆ HỐ HỌC NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU POLYME BLEND TRÊN CƠ SỞ CAO SU BUTADIEN STYREN/CAO SU THIÊN NHIÊN VỚI PHỤ GIA NANOCLAY VŨ NGỌC HÙNG 2007 - 2009 HÀ NỘI 2009 HÀ NỘI 2009 MỤC LỤC Đề mục Trang Trang phụ bìa 01 Lời cảm ơn 02 Lời cam đoan 03 Mục lục 04 Danh mục ký hiệu, chữ viết tăt 06 Danh mục bảng biểu 07 Danh mục hình vẽ, đồ thị 09 MỞ ĐẦU 11 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ POLYME BLEND CSTN/CSBS 13 1.1 Hiểu biết chung cao su thiên nhiên (CSTN) 13 1.1.1 Lịch sử phát triển 13 1.1.2 Mủ cao su thiên nhiên ( Latex) 14 1.1.3 Thành phần cấu tạo hóa học CSTN 15 1.1.4 Tính chất CSTN 16 1.2 Hiểu biết chung cao su Butadiene Styren 18 2.1 Lịch sử phát triển 18 2.2 Thành phần cấu tạo 19 2.3 Tính chất cao su Butadien Styren 19 2.4 Ứng dụng cao su butadiene styrene 21 1.3 Hiểu biết chung vật liệu blend 21 1.3.1 Những khái niệm 21 1.3.2 Những yếu tố ảnh hưởng tới tính chất vật liệu blend 22 1.3.3 Những biện pháp tăng cường tính tương hợp blend 23 1.3.4 Các phương pháp xác định tính tương hợp polyme blend 24 1.3.5 Các phương pháp chế tạo vật liệu blend 25 1.3.6 Ưu điểm vật liệu blend 26 1.3.7 Một số polyme blend thông dụng 1.4 Tổng quan vật liệu polyme-nanoclay/nanocompozit 26 27 1.4.1 Giới thiệu chung 27 1.4.2 Khoáng clay 28 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 38 2.1 Hóa chất nguyên liệu 38 2.2 Thiết bị sử dụng nghiên cứu 38 2.2.1.Máy luyện hở 38 2.2.2 Thiết bị lưu hóa ép thủy lực 39 2.2.4 Máy đo độ bền vật liệu đa INSTRON 39 2.2.5 Máy đo độ cứng 41 2.2.6 Máy đo độ mài mòn 41 2.3 Các phương pháp chế tạo 41 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 43 3.1 Hợp phần cao su sử dụng nghiên cứu 43 3.2 Phương pháp đưa nanoclay vào hợp phần cao su 45 3.3 Xác định khả dãn cách khoảng cách d nanoclay 48 3.3.1 Cao su SBR 48 3.3.1 Cao su thiên nhiên 50 3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng nanoclay I 28E đến tính chất 51 lý hợp phần cao su theo phương pháp chất dẫn 3.3.1 Cao su SBR 51 3.3.2 Cao su thiên nhiên 53 3.5 Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng lưu huỳnh đến tính chất 55 lý hợp phần cao su SBR chứa nanoclay I.28E 3.5 Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ đến tính chất lý hợp phần 57 cao su SBR chứa PKL nanoclay 3.6 Nghiên cứu chế tạo blend cao su thiên nhiên cao su SBR 58 3.6.1 Nghiên cứu tính tương hợp hai loại cao su 58 3.6.2 Nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ CSTN SBR đến tính 59 chất lý blend 3.6.3 Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ thời gian lưu hố tối ưu 60 đến tính chất lý blend 3.7 So sánh độ bền mài mòn hợp phần cao su butadien styren chịu 66 mài mòn tốt với cao su khác sử dụng công nghiệp săm, lốp xe 3.8.Nghiên cứu ảnh hưởng nanoclay X đến tính chất lý cao su 67 3.8.1 Qui trình điều chế nanoclay 67 3.8.2 Phương pháp đưa nanoclay vào hợp phần cao su 69 3.8.3 Xác định khả dãn cách khoảng cách d nanoclay 71 3.8.4 Ảnh hưởng hàm lượng nanoclay lên tính chất lý 72 CSTN 3.8.5 Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng than đến tính chất lý 72 CSTN KẾT LUẬN 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 TÓM TẮT LUẬN VĂN BẰNG TIÊNG VIỆT 76 TÓM TẮT LUẬN VĂN BẰNG TIẾNG ANH 77 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI _ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU POLYME BLEND TRÊN CƠ SỞ CAO SU BUTADIEN STYREN/CAO SU THIÊN NHIÊN VỚI PHỤ GIA NANOCLAY NGÀNH: CƠNG NGHỆ HỐ HỌC MÃ SỐ: VŨ NGỌC HÙNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS HOÀNG NAM HÀ NỘI 2009 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI _ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU POLYME BLEND TRÊN CƠ SỞ CAO SU BUTADIEN STYREN/CAO SU THIÊN NHIÊN VỚI PHỤ GIA NANOCLAY NGÀNH: CƠNG NGHỆ HỐ HỌC MÃ SỐ: VŨ NGỌC HÙNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS HOÀNG NAM HÀ NỘI 2009 LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập nghiên cứu với giúp đỡ nhiệt tình thầy giáo bạn đồng nghiệp nỗ lực cố gắng thân, luận văn tốt nghiệp cao học tơi hồn thành Tơi xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo, cán trung tâm nghiên cứu vật liệu Polyme trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, đặc biệt thầy giáo, TS Hồng Nam tận tình dạy dỗ, bồi dưỡng tạo điều kiện giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Hà Nội, ngày 21 tháng 10 năm 2009 Học viên VŨ NGỌC HÙNG LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi, số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực, đồng tác giả cho phép sử dụng chưa công bố cơng trình khác Tác giả Vũ Ngọc Hùng MỤC LỤC Đề mục Trang phụ bìa Lời cảm ơn Lời cam đoan Mục lục Danh mục ký hiệu, chữ viết tăt Danh mục bảng biểu Danh mục hình vẽ, đồ thị MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ POLYME BLEND CSTN/CSBS 1.1 Hiểu biết chung cao su thiên nhiên (CSTN) 1.1.1 Lịch sử phát triển 1.1.2 Mủ cao su thiên nhiên ( Latex) 1.1.3 Thành phần cấu tạo hóa học CSTN 1.1.4 Tính chất CSTN 1.2 Hiểu biết chung cao su Butadiene Styren 2.1 Lịch sử phát triển 2.2 Thành phần cấu tạo 2.3 Tính chất cao su Butadien Styren 2.4 Ứng dụng cao su butadiene styrene 1.3 Hiểu biết chung vật liệu blend 1.3.1 Những khái niệm 1.3.2 Những yếu tố ảnh hưởng tới tính chất vật liệu blend 1.3.3 Những biện pháp tăng cường tính tương hợp blend 1.3.4 Các phương pháp xác định tính tương hợp polyme blend 1.3.5 Các phương pháp chế tạo vật liệu blend 1.3.6 Ưu điểm vật liệu blend 1.3.7 Một số polyme blend thông dụng 1.4 Tổng quan vật liệu polyme-nanoclay/nanocompozit 1.4.1 Giới thiệu chung 1.4.2 Khoáng clay CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Hóa chất nguyên liệu 2.2 Thiết bị sử dụng nghiên cứu 2.2.1.Máy luyện hở 2.2.2 Thiết bị lưu hóa ép thủy lực 2.2.4 Máy đo độ bền vật liệu đa INSTRON 2.2.5 Máy đo độ cứng 2.2.6 Máy đo độ mài mòn Trang 01 02 03 04 06 07 09 11 13 13 13 14 15 16 18 18 19 19 21 21 21 22 23 24 25 26 26 27 27 28 38 38 38 38 39 39 41 41 2.3 Các phương pháp chế tạo CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Hợp phần cao su sử dụng nghiên cứu 3.2 Phương pháp đưa nanoclay vào hợp phần cao su 3.3 Xác định khả dãn cách khoảng cách d nanoclay 3.3.1 Cao su SBR 3.3.1 Cao su thiên nhiên 3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng nanoclay I 28E đến tính chất lý hợp phần cao su theo phương pháp chất dẫn 3.3.1 Cao su SBR 3.3.2 Cao su thiên nhiên 3.5 Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng lưu huỳnh đến tính chất lý hợp phần cao su SBR chứa nanoclay I.28E 3.5 Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ đến tính chất lý hợp phần cao su SBR chứa PKL nanoclay 3.6 Nghiên cứu chế tạo blend cao su thiên nhiên cao su SBR 3.6.1 Nghiên cứu tính tương hợp hai loại cao su 3.6.2 Nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ CSTN SBR đến tính chất lý blend 3.6.3 Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ thời gian lưu hố tối ưu đến tính chất lý blend 3.7 So sánh độ bền mài mòn hợp phần cao su butadien styren chịu mài mòn tốt với cao su khác sử dụng công nghiệp săm, lốp xe 3.8.Nghiên cứu ảnh hưởng nanoclay X đến tính chất lý cao su 3.8.1 Qui trình điều chế nanoclay 3.8.2 Phương pháp đưa nanoclay vào hợp phần cao su 3.8.3 Xác định khả dãn cách khoảng cách d nanoclay 3.8.4 Ảnh hưởng hàm lượng nanoclay lên tính chất lý CSTN 3.8.5 Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng than đến tính chất lý CSTN KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO TÓM TẮT LUẬN VĂN BẰNG TIÊNG VIỆT TÓM TẮT LUẬN VĂN BẰNG TIẾNG ANH 41 43 43 45 48 48 50 51 51 53 55 57 58 58 59 60 66 67 67 69 71 72 72 75 76 78 79 ... ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI _ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU POLYME BLEND TRÊN CƠ SỞ CAO SU BUTADIEN STYREN /CAO SU THIÊN NHIÊN VỚI PHỤ GIA NANOCLAY. .. _ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU POLYME BLEND TRÊN CƠ SỞ CAO SU BUTADIEN STYREN /CAO SU THIÊN NHIÊN VỚI PHỤ GIA NANOCLAY NGÀNH: CƠNG NGHỆ HỐ HỌC MÃ SỐ: VŨ NGỌC HÙNG NGƯỜI... phần cao su SBR chứa nanoclay I.28E 3.5 Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ đến tính chất lý hợp phần cao su SBR chứa PKL nanoclay 3.6 Nghiên cứu chế tạo blend cao su thiên nhiên cao su SBR 3.6.1 Nghiên