Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa và tính chất chống rung của cao su thiên nhiên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI PHẠM THỊ THƯƠNG GIANG NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG LƯU HĨA VÀ TÍNH CHẤT CHỐNG RUNG CỦA CAO SU NHIÊN NHIÊN Chuyên ngành : Kỹ thuật hóa học LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.TS ĐẶNG VIỆT HƯNG Hà Nội – Năm 2019 Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa tính chất chống rung cao su thiên nhiên MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT .9 MỞ ĐẦU 12 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 14 1.1 CAC VẬT LIỆU CHỐNG RUNG 14 1.1.1 Kim loại 16 1.1.2 Polyme 17 1.1.3 Ceramic 17 1.1.4 So sánh vật liệu 18 1.2 VẬT LIỆU CHỐNG RUNG TREN CƠ SỞ CAO SU 19 1.2.1 Kết cấu chống rung 19 1.2.2 Ảnh hưởng loại cao su 21 1.2.3 Ảnh hưởng hệ xúc tiến .22 1.2.4 Ảnh hưởng chất độn 23 1.2.5 Ảnh hưởng chất hóa dẻo 26 1.3 CÁC ĐẶC TRƯNG CHỐNG RUNG .27 1.3.1 Khái niệm rung động .27 1.3.2 Sự lan truyền rung động 27 1.3.3 Ảnh hưởng rung động đến sản xuất người 28 1.3.4 Các đặc trưng, tính chất yêu cầu vật liệu chống rung 28 Phạm Thị Thương Giang Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa tính chất chống rung cao su thiên nhiên 1.3.5 Các đặc trưng, tính chất cao su chống rung 29 1.4 LÝ THUYẾT DAO DỘNG 33 1.4.1 Dao động hệ bậc tự .33 1.4.2 Dao động tự không cản 35 1.4.3 Dao động tự có cản hệ bậc tự 36 1.4.4 Ảnh hưởng lực cản đến biên độ tần số dao động tự .40 1.4.5 Dao động cưỡng hệ bậc tự 42 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 47 2.1 HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ 47 2.1.1 Hóa chất 47 2.1.2 Thiết bị 47 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 47 2.3 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA CAO SU LƯU HÓA .49 2.3.1 Độ bền kéo đứt 49 2.3.2 Phương pháp xác định độ dãn dài đứt .49 2.3.3 Phương pháp xác định độ dãn dài dư vật liệu 50 2.3.4 Phương pháp xác định độ cứng .50 2.3.5 Phương pháp xác định độ đàn hồi nảy 50 2.3.6 Phương pháp xác định độ nén dư 51 2.3.7 Phương pháp xác định đặc trưng lưu hóa cao su 51 2.4 QUI HOẠCH THỰC NGHIỆM: .52 CHƯƠNG : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 54 3.1 ĐẶC TRƯNG LƯU HOA 54 3.1.1 Ảnh hưởng hệ lưu hóa đến đặc trưng lưu hóa 54 3.1.2 Ảnh hưởng hệ lưu hóa đến tính chất lý .60 3.2 TỐI ƯU HOA TINH CHẤT CAO SU 67 3.3 ĐẶC TRƯNG CHỐNG RUNG CỦA CAO SU 73 Phạm Thị Thương Giang Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa tính chất chống rung cao su thiên nhiên 3.3.1 Ảnh hưởng nhiệt độ lưu hóa 73 3.3.2 Ảnh hưởng thời gian lưu hóa 76 3.3.3 Ảnh hưởng hệ lưu hóa 77 KẾT LUẬN 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 Phạm Thị Thương Giang Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa tính chất chống rung cao su thiên nhiên DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1 Vật liệu cao su từ tính cấu trúc đồng (a) cấu trúc không đồng (b) 26 Hình Vòng trễ ứng suất- biến dạng vật liệu 29 Hình Mơ hình dao động bậc tự 34 Hình Mơ hình dao động tự không cản 35 Hình Mơ hình dao động tự có lực cản nhớt 37 Hình Ảnh hưởng hệ số D, D > đến biên độ dao động 39 Hình Ảnh hưởng hệ số D, D=1 đến biên độ dao động 39 Hình Ảnh hưởng hệ số D, D < đến biên độ dao động 39 Hình Thiết bị đo độ đàn hồi nảy kiểu thả rơi .50 Hình 2 Mơ hình thí nghiệm nén dư với biến dạng khơng đổi .51 Hình Đường cong lưu hóa 145 oC với mẫu cao su từ 1- .54 Hình Đường cong lưu hóa 145 oC mẫu cao su từ 5-9 .54 Hình 3 Đường đồng mức Ts1 thể quan hệ TMTD S 57 Hình Đường đồng mức MH thể quan hệ TBBS S .58 Hình Đường đồng mức MH thể tương tác TBBS TMTD .58 Hình Đường đồng mức MH thể quan hệ S TMTD .59 Hình Đường đồng mức shore A thể quan hệ TBBS TMTD 61 Hình Đường đồng mức shore A thể quan hệ S TMTD 62 Hình Đường đồng mức shore A thể quan hệ TBBS S 62 Hình 10 Đường cong dãn dài - ứng suất mẫu cao su 1-4 63 Hình 11 Đường cong dãn dài - ứng suất mẫu cao su 5-9 63 Phạm Thị Thương Giang Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa tính chất chống rung cao su thiên nhiên Hình 12 Đường đồng mức độ bền lý thể quan hệ TBBS TMTD 64 Hình 13 Đường đồng mức độ bền lý thể quan hệ S TMTD 65 Hình 14 Đường đồng mức dãn dài đứt thể quan hệ TBBS TMTD 66 Hình 15 Đường đồng mức dãn dài đứt thể quan hệ S TMTD 66 Hình 16 Đường đồng mức dãn dài đứt thể quan hệ S TBBS .67 Hình 17 Đường đồng mức thời gian lưu hóa tối ưu Tc90 69 Hình 18 Đường đồng mức độ bền kéo đứt .69 Hình 19 Đường đồng mức độ dãn dài kéo đứt với hàm lượng xúc tiến TBBS = 1,2pKL .70 Hình 20 Đường đồng mức độ dãn dài dư 70 Hình 21 Đường đồng mức độ cứng shore A 71 Hình 22 Đường đồng mức nén dư .71 Hình 23 Vùng lưu hóa tối ưu 72 Hình 24 Đường cong lưu hóa cao su 66S nhiệt độ từ 140°C đến 150°C 73 Hình 25 Sự phụ thuộc hệ số đặc trưng vào nhiệt độ lưu hóa 74 Hình 26 Ảnh hưởng nhiệt độ đến hệ số khuếch đại độ truyền qua 75 Hình 27 Sự phụ thuộc hệ số đặc trưng vào thời gian lưu hóa 76 Hình 28 Ảnh hưởng nhiệt độ đến hệ số khuếch đại độ truyền qua 77 Hình 29 Ảnh hưởng hàm lượng TMTD đến đặc trưng giao động cao su lưu hóa 145°C - 15 phút 78 Hình 30 Ảnh hưởng hàm lượng TMTD đến hệ số truyền qua cao su lưu Phạm Thị Thương Giang Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa tính chất chống rung cao su thiên nhiên hóa 145°C - 15 phút .79 Hình 31 Ảnh hưởng TMTD đến đặc trưng giao động cao su lưu hóa 145°C-25 phút 80 Hình 32 Ảnh hưởng TMTD đến hệ số truyền qua cao su 145°C - 25 phút 80 Phạm Thị Thương Giang Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa tính chất chống rung cao su thiên nhiên DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1 Hệ số tắt rung số loại cao su .21 Bảng Tính chất tắt rung cao su butyl 25 Bảng Ảnh hưởng chất hóa dẻo đến đặc tính tắt rung cao su .27 Bảng Giá trị lượng hấp thụ riêng cao su so với thép điều kiện lực khác 30 Bảng Đơn chế tạo hợp phần cao su 48 Bảng 2 Quá trình điều kiện trộn hợp cao su hóa chất 49 Bảng Thiết kế 23 nhân tố đủ để khảo sát yếu tố ảnh hưởng 52 Bảng Thiết kế 23 nhân tố đủ để tối ưu hóa tính chất cao su 53 Bảng Các thơng số thời gian lưu hóa 145°C tương ứng với đơn pha chế cao su với hàm lượng TBBS TMTD khác 55 Bảng Đóng góp yếu tố đến thời gian lưu hóa tối ưu .55 Bảng 3 Đóng góp yếu tố đến thời gian cảm ứng lưu hóa .56 Bảng Đóng góp yếu tố đến MH 58 Bảng Tính lý đơn cao su 60 Bảng Ảnh hưởng chất lưu hóa đến độ cứng Shore A 61 Bảng Ảnh hưởng chất lưu hóa đến độ bền kéo đứt .64 Bảng Ảnh hưởng chất lưu hóa đến độ dãn dài đứt 65 Bảng Bảng kết qui hoạch thực nghiệm tối ưu hóa 68 Bảng 10 Ảnh hưởng nhiệt độ lưu hóa đến thông số cao su chống rung 74 Bảng 11 Ảnh hưởng thời gian lưu hóa đến đặc trưng chống rung cao Phạm Thị Thương Giang Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa tính chất chống rung cao su thiên nhiên su .76 Bảng 12 Ảnh hưởng hệ xúc tiến đến đặc trưng dao động cao su với thời gian lưu hóa 15 phút 78 Bảng 13 Ảnh hưởng hệ xúc tiến đến đặc trưng dao động cao su với thời gian lưu hóa 25 phút 79 Phạm Thị Thương Giang Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa tính chất chống rung cao su thiên nhiên DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu chữ viết tắt Chú giải CSTN, NR Cao su thiên nhiên CIIR Chlorobutyl Rubber CR Polycloroprene SBR Styrene Butadien Rubber NBR Nitrile butadiene rubber đ.v.C Đơn vị Cacbon pkl phần khối lượng N330, HAF Than đen N330 TBBS N-tertbutyl-2-benzothiazolsunfenamit TMTD Tetrametyl Thiuram Disunfit PA6 Polycaprolactam PMMA PolyMethylMethacrylate PTFE Polytetrafluoroethylene EPDM Ethylene Propylene Diene Monomer MDR Moving Die Rheometer MH Phạm Thị Thương Giang Momen highest ... Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa tính chất chống rung cao su thiên nhiên MỞ ĐẦU Cao su thiên nhiên có tính chất vật lý tuyệt vời độ co dãn cao, độ bền kéo cao Tuy nhiên cao su thiên nhiên có số tính. .. tài: ? ?Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa tính chất chống rung cao su nhiên nhiên” làm chủ đề cho luận văn Phạm Thị Thương Giang 12 Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa tính chất chống rung cao su thiên nhiên. .. tính chất Phạm Thị Thương Giang 24 Nghiên cứu đặc trưng lưu hóa tính chất chống rung cao su thiên nhiên khác nên chúng sử dụng Tính chất chống rung cao su silicon không cao, cao su clopren trung