Nghiên cứu cải thiện tính năng cơ lý của hỗn hợp cao su NR EPDM

-O0O - HUỲNH LƯU NHIÊN NGHIÊN CỨU CẢI THIỆN TÍNH NĂNG CƠ LÝ CỦA HỖN HP CAO SU NR/EPDM Chuyên ngành: Vật liệu cao phân tử tổ hợp LUẬN VĂN THẠC SĨ TP Hồ Chí Minh 06/2008 Chương Tổng quan CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan đề tài nghiên cứu [10], [11], [13] Nhiều sản phẩm phải làm vật liệu cao su với yêu cầu tính chất lý phải tốt nhiệt độ thường nhiệt độ cao, mà khả kháng lão hóa, kháng ozone phải tốt giày dép (footwear), ủng lội nước (waders), găng tay (gloves), ống (hoses), hông lốp xe (tyre sidewalls), large articles, dây cuaro (rubber belts)… Đặc biệt sản phẩm hông lốp xe (tyre sidewalls) phổ biến tiêu thụ nhiều Như thường thấy, trình sử dụng lốp xe hông lốp thường nhanh chống bị nứt nẽ Nguyên nhân di chuyển, hông lốp nơi chịu ứng suất tuần hoàn nhiệt độ cao, nhiệt sinh ma sát nhiệt nội sinh tượng trễ cao su, với lốp xe tải nặng nhiệt độ lên tới 90-100 0C làm cho hông lốp chống bị lão hóa ozone dễ dàng tác kích vào nhiệt độ cao Cao su thiên nhiên với ưu điểm tính bắt dính cao su sống cao, tính chất lý cực tốt, nhiệt nội sinh thấp giá thành rẻ… vật liệu lựa chọn ứng dụng cho sản phẩm Tuy nhiên, cao su thiên nhiên lại có nhược điểm kháng nhiệt kém, đặc biệt lại dễ bị lão hóa với ozone mức độ chưa bão hòa cao cấu trúc mạch phân tử nên ozone dễ tác kích vào nối đôi cacbon-cacbon , hay liên kết – S – S – tạo vết nứt bề mặt sản phẩm Điều khắc phục cách đưa thêm độn wax vào để bảo vệ bề mặt sản phẩm wax lại giòn với ứng suất tuần hoàn bất lợi sử dụng cho sản phẩm chịu ứng suất tuần hoàn Cũng có lựa chọn khác đưa thêm vào chất phòng lão để lọc ozone lại gặp bất lợi cho tính kết dính (do ảnh hưởng chất phòng lão phun lên bề mặt) sản xuất sản phẩm phải Trang Chương Tổng quan dán lớp cao su mỏng lại với giày dép (footwear), hông lốp xe (tyre sisewalls) hay sản phẩm tương tự Cao su EPDM với ưu điểm kháng lão hóa ozne, kháng lão hóa nhiệt cực tốt, lại có lượng nhỏ vị trí chưa bão hòa mạch ethylene norbornene (ENB), dicyclopentadien (DCPD) … cho phép lưu hóa lưu huỳnh khả trộn hợp tốt với loại cao su chưa bão hòa khác NR, SBR, NBR… Trộn hợp cao su EPDM vào cao su NR với mong muốn tạo vật liệu mang tính chất kết hợp ưu việt cao su thiên nhiên tính chất lý cực tốt ưu việt cao su EPDM khả kháng nhiệt, kháng ozone cực tốt giải pháp cho vật liệu cao su ứng dụng sản phẩm với yêu cầu đặc biệt Tuy nhiên, thực tế trộn hợp cao su EPDM vào cao su NR với hệ lưu hóa lưu huỳnh thông thường kết đạt không mong muốn Tuy khả kháng nhiệt, kháng oxone hỗn hợp tốt tính chất lý hỗn hợp lại không tốt Đặc biệt tính chất cường lực đứt hỗn hợp kém, riêng cao su EPDM Bảng 1.1: So sánh tính chất cao su thiên nhiên, cao su EPDM hỗn hợp cao su NR/EPDM lưu hóa với hệ thống lưu huỳnh thông thường.[10] Tính chất NR EPDM NR/EPDM (60/40) Cường lực đứt (MPa) 28 17 Độ giãn đứt (%) 660 600 500 Cường lực đứt (MPa) 23 17 7.5 Độ giãn đứt (%) 595 580 400 Sau lão hóa 24h, 1000C Khả kháng Ozone, 50 ppcm, 400C/96h/20% strain) ( ASTM D1149-86) Không nhìn thấy vết nứt Không đạt Trang Đạt Đạt Chương Tổng quan Nguyên nhân [6] cao su NR có độ không bảo hòa rấr cao cao su EPDM lại có độ không bảo hòa thấp nên cao su NR hấp thụ chất lưu hóa nhanh so với cao su EPDM Chính chênh lệch lớn làm ảnh hưởng đến tỉ lệ hình thành mật độ nối ngang hai pha cao su Ngoài độ tan chất lưu hóa cao su EPDM thấp so với cao su NR nên làm giảm khả hình thành mật độ nối ngang pha cao su EPDM Hậu sau trình lưu hóa mật độ nối ngang pha cao su NR cao nhiều so với pha cao su EPDM nghóa cao su NR lưu hóa tốt cao su EPDM chưa lưu hóa đủ Chính điều làm cho hỗn hợp NR/EPDM có tính thấp Do mà mục tiêu đặt là: nghiên cứu phương pháp lưu hóa thích hợp nhằm cải thiện tính lý hỗn hợp cao su NR/EPDM 1.2 Tổng quan nguyên vật liệu 1.2.1 Cao su thiên nhiên (NR) [1] Cấu trúc phân tử cao su thiên nhiên polyisopren, công thức tổng quát (C5H8)n daïng cis 1,4; n = 20000 CH3 H C C CH2 CH2 n Chính nhờ cấu trúc đặng mà cao su kết tinh bị kéo căng, lực kéo đứt cao su sống cao Mạch phân tử chứa nhiều nối đôi chưa bão hoà nên cao su lưu hóa dễ dàng họ lưu huỳnh đồng thời dễ bị oxy hoá, ozon tác kích gây đứt mạch (lão hóa) tính chịu nhiệt, ozon cao su thiên nhiên Cao su thiên nhiên dễ bị phân huỷ 192oC Cao su thiên nhiên không cực nên tan dung môi không cực Trang Chương Tổng quan Bảng 1.2: Độ tan số chất lưu hóa cao su thiên nhiên 500C [16] Chất lưu hóa phr ZMBT 0.01 Zn Stearic 0.1 DOTG 0.3 MBT 0.3 MBTS 0.3 TMTD 0.3 TMTM 0.3 ZDMC 0.5 DPG 0.8 OTOS 0.8 Sulphur 2.0 TETD 4.0 Stearic Acid 5.0 DTDM 7.5 CBS 8.0 OBTS 14.0 ZDBC 16.0 Trang ... oxone hỗn hợp tốt tính chất lý hỗn hợp lại không tốt Đặc biệt tính chất cường lực đứt hỗn hợp kém, riêng cao su EPDM Bảng 1.1: So sánh tính chất cao su thiên nhiên, cao su EPDM hỗn hợp cao su NR/ EPDM. .. pha cao su EPDM nghóa cao su NR lưu hóa tốt cao su EPDM chưa lưu hóa đủ Chính điều làm cho hỗn hợp NR/ EPDM có tính thấp Do mà mục tiêu đặt là: nghiên cứu phương pháp lưu hóa thích hợp nhằm cải thiện. .. điểm cao su EPDM Cơ lý tính dù sử dụng độn tăng cường hay chế độ lưu hóa phù hợp thuộc loại trung bình Cơ lý tính cao su sống thấp, bắt dính thấp Ỉ tạo hình khó Ứng dụng cao su EPDM Cao su EPDM