Khảo sát ảnh hưởng của xeri (IV) oxit đến cao su thiên nhiên

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN ĐÌNH CHINH KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG CỦA XERI (IV) OXIT ĐẾN CAO SU THIÊN NHIÊN Chuyên ngành Mã số : Kỹ thuật vật liệu : 60520309 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG NĂM 2018 Cơng trình hồn thành tại: Trƣờng Đại học Bách khoa - ĐHQG-HCM Cán hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Thị Lê Thanh (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 1: PGS TS Nguyễn Thị Phƣơng Phong (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 2: PGS TS Nguyễn Đình Thành (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM, ngày 03 tháng năm 2018 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) Chủ tịch: PGS TS Huỳnh Đại Phú Thư ký: PGS TS Nguyễn Thị Lệ Thu Phản biện 1: PGS TS Nguyễn Thị Phương Phong Phản biện 2: PGS TS Nguyễn Đình Thành Ủy viên: TS La Thị Thái Hà Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƢỞNG KHOA CƠNG NGHỆ VẬT LIỆU PGS.TS HUỲNH ĐẠI PHÖ PGS.TS HUỲNH ĐẠI PHÖ ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Đình Chinh MSHV: 7140327 Ngày, tháng, năm sinh: 22/02/1986 Nơi sinh: Ninh Bình Chuyên ngành: Kỹ thuật vật liệu Mã số : 60520309 I TÊN ĐỀ TÀI: Khảo sát ảnh hưởng Xeri (IV) Oxit đến Cao su thiên nhiên II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Khảo sát trình phân tán CeO2 vào CSTN với hỗ trợ chất hóa dẻo - Khảo sát ảnh hưởng kích thước hạt CeO2 khác đến tính khả kháng lão hóa CSTN sau lưu hóa - Khảo sát khả ứng dụng CeO2 CSTN có sử dụng chất độn than đen III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 26/02/2018 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 03/8/2018 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ghi rõ học hàm, học vị): TS Nguyễn Thị Lê Thanh Tp HCM, ngày 20 tháng năm 2018 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) TS NGUYỄN THỊ LÊ THANH TS LA THỊ THÁI HÀ TRƯỞNG KHOA CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU PGS.TS HUỲNH ĐẠI PHÚ LỜI CẢM ƠN Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ nghiên cứu hoàn thành Trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh Có kết này, tơi xin chân thành bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến quý Thầy, Cô Bộ môn Kỹ Thuật Vật Liệu – Chuyên ngành Công Nghệ Vật Liệu Cao Phân Tử Tổ Hợp, Trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh Đặc biệt tơi xin chân thành cảm ơn đến cán hướng dẫn trực tiếp Cô giáo, Tiến sĩ Nguyễn Thị Lê Thanh, người ln tạo điều kiện giúp đỡ để tơi hồn thành luận văn Trong suốt trình thực luận văn cao học thân tơi gặp khơng khó khăn Cơ tận tâm hướng dẫn, truyền thụ kiến thức khoa học, tạo niềm tin để giúp thực tốt tất nội dung nghiên cứu hoàn thành đề tài “Khảo sát ảnh hưởng Xeri (IV) oxit đến tính chất cao su thiên nhiên ” Tuy nhiên khoảng thời gian ngắn với kiến thức kinh nghiệm hạn chế nên luận văn tốt nghiệp chắn không tránh khỏi thiếu sót hạn chế định Vì mong nhận đóng góp, phê bình Hội đồng khoa học, quý Thầy, Cô, nhà khoa học để tơi có điều kiện bổ sung, nâng cao kiến thức chỉnh sửa, hoàn thiện toàn luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn! Tp.HCM, ngày 20 tháng năm 2018 Nguyễn Đình Chinh TĨM TẮT LUẬN VĂN Cao su thiên nhiên loại nguyên liệu tái sinh có giá trị sử dụng cao thân thiện môi trường nên nhà khoa học không ngừng nghiên cứu cải thiện đặc tính q trình gia cơng sử dụng Trong nỗ lực tìm kiếm hoạt chất vào đơn phối liệu, hướng nghiên cứu sử dụng hợp chất đất quan tâm Xeri oxit Trong bối cảnh đó, luận văn đặt vấn đề khảo cứu tác động Xeri oxit đến tính chất sau lưu hóa cao su thiên nhiên Nghiên cứu tập trung vào việc tìm kiếm ảnh hưởng tích cực Xeri oxit đến tính chất lý, khả kháng lão hóa nhiệt, lão hóa mơi trường cao su thiên nhiên Q trình phân tán CeO2 vào cao su thiên nhiên khảo sát với hỗ trợ chất hóa dẻo gồm RPO, DOP, MA-F50 Kết cho thấy MA-F50 giúp phân tán CeO2 cho tính lý mẫu cao su thiên nhiên tốt Kết khảo sát cho thấy kích thước hạt CeO2 khác ảnh hưởng đến tính khả kháng lão hóa cao su thiên nhiên sau lưu hóa, cụ thể là: loại hạt siêu mịn (~50 nm) cho kết cải thiện tính tốt với M100 tăng 5,83 lần, M300 tăng 5,26 lần, ứng suất kháng đứt tăng 1,49 lần ứng suất kháng xé tăng 1,25 lần so với mẫu trắng Ngoài kết hợp sử dụng CeO2 với than đen làm chất độn tăng cường cho CSTN cho thấy hiệu tích cực định Từ kết thu nghiên cứu xác định bước đầu triển vọng hướng sử dụng nguyên tố đất để tạo sản phẩm có giá trị thương mại từ nguồn cao su thiên nhiên sẵn có Việt Nam ABSTRACT Natural rubber is a recycled material of high value and environmentally friendly, so scientists are constantly researching to improve its properties in processing and application In efforts to find new active ingredients for rubber formulation, the research into the use of rare earth compounds is being considered such as Cerium Oxide In this context, this thesis raises the issue of studying the effects of cerium oxide post-vulcanization properties of natural rubber The study focuses on finding the positive effects of Cerium Oxide on physic mechanical properties, heat aging resistance, environmental aging resistance of natural rubber The process of dispersion of CeO2 in natural rubber have been investigated with the support of plasticizers including RPO, DOP and MA-F50 The result showed that MA-F50 produced the best dispersion of CeO2 and also gave the best physic mechanical properties of natural rubber samples The results also showed that the different size of CeO2 particles also affected the physic mechanical properties and aging resistance of natural rubber after cure, specifically: the ultra fine particles (~ 50 nm) gave the best results with enhancement of M100 and M300 correspondingly of 5.83 times and 5.26 times, and the tensile and tear strengths have also increased respectivly 1.49 and 1.25 times compared to the blank sample In addition, combining the use of CeO2 with carbon black as an enhancer for natural rubber also shows some positive effects The results of the study have also determined the initial prospects of the use of rare earth elements to produce products of commercial value from the available natural rubber resources in Vietnam LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu hướng dẫn khoa học TS Nguyễn Thị Lê Thanh Các nội dung nghiên cứu, kết đề tài trung thực chưa cơng bố hình thức trước Những số liệu bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá tác giả thu thập từ nguồn khác có ghi rõ phần tài liệu tham khảo Ngồi ra, luận văn sử dụng số nhận xét, đánh số liệu tác giả khác, quan tổ chức khác có trích dẫn thích nguồn gốc MỞ ĐẦU Cao su loại vật liệu polyme vừa có độ bền học cao khả biến dạng đàn hồi lớn sử dụng rộng rãi lĩnh vực sống Cao su nguyên liệu phân loại gồm cao su thiên nhiên cao su tổng hợp Cao su thiên nhiên (CSTN) có tính đàn hồi tính bền, thu từ mủ (latex) nhiều loại cao su, đặc biệt sử dụng nhiều loại Hevea brasiliensis CSTN với thành phần isopren với tỷ lệ liên kết đôi lớn với số tạp chất phụ từ phản ứng trùng hợp mủ CSTN, làm cho số đặc tính cao su tự nhiên bị suy giảm nhiều bền nhiệt, bền mơi trường, dễ bị lão hóa,… làm cho lĩnh vực ứng dụng bị hạn chế Tuy nguyên liệu truyền thống xuất hiện, sử dụng từ lâu đời xuất nhiều loại cao su tổng hợp thay thế, người muốn nghiên cứu cải thiện nhược điểm CSTN để tiếp tục mở rộng phạm vi ứng dụng Và để đạt điều này, người ta cần phải có biện pháp biến tính, gia cường để nâng cao tính lý kỹ thuật, mở rộng phạm vi sử dụng cho CSTN Đã có nhiều phương pháp biến tính CSTN (phương pháp hóa học: hóa vịng, Epoxy hóa hay cắt mạch CSTN cho phản ứng với hợp chất diisocyanat…) gia cường chất độn (phương pháp vật lý: độn đất sét, cao lanh, than đen…) có thành định [4] Tiếp tục hướng nghiên cứu đó, để cải thiện tính năng, đặc biệt khả kháng lão hóa bền nhiệt CSTN, tơi chọn đề tài “Khảo sát ảnh hưởng Xeri (IV) oxit đến tính chất cao su thiên nhiên” Đề tài nghiên cứu thực sở kế thừa phương pháp gia cường tính chất cao su thiên nhiên sử dụng chất độn vơ cơ, nhằm tìm hiểu ảnh hưởng Xeri oxit đến tính chất lý, khả kháng lão hóa, tính bền nhiệt CSTN, mở hướng nghiên cứu, tạo tiền đề để phát triển hoàn thiện phương pháp gia cường tính chất cho cao su thiên nhiên i MỤC LỤC MỞ ĐẦU………………………………………………………………………………i DANH MỤC BẢNG iii DANH MỤC HÌNH iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT vi CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Tình hình nghiên cứu ngồi nước 1.2 Tình hình nghiên cứu nước CHƯƠNG II CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Cao su thiên nhiên 2.2 Lưu hóa cao su thiên nhiên 10 2.3 Giảm cấp CSTN 23 2.4 Cơ chế tăng cường - chất độn 27 2.5 Chất hóa dẻo 36 CHƯƠNG III HOẠCH ĐỊNH THÍ NGHIỆM 42 3.1 Nội dung nghiên cứu 42 3.2 Nguyên liệu hóa chất 43 3.3 Thiết bị - dụng cụ thí nghiệm 45 3.4 Các phương pháp đo 45 3.5 Phương pháp nghiên cứu 47 CHƯƠNG IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 53 4.1 Quá trình phân tán CeO2 vào CSTN với hỗ trợ chất hóa dẻo 53 4.2 Khảo sát ảnh hưởng kích thước hạt CeO2 khác đến khả kháng lão hóa CSTN sau lưu hóa 61 4.3 Khảo sát khả ứng dụng CeO2 CSTN có sử dụng chất độn than đen 77 CHƯƠNG V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 82 5.1 Kết luận 82 5.2 Kiến nghị 82 ii DANH MỤC BẢNG Bảng Tính chất vật lý CSTN Bảng 2 Các loại chất xúc tiến 18 Bảng Một số thơng số độn ảnh hưởng đến tính chất vật liệu [34] 30 Bảng Một số tính chất vật lý CeO2 32 Bảng Đơn công nghệ khảo sát phân tán 47 Bảng Đơn cơng nghệ khảo sát kích thước hạt 50 Bảng 3 Đơn công nghệ khảo sát ảnh hưởng có than đen 50 Bảng Kết đo tính mẫu hóa dẻo khác 53 Bảng Cơ tính mẫu trước ủ nhiệt 61 Bảng Hệ số lão hóa mẫu L1 thời điểm khác 65 Bảng 4 Kết kháng lão hóa mẫu L2 thời điểm khác 68 Bảng Kết kháng lão hóa mẫu L2 thời điểm khác 70 Bảng Kết số liệu đo Rheometer 72 Bảng 4.7 Kết kháng UV mẫu thử 73 Bảng 4.8 Kết kháng lão hóa nhiệt mơi trường mẫu có N330 78 Bảng 4.9 Bảng kết đo TG…………………………………………………………79 iii CHƯƠNG V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Từ kết đánh giá, phân tích thu trên, ta thấy rằng: - Khi sử dụng CeO2 với hàm lượng khác (2, 4, 6, 8phr) vào đơn pha chế CSTN, CeO2 phân tan có tương tác tạo liên kết với mạch cao su, làm cho tính chất lý mẫu tốt hẳn so với mẫu ban đầu không sử dụng CeO2 Các chất hóa dẻo khác cho hiệu phân tán khác CeO2 vào CSTN, qua khảo sát cho thấy chất hóa dẻo MA-F50 ngồi tác dụng phân tán tốt giúp hỗ trợ CeO2 tạo liên kết với mạng cao su, làm tăng hiệu sử dụng chất độn vơ CeO2 - Kích thước hạt hàm lượng sử dụng CeO2 ảnh hưởng nhiều đến tính chất mẫu CSTN: qua so sánh cho thấy kích thước hạt siêu mịn (~50nm) với hàm lượng sử dụng 4phr cho kết cao nhất, M100 tăng cao 5,83 lần, M300 tăng cao 5,26 lần, ứng suất kháng đứt tăng cao 1,49 lần ứng suất kháng xé tăng cao 1,25 lần - Ngồi tác dụng cải thiện tính lý, việc thêm vào CeO2 đơn phối trộn CSTN cịn giúp tăng khả kháng lão hóa nhiệt lão hóa mơi trường mẫu - Việc kết hợp sử dụng CeO2 với chất độn CSTN thông dụng thị trường than đen N330 cho kết khả quan: tăng tính lý khả kháng lão hóa nhiệt, lão hóa mơi trường so với mẫu độn than đen N330 Như vậy, CeO2 có tiềm lớn việc cải thiện tính khả kháng lão hóa CSTN với trường hợp dùng độc lập dùng kết hợp với độn than đen N330, phù hợp để ứng dụng vào đơn công nghệ sử dụng làm cho lớp cao su liên kết lốp xe máy 5.2 Kiến nghị Qua trình thực nghiệm khảo sát xử lý số liệu, đề tài số vấn đề cần phải nghiên cứu thêm: - Khảo sát thêm chất hóa dẻo khác để phù hợp sử dụng với than đen CeO2 - Nghiên cứu biến tính CeO2 để phân tán tốt vào CSTN - Khảo sát thêm số tính khác như: chịu dầu, chịu nhiệt, bắt cháy…của mẫu thử CSTN có sử dụng CeO2 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Ngơ Đình Trí, “Cao su thiên nhiên”, Nhà xuất Thành phố Hồ Chí Minh, 2000 82 [2] Lê Xuân Hiền, “Biến đổi hóa học cao su thiên nhiên ứng dụng”, NXB Khoa học tự nhiên Cơng nghệ, 2011 [3] Nguyễn Hữu Trí, “Khoa Học Kỹ Thuật Công Nghệ Cao Su Thiên Nhiên”, NXB Trẻ, 2008 [4] Nguyễn Thị Thái, “Nghiên cứu ảnh hưởng chất độn gia cường Carbon (Carbon nanotube, Carbon black) lên tính chất cấu trúc vật liệu Polyme hỗn hợp sở CSTN, SBR, BR, EPDM polypropylen”, Luận án Tiến sỹ Hóa học, Hà Nội, 2011 [5] Ngô Kế Thế, “Nghiên cứu ảnh hưởng bột khống Sericit đến tính chất q trình chế tạo vật liệu cao su thiên nhiên”, Tạp chí Hóa học, T.47(6), Tr 768-773, 2009 [6] 洪少颖, 稀土化合物对 NR 硫化胶的补强作用 [D], Luận văn Thạc sỹ, Đại học Khoa học Công nghệ Quảng Châu, 2002 [7] 宋晓岚，王海波，吴雪兰等, 纳米 Ce02 的制备技术及应用 [J], 稀土， 25(3): 55-61, 2004 [8] 郭涛, 王炼石, 过渡金属化合物对 P(SBR/N330)硫化胶的增强作用[J].华 南理 工大学学报，31(2): 91-94, 2003 [9] 牛洪刚，“Prediction of Fatigue Life and Creep Behavior of Filled Vulcanized Natural Rubber with Cerium”, 硕士学位论文，内蒙古工业大学，2006 [10] 杨俊利，“氧化铈填充硫化天然橡胶热空气老化性能研究”，硕士学 位论文，内蒙古工业大学，2014 [11] 李世科，“氧化铈填充硫化天然橡胶棘轮行为和疲劳性能的研究”， 硕士学位论文，内蒙古工业大学，2013 [12] 付海，“氧化铈再天然橡胶中的应用研究”，硕士学位论文，内蒙古 工业大学，2009 [13] 李梅, Study of the Effect of Cerium Compounds on Reinforcing Natural Rubber and Its Mechanism, 硕士学位论文，内蒙古工业大学，2014 [14] 李梅，聊召刚， 稀土元素及其分析化学 [M].北京：化学工业出版社， 2009:36 83 [15] YangSheng Qi, Application of Rare Earth in Metal Surface Treatment Process (1) - Concept and Basic Situation of Rare Earth [J] 材料保护，41(4):76-77, 2008 [16] GuanChangWu, RenYanJun, LuYan, LuWenMing, Effect of Rare Earth CeO2 on Wear Resistance of Rubber, TR BOLOGY, Vol 26, No2, March, 2006 [17] ShiChen Xue, Preparation of Cerium Oxide Nanoparticles and Its Application in Rubber [D], Luận văn Thạc sỹ, Đại học Khoa học Kỹ thuật Nội Mông Cổ, 2006 [18] SongXiao Lan, WangHai Bo, WuXue Lan, QiuGuan Zhou, Preparation Technology and Application of Nano - CeO2, Chinese Rare Earths, June 2004 [19] Bertaux S, Reynders P, Heintz J-M, Thin Solid Films, 473(1): 80-88, 2005 [20] Zheng X-C, Wu S-H, Wang S-P, Wang S-R, Zhang S-M, Huang W-P, Appl Catal A, 283: 217-23, 2005 [21] Taguchi A, Schuth F, Micropor Mesopor Mater, 77(1): 1-45, 2005 [25] Anees A.Ansari, Optical and electrical properties of electrochemically desposited polyaniline/CeO2 hydrid nanocomposite film Journal of Semiconductors, 32(4), 2011 [26] Anees A.Ansari, Polyaniline-Cerium Oxide Nano-Composite for Hydrogen Peroxide Sensor Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 9: 1-7, 2009 [27] Silicone Material, 22(1):28~31, 2008 [28] Journal of inner Mongalia University of Technology, Vol.35, No.3, 2016 [29] Trần Bá Trí, Nghiên cứu tách xeri dioxit từ quặng monazite Thừa Thiên Huế phương pháp bazo Luận văn đại học, ĐH Sư Phạm TP.HCM., 2012 [30] Đoàn Thị Kim Phượng, Nghiên cứu tách xeri dioxit từ quặng monazite Phan Thiết phương pháp axit Luận văn đại học, ĐH Sư Phạm TP.HCM, 2013 [31] S D Gupta, R Mukhopadhyay, K C Baranwal, and A K Bhowmick, Reverse Engineering of Rubber Products: Concepts, Tools, and Techniques CRC press, 2013 [32] B Rodgers and W Waddell, "Tire engineering," in Science and Technology of Rubber (Third Edition): Elsevier, pp 619-II, 2005 [33] Ts.Nguyễn Thị Lê Thanh, Bài giảng ‘Công nghệ cao su’, Đh Bách Khoa Tp.HCM, 2017 84 [34] Erik T Thostenson, Chunyu Li, Tsu-Wei Chou, ‘Nanocomposites in context, Composites Science and Technology 65’, 491–516, 2005 [35] B Rodgers, W H Waddell, S Solis, and W Klingensmith, Rubber compounding Wiley Online Library, 2004 [36] Nikolay M U, Gleb Y Y, Leonid V G, Oleg V P, Igor D K, Nanocomposites based on the cerium oxide nanoparticles and polyethylene matrix: Syntheses and properties Acta Materialia, 56: 2336-2343, 2008 [37] Ching H W, Shiow S L, Preparing an active cerium oxide catalyst for the catalytic incineration of aromatic hydrocarbons 268(1-2): 227-233, 2004 [38] Teng-fei Gan, Modification of CeO2 and its effect on the heat-resistance of silicone rubber Chinese Journal of Polymer Science, 26(4): 489−494, 2008 [39] J Jasmine Ketzial and A Samson Nesaraj, Synthesis of CeO2 nanoparticles by chemical precipitation and the effect of a surfactant on the distribution of particle sizes Journal of Ceramic Processing Research, 12(1):74-79, 2011 [40] RESEARCH ARTICLE Dielectrical Properties of CeO2 Nanoparticles at Different Temperatures Reza Zamiri1,2*, Hossein Abbastabar Ahangar3 , Ajay Kaushal2 , Azmi Zakaria1 *, Golnoosh Zamiri1 , David Tobaldi2 , J M F Ferreira2, PLOS ONE | DOI:10.1371/journal.pone.0122989 April 24, 2015 [41] Michael E Wolers, K.P.Ho, Mike Trowman, Futher Development on metal soaps as processing promoter for the rubber industry Performance Additive Sdn.Bhd, 2016 [42] Chua Wei Keong, Synthersis of Palm-Based Zinc soaps for compouding in rubeer procducts Master of science, Department of Chemistry facelty of sience University of Malaisia Kualalumpur, 2014 [43] H N Cường, Phân tích Polyme phương pháp nhiệt DSC - TGA - DMA Đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh [44] Yang Junli, Wang Yanping, Niu Honggang, Feng Lei, Liu Xiaorui, Cerium Oxide and Its Particle Size Effect on Mechanical Properties of Rubber Materials, Journal of Inner Mongolia University of Technology (Natural science edition), 2014 (3) :205209 [45] Zhang F, Liao L, Wang Yo, Wang Yu, Huang H, Li P, Peng Z, Zeng R, Reinforcement of natural rubber latex with silica modified by cerium oxide: preparation and properties J Rare Earths, 34(2): 221, 2016 85 [46] Phạm Tùng Sơn Tổng hợp nghiên cứu hoạt tính xúc tác hệ oxit CeO2Fe2O3 cho phản ứng oxi hóa Toluen Luận văn Thạc sĩ, Đại học Quốc gia Hà Nội, Trường Đại học Khoa học tự nhiên, 2011 [47] Hoàng Thị Hương Huế Nghiên cứu tổng hợp, tính chất ứng dụng oxit hỗn hợp CuOCeO2 có kích thước Nanomet Luận án tiến sĩ Hóa học, Đại học Quốc gia Hà Nội, Trường Đại học Khoa học tự nhiên, 2012 [48] Teng-fei Gan, Bao-qing Shentu and Zhi-xue Weng Modification of CeO2 and its effect on the heat-resistance of silicone rubber Chinese Journal of Polymer ScienceVol 26, No 04, pp 489-494 (2008) [49] Dương Thị Lịm Nghiên Cứu Tổng Hợp Một Số Oxit Hỗn Hợp Kích Thước Nanomet Hệ Đất Hiếm – Mangan Và Khảo Sát Khả Năng Hấp Phụ Đối Với Amoni, Asen, Sắt, Mangan Trong Nước Sinh Hoạt Luận án tiến sĩ Hóa học, Viện Hoá Học – Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, 2014 [50] Võ Quang Mai, Trần Thị Cúc Phương Tổng hợp Xêri đioxit siêu mịn phương pháp sol – gel từ Xêri (IV) Nitrat axit Tartaric Tạp chí khoa học, Đại học Huế, số 48, 2008 [51] Lê Hữu Thiềng Nguyễn Thị Liên Nghiên cứu tổng hợp Oxit CeO2 có kích thước nanomet phương pháp đốt cháy sử dụng tác nhân Oxalyl Dihidrazin (ODH) Tạp chí phân tích Hóa, Lý Sinh học, Tập số 21, 02/2016 86 PHỤ LỤC PHỤ LỤC CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO Xác định độ bền kéo TCVN 4509:2013: Mẫu đo chuẩn bị cách cắt từ dạng phẳng ép lưu hóa gia công cao su, ổn định sau 24 giờ, mẫu đo hình tạ thể hình 5.1 Hình Mẫu tạ dùng việc xác định độ bền kéo đứt Độ dày chuẩn phần hẹp phải 2,0 mm ± 0,2 , chiều dài l = 20±0,5 mm chiều dài thử Tốc độ mẫu tải trọng 500 mm/phút Độ bền kéo, TS, biểu thị N/mm2, tính theo cơng thức: TS = 𝐹𝑚 𝑊𝑡 Độ bền kéo đứt, TSb, biểu thị N/mm2, tính theo cơng thức: TSb = 𝐹𝑏 𝑊𝑡 Độ giãn dài đứt, Eb, biểu thị phần trăm, tính theo cơng thức: Eb = 100(𝐿𝑏 −𝐿0 ) 𝐿0 Trong công thức cho trên, ký hiệu sử dụng có nghĩa sau: - Fb lực ghi điểm đứt, tính niutơn; - Fm lực lớn ghi được, tính niutơn; - L0 chiều dài thử ban đầu, tính milimét; - Lb chiều dài thử điểm đứt, tính milimét; - t chiều dày mẫu thử chiều dài thử, tính milimét; - W chiều rộng xác định theo quy định 12.1, tính milimét 87 Xác định độ bền xé TCVN 1597-1:2013 Mẫu đo chuẩn bị cách cắt từ dạng phẳng ép lưu hóa gia cơng cao su, ổn định sau 24 giờ, mẫu đo độ bền xé rách có dạng cánh bướm (cong lưỡi liềm) có cạnh khía Khía sâu 1,0 mm ± 0,2 mm tâm cạnh lõm bên mẫu thử, hình 5.2 Hình Mẫu cánh bướm dùng việc xác định độ bền kéo xé Phép thử phép đo lực cần thiết để xé rách mẫu thử xác định, mở rộng vết cắt hay vết khía tạo sẵn mẫu thử hoặc, trường hợp phương pháp B, quy trình (a), xé rách tồn chiều rộng mẫu thử Độ bền xé rách TS, biểu thị kN mét theo độ dày, tính theo cơng thức: 𝑇𝑠 = 𝐹 𝑑 Trong đó: Ts Độ bền xé rách (kN) F : lực xé rách lớn (N) d : Độ dày trung bình mẫu thử (mm) Kết tính trung bình từ mẫu đo 88 Phương pháp khảo sát giảm cấp cao su nhiệt Do yếu tố trên, lựa chọn phép thử dùng lão hóa ASTM G155 Ở tiêu chuẩn so sánh giảm cấp chất lưu hóa khác gia nhiệt khơng khí nóng áp suất khí Sự thay đổi tính chất theo thời gian độ bền kéo độ dãn dài xác định Một vấn đền mang tính khuynh hướng G155 chuyển dời chất bay khỏi chất lưu hóa suốt q trình lão hóa nhiệt Mẫu treo tủ sấy 24, 36, 72 nhiệt độ 50oC, 70oC, 110oC Tính hệ số lão hóa nhiệt theo phần trăm, theo cơng thức: 𝐴𝑅 = 𝐴−𝑂 𝑥100 𝐴 Trong đó:AR phần trăm thay đổi tính chất (%) A giá trị trước lão hóa O giá trị sau lão hóa Kết tính trung bình từ mẫu đo Khảo sát tính nhiệt động vật liệu –DMTA Để xác định nhiệt độ chuyển trạng thái vật liệu nên chọn phương pháp đo phân tích nhiệt động DMTA Mẫu đo chuẩn bị có chiều dài từ 10÷12 mm, chiều rộng 40÷54 mm, độ dày từ 1÷2 mm Với điều kiện đo sau: - Tốc độ biến dạng: 0,01% - Tần số dao động: Hz - Tốc độ gia nhiệt: 2oC/ phút - Vùng nhiệt độ khảo sát: -80 đến 100oC - Mơi trường khí Nitơ Thử nghiệm lão hóa mơi trường: Thử nghiệm lão hóa máy Q-sun theo tiêu chuẩn ASTM G155, cycle Tiêu chuẩn ASTM G155, chu kỳ 1: 102 phút chiếu sáng, 18 phút chiếu sáng phun nước Năng lượng 0,35W/m2 / 0,34nm Bước sóng 0,34nm Nhiệt độ: (63±2)0C (Black Panel) Thời gian: 24 48 89 PHỤ LỤC SỐ LIỆU ĐO CƠ TÍNH VÀ LÃO HĨA Bảng Cơ tính với chất hóa dẻo Mẫu M100 M300 USKĐ Dãn dài USKX ROP-0 0,432 0,808 13,542 2202 22,786 ROP-2 0,622 1,365 17,767 818 23,149 ROP-4 0,727 1,680 18,914 728 24,974 ROP-6 0,789 1,790 19,350 701 24,318 ROP-8 0,691 1,703 19,120 712 24,320 DOP-0 0,587 1,277 21,390 1741 33,432 DOP-2 0,636 1,238 21,159 1784 27,696 DOP-4 0,643 1,259 21,956 1876 29,058 DOP-6 0,598 1,203 21,554 1780 29,436 DOP-8 0,593 1,189 21,481 1859 28,338 MAF-0 0,584 1,162 21,556 1702 33,541 MAF-2 1,719 3,599 26,067 1694 34,565 MAF-4 1,841 4,650 28,573 1690 37,783 MAF-6 1,732 4,821 28,451 1602 38,091 MAF-8 1,602 4,222 25,003 1603 37,321 90 Bảng Cơ tính với loại CeO2 kích thước hàm lượng khác Mẫu M100 M300 USKĐ Dãn dài USKX L1-0 0,584 1,162 21,556 1702 33,541 L1-2 2,357 5,467 29,781 793 39,841 L1-4 3,406 6,109 32,108 708 42,092 L1-6 3,351 5,921 31,903 802 41,057 L1-8 2,984 4,561 28,901 893 40,377 L2-0 0,584 1,162 21,556 1702 33,541 L2-2 1,719 3,599 26,067 1694 34,565 L2-4 1,841 4,650 28,573 1690 37,783 L2-6 1,732 4,821 28,451 1602 38,091 L2-8 1,602 4,222 25,003 1603 37,321 L3-0 0,584 1,162 21,556 1702 33,541 L3-2 1,169 2,135 24,777 765 34,031 L3-4 1,034 2,024 23,651 657 33,910 L3-6 0,789 1,790 23,021 547 33,462 L3-8 0,691 1,703 20,341 650 32,973 91 Bảng Kết đo lão hóa nhiệt 50 0C Mẫu USKD24h AR% USKD36h AR% USKD72h AR% (N/mm2) (24h) (N/mm2) (36h) (N/mm2) (72h) L1-0 21,556 22.987 6,64 20.941 -2,85 15.023 -30,31 L1-2 26,067 30.689 3,05 30.911 3,79 30.870 3,66 L1-4 28,573 32.893 2,44 32.974 2,70 32.876 2,39 L1-6 28,451 32.987 3,40 31.895 -0,03 32.987 3,40 L1-8 25,003 31.762 9,90 31.084 7,55 31.786 9,98 L2-0 21,556 22.987 6,64 20.941 -2,85 15.023 -30,31 L2-2 24,777 27.843 6,81 27.801 6,65 26.819 2,88 L2-4 23,651 29.875 4,56 29.780 4,22 28.974 1,40 L2-6 23,021 29.035 2,05 29.319 3,05 29.012 1,97 L2-8 20,341 26.986 7,93 26.650 6,59 26.365 5,45 L3-0 21,556 22.987 6,64 20.941 -2,85 15.023 -30,31 L3-2 29,781 25.946 4,72 25.879 4,45 26.096 5,32 L3-4 32,108 24.091 1,86 24.125 2,00 24.795 4,84 L3-6 31,903 23.316 1,28 23.162 0,61 24.921 8,25 L3-8 28,901 21.786 7,10 21.097 3,72 20.765 2,08 USKĐ 92 Bảng Kết đo lão hóa nhiệt 70 0C USKD24h AR% USKD36h AR% USKD72h AR% (N/mm2) (24h) (N/mm2) (36h) (N/mm2) (72h) Mẫu USKĐ L1-0 -8,40 10.941 -49,24 7.023 -67,42 -8,40 10.941 L1-2 3,89 28.461 -4,43 23.072 -22,53 3,89 28.461 L1-4 3,70 30.714 -4,34 24.903 -22,44 3,70 30.714 L1-6 6,53 30.852 -3,29 22.815 -28,49 6,53 30.852 L1-8 13,36 30.013 3,85 20.487 -29,11 13,36 30.013 L2-0 19.746 -8,40 10.941 -49,24 7.023 -67,42 19.746 L2-2 25.347 -2,76 24.862 -4,62 20.901 -19,82 25.347 L2-4 28.501 -0,25 24.157 -15,46 22.724 -20,47 28.501 L2-6 27.090 -4,78 23.781 -16,41 20.512 -27,90 27.090 L2-8 22.846 -8,63 21.032 -15,88 17.905 -28,39 22.846 L3-0 21,556 19,746 -8,40 10,941 -49,24 7,023 -67,42 L3-2 29,781 25,368 2,39 23,549 -4,96 17,186 -30,64 L3-4 32,108 24,190 2,28 23,829 0,75 18,195 -23,07 L3-6 31,903 24,325 5,66 20,142 -12,51 18,219 -20,86 L3-8 28,901 18,742 -7,86 17,023 -16,31 12,985 -36,16 93 Bảng 5 Kết đo kháng lão hóa mơi trường Mẫu USKĐ USKD24h AR%(24h) USKD48h AR%(48h) L1-0 21,556 10,571 -50,96 5,274 -75,53 L1-2 29,781 22,693 -23,80 17,909 -39,86 L1-4 32,108 24,935 -22,34 19,783 -38,39 L1-6 31,903 24,649 -22,74 19,318 -39,45 L1-8 28,901 22,042 -23,73 17,187 -40,53 L2-0 21,556 10,571 -50,96 5,274 -75,53 L2-2 26,067 19,340 -25,81 17,323 -33,54 L2-4 28,573 22,005 -22,99 19,558 -31,55 L2-6 28,451 21,768 -23,49 18,365 -35,45 L2-8 25,003 18,370 -26,53 16,210 -35,17 L3-0 21,556 10,571 -50,96 5,274 -75,53 L3-2 24,777 17,801 -28,16 12,294 -50,38 L3-4 23,651 17,987 -23,95 14,167 -40,10 L3-6 23,021 18,018 -21,73 13,590 -40,97 L3-8 20,341 16,535 -18,71 12,014 -40,94 94 PHỤ LỤC KẾT QUẢ PHỞ RHEOMETTER Hình Phổ rheometter mẫu CeO2 0phr Hình Phổ rheometter mẫu CeO2 2phr 95 Hình 5 Phổ rheometter mẫu CeO2 4phr Hình Phổ rheometter mẫu CeO2 6phr Hình Phổ rheometter mẫu CeO2 8phr 96 ... 60520309 I TÊN ĐỀ TÀI: Khảo sát ảnh hưởng Xeri (IV) Oxit đến Cao su thiên nhiên II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Khảo sát trình phân tán CeO2 vào CSTN với hỗ trợ chất hóa dẻo - Khảo sát ảnh hưởng kích thước... Xeri oxit Trong bối cảnh đó, luận văn đặt vấn đề khảo cứu tác động Xeri oxit đến tính chất sau lưu hóa cao su thiên nhiên Nghiên cứu tập trung vào việc tìm kiếm ảnh hưởng tích cực Xeri oxit đến. .. Oxy, Ozon Peroxit 2.2 Lưu hóa cao su thiên nhiên Lưu hóa cao su công đoạn quan trọng công nghệ cao su, làm tăng tính lý cao su, gia tăng tuổi thọ cao su lên Hầu hết sản phẩm cao su phải qua giai