Nghiên cứu chế tạo và khảo sát tính chất nhiệt của blend cao su epdm với một số loại cao su tổng hợp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu chế tạo khảo sát tính chất nhiệt blend cao su EPDM với số loại cao su tổng hợp HOÀNG NHƯ KHA kha.hnCA18222@sis.hust.edu.vn Ngành Kỹ thuật hóa học Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Thanh Liêm Viện: Kỹ thuật Hóa học HÀ NỘI, 04/2021 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu chế tạo khảo sát tính chất nhiệt blend cao su EPDM với số loại cao su tổng hợp HOÀNG NHƯ KHA kha.hnca182228@sis.hust.edu.vn Ngành Kỹ thuật hóa học Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Thanh Liêm Viện: Kỹ thuật Hóa học HÀ NỘI, 04/2021 Chữ ký GVHD CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn : Hoàng Như Kha Đề tài luận văn: Nghiên cứu chế tạo khảo sát tính chất nhiệt blend cao su EPDM với số loại cao su tổng hợp Chuyên ngành: Kỹ thuật hóa học Mã số SV: CA180228 Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 29/04/2021 với nội dung sau: - Bổ sung bảng chữ viết tắt Viết lại tóm tắt luận văn Chỉnh sửa mục hóa chất phương pháp nghiên cứu Bổ sung số liệu mục 3.3 3.4 - Viết lại kết luận luận văn Ngày tháng 05 năm 2021 Giảng viên hướng dẫn Tác giả luận văn PGS TS Nguyễn Thanh Liêm Hoàng Như Kha CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG GS.TS Bùi Chương Mẫu 1c Đề tài luận văn Nghiên cứu chế tạo khảo sát tính chất nhiệt blend cao su EPDM với số loại cao su tổng hợp Ngành: Kỹ thuật hóa học Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Thanh Liêm GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) Lời cám ơn Luận văn hoàn thành Trung tâm nghiên cứu vật liệu Polyme - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS TS Nguyễn Thanh Liêm, người thầy tận tâm, nghiêm khắc tận tình hướng dẫn tơi suốt q trình thực luận văn Tơi xin tỏ lòng biết ơn chân thành giúp đỡ nhiệt tình tồn thể cán Trung tâm Nghiên cứu vật liệu Polyme Compozit - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội tạo nhiều điều kiện thuận lợi cho thực luận văn Tôi xin bày tỏ trân trọng lịng biết ơn sâu nặng Tóm tắt luận văn Luận văn nghiên cứu vấn dề vật liệu blend từ cao su EPDM cao su tổng hợp, cụ thể là: - Khảo sát điều kiện lưu hoá nguyên liệu đầu: Lựa chọn loại cao su EPDM phù hợp loại cao su tổng hợp khác - Nghiên cứu chế tạo blend cao su EPDM với cao su tổng hợp (SBR, CIIR, BR) - Nghiên cứu ảnh hưởng số loại phụ gia đến tính chất lý tính chất nhiệt blend cao su EPDM với loại cao su tổng hợp HỌC VIÊN Ký ghi rõ họ tên Hoàng Như Kha MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Cao su chịu nhiệt 1.1.1 Cao su nitril (NBR)[1] 1.1.2 Cao su silicon [2] 1.1.3 Cao su fluor [2] 1.2 Tổng quan Cao su etylen propylen dien monome (EPDM) [3, 4] 1.2.1 Tổng hợp cao su EPDM 1.2.2 Một số tính chất cao su EPDM 1.2.3 Một số ứng dụng cao su EPDM 10 1.2.4 Cao su EPDM nghiên cứu 11 1.3 Tổng quan số loại cao su tổng hợp 12 1.3.1 Cao su clobutyl (CIIR) [7,8, 9, 10] 12 1.3.2 Cao su styren butadien (SBR) [2] 13 1.3.3 Cao su butadien (BR) [2] 15 1.4 Tổng quan cách thức chế tạo blend [11,12,13,14] 16 1.4.1 Chế tạo polyme blend từ dung dịch polyme 17 1.4.2 Chế tạo polyme blend từ hỗn hợp latex polyme 18 1.4.3 Chế tạo polyme blend trạng thái nóng chảy 18 1.5 Phương pháp nâng cao tính lý cho vật liệu cao su blend [2, 15] 19 1.5.1 Đưa thêm vào hệ chất tương hợp 19 1.5.2 Đưa vào hệ peroxit 21 1.5.3 Đưa tác nhân gồm peroxit hợp chất đa chức 21 1.5.4 Chế tạo blend sở polyme có khả tham gia phản ứng trao đổi 21 1.5.5 Đưa vào hệ chất hoạt động bề mặt 21 1.5.6 Đưa vào hệ chất độn hoạt tính 22 1.5.7 Sử dụng phương pháp nhiệt 22 i 1.5.8 Sử dụng phương pháp lưu hóa động 22 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 24 2.1 Hóa chất nguyên liệu 24 2.2 Thiết bị 25 2.3 Phương pháp nghiên cứu 26 2.3.1 Phương pháp chế tạo mẫu 26 2.3.2 Các quy trình chế tạo mẫu blend EPDM/SBR 26 2.3.3 Phương pháp thử nghiệm 29 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 32 3.1 Khảo sát tính chất lý tính chất nhiệt số loại cao su tổng hợp 32 3.1.1 Khảo sát tính chất lý loại cao su tổng hợp [16,17] 32 3.2 Nghiên cứu chế tạo blend lớp cao su EPDM 5260Q/SBR 36 3.2.1 Khảo sát tính chất lý, tính chất nhiệt blend cao su EPDM/SBR 36 3.2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng cao su SBR đến tính chất lý, tính chất nhiệt blend EPDM/SBR 39 3.2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng dầu gia công đến tính chất lý, tính chất nhiệt blend EPDM/SBR [22] 39 3.2.4 Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng DCP đến tính chất lý, tính chất nhiệt blend EPDM/SBR 42 3.2.5 Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng than đen đến tính chất lý, tính chất nhiệt blend EPDM/SBR 42 3.2.6 Nghiên cứu ảnh hưởng chủng loại xúc tiến đến tính chất lý, tính chất nhiệt blend EPDM/SBR 43 3.2.7 Nghiên cứu ảnh hưởng chất phịng lão đến tính chất lý, tính chất nhiệt blend EPDM/SBR [20] 44 3.2.8 Nghiên cứu ảnh hưởng số chất trợ tương hợp đến tính chất lý, tính chất nhiệt blend EPDM/SBR [23] 44 3.3 Nghiên cứu chế tạo blend cao su EPDM/CIIR [18,19] 46 ii 3.3.1 Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng cao su CIIR đến tính chất lý, tính chất nhiệt blend EPDM/CIIR 47 3.3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ tác nhân lưu hoá 48 3.3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng than đen đến tính chất lý, tính chất nhiệt blend EPDM/CIIR 48 3.3.4 Nghiên cứu ảnh hưởng chủng loại xúc tiến đến tính chất lý, tính chất nhiệt blend EPDM/CIIR 49 3.3.5 Nghiên cứu ảnh hưởng chất phịng lão đến tính chất lý, tính chất nhiệt blend EPDM/CIIR 49 3.3.6 Nghiên cứu ảnh hưởng số chất trợ tương hợp đến tính chất lý, tính chất nhiệt blend EPDM/CIIR 50 3.4 Nghiên cứu chế tạo blend cao su EPDM/BR 51 3.4.1 Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ cao su thành phần đến tính chất lý, tính chất nhiệt blend cao su EPDM/BR 51 3.4.2 Nghiên cứu ảnh hưởng số chất xúc tiến đến tính chất lý, tính chất nhiệt blend EPDM/BR 70/30 52 3.4.3 Nghiên cứu ảnh hưởng số chất trợ tương hợp đến tính chất lý, tính chất nhiệt blend EPDM/BR 70/30 53 KẾT LUẬN 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT BR cao su butadien CBS 2-benzothiazole cyclohexyl sunfonamide CKT cao su tổng hợp bền nhiệt CIIR cao su clobutyl CR cao su clopren CSTN cao su thiên nhiên DCPD dicyclopentadiene DCP dicumyl peroxit DM disulfua benzothiazyl DPG diphenyl guanidine ENB norbornene ethylidene ENR latex cao su epoxy hóa EZ zinc diethyl dithiocarbamate EPDM etylen propylen đien Monome MA maleic Anhydryt NBR cao su nitril PDMS polydimetysiloxan PP polypropylen PVC polyvinylclorua Pkl phần khối lượng SBR cao su styren butadien TMTD tetramethylthiuram disulfide TMQ 2,2,4-trimetyl-1,2-dihydroquynolin Tg nhiệt độ thủy tinh hóa 6PPD N - (1, 3-dimethylbutyl) - N'- phenyl - p- phenylenediamine VLP Chất tương hợp (oligome olefin loại Excerex 30200B iv DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1 Cấu trúc phân tử cao su nitril Hình Cấu trúc đại phân tử cao su silicon Hình Cấu tạo hóa học EPDM với X dien Hình Giải thích ký hiệu mã cao su thương mại Lanxess 11 Hình Cấu trúc phân tử cao su styren butadien 14 Hình Mẫu cao su tiêu chuẩn đo độ bền kéo đứt 29 Hình Quy trình chế tạo cao su thành phần blend EPDM/SBR 38 Hình Độ bền kéo đứt mẫu cao su blend EPDM/SBR 40 Hình 3 Độ dãn dài kéo đứt mẫu cao su blend EPDM/SBR 41 Hình Độ cứng mẫu cao su blend EPDM/SBR 41 v Trong trường hợp sử dụng xúc tiến CBS khả tan tốt cao su EPDM với DPG có tốc độ xúc tiến chậm pha cao su SBR cân tốc độ lưu hoá pha cao su có tác dụng làm tăng tính chất blend chế tạo Đã sử dụng hệ xúc tiến CBS cho pha cao su EPDM DPG cho cao su SBR với tỷ lệ 1,5 pkl cho nghiên cứu 3.2.7 Nghiên cứu ảnh hưởng chất phòng lão đến tính chất lý, tính chất nhiệt blend EPDM/SBR [20] Đã khảo sát ảnh hưởng hai loại chất phòng lão Poly (2,2,4-trimethyl 1, 2-dihydroquinoline) (TMQ) Phòng lão N - (1, 3-dimethylbutyl) - N'- phenyl - p- phenylenediamine (6PPD) đến tính chất lý, tính chất nhiệt blend EPDM/SBR Kết đo tính chất lý hệ số già hoá blend trước sau lão hoá nhiệt 1500C sau 168 trình bày bảng 3.12 Bảng 12 Ảnh hưởng chất phịng lão đến tính chất blend EPDM/SBR Tính chất TMQ 6PPD TMQ/6PPD Độ bền kéo đứt, MPa 18,7 18,9 18,9 Độ dãn dài đứt, % 571 580 573 Độ cứng, Shore A 59 59 59 Độ mài mịn, mm3 115 115 115 Hệ số già hố 0,70 0,67 0,72 Đã lựa chọn hỗn hợp chất phòng lão TMQ/6PPD với tỷ lệ chúng 50/50 cho nghiên cứu blend EPDM/SBR 3.2.8 Nghiên cứu ảnh hưởng số chất trợ tương hợp đến tính chất lý, tính chất nhiệt blend EPDM/SBR [23] Đã tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng tác nhân trợ tương hợp để lựa chọn tìm chủng loại, hàm lượng chất trợ tương hợp thích hợp cho blend Đã sử dụng 03 loại chất trợ tương hợp chất trợ tương hợp thương mại H40 - MF, chất trợ tương hợp cao su thiên nhiên epoxy hoá ENR - 25 chất trợ tương hợp tự tổng hợp phịng thí nghiệm sở phản ứng ghép cao su EPDM với anhydric maleic (MA) ký hiệu EPDM - g - MA 44 Lựa chọn tỷ lệ chất trợ tương hợp dựa khuyến cáo nhà sản xuất để đưa vào để khảo sát ảnh hưởng chúng đến tính chất blend EPDM/SBR 1, pkl so với cao su EPDM Các thông số lưu hoá blend EPDM/SBR với chủng loại chất trợ tương hợp tỷ lệ đưa vào trình bày bảng 3.13 Bảng 13 Thơng số lưu hố blend EPDM/SBR với chất trợ tương hợp Chất trợ tương hợp H40-MF ENR 25 EPDM-gMA Hàm MH, ML, Tc10, Tc90 , Tc90-Tc10, lượng, pkl dN.m dN.m phút phút phút 19,40 4,87 1,72 15,81 14,09 18,15 5,01 3,99 19,71 15,72 15,74 4,67 4,14 20,55 16,41 14,25 4,55 3,57 20,05 16,48 23,17 4,95 2,71 17,70 14,99 23,66 5,01 2,87 18,21 15,34 23,90 5,14 2,63 18,50 15,87 21.39 4.92 1.82 17.94 16.12 21.38 5.14 1.85 18.67 16.82 21.44 5.14 2.01 18.64 16.62 Ảnh hưởng chủng loại hàm lượng chất trợ tương hợp đến tính chất lý, tính chất nhiệt blend EPDM/SBR trình bày bảng 3.14 Bảng 14 Ảnh hưởng chủng loại trợ tương hợp đến tính chất blend Trợ tương hợp Độ bền kéo, Mpa Độ dãn dài đứt, % Độ cứng, Shore A Hệ số già hoá H40-MF 17,1 430 58 0,78 ENR - 25 18,4 487 58 0,84 EPDM-g-MA 20,2 545 59 0,86 Kết luận 2: - Đã chế tạo blend cao su EPDM/SBR có tính chất lý đáp ứng yêu cầu đề lớp cao su bề mặt cho băng tải chịu nhiệt cốt thép 45 - Các yếu tố ảnh hưởng nhiều đến tính chất lớp cao su bề mặt bao gồm hàm lượng dầu gia công, hệ xúc tiến lưu hoá, tỷ lệ cao su thành phần chất trợ tương hợp Trên sở kết nghiên cứu mục 3.2 tiến hành lựa chọn đơn phối liệu ban đầu cho lớp cao su bám dính sở blend EPDM/SBR Tính chất lý, tính chất nhiệt theo đơn phối liệu theo bảng đây: Bảng 15 Đơn phối liệu lớp cao su bám dính EPDM/SBR Hàm lượng, pkl Thàn phần Cao su EPDM Hàm lượng, pkl 100 Cao su SBR - 100 Axit stearic 1,5 1,5 ZnO 5,0 5,0 Than đen N 550 45 45 Phòng lão HS/LG (TMQ) 0,75 0,75 Phòng lão 6PPD 0,75 0,75 Xúc tiến CBS 1,5 - Xúc tiến DPG - 1,5 Vulcuren 1,0 1,0 Dầu gia công 10 - EPDM-g-MA 2,0 - DCP 2,5 - - 1,5 Lưu huỳnh Bảng 16 Tính chất lý blend EPDM/SBR EPDM/SBR, Độ bền Độ dãn dài Độ cứng, Hệ số pkl kéo, Mpa đứt, % Shore A già hoá 92,5/7,5 20,2 545 59 0,86 3.3 Nghiên cứu chế tạo blend cao su EPDM/CIIR [18,19] Đề tài sử dụng phương pháp hỗn luyện chéo để chế tạo blend cao su 46 EPDM/CIIR, đơn phối liệu, quy trình chế tạo hỗn hợp cao su thành phần, điều kiện chế tạo mẫu tính chất lý yêu cầu lớp cao su bề mặt trình bày bảng 3.17 Bảng 17 Đơn phối liệu ban đầu để chế tạo blend cao su EPDM/CIIR Thàn phần Hàm lượng, pkl Cao su EPDM Cao su CIIR 1240 Hàm lượng, pkl 100 - 100 Axit stearic 1,5 1,5 ZnO 5,0 5,0 Than đen N 550 40 40 Phòng lão HS/LG (TMQ) 1,5 1,5 Xúc tiến TMTD 1,0 Vulcuren 1,0 1,0 Dầu gia công 5,0 - DCP 2,0 2,0 Lưu huỳnh - 1,5 EZ - 3.3.1 Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng cao su CIIR đến tính chất lý, tính chất nhiệt blend EPDM/CIIR Đề tài nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng cao su CIIR đến tính chất lý, tính chất nhiệt blend EPDM/CIIR Hàm lượng cao su CIIR thay đổi từ 3, pkl, pkl pkl 10 pkl so với cao su EPDM blend Kết qủa đo tính chất lý, tính chất nhiệt blend EPDM/CIIR với hàm lượng CIIR khác trình bày bảng 3.18 47 Bảng 18 Ảnh hưởng hàm lượng CIIR đến tính chất blend EPDM/CIIR Độ bền Độ dãn dài Độ cứng, Độ mài EPDM/CIIR kéo, Mpa đứt, % Shore A mòn, mm Tỷ lệ Hệ số già hoá 97/3 14,6 437 57 122 0,60 95/5 15,1 446 57 120 0,62 93/7 14,8 428 57 121 0,61 90/10 14,3 412 54 128 0,58 Từ kết bảng 3.18 cho thấy, tăng hàm lượng cao su CIIR lên tạo khác biệt cấu trúc blend qua làm giảm tính chất vật liệu Với mục tiêu chế tạo vật liệu có độ bền chịu nhiệt nên lựa chọn tỷ lệ EPDM/CIIR blend 95/5 cho nghiên cứu 3.3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ tác nhân lưu hoá Đã tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng lưu huỳnh hợp phần cao su CIIR đến tính chất lý blend EPDM/CIIR Kết khảo sát ảnh hưởng hàm lượng lưu huỳnh khác trình bày bảng 3.19 Bảng 19 Ảnh hưởng hàm lượng lưu huỳnh đến tính chất lý blend Hàm lượng lưu huỳnh, pkl Độ bền kéo, Mpa Độ dãn dài đứt, % Độ cứng, Shore A Hệ số già Độ mài hố mịn, mm3 0,5 15,6 517 57 124 0,60 1,0 15,9 529 57 118 0,65 1,5 15,1 446 57 120 0,62 2,0 14,7 415 56 126 0,59 Đã sử dụng hàm lượng lưu huỳnh 1,0 pkl so với cao su CIIR để nghiên cứu đến tính chất blend EPDM/CIIR 3.3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng than đen đến tính chất lý, tính chất nhiệt blend EPDM/CIIR Đã tiến hành khảo sát ảnh hưởng hàm lượng than đen đến tính chất lý, tính chất nhiệt blend EPDM/CIIR, hàm lượng DCP 2,5 pkl cao su EPDM, lưu huỳnh 1,0 pkl oxit kẽm pkl cho cao su CIIR 48 Bảng 20 Ảnh hưởng hàm lượng than đen đến tính chất blend EPDM/CIIR Hàm Độ bền Độ dãn dài Độ cứng, lượng than kéo, MPa đứt, % shore A 30 pkl 16,6 550 55 40 pkl 16,1 527 57 45 pkl 16,3 542 58 50 pkl 15,1 446 59 Đã sử dụng hợp phần chế tạo blend EPDM/CIIR với hàm lượng than đen N550 45 pkl để nghiên cứu tiếp ảnh hưởng loại xúc tiến đến tính 3.3.4 Nghiên cứu ảnh hưởng chủng loại xúc tiến đến tính chất lý, tính chất nhiệt blend EPDM/CIIR Tốc độ lưu hoá cao su CIIR cao so với cao su EPDM việc sử dụng chủng loại tỷ lệ xúc tiến phù hợp ảnh hưởng lớn đến tính chất blend chế tạo Cũng kết khảo sát lớp cao su bề mặt băng tải cốt thép, xúc tiến lưu hố có ảnh hưởng lớn đến tính chất lý, tính chất nhiệt blend tạo thành Trên sở nghiên cứu từ trước, sử dụng xúc tiến TMTD cho pha cao su EPDM, loại xúc tác khác thay đổi sử dụng cho cao su CIIR Bảng 21 Tính chất lý blend EPDM/CIIR với tổ hợp xúc tiến khác Xúc tiến Độ dãn Độ mài kéo, MPa dài mòn, đứt, % mm3 16,1 531 117 Độ bền Độ cứng, Hệ số già shore A hoá 59 0,66 EPDM/TMTD CIIR/EZ Hỗn hợp xúc tiến TMTD/EZ với tỷ lệ 50/50 sử dụng cho nghiên cứu 3.3.5 Nghiên cứu ảnh hưởng chất phòng lão đến tính chất lý, tính chất nhiệt blend EPDM/CIIR Đã khảo sát ảnh hưởng hai loại chất phòng lão Poly (2,2,4-trimethyl 49 1, 2-dihydroquinoline) (TMQ) Phòng lão N - (1, 3-dimethylbutyl) - N'- phenyl - p- phenylenediamine (6PPD) đến tính chất lý, tính chất nhiệt blend EPDM/CIIR Bảng 22 Ảnh hưởng chất phịng lão đến tính chất blend EPDM/CIIR Tính chất TMQ 6PPD TMQ/6PPD Độ bền kéo đứt, MPa 16,7 16,9 16,9 Độ dãn dài đứt, % 531 540 533 Độ cứng, Shore A 59 59 59 Độ mài mịn, mm3 117 117 117 Hệ số già hố 0,66 0,67 0,68 Đã lựa chọn hỗn hợp chất phòng lão TMQ/6PPD với tỷ lệ 50/50 pkl cho nghiên cứu blend EPDM/CIIR 3.3.6 Nghiên cứu ảnh hưởng số chất trợ tương hợp đến tính chất lý, tính chất nhiệt blend EPDM/CIIR Các chất trợ tương hợp sử dụng chất trợ tương hợp H40 - MF, cao su thiên nhiên epoxy hoá ENR - 25 cao su EPDM ghép với anhydric maleic (MA) ký hiệu EPDM - g - MA sử dụng để khảo sát ảnh hưởng chúng đến tính chất blend EPDM/CIIR Đã lựa chọn tỷ lệ chất trợ tương hợp để khảo sát ảnh hưởng chúng đến tính chất blend EPDM/CIIR 1, pkl so với cao su EPDM Bảng 23 Ảnh hưởng chủng loại trợ tương hợp đến tính chất blend Trợ tương hợp Độ bền kéo, Mpa Độ dãn dài đứt, % Độ cứng, Shore A Hệ số già hoá H40-MF 14,1 630 54 0,58 ENR - 25 15,4 587 56 0,64 EPDM-g-MA 16,8 556 56 0,79 Kết nhận cho thấy, đưa chất trợ tương hợp H40-MF độ bền kéo 50 bị suy giảm nhẹ tăng độ dãn dài đứt blend Điều giải thích tác nhân tương hợp dạng lỏng, khối lượng phân tử thấp có cấu trúc tương tự dầu gia công nên đưa vào khơng có tác dụng tăng cường độ bền kéo, hệ số già hố mà có tác dụng chất hoá dẻo làm tăng độ dãn dài đứt blend Kết luận 3: - Đã chế tạo blend cao su EPDM/CIIR có tính chất lý đáp ứng yêu cầu đề lớp cao su bề mặt cho băng tải chịu nhiệt cốt mành với đơn phối liệu blend cao su điều kiện gia cơng phù hợp trình bày bảng 3.18 Tỷ lệ EPDM/CIIR lựa chọn 95/5 pkl - Các yếu tố ảnh hưởng nhiều đến tính chất lớp cao su bề mặt bao gồm tỷ lệ cao su thành phần, hệ xúc tiến, lưu hoá chất trợ tương hợp 3.4 Nghiên cứu chế tạo blend cao su EPDM/BR 3.4.1 Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ cao su thành phần đến tính chất lý, tính chất nhiệt blend cao su EPDM/BR Theo kết thu phần nghiên cứu trước, sử dụng phương pháp hỗn luyện chéo để chế tạo blend cao su EPDM/BR, với tỷ lệ cao su thành phần ban đầu EPDM/BR khác tính theo phần khối lượng để nghiên cứu chế tạo lớp cao su bề mặt cho băng tải chịu nhiệt cốt thép cốt mành Bảng 24 Đơn phối liệu ban đầu để chế tạo blend cao su EPDM/BR Hàm lượng, pkl Hàm lượng, pkl EPDM 100 - BR 01 - 100 Axit Stearic 1,5 1,5 Oxit kẽm 5,0 5.0 Than đen N 550 45 45 Xúc tiến CBS 1,5 - Xúc tiến TMTD - 1,5 Phòng lão TMQ 0,75 0,75 Phòng lão 6PPD 0,75 0,75 Thành phần 51 Dầu gia công 10,0 - Dicumyl peroxit 2,0 - - 1,5 Lưu huỳnh Đã khảo sát tính chất lý độ bền nhiệt blend EPDM/BR với tỷ lệ cao su thành phần khác 90/10, 85/15, 80/20, 75/25, 70/30 65/35 pkl Với đơn phối liệu điều kiện gia công lựa chọn Kết khảo sát cho thấy hàm lượng cao su BR tăng lên tính chất lý nhìn chung giảm xuống Đã lựa chọn tỷ lệ cao su EPDM/BR 70/30 để thực nghiên cứu ảnh hưởng thành phần khác đơn phối liệu nhằm nâng cao tính chất lý, khả nhiệt blend EPDM/BR đáp ứng yêu cầu làm lớp cao su bề mặt cho băng tải chịu nhiệt Bảng 25 Ảnh hưởng tỷ lệ EPDM/BR đến tính chất blend EPDM/BR, Độ bền Độ dãn dài Độ cứng, Độ mài Hệ số pkl kéo, Mpa đứt, % Shore A mịn, mm3 già hố 70/30 11,2 350 57 102 0,65 3.4.2 Nghiên cứu ảnh hưởng số chất xúc tiến đến tính chất lý, tính chất nhiệt blend EPDM/BR 70/30 Dựa kết nghiên cứu giữ nguyên xúc tiến CBS cho cao su EPDM lựa chọn số chất xúc tiến CBS, MBT, MBTS, TMTD hỗn hợp TMTD với MBT MBTS cho cao su BR nhằm mục đích tạo cho blend có tính chất lý cao Đã lựa chọn hỗn hợp xúc tiến TMTD/MBTS với tỷ lệ cao su BR 0,75/0,75 pkl cao su BR để thực nghiên cứu Bảng 26 Tính chất lý blend EPDM/BR với tổ hợp xúc tiến khác Xúc tiến Độ dãn Độ mài kéo, MPa dài mòn, đứt, % mm3 11,4 390 103 Độ bền Độ cứng, Hệ số già shore A hoá 57 0,66 EPDM/TMTD BR/MBTS 52 3.4.3 Nghiên cứu ảnh hưởng số chất trợ tương hợp đến tính chất lý, tính chất nhiệt blend EPDM/BR 70/30 Để tăng khả tương hợp cao su EPDM BR, sử dụng 03 chất tương hợp VLP; ENR - 25 EPDM - g - MA vào trình phối trộn tạo blend Đã lựa chọn tỷ lệ chất trợ tương hợp đưa vào để khảo sát ảnh hưởng chúng đến tính chất blend EPDM/BR 1, pkl so với cao su EPDM Có thể nhận thấy ảnh hưởng chất trợ tương hợp đến tính chất lý blend EPDM/BR khác có khác biệt với so với blend EPDM/BR chế tạo Bảng 27 Ảnh hưởng VLP đến tính chất blend EPDM/BR Hàm lượng Độ bền Độ dãn dài Độ cứng, Độ mài Hệ số VLP kéo, Mpa đứt, % Shore A mịn, mm3 già hố pkl 11,8 392 57 104 0,66 + Nhận thấy rằng, có thêm chất tương hợp VLP, độ bền kéo đứt, độ mài mòn độ dãn dài tương đối đứt vật liệu cải thiện rõ rệt Đặc biệt mẫu có hàm lượng VLP 1% so với polyme Điều giải thích, hai vật liệu BR EPDM có độ phân cực thấp song phân tử cồng kềnh cấu trúc khác nên việc phân tán vào gặp khó khăn Khi có thêm VLP chất phân cực thấp, song có khối lượng phân tử thấp (có Mw = 2.900) đưa vào làm giảm độ nhớt hệ, tạo điều kiện cho đại phân tử polyme linh động dễ dàng phân tán vào Nhờ làm vật liệu có cấu trúc đặn chặt chẽ hơn, dẫn đến làm tang tính học vật liệu Tuy nhiên, hàm lượng VLP cao tập hợp thành pha riêng, cản trở tương tác đại phân tử (giống chất hóa dẻo) làm giảm tính học vật liệu Từ kết này, hàm lượng VLP 1% chọn để tiếp tục nghiên cứu Kết luận 4: - Đã chế tạo blend cao su EPDM/BR có tính chất lý đáp ứng yêu cầu đề lớp cao su bề mặt cho băng tải chịu nhiệt cốt thép đơn phối liệu 53 blend cao su EPDM/BR điều kiện gia cơng trình bày bảng 3.28 với tỷ lệ cao su EPDM/BR 70/30 - Đã nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố đến tính chất lớp cao su bề mặt bao gồm tỷ lệ cao su thành phần, tỷ lệ chủng loại chất trợ tương hợp, tỷ lệ chủng loại phụ gia 54 KẾT LUẬN Từ kết nghiên cứu cho thấy rằng: Hỗn hợp blend cao su EPDM 5260Q/SBR có tính chất lý độ bền nhiệt cao so với loại cao su tổng hợp khác Đã chế tạo blend cao su EPDM/SBR có tính chất lý đáp ứng yêu cầu đề lớp cao su bề mặt cho băng tải chịu nhiệt cốt thép Blend EPDM/SBR có độ bền kéo 20,2 MPa; Độ dãn dài đứt 545%; hệ số già hóa 0,86 Đề tài nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng nhiều đến tính chất lớp cao su bề mặt bao gồm hàm lượng dầu gia công, hệ xúc tiến lưu hoá, tỷ lệ cao su thành phần chất trợ tương hợp… Đã chế tạo blend cao su EPDM/CIIR có tính chất lý đáp ứng yêu cầu đề lớp cao su bề mặt cho băng tải chịu nhiệt cốt mành với độ bền kéo 16,8 Mpa, Độ dãn dài đứt 556%, hệ số già hóa 0,79 Đã chế tạo blend cao su EPDM/BR có tính chất lý đáp ứng yêu cầu đề lớp cao su bề mặt cho băng tải chịu nhiệt cốt thép với độ bền kéo 11,8Mpa; Độ dãn dài đứt 392%; hệ số già hóa 0,66 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Võ Thành Phước, Cao su tính chất ứng dụng, Nhà xuất Trẻ, 2014 [2] Đỗ Quang Kháng, Cao su – Cao su Blend Ứng dụng, Nhà xuất Khoa học Tự nhiên Công nghệ, 2012 [3] J.R White, S.K De Rubber Technologists Handbook Rappa Technology 2001 [4] M Morton, Rubber Technology - Third edition, Van Nostrand Reinhold Company Inc, 1987 [5] J.S.Dick, Rubber Technology: Compouding and Testing for Performance, Carl Hanser Verlag GmbH & Co.KG, 2009 [6] “https://techcenter.lanxess.com/kel/americas/en/products/datasheet/Keltan_ 6160D.pdf?docId=24170545&gid=21601080&pid=21601057,” [Online] [7] Chlobutyl rubber compouding and applications manual, Exon mobil chemical, 2014 [8] Model Vulcanization Systems for Butyl Rubber, Halobutyl Rubber and MSM Elastomer, 2017 [9] S Solid, Review of the Vulcanization of Isobutylene Based Elastomers, 2005 [10] S J Cochin, Ebook EPDM/CIIR Blends, University of Science and Technology, 2006 [11] B Chương, Hoá lý Polyme, NXB Bách Khoa Hà Nội, 2006 [12] Trần Kim Liên, Phạm Thế Trinh, Đỗ Quang Kháng, Cao su blend – Tình hình nghiên cứu ứng dụng Việt Nam, Tạp chí Cơng nghiệp hóa chất, 2009, số 9,7-10 [13] Đỗ Quang Kháng, Lương Như Hải, Trần Kim Liên, Phạm Quang Huy, Phạm Anh Dũng, Nguyễn Mạnh Cường, Một số kết nghiên cứu chế tạo ứng dụng vật liệu cao su blend, Tạp chí hóa học, 2010, 48 (4A), 370-375 [14] Đỗ Quang Kháng, Nguyễn Thành Nhân, Lương Như Hải, Trần Kim Liên, Nguyễn Quang Khải, Một số kết nghiên cứu chế tạo ứng dụng vật liệu cao su blend tính cao, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, 2011, 49 (6C), 66-71 56 [15] Thái Hoàng, Vật liệu Polyme Blend, Nhà xuất Khoa học Tự nhiên Công nghệ, 2012 [16] Shahed Taheri, Yones Hassani, Gity Mir Mohamad Sadeghi, Fathollah Moztarzadeh, Mei Chun Li Graft copolymerization of acrylic acid on to styrene butadiene rubber (SBR) to improve morphology and mechanical properties of SBR/polyurethane blend Journal of Applied polymer Science 2016, 133(29) [17] Tapan K et al Abrasion of high temperature conveyor belt compounds based on ethylene propylene diene and bromobutyl rubber blends Wear, Vol 128, 167 – 178 (1988) [18] T Sunil Jose et al On the Mechanical Properties of EPDM/CIIR Blends Cured with Reactive Phenolic Resin Int J of Polymeric Materials and polymeric Biomaterials, 488-497 (2010) [19] T Sunil Jose et al EPDM/CIIR Blends: Effect of EPDM Grade on Mechanical Properties Int J of Polymeric Materials and polymeric Biomaterials, Vol 56, 743 - 758 (2010) [20] N.A Darwish et al Effect of Bonding Systems and Antioxidants on the Adhesion Between EPDM Rubber and Polyester Fabric International Journal of Adhesion & Adhesives, Vol 29, 745–749 (2009) [21] Hewitt Peter A Ciullo; Norman (1999), The Rubber Formulary, Neyes Publications, Noyes Publications/William Andrew Publishing, LLC 13 Eaton Avenue, Norwich, New York, pp 764 [22] Nguyen Thanh Liem, Nguyen Pham Duy Linh, Nguyen Huy Tung, Bach Trong Phuc, Bui Chuong, Nguyen Thi Thuy, Study on the Influence of Processing Oil on the Physical Mechanical Properties and Adhesion of Ethylene Propylene Diene Monomer (EPDM) Rubbers to Polyester Fabrics, Natural Sciences and Technogy, Vol 36, No (2020) 77-84 [23] Phạm Như Hoàn, Nguyễn Việt Bắc Ứng dụng cao su thiên nhiên lỏng epoxy hoá làm chất tương hợp hệ cao su blend nitril cao su thiên nhiên Tạp chí Hố học 57 (6E12), 2019, 311 – 315 57 [24] Nguyen Viet Bac et al Synthesis and Application of Epoxidized Natura Rubber J of Macro Scie Part A, Vol 33, No 12 (2006) 58 ... Nghiên cứu chế tạo blend cao su EPDM với cao su tổng hợp (SBR, CIIR, BR) - Nghiên cứu ảnh hưởng số loại phụ gia đến tính chất lý tính chất nhiệt blend cao su EPDM với loại cao su tổng hợp HỌC... 32 3.1 Khảo sát tính chất lý tính chất nhiệt số loại cao su tổng hợp 32 3.1.1 Khảo sát tính chất lý loại cao su tổng hợp [16,17] 32 3.2 Nghiên cứu chế tạo blend lớp cao su EPDM 5260Q/SBR... vật liệu cao su chịu nhiệt lớn, song chưa quan tâm nghiên cứu, chế tạo Chính vậy, việc thực đề tài: ? ?Nghiên cứu chế tạo khảo sát tính chất nhiệt blend cao su EPDM với số loại cao su tổng hợp? ?? khơng