A 92 của vật liệu
3.9.nghĩa khoa học và thực tiễn của kết quả nghiên cứu
Nghiên cứu chế tạo và ứng dụng vật liệu cao su blend nói chung là lĩnh vực nghiên cứu lý thú và hiệu quả cao vì nó có ưu thế sử dụng vật liệu và công nghệ sẵn có. Chính vì vậy trong những năm qua nhiều nhà khoa học cũng như sản xuất
a b
trên thế giới tập trung nghiên cứu, ứng dụng loại vật liệu này. Riêng ở Việt Nam, một nước xuất khẩu cao su thiên nhiên nguyên liệu mà vẫn đang còn phải nhập các sản phẩm cao su kỹ thuật với giá cao thì luận án với nội dung nghiên cứu chế tạo vật liệu cao su blend bền môi trường và dầu mỡ và triển khai ứng dụng trong thực tế, thông qua đó góp phần làm giảm việc nhập khẩu các sản phẩm cao su kỹ thuật, tiết kiệm được ngoại tệ, tạo thêm công ăn việc làm cho người lao động. Chính vì vậy kết quả nghiên cứu thu được không chỉ có ý nghĩa khoa học, giá trị thực tiễn mà còn có ý nghĩa xã hội to lớn. KẾT LUẬN CHUNG
Từ những kết quả nghiên cứu thu được cho thấy rằng:
1. Vật liệu cao su blend NBR/PVC có khả năng tương hợp với nhau, đặc biệt ở hàm lượng PVC ≤ 30% so với tổng lượng polyme, trong khi hệ blend
NBR/CR lại tương hợp (phần nào) ở tỷ lệ 50/50 còn hệ blend CR/PVC lại kém tương hợp. Chính vì vậy hệ blend NBR/PVC cũng như NBR/CR ở vùng tương hợp có cấu trúc chặt chẽ và do vậy có tính năng cơ lý, kỹ thuật cao, bền dầu mỡ và môi trường (thời tiết) hơn hẳn ở các tỷ lệ khác.
2. Vật liệu cao su blend 3 cấu tử NBR/CR/PVC thu được trên cơ sở hệ blend 2 cấu tử NBR/CR tỷ lệ 50/50 biến tính với 20% PVC tương ứng với hệ (NBR/CR)/PVC ở tỷ lệ 80/20 (NBR/CR/PVC với tỷ lệ 40/40/20) có tính năng cơ lý tốt hơn ở các tỷ lệ khác (độ bền kéo đứt đạt 23,23 MPa, độ dãn dài khi đứt đạt 436% và độ cứng đạt 71,5 Shore A), bền môi trường và dầu mỡ, đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật để chế tạo các sản phẩm ứng dụng trong ngành điện.
3. Đã khẳng định được vai trò làm tương hợp của chất biến đổi cấu trúc DLH (nhựa phenol - formaldehyt biến tính dầu vỏ hạt điều) trong hệ blend NBR/CR cũng như NBR/CR/PVC. Việc sử dụng 1% chất DLH vào trong các hệ blend đã làm cho vật liệu có cấu trúc đều đặn và chặt chẽ hơn, tính chất cơ lý của vật liệu được cải thiện (độ bền kéo đứt tăng 6 12,5 % tùy từng hệ cụ thể), khả năng bền dầu mỡ, môi trường (thời tiết) tốt hơn so với hệ blend không sử dụng chất tương hợp.
4. Bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm, khảo sát phần cục bộ của biểu đồ thành phần – tính chất theo kế hoạch Mc Lean – Anderson đã xác định được tỷ lệ tối ưu để chế tạo vật liệu blend 3 cấu tử NBR/CR/PVC là 44/40/16 (độ bền kéo đứt cực đại ŷmax=22,606 MPa), đồng thời cũng xác định được các vùng tối ưu cho phép chế tạo được vật liệu blend có tính năng cơ lý, kỹ thuật đạt yêu cầu (độ bền kéo y ≥ 22 MPa). Việc kiểm tra kết quả tính toán theo phương pháp quy hoạch bằng thực nghiệm đã chứng tỏ mô hình lý thuyết phù hợp với thực tế và khẳng định độ tin cậy của những kết quả thực nghiệm thu được.
5. Trong 4 loại cao su blend nghiên cứu, chỉ có blend CR/PVC có tính năng cơ lý thấp, 3 loại cao su blend còn lại đều có tính năng cơ lý tốt hơn (khi chưa
sử dụng chất tương hợp độ bền kéo đứt của hệ NBR/PVC đạt tới 25,39 MPa, hệ NBR/CR đạt tới 21,56 MPa và đạt 23,23 MPa đối với hệ NBR/CR/PVC), bền dầu mỡ đáp ứng yêu cầu chế tạo các loại sản phẩm cao su kỹ thuật bền dầu mỡ và môi trường nói chung. Tuy nhiên, mỗi loại có ưu thế riêng như sau:
- Về tính năng cơ lý thì blend NBR/PVC > NBR/CR/PVC > NBR/CR - Về độ bền thời tiết NBR/CR tương đương NBR/CR/PVC;
- Về giá thành thì blend NBR/PVC rẻ hơn NBR/CR/PVC và NBR/CR có giá thành cao nhất.
Trong thực tế, tùy theo yêu cầu sử dụng cụ thể có thể lựa chọn loại cao su blend phù hợp để mang lại hiệu quả cao nhất cả về kinh tế, kỹ thuật.
6. Vật liệu cao su blend 3 cấu tử NBR/CR/PVC và blend NBR/PVC đã được ứng dụng để chế tạo các loại gioăng đệm cho máy biến thế, một sản phẩm cao su kỹ thuật vừa có yêu cầu bền dầu (dầu biến thế) và thời tiết cao. Công nghệ này đã được chuyển giao cho HTX Cao su Tháng 5 (Hà Nội). Đơn vị này đã sản xuất và cung cấp sản phẩm cho nhiều cơ sở chế tạo máy biến thế trong nước.
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ
1. Do Quang Khang, Tran Kim Lien, Luong Nhu Hai, Do Quang Minh, Preparation And Properties Of Rubber Blends Based On Nitrile Butadiene Rubber And Chloroprene Rubber, International Scientific Conference on
“Chemistry for Development and Integration”, 2008, 960 – 968, Hanoi.
2. Trần Kim Liên, Phạm Thế Trinh, Đỗ Quang Kháng, Cao su blend
– Tình hình nghiên cứu và ứng dụng ở Việt Nam, Tạp chí Công nghiệp hóa chất, 2009, số 9, 7 – 10.
3. Trần Kim Liên, Lương Như Hải, Phạm Thế Trinh, Nguyễn Quang
Khải, Đỗ Quang Minh, Đỗ Quang Kháng, Ảnh hưởng của chất biến đổi cấu trúc tới tính chất cơ lý của blend trên cơ sở cao su nitril butadien và cao su cloropren,
Tạp chí Hóa học, 2010, 48 (1), 56 – 60. 4. Trần Kim Liên, Lương Như Hải, Đỗ Quang Minh, Đỗ Quang
Kháng, Ảnh hưởng tỷ lệ cấu tử tới cấu trúc, tính chất của blend trên cơ sở cao su nitril butadien và cao su cloropren, Tạp chí Hóa học, 2010, 48 (2), 222 – 227.
5. Đỗ Quang Kháng, Lương Như Hải, Trần Kim Liên, Phạm Quang Huy, Phạm Anh Dũng, Nguyễn Mạnh Cường, Một số kết quả nghiên cứu chế tạo và ứng dụng vật liệu cao su blend, Tạp chí Hóa học, 2010, 48 (4A), 370 – 375.
6. Trần Kim Liên, Đỗ Thị Tố Uyên, Lương Như Hải, Nguyễn
Quang Khải, Đỗ Quang Kháng, Nghiên cứu chế tạo vật liệu blend ba cấu tử trên cơ sở cao su nitril butadien, cao su cloropren và polyvinylclorua, Tạp chí Hóa học, 2011, 49 (3), 380 – 384. 7. Đỗ Quang Kháng, Nguyễn Thành Nhân, Lương Như Hải, Trần
chế tạo và ứng dụng vật liệu cao su blend tính năng cao, Tạp chí Khoa học và Công nghệ, 2011, 49 (6C), 71–76. 8. Trần Kim Liên, Phạm Hồng Hải, Đỗ Quang Kháng, Áp dụng
phương pháp quy hoạch thực nghiệm trong nghiên cứu chế tạo vật liệu blend ba cấu tử trên cơ sở NBR-CR-PVC, Tạp chí Khoa học và Công nghệ, 2011, 49 (6) (đã nhận đăng).
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. C. Koning, M. Van Duin, C. Pagnoulle, R. Jerome, Strategies for Compatibilization of Polymer Blend, Progress in Polymer Science, 1998, 23
(4), 707 – 757.
2. L. A. Utracki, Polymer Alloys and Blends, Hanser Publisher,
MunichVienna-New York, 1991, 1 – 130.
3. Nguyễn Việt Bắc, Những xu hướng phát triển cao su và blend cao su đến năm 2010, Tạp chí Hóa học, 2001, 39 (4B), 1 – 9.
4. Đỗ Quang Kháng, Đỗ Trường Thiện, Nguyễn Văn Khôi, Vật liệu tổ hợp polyme – những ưu điểm và ứng dụng, Tạp chí hoạt động khoa học, 1995,
10, 37 – 41.
5. L. A. Utracki, Polymer Alloys and Blends, Hanser Press, New York, 1990. 6. B. Jungnickel, Polymer Blends, Carl Hanser Verlag, Muenchen, Wien,
1990,
3 – 8.
7. Dryodhan Mangaraj, Elastomer Blends, Rubber Chemistry and Technology,
2002, 75(3), 365 – 428.
8. Lloyd M. Robeson, Polymer Blends,Hanser Verlag, 2007.
9. D. R. Paul, Polymer Blend, 1,2, Academic Press, New York, San Francisco,
1978, London.
10. D. R. Paul, Polymer Blends and Mixtures (Walsh, D. P., Higgins, J. S., Maconnachie, A. ed.), Dordrecht, 1985.
11. S. George, K.T. Varughese, S. Thomas, “Thermal and crystallisation behaviour of isotactic polypropylene/nitril rubber blend”, Polymer, 2000,
41, 5485 – 5503.
12. M. H. Youssef, Temperature dependence of the degree of compatibility in SBR/NBR blends by ultrasonic attenuation measurements: influence of unsutaruted polyester additive, Polymer, 2001, 42 (25), 10055 – 10062.
13. O. Olabisi, L.M. Robeson, M. T. Shaw, Polymer-Polymer Miscibility,
Academic Press, New York, 1979.
14. J. Noolandi, K. M. Hong, Interfacial Properties of Immiscible Homopolymer Blends in the Presence of Block Copolymers, Macromolecules, 1982, 15 (2), 482 – 492.
15. J. Noolandi, K. M. Hong, Effect of Block Copolymer at a Demixed Homopolymer Interface, Macromolecules, 1984, 17 (8), 1531 – 1537.
16. Thái Hoàng, Các biện pháp tăng cường sự tương hợp của các polyme trong polyme tổ hợp, Trung tâm KHTN&CNQG-Trung tâm Thông tin tư liệu,
2001,
Hà Nội.
17. J. George, L. Prasannakumari, P. Koshy, K. T. Varughese, S. Thomas, Tensile Impact Strength of blend of high-Density polyethylene and Acrylonitrile-butadiene Rubber. Effect of Blend Ratio and Compatibilization, Polymer – Plastics Technology and Engineering, 1995,
34 (4), 561 – 579. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
18. L. A. Utracki, Compatibilization of Polymer blends, The Canadian Journal
of Chemical Engineering, 2002, 80, 1008 – 1016.
19. Palanisamy Arjunan, Compatibilization of elastomer blends, United States Patent 5,352,739, 1994.
20. D. R. Paul, Thermoplastic Elastomers. A Comprehensive Review (Legge, N. R., Holden, G., Schoeder, H. E. ed.), Hanser, Muenich, 1987.
21. Chu Chiến Hữu, Nguyễn Việt Bắc (2001), Nghiên cứu blend trên cơ sở nhựa PVC và cao su tự nhiên epoxy hóa có 50% nhóm epoxy, Tạp chí Hóa học, 2001,
39 (4B), 69 – 73.
22. Chu Chiến Hữu (2005), Nghiên cứu chế tạo vật liệu bend trên cơ sở cao su
thiên nhiên epoxy hóa với nhựa polyvinyl clorua và cao su cloropren, Luận
án Tiến sĩ Hóa học, Trung tâm khoa học kỹ thuật & công nghệ quân sự, Bộ
Quốc phòng, 2005, Hà Nội.
23. L.A. Utracki, Commercial Polymer Blends, Chapman and Hall, 1998,
London.
24. Đỗ Quang Kháng, Lương Như Hải, Ngô Kế Thế, Nguyễn Quang, Phạm Anh Dũng, Nguyễn Mạnh Cường, Phạm Quang Huy và Trần Thị Kim Thanh, Một số kết quả nghiên cứu chế tạo và ứng dụng vật liệu cao su blend, Tuyển
tập báo cáo hội thảo về vật liệu polyme và compozit, 2008, 72 – 79, Hà Nội.
25. Đỗ Quang Kháng, Nguyễn Văn Khôi, Nguyễn Quang; Một số kết quả nghiên cứu biến tính cao su tự nhiên Việt Nam bằng polyetylen tỷ trọng thấp, Tuyển
tập báo cáo hội nghị Hóa học toàn quốc lần thứ 3, 1998, 1, 332 – 335, Hà
Nội.
26. Nguyễn Việt Bắc, Nghiên cứu, chế biến và sử dụng vật liệu cao su ở Việt
Nam, Tuyển tập báo cáo tại Hội thảo đánh giá tác động hội nhập sau hai
năm gia nhập WTO đối với nền kinh tế Việt Nam, 2008, Hà Nội.
27. Nguyễn Thành Nhân và các đồng tác giả, Nghiên cứu chế tạo vật liệu cao su blend chống cháy và các kết cấu cứu hộ hỏa hoạn khẩn cấp cho nhà cao tầng”, Báo cáo tổng kết đề tài cấp Nhà nước KC.02.24, 2006, Thành phố Hồ Chí Minh.
28. Nguyễn Quang, Đỗ Quang Kháng, Nguyễn Văn Khôi, Phạm Anh Dũng, Lê Thị Mỹ Hạnh, Ảnh hưởng của công nghệ trộn hợp đến cấu tạo và tính chất của vật liệu cao su thiên nhiên tổ hợp với LDPE ứng dụng làm đệm chống va đập tàu biển, Hội thảo vật liệu polyme và composite, 2001, 95 – 102, Hà Nội.
29. Đỗ Quang Kháng và các đồng tác giả, Ảnh hưởng của chất biến đổi cấu trúc tới cấu trúc, tính chất của vật liệu tổ hợp từ cao su thiên nhiên và polyetylen,
Tạp chí Hóa học, 2000, 38 (1), 59 – 63.
30. Ngô Thế Kế, Đỗ Quang Kháng, Trần Vĩnh Diệu, Biến tính cao su thiên nhiên bằng cao su nitril butadien”, Tạp chí Hóa học, 2002, 40, số đặc biệt, 158 – 164.
31. Đỗ Quang Kháng, Vương Quốc Tuấn, Ngô Kế Thế, Biến tính cao su thiên nhiên bằng cao su styren – butadien, Tạp chí Hóa học, 2001, 39 (2), 87 – 92. 32. Đỗ Quang Kháng, Lương Như Hải và các đồng tác giả, Biến tính cao su thiên
nhiên bằng cao su cloropren, Tạp chí Hóa học, 2003, 41, số đặc biệt, 40 - 45.
33. Thái Hoàng, Nguyễn Phi Trung, Vũ Minh Đức, Chế tạo và nghiên cứu tính chất vật liệu blend polyvinylclorua-cao su butadien-acrylonitril có chất độn gia cường, Tạp chí Hóa học, 1997, 35 (3), 42 – 46.
34. Nguyễn Phi Trung, Trần Thanh Sơn, Nguyễn Thạc Kim, Hoàng Thị Ngọc Lân, Nguyễn Vũ Giang, Tính chất cơ lý, độ bền oxy hóa nhiệt của blend trên cơ sở polyvinylclorua và cao su butadien – acrylonitril, Tạp chí Khoa học và Công nghệ, 1999, 37 (3), 59 – 63.
35. Nguyễn Phi Trung, Trần Thanh Sơn, Nguyễn Thạc Kim, Nghiên cứu chế tạo và khảo sát tính chất của blend trên cơ sở polyvinylclorua/cao su butadien – acrylonitril chứa dioctylphtalat và CaCO3, Tạp chí Khoa học và công nghệ, (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
36. Nguyễn Thạc Kim, Nguyễn Phi Trung, Trần Thanh Sơn, Hoàng Thị Ngọc Lân, Nguyễn Vũ Giang, Trịnh Sơn Hà, Sử dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm khảo sát tính chất của blend cao su nhiệt dẻo PVC/CSBN chứa DOP, Tạp chí Hóa học, 2001, 39 (1), 9 – 13.
37. Nguyễn Phi Trung, Nghiên cứu chế tạo và khảo sát tính chất chịu oxy hóa nhiệt của blend polyvinylclorua/cao su butadien-acrylonitryl và polyvinylclorua/cao su butadien-acrylonitryl/cao su thiên nhiên, Luận án Tiến sỹ Hóa học, Viện Hóa học, Trung tâm khoa học tự nhiên và công nghệ quốc gia, 2003, Hà Nội.
38. Nguyễn Phi Trung, Thái Hoàng, Hoàng Thị Ngọc Lân, Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng các thành phần đến khả năng chảy nhớt, tính chất cơ lý của blend cao su nhiệt dẻo trên cơ sở PVC và bột NBR đã lưu hóa, chứa DOP, Tạp chí khoa học và công nghệ, 2005, 43 (2B), 170 – 175.
39. Nguyễn Phi Trung, Hoàng Thị Ngọc Lân, Nguyễn Thạc Kim, Đỗ Quang Thẩm, Nghiên cứu chế tạo blend trên cơ sở PVC và CSBN chứa DOP với pha CSBN được lưu hóa động, Tạp chí khoa học và công nghệ, 2004, 42 (2), 58 –
62.
40. Đỗ Quang Kháng, Nguyễn Phi Trung, Nghiên cứu chế tạo blend cao su nhiệt dẻo trên cơ sở polyvinylclorua và cao su nitril, Tạp chí Hóa học, 2005, 43
(3), 341 – 345.
41. Nguyễn Phi Trung, Thái Hoàng, Đỗ Quang Thẩm, Ảnh hưởng của hàm lượng NBR không lưu hóa và lưu hóa đến khả năng chảy nhớt, tính chất cơ lý của blend cao su nhiệt dẻo trên cơ sở PVC và NBR, chứa DOP, Tạp chí
khoa học và công nghệ, 2005, 43 (2B), 176 – 180.
42. Nguyễn Phi Trung, Hoàng Thị Ngọc Lân, Nghiên cứu tính chất của blend trên cơ sở polyvinylclorua, cao su butadien acrylonitryl và cao su tự nhiên
chế tạo bằng phương pháp nóng chảy kết hợp với cán trộn, Tạp chí Hóa học,
2005, 43 (1), 42 – 45.
43. Đỗ Quang Kháng và các đồng tác giả, Nghiên cứu chế tạo vật liệu cao su – nhựa blend chống cháy, Báo cáo tổng kết đề tài nhánh cấp Nhà nước, mã số: KC. 02.24.03, 2006, Hà Nội.
44. Trần Thị Thanh Vân, Nguyễn Phi Long, Một số tính chất của vật liệu Polyme trên cơ sở cao su EPDM và cao su silicon, Tạp chí Hóa học, 2009, 47 (4A), 748 – 752.
45. Lê Anh Tuấn, Tính chất của polyme blend cao su/nhựa nhiệt dẻo, Tạp chí Hóa học, 2002, 40 (4), 53 – 56.
46. Vũ Tuyên Hoàng, Hoàng Văn Phong, Hồ Uy Liêm, Hà Học Trạc, Khoa học và Công nghệ Việt Nam – các công trình và sản phẩm được giải thưởng Sáng tạo Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 2007, trang 349, 390, Hà Nội. 47. Ngô Phú Trù , Kỹ thuật gia công và chế biến cao su , Nhà xuất bản Đại học
Bách Khoa Hà Nội, 1995.
48. Thông tin Kinh tế và Công nghệ Công nghiệp Hóa chất, Cao su tổng hợp,
Trung tâm Thông tin KHKT Hóa chất - Tập đoàn Hóa chất Việt Nam, 2010,
số 3.
49. www.ebook.edu.vn/sản xuất cao su kỹ thuật. 50. www.caosuviet.vn/sản phẩm cao su.
51. www.vinachem.com.vn/xuất bản phẩm/cao su tổng hợp.
52. www.merl-ltd.co.uk, Rubber Selection – A Guide to Outline Properties – 2003.
53. www.britanica, Britanica Encyclopedia – 2009 Synthetic Rubber. 54. www.iisrp.com/synthetic-rubber
55. www.lanxess.jp/lcs/endocumets, Lansexx 100 years Synthetic Rubber – 2009.
56. Richard B. Simpson, Rubber Basics, Publication by Rapra Technology Limited, 2002.
57. Andrew Ciesielski, An Introduction to Rubber Technology, Rapra Technology Limited, Shawbury, Shrewsbury, Shropshire SY4 4NR, United
Kingdom, 1999.