Để đánh giá khả năng bền nhiệt của vật liệu, chúng tôi sử dụng phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng (TGA). Dưới đây là giản đồ TGA của các mẫu vật liệu CSTN, cao su SBR, cao su blend CSTN/SBR và nanocompozit CSTN/SBR/nanosilica.
45
46
Hình 3.9. Biểu đồ phân tích nhiệt trọng lượng của mẫu cao su blend trên cơ sở CSTN/SBR
47
Hình 3.10. Biểu đồ phân tích nhiệt trọng lượng của mẫu cao su nanocompozit trên cơ sở blend CSTN/SBR/Nanosilica
48
Những kết quả phân tích biểu đồ trên được thể hiện trong bảng 3.3 dưới đây. Bảng 3.3. Kết quả phân tích TGA của các mẫu vật liệu
Mẫu vật liệu
Nhiệt độ bắt đầu phân hủy
(oC) Nhiệt độ phân hủy mạnh nhất (oC) Tổn hao khối lượng đến 600oC, [%] CSTN 267 352,54 98,792 SBR 370 435,93 98,675 CSTN/SBR 345 398,09 97,673 CSTN/SBR/nanosilica 355 406,61 96,03
Nhận thấy rằng, ở mẫu vật liệu CSTN có độ bền nhiệt thấp hơn cả (cả nhiệt độ bắt đầu phân hủy và nhiệt độ phân hủy mạnh nhất đều thấp nhất), trong khi mẫu vật liệu trên cơ sở SBR có độ bền nhiệt cao hơn cả (nhiệt độ bắt đầu phân hủy là 370oC, nhiệt độ phân hủy mạnh nhất 435,93oC). Mẫu vật liệu blend trên cơ sở CSTN/SBR có độ bền nhiệt nằm trong vùng giữa CSTN và SBR. Điều đó chứng tỏ hai cao su này phần nào tương hợp vào nhau. Khi có thêm 7% nanosilica, nhiệt độ bắt đầu phân hủy và nhiệt độ phân hủy mạnh nhất của vật liệu đều cao hơn hẳn so với blend CSTN/SBR, bên cạnh đó tổn hao khối lượng của vật liệu tới 600oC cũng nhỏ hơn các cao su và cao su blend. Những kết quả này một lần nữa đã khẳng định vật liệu cao su nanocompozit trên cơ sở CSTN/SBR và nanosilica có tính năng cơ lý, kỹ thuật cao hơn so với cao su blend trên cơ sở CSTN và SBR.
49
KẾT LUẬN
Bằng phương pháp trộn hợp ở trạng thái nóng chảy đã chế tạo ra vật liệu cao su nanocompozit trên cơ sở CSTN/SBR và nanosilica.
Hàm lượng nanosilica để chế tạo vật liệu nanocompozit trên cơ sở blend CSTN/SBR là 7%. Tại hàm lượng này, các hạt silica đã phân tán tới mức nano (dưới 100 nm), vật liệu có cấu trúc đều đặn, chặt chẽ hơn so với vật liệu blend CSTN/SBR (độ bền kéo đứt tăng 23%, độ dãn dài khi đứt tăng 6%, độ bền mài mòn tăng 25%), nhiệt độ bắt đầu phân hủy tăng 10oC, nhiệt độ phân hủy mạnh nhất tăng 8oC). Mặt khác, hệ số già của vật liệu cũng tăng lên.
Từ những kết quả nghiên cứu thu được cũng khẳng định rằng, chế tạo vật liệu cao su nanocompozit là một hướng nghiên cứu có hiệu quả để nâng cao tính năng cơ lý, kỹ thuật, mở rộng phạm vi ứng dụng theo vật liệu cao su.
50
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. http://vi.wikipedia.org/wiki/polyme_nanocompozit.
2. Hua Zou, Shishan Wu, Jian Shen: Polymer/Silica Nanocomposites- Preparation, Characterization, Properties, and Application, Chem.Rev,
Vol.108,3893-3597, (2008).
3. Đỗ Quang Kháng, Vật liệu polyme - quyển 2: Vật liệu polyme tính năng cao; NXB Khoa học tự nhiên và Công nghệ, Hà Nội tr 79-80, (2013).
4. Đỗ Quang Kháng, Nguyễn Văn Khôi, Đỗ Trường Thiện, Vật liệu tổ hợp polyme và ứng dụng, Tạp chí hoạt động khoa học, số 10, tr 37-41, (1995). 5. Đỗ Quang Kháng, Cao su-Cao su blend và ứng dụng; NXB Khoa học tự
nhiên và Công nghệ, 2012.
6. Thái Hoàng, Vật liệu polyme blend, NXB Khoa học tự nhiên và Công nghệ, Hà Nội, (2011).
7. Ngô Phú Trù, Kỹ thuật chế biến và gia công cao su, NXB Đại học Bách khoa Hà Nội, (1995).
8. Hoàng Nhâm, Hóa học vô cơ tập 2, NXB Giáo dục Hà Nội, tr134, (2000). 9. Đỗ Quang Kháng, Lương Như Hải, Vũ Ngọc Phan, Hồ Hoài Thu, Một số
kết quả nghiên cứu chế tạo vật liệu cao su thiên nhiên clay nanocompozit, Tạp chí Hóa học, tập 45, số 1, Tr. 72-76 (2007).
10. Đặng Việt Hưng, Bùi Chương, Phạm Thương Giang, Sử dụng TESPT làm chất độn gia cường cho hỗn hợp cao su thiên nhiên-butadien, Tạp chí Hóa học, tập 45, Số 5A, Tr. 67-77,(2007).
11. Đặng Việt Hưng, Nghiên cứu chế tạo vật liệu polyme nanocompozit trên cơ sở cao su tự nhiên và chất độn nano, Luận án tiến sỹ hóa học, Hà Nội, (2010). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
51
12. Hoàng Tuấn Hưng, Nghiên cứu chế tạo và tính chất của vật liệu nanocompozit trên cơ sở một số polyme blend và nanoclay, Luận án tiến sỹ hóa học, Hà Nội, (2012).
13. Lê Văn Thụ, Chế tạo, nghiên cứu tính chất và khả năng chống đạn của vật liệu tổ hợp sợi carbon, ống carbon nano với sợi tổng hợp, Luận án tiến sỹ hóa học, Hà Nội, (2011).
14. Đỗ Quang Kháng, Vật liệu polyme bend - quyển 1: Vật liệu polyme cơ sở, NXB Khoa học tự nhiên và Công nghệ, (2013).
15. http://Vi.wikipedia.org/wiki/polyme_nanocompozit. 16. http://www.rubberimpex.com.