Cấu trúc hình thái của vật liệu được nghiên cứu bằng kính hiển vi điện tử
quét. Các hình dưới đây là ảnh chụp SEM bề mặt gãy của một số mẫu vật liệu tiêu biểu.
Hình 3.9: Ảnh SEM bề mặt gãy mẫu cao su blend EPDM/BR (70/30)
Hình 3.10: Ảnh SEM bề mặt gãy mẫu cao su blend EPDM/BR/VLP (70/30/1) Nhận thấy rằng, ở mẫu cao su blend EPDM/BR trên bề mặt gãy của vật liệu có cấu trúc thô ráp, có các vết lõm sâu. Trong khi đó bề mặt gãy ở mẫu
blend EPDM/BR có 1% VLP có cấu trúc đều đặn, chặt chẽ hơn, khả năng bám dính giữa hai cao su được cải thiện đáng kể. Chính vì vậy, vật liệu blend EPDM/BR có VLP có tính chất cơ học cao hơn hẳn.
3.1.4. Anh hưởng của quá trình biến tính tới tính chất nhiệt của vật liệu
Tính chất nhiệt của vật liệu được nghiên cún bằng phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng (TGA) thực hiện trên máy phân tích nhiệt DTG-60H của hãng Shimadzu (Nhật Bản) với tốc độ nâng nhiệt là 10°c/phút trong môi trường không khí. Ket quả thu được, được trình bày trên các hình 3.11 đến hình 3.14.
D rTG A m g m in T G A °/o D TA uV 0.00- -2.0 0- -4.00- -6.00- -8.0 0-
Hình 3.1 ì: Biểu đồ TGA mẫu cao su EPDM
DrTGA mg min O.OOr -4.00* -8.00 -I2.00Ị- -16.00; -20.0(1 ì D rTG A mg min 0.00 -2.0 0- -4.00; -6.00 -8.0 0- TGA ° Ò 150.00- 100.00- 50.00- 0.00- -50.00- -100.00- DTA uV - 800.00 600.00 400.00 200.00 - 0 . 0 0 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 Time [min]
Hình 3.12: Biểu đồ TGA mẫu cao su BR
TG A °/o D TAuV 500.00 400.00 300.00 200.00 100.00 0.00 Time [min]
Hình 3.13: Biểu đồ TGA mẫu cao su EPDM/BR (70/30)
DrTCi.A TCÌA D TA m gmin °0 u V 800.00 600.00 400.00 200.00 0.00 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 Tim e (niinj
Hình 3.14. Giản đồ TGA mẫu cao su EPDM/BR/VLP (70/30/1)
Bảng 3.1: Ảnh hưởng của quá trình biến tính tới khả năng bền nhiệt của vật liệu
Vật liệu Nhiệt độ phân hủy
mạnh nhất (°C)
Tôn hao khôi lượng tới 600 °c (%)
EPDM 436,97 99,961
BR 476,85 99,237
EPDM/BR (70/30) 452,79 và 475,62 99,810
EPDM/BR/VLP (70/30/1) 458,52 99,222
Nhận thấy rằng, EPDM có độ bền nhiệt thấp hon BR (thể hiện ở phân hủy mạnh nhất). Khi biến tính với BR, nhiệt độ phân hủy mạnh nhất của vật liệu đều tăng lên. Mầu blend EPDM/BR xuất hiện 2 pic nhiệt độ phân hủy mạnh nhất ở 452,79 và 475,62. Vật liệu blend này khi có thêm 1% chất làm tương hợp VLP, nhiệt độ phân hủy mạnh nhất của vật liệu chỉ còn một pic ở 458,52°c. Điều đó chứng tỏ chất tương họp VLP đã làm tăng khả năng tương họp cho cao su EPDM và BR. Do vậy, với sự có mặt của VLP đã nâng cao khả năng bền nhiệt cũng như tính chất cơ học của vật liệu.
0.00 150.00- -2.00 100.00- -4 0 0 - 50.00- o.oc- -50.00- -10.00 _1 n n A T _
KẾT LUẬN
Từ những kết quả nghiên cứu thu được cho thấy rằng:
- EPDM/BR là hai polyme ít tương họp nhau, song ở tỷ lệ EPDM/BR (70/30) các cấu tử này có khả năng hòa trộn tốt với nhau hơn cả. Mặt khác, tác dụng đồng khâu mạch với DCP đã làm tăng khả năng tương họp cho vật liệu.
- Vật liệu blend EPDM/BR có tính chất cơ học, độ bền nhiệt cao hơn cao su EPDM. Đặc biệt blend EPDM/BR (70/30) có thêm 1% VLP, các tính năng này của vật liệu được cải thiện đáng kể.
- Việc biến tính EPDM bằng BR ngoài việc tăng cường tính chất cơ học, độ bền nhiệt mà còn làm giảm giá thành cho vật liệu (BR có giá thấp hơn so với EPDM). Do vậy, kết quả này còn có khả năng mở ra triển vọng ứng dụng trong thực tế của vật liệu này.
TÀI LIỆU TH A M K H ẢO
1. Hoàng Hải Hiền, Nghiên cứu chế tạo các blend trên cơ sở cao su thiên nhiên, Luận án tiến sĩ Hóa Học, Trường Đại học Vinh, 2014.
2. Thái Hoàng, Vật liệu polyme blend, Nhà xuất bản Khoa học Tự nhiên và Công Nghệ, 2011.
3. Thái Hoàng, Các biện pháp tăng cườìĩg sự tương hợp của các polyme trong tổ họp, Trung tâm KHTN &CNQG- Trung tâm thông tin tư liệu, Hà Nội,
2001.
4. Đỗ Quang Kháng, Nguyễn Văn Khôi, Đỗ Trường Thiện, Vật liệu tổ hợp polyme- những iru điềm và ứng dụng, Tạp chí hoạt động khoa học, số 10,
trang 37- 41,1995.
5. Nguyễn Phi Trung, Trần Thanh Sơn, Nguyễn Thạc Kim, Hoàng Thị Ngọc Lân, Tạp chí Khoa học và Công nghệ, Tập 37 (3), trang 59- 63,1990.
6. B. Jungnickel, Polymer Blends, Carl Hanser Verlag, Muenchen, Wien, 3- 8,1990.
7. C. Koning, M. Van Duin, C. Pagnoulle, R. Jerome, Straegies for Compatibilization of Polymer Blend, Progress in Polymer Science, 23 (4), p. 707-757,1998.
8. Dryodhan Mangaraj, Elastomer Blends, Rubber Chemistry and Technology, 2002, 75(3), 365- 428.
9. D. R. Paul, Polymer Blend, 1, 2, Academic Press, New York, San Francisco, 1987, London.
10. D. R. Paul, Polymer Blends and Mixtures (Walsh, D. p, Higgins, J. s, Maconnachic, A.ed.), Dordrecht, 1985.
11. G. Holden, N. R. Legge, R. Quirk, H. Eschroeder, Thermoplastic Elastomer, Hanser Publisher, 2nd Edition, Munich Vienna New York, p. 369- 370,1996.
12. I. Fanta, Elastome and rubber compounding material, Amsterdam- Oxford- New York- Tokyo, p. 138- 139,1989.
13. Jin Hwan Go, Chang Sik Ha, Effect of a compatibilizer on the properties of EPDM/BR blend, Korea Polymer Journal, 3(1), 25-34, 1995.
14. 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.
15. J. Noolandi, K. M. Hong, Interfacial Properties of Immiscible Homopolymer Blends in the Presence of Block Copolymers,
Macromolecules, 1982, 15 (2), 482- 492.
16. J. Noolandi, K. M. Hong, Effect of Block Copolymer at a Demixed Homopolymer Interface, Macromolecules, 1984, 17 (8), 1531- 1537.
17. J. P. Arlie, Synthetic Rubbers, 2nd, Edition, Edition technip 27 Rueginoux 75737 pari calex 15 technip, p. 45- 54,1993.
18. L. A. Utracki, Polymer Alloys and Blends, Hanser Press, New York,
1990.
19. L. A. Utracki, Compatibilization of Polymer blends, The Canadian Journal o f Chemical Engineering, 2002, 80, 1008-1016.
20. Lloyd M. Robeson, Polymer Blends, Hanser Verlag, 2007.
21. 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.