5 Tiến độ và trình bày báo cáo
3.3.3 Nhận xét chung về hệ thăm dò
Hai hệ cao su NR và NBR có đặc tính khác nhau phù hợp cho những loại sản phẩm khác nhau. Ảnh hưởng của hàm lượng PR đến tính chất của các blend cũng khác nhau. Các tính chất đã được thăm dò cho các hệ blend được tổng hợp trong bảng 3.16 sau:
Bảng 3.16 Tổng hợp các tính chất của hệ thăm dò NR
Tính chất Mô tả/so sánh Ghi chú
Cơ lý
Kéo đứt D2>D4, D5 >D3>D1 D1 đường xu hướng dốc Dãn dài D2>D4, D5 >D3>D1 D1 đường xu hướng rất dốc Độ cứng PR làm tăng sự mềm dẻo của blend,
độ cứng của blend giảm mD1 có ẫu khác độ cứng cao hơn các
Trương nở
Trương nở trong nước D1>D4, D5>D3>D2 Tăng theo hàm mũ
Chế độ lưu hoá
Moment Max Tăng PR làm moment giảm Độ dốc D3>D1>D4>D2>D5
Độ nhớt giảm khi lưu biến Thời gian đạt Moment
Max
Tăng PR làm tc90 tăng
Hình thái pha Chất trợ tương hợp cải thiện phân bố pha của hai cấu tử chính là cao su NR và PR. Blend chứa NR-AM cho hình thái pha đều đặn hơn
Quan sát thấy “liên kết” trong mẫu blend chứa NR maleic
Bảng 3.17 Tổng hợp các tính chất của hệ thăm dò NBR
Tính chất Mô tả/so sánh Ghi chú
Cơ lý
Kéo đứt E3>E4, E5>E2>E1 Dãn dài E3>E4, E5>E2>E1
Độ cứng PR làm gia tăng độ cứng của mẫu thử của các blend
Khác với blend NR
Trương nở
Trương nở trong nước PR làm gia tăng mức trương nở E3 có giá trị nhỏ hơn Trương nở trong dầu E4>E5,E1>E2>E3; Giá trị tuyệt đối
của trương nờ nhỏ
E3 có giá trị nhỏ nhất
Chế độ lưu hoá
Moment Max Tăng PR làm moment giảm nhẹ.
E1>E2>E3,E4,E5 Tuynhẹ khi lến tính; ưu biĐộến nhớt giảm Thời gian đạt Moment
Max tc90
E5>E3>E4>E2>E1 Tăng PR làm tc90 tăng
Tuyến tính
Hình thái pha Các chất trợ tương hợp thêm vào cải thiện phân bố pha của hai cấu tử chính là cao su NBR và PR. Blend chứa dầu hạt điều cho hình thái pha đều đặn hơn
Quan sát thấy “liên kết” trong mẫu blend chứa dầu hạt điều
• Cơ chế trợ tương hợp trong blend NR
Trong các thử nghiệm trên, blend NR thể hiện tính cơ lý tốt khi thêm trợ tương hợp là cao su NR maleic hoá. Như vậy trong trường hợp này cơ chế được giải thích bởi chính bản chất của quá trình tạo nên cao su NR maleic với phản ứng đặc trưng là Diel-Alder.
Ví dụ kinh điển của phản ứng Diel-Alder là: C H2 C H2 + O O O C H C H C H C H O O O B u ta d ie n -1 ,3 (c o n o i d o i lie n h o p ) M a le ic h lh y d rid
Alhydrid maleic có thể phản ứng với benzen với xúc tác clorua nhôm:
+ O O O C CH O C H C OH O AlCl3
- Khi các loại dầu, hoặc monome có nối đôi liên hợp thì phản ứng với MA có thể xảy ra ở nhiệt độ khá thấp (khoảng 100oC – phản ứng Diel-Alder)
- Đối với các chất có nối đôi cô lập (hoặc nhiều nối đôi cô lập như cao su thiên nhiên, ..) AM sẽ cộng hợp vào vị trí α trên mạch và dịch chuyển nối đôi.
Như vậy trong trường hợp maleic hoá cao su NR phản ứng có thể sảy ra như sau:
CH2 C CH CH2 C H3 C H3 C CH CH2 CH2 α
(Hai mat cua caosu NR)
+ O C H C H O O 150 -155 °C CH C CH CH2 C H3 C H3 CH CH2 C CH2 C H C H2 O O O α
Khi maleic hoá, phân tử cao su sẽ có đoạn rất phân cực, đoạn này sẽ thân thiện” với phân tử PR (cũng rất phân cực). Còn phần còn lại có cấu trúc của cao su NR” sẽ “thân thiện” với cao su. Như vậy sản phẩm cao su maleic hoá chính là chất trợ tương hợp cho hệ blend cao su NR – PR. Bản chất của quá trình trợ tương hợp này là quá trình Tương hợp không phản ứng [106] [68] [57] [97] [99].
• Cơ chế trợ tương hợp trong blend NBR
Thử nghiệm với blend NBR, trong các trợ tương hợp dầu hạt điều cho tính cơ lý tốt hơn cả. Dầu vỏ hạt điều sau khi xử lý nhiệt (decacboxyl hóa) có thành phần chủ yếu cardanol
- Mạch nhánh hydrocacbon R có công thức: R = C15H31 – n
dầu vỏ hạt điều có số liên kết đôi trung bình 1,67
- Dầu vỏ hạt điều có thành phần chủ yếu là cardanol nên tính chất dầu cũng là tính chất của cardanol.
- Cardanol là alkyl phenol nên vừa có tính chất của một phenol vừa có khả năng phản ứng của nối đôi ở mạch nhánh R [86].
- Trong trường hợp có mặt chất thải polymer cảm quang ở blend có thể xảy ra phản ứng thế hydro linh động trong nhóm OH:
OH R + R1COOR2 (Acrylat trong PR) O C O R R1 + R2-OH (Cacdanol)
Phản ứng đồng trùng hợp với các hợp chất chứa các liên kết đôi như: cao su các monome, như styren, acrylat…các loại dầu béo không no như dầu trẩu, dầu lanh…
CH CH + CH CH OH R' R'' C C* H R'' OH R' C C* H H H (R)
Phản ứng có thể xảy ra ở 140 oC theo cơ chế gốc tự do. Trở lại với blend cao su NBR, như vậy quá trình trợ tương hợp có thể gán cho cơ chếTương hợp phản ứng [7] [16] [17] [52].