1. TỔNG QUAN
1.3.1.Cao su tự nhiên lỏng epoxy hoá
Cao su tự nhiên là một trong những sản phẩm kinh tế quan trọng của Việt Nam, chúng được sử dụng chủ yếu để sản xuất săm lốp, các sản phẩm đúc…Mặc dù cao su tự nhiên cân bằng tốt các tính chất vật lý như độ bền cơ học, bền mỏi, giảm rung [4], đa số ứng dụng của cao su tự nhiên bị giới hạn do tính ổn định thấp với nhiệt, khí oxy, ánh sáng và có khả năng hoà tan cao trong đa số các loại dung môi ưa nước, kỵ
nước. Biến tính hoá học được thực hiện nhằm mở rộng khả năng, phạm vi ứng dụng và nâng cao giá trị sử dụng của cao su tự nhiên. Trong số đó, biến đổi hoá học thành công nhất là epoxy hoá cao su tự nhiên bằng cách gắn nguyên tử oxy vào liên kết C=C [4]. Cao su tự nhiên epoxy hoá có khả năng bền dung môi cao, chống thấm khí [2, 72]. Điều chế cao su tự nhiên lỏng epoxy hóa được thực hiện trong dung dịch hoặc trong latex cao su tự nhiên với việc sử dụng các peaxit hữu cơ riêng rẽ như axit peraxetic, axit performic, axit 3-clo pebenzoic (xem hình 1.9) hoặc các peaxit hữu cơ được hình thành in situ từ hỗn hợp hiđropeoxit (H2O2) và các axit hữu cơ tương ứng [73].
RCOOH H2O2 RCOOOH H2O
RCOOOH
O
RCOOH
Hình 1.9: Phản ứng epoxy hoá cao su tự nhiên bởi axit hữu cơ và H2O2 [73]
Do có nhóm epoxy trong phân tử nên cao su tự nhiên epoxy hoá có khả năng mở rộng mạch bằng phản ứng với các hợp chất có nhóm chức khác để tạo thành hợp chất mới.
Cao su tự nhiên epoxy hoá có thể tương hợp dễ dàng với nhựa melamin formandehit butyl hoá, nhựa phenolfomandehit, polyeste no và không no, polyacrylonitril và nhiều nhựa tổng hợp khác và được dùng chế sơn, vecni, keo dán [1].
Cao su tự nhiên epoxy hoá có khả năng khâu mạch với các tác nhân khâu mạch của nhựa epoxy thông thường [1] tạo màng bám dính tốt, được dùng để gắn, dán các vật liệu kim loại, gỗ, thuỷ tinh, chất dẻo và nhiều vật liệu khác. Cao su tự nhiên lỏng epoxy hoá sau khi lưu hoá có độ bền kéo đứt, độ bền va đập cao nhưng lại có độ biến dạng dư sau khi chịu nén lớn và độ bền mỏi kém [72].
Do chứa nhóm epoxy và liên kết đôi trong mạch mà cao su tự nhiên epoxy có thể được sử dụng để biến tính các polyme chứa nhóm chức epoxy, hydroxyl, cacboxyl.
S. K. Tan và đồng nghiệp [94] đã so sánh ảnh hưởng của cao su tự nhiên và cao su tự nhiên lỏng epoxy hoá tới tính chất cơ học của nhựa epoxy Epikote 828 đóng rắn bằng Jeffamin polyoxypropylendiamin D230. Kết quả chỉ ra rằng bằng việc thêm pha cao su đã giúp cải thiện tính dai của nhựa epoxy. Vật liệu compozit chứa 3%
ENR đạt được độ bền uốn và độ bền va đập cao nhất. Phân tích cơ nhiệt động DMTA chỉ ra rằng mẫu nhựa epoxy biến tính với cao su có nhiệt độ thuỷ tinh hoá chuyển dịch về phía nhiệt độ thấp hơn.
Lê Đức Giang [1] đã nghiên cứu tổng hợp cao su tự nhiên lỏng epoxy hoá có hàm lượng nhóm epoxy từ 5-35% từ latex cao su tự nhiên sử dụng tác nhân epoxy là axit 3-clo perenzoic ứng dụng biến tính nhựa epoxy DGEBA làm keo dán cao su-kim loại. Kết quả chỉ ra rằng khi hàm lượng nhóm epoxy là 35% và hàm lượng chất đóng rắn polyetylenpolyamin (PEPA) là 14% thì độ bám dính của blend epoxy/ENR trên bề mặt kim loại đạt giá trị lớn nhất. Sự có mặt của ENR trong nhựa epoxy làm tăng thời gian bắt đầu gel hoá, nhiệt độ bắt đầu gel hoá, thời gian khâu mạch và làm giảm nhiệt độ của đỉnh toả nhiệt so với nhựa epoxy chưa biến tính.