Khảo Sát Tính Chất Hỗn Hợp Cao Su NR/XNBR Tại Trường Đại Học Bách Khoa

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu kỹ thuật vật liệu khảo sát tính chất hỗn hợp cao su nr, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện pháp hoàn thiện trong lĩnh vực kỹ thuật.

• Tác giả: Lê Xuân Thuật
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Lê Thanh
• Trường học: Đại học Quốc gia TP. HCM
• Chuyên ngành: Kỹ thuật vật liệu
• Đề tài: Khảo sát tính chất hỗn hợp cao su NR/XNBR
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI VỀ BLEND NR, NBR, XNBR
• 1.1. Tình hình nghiên cứu trong nước về blend NR
• 1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• 1.3. Các mục tiêu nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Cao su thiên nhiên
• 2.2. Tính chất hóa học
• 2.3. Tính chất vật lý
• 2.4. Khả năng ứng dụng của cao su thiên nhiên và hạn chế
• 2.5. Cao su nitril butadiene (NBR)
• 2.5.1. Tính chất hóa học
• 2.5.2. Tính chất vật lý
• 2.5.3. Khả năng ứng dụng và hạn chế
• 2.6. Cao su nitrile butadiene carboxyl hóa (XNBR)
• 2.6.1. Tính chất hóa học
• 2.6.2. Tính chất vật lý
• 2.6.3. Khả năng ứng dụng của XNBR
• 2.7. Cấu trúc hình thái của clay
• 2.8. Khả năng ứng dụng của nanoclay
• 2.9. Các chất phụ gia sử dụng
• 2.10. Vật liệu cao su blend
• 2.10.1. Khái niệm về polyme blend
• 2.10.2. Sự tương hợp của các polyme
• 2.10.3. Các phương pháp xác định sự tương hợp của polyme blend
• 2.10.4. Những biện pháp tăng cường tính tương hợp của polyme blend
• 3. CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Nguyên liệu và thiết bị nghiên cứu
• 3.1.1. Nguyên liệu và hóa chất
• 3.1.2. Thiết bị thí nghiệm
• 3.2. Phương pháp nghiên cứu
• 3.2.1. Phương pháp chế tạo vật liệu
• 3.2.2. Phương pháp xác định tính chất, cấu trúc vật liệu cao su blend
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Ảnh hưởng của loại, hàm lượng nanoclay và phương pháp phối trộn đến các tính chất cơ lý
• 4.2. Tính chất cơ học của vật liệu
• 4.3. Độ trương của vật liệu trong dung môi hữu cơ
• 4.4. Độ lão hóa nhiệt của vật liệu
• 4.5. Ảnh hưởng của tỷ lệ cao su thành phần đến các tính chất của vật liệu
• 4.6. Khảo sát ảnh hưởng của loại XNBR khác nhau đến các tính chất của vật liệu blend cao su
• 4.7. Cấu trúc hình thái của vật liệu tại bề mặt gãy sau khi đo độ bền kéo đứt
• 4.8. Tính chất cơ nhiệt động của vật liệu
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

Tóm tắt

I. Tổng quan về khảo sát tính chất hỗn hợp cao su NR XNBR

Khảo sát tính chất hỗn hợp cao su NR/XNBR là một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng trong ngành công nghiệp cao su. Cao su thiên nhiên (NR) và cao su nitrile butadiene carbonxyl hóa (XNBR) đều có những đặc tính riêng biệt. Việc kết hợp hai loại cao su này nhằm mục đích cải thiện tính chất cơ lý và khả năng kháng hóa chất của vật liệu. Nghiên cứu này không chỉ giúp nâng cao hiệu suất của sản phẩm mà còn mở ra nhiều ứng dụng mới trong thực tiễn.

1.1. Tính chất cao su NR và ứng dụng trong công nghiệp

Cao su thiên nhiên (NR) nổi bật với tính đàn hồi và khả năng chịu lực tốt. Tuy nhiên, NR có hạn chế trong khả năng kháng hóa chất và dung môi. Do đó, việc nghiên cứu và phát triển các hỗn hợp cao su NR với các loại cao su khác như XNBR là cần thiết để cải thiện tính năng này.

1.2. Tính chất cao su XNBR và vai trò trong hỗn hợp

XNBR là loại cao su có khả năng kháng dung môi tốt hơn so với NR. Sự kết hợp giữa NR và XNBR không chỉ giúp cải thiện tính chất cơ lý mà còn tăng cường khả năng kháng hóa chất, mở rộng ứng dụng trong các lĩnh vực như sản xuất linh kiện ô tô và thiết bị điện.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu hỗn hợp cao su NR XNBR

Mặc dù có nhiều lợi ích, việc nghiên cứu hỗn hợp cao su NR/XNBR cũng gặp phải một số thách thức. Một trong những vấn đề chính là sự tương hợp giữa hai loại cao su này. Sự không tương hợp có thể dẫn đến việc phân tán không đồng đều, ảnh hưởng đến tính chất cuối cùng của vật liệu. Ngoài ra, việc tối ưu hóa tỷ lệ phối trộn cũng là một thách thức lớn.

2.1. Sự không tương hợp giữa NR và XNBR

Sự không tương hợp giữa NR và XNBR có thể gây ra hiện tượng tách lớp trong quá trình chế tạo hỗn hợp. Điều này ảnh hưởng đến tính chất cơ lý của vật liệu, làm giảm hiệu suất sử dụng trong thực tế.

2.2. Tối ưu hóa tỷ lệ phối trộn giữa NR và XNBR

Tỷ lệ phối trộn giữa NR và XNBR cần được tối ưu hóa để đạt được tính chất mong muốn. Nghiên cứu cho thấy tỷ lệ 60:40 giữa NR và XNBR mang lại hiệu quả tốt nhất về khả năng kháng hóa chất và độ bền cơ học.

III. Phương pháp nghiên cứu tính chất hỗn hợp cao su NR XNBR

Để khảo sát tính chất của hỗn hợp cao su NR/XNBR, nhiều phương pháp nghiên cứu đã được áp dụng. Các phương pháp này bao gồm phân tích cơ học, phân tích hóa học và khảo sát hình thái học. Việc sử dụng các thiết bị hiện đại giúp thu thập dữ liệu chính xác và đáng tin cậy.

3.1. Phân tích cơ học của hỗn hợp cao su

Phân tích cơ học giúp đánh giá các tính chất như độ bền kéo, độ dãn dài và độ cứng của hỗn hợp cao su NR/XNBR. Kết quả cho thấy hỗn hợp này có độ bền kéo cao hơn so với NR đơn thuần.

3.2. Khảo sát hình thái học của hỗn hợp

Sử dụng kính hiển vi điện tử quét (SEM) để khảo sát hình thái bề mặt của hỗn hợp cao su. Hình ảnh cho thấy sự phân tán đồng đều của các thành phần trong hỗn hợp, điều này góp phần cải thiện tính chất cơ lý.

IV. Ứng dụng thực tiễn của hỗn hợp cao su NR XNBR

Hỗn hợp cao su NR/XNBR có nhiều ứng dụng trong thực tiễn, đặc biệt trong ngành công nghiệp ô tô và điện tử. Với khả năng kháng hóa chất tốt, vật liệu này được sử dụng để sản xuất các linh kiện chịu dầu và các sản phẩm cần độ bền cao.

4.1. Ứng dụng trong ngành công nghiệp ô tô

Hỗn hợp cao su NR/XNBR được sử dụng để sản xuất các linh kiện như gioăng, ống dẫn và các bộ phận khác trong ô tô. Tính kháng dầu và độ bền cao giúp tăng tuổi thọ của sản phẩm.

4.2. Ứng dụng trong ngành điện tử

Trong ngành điện tử, hỗn hợp cao su NR/XNBR được sử dụng để chế tạo các bộ phận cách điện và bảo vệ thiết bị. Tính năng kháng hóa chất giúp bảo vệ thiết bị khỏi các tác động từ môi trường.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu hỗn hợp cao su NR XNBR

Nghiên cứu tính chất hỗn hợp cao su NR/XNBR đã chỉ ra nhiều tiềm năng ứng dụng trong thực tiễn. Việc tối ưu hóa tỷ lệ phối trộn và cải thiện tính tương hợp giữa các thành phần là những hướng đi quan trọng trong tương lai. Các nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc phát triển các công thức mới và ứng dụng công nghệ tiên tiến để nâng cao hiệu suất của vật liệu.

5.1. Hướng nghiên cứu trong tương lai

Các nghiên cứu trong tương lai có thể tập trung vào việc phát triển các loại cao su mới hoặc cải tiến quy trình sản xuất để nâng cao tính chất của hỗn hợp NR/XNBR.

5.2. Tiềm năng ứng dụng trong các lĩnh vực mới

Hỗn hợp cao su NR/XNBR có thể mở rộng ứng dụng sang các lĩnh vực như y tế và công nghệ sinh học, nơi yêu cầu vật liệu có tính kháng hóa chất và độ bền cao.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Vật liệu polymer blend, đặc biệt là hỗn hợp cao su thiên nhiên (NR) với các loại cao su tổng hợp như nitril butadien (NBR) và dẫn xuất carboxyl hóa của nó (XNBR), đang ngày càng được quan tâm do khả năng kết hợp ưu điểm của từng loại cao su. Với mức tiêu thụ hàng năm khoảng 1,5 triệu tấn và tốc độ tăng trưởng 8-10% mỗi năm, vật liệu blend cao su đóng vai trò quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp như kỹ thuật điện, chế tạo máy, hóa chất, và sản phẩm dân dụng. Cao su thiên nhiên có tính chất cơ lý vượt trội nhưng hạn chế về khả năng kháng dầu mỡ và dung môi phân cực, trong khi đó NBR và XNBR có khả năng kháng dầu tốt hơn nhưng cơ tính kém hơn NR. Do đó, việc phối trộn NR với XNBR nhằm nâng cao tính năng cơ lý, khả năng kháng dầu và độ bền nhiệt của vật liệu blend là mục tiêu trọng tâm của nghiên cứu.

Luận văn tập trung khảo sát ảnh hưởng của phương pháp phối trộn, hàm lượng nanoclay I28, tỷ lệ thành phần cao su NR/XNBR và loại XNBR khác nhau đến các tính chất cơ lý, khả năng kháng dầu và độ bền lão hóa nhiệt của hỗn hợp blend. Nghiên cứu được thực hiện tại Trường Đại học Bách khoa, Đại học Quốc gia TP. HCM trong năm 2018, với mục tiêu tạo ra vật liệu cao su blend có tính năng phù hợp cho các sản phẩm kỹ thuật yêu cầu cao về bền dầu mỡ và chịu thời tiết. Kết quả nghiên cứu cung cấp số liệu tham khảo đáng tin cậy cho việc phát triển vật liệu cao su kỹ thuật tại Việt Nam, góp phần nâng cao giá trị sử dụng của nguồn nguyên liệu cao su thiên nhiên trong nước.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Lý thuyết tương hợp polyme blend: Sự tương hợp giữa các pha polyme quyết định tính chất cơ lý và hóa học của vật liệu blend. Các phương pháp xác định tương hợp bao gồm quan sát nhiệt độ thủy tinh hóa, kính hiển vi điện tử, và phân tích cơ nhiệt động.
• Mô hình ảnh hưởng của nanoclay trong vật liệu composite: Nanoclay dạng montmorillonite biến tính hữu cơ (I28E) được sử dụng làm chất độn tăng cường, cải thiện tính chất cơ học và khả năng kháng hóa chất của cao su blend nhờ kích thước nano và tương tác phân tử.
• Khái niệm lưu hóa cao su: Quá trình lưu hóa bằng lưu huỳnh và các chất xúc tiến (TMTD, CBS) tạo liên kết chéo giữa các mạch cao su, ảnh hưởng đến độ bền kéo, độ cứng và độ bền nhiệt của vật liệu.
• Các khái niệm chính: Cao su thiên nhiên (NR), cao su nitril butadien (NBR), cao su nitril butadien carboxyl hóa (XNBR), nanoclay I28E, tính tương hợp, độ bền kéo, độ trương trong dung môi, độ bền lão hóa nhiệt.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Nguyên liệu gồm NR SVR CV50, NBR Krynac 4975F, XNBR của các hãng Yeishien và Zeon, nanoclay I28E, các phụ gia lưu hóa và hóa dẻo công nghiệp. Dữ liệu thu thập từ các thí nghiệm cơ lý, hóa học và phân tích cấu trúc vật liệu.
• Phương pháp phân tích: Chế tạo vật liệu blend trên máy trộn kín MX500 và máy cán 2 trục, đánh giá tính chất cơ học (độ bền kéo, độ giãn dài, độ bền xé), đo độ trương trong các dung môi hữu cơ (Acetone, Xăng A95, dầu nhờn), khảo sát độ bền lão hóa nhiệt sau 72 giờ ở 100°C, quan sát cấu trúc bề mặt bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM), phân tích cơ nhiệt động (DMA).
• Cỡ mẫu và chọn mẫu: Các mẫu blend được chế tạo với tỷ lệ NR/XNBR thay đổi (từ 100/0 đến 40/60), hàm lượng nanoclay I28E từ 0 đến 8 phr, và sử dụng hai loại XNBR khác nhau để so sánh. Mỗi điều kiện được lặp lại ít nhất ba lần để đảm bảo tính chính xác.
• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong năm 2018, bao gồm giai đoạn chuẩn bị nguyên liệu, chế tạo mẫu, thử nghiệm tính chất và phân tích dữ liệu.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Ảnh hưởng của phương pháp phối trộn và hàm lượng nanoclay I28E: Máy trộn kín tạo lực ma sát lớn giúp phân tán nanoclay hiệu quả hơn so với máy cán 2 trục. Khi hàm lượng nanoclay tăng từ 0 đến 8 phr, ứng suất kéo tại 100% và 300% tăng lần lượt khoảng 15% và 20%, độ bền xé tăng 18%, chứng tỏ nanoclay cải thiện đáng kể tính cơ học của hỗn hợp blend.

2. Ảnh hưởng tỷ lệ thành phần NR/XNBR: Tỷ lệ NR/XNBR 60:40 cho tính chất cơ lý và khả năng kháng dầu tốt hơn so với tỷ lệ 50:50 hoặc 40:60. Độ bền kéo của mẫu 60:40 cao hơn khoảng 12% so với 50:50, trong khi độ trương trong dầu nhờn giảm 10%, cho thấy sự cân bằng tối ưu giữa cơ tính và kháng hóa chất.

3. So sánh tính chất giữa NR/XNBR và NR/NBR: Hỗn hợp NR/XNBR có khả năng kháng dầu và dung môi hữu cơ tốt hơn NR/NBR khoảng 15-20%, tuy nhiên NR/NBR thể hiện độ bền lão hóa nhiệt cao hơn 10% sau 72 giờ thử nghiệm ở 100°C.

4. Ảnh hưởng của loại XNBR khác nhau: XNBR loại 1 cho độ bền kéo và độ giãn dài cao hơn khoảng 8% so với XNBR loại 2, đồng thời có độ trương trong Acetone thấp hơn 5%, cho thấy sự khác biệt về cấu trúc hóa học ảnh hưởng đến tính chất vật liệu.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân cải thiện tính chất cơ học khi sử dụng nanoclay I28E là do kích thước hạt nano giúp tăng diện tích tiếp xúc và tạo liên kết vật lý mạnh mẽ với ma trận cao su, đồng thời lực ma sát lớn trong máy trộn kín hỗ trợ phân tán đồng đều nanoclay. Tỷ lệ NR/XNBR 60:40 cân bằng giữa tính đàn hồi của NR và khả năng kháng dầu của XNBR, phù hợp với yêu cầu kỹ thuật của nhiều sản phẩm cao su kỹ thuật.

So sánh với các nghiên cứu quốc tế, kết quả phù hợp với báo cáo cho thấy blend NR/XNBR có ưu thế về kháng dầu và cơ tính so với NR/NBR, nhưng NR/NBR có lợi thế về độ bền nhiệt. Việc lựa chọn tỷ lệ và loại XNBR cần dựa trên yêu cầu cụ thể của sản phẩm cuối cùng. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ ứng suất kéo, độ trương trong dung môi và đồ thị hệ số lão hóa nhiệt để minh họa rõ ràng sự khác biệt giữa các mẫu.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tối ưu hóa quy trình phối trộn: Sử dụng máy trộn kín với lực ma sát lớn để đảm bảo phân tán nanoclay đồng đều, nâng cao tính chất cơ học của vật liệu blend. Thời gian thực hiện: 3-6 tháng. Chủ thể: các nhà sản xuất cao su kỹ thuật.

2. Điều chỉnh tỷ lệ NR/XNBR: Ưu tiên tỷ lệ 60:40 để đạt hiệu suất cơ lý và kháng dầu tối ưu, phù hợp cho các sản phẩm chịu dầu mỡ và môi trường khắc nghiệt. Thời gian áp dụng: ngay lập tức. Chủ thể: phòng nghiên cứu và phát triển sản phẩm.

3. Lựa chọn loại XNBR phù hợp: Ưu tiên sử dụng XNBR loại có độ bền kéo và độ giãn dài cao, đồng thời có khả năng kháng dung môi tốt để nâng cao chất lượng sản phẩm. Thời gian: 6 tháng. Chủ thể: nhà cung cấp nguyên liệu và kỹ sư vật liệu.

4. Ứng dụng nanoclay I28E làm chất độn: Khuyến khích sử dụng nanoclay I28E với hàm lượng từ 4-8 phr để cải thiện tính năng cơ học và kháng hóa chất của cao su blend. Thời gian: 6-12 tháng. Chủ thể: nhà sản xuất và nhà nghiên cứu vật liệu.

5. Nghiên cứu bổ sung về độ bền lão hóa nhiệt: Tiếp tục khảo sát các hệ blend NR/XNBR với các chất phụ gia chống lão hóa để nâng cao độ bền nhiệt, mở rộng ứng dụng trong môi trường nhiệt độ cao. Thời gian: 1 năm. Chủ thể: viện nghiên cứu và trường đại học.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành kỹ thuật vật liệu: Nghiên cứu cung cấp cơ sở lý thuyết và thực nghiệm về vật liệu cao su blend, giúp phát triển các đề tài liên quan đến polymer blend và composite.

2. Doanh nghiệp sản xuất cao su kỹ thuật: Tham khảo để tối ưu hóa công thức phối trộn, nâng cao chất lượng sản phẩm, đặc biệt trong lĩnh vực sản xuất gioăng, đệm, ống chịu dầu và môi trường khắc nghiệt.

3. Nhà cung cấp nguyên liệu cao su và phụ gia: Hiểu rõ ảnh hưởng của các loại cao su và nanoclay đến tính chất vật liệu, từ đó tư vấn và phát triển sản phẩm phù hợp với nhu cầu thị trường.

4. Cơ quan quản lý và phát triển công nghiệp vật liệu: Sử dụng kết quả nghiên cứu để định hướng phát triển ngành công nghiệp cao su kỹ thuật trong nước, thúc đẩy ứng dụng công nghệ mới và nâng cao giá trị gia tăng cho nguồn nguyên liệu nội địa.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao phải phối trộn NR với XNBR thay vì chỉ dùng NR hoặc NBR?
   Phối trộn NR với XNBR kết hợp ưu điểm cơ lý của NR và khả năng kháng dầu, kháng hóa chất của XNBR, khắc phục hạn chế riêng của từng loại cao su, tạo ra vật liệu có tính năng tổng hợp vượt trội.

2. Nanoclay I28E có vai trò gì trong hỗn hợp blend?
   Nanoclay I28E làm chất độn nano giúp tăng cường tính cơ học, cải thiện khả năng kháng hóa chất và độ bền nhiệt của vật liệu blend nhờ kích thước hạt nhỏ và tương tác phân tử mạnh với ma trận cao su.

3. Phương pháp phối trộn nào hiệu quả nhất để phân tán nanoclay?
   Máy trộn kín với lực ma sát lớn được chứng minh hiệu quả hơn máy cán 2 trục trong việc phân tán nanoclay đồng đều, từ đó nâng cao tính chất cơ học của vật liệu.

4. Tỷ lệ NR/XNBR nào là tối ưu cho sản phẩm chịu dầu mỡ?
   Tỷ lệ NR/XNBR 60:40 được xác định là tối ưu, cân bằng giữa tính đàn hồi và khả năng kháng dầu, phù hợp cho nhiều ứng dụng kỹ thuật yêu cầu bền dầu mỡ.

5. Làm thế nào để nâng cao độ bền lão hóa nhiệt của hỗn hợp blend?
   Có thể bổ sung các chất chống lão hóa như TMQ, điều chỉnh tỷ lệ thành phần và sử dụng các loại XNBR có tính năng bền nhiệt cao để cải thiện độ bền lão hóa nhiệt của vật liệu.

Kết luận

• Luận văn đã thành công trong việc chế tạo và khảo sát tính chất hỗn hợp cao su NR/XNBR với sự gia cường của nanoclay I28E, cho thấy sự cải thiện rõ rệt về tính cơ học và khả năng kháng dầu.
• Tỷ lệ phối trộn NR/XNBR 60:40 được xác định là tối ưu cho các sản phẩm cao su kỹ thuật yêu cầu bền dầu và cơ lý tốt.
• Phương pháp phối trộn bằng máy trộn kín với lực ma sát lớn giúp phân tán nanoclay hiệu quả hơn, nâng cao chất lượng vật liệu.
• So sánh với NR/NBR, hỗn hợp NR/XNBR có ưu thế về kháng dầu và dung môi, trong khi NR/NBR bền nhiệt hơn, phù hợp với các điều kiện sử dụng khác nhau.
• Đề xuất các giải pháp ứng dụng và nghiên cứu tiếp theo nhằm nâng cao độ bền lão hóa nhiệt và mở rộng ứng dụng vật liệu blend trong công nghiệp.

Hành động tiếp theo: Các nhà nghiên cứu và doanh nghiệp nên áp dụng kết quả nghiên cứu để phát triển sản phẩm cao su kỹ thuật mới, đồng thời tiếp tục nghiên cứu bổ sung về tính bền nhiệt và khả năng tương thích của các loại XNBR khác nhau nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng vật liệu blend.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. tt 151912111 3 5111815111 E111 xnxx ree 2 1. Tinh hình nghiên cứu trên thế giới về blend NR, NBR, XNBR. Tinh hình nghiên cứu trong nước về blend NR.

Y nghĩa khoa học và thực tiễn của để tài. Cac mục tiêu nghiÊn CUU .-- (G1 1 ng re 10 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LY THUY ÊT. Cao su thiên nhiÊn.

Tinh chất hóa hỌC. Tính chất vat LY ccccccccccccscsesesescscscsssscsessscsssssscscssssssesessesseeees 12 2. Khả năng ứng dung của cao su thiên nhiên và hạn chế. — Cao su nifril butadiene [3 |.

Tính chất hóa hỌC. Tính chất vật lý. Khả năng ứng dụng của cao su nitril butadien và hạn chế. Cao su nitrile butadiene carboxyl hóa [ Í4].

Tính chất hóa hoc. Tính chất vat LY ccccccccccccccscsscsescscscscsssscscscscssssssescssssssssessessveeees 17 2. Kha năng ứng dung của XNBR. Cấu trúc hình thái của clay.

cọ Họ nọ kh 19 24. Kha nang ứng dụng của nanocÏA\. Cac chất phụ gia sử dung. Vat liệu cao su blend [3], [4], [Ó].

Khai niệm về polyme blend. Sự tương hợp của các pOÏVI€. Các phương pháp xác định sự tương hợp của polyme blend. Những biện pháp tăng cường tính tương hợp của polyme blend.

VAT LIEU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. _ Nguyên liệu và thiết bị nghiên cỨu. Nguyên liệu và hóa chất. Thiết bị thí nghiệm.

Phuong pháp nghiên CỨU. Phương pháp chế tạo vật liệu. Phương pháp xác định tính chất, cầu trúc vật liệu cao su blend. KET QUA VÀ THẢO LUẬN.

Ảnh hưởng của loại, hàm lượng nanoclay và phương pháp phối trộn đến céc timh chat 00ì. Tính chất cơ học của vật liỆU. Độ trương của vật liệu trong dung môi hữu cơ. Độ lão hóa nhiệt của vật LEU.

Ảnh hưởng của tỷ lệ cao su thành phan đến các tính chất của vat liệu ID0/1980) 0n (((4(((cidldl-. Tính chất cơ học của Vat liỆU. Độ trương của vật liệu trong dung mồi hữu cơ. Khao sat anh huong cua loai XNBR khac nhau đến các tinh chất của vat HU Dlend CAO SU 0 434.

Tinh chất co học của Vat LGU. Độ trương của vật liệu trong dung môi hữu CO. Độ lão hóa nhiệt của vật HEU. Cấu trúc hình thái của vật liệu tại bề mặt gãy sau khi đo độ bền kéo đứt.

Tính chất cơ nhiệt động của vật lIỆU. KET LUẬN VA KIÊN NGHI. G111 51111 1 3 111012111 1112111 1g TT nung gu 84 5. 84 TÀI LIEU THAM KHHẢO.G-G- + 6E 93919 E111 511151 8 3E xcxei 85 0000922 89 DANH MỤC BÁNG Bang 2.

Phân loại NB. Một số tính chat vật lý của cao su nitril. Tính chất vật lý của XNBR. tt ren 17 Bang 2.

Công thức hóa hoc, khả năng trao đối cation và chiều dai hạt thường 9001093004100)527727. Các thông số của organoclay I. Don công nghệ tổng quát. Anh hưởng hàm lượng I28E đến ứng suất tại điểm 100% và 300%.

Ảnh hưởng hàm lượng I28E đến độ bền xé của vật liệu. 50 DANH MỤC HÌNH Hình 2. Cay cao SU. G9 HH ve 11 Hình 2.

Công thức cau tạo của NBR. Công thức cau tạo của XNBR. Bột nanoclay dang montmorillonite .- <5 < + + <++++ke++seeeessseees 17 Hình 2. Cau trúc lý tưởng của clay montmorillOnit.

Biến tinh clay bằng muối ammonium hữu CO. Công thức cấu tạo của chất xúc tiễn lưu hóa nhanh TMTD. Hệ lưu hóa TMTD có hoặc không có ZnO .-- 75s ss+ssseesse 25 Hình 2. Công thức cầu tạo của chất xúc tiễn lưu hóa bán cực nhanh CBS.

Hệ lưu hóa CBS va vai trò của ZnO trong hệ. Công thức cau tạo của chất phòng lão TMQ. Cơ chế của chất phòng lão oxi hóa TMQ (RD). Công thức cau tạo của DOPP.

So đồ khảo sát ảnh hưởng loại, hàm lượng nanoclay.--------- 38 và phương pháp phối trộn .---- - - ¿2E + E2 EE+E£E£E£EEEE£E£E£EEEEEEEEEEEEEEEErErkrkrree 38 Hình 3. Sơ đồ thao tác chế tạo vật liệu blend cao su trên máy trộn kín. Sơ đồ thao tác chế tạo vật liệu blend cao su trên máy cán hai trục. Sơ đồ khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ cao su thành phan.

So đồ khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ cao su thành phan. Mẫu quả tạ dùng trong việc xác định độ bền kéo đứt. Mẫu cánh bướm dùng trong việc xác định độ bên kéo Xé. Độ bên kéo đứt của mẫu.

Độ dan dài khi đứt của mẫu.-- -- 2E E885 E233 vs vi 49 Hình 4. Sự phát triển vết nứt khi uốn gập của mẫu độn nanoclay I28 trộn hở. Sự phát triển vết nứt khi uốn gập của mẫu độn nanoclay I28 trộn kin. Độ trương trong Acetone của mẫu nanoclay I28 trộn hở.

Độ trương trong Acetone của mẫu nanoclay I28 trộn kín. Độ trương trong Xăng A95 của mẫu nanoclay 128 trộn hở. Độ trương trong Xăng A95 của mau nanoclay 128 trộn kín. Độ trương trong Dau nhờn của mau nanoclay 128 trộn hở.

Độ trương trong Dau nhờn của mau nanoclay 128 trộn kín. Hệ số lão hóa nhiệt theo độ bền kéo đứt sau 72 giờ. Độ bên kéo đứt của mẫu. Độ dãn dài khi đứt của mẫu.

2 ¿2s E#E2EE#ESEE#E#s£eE si 57 Hình 4. Ứng suất kéo tại 100% của mẫu. Ứng suất kéo tại 300% của mẫu. Độ bền xé của MAU.

Độ cứng (Shore A) của mẫu. Độ biến dạng nén của MAU. Sự phát triển vết nứt khi uốn gập của hệ NR/NBR. Sự phát triển vết nứt khi uốn gập của hệ NR/XNBR.

Độ trương trong Acetone của hệ blend NR/NBR. Độ trương trong Acetone của hệ blend NR/XNBR. Độ trương trong Xăng A95 của hệ blend NR/NBER. Độ trương trong Xăng A95 của hệ blend NR/XNBER.

Độ trương trong Dau nhờn của hệ blend NR/NBR. Độ trương trong Dau nhờn của hệ blend NR/XNBR. Hệ số lão hóa nhiệt theo ứng suất kéo tai 300% sau 72 giờ. Độ bền kéo đứt của mẫu.-- - s2 SE 39128 E11 ve 66 Hình 4.

Độ dan dài khi đứt của mẫu. Độ bên kéo tại độ dãn dài dat 100%. Độ bên kéo tại độ dãn dài đạt 300%%. Độ bền xé của MAU.

Độ cứng (Shore A) của mẫu. Độ biến dạng nén của MAU. Sự phát triển vết nứt khi uốn gập của NR/XNBR loại l. Sự phát triển vết nứt khi uốn gập của NR/XNBR loại 2.

Độ trương trong Acetone cua hệ NR/XNBR loại 1. Độ trương trong Acetone của hệ NR/XNBR loại 2. Độ trương trong Xăng A95 của hệ NR/XNBR loại l. Độ trương trong Xăng A95 của hệ NR/XNBR loại 2.

Độ trương trong Dầu nhờn của hệ NR/XNBR loại I. Độ trương trong Dầu nhờn của hệ NR/XNBR loại 2. Hệ số lão hóa nhiệt theo độ bền kéo đứt sau 72 giờ. Hệ số lão hóa nhiệt theo độ dãn dài khi đứt sau 72 od (Oe 75 Hình 4.

Hệ số lão hóa nhiệt theo độ bền kéo tại 100% sau 72 giờ. Hệ số lão hóa nhiệt theo độ bền kéo tại 300% sau 72 giờ. Anh SEM bề mặt đứt gãy của vật liệu NR độn I28E (ở 8 phr). Anh SEM bè mặt đứt gãy của vật liệu blend NR/NBR (60:40) độn I28E 78 Hình 4.

Anh SEM bé mặt đứt gãy của vật liệu blend NR/XNBR loại 1 (60:40) dOn I28E 00. Anh SEM bề mặt đứt gãy của vat liệu NR/XNBR loại 1 = 80/20 độn I28E (68 phr) 79 Hình 4. Anh SEM bề mặt đứt gãy của vat liệu NR/XNBR loại 1 = 50/50 độn I28E (68 phr) 79 Hình 4. Anh SEM bề mặt đứt gãy của vat liệu NR/XNBR loại 1 = 40/60 độn I2SE(ởSphr) 80 Hình 4.

Anh SEM bé mặt đứt gãy của vật liệu blend NR/XNBR loại 2 (60:40) độnlI28E 80 Hình 4. Storage modulus theo nhiệt độ của vat liệu. Loss modulus theo nhiệt độ của vat liệu. Loss factor theo nhiệt độ của vật lIỆU.--- 55-55555555 << << 532 S3 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VA CHỮ VIET TAT Ký hiệu Tiếng Việt Tiếng Anh AFM Kính hiền vi nguyên tử lực Atomic force microscopes ATBN Copolymer butadiene- Copolymer butadiene- acrylonitrile đuôi amine acrylonitrile CBS Xúc tiễn lưu hoá N-cyclodexyl- N-cyclodexyl-2-benzothiazyl 2-benzothiazyl sulfonamide sulfonamide CEC Khả năng trao đôi cation Cation Exchange Capacity CNT ông nano cacbon Carbon nanotubes CR Cao su cloropren chloroprene rubber CSE-50 Cao su thiền nhiên epoxyl hóa 50% CSM Cao su Chlorosulphonated polyethylene chlorosulphonatedpolyethylene CSTH Cao su tong hop DDC Axit dimethyl dithiocarbamic Acid dimethyl dithiocarbamic DMDCA Axit Dimethyl dithio carbamic Dimethyl dithio carbamic acid DOP Hoá dẻo Dioctyl Phthalate Dioctyl Phthalate ENR Cao su thiên nhiên epoxyl hóa Epoxidized natural rubber EOR-g-MA Cao su ethylene octene Ethylene octene copolymer copolymer maleat hóa maleat EPDM Cao su etylen-propylen-dien Ethylene-propylene-diene EPDM-g-MA Cao su ethylene propylene diene ethylene-propylene-diene monomer maleat hóa copolymer grafted maleic anhydride FDC Duong cong luc Force-distance curve HDMTC Axit Dimethyl dithio carbamic Dimethyl dithio carbamic acid ISAF Intermediate Super Abrasion Furnace MBT Xúc tiến MBT 2-mercaptobenzothiazole MD Hướng máy MEK Methyl ethyl ketone Methyl ethyl ketone MMT Montmorillonit Montmorillonit MWCNT Nanotube carbon da lớp Multi-Walled Carbon Nanotube NBR Cao su nitrile butadien Nitrile butadien rubber NBRr Cao su nitrile butadien tai sinh | Recycled Nitrile butadien rubber NR Cao su thién nhién Natural rubber NXT 3-octanoylthio-|- 3-octanoylthio-1- propyltriethox ysilane propyltriethox ysilane OMt Clay biến tính hữu co organophilic montmorillonite clay mineral PVC Polyvinylclorua Poly(vinylchlorua) RD (TMQ) Phong lao RD Rubber Antioxidant S Luu huynh Sunfuor SBR Cao su styren butadien Styrene - butadiene rubber SEM Kính hiền vi điện tử quét Scanning electron microscope TEM Kinh hién vi dién ttr truyén qua Transmission electron microscopy T; Nhiệt độ hóa thủy tinh Temperature glass TGA May phân tích nhiệt trọng lượng Thermo gravimetric analysis TM Hướng trục TMTD Tetrametyl tiuram disunfit Tetramethyl Thiuram Disulfide TMTP Tetramethyl thiuram persulphenyl polysulphide XNBR Cao su nitrile butadien carbonxyl Nitrile butadien carbonxyl hóa Rubber DAT VAN DE Ngày nay, vật liệu polymer blend nói chung va cao su blend nói riêng được nghiên cứu ứng dụng trên khắp thế giới.

Với mức tiêu thụ hàng năm cỡ 1,5 triệu tan, tương đương với tốc độ tăng trưởng 8+10% mỗi năm. Có thé thay đây là loại vật liệu có tốc độ phát triển nhanh và ngày càng có vai trò quan trọng trong nên kinh tế, kỹ thuật hiện tại và trong tương lai. Nhiều loại cao su blend có tính năng đặc biệt như bền cơ, bền nhiệt, bền môi trường, hóa chất và dầu mỡ đã trở thành thương phẩm trên thị trường quốc tế. Như đã biết NR có những tính năng cơ lý tuyệt vời nhưng mặt khác NR lại bị hạn chế về khả năng kháng dầu mỡ, môi trường.

Đến đầu thế kỷ XX, hàng loạt các loại cao su tong hợp ra đời như CR, BR, SBR, NBR. su xuất hiện của cao su tổng hợp đã khắc phục được những hạn chế của NR, song giá thành của nó lại cao, mặt khác nhiều loại còn có tính năng cơ học thấp hơn nhiều so với NR như EPDM, silicon,. Chính vì vậy, trên thế giới đã có những nghiên cứu chế tạo và ứng dụng cao su blend trên co sở NR với cao su tổng hợp nhăm khắc phục những han chế của NR và nâng cao cơ tính của cao su tong hợp.