Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Của Phụ Gia Nanoclay Đến Tính Chất Của Tổ Hợp Vật Liệu Cao Su Thiên Nhiên/Cao Su Styrene Butadiene

• Tác giả: Lý Quang Trường
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Lê Thanh
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học
• Đề tài: Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Của Phụ Gia Nanoclay Đến Tính Chất Vật Liệu Cao Su
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan về cao su thiên nhiên (CSTN)
• 1.1.1. Nguồn gốc và lịch sử phát triển của CSTN
• 1.1.2. Thành phần và cấu tạo hóa học của cao su thiên nhiên
• 1.1.3. Tính chất của CSTN
• 1.1.4. Ứng dụng của CSTN
• 1.2. Tổng quan về cao su styrene – butadiene (SBR)
• 1.2.1. Nguồn gốc và lịch sử phát triển của SBR
• 1.2.2. Thành phần cấu tạo của SBR
• 1.2.3. Tính chất của SBR
• 1.2.4. Ứng dụng của SBR
• 1.3. Tổng quan về vật liệu polymer blend. Một số khái niệm cơ bản
• 1.3.1. Những yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của vật liệu polymer blend
• 1.3.2. Phương pháp xác định tính tương hợp của vật liệu polymer blend
• 1.3.3. Ưu điểm của vật liệu polymer blend
• 1.4. Tổng quan về nanoclay
• 1.4.1. Giới thiệu chung về nanoclay
• 1.4.2. Cấu trúc nanoclay
• 1.5. Quá trình lưu hóa cao su
• 1.6. Ảnh hưởng của các thành phần trong đơn pha chế đến tổ hợp CSTN/SBR
• 1.6.1. Chất tương trợ (MAF-44)
• 1.6.2. Chất phòng lão TMQ
• 1.7. Tình hình nghiên cứu
• 1.7.1. Tình hình nghiên cứu quốc tế
• 1.7.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
• 1.8. Đối tượng, mục tiêu và nội dung nghiên cứu của đề tài
• 1.8.1. Đối tượng nghiên cứu
• 1.8.2. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.8.3. Nội dung nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Nguyên liệu và hóa chất
• 2.2. Dụng cụ và thiết bị
• 2.3. Quy trình thực nghiệm
• 2.3.1. Sơ đồ khối quy trình thực nghiệm
• 2.3.2. Thuyết minh quy trình
• 2.4. Các phương pháp phân tích
• 2.4.1. Đường cong lưu biến – Rheometer
• 2.4.2. Phân tích các tính chất cơ lý
• 2.4.3. Phân tích độ trương nở trong dung môi
• 2.4.4. Phân tích sự lão hóa nhiệt
• 2.4.5. Phân tích hình thái, cấu trúc bề mặt (SEM)
• 2.4.6. Phân tích nhiệt trọng lượng (TGA)
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 3.1. Khảo sát sự ảnh hưởng của 2 hệ xúc tiến CM và CT đến quá trình lưu hóa và tính chất cơ học của tổ hợp CSTN/SBR khi không có và có nanoclay
• 3.1.1. Kết quả khảo sát hệ xúc tiến đến đặc tính lưu hóa của tổ hợp CSTN/SBR
• 3.1.2. Kết quả đo cơ tính của tổ hợp vật liệu CSTN/SBR
• 3.2. Khảo sát sự ảnh hưởng của nanoclay I28E và I30E đến đặc tính lưu hóa, tính chất cơ lý và khả năng trương nở của tổ hợp vật liệu CSB
• 3.2.1. Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của nanoclay đến đặc tính lưu hóa của tổ hợp CSB
• 3.2.2. Kết quả khảo sát tính chất cơ lý
• 3.2.3. Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của nanoclay đến tính chất trương nở trong dung môi của tổ hợp CSB
• 3.2.4. Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của nanoclay đến tính chất lão hóa
• 3.3. Khảo sát sự ảnh hưởng của nanoclay I28E và I30E đến tổ hợp CSS
• 3.3.1. Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của nanoclay đến đặc tính lưu hóa của tổ hợp CSS
• 3.3.2. Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của nanoclay đến tính chất cơ lý của tổ hợp CSS
• 3.3.3. Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của nanoclay đến khả năng trương nở của tổ hợp CSS
• 3.3.4. Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của nanoclay đến khả năng kháng lão hóa của tổ hợp CSS
• 3.3.5. Phân tích cấu trúc hình thái và đánh giá tính chất cơ nhiệt của tổ hợp CSS
• 3.3.5.1. Phân tích cấu trúc hình thái của tổ hợp CSS bằng phương pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM)
• 3.3.5.2. Đánh giá tính chất cơ nhiệt của tổ hợp CSS bằng phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng (TGA)
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia nanoclay

Nghiên cứu về phụ gia nanoclay trong vật liệu cao su đang thu hút sự chú ý của nhiều nhà khoa học. Nanoclay là một loại khoáng chất có kích thước nano, được sử dụng để cải thiện tính chất của vật liệu. Việc tìm hiểu ảnh hưởng của nanoclay đến tính chất vật liệu cao su không chỉ giúp nâng cao hiệu suất mà còn mở ra nhiều ứng dụng mới trong ngành công nghiệp.

1.1. Giới thiệu về phụ gia nanoclay và ứng dụng

Phụ gia nanoclay được biết đến với khả năng cải thiện độ bền và tính ổn định của vật liệu. Chúng được sử dụng rộng rãi trong sản xuất cao su, giúp tăng cường tính năng cơ học và khả năng kháng hóa chất.

1.2. Tính chất vật liệu cao su và vai trò của nanoclay

Cao su thiên nhiên và cao su styrene-butadiene (SBR) có nhiều tính chất ưu việt. Nanoclay giúp cải thiện tính bền và khả năng chịu nhiệt của cao su, từ đó mở rộng ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu vật liệu cao su

Mặc dù phụ gia nanoclay mang lại nhiều lợi ích, nhưng việc ứng dụng chúng trong vật liệu cao su cũng gặp không ít thách thức. Các vấn đề như sự phân tán không đồng đều và tương tác giữa nanoclay và cao su cần được nghiên cứu kỹ lưỡng.

2.1. Thách thức trong việc phân tán nanoclay

Sự phân tán không đồng đều của nanoclay trong cao su có thể dẫn đến giảm hiệu suất của vật liệu. Cần có các phương pháp tối ưu để đảm bảo nanoclay được phân tán đồng đều.

2.2. Tương tác giữa nanoclay và cao su

Tương tác giữa nanoclay và các thành phần trong cao su có thể ảnh hưởng đến tính chất cuối cùng của vật liệu. Việc nghiên cứu các yếu tố này là rất quan trọng để tối ưu hóa hiệu suất.

III. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của nanoclay

Để nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia nanoclay, nhiều phương pháp khác nhau đã được áp dụng. Các phương pháp này giúp đánh giá tính chất cơ lý và khả năng kháng lão hóa của vật liệu cao su.

3.1. Phương pháp đo độ bền kéo và độ bền xé

Đo độ bền kéo và độ bền xé là những phương pháp quan trọng để đánh giá tính chất cơ học của vật liệu. Kết quả từ các thí nghiệm này sẽ cho thấy rõ ràng sự cải thiện khi có sự hiện diện của nanoclay.

3.2. Phân tích cấu trúc hình thái bằng SEM

Kính hiển vi điện tử quét (SEM) được sử dụng để phân tích cấu trúc hình thái của vật liệu. Phân tích này giúp xác định sự phân bố của nanoclay trong cao su và ảnh hưởng của nó đến tính chất vật liệu.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy phụ gia nanoclay có ảnh hưởng tích cực đến tính chất vật liệu cao su. Việc sử dụng nanoclay I28E cho thấy hiệu quả vượt trội hơn so với I30E trong việc cải thiện độ bền kéo và khả năng kháng trương nở.

4.1. Kết quả khảo sát tính chất cơ lý

Kết quả cho thấy mẫu chứa nanoclay I28E có độ bền kéo cao hơn đáng kể so với mẫu không có nanoclay. Điều này chứng tỏ rằng nanoclay có thể cải thiện đáng kể tính chất cơ lý của vật liệu.

4.2. Ứng dụng trong sản xuất thực tế

Với những cải tiến về tính chất, vật liệu composite chứa nanoclay có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như sản xuất gioăng, phớt và các sản phẩm cao su khác.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu về phụ gia nanoclay trong vật liệu cao su đã mở ra nhiều hướng đi mới cho ngành công nghiệp. Việc tối ưu hóa tỷ lệ và loại nanoclay sẽ giúp nâng cao hiệu suất và tính ứng dụng của vật liệu trong tương lai.

5.1. Kết luận về ảnh hưởng của nanoclay

Kết quả nghiên cứu khẳng định rằng nanoclay có ảnh hưởng tích cực đến tính chất của vật liệu cao su. Việc sử dụng nanoclay là một giải pháp hiệu quả để cải thiện tính năng của vật liệu.

5.2. Triển vọng nghiên cứu trong tương lai

Nghiên cứu trong tương lai có thể tập trung vào việc phát triển các loại nanoclay mới và các phương pháp chế tạo tiên tiến để tối ưu hóa tính chất của vật liệu cao su.