Nghiên cứu chế tạo cao su butadien acrylonitril có nhóm cacboxyl ứng dụng trong keo dán

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH

1. CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CAO SU BUTADIEN ACRYLONITRIL

1.1. Cấu tạo và tính chất cao su butadien acrylonitril

1.2. Gia công và lưu hóa cao su butadien acrylonitril

2. CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM

2.1. Nguyên vật liệu, hóa chất, dụng cụ

2.2. Thiết bị thực nghiệm

2.3. Hệ thống thiết bị chịu áp tổng hợp cao su lỏng CTBN

2.4. Trang thiết bị đảm bảo an toàn

2.5. Các phương pháp thực nghiệm

2.5.1. Phương pháp chế tạo cao su lỏng sử dụng tác nhân cắt mạch

2.5.2. Tổng hợp cao su lỏng CTBN bằng phương pháp đồng trùng hợp

2.5.3. Phương pháp tinh chế

2.5.4. Ứng dụng cao su CTBN sử dụng làm keo dán và chất kết dính

2.5.5. Các phương pháp nghiên cứu

2.5.5.1. Phương pháp phổ hồng ngoại

2.5.5.2. Phương pháp phân tích nhiệt (TGA)

2.5.5.3. Phương pháp phân tích cộng hưởng từ hạt nhân

2.5.5.4. Phương pháp xác định cấu trúc hình thái bằng kính hiển vi điện tử

2.5.5.5. Phương pháp xác định độ nhớt động học

2.5.5.6. Phương pháp xác định khối lượng phân tử

2.5.5.7. Phương pháp xác định trị số Iod

2.5.5.8. Phương pháp xác định hàm lượng acrylonitril

2.5.5.9. Xác định hàm lượng nhóm cacboxyl

2.5.5.10. Phương pháp xác định độ bền kéo đứt và độ dãn dài đến đứt

2.5.5.11. Phương pháp đánh giá chỉ tiêu kỹ thuật của keo dán

2.5.5.12. Phương pháp xác định hàm lượng gel

3. CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Kết quả kiểm tra, tinh chế nguyên liệu

3.1.1. Kết quả nghiên cứu kiểm tra nguyên liệu 1,3 - butadien

3.1.2. Kết quả nghiên cứu kiểm tra chất khơi mào 4,4’-Azobis (4- cyanovaleric axit)

3.1.3. Kết quả nghiên cứu tinh chế acrylonitril

3.2. Nghiên cứu xác định cấu trúc và tính chất của cao su CTBN do CHLB Nga sản xuất

3.2.1. Xác định khối lượng phân tử của CKH-10KTP

3.2.2. Xác định cấu trúc phân tử của cao su CKH-10KTP

3.3. Kết quả nghiên cứu tổng hợp cao su lỏng bằng cắt mạch trong dung dịch sử dụng tác nhân H2O2 /NaNO2

3.4. Nghiên cứu tổng hợp cao su CTBN theo phương pháp đồng trùng hợp

3.4.1. Ảnh hưởng của hàm lượng chất khơi mào

3.4.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ

3.4.3. Ảnh hưởng của thời gian phản ứng

3.4.4. Ảnh hưởng của tỷ lệ của các chất tham gia phản ứng

3.5. Nghiên cứu xác định cấu trúc và tính chất của cao su CTBN tổng hợp

3.6. Kiểm tra, đánh giá độ ổn định tính chất của cao su CTBN

3.7. Một số kết quả nghiên cứu ứng dụng cao su CTBN làm keo dán và chất kết dính

3.7.1. Ứng dụng cao su CTBN làm keo dán

3.7.2. Ứng dụng cao su lỏng CTBN làm chất kết dính

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về cao su butadien acrylonitril

Cao su butadien acrylonitril (NBR) là một loại cao su tổng hợp được sản xuất từ sự đồng trùng hợp của 1,3-butadien và acrylonitril. Sản phẩm này có cấu trúc hóa học đặc biệt với nhóm nitril phân cực, mang lại cho nó nhiều tính chất ưu việt như khả năng chống dầu mỡ, độ bền nhiệt cao và độ đàn hồi tốt. Cao su NBR được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong ngành công nghiệp quốc phòng, nơi nó được sử dụng làm chất kết dính cho thuốc phóng hỗn hợp. Việc nghiên cứu và phát triển cao su NBR có nhóm cacboxyl đầu mạch (CTBN) đã mở ra nhiều cơ hội mới cho việc chế tạo các vật liệu tiên tiến, bao gồm keo dán và chất kết dính. Sự phát triển này không chỉ đáp ứng nhu cầu trong nước mà còn giảm thiểu sự phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu nhập khẩu.

1.1. Cấu tạo và tính chất của cao su butadien acrylonitril

Cao su butadien acrylonitril có cấu trúc hóa học đặc trưng với nhóm nitril (-CN) và có thể điều chỉnh khối lượng phân tử thông qua các dẫn xuất thiol. Tính chất của cao su NBR phụ thuộc vào hàm lượng acrylonitril, với các loại khác nhau như cao, trung bình và thấp. Các loại cao su này có tính chất vật lý khác nhau, phù hợp với từng ứng dụng cụ thể. Đặc biệt, cao su NBR có khả năng hòa tan tốt trong nhiều dung môi hữu cơ, điều này làm cho nó trở thành một lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng trong công nghiệp.

II. Phương pháp chế tạo cao su butadien acrylonitril có nhóm cacboxyl

Quá trình chế tạo cao su butadien acrylonitril có nhóm cacboxyl đầu mạch được thực hiện thông qua các phương pháp tổng hợp hóa học hiện đại. Các phương pháp này bao gồm đồng trùng hợp các monome trong môi trường nhũ tương, sử dụng các chất khơi mào và điều chỉnh các điều kiện phản ứng như nhiệt độ và thời gian. Việc tối ưu hóa các điều kiện tổng hợp là rất quan trọng để đạt được sản phẩm có chất lượng cao và hiệu suất tốt. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng các tác nhân cắt mạch có thể cải thiện đáng kể tính chất của cao su NBR, từ đó nâng cao khả năng ứng dụng của nó trong các lĩnh vực như keo dán và chất kết dính.

2.1. Các phương pháp tổng hợp cao su lỏng

Các phương pháp tổng hợp cao su lỏng CTBN bao gồm cắt mạch và đồng trùng hợp. Phương pháp cắt mạch sử dụng các tác nhân như H2O2/NaNO2 để tạo ra các sản phẩm có nhóm cacboxyl đầu mạch. Đồng thời, việc điều chỉnh các thông số như nhiệt độ và thời gian phản ứng cũng ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc tối ưu hóa các điều kiện này có thể dẫn đến sự cải thiện đáng kể về tính chất cơ lý của cao su, từ đó mở rộng khả năng ứng dụng của nó trong công nghiệp.

III. Ứng dụng của cao su butadien acrylonitril trong keo dán

Cao su butadien acrylonitril có nhóm cacboxyl đầu mạch đã chứng minh được khả năng ứng dụng vượt trội trong lĩnh vực keo dán và chất kết dính. Sản phẩm này không chỉ có độ bám dính tốt mà còn có khả năng chịu nhiệt và chống hóa chất, điều này làm cho nó trở thành lựa chọn lý tưởng cho nhiều ứng dụng công nghiệp. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng cao su CTBN trong các công thức keo dán có thể cải thiện đáng kể độ bền kéo và độ dãn dài của mối dán. Điều này không chỉ giúp nâng cao hiệu quả của sản phẩm mà còn mở ra nhiều cơ hội mới cho việc phát triển các loại keo dán tiên tiến hơn.

3.1. Tính năng keo dán của cao su CTBN

Cao su CTBN có nhiều tính năng nổi bật như độ bám dính cao, khả năng chống nước và độ bền nhiệt tốt. Những tính năng này làm cho nó trở thành một trong những lựa chọn hàng đầu cho các ứng dụng trong ngành công nghiệp chế tạo và xây dựng. Việc nghiên cứu và phát triển các công thức keo dán dựa trên cao su CTBN không chỉ giúp cải thiện chất lượng sản phẩm mà còn giảm thiểu chi phí sản xuất, từ đó nâng cao tính cạnh tranh trên thị trường.

Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu chế tạo cao su butadien acrylonitril có nhóm cacboxyl ứng dụng làm keo dán