CHƯƠNG 1. Tình hình nghiên cứu về v t liệu cao su blend Trong nh ng năm g n đâ , nhiều loại cao su blen tính năng cao trên cơ sở cao su thiên nhiên CS ) cũng như cao su tổng hợ CS ) được tập trung nghiên cứu v đã có sản phẩm Đặc biệt, các tổ hợp vật liệu cao su nitril có khả năng chịu môi trường d u không phân cực được quan tâm nhiều. Tác giả Charkrit Sirisinha và các cộng sự đã nghiên cứu chế tạo vật liệu tổ hợp của CSTN với cao su nitril butadiene (NBR). Kết quả nghiên cứu ch ra r ng ở tỷ lệ thành ph n của CS / R 20/80), độ bền d u của vật liệu phụ thuộc vào cấu trúc hình thái học của blen Độ bền d u của cao su blend càng cao khi pha CSTN càng phân tán nhỏ trong ha R go i ra người ta còn thấ tính năng của blend khi ùng độn than đen tốt hơn Si _2 u nhiên, từ nh ng nghiên cứu người ta thấy hệ blend của CS / R thường cho sản phẩm có một số tính chất kém hơn cấu tử mỗi thành ph n.
Nguyên nhân chủ yếu là do sự không tương hợp về pha dẫn đến sự phân bố không đồng nhất của các thành ph n chất độn và các chất lưu hóa.[3] Tác giả Chang Kee Kang và Byung Kyu Kim tiến hành tổ hợp blend NBR/CR ở dạng sợi cắt ngắn theo hương há cán trên má cán 2 trục. Các kết quả cho thấ độ nhớt tăng lên trong quá trình blen hóa bởi vì tốc độ quá trình lưu hóa tăng lên Độ cứng, mo ul đ n hồi, chịu mài mòn của hệ blen tăng, độ bền kéo v độ dãn dài thể hiện độ lệch âm theo chất phụ gia.[4] ăm 200 , tác giả S otros [ ] cũng đã nghiên cứu chế tạo cao su ethylene-propylene-diene-maleat (MAH-g-EPDM) trên máy cán hai trục và sử dụng chất này làm chất tương hợp cho hệ blend EPDM/NBR. B ng hương há đo độ nhớt và kính hiển vi điện tử quét cho thấy khi thêm (MAH-g-EPDM) vào hỗn hợp blen đã cải thiện khả năng tương hợp và hình thái của hệ blend EPDM/NBR. Ngoài ra khả năng chịu nhiệt, tính ổn định ưới tác dụng của tia cực tím, các đặc tính cơ học của blen cũng đã được nghiên cứu.
ăm 2011 Suzana Samaržija-Jovanović v các cộng sự [8] đã ùng nanosilica để gia cường cho cao su NBR, EPDM và blend (NBR/EPDM). Kết quả cho thấy, blend NBR/EPDM ở tỷ lệ 80/20 có giá trị độ bền cơ học và sự tương hợp gi a 2 loại cao su là cao nhất. B ng phổ hồng ngoại, đã xác định được sự tương tác mạnh gi a nền của cao su blend với các nanosilica qua các đ nh peak rõ ràng ở số sóng 1441,9 và 1462,5 𝑐𝑚−1 ứng với liên kết gi a nền cao su với nanosilica. [8] ăm 201 , tác giả Suzana Samaržija-Jovanović, ojislav Jovanovic v các cộng sự đã nghiên cứu ảnh hưởng của chất độn than đen 0-100 hr) đến tính chất 2 cơ học, hình thái học, sự ổn định nhiệt của hỗn hợp cao su blend NBR/EPDM.
Kết quả cho thấy r ng khi tăng h m lượng than đen thì độ bền kéo v độ cứng tăng, nhưng độ dãn dài giảm [7]. ăm 201 , tác giả halil hme đã nghiên cứu sự tương hợp của cao su chloroprene với hỗn hợp blend NBR/HDPE. Kết quả cho thấy r ng CR đóng vai trò tương hợp trong hỗn hợp blend NBR/HDPE làm cải thiện tính chất cơ học. CR sử dụng với khả năng tương thích l m tăng sự liên kết gi a NBR và các pha HDPE góp ph n tăng cường khả năng lưu hóa và tính chất cơ học.B ng cách kết hợp các hạt nano như nanocla trong hỗn hợp cao su, các tính chất như kháng h rocacbon, kháng bức xạ và tính chất cơ học được cải thiện.
Cùng năm 2018 nhóm tác giả Neelesh Ashok, David Webert, P.Suneesh, Meera alachan ran đã nghiên cứu h nh vi cơ học và hấp phụ của vật liệu nano montmorillonite biến đổi cơ quan ựa trên hỗn hợp EPDM/NBR, kết quả là xác nhận sự xen kẽ và tẩy da của nanoclay ở nồng độ thấ hơn v kết tụ nhẹ ở nồng độ cao hơn Các tính chất rào cản, được đặc trưng bởi các hệ số khuếch tán, hấp thụ và thẩm thấu cũng được cải thiện với việc tăng h m lượng nanoclay. [10] ăm 2019 nhóm tác giả Seyed Mohammad Reza Paran, Ghasem Naderi, Farha Java i, Rasoul Shemsha i, Mohamma Reza Saeb đã nghiên cứu phân tích thực nghiệm v lý thu ết về các tính chất cơ học v độ cứng của các vật liệu nano E DM / R được gia cố b ng graphene, kết quả một nanocompozit lai cao su mới được sản xuất thông qua việc sử dụng graphene và Graphene Oxide. Phân tích thí nghiệm các nanocom osite oxit E DM / R / gra hene / gra hene đã được thực hiện. DMTA, tính chất hình thái, cơ học và điện của nanocom osites cao su đã được nghiên cứu.
Các vật liệu nano cao su lai có độ bền kéo cao hơn v mô đun ở độ giãn i 00% đã đạt được. [11] ăm 2020, các tác giả ihmath, M Ramesan đã nghiên cứu phát triển các hỗn hợp elastomeric mới có nguồn gốc từ cao su nitrile clo hóa và cao su ethylene propylene diene clo hóa. Kết quả thu được pha trộn Novel Cl-NBR / Cl- E DM được chuẩn bị b ng cách trộn hai cuộn đơn giản, Tính chất cơ học được tăng cường rõ rệt, thu được 1 peak duy nhất, điều đó cho thấy khả năng trộn lẫn của hỗn hợp cao su, Khả năng chống cháy, ổn định nhiệt và kháng d u của hỗn hợp cao su cũng được cải thiện đáng kể, Ứng dụng trong vận chuyển dung môi d u mỏ với hỗn hợp Cl-NBR / Cl-E DM cũng được đánh giá tốt. [12] 3 Ở Việt Nam, trong nh ng năm qua cũng có nhiều công trình nghiên cứu chế tạo và ứng dụng các loại cao su blend mang lại nh ng hiệu quả khoa học, kinh tế - xã hội đáng kể.
ăm 2012, iện Khoa học và công nghệ đã có nghiên cứu chế tạo vật liệu cao su blend bền d u mỡ v môi trường. Mục tiêu là: Chế tạo được vật liệu cao su blen có tính năng cơ lý tốt, bền d u mỡ v môi trường (thời tiết), có giá thành hợp lý, đá ứng yêu c u để chế tạo các sản phẩm cao su kỹ thuật có yêu c u cao về bền d u mỡ và thời tiết Các đối tượng nghiên cứu là các hệ cao su blend hai cấu tử và ba cấu tử trên cơ sở cao su nitril butadien (NBR), cao su cloropren (CR) và polyvinylclorua (PVC), với nh ng nội dung nghiên cứu sau đâ : ghiên cứu chế tạo vật liệu cao su blend hai cấu tử NBR/PVC, NBR/CR, 4 CR/PVC. rong đó lựa chọn khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ cấu tử tới tính chất của vật liệu blen như các tính chất cơ lý, độ bền d u mỡ thông qua độ trương trong xăng 92 v u biến thế), cấu trúc hình thái (b ng hương há kính hiển vi điện tử quét - SEM), độ bền nhiệt (b ng hương há hân tích nhiệt trọng lượng - ), độ bền môi trường theo tiêu chuẩn Việt Nam và thế giới (TCVN 2229-77 và ASTM D 4857-91), từ đó rút ra tỷ lệ cấu tử thích hợp của từng loại blen cũng như khả năng bền d u mỡ và thời tiết của chúng l m cơ sở để nghiên cứu chế tạo hệ blend ba cấu tử NBR/CR/PVC [13]. ăm 201 , tác giả Nguyễn Thị Minh Nguyệt và các cộng sự đã nghiên cứu chế tạo nút cao su chịu nhiệt và dung môi sử dụng trong phản ứng h u cơ ựa trên hỗn hợp cao su thiên nhiên và cao su 1, 3 butadiene và cao su nitrile (NBR 35L) với chất độn là hạt nano silica hoặc titan dioxide.
Kết quả sản phẩm nút cao su thu được thể hiện tính bền nhiệt và kháng các dung môi h u cơ [1 ]. ăm 2017, tác giả Lê Minh Tân, Võ H u Thảo đã nghiên cứu chế tạo và khảo sát các tính chất của blend EPDM/ERN50 liên kết ngang b ng nhựa phenolic. Cao su eth lene ro lene iene monome E DM) được trộn với cao su thiên nhiên e ox hóa có h m lượng epoxy hóa 50% theo tỷ lệ mol (ENR50) với sự hiện diện của nhựa phenolic ở các tỷ lệ trộn hợp khác nhau. Phân tích nhiệt DSC, ), đặc tính lưu biến, tính chất cơ lý v kháng trương trong ung môi của các blend E DM/E R 0 đã được xác định.
Kết quả cho thấy, blend EPDM/ENR50 cho tính chất cơ lý tốt ở tỷ lệ 0/ 0 ăng tỷ lệ E R 0 l m tăng độ trương của blend trong methyl ethyl ketone và làm giảm biến dạng ư sau nén Độ trương của blend trong Fuel v Fuel tăng khi tỷ lệ E DM tăng [1 ]. Ý g ĩa k a ọc và th c tiễn của đề tài Thực tế ở nước ta, vấn đề nghiên cứu cao su blend ch mới được quan tâm từ nh ng năm 90 của thế kỷ trước, nhưng lĩnh vực n đang có cơ hội phát triển. Hiện nay, ở nước ta cũng có nhiều nghiên cứu về cao su blend mang lại hiệu quả kinh tế. Tuy nhiên, nh ng nghiên cứu này chủ yếu tập trung vào một số hệ blen trên cơ sở cao su thiên nhiên.
Các loại cao su blen có tính năng cao, bền nhiệt, có khả năng bền môi trường, kháng môi trường d u mỡ, nhất là các hệ blend trên cơ sở cao su tổng hợp vẫn chưa được quan tâm nhiều. Đề tài thành công sẽ đưa ra một đơn ha chế vật liệu mới, thêm vào d liệu khoa học một số yếu tố ảnh hưởng đến tính chất vật liệu thông qua thực nghiệm nghiên cứu và vật liệu có khả năng chịu d u, chịu lão hóa tốt hướng đến các ứng dụng công nghiệ như trong ng nh in, trục chà, linh kiện chống va đậ … 1. N i dung th c hiện Trong khuôn khổ cũng như khối lượng yêu c u của luận văn nghiên cứu thì nội dung nghiên cứu sẽ tập trung nghiên cứu đơn ha chế hỗn hợp cao su R/E DM độn than đen định hướng sử dụng các sản phẩm cao su kỹ thuật chịu môi trường d u Đề tài khảo sát: - Khảo sát ảnh hưởng của t lệ cấu tử R v E DM đến tính chất của hỗn hợp cao su - Khảo sát ảnh hưởng của chất trợ tương hợp PE-g-MA kết hợp với DOP và MA-F50 - Khảo sát ảnh hưởng của chất trợ tương hợp MA-F50 kết hợp với DOP - Khảo sát ảnh hưởng của chất độn than mịn đến tính chất của hỗn hợp cao su.