ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYEN HONG PHÚC NGHIEN CUU TONG HOP ASPARTIC ESTER UNG DUNG LAM MANG SON POLYUREA BAO VE KIM LOAI Chuyên ngành: Kỹ Thuật Vat Liệu Mã số học viên:60520309 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP. HO CHI MINH, tháng 1 năm 2017 CÔNG TRÌNH HOÀN THÀNH TẠI TR ONG ĐẠI HOC BACH KHOA —DHQG -HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học : PGS. Nguyễn Dac Thanh Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Dai học Bách Khoa, DHQG Tp.
HCM ngày 12 tháng 0Inăm 2017 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: 1.Chu tịch Hội đồng đánh giá luận văn: TS. La Thị Thái Hà 2.Phản biện 1:PGS.TS Nguyễn Thị Phương Phong 3.Phản biện 2:PGS.TS Huỳnh Đại Phú 4.Ủy viên: TS. Nguyễn Thị Lệ Thu 5. Cao Xuân Việt Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có).
CHỦ TỊCH HỘI ĐÔNG TR ONG KHOA TS. La Thi Thai Ha PGS. Huynh Dai Phu ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự do - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Hong Phúc MSHV: 7140334 Ngày, tháng, năm sinh: 04/02/1991 Nơi sinh: Tp. HCM Chuyên ngành: Kỹ Thuật VậtLiệu Mã số : 60520309 I.
TEN DE TÀI: Nghiên cứu tong hop Aspartic Ester ứng dụng làm màng sơn Polyurea bảo vệ kim loại II. NHIỆM VU VÀ NOI DUNG: - Tổng hop Aspartic Ester trên cơ sở dùng dư 4,4-Methylenebis(2- methylcyclohexylamine) (MMCA) với Diethyl Maleate (DEM). - Đóng ran va xác định tinh chat màng Polyurea từ san phẩm tong hợp được va chất đóng ran Hexamethylene Diisocyanate Trimer. - So sánh với tính chất co lý của sản phẩm tong hợp được với sản phẩm có mặt trên thị trường.
NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 04/07/2016 IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VU: 04/12/2016 V.CÁN BOH ONG DAN: PGS. Nguyễn Dac Thành Tp. CAN BOH ONG DÂN CHU NHIEM BO MON ĐÀO TẠO PGS.
Nguyén Dac Thanh TS. La Thi Thái Hà TR ONG KHOA PGS. Huynh Dai Phú LỜI CẢM ƠN Trước tiên, con xin cảm ơn ba mẹ và những người thân trong gia đình đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cho con được học tập. Tiếp sau, em xin gửi lời cám ơn chân thành đến quý thầy cô trường đại học Bách Khoa TP.
Hồ Chí Minh nói chung và quý thây cô khoa Công Nghệ Vật Liệu nói riêng đã truyền đạt cho chúng em những kiến thức và kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian học tập. Những kiến thức và kinh nghiệm đó là nền tảng vững chắc giúp em thực hiện luận văn này. Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Đắc Thành, người trực tiếp hướng dẫn em thực hiện luận văn này. Trong suốt quá trình thực hiện, thầy Thành đã tận tình chỉ dẫn, chỉnh sửa những sai sót, giúp em năm vững kiến thức để hoàn thành luận văn.
Em cũng xin cảm ơn anh Phan Minh Trí người đã chỉ bảo hỗ trợ em trong suốt quá trình làm luận văn. Thêm vào, em cũng xin cám ơn đên những ngojoi ban của em, những người đã găn bó, giúp đỡ em trong suôt quá trình học tập và trong thời gian thực hiện luận văn này. Em xin chân thành cảm ơn! Tp. Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2016.
Học viên thực hiện Nguyễn Hong Phúc TÓM TẮT Luận văn trình bày cách tổng hợp hỗn hợp Aspartic Ester không chứa nhóm Amine I nhằm tăng thời gian gia công của Polyurea. Aspartic Ester được tổng hợp từ Diethyl Maleate (DEM) và từ 4,4'- Methylenebis(2-methylcyclohexylamine) (MMCA) với lượng MMCA dư. Nhằm chuyển hoàn toàn các nhóm Amin I dư trong hỗn hợp thành Amine II ta dùng Mono Epoxy phan ứng hết với các nhóm Amine I. Cả hai quá trình phản ứng đều được khảo sát bằng các phương pháp chuẩn độ xác định độ nhớt HỶ- NMR và FTIR.Sau đó Aspartic Ester được đóng ran với Hexamethylene Diisocyanate Trimer (Desmodur N3600) tạo thành Polyurea.
Polyurea được khảo sát thời gian đóng ran thời gian gia công va DSC sau đó được tạo mẫu dé đo các tính năng cơ lý mảng. Kết qua cho thay Sản phẩm Aspartic Ester có tính năng kỹ thuật và tính chất cơ lý sau khi hình thành mảng tương tự như Polyurea từ Aspartic Ester thương phẩm. ABSTRACT This thesis introduce the synthetic method of Aspartic Ester mixture which is not contain Amine | functional group in order to increase the working time of Polyurea. Aspartic Ester was synthesized from Diethyl Maleate (DEM) and 4,4’- Methylenebis(2-methylcyclohexylamine) (MMCA) with excessive amount of MMCA.
To transform all the Amine [ to Amine II, we let Mono Epoxy react completely with the amine I remain in the mixture. To evaluate the reaction and synthetic products we used the titration method, viscosity testing, H'-NMR and FTIR. After that Aspartic Ester reacter with Hexamethylene Diisocyanate Trimer (Desmodur N3600) to create Polyurea. Polyurea Generated fromm Aspartic Ester estimated for curing time, working time, DSC and was processd into coating sample for mechanical testing.
The result proved that Polyurea coating derived from synthesized Aspartic Ester have technical features and mechanical properties similar to that of commercial Aspartic Ester. Luận văn cao hoc MỤC LỤC M. 4 DANH SÁCH BANG BIÊU.-- 5: 5++ềE Ea 6 DANH SÁCH CÁC CHỮ VIET TẮTT.-- 5 5c+cEttéEkEEkEEkttkrrkrrrkerrerkeerkrre 8 CHUONG 1: TONG QUAN0ã 11 1.Tinh hình sử dụng son trên thé giGi. Son Polyurea va ứng dụng CỦa TÓ.
Nghiên cứu trong và ngoài nước về Polyuirea. Nghiên cứu ngoài nƯỚC. Nghiên cứu trong ƯỚC. Mục tiêu va nội dung của GE tầi.
TT H11 TT ng ng TH ng ng.1 Mục tiêu nghiÊn CỨU.2 Đối tượng nghiên CUU ee ccecccccsesssesessesesessssescsssesscsssessesssesscsescsesseseseesesen 19 1.3 Phạm vi nghiÊn CỨU.4 Nội dung Nghiên CỨU.5 Điều kiện nghiên CỨU. 20 CHƯƠNG 2: LÝ THUYET CƠ SỞ. Ưu điểm hệ son Aspartic ES(€T.-- ¿25 S22 SE tt EErkrkrrrreee 24 2. Phản ứng tạo Aspartic Ester trong tong hop Aspartic Ester.
Tổng quát chung. Phan ứng tong hop Aspartic ESer. Lua chọn nguyên lIỆU. - - - G5 5G 9999999990010 29 CHUONG 3: THUC NGHIEM 00227.
31 Luận văn cao hoc 3. Nguyên liệu - hóa chất. Nghiên cứu qui trình và điều kiện tổng hop Aspartic Ester. Tong hợp Aspartic Ester từ MMCA và DEM.
Biến tính Polyaspartic Ester bằng Mono Epoxy. Nghiên cứu quá trình đóng ran và tính chất màng Polyurea trên cơ sờ Aspartic 0 0 .1 Nghiên cứu tỷ lệ đóng rắn tối ưu tạo màng Polyurea.2 Khao sát quá trình hình thành màng của Polyurea từ Aspartic Ester. Đánh giá co ly tính của mang Polyurea từ Aspartic Ester.Các phương pháp đánh giá sử dụng. Xác định lượng DEM trong hỗn hợp.
Xác định chỉ số Amine I, II, [IH.- - s2 £EsE+EeEE+E£eEsEsxsxxz 44 3. Xác định chỉ số Epoxy (% EDOXY). 55c St S* St 22v treo 45 3. Xác định độ nhớt BrooKfied.
Chup phổ HÌ-NIMR. Do thời gian khô màng. Do thời gian làm việc (working - life time) của hỗn hợp đóng ran. Đánh giá cơ lý tính màng.
9 1 gi 46 CHUONG 4: KET QUA VA BAN LUẬN. Nghiên cứu qui trình và điều kiện tong hop Aspartic Ester. Anh hưởng của nhiệt độ đến quá trình tong hop Aspartic Ester.Hiệu suất phản ứng tong hop Aspartic Esfer. Ảnh hưởng của ty lệ mol MMCA/DEM đến quá trình tong hop Aspartic Ester.
Hiệu suất phan ứng tong hop Aspartic Ester. PhO FT-IR của Aspartic Ester.cccccscsssssessesesessssesessssessesesseeesesees 56 Trang 2 Luận văn cao hoc 4. Phố 'H-NMR của Aspartic ES(€T. Anh hưởng của nhiệt độ đến quá trình biến tinh Aspartic Ester bang Mono Epoxy.
Hiệu suất phản ứng biến tinh Aspartic Ester. Độ nhớt Aspartic Ester biến tính băng Mono Epoxy. Kết quả phố FT-IR của Aspartic Ester biến tính bang Mono Epoxy. Phố 'H-NMR cua Aspartic Ester biến tính bang Mono Epoxy.
Khảo sát anh hưởng của Ty lệ đóng ran Isocyanate/Amin đến độ bên kéo đứt 108004010 1117ẺẼẺẼ58. Độ bền kéo đứt màng Polyurea. Độ biến dạng kéo màng POlyUirea. Modulus kéo mang Polyurea,.
Đánh giá Tính chất hệ tao màng của Polyurea tir Aspartic Ester. Độ nhớt trong suốt quá trình gel hệ Polyurea tir Aspartic Ester.Thời gian khô mang của Polyurea từ Aspartic Esfer. DSC của các Polyurea từ Aspartic ESÍ€T. Xác định bê day màng Polyurea từ Aspartic ESfer.
Xác định độ bám dính mang Polyurea từ Aspartic Ester. Xác định độ bền uốn màng Polyurea từ Aspartic Ester. Xác định độ bền va đập Polyurea từ Aspartic Ester. Xác định độ cứng màng Polyurea từ Aspartic ESfer.-« «<< +2 76 KẾT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ,.
(G311 E191 8E vn gi 78 TÀI LIEU THAM KHẢO. G6112 3E 919191 3E 111191 1E 11111 vn ve 80 PHU LUC 1: PHO HỶ-NMR. G23 EEEE5E5E5EEEEEEEEEE11515151111151111111111 1E EeeU ii 5100859/27285-I90520 2 vii PHU LUC 3: KET QUA CHUAN ĐỘ DEM TRONG QUA TRINH TONG HỢP. xii PHU LUC 4: KET QUA CHUAN ĐỘ % EPOXY TRONG QUA TRINH BIEN TINH.
xiii PHU LUC 5: KET QUA DO DO BEN KÉO MANG POLYUREA.---¿ xiv PHU LUC 6: BAI BAO KHOA HOC .uiceeeccccsceccscssscscscecessevevscececeecevecsceceseevavacseeeeavacaes XV Luận văn cao hoc DANH SÁCH HÌNH VỀ Hình 1.1: Cơ cầu ngành sơn Việt Nam theo sản lượng.2: Một số ứng dụng của Poyurea trong lĩnh vực công nghiệp xây dựng.3: Một số ứng dụng của Poyurea trong lĩnh vực dân dụng.1: Biểu đồ hiệu suất phan ứng theo thời gian của phan ứng tong hop Aspartic Ester từ amine MMCA và DEM ở các nhiệt độ khác nhau .2: Biểu đỗ độ nhớt Aspartic Ester tong hợp được.------- + 2 2 scs+s+escee 51 Hình 4.3: Biểu đỗ mức độ chuyển hóa của phản ứng tong hop Aspartic Ester từ từ MMCA và DEM với các mức tỷ lệ mol MMCA/DEMM.-ẶẶĂSeeeeee 54 Hình 4.4: Biểu đỗ độ nhớt Aspartic Ester tong hợp được từ MMCA và DEM với các mức các mức tỷ lệ mol MMCA/DEM khác nhau.5: Phố FT-IR của Aspartic Ester từ MMCA và DEM.6: Phố 'H-NMR của Aspartic Ester từ MMCA và DEM.7: Sản phẩm Aspartic Ester tong hợp được.8: Biểu đô hiệu suất phản ứng theo thời gian của phản ứng biến tinh Aspartic Ester bằng Mono Epoxy ở các nhiệt độ khác nhau.9: Biểu đỗ độ nhớt Aspartic Ester biến tính bằng Mono Epoxy.10: Phố FT-IR của Aspartic Ester biến tinh tir Aspartic Ester A bang RD 123.11: Phố "H-NMR của Aspartic Ester biến tinh .---- 252 2552 s+cz+secse 63 Hình 4.12: Sản phẩm Aspartic Ester biến tính .13: Biéu đỗ thé hiện độ bền kéo đứt mang Aspartic Ester đóng ran theo tỷ lệ [socyanate/Amine 0.14: Biéu đỗ thé hiện biến dạng kéo màng Aspartic Ester đóng răn.15: Biéu đỗ thé hiện modulus kéo mang Aspartic Ester đóng răn. Biểu đồ độ nhớt theo thời gian của hỗn hợp đóng ran Aspratic Ester và Aspartic Ester Modified với N3600. QQ SH nh rrh 69 Trang 4 Luận văn cao hoc Hình 4. Biéu đồ thời gian khô màng của các mẫu tao màng giữa Aspartic Ester, Aspartic Ester Modified với N360.
- HH HH re 7] Hình 4. Đường cong DSC của mẫu đóng rắn Am-l.---- - 2 s+s+c+cs+s+see: 72 Hình 4.19: Biểu đồ độ bền va đập màng.--- + ¿2E + SE SE2E£E2E2 1x11 1E rree 75 Hình 4.20: Biểu đỗ độ cứng màng.---- ¿2 5256292 SE2E9EE E232 12111 1211211 cxee. 76 Trang 5 Luận văn cao hoc DANH SÁCH BANG BIEU Bang 3.