- NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO ĐẾN TÍNH CHẤT VẬT LIỆU CAO SU BLEND.
- CSTN/NBR/CSE-50.
- Cao su blend CSTN/NBR/CSE-50 đã được chế tạo thành công bằng các phương pháp khác nhau.
- Các đặc tính cơ lý của các hệ vật liệu đã được khảo sát.
- Kết quả đạt được cho thấy quy trình hỗn luyện chế tạo cao su ảnh hưởng tới sự tương tác vật lý giữa các pha nguyên liệu, dẫn tới sự khác nhau về giá trị mô men cực đại và tổng năng lượng trộn hợp.
- Hơn nữa, phương pháp chế tạo khác nhau dẫn tới sự khác nhau về các tính chất như độ bền kéo và độ trương của hệ vật liệu cao su.
- Việc sử dụng các phương pháp chế tạo khác nhau đem lại các tính chất mới cho các hệ vật liệu cao su tổng hợp, qua đó cho phép tính đa dạng trong ứng dụng thực tế của vật liệu cao su blend..
- Từ khóa: Cao su, blend, nitril, cao su thiên nhiên, epoxy hóa..
- Cao su nhiên nhiên (CSTN) là một trong những sản phẩm kinh tế quan trọng của Việt Nam, nhưng lượng CSTN thu hoạch được lại chủ yếu là xuất khẩu thô vì công nghiệp chế biến cao su trong nước còn nhiều hạn chế.
- Người ta đã dùng các biện pháp biến tính hóa học CSTN nhằm mở rộng khả năng, phạm vi ứng dụng và nâng cao giá trị sử dụng của các sản phẩm cao su thiên nhiên.
- Trong số đó, biến đổi hóa học thành công nhất là epoxy hoá cao su nhiên nhiên, bằng cách gắn nguyên tử oxy vào liên kết C=C.
- Cao su nhiên nhiên epoxy hoá (CSE) có tính chất kháng dầu, chống thấm khí và đặc tính giảm rung tương tự như một số loại cao su đặc biệt.
- Ví dụ CSE-50, CSE có chứa 50% mol nhóm epoxy, có tính kháng dầu có thể so sánh với cao su nitril với hàm lượng nitril trung bình và tính chất chống thấm khí tương tự như cao su butyl..
- Ứng dụng của CSE là các sản phẩm cao su kỹ thuật, gioăng phớt chịu dầu, ta lông lốp xe.
- CSE có tính chất kết dính tốt và có thể trộn hợp với các vật liệu polyme khác để tạo ra hệ vật liệu.
- trong ngành, việc phát triển nghiên cứu chế tạo và ứng dụng cao su blend là nhằm vào mục tiêu sản xuất các sản phẩm cao su kỹ thuật từ loại vật liệu này trên cơ sở sử dụng CSTN theo hướng cải thiện các tính năng cơ lý, kỹ thuật của vật liệu và áp dụng công nghệ chế tạo các sản phẩm cao su kỹ thuật với giá thành hợp lý để mở rộng phạm vi ứng dụng nguồn CSTN sẵn có trong nước [7-12]..
- Trong nghiên cứu này, các phương pháp chế tạo CSTN khác nhau được sử dụng để tổng hợp hệ cao su blend CSTN/NBR/CSE-50.
- Các tính chất cơ lý của các hệ vật liệu cao su blend cũng được khảo sát và đánh giá..
- NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1.
- CSE-50 (Viện Khoa học và Công nghệ Quân sự - Bộ Quốc phòng, Việt Nam) là loại cao su có tính chất kháng dầu, chống thấm khí và đặc tính giảm rung tương tự như một số loại cao su đặc biệt.
- Dầu nhờn động cơ loại SAE 30 của hãng Caltex Delo Silver với thành phần 87% dầu gốc, chất tẩy rửa 2%, chất phân tán không tro 5%, kẽm diankyl dithiophotphat 2%, phụ gia chống oxy hóa và chống mài mòn 1%, chất biến tính ma sát 2%, chất hạ điểm đông đặc 1%, chất ức chế tạo bọt 5 ppm..
- Phương pháp thực nghiệm.
- Vật liệu cao su blend CSTN/NBR/CSE-50 với thành phần được mô tả trong Bảng 1 và được nghiên cứu chế tạo theo 3 quy trình khác nhau (Hình 1, 2 và 3).
- Các máy cán, ép, cắt mẫu, trộn được sử dụng để chế tạo vật liệu cao su blend..
- Đơn pha chế tạo cao su blend CSTN/NBR/CSE-50.
- 3 CSE-50 3 8 DM 1,2.
- Sơ đồ khối chế tạo mẫu blend CSTN/NBR/CSE-50 theo quy trình 1..
- Sơ đồ khối chế tạo mẫu blend CSTN/NBR/CSE-50 theo quy trình 2..
- Ép lưu hóa Cao su thiên nhiên.
- Cao su nitril NBR.
- Sản phẩm Cao su lưu hóa.
- CSTN + NBR + CSE + hóa chất Hỗn hợp.
- CSTN + NBR.
- Ép lưu hóa Cao su nitril.
- Cao su CSE.
- NBR + CSE + CSTN + hóa chất Hỗn hợp.
- NBR + CSE.
- Sơ đồ khối chế tạo mẫu blend (CSTN/NBR)/CSE-50 theo quy trình 3.
- Phương pháp xác định tính chất, cấu trúc cao su blend 2.3.1.
- Phương pháp xác định độ dãn dài khi đứt của cao su.
- Các tiêu chuẩn về mẫu đo và phép đo giống như phương pháp xác định độ bền kéo đứt (theo TCVN trên máy đo cơ lý vạn năng INSTRON 5582 100kN (Mỹ)..
- Phương pháp xác định độ trương của cao su trong dung môi.
- Độ trương của cao su blend trong một số môi trường dầu nhờn được thực hiện theo tiêu chuẩn TCVN hoặc theo tiêu chuẩn ISO .
- Nguyên tắc của phương pháp là xác định sự thay đổi về khối lượng, thay đổi về thể tích hoặc thay đổi về các kích thước,.
- Ảnh hưởng quá trình hỗn luyện chế tạo cao su blend CSTN/NBR/CSE-50.
- Để nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp chế tạo đến tính chất của vật liệu, đã tiến hành chế tạo mẫu cao su blend với tỷ lệ CSTN/NBR/CSE-50 bằng 3 phương pháp theo các quy trình 1, 2 và 3.
- Các quá trình chế tạo mẫu được ghi lại bằng phần mềm Brabender mixer program của máy trộn kín Brabender.
- Năng lượng và mô men xoắn cực đại trong quá trình hỗn luyện cao su blend Phương pháp chế tạo Năng lượng kNm/kg Mô men xoắn (Nm).
- Phương pháp .
- Khi chế tạo theo phương pháp 2 mô men cực đại là 54,9 Nm và mẫu ở phương pháp 3 là 36,2 Nm chênh lệch mô men cực đại giữa các quy trình lên tới khoảng 34%.
- Sự khác biệt này cho thấy rằng khi thay đổi quy trình hỗn luyện tương tác vật lý giữa các pha cao su cũng thay đổi theo..
- Ảnh hưởng của phương pháp chế tạo đến tính chất cơ học của cao su blend.
- Đường cong ứng suất – độ dãn dài của cao sublend CSTN/NBR/CSE-50 Kết quả đo độ bền kéo đứt của các mẫu chế tạo theo ba quy trình được mô tả trên Hình 5.
- Có thể nhận thấy: mẫu chế tạo theo phương pháp 1 có độ bền kéo tốt nhất, sau đó là đến mẫu chế tạo theo phương pháp 3, và kém nhất là mẫu chế tạo theo phương pháp 2.
- Còn độ bền xé của mẫu chế tạo theo phương pháp 3 là tốt nhất, sau đó đến mẫu chế tạo theo phương pháp 1, tiếp đến là mẫu của phương pháp 2..
- Ảnh hưởng của phương pháp chế tạo đến độ trương của cao su blend CSTN/NBR/.
- CSE-50 trong dầu nhờn.
- Độ trương trong dầu nhờn của cao su blend CSTN/NBR/CSE50 được thể hiện trong Hình 6, với thời gian 120.
- Kết quả cho thấy, độ trương của các mẫu cao su blend tăng nhanh ở giai đoạn đầu khoảng từ 120 đến 480 giờ và tăng chậm từ khoảng 480 đến 720 giờ.
- Ở thời điểm 720 giờ được xem là các mẫu cao su đã trương bão hoà..
- Như vậy, các cao su blend được chế tạo theo các phương pháp khác nhau thì có độ trương trong dầu nhờn cũng khác nhau.
- Cụ thể từ đồ thị (Hình 6), nhận thấy độ trương của mẫu được chế tạo theo phương pháp 3 là thấp hơn cả 55,12%, cao nhất là độ trương của mẫu chế tạo theo phương pháp 1 đạt 75,26%.
- Như vậy, khi chế tạo cao su blend bằng các phương pháp khác nhau cũng đem lại khả năng chịu dầu khác nhau..
- Các hệ vật liệu cao su blend CSTN/NBR/CSE-50 đã được chế tạo bằng các quy trình phối trộn, tổng hợp khác nhau.
- Các đánh giá cho thấy yếu tố công nghệ có ảnh hưởng lớn đến tính chất cơ lý của hệ cao su blend chế tạo, qua đó mang lại các giá trị đa dạng trong ứng dụng..
- Mẫu chế tạo theo phương pháp 1 có độ bền kéo tốt nhất, sau đó là đến mẫu chế tạo theo phương pháp 3 và kém nhất là mẫu chế tạo theo phương pháp 2..
- Mẫu 1 có tính chất cơ học của blend đạt giá trị cực đại khi hàm lượng CSE-50 đạt 5 PKL, tại đó độ bền kéo đứt của cao su blend đạt 18,6 MPa..
- Các cao su blend chế tạo theo các phương pháp khác nhau thì có độ trương trong dầu nhờn cũng khác nhau.
- Độ trương cao nhất đạt 75,26% cho mẫu chế tạo với phương pháp 1..
- Với hàm lượng 5PKL CSE-50 đã tạo nên hệ blend CSTN/NBR/CSE-50 với tính chất cơ học và khả năng chịu dầu tốt của vật liệu..
- Nguyễn Việt Bắc - Nghiên cứu, chế biến và sử dụng vật liệu cao su ở Việt Nam, Tuyển tập báo cáo tại Hội thảo đánh giá tác động hội nhập sau hai năm gia nhập WTO đối với nền kinh tế Việt Nam, Hà Nội .
- Lê Thị Mỹ Hạnh, Trần Thị Thanh Vân - Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng santopren đến tính chất của vật liệu polyme blend trên cơ sở cao su thiên nhiên/polypropylen/santopren, Tạp chí Hoá học .
- Lê Xuân Hiền - Biến đổi hóa học cao su thiên nhiên và ứng dụng, Nhà xuất bản Khoa học Tự nhiên và Công nghệ (2011)..
- Chu Chiến Hữu, Nguyễn Việt Bắc - Nghiên cứu blend trên cơ sở nhựa PVC và cao su tự nhiên epoxy hóa có 50% nhóm epoxy, Tạp chí Hóa học 39 (4B .
- Trần Hải Ninh, Hoàng Hải Hiền, Hoàng Huy Đông - Nghiên cứu chế tạo blend cao su thiên/Cao su thiên nhiên epoxy hóa, Tạp chí Hóa học 51 (6ABC .
- Đỗ Quang Kháng, Lương Như Hải, Trần Kim Liên, Phạm Quang Huy, Phạm Anh Dũng, Nguyễn Mạnh Cường - Một số kết quả nghiên cứu chế tạo và ứng dụng vật liệu blend, Tạp chí Hóa học 48 (4A .
- EVALUATION OF PHYSICAL-MECHANICAL PROPERTIES OF BLEND RUBBER CSTN/NBR/CSE-50.
- Tan Van Hau Ho Chi Minh City University of Food Industry Email:
[email protected] Rubber blend CSTN/NBR/CSE-50 has been successfully manufactured by various methods