Khoá luận tốt nghiệp đại học: Nghiên cứu chế tạo cao su blend CSTN/NBR/clay nanocompozit bằng phương pháp latex

Chia sẻ: Minh Nhân | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:56

Thêm vào BST

Báo xấu

47
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài "Nghiên cứu chế tạo cao su blend CSTN/NBR/clay nanocompozit bằng phương pháp latex" là nhằm nâng cao tính chất cơ học của vật liệu cao su blend CSTN/NBR. Đồng thời đánh giá khả năng phân tán của nanoclay trong nền cao su bằng phương pháp latex.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Khoá luận tốt nghiệp đại học: Nghiên cứu chế tạo cao su blend CSTN/NBR/clay nanocompozit bằng phương pháp latex

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA HOÁ HỌC ---------- NGUYỄN THỊ THÙY LINH NGHI N C U CH T O CAO SU L N CSTN N R CLAY NANOCOMPO IT NG PH NG PHÁP LAT KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP Đ I HỌC Chuyên ngành: Hoá học công nghệ - môi trường Người hướng dẫn khoa học TS. L NG NH HẢI HÀ NỘI - 2017
LỜI CẢM ƠN Trong nhiều tháng nghiên cứu và học tập, nhờ vào nỗ lực của bản thân cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo, em đã hoàn thành khóa luận của mình đúng với thời gian quy định. Trước tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành và lòng biết ơn sâu sắc của mình tới TS Lƣơng Nhƣ Hải - Trung tâm Phát triển công nghệ cao - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em trong suốt quá trình nghiên cứu, thực hiện đề tài. Nhân dịp này em xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô giáo trong khoa Hóa học - Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 đã quan tâm giúp đỡ, trang bị cho em những kiến thức chuyên môn cần thiết trong quá trình học tập tại trường. Xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã luôn động viên, giúp đỡ cho em hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp này. Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng 05 năm 2017 Sinh viên
ANH MỤC CHỮ VI T TẮT AN Acrylonitril CEC Độ thay thế cation CHLB Cộng hòa liên bang CSTN Cao su thiên nhiên D Khoảng cách cơ bản EPDM Etylen propylen dien monomer EU Liên minh châu Âu FESEM Kính hiển vi điện tử quét trường phát xạ MMT Montmorillonite MPTS 3- metacryloxypropyl trimetoxy silan NBR Cao su nitril butadien NC Nanoclay PE Polyetylen Pkl Phần khối lượng PNC Polyme nanoclay PP Polypropylen PVC Polyvinyl clorua SEM Kính hiển vi điện tử quét TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
TEM Kính hiển vi điện tử truyền qua TESPT Bis-(3-trietoxysilyl propyl) tetrasulphit TGA Phân tích nhiệt trọng lượng XRD Phân tích nhiễu xạ tia X
MỤC LỤC MỞ ĐẦU ...............................................................................................................1 Chƣơng 1. TỔNG QUAN ....................................................................................3 1.1. Giới thiệu về vật liệu polyme nanocompozit, cao su nanocompozit ........3 1.1.1. Phân loại và đặc điểm của vật liệu cao su nanocompozit ....................4 1.1.2. Ưu điểm của vật liệu polyme nanocompozit và cao su nanocompozit ............................................................................................................................6 1.1.3. Phương pháp chế tạo ..............................................................................6 1.1.4. Vật liệu polyme nanocompozit gia cường nanoclay ............................8 1.2. Polyme blend ...............................................................................................11 1.2.1. Khái niệm và phân loại.........................................................................11 1.2.2. Ưu điểm của vật liệu polyme blend .....................................................11 1.2.3. Những yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của vật liệu ...........................12 1.3. Cao su thi n nhi n, cao su nitril uta ien N R v nanoclay .............13 1.3.1. Cao su thiên nhiên ................................................................................13 1.3.2.Cao su nitril butadien (NBR) ................................................................16 1.3.3. Nanoclay ...............................................................................................18 1.4. T nh h nh nghi n c u trong v ngo i nƣớc ............................................22 Chƣơng 2. THỰC NGHIỆM ............................................................................26 2.1. Thiết ị v hoá chất sử ụng trong nghi n c u ......................................26 2.1.1. Thiết bị ..................................................................................................26 2.1.2. Hoá chất, vật liệu .................................................................................26
2.2. Phƣơng pháp nghi n c u ..........................................................................27 2.3. Phƣơng pháp xác định một số tính chất cơ học của vật liệu .................28 2.3.1. Phương pháp xác định độ bền kéo đứt ................................................28 2.3.2. Phương pháp xác định độ giãn dài khi đứt..........................................29 2.3.3 Phương pháp xác định độ giãn dư ........................................................29 2.3.4. Phương pháp xác định độ cứng của vật liệu .......................................30 2.4. Nghi n c u cấu tr c h nh thái của vật liệu ng ính hi n vi điện tử quét trƣờng phát xạ ............................................................................................30 2.5. Nghi n c u độ ền nhiệt của vật liệu ng phƣơng pháp phân tích nhiệt trọng lƣợng................................................................................................30 2.6. Phƣơng pháp nhiễu xạ tia X.....................................................................31 2.7. Đánh giá hả năng ền ầu mỡ của vật liệu thông qua đo độ trƣơng .....32 CHƢƠNG 3 . KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ....................................................33 3.1. Ảnh hƣởng của h m lƣợng nanoclay tới tính chất của vật liệu ............33 3.1.1. Tính chất cơ học của vật liệu ...............................................................33 3.1.2. Cấu trúc hình thái của vật liệu .............................................................34 3.2. Nghi n c u ảnh hƣởng của quá tr nh iến tính tới độ ền nhiệt v ền ầu mỡ của vật liệu ............................................................................................38 3.2.1. Độ bền nhiệt của vật liệu ......................................................................38 3.2.2. Khả năng bền dầu mỡ của vật liệu ......................................................40 KẾT LUẬN..........................................................................................................42 TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................43
ANH MỤC CÁC ẢNG Bảng 1.1: Mối quan hệ giữa kích thước hạt và bề mặt riêng .............................4 Bảng 1.2: Thành phần hoá học của cao su thiên nhiên....................................14 Bảng 1.3: Cấu trúc hóa học vài loại nanoclay (loại smectit) ..........................20 Bảng 1.4: Giá trị CEC và kích thước của một số nanoclay [35] .....................21 Bảng 2.1: Thành phần c bản của m u v t liệu cao su nanocompozit ...........27
ANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Nguyên lý chung để chế tạo v t liệu polyme nanocompozit ..............7 Hình 1.2: Các dạng v t liệu polyme/clay nanocompozit ....................................9 Hình 1.3: S đồ mô tả tính chất che chắn của v t liệu polyme/clay nanocompozit [33, 32] ........................................................................................10 Hình 1.4: Công thức cấu tạo của cao su thiên nhiên........................................14 Hình 1.5: Cấu trúc lý tưởng của nanoclay montmorillonit ..............................19 Hình 2.1: M u v t liệu đo tính chất kéo của v t liệu ........................................28 Hình 2.2: S đồ nguyên lý phư ng pháp nhiễu xạ tia X ..................................31 Hình 3.1: Ảnh hưởng của hàm lượng nanoclay tới độ bền kéo đứt và độ giãn dài khi đứt của v t liệu .......................................................................................33 Hình 3.2: Ảnh hưởng của hàm lượng nanoclay tới độ cứng và độ giãn dư của v t liệu..................................................................................................................34 Hình 3.3: Ảnh FESEM bề mặt gãy m u CSTN/NBR/3%nanoclay ..................35 Hình 3.4: Ảnh FESEM bề mặt gãy m u CSTN/NBR/5%nanoclay ..................35 Hình 3.5: Ảnh FESEM bề mặt gãy m u CSTN/NBR/7%nanoclay ..................36 Hình 3.6: .. Giản đồ nhiễu xạ tia X của m u nanoclay và các m u cao su blend CSTN/NBR chứa hàm lượng nanoclay khác nhau ............................................37 Hình 3.7: Giản đồ TGA m u CSTN/NBR ..........................................................38 Hình 3.8: Giản đồ TGA m u CSTN/NBR/5%nanoclay ....................................39 Hình 3.9: Độ trư ng của các m u v t liệu trên c sở CSTN/NBR ..................40
MỞ ĐẦU Vật liệu cao su/clay nanocompozit là loại vật liệu mới có những tính năng cơ lý, kỹ thuật cao, khả năng bền nhiệt và chống cháy tốt, có tính chất che chắn (barie) tốt. Đây là một hướng nghiên cứu được các nhà khoa học rất quan tâm trong việc phát triển các loại vật liệu mới. Vật liệu cao su/clay nanocompozit gồm pha nền là cao su hoặc cao su blend và pha gia cường là các hạt clay được chèn lớp hoặc tách lớp có kích thước nanomet [1]. Cao su thiên nhiên (CSTN) có tính chất cơ học tốt nhưng khả năng bền dầu kém. Trong khi đó, cao su nitril butadien (NBR) được biết đến với đặc tính vượt trội là khả năng bền dầu mỡ rất tốt. Do vậy, vật liệu cao su blend CSTN/NBR vừa có tính chất cơ học tốt của CSTN vừa có khả năng bền dầu mỡ của cao su NBR [7]. Để tăng khả năng ứng dụng cho vật liệu cao su cũng như cao su blend, các vật liệu này thường được gia cường bằng một số chất độn gia cường như than đen, silica, clay,... [40]. Khả năng gia cường của chất độn cho cao su phụ thuộc vào kích thước hạt, hình dạng, sự phân tán và khả năng tương tác với cao su [27, 31]. Các chất độn nano có kích thước từ 1-100 nm, có thể cải thiện đáng kể tính chất cơ học của các sản phẩm cao su. Với diện tích bề mặt lớn, các hạt nano sẽ tương tác tốt với các đại phân tử cao su, dẫn đến nâng cao hiệu quả gia cường. Do vậy, các hạt nano rất quan trọng để gia cường cho vật liệu cao su [36]. Nanoclay có kích thước nh (cỡ nanomet), diện tích bề mặt riêng lớn cỡ 700800 m2/g. Vì vậy, sự tương tác giữa cao su blend CSTN/NBR và nanoclay là rất lớn. Do vậy, chỉ với một lượng nh nanoclay (cỡ vài phần trăm khối lượng) được đưa vào cao su blend CSTN/NBR có thể nâng cao tính chất cơ học và khả năng che chắn của vật liệu. 1
Các phương pháp chế tạo cao su nanocompozit gồm: trộn hợp dung dịch, trùng in-situ, trộn hợp nóng chảy và phương pháp latex. Trong khi đó ở nước ta, cây cao su là cây công nghiệp chủ lực nên nguồn latex cao su thiên nhiên rất dồi dào. Chính vì vậy trong khuôn khổ khóa luận này, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài“Nghiên cứu chế tạo cao su blend CSTN/NBR/clay nanocompozit b ng phư ng pháp latex” đã được lựa chọn để nghiên cứu. Mục tiêu của đề tài - Nâng cao tính chất cơ học của vật liệu cao su blend CSTN/NBR. - Đánh giá khả năng phân tán của nanoclay trong nền cao su bằng phương pháp latex. Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng nanoclay tới tính chất cơ học của vật liệu. - Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng nanoclay tới cấu trúc của vật liệu. - Nghiên cứu khả năng bền nhiệt của vật liệu. - Nghiên cứu khả năng bền dầu mỡ của vật liệu. 2
Chương 1. TỔNG QUAN 1.1. Giới thiệu về vật liệu polyme nanocompozit, cao su nanocompozit Cũng giống như vật liệu polyme compozit, vật liệu polyme nanocompozit cũng là loại vật liệu gồm pha nền (polyme) và pha gia cường ở các dạng khác nhau. Tuy nhiên, điều khác biệt ở đây là pha gia cường có kích thước cỡ nanomet (dưới 100 nm). Như vậy có thể hiểu, vật liệu polyme nanocompozit là vật liệu có nền là polyme, copolyme hoặc polyme blend và cốt là các hạt hay sợi khoáng thiên nhiên hoặc tổng hợp có ít nhất một trong 3 chiều có kích thước trong khoảng 1-100 nm (kích cỡ nanomet). Do v y, v t liệu cao su nanocompozit là một trường hợp riêng của polyme nanocompozit với nền là cao su hoặc cao su blend. Vì vậy, cao su nanocompozit có tất cả các đặc tính chung của polyme nanocompozit [7, 9]. Vật liệu polyme nanocompozit kết hợp được cả ưu điểm của vật liệu vô cơ (như tính chất cứng, bền nhiệt,…) và ưu điểm của polyme hữu cơ (như tính linh động, mềm dẻo, và khả năng dễ gia công…). Một đặc tính riêng biệt của vật liệu polyme nanocompozit đó là kích thước nh của chất độn dẫn tới sự gia tăng mạnh mẽ diện tích bề mặt chung so với các compozit truyền thống (xem bảng 1.1) [14]. Vật liệu nền sử dụng trong chế tạo polyme nanocompozit rất đa dạng, phong phú bao gồm cả nhựa nhiệt dẻo như nhựa polyetylen (PE), nhựa polypropylen (PP),… và nhựa nhiệt rắn như polyeste, các loại cao su,.. 3
Bảng 1.1: Mối quan hệ giữa kích thước hạt và bề mặt riêng Đường kính hạt Bề mặt riêng [cm2/g] 1 cm 3 1 mm 3.10 100 µm 3.102 10 µm 3.103 1 µm 3.104 100 nm 3.105 10 nm 3.106 1 nm 3.107 Khoáng thiên nhiên: chủ yếu là đất sét – vốn là các hạt silica có cấu tạo dạng lớp như montmorillonit, vermicullit, bentonit kiềm tính cũng như các hạt graphit,… Các chất gia cường nhân tạo: các tinh thể như silica, CdS, PbS, CaCO3,… hay ống carbon nano, sợi carbon nano,…. 1.1.1. Phân loại v đặc đi m của vật liệu cao su nanocompozit 1.1.1.1. Phân loại Polyme nanocompozit nói chung hay cao su nanocompozit nói riêng được phân loại dựa vào số chiều có kích thước nanomet của vật liệu gia cường [28]: 4
- Loại 1: là loại hạt có cả ba chiều có kích thước nanomet, chúng là các hạt nano (SiO2, CaCO3,…). - Loại 2: là loại hạt có hai chiều có kích thước nanomet, chiều thứ ba có kích thước lớn hơn, thường là ống nano hoặc sợi nano (thường là ống, sợi nano carbon). - Loại 3: là loại chỉ có một chiều có kích thước cỡ nanomet. Nó ở dạng phiến, bản với chiều dày có kích thước cỡ nanomet còn chiều dài và chiều rộng có kích thước từ hàng trăm đến hàng ngàn nanomet. Vật liệu dạng này thường có nguồn gốc là các loại khoáng sét, graphen,… 1.1.1.2. Đặc điểm của v t liệu polyme nanocompozit - Với pha phân tán là các chất độn có kích thước nano nên chúng phân tán rất tốt vào trong polyme, tạo ra các liên kết ở mức độ phân tử giữa các pha với nhau. Các phần tử chất độn nano phân tán tốt vào pha nền, dưới tác dụng của lực bên ngoài tác động vào nền sẽ chịu toàn bộ tải trọng, các phần tử nh mịn phân tán đóng vai trò hãm lệch, làm tăng độ bền của vật liệu đồng thời làm cho vật liệu cũng ổn định ở nhiệt độ cao [10]. - Do kích thước nh ở mức độ phân tử nên khi kết hợp với các pha nền có thể tạo ra các liên kết vật lý nhưng có độ bền tương đương với liên kết hóa học, vì thế cho phép tạo ra các vật liệu có nhiều tính chất mới, ví dụ như tạo các polyme dẫn có rất nhiều ứng dụng trong thực tế. - Vật liệu gia cường có kích thước rất nh nên có thể phân tán trong pha nền tạo ra cấu trúc rất đặc, do đó có khả năng bền nhiệt, bền môi trường của vật liệu được cải thiện. 5
1.1.2. Ƣu đi m của vật liệu polyme nanocompozit v cao su nanocompozit So với vật liệu polyme compozit truyền thống, vật liệu polyme nanocompozit có những ưu điểm chính như sau [9]: - Vật liệu nano gia cường hiệu quả hơn bởi vì kích cỡ của nó nh hơn dẫn tới sự cải thiện đáng kể tính chất của nền (chỉ với một lượng nh vật liệu gia cường) điều này làm cho vật liệu polyme nanocompozit nhẹ hơn, dễ gia công hơn. - Sự chuyển ứng suất từ nền sang chất độn hiệu quả hơn là do diện tích bề mặt lớn và khả năng tương tác tốt giữa các pha. 1.1.3. Phƣơng pháp chế tạo Polyme nanocompozit hay cao su nanocompozit có thể được chế tạo theo một số phương pháp tùy theo cách thức kết hợp giữa hai pha vô cơ và hữu cơ. Cho tới nay, người ta đưa ra 3 phương pháp chính để chế tạo polyme nanocompozit, tuỳ theo nguyên liệu ban đầu và kỹ thuật gia công: phương pháp trộn hợp (nóng chảy hoặc dung dịch,…), phương pháp sol-gel và phương pháp trùng hợp in-situ [1, 37, 7, 9]. 1.1.3.1. Phư ng pháp trộn hợp Phương pháp này chỉ đơn giản là phối trộn các vật liệu gia cường nano vào trong nền polyme. Quá trình phối trộn có thể thực hiện trong dung dịch hoặc ở trạng thái nóng chảy. Khó khăn lớn nhất trong quá trình trộn hợp là phân tán các phần tử nano vào trong nền polyme sao cho hiệu quả. 1.1.3.2. Phư ng pháp sol – gel Phương pháp sol-gel dựa trên quá trình thủy phân và trùng ngưng các phân tử alcoxide kim loại có công thức M(OR) 4, dẫn đến việc hình thành polyme có mạng liên kết M-O-M, ví dụ như Si-O-Si. Phương pháp sol-gel 6
cho phép đưa phân tử hữu cơ R’ có dạng R’ n M(OR)4-n vào trong mạnh vô cơ để tạo ra vật liệu hữu cơ-vô cơ lai tạo có kích thước nano. Có hai loại nanocompozit lai tạo được chế tạo bằng phương pháp sol- gel. Sự phân chia chúng dựa vào bản chất của bề mặt ranh giới giữa thành phần hữu cơ và vô cơ. 1.1.3.3. Trùng hợp in-situ Phương pháp này có ưu điểm dễ chế tạo, nhanh và tính chất sản phẩm tốt. Quá trình trùng hợp in-situ trải qua ba bước: đầu tiên các phụ gia nano được xử lý bởi chất biến tính bề mặt thích hợp và sau đó được phân tán vào monome rồi tiến hành trùng hợp trong dung dịch hoặc trong khối để tạo polyme nanocompozit. Sơ đồ nguyên lý chung chế tạo vật liệu polyme nanocompozit Trùng hợp in-situ Hạt nano Monome Trộn thông thường Polyme Sol - gel nanocompozit Polyme Tiền chất nano Sol - gel Hình 1.1: Nguyên lý chung để chế tạo v t liệu polyme nanocompozit 7
Những nội dung trên đã được tác giả Đỗ Quang Kháng tập hợp và trình bày khá đầy đủ trong tài liệu [9]. 1.1.4. Vật liệu polyme nanocompozit gia cƣờng nanoclay 1.1.4.1. Phân loại v t liệu polyme/clay nanocompozit Tuỳ theo cách thức phân bố hay dạng tồn tại của clay ở trong nền polyme, vật liệu polyme/clay nanocompozit được chia thành ba loại khác nhau: dạng chèn lớp, dạng kết tụ và dạng bóc lớp. - Dạng chèn lớp: các phân tử polyme được chèn vào giữa các lớp clay và khoảng cách giữa các lớp clay được tăng lên, song clay trong polyme/clay nanocompozit vẫn còn cấu trúc lớp như khi chưa kết hợp với polyme . - Dạng kết tụ: trường hợp này cũng giống như trường hợp chèn lớp, nhưng có hiện tượng một số lớp clay dính vào nhau do tương tác hydro giữa các lớp. Dạng này có tính chất cơ học không tốt so với dạng chèn lớp vì hiện tượng kết tụ làm cho clay không được phân bố đều trong nền polyme. - Dạng bóc lớp: trong trường hợp hợp này các lớp clay được tách hoàn toàn kh i nhau và phân tán đều trong nền polyme. Vì các lớp clay đư ợc tách hoàn toàn ra kh i nhau và phân tán đều trong nền polyme nên tương tác giữa pha nền và pha gia cường trong trường hợp này là tốt nhất. Hiện tượng bóc lớp xảy ra khi hàm lượng clay nh và pha nền polyme tương tác tốt với clay. Hình 1.2 mô tả các dạng tồn tại của polyme/clay nanocompozit [13, 14, 43, 44]: 8
Hình 1.2: Các dạng v t liệu polyme/clay nanocompozit 1.1.4.2. Tính chất của v t liệu polyme/clay nanocompozit Vật liệu polyme/clay nanocompozit có những tính chất ưu việt hơn hẳn so với vật liệu polyme gia cường bằng các hạt có kích thước micro, trong đó đáng chú ý là: tính chất cơ học cao, khả năng chịu nhiệt và chống cháy tốt, có tính chất che chắn, khả năng phân huỷ sinh học,… [23, 21, 24]. * Tính chất cơ học Do có tương tác và kết dính tốt giữa pha nền và pha gia cường nên vật liệu polyme/clay nanocompozit có độ bền kéo đứt và mođun đàn hồi rất cao. Khi tăng hàm lượng clay thì tính chất cơ học tăng sau giảm dần. * Khả năng chịu nhiệt và chống cháy Khả năng chịu nhiệt và chống cháy của polyme/clay nanocompozit không thuần túy là do khả năng chịu nhiệt và giữ nhiệt của clay như compozit nền polyme gia cường bằng clay dạng hạt micro thông thường mà gắn liền với hiệu ứng nano. Trong vật liệu polyme/clay nanocompozit các phân tử polyme được bao bọc bởi các lớp clay, các lớp này đóng vai trò ngăn cản sự khuếch tán của oxy cần thiết cho quá trình cháy của polyme. Mặt khác, 9
các lớp clay có vai trò giữ nhiệt và cản trở sự thoát các sản phẩm dễ bay hơi khi polyme cháy [39, 45]. * Tính chất che chắn Do clay có cấu trúc lớp cũng như sự định hướng của các lớp clay trong quá trình gia công nên vật liệu polyme/clay nanocompozit có độ thấm khí rất thấp: Hình 1.3: S đồ mô tả tính chất che chắn của v t liệu polyme/clay nanocompozit [33, 32] Hình 1.3 cho thấy, khí và hơi ẩm khi đi qua vật liệu sẽ không thể đi theo một đường thẳng mà sẽ bị cản lại bởi các lớp clay trong thành phần, như những hàng rào che chắn. Do đó vật liệu polyme/clay nanocompozit có khả năng che chắn sự thấm khí và hơi ẩm hơn hẳn các loại vật liệu polyme khác. Tính chất này của vật liệu polyme/clay nanocompozit được ứng dụng để làm bao gói cho thực phẩm và dược phẩm. * Khả năng phân huỷ sinh học Polyme trong vật liệu polyme/clay nanocompozit có khả năng phân hủy sinh học tốt hơn so với vật liệu polyme hoặc được gia cường bằng hạt thông thường. Cơ chế của quá trình này một số tác giả cho rằng là do vai trò xúc tác phản ứng phân hủy polyme của clay hữu cơ. 10
1.2. Polyme blend 1.2.1. Khái niệm v phân loại Vật liệu tổ hợp polyme (hay gọi là polyme blend) là loại vật liệu polyme được cấu thành từ hai hay nhiều polyme nhiệt dẻo với cao su để làm tăng độ bền cơ lý hoặc hạ giá thành vật liệu [8]. Giữa các polyme có thể tương tác hoặc không tương tác vật lý với nhau. Polyme blend có thể là hệ đồng thể hoặc dị thể. Trong hệ đồng thể các polyme thành phần không còn đặc tính riêng, còn trong polyme blend dị thể thì tính chất các polyme thành phần hầu như được giữ nguyên. Polyme blend thường là loại vật liệu có nhiều pha trong đó có một pha liên tục gọi là pha nền và một hoặc nhiều pha phân tán (pha gián đoạn) hoặc tất cả các pha đều phân tán, mỗi pha được tạo nên bởi một pha thành phần. 1.2.2. Ƣu đi m của vật liệu polyme len - Lấp được khoảng trống về tính chất công nghệ cũng như kinh tế giữa các loại nhựa nhiệt dẻo. Người ta có thể tối ưu hoá về mặt giá thành và tính chất của vật liệu sử dụng. Quá trình nghiên cứu và chế tạo sản phẩm mới trên cơ sở vật liệu tổ hợp polyme nhanh hơn nhiều so với sản phẩm từ vật liệu mới khác vì nó được chế tạo trên cơ sở vật liệu và công nghệ có sẵn. - Tạo khả năng phối hợp các tính chất mà một loại vật liệu khó hoặc không đạt được. Do đó đáp ứng được nhiều yêu cầu kĩ thuật cao của hầu hết khắp các lĩnh vực khoa học và kinh tế. - Những kiến thức rộng rãi về cấu trúc, sự tương hợp phát triển rất nhanh trong những năm gần đây tạo cơ sở cho việc phát triển vật liệu này. 11
1.2.3. Những yếu tố ảnh hƣởng đến tính chất của vật liệu Tính chất của vật liệu polyme blend được quyết định bởi sự tương hợp của các polyme trong tổ hợp. Từ những kết quả nghiên cứu người ta chỉ ra rằng sự tương hợp của các polyme phụ thuộc vào các yếu tố sau [3, 16, 42]: - Bản chất hóa học và cấu trúc phân tử của các polyme - Khối lượng phân tử và sự phân bố của khối lượng phân tử - Tỷ lệ các cấu tử trong tổ hợp - Năng lượng bám dính ngoại phân tử - Nhiệt độ Tính chất các tổ hợp không tương hợp phụ thuộc: - Sự phân bố pha - Kích thước hạt - Loại bám dính pha Những yếu tố này bị chi phối bởi điều kiện chuẩn bị và gia công của vật liệu [3]. Trong thực tế để tăng độ tương hợp cũng như khả năng trộn hợp của các polyme người ta dùng các chất làm tăng khả năng tương hợp như các copolyme, chất hoạt tính bề mặt bên cạnh việc chọn chế độ chuẩn bị và gia công thích hợp cho từng loại tổ hợp thông qua việc khảo sát tính lưu biến của tổ hợp vật liệu. 12