- Giới thiệu về vật liệu polyme nanocompozit, cao su nanocompozit ...3. - Phân loại và đặc điểm của vật liệu cao su nanocompozit ...4. - Ưu điểm của vật liệu polyme nanocompozit và cao su nanocompozit ...6. - Vật liệu polyme nanocompozit gia cường nanoclay ...8. - Ưu điểm của vật liệu polyme blend ...11. - Những yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của vật liệu ...12. - Hoá chất, vật liệu ...26. - Phƣơng pháp xác định một số tính chất cơ học của vật liệu ...28. - Phương pháp xác định độ cứng của vật liệu ...30. - 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. - Nghi n c u độ ền nhiệt của vật liệu ng phƣơng pháp phân tích nhiệt trọng lƣợng...30. - Đánh giá hả năng ền ầu mỡ của vật liệu thông qua đo độ trƣơng ...32. - Ảnh hƣởng của h m lƣợng nanoclay tới tính chất của vật liệu ...33. - Tính chất cơ học của vật liệu ...33. - Cấu trúc hình thái của vật liệu ...34. - Nghi n c u ảnh hƣởng của quá tr nh iến tính tới độ ền nhiệt v ền ầu mỡ của vật liệu ...38. - Độ bền nhiệt của vật liệu ...38. - Khả năng bền dầu mỡ của vật liệu ...40. - 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. - 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].. - 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]. - Do vậy, các hạt nano rất quan trọng để gia cường cho vật liệu cao su [36]. - 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.. - Nâng cao tính chất cơ học của vật liệu cao su blend CSTN/NBR.. - 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.. - Vật liệu polyme nanocompozit kết hợp được cả ưu điểm của vật liệu vô cơ (như tính chất cứng, bền nhiệt. - Phân loại v đặc đi m của vật liệu cao su nanocompozit. - 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]:. - Vật liệu dạng này thường có nguồn gốc là các loại khoáng sét, graphen,…. - 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]:. - Phương pháp này chỉ đơn giản là phối trộn các vật liệu gia cường nano vào trong nền polyme. - Sơ đồ nguyên lý chung chế tạo vật liệu polyme nanocompozit. - Vật liệu polyme nanocompozit gia cƣờng nanoclay. - 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.. - 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]. - Ƣu đi m của vật liệu polyme len. - Người ta có thể tối ưu hoá về mặt giá thành và tính chất của vật liệu sử dụng. - Tạo khả năng phối hợp các tính chất mà một loại vật liệu khó hoặc không đạt được. - 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. - Những yếu tố này bị chi phối bởi điều kiện chuẩn bị và gia công của vật liệu [3]. - Cao su thiên nhiên. - Cao su thiên nhiên (CSTN) là một vật liệu polyme được tách ra từ nhựa cây cao su. - Loại cao su. - 1.3.2.Cao su nitril butadien (NBR). - Những tính chất đặc biệt quý giá này cùng với khả năng phân giải điện tích tích tụ ở vật liệu trong vật liệu ma sát đã mở rộng lĩnh vực sử dụng của cao su nitril butadien. - Cao su NBR được sử dụng làm các vật liệu bền dầu, mỡ. - Bên cạnh khoảng cách d, tỷ lệ kích thước của clay cũng là một đặc trưng có ảnh hưởng đến tính chất vật liệu polyme nanocompozit. - Do vậy, vật liệu này đã và đang được quan tâm nghiên cứu.. - Trên thế giới, vật liệu polyme clay nanocompozit đầu tiên được chế tạo thành công bởi nhóm nghiên cứu Toyota vào năm 1987 [25]. - Tiếp tục nghiên cứu chế tạo vật liệu bằng phương pháp phối trộn huyền phù silica trong nước với latex cao su thiên nhiên đã tạo ra nanocompozit có kích thước hạt silica phân tán trong khoảng 30-100 nm. - Với hàm lượng 3% clay, vật liệu CSTN clay nanocompozit có tính chất cơ học cao và độ bền nhiệt cao hơn hẳn CSTN [11]. - Tiếp đó Đào Thế Minh, Hoàng Tuấn Hưng,… cũng chế tạo ra vật liệu cao su nanocompozit trên cơ sở blend cao su nitril/nhựa polyvinylclorua và nanoclay. - Hoá chất, vật liệu. - Cao su nitril butadien (NBR) Kosyl-KNB35L (Hàn Quốc).. - Trên cơ sở đơn phối trộn từ cao su blend CSTN/NBR có tỷ lệ là 80/20 với các phụ gia cố định, ảnh hưởng của hàm lượng phụ gia nano tới tính chất của vật liệu đã được khảo sát. - Phương pháp xác định một số tính chất cơ học của vật liệu 2.3.1. - Độ bền kéo đứt của vật liệu được xác định theo TCVN 4509:2006 với mẫu đo dạng hình mái chèo dưới đây:. - Phƣơng pháp xác định độ c ng của vật liệu. - Độ cứng của vật liệu được đo bằng đồng hồ đo độ cứng TECLOCK ký hiệu JIS K7215 A (Nhật Bản).. - Nghiên cứu cấu tr c h nh thái của vật liệu b ng kính hi n vi điện tử quét trường phát xạ. - Cấu trúc hình thái của vật liệu được nghiên cứu bằng kính hiển vi điện tử quét trường phát xạ (FESEM) thực hiện trên máy S-4800 của hãng Hitachi (Nhật Bản). - Phương pháp được tiến hành như sau: mẫu vật liệu được cắt với kích thước thích hợp. - Nghiên cứu độ bền nhiệt của vật liệu b ng phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng. - Khi đó khoảng cách cơ bản (d) trong phổ nhiễu xạ của vật liệu được tính theo phương trình Bragg:. - Độ trương của vật liệu được thực hiện theo tiêu chuẩn TCVN 2752:2008. - của mẫu vật liệu được tính theo công thức:. - Ảnh hưởng của hàm lượng nanoclay tới tính chất của vật liệu 3.1.1. - Tính chất cơ học của vật liệu. - Tính chất của vật liệu cao su nanocompozit không chỉ phụ thuộc vào các yếu tố như bản chất vật liệu, phụ gia sử dụng, điều kiện phối trộn và công nghệ gia công mà còn phụ thuộc rất nhiều vào hàm lượng chất gia cường.. - Trong phần này, các thành phần khác cũng như điều kiện công nghệ được cố định, chỉ khảo sát ảnh hưởng hàm lượng nanoclay tới tính chất cơ học của vật liệu cao su blend CSTN/NBR . - Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nanoclay tới tính chất cơ học của vật liệu được trình bày trong các hình dưới đây.. - Các kết quả trên cho thấy, khi hàm lượng nanoclay tăng đến 5% khối lượng, các tính chất cơ học của vật liệu đều tăng. - Khi hàm lượng nanoclay tiếp tục tăng (lớn hơn 5%) thì độ bền kéo đứt, độ giãn dài khi đứt của vật liệu lại giảm. - Cấu tr c h nh thái của vật liệu. - Cấu trúc của vật liệu cao su CSTN/NBR/clay nanocompozit được xác định bằng phương pháp kính hiển vi điện tử quét trường phát xạ (FESEM) và nhiễu xạ tia X. - Bề mặt cắt của mẫu vật liệu với hàm lượng nanoclay khác. - Điều này lý giải tại sao tính năng cơ học của vật liệu tăng không nhiều.. - Nghiên cứu ảnh hưởng của quá tr nh biến tính tới độ bền nhiệt và bền dầu mỡ của vật liệu. - Độ ền nhiệt của vật liệu. - Dưới đây là giản đồ TGA của 2 mẫu vật liệu cao su CSTN/NBR và CSTN/NBR/nanoclay. - nanoclay (hình 3.8), khả năng bền nhiệt của vật liệu cao su blend được cải. - Chính vì vậy, với hàm lượng nanoclay thích hợp đã làm tăng khả năng bền nhiệt của vật liệu.. - Khả năng ền ầu mỡ của vật liệu. - Khả năng bền dầu mỡ của vật liệu được xác định theo TCVN 2752:2008. - Chính vì vậy, khả năng bền dầu mỡ cho vật liệu được cải thiện.. - Đã chế tạo thành công vật liệu cao su blend CSTN/NBR/clay nanocompozit bằng phương pháp latex. - Vật liệu cao su/clay nanocompozit thu được có cấu trúc xen kẽ - tách lớp.. - Ở hàm lượng này, nanoclay đã làm tăng khả năng tương hợp cho CSTN với NBR, nhờ vậy vật liệu có các tính chất cơ lý tăng mạnh so với mẫu cao su blend CSTN/NBR tương ứng không gia cường (độ bền kéo đứt tăng 36,5%. - Thái Hoàng (2011), Vật liệu polyme blend, Nxb Khoa học tự nhiên và Công nghệ, Hà Nội.. - Đặng Việt Hưng (2010), Nghiên cứu chế tạo vật liệu polyme nanocompozit trên cơ sở cao su thiên nhiên và chất độn nano, Luận án Tiến sĩ Hóa học, Hà Nội.. - Hoàng Tuấn Hưng (2012), Nghiên cứu chế tạo và tính chất của vật liệu nanocompozit trên cơ sở vật liệu polyme blend và nanoclay, Luận án Tiến sĩ Hóa học, Hà Nội.. - Đỗ Quang Kháng (2013), Vật liệu Polyme - Vật liệu Polyme tính năng cao, Nxb Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Hà Nội.. - Đỗ Quang Kháng, Lương Như Hải, Vũ Ngọc Phan, Hồ Hoài Thu (2007), Một số kết quả nghiên cứu chế tạo vật liệu cao su thiên nhiên clay nanocompozit, Tạp chí Hóa học, tập 45, số 1, tr 72-76.. - Đỗ Quang Kháng (2013), Vật liệu polyme blend – quyển 1: vật liệu polyme cơ sở, Nxb Khoa học tự nhiên và Công nghệ.. - Nguyễn Thị Thái, Nguyễn Quang (2010), Nghiên cứu khảo sát tính chất của vật liệu polyme tổ hợp trên cơ sở cao su thiên nhiên và
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt