MỞ ĐẦU

Một trong những thành tựu quan trọng của thế kỷ 20 là sự phát triển và ứng dụng của vật liệu tổ hợp polyme (polyme blend) loại vật liệu có nhiều tính năng quý báu mà không vật liệu nào khác có thể có được.

Vật liệu polyme blend là loại vật liệu mới với những tính năng vượt trội như có khả năng làm việc trong môi trường khắc nghiệt, chịu mài mòn, bền nhiệt, giá thành hạ,... Chúng có thể được sử dụng trong nhiều lĩnh vực từ các ngành kỹ thuật cao như kỹ thuật điện, điện tử, trong công nghiệp chế tạo máy và máy chính xác, trong công nghiệp hóa chất nơi đòi hỏi có những vật liệu có khả năng chịu hóa chất,... cho đến các sản phẩm dân dụng như đế giầy, dép và các đồ dùng khác. Với những khả năng ứng dụng rộng rãi như vậy vật liệu polyme blend hứa hẹn đã và sẽ là vật liệu của tương lai. Bản thân vật liệu polyme blend là một loại vật liệu tổ hợp, người ta có thể chế tạo được nhiều loại blend từ những polyme thành phần khác nhau. Những loại blend này có thể có những tính chất vượt trội tùy thuộc vào mục đích sử dụng và loại polyme thành phần.

Cao su nitril butadien (NBR), cao su clopren (CR) và nhựa polyvinylclorua (PVC) là những polyme được sử dụng từ rất lâu, trong nhiều lĩnh vực khác nhau của đời sống và sản xuất. Trong đó NBR có khả năng bền dầu mỡ cao nhưng kém bền thời tiết, bền chống cháy, còn CR và PVC không bền dầu mỡ bằng NBR nhưng lại có khả năng bền thời tiết, bền chống cháy cao. Vì vậy, khi phối hợp ba loại vật liệu này tạo ra vật liệu mới có thể phối hợp được ưu điểm và hạn chế được nhược điểm của từng cấu tử riêng biệt.

Ở Việt Nam đã có nhiều công trình nghiên cứu chế tạo và ứng dụng loại vật liệu polyme blend và đã mang lại những hiệu quả kinh tế, xã hội đáng kể. Tuy nhiên, vật liệu polyme blend 3 cấu tử trên cơ sở NBR, CR và PVC chưa có tác giả nào nghiên cứu. Vì vậy chúng tôi chọn chủ đề: “Nghiên cứu chế tạo vật liệu cao su blend bền dầu mỡ và môi trường trên cơ sở cao su nitril butadiene (NBR), cao su cloropen (CR) và nhựa polyvinylclorua (PVC)” để thực hiện luận văn tốt nghiệp với mục tiêu tạo ra vật liệu cao su blend có tính năng cơ lý tốt, có khả năng bền dầu mỡ, bền môi trường, bền với nhiệt độ cao và có giá thành hợp lý, đáp ứng yêu cầu chế tạo một số sản phẩm cao su kỹ thuật.

Để thực hiện mục tiêu trên, chúng tôi tiến hành những nội dung nghiên cứu sau đây:

- Chế tạo vật liệu polyme blend NBR/CR để tìm tỷ lệ tối ưu của hai cấu tử (thông qua việc khảo sát các tính năng cơ học, độ bền trong xăng A92 và dầu biến thế).

- Chế tạo vật liệu polyme blend NBR/CR/PVC với tỷ lệ NBR/CR tối ưu đã khảo sát ở trên, thay đổi hàm lượng PVC để tìm tỷ lệ tối ưu của các cấu tử (thông qua khảo sát các tính năng cơ học).

- Nghiên cứu cấu trúc hình thái bằng phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) thực hiện trên máy JSM 6490 của hãng Jeol (Nhật Bản). Độ bền nhiệt được xác định bằng phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng (TGA) thực hiện trên máy SETARAM của Pháp.

- Nghiên cứu độ bền dầu mỡ của vật liệu thông qua khảo sát độ trương trong xăng A92 và trong dầu biến thế của vật liệu.

- Nghiên cứu độ bền môi trường của vật liệu thông qua khảo sát hệ số già hóa của vật liệu trong môi trường bức xạ nhiệt ẩm, trong không khí và môi trường dầu biến thế.

- Sử dụng phụ gia biến đổi cấu trúc làm tương hợp để cải thiện tính năng cơ lý cho vật liệu.

- Đánh giá khả năng ứng dụng của vật liệu trong thực tế.

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3

1.2. VẬT LIỆU POLYME BLEND .3

1.2.1. Giới thiệu chung về vật liệu polyme blend 3

1.2.2. Phân loại polyme blend 4

1.2.3. Những yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của vật liệu polyme blend 5

1.2.4. Các phương pháp xác định sự tương hợp của polyme blend 6

1.2.5. Những biện pháp tăng cường tính tương hợp của các polyme 7

1.2.6. Các phương pháp chế tạo vật liệu polyme blend 9

1.2.7. Ưu điểm và ứng dụng của polyme blend 11

1.3. CAO SU NITRIL BUTADIEN (NBR), CAO SU CLOPREN (CR) VÀ NHỰA POLYVINYLCLORUA (PVC) .. .14

1.3.1. Cao su nitril butadien (NBR) . 14

1.3.2. Cao su clopren (CR) 18

1.3.3. Nhựa polyvinylclorua (PVC) .22

1.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VẬT LIỆU CAO SU BLEND.29

1.3.1. Trên thế giới..29

1.3.2. Ở Việt Nam..32

CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM..36

2.1. THIẾT BỊ VÀ HÓA CHẤT36

2.1.1. Thiết bị..36

2.1.2. Hóa chất36

2.2. PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO MẪU.37

2.2.1. Chế tạo mẫu NBR/CR..37

2.2.2. Chế tạo mẫu NBR/CR/PVC37

2.3. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH MỘT SỐ TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA CAO SU BLEND38

2.3.1. Phương pháp xác định độ bền kéo đứt38

2.3.2. Phương pháp xác định độ dãn dài khi đứt..38

2.3.3. Phương pháp xác định độ dãn dài dư..39

2.3.4. Phương pháp xác định độ cứng của vật liệu39

2.4. NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG BỀN XĂNG A92 VÀ DẦU BIẾN THẾ CỦA VẬT LIỆU39

2.5. NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC CỦA VẬT LIỆU BẰNG KÍNH HIỂN VI ĐIỆN TỬ QUÉT (SEM).40

2.6. NGHIÊN CỨU ĐỘ BỀN NHIỆT CỦA VẬT LIỆU BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH NHIỆT TRỌNG LƯỢNG..40

2.7. XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN MÔI TRƯỜNG CỦA VẬT LIỆU..40

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.41

3.1. KHẢO SÁT VẬT LIỆU NBR/CR.41

3.1.1. Ảnh hưởng của hàm lượng CR tới tính chất cơ lý của vật liệu..41

3.1.2. Ảnh hưởng của hàm lượng CR tới độ bền trong dầu mỡ của vật liệu.44

3.2. NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU BLEND NBR/CR/PVC.47

3.2.1. Ảnh hưởng của hàm lượng PVC tới tính chất cơ lý của vật liệu..47

3.2.2. Nghiên cứu khả năng bền dầu mỡ của vật liệu.51

3.2.3. Ảnh hưởng của quá trình biến tính tới cấu trúc hình thái và khả năng bền nhiệt của vật liệu .53

3.2.4. Ảnh hưởng của các chất biến đổi cấu trúc tới tính chất cơ lý và cấu trúc hình thái của vật liệu ...57

KẾT LUẬN64

TÀI LIỆU THAM KHẢO66