Khoa luan tot nghiep

Trường đại học sư phạm hà nội 2
KHOA HOá HọC
---------???---------
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Đỗ Quang Kháng
ThS. Lương Như Hải
Nghiên cứu chế tạo vật liệu blend trên cơ sở cao su butadien nitril, cao su clopren và nhựa pvc
Mở đầu
Mục tiêu, nội dung, vật liệu và phương pháp nghiên cứu
Kết quả và thảo luận
Kết luận


Một trong những thành tựu quan trọng của thế kỷ 20 này là sự phát triển và ứng dụng của vật liệu tổ hợp polyme.
Vật liệu polyme blend là một loại vật liệu mới với những tính năng vượt trội. Người ta có thể chế tạo được nhiều loại polyme blend từ những polyme thành phần khác nhau.
Cao su nitril butadien (NBR), cao su clopren (CR) và nhựa PVC là những loại cao su 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, CR và PVC có khả năng bền thời tiết 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.
Từ những thực tế như vậy em đã chọn đề tài: "Nghiên cứu chế tạo vật liệu blend trên cơ sở cao su butadien nitril, cao su clopren và nhựa PVC" làm đề tài cho khóa luận tốt nghiệp của mình.
Mở đầu
2.1. Mục tiêu nghiên cứu
ChÕ t¹o ra vËt liÖu cao su blend trªn c¬ së NBR, CR vµ PVC cã tÝnh n¨ng c¬ lý phï hîp, cã kh¶ n¨ng bÒn m«i tr­êng, dÇu mì cao, ®¸p øng yªu cÇu chÕ t¹o mét sè s¶n phÈm cao su kü thuËt.
2.2. Ho¸ chÊt, vËt liÖu
Cao su NBR sö dông lµ KOSYN – KNB 35L cña Hµn Quèc, cao su CR sö dông lµ lo¹i Skypen – B5 cña h·ng Toson NhËt B¶n, nhùa PVC sö dông lµ lo¹i PVC – S cã ký hiÖu SG 710 s¶n xuÊt t¹i ViÖt Nam
- L­u huúnh, chÊt xóc tiÕn (D, DM), chÊt trî xóc tiÕn (Axit stearic, ZnO)
- ChÊt ®én: Than ®en
- ChÊt phßng l·o
- ChÊt phô gia biÕn ®æi cÊu tróc.
+ DLH : dÇu ®iÒu biÕn tÝnh
+ ENR-40 : cao su tù nhiªn epoxy hãa
Mục tiêu, nội dung, vật liệu và phương pháp nghiên cứu
2.3. Nội dung nghiên cứu
§Ó thùc hiÖn môc tiªu trªn, em tiÕn hµnh c¸c néi dung nghiªn cøu sau:
ChÕ t¹o vËt liÖu cao su blend NBR/CR/PVC víi c¸c tû lÖ kh¸c nhau ®Ó t×m tû lÖ tèi ­u (th«ng qua kh¶o s¸t c¸c tÝnh n¨ng c¬ lý).
Sö dông mét sè phô gia biÕn ®æi cÊu tróc lµm t­¬ng hîp ®Ó c¶i thiÖn tÝnh n¨ng c¬ lý cho vËt liÖu.
Nghiªn cøu cÊu tróc h×nh th¸i cña vËt liÖu b»ng kÝnh hiÓn vi ®iÖn tö quÐt (SEM), ®é bÒn nhiÖt cña vËt liÖu b»ng ph­¬ng ph¸p ph©n tÝch nhiÖt träng l­îng (TGA).
Nghiªn cøu ®é bÒn dÇu cña vËt liÖu th«ng qua kh¶o s¸t ®é tr­¬ng trong dÇu biÕn thÕ cña vËt liÖu.
§¸nh gi¸ kh¶ n¨ng øng dông cña vËt liÖu trong thùc tÕ.
2.4. Phương pháp chế tạo mẫu
3.1. Ảnh hưởng của hàm lượng CR đến tính chất cơ học của vật liệu
Kết quả và thảo luận
3.1. Ảnh hưởng của hàm lượng CR đến tính chất cơ học của vật liệu
Từ đồ thị thấy rằng:
Khi biến tính NBR/PVC bằng CR thì độ bền kéo đứt của vật liệu đạt giá trị cao nhất ở hàm lượng CR là 30%.
Dộ dãn dài khi đứt của vật liệu giảm dần đều khi hàm lượng CR tăng lên. Khi hàm lượng CR trong khoảng 20-40% thì thấy rằng độ dãn dài khi đứt của vật liệu giảm chậm lại.
Độ dãn dư của vật liệu giảm dần đều khi hàm lượng CR tăng lên mà độ dãn dư có liên quan tới khả năng đàn hồi của vật liệu, độ dãn dư càng thấp thì khả năng đàn hồi cao
Độ cứng của vật liệu tăng dần đều khi hàm lượng CR tăng lên
Độ mài mòn của vật liệu tăng dần đều khi hàm lượng CR tăng từ 0 đến 50%, sau đó giảm dần đều từ 50 đến 100%.

3.2 Nghiên cứu độ bền thời tiết của vật liệu
Khi hàm lượng CR tăng hệ số già hoá tăng dần cho thấy khi tăng hàm lượng CR làm tăng độ bền của vật liệu với môi trường
3.3. Ảnh hưởng của hàm lượng CR đến độ trương trong dầu biến thế
Kết luận: Trên cơ sở khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng CR đến tính chất cơ học, độ bền thời tiết cũng như độ trương của vật liệu blend, đã chọn được tỷ lệ (NBR/PVC)/CR= 70/30 để tiến hành các thí nghiệm khảo sát về sau.
Từ những kết quả thực nghiệm trên cho thấy, ảnh hưởng của hàm lượng CR tới độ trương của vật liệu là không đáng kể. Sau 24 giờ ngâm thì độ trương có thay đổi chút ít
Hình 3.9: Độ dãn dư
3.4.1. Ảnh hưởng của chất biến đổi cấu trúc đến tính chất cơ học của vật liệu
Từ các kết quả trên cho thấy ®èi víi hÖ blend (NBR/PVC)/CR, khi sử dụng các phụ gia biến đổi cấu trúc DLH và ENR-40 th× ENR-40 lµ chÊt cã t¸c dông lµm t¨ng kh¶ n¨ng t­¬ng hîp cña c¸c cÊu tö tèt h¬n DLH.
3.4.2. Ảnh hưởng của chất biến đổi cấu trúc tới cấu trúc hình thái của vật liệu
Qua ảnh SEM có thể thấy rằng:
ở mẫu vật liệu (NBR/PVC)/CR ở tỉ lệ 70/30 thì có thể thấy các pha phân tán tương đối tốt
Khi mẫu vật liệu có mặt của chất biến đổi cấu trúc ENR-40 thì cho thấy các cấu tử phân tán tốt hơn mẫu vật liệu (NBR/PVC)/CR (70)/30. Các pha phân tán đều hơn, nhỏ hơn, cấu trúc vật liệu chặt chẽ hơn. Như vậy có thể thấy sự có mặt của chất biến đổi cấu trúc đã làm tăng khả năng tương hợp của các cấu tử.
3.4.3. Ảnh hưởng của chất biến đổi cấu trúc đến độ bền nhiệt của vật liệu
3.3.2. Ảnh hưởng của chất biến đổi cấu trúc đến độ bền nhiệt của vật liệu
3.3.2. Ảnh hưởng của chất biến đổi cấu trúc đến độ bền nhiệt của vật liệu
KẾT LUẬN
Từ các kết quả nghiên cứu cho thấy rằng:
.
Nghiên cứu biến tính hệ blend NBR/PVC (80)/20 bằng CR ở các tỷ lệ khác nhau cho thấy khi CR đạt hàm lượng 30% thì mẫu blend có cấu trúc chặt chẽ và các tính chất cơ lý kỹ thuật tốt hơn các tỉ lệ khác.
Khảo sát khả năng bền dầu mỡ của vật liệu thông qua độ trương của vật liệu trong dầu biến thế cho thấy rằng: vật liệu hầu như không bị trương trong dầu biến thế sau 24h giờ ngâm và như vậy có thể nói vật liệu có khả năng bền trong môi trường dầu mỡ.
Trong hai chất biến đổi cấu trúc được sử dụng làm chất tương hợp cho blend (NBR/PVC)/CR là DLH và ENR-40 thì ENR-40 có tác dụng tốt hơn. Khi có mặt của chất biến đổi cấu trúc ENR-40 đã làm tăng khả năng tương hợp của cao su blend ba thành phần, vật liệu có cấu trúc đều đặn và chặt chẽ hơn (thể hiện trong ảnh SEM
ENR-40 đã tỏ ra là chất biến đổi cấu trúc phù hợp cho hệ blend 3 thành phần (NBR/PVC)/CR. Nó đã có tác dụng làm tăng độ tương hợp giữa các pha, tăng tính chất cơ lý, độ bền nhiệt của vật liệu
Vật liệu blend (NBR/PVC)/CR với tỉ lệ 70/30 (có hoặc không có phụ gia biến đổi cấu trúc, làm tương hợp) có tính năng cơ học, có khả năng bền dầu mỡ, bền nhiệt độ, đáp ứng được nhu cầu chế tạo các loại Joăng đệm chịu dầu cũng như chế tạo một số sản phẩm cao su kỹ thuật khác.