1

B GIO DC V O TO VIN KHOA HC V CNG NGH VIT NAM

VIN HO HC

TRN KIM LIN

NGHIN CU CH TO VT LIU

CAO SU BLEND BN MI TRNG V DU M

LUN N TIN S HO HC

H NI - 2012

2

B GIO DC V O TO VIN KHOA HC V CNG NGH VIT NAM

VIN HO HC

TRN KIM LIN

NGHIN CU CH TO VT LIU

CAO SU BLEND BN MI TRNG V DU M

Chuyn ngnh: Ho Hu c

M s: 62.44.27.01

LUN N TIN S HO HC

Ngi hng dn khoa hc

1. PGS.TS. Quang Khng

2. PGS.TS. Phm Th Trinh

H NI - 2012

3

M U

Ngy nay, vt liu polyme blend ni chung v cao su blend ni ring c

nghin cu ng dng trn khp th gii. Vi mc tiu th hng nm c 1,5 triu

tn, tng ng vi tc tng trng 810% mi nm [1], c th thy y l

loi vt liu c tc pht trin nhanh v ngy cng c vai tr quan trng trong

nn kinh t, k thut hin ti v trong tng lai. Nhiu loi cao su blend c tnh

nng c bit nh bn c, bn nhit, bn mi trng, ha cht v du m tr

thnh thng phm trn th trng quc t [2].

Vit Nam, trong nhng nm qua cng c nhiu cng trnh nghin cu

ch to v ng dng cc loi cao su blend mang li nhng hiu qu khoa hc,

kinh t - x hi ng k. Tuy nhin, nhng nghin cu ny ch yu tp trung vo

mt s h blend trn c s cao su thin nhin nn phm vi ng dng cn hn ch.

Ring cc vt liu cao su blend c tnh nng cao, bn mi trng v du m,

nht l cc h blend trn c s cao su tng hp, ch to cc sn phm cho

cng ngh cao vn cn cha c quan tm nghin cu, ng dng nhiu. Trong

khi , hng nm nc ta vn phi nhp hng trm tn sn phm cao su k thut

cc loi vi gi cao phc v cho pht trin kinh t, x hi [3]. T thc t ,

chng ti chn ti: Nghin cu ch to vt liu cao su blend bn mi

trng v du m lm ch cho lun n ca mnh.

Mc tiu ca lun n l: Ch to c vt liu cao su blend c tnh nng

c l tt, bn du m v mi trng (thi tit), c gi thnh hp l, p ng yu

cu ch to cc sn phm cao su k thut c yu cu cao v bn du m v

thi tit. T vt liu nhn c ch to ra sn phm ng dng trong thc t.

thc hin mc tiu trn, trong lun n ny, chng ti chn i tng

nghin cu l cc h cao su blend hai cu t v ba cu t trn c s cao su nitril

butadien (NBR), cao su cloropren (CR) v polyvinylclorua (PVC), vi nhng ni

dung nghin cu sau y:

- Nghin cu ch to vt liu cao su blend hai cu t NBR/PVC, NBR/CR,

4

CR/PVC. Trong la chn kho st nh hng ca t l cu t ti tnh cht ca

vt liu blend nh cc tnh cht c l, bn du m (thng qua trng trong

xng A 92 v du bin th), cu trc hnh thi (bng phng php knh hin vi

in t qut - SEM), bn nhit (bng phng php phn tch nhit trng

lng - TGA), bn mi trng theo tiu chun Vit Nam v th gii (TCVN

2229-77 v ASTM D 4857-91), t rt ra t l cu t thch hp ca tng loi

blend cng nh kh nng bn du m v thi tit ca chng lm c s nghin

cu ch to h blend ba cu t NBR/CR/PVC v trin khai cc nghin cu tip

theo.

- Nghin cu s dng cc cht bin i cu trc, lm tng hp trn c s

du tru (D01) v nha phenol formandehyt bin tnh du v ht iu (DLH)

nng cao tnh nng c l, k thut ca blend NBR/CR v NBR/CR/PVC.

- Dng phng php quy hoch ha thc nghim xc nh t l ti u

ca blend ba cu t NBR/CR/PVC.

- nh gi kh nng ng dng ca cc vt liu ch to c.

- Xy dng cng ngh ch to sn phm cao su k thut bn du m v

thi tit t vt liu ch to c ng dng trong thc t.

5

CHNG 1: TNG QUAN

1.1. Nhng khi nim c bn v polyme blend [4-10]

Vt liu polyme blend l loi vt liu polyme c cu thnh t hai hoc

nhiu polyme nhit do hoc polyme nhit do vi cao su lm tng bn c

l hoc h gi thnh ca vt liu. Gia cc polyme c th tng tc hoc khng

tng tc vt l, ha hc vi nhau.

Polyme blend c th l h ng th hoc d th. Trong h ng th cc

polyme thnh phn khng cn c tnh ring, cn trong polyme blend d th th

cc tnh cht ca cc polyme thnh phn hu nh vn c gi nguyn. Polyme

blend thng l loi vt liu c nhiu pha, trong c mt pha lin tc (pha nn,

matrix) v mt hoc nhiu pha phn tn (pha gin on) hoc tt c cc pha u

phn tn, mi pha c to nn bi mt polyme thnh phn.

S tng hp ca cc polyme: L s to thnh mt pha t hp n nh v

ng th t hai hoc nhiu polyme. S tng hp ca cc polyme cng chnh l

kh nng trn ln tt ca cc polyme vo nhau, to nn mt vt liu polyme mi

- vt liu polyme blend .

Kh nng trn hp: L kh nng nhng polyme di nhng iu kin nht

nh c th trn ln vo nhau to thnh nhng t hp ng th hoc d th.

Phn loi vt liu polyme blend (cao su blend): Trong polyme blend ni

chung hoc cao su blend ni ring, cc cu t c th ha trn vo nhau ti mc

phn t v cu trc ny tn ti trng thi cn bng, ngi ta gi h ny l

tng hp v mt nhit ng hc hay miscibility, hoc cng c th nhng h

nh th c to thnh nh mt bin php gia cng nht nh. Trong trng hp

ny ngi ta gi l tng hp v mt k thut hay compatible blends. Nhng

t hp polyme trong tn ti nhng pha khc nhau d rt nh (micr), c

gi l t hp khng tng hp hay incompatible blends hoc alloys.

Trong thc t c rt t cc cp polyme ni chung, v cao su hay nha nhit

do ni ring, tng hp nhau v mt nhit ng. Cn a phn cc polyme

6

khng tng hp vi nhau [4].

Mt s t hp polyme tng hp c th hin trn Bng 1.1. Trong cc

h polyme khng tng hp, khi trn vi nhau chng to thnh cc vt liu

blend c cu trc ng vi mt trong ba dng nh m t trn Hnh 1.1 di y:

(a) (c) (b)

Hnh 1.1. Cc dng phn b pha trong vt liu cao su blend khng tng hp

a: Mt pha lin tc v mt pha phn tn (thng gp)

b: Hai pha lin tc

c: Hai pha phn tn (rt t gp)

Tnh cht ca cc vt liu cao su blend c quyt nh bi s tng hp

ca cc polyme thnh phn (cao su, nha) trong blend. T nhng kt qu nghin

cu, ngi ta ch ra rng s tng hp ca cc polyme ph thuc vo cc yu t

nh: bn cht ha hc v cu trc phn t ca cc polyme; khi lng phn t v

s phn b ca khi lng phn t; t l cc cu t trong t hp; nng lng

bm dnh ngoi phn t; nhit .

Tnh cht cc t hp khng tng hp ph thuc vo cc yu t nh: s

phn b pha; kch thc ht; loi bm dnh pha.

Nhng yu t ny b chi phi bi iu kin chun b v gia cng vt liu.

Trong thc t, tng tng hp cng nh kh nng trn hp ca cc polyme

trong cc polyme blend khng tng hp, ngi ta dng cc cht lm tng kh

nng tng hp (cht tng hp) nh cc copolyme, oligome ng trng hp

hoc cc cht hot tnh b mt bn cnh vic chn ch chun b v gia cng

thch hp cho tng h blend thng qua vic kho st tnh cht lu bin ca vt

7

liu blend.

Bng 1.1. Mt s h polyme blend tng hp [4]

Polyme 1 Polyme 2

Phm vi

tng hp

(% polyme 2

so vi polyme 1)

Cis 1,4-polybutadien Poly(butadien-co-styren) (75/25) 20 - 80

Polyisopren Poly(butadien-co-styren) (75/25) 50

Polymetylstyren Poly-2,6 dimetyl-1,4-phenylen 0 - 100

Polyacrylic Polyetylen >50

Nitroxenluloz Polyvinylaxetat 0 - 100

Polyisopropylacrylat Polyisopropylmetacrylat 0 - 100

Polyvinylaxetat Polymetylacrylat 50

Polymetylmetacrylat (iso) Polymetylmetacrylat 0 - 100

Polymetylmetacrylat Polyvinylflorua > 65

Polyetylmetacrylat Polyvinylflorua > 49

Polyvinylaxetat Polyvinylnitrat 0 - 100

Polyvinylaxetat Poly-caprolacton > 49

Polyvinylclorua

Poly-

metylstyren/Metacrylonitril/

Etylaxetat (50/40/20)

0-100

Polyvinylclorua Poly -caprolacton > 49

Nitroxenluloz Polymetylacrylat 0 - 100

Polymetylmetacrylat Polyvinylidenflorua >65

T kinh nghim thc t c th thy rng cc polyme c bn cht ha hc

ging nhau s d phi hp vi nhau, nhng polyme khc nhau v cu to ha

hc hoc phn cc s kh trn hp vi nhau. Trong nhng trng hp ny

8

ngi ta phi dng cc cht tng hp to cho chng d trn hp vi nhau.

Trong vt liu polyme blend ni chung hay cao su blend ni ring, cu

trc kt tinh mt phn lm tng bn ha hc, bn hnh dng di nhit

v bn mi mn. Phn v nh hnh lm tng n nh kch thc cng nh

bn nhit di ti trng.

1.2. S tng hp ca polyme blend

1.2.1. Nhit ng hc ca qu trnh trn hp polyme blend [1, 5-15]

Khi trn cc polyme vi nhau, tnh cht nhit ng hc ca h blend quyt nh

ti hnh thi hc cng nh cc tnh cht c l khc. Khi hai polyme c gi l

tng hp hon ton v bn vng khi chng tha mn cc iu kin sau:

GM = HM - TSM < 0

khi HM < 0 (to nhit) v SM > 0

Trong : GM l bin thin nng lng t do qu trnh trn;

HM l nhit trn ln 2 polyme (thay i entalpy);

SM l thay i entropy khi trn ln cc polyme;

T l nhit trn.

v o hm bc hai ca nng lng t do trong qu trnh trn theo t l th tch

ca cc polyme thnh phn phi dng:

0,

2

2

TP

GM

Trong l t l pha trn ca blend

V mt ha hc, s tng hp cc polyme khng tng t nhau v mt cu

trc, cu to, khi lng phn t, v.v... dng nh l mt quy lut v s tng

hp cc polyme to thnh mt hn hp ng th ch l mt ngoi l. S ngoi l

ny ch xy ra vi cc polyme phn cc, khi polyme ny c th tng hp vi

polyme kia. Nhit entalpy t do ca blend ph thuc vo nhit , p sut v t

l phi trn. Khi hai polyme tng hp hon ton th khi trn hp ch to ra mt

9

pha bn vng. Mt cch n gin nh gi tng hp ca polyme blend l

t h s ha tan ca chng. Polyme c h s ha tan cng ging nhau th kh

nng tng hp ca chng cng tt.

S tng hp cc polyme cng ph thuc mnh vo nhit . Mi mt cp

polyme c c trng bi mt thng s tng tc. Kh nng ha tan ca cc

polyme rt hn ch, ph thuc nhiu vo cc yu t nh cu trc, khi lng

phn t, phn cc, nhit ha tan, v.v... cc polyme khng trn ln vi nhau

tr thnh trn ln khi un nng, ngc li cng c cc polyme trn ln b tch

pha khi un nng. Nhit xy ra qu trnh tch pha ca hn hp l mt

hm ca thnh phn vi nhit tch pha thp nht, gi l nhit tch pha ti

hn di. Nm pha trn ng ny hai pha khng trn ln vo nhau c v

pha di ng ny hai pha trn ln tt vi nhau to thnh mt pha. Ngi ta

xc nh c hn hp polyme c hiu ng trn ln m (ta nhit) c gi tr

nhit tch pha ti hn di, vi hiu ng trn ln dng c gi tr nhit

tch pha ti hn trn. Bnh thng, hai polyme khng trn ln vi nhau nhng

khi tng nhit n trn nhit tch pha ti hn trn th chng trn ln tt vi

nhau. Thc t c cc polyme c c gi tr nhit tch pha ti hn di v trn,

cc gi tr ny ph thuc vo t l cc polyme thnh phn.

1.2.2. Xc nh kh nng tng hp ca polyme blend

C nhiu phng php c th xc nh kh nng tng hp ca polyme

blend ni chung v cao su blend ni ring. Di y l mt s phng php

thng dng v kh n gin nh gi kh nng tng hp ca vt liu ny.

1.2.2.1. Ha tan vt liu trong dung mi

Vt liu blend c ha tan trong cc dung mi thng dng. Nu trong

dung dch to thnh xy ra s phn pha, tc l cc cu t trong vt liu khng

tng hp c vi nhau. Nguyn nhn l do s phn tn pha b nh hng bi

nng polyme v bi nhit . Php kim tra ny mang tnh cht nh tnh v

ch cho cc kt qu tng i.

10

1.2.2.2. To mng polyme blend

To mng polyme blend t dung dch long ca polyme blend. Nu mng

to thnh trong sut l vt liu blend tng hp. Tri li, nu mng m c v

rn l vt liu blend khng tng hp. Php kim tra ny cng ch mang tnh

nh tnh.

1.2.2.3. Quan st b mt vt liu

Mu vt liu polyme blend nng chy c p thnh cc tm phng. Quan

st b mt mu nu thy trong sut v ng th, ngha l vt liu blend c kh

nng tng hp; tri li khi thy b mt m c, ngha l vt liu khng tng

hp. Tuy nhin, cng nh hai phng php trn, phng php kim tra ny cng

ch mang tnh nh tnh.

1.2.3.4. nh gi qua nhit thu tinh ha ca vt liu

Nu polyme blend th hin 2 nhit thu tinh ha c trng tng ng

vi cc polyme ban u, tc l khng tng hp. Nu polyme blend cho duy

nht mt nhit thu tinh ha th h l tng hp. Trng hp c hai nhit

thu tinh ha gn nhau, nm trong khong nhit thu tinh ha ca tng cu t

ring bit th h l tng hp mt phn. Khi hai nhit ny cng gn nhau,

mc tng hp cng cao.

Qua cc kinh nghim thc t, c th nh gi mc tng hp ca vt

liu blend thng qua nhit chuyn trng thi hoc nhit phn hu ca blend

cng tng t nh nh gi qua nhit thy tinh ha trn.

1.2.2.5. Phng phap c nhit ng

y l phng php chnh xc nht v c s dng kha rng rai . Khi co

cc ng cong tn hao c hc ca dao ng xon theo nhit ca cc cu t

ban u v ca polyme blend , ngi ta so sanh cc kt qu thu c . Nu mt

polyme blend tng hp s cho gi tr cc i trn ng cong t n hao dao ng

trong khong cc ai ca cc polyme ban u , trong khi polyme blend khng

tng hp cho 2 gi tr cc i nhit tng ng vi cc polyme thanh phn .

11

Mt khac phng phap c nhit ng cung co th cho cc th ng tin theo moun

trt hay moun ko t. Nu ng cong moun nhit th hin nhiu vung

chuyn tc l polyme blend khng tng hp.

1.2.2.6. Phng phap s dung knh hin vi

C th s dng cc loi knh hin vi khc nhau. Knh hin vi quang hc c

th pht hin tnh khng ng th mc 0,210m. Knh hin vi in t c th

pht hin s khng ng th vi phm vi t vi, ti 0,01 m. Bng knh hin vi

in t, trong nhiu trng hp ngi ta c th thy r hiu qu ca cc bin php

lm tng tng hp trong cc blend khng tng hp. Tuy nhin, cn hiu rng

s khng ng th c th hin trn hinh anh cua knh hin vi ch c tnh cht

tng i.

1.2.2.7. Phng php tn x tia X gc hp

Vi phng php ny c th thu c nhng thng tin v mc tng

hp ca cc polyme mc t vi (khong 10-3

10-1

m). Trong iu kin

hin ti Vit Nam, cha thy tc gi no s dng phng php nghin cu ny.

1.2.3. Nhng bin php tng cng tnh tng hp ca polyme blend [1, 4,

16-19]

1.2.3.1. S dng cc cht tng hp

a) Cht tng hp v vai tr ca cht tng hp trong polyme blend

Cc cht tng hp c s dng trong polyme blend vi mc ch lm

tng s tng hp ca cc polyme blend khng tng hp hoc ch tng hp

mt phn, gip cho s phn tn cc pha polyme ha trn vo nhau tt hn. Ngoi

ra n cng tng cng s bm dnh b mt hai pha polyme. Cc cht tng hp

cho cc polyme thng l cc hp cht thp phn t hoc cc hp cht cao phn

t c kh nng hot ng b mt. Mch phn t ca cht tng hp c cu trc

khi hoc ghp, trong mt khi c kh nng trn hp vi polyme th nht,

cn khi th hai c kh nng trn hp tt vi polyme th hai.

Cht tng hp c th c ch to trc v c b xung vo hn hp

12

polyme khi qu trnh blend ang xy ra. Ngoi ra chng cng c th c to thnh

ti ch trong qu trnh trn hp (qu trnh in situ). c th tin hnh tng hp

ti ch, th cc cu t ca hn hp phi c kh nng phn ng vi nhau. Cht tng

hp cn c kh nng lm gim ng sut b mt gia hai pha polyme, ngn nga

s kt t ca tng polyme thnh phn trong qu trnh gia cng. V vy cht

tng hp c tc dng lm cho polyme ny d phn tn vo trong polyme kia

nh cc tng tc c bit. Nh vy s tng hp ca cc polyme ph thuc vo

cc yu t sau:

+ Bn cht ha hc v cu trc phn t ca cc polyme;

+ Khi lng phn t v a phn tn;

+ T l cc cu t trong blend v kh nng kt dnh ngoi;

+ Nhit , loi cht tng hp v khi lng phn t ca cht tng hp.

b) S dng cc cht tng hp l cc copolyme nhnh hoc khi

lm cht tng hp, cc copolyme nhnh hoc khi phi c mt nhnh

hoc mt khi c kh nng tng hp tt vi mt polyme, cn nhnh hoc khi

kia phi c kh nng tng hp tt vi polyme cn li trong h. Cc copolyme

y thng c hai phn, mi phn bao gm monome ca mi polyme thnh

phn. Nh vy, khi c cng monome vi polyme thnh phn no s c cng

bn cht v cu to ha hc tng t nh polyme , do vy chng c kh nng

trn hp, lin kt cht ch vi nhau. Kt qu l hai polyme thnh phn ca h s

c lin kt vi nhau, trong copolyme ng vai tr nh mt cht kt dnh.

y cng l nguyn nhn dn ti vic gim ng sut b mt phn chia pha tng

ng sut trt ca h. Lc ny s tn ti mt lng ti u (nng ti hn) cht

tng hp bo ha vi b mt phn chia pha. Nu lng cht tng hp

a vo ln hn gi tr ny th ln ca pha phn tn cng hu nh khng thay

i. Hn na, nu lng cht tng hp a vo qu ln s to thnh pha mi

trong h, dn n tnh cht ca h polyme blend ba thnh phn (tnh nng c l,

k thut) cng c th thay i hon ton.

13

Vic s dng cc cht tng hp trn c s cc copolyme nhnh hoc khi

l mt hng c nghin cu nhiu v c hiu qu cao. Mt khc, nhng

tin b trong k thut ng trng hp trong vi thp k gn y cho php cc

nh khoa hc c th i su nghin cu mi tng quan gia cu trc, thnh phn,

khi lng phn t ca cc cht tng hp vi tnh cht ca cc polyme blend.

c) S dng cht tng hp l cc polyme c kh nng phn ng vi polyme

thnh phn ca h.

a mt polyme C c kh nng phn ng vo polyme blend A/B, trong

polyme ny phi c kh nng tng hp vi mt trong hai polyme thnh phn

ca h, cn polyme khng tng hp vi polyme C th phi cha nhm chc c

kh nng phn ng vi polyme C. Nu c hai polyme A v B u khng cha

nhm chc c kh nng phn ng vi polyme C th c th a thm vo mt

polyme D na, vi iu kin polyme C v D c kh nng phn ng c vi

nhau v mi polyme ny c kh nng tng hp vi mt polyme chnh ca h

(polyme A hoc B). Ty thuc vo v tr nhm chc (nhm cui mch hay trong

mch) ca polyme C v A hoc B, m trong qu trnh blend ha bng phng

php nng chy, cc copolyme nhnh hay khi s c to thnh ti b mt phn

chia pha ca polyme A v B. Cc copolyme to thnh ng vai tr lm cht

tng hp, tng kh nng kt dnh gia cc pha v nng cao tnh cht c l ca

blend. t c hiu qu tt, mt yu cu bt buc ca cc copolyme c kh

nng phn ng l cc nhm chc ca chng phi c hot tnh tham gia cc

phn ng ha hc trong iu kin ch to blend. Mt khc, cc lin kt to thnh

phi bn nhit nhit gia cng.

d) Cht tng hp l cc tc nhn c hai nhm chc

Nh c hai nhm chc nn cc hp cht ny c th tng tc vi cc

nhm chc trn mch phn t ca hai polyme thnh phn to thnh copolyme

khi. Ty thuc vo nhm chc trn mch ca cc polyme thnh phn m hai

nhm chc ca cc tc nhn a vo c th ging nhau hay khc nhau.

14

1.2.3.2. S dng cc peroxit

Di tc dng ca nhit, peroxit phn hy to thnh gc t do. Cc gc t

do ny ly proton v chuyn gc sang mch polyme. Tip cc gc t do ca

hai polyme thnh phn kt hp vi nhau to thnh copolyme nhnh. y l

iu kin kh n gin v mt cng ngh, song do c nhiu phn ng cnh tranh

khc (t mch, khu mch, phn hy, v.v...) xy ra trng thi nng chy, nn

cho n nay ngi ta mi ch ch yu tp trung nghin cu nh hng ca qu

trnh ti kh nng lu bin, cu trc hnh thi hc v tnh cht c l ca blend m

hu nh cha c nghin cu v ng hc cc phn ng v cu trc ca cc

copolyme to thnh.

1.2.3.3. S dng cc tc nhn gm peroxit v hp cht a chc

y l phng php kt hp ca hai phng php nu trn. Vai tr ca

peroxit l hot ha phn ng ca mt polyme vi t nht mt nhm chc ca hp

cht a chc. Tip n l phn ng gia nhm chc cn li vi polyme th hai

to thnh copolyme ghp.

1.2.3.4. Ch to cc blend trn c s cc polyme c kh nng tham gia phn ng

trao i

Khi hai hay nhiu polyme trng ngng c trn hp vi nhau trng

thi nng chy, nhiu phn ng trao i c th xy ra. Mc ca cc phn ng

ph thuc vo chng loi v hm lng cc nhm chc, vo nhit , m,

thi gian v xc tc phn ng ca qu trnh trn hp. Cc phn ng trao i dn

ti vic to thnh cc copolyme l cht tng hp ca cc polyme trong blend.

1.2.3.5. S dng cc cht hot ng b mt

Cc cht hot tnh b mt s tp trung trn b mt phn pha c vai tr nh

chic cu ni gia hai pha, lm gim sc cng b mt phn pha v to iu kin

cho cc pha phn tn tt vo nhau trong qu trnh ch to blend. Tuy nhin cn

lu cht hot ng b mt thng c khi lng phn t thp, do vy hm

lng s dng ti u thng khng cao. Qua cc kt qu nghin cu ngi ta

15

thy rng, khi s dng cc cht hot ng b mt c khi lng phn t thp

(di n v nghn), hm lng ti u ch vo khong 1% so vi cu t c hm

lng thp.

1.2.3.6. S dng cc cht n hot tnh

Mt s cht n hot tnh c tc dng nng cao kh nng tng hp ca

cc polyme. Trong nhng trng hp ny, cht n c phn b mt cch chn

lc ti b mt phn cch pha gia hai pha polyme v c tc dng nh cc cht

tng hp trn. i vi cc h ny, mc tng kh nng tng hp ca cc

cu t ph thuc vo tng tc gia cht n vi cc polyme thnh phn. Nu

tng tc cng mnh, mc tng tng hp cng cao.

1.2.3.7. S dng phng php c nhit

Khi gia cng trong iu kin ng sut v nhit cao c th xy ra qu

trnh phn hy ca polyme, trong c phn ng t mch to thnh cc gc t

do. Cc gc t do ny cng c th c to thnh di tc dng ca nhit hoc

ca ng thi hai yu t c v nhit. Phn ng to thnh gc t do c th xy ra

c trong iu kin c v khng c mt oxy. Sau gc t do ca cc phn t

khc nhau kt hp li vi nhau hoc tc dng vi ni i c trong cc phn t

polyme trong h. Khi gc t do ca hai mch polyme khc loi kt hp vi nhau

s to thnh copolyme khi hay ghp ti b mt phn cch pha. Chnh cc lin

kt ny c tc dng nng cao kh nng tng hp ca hai polyme thnh phn.

Nh vy, i vi mt s h blend thch hp, th y l phng php n gin,

khng cn phi b sung thm bt k tc nhn lm tng hp no khc. V cao su

c khuynh hng d b phn hy c, nhit, nn phng php ny thng c

p dng trong nghin cu cc h blend trn c s CSTN, NBR hay SBR, v.v

1.2.3.8. S dng phng php lu ha ng

y l phng php thng c s dng tng kh nng tng hp

ca cc polyme trong blend t cao su vi nha nhit do. Khi lng cao su ln,

ng thi nht ca hai polyme tng ng nhau nhit gia cng, nu

16

khng c khu mch, th blend to thnh c cu trc gm pha nha phn tn

trong pha lin tc ca cao su. Trong iu kin c tc nhn khu mch, nht

ca pha cao su tng ln, v n mt mc no s xy ra s chuyn pha. Kt

qu l pha nha nhit do ti hp li, to thnh pha lin tc c cu trc mng v

bao quanh cc vng thuc pha phn tn ca cao su. Trong trng hp ny, pha

nha nhit do ng vai tr nh lp cht kt dnh cc vng cao su khu mch

vi nhau. H vt liu c lu ha ng to thnh c tnh cht gia nha nhit

do v cao su. Cc blend ny c xp vo loi blend cao su nhit do

(thermoplastic elastome), do n va c tnh n hi ca cao su lu ha bng

phng php thng thng (lu ha tnh) li va c kh nng gia cng bng cc

phng php nh i vi nha nhit do.

Phng php tng kh nng tng hp ny c nhiu tc gi quan

tm nghin cu v c ng dng rng ri ch to cc polyme blend nh:

PP/EPDM, PP/NBR, PP/CSTN, PVC/NBR, v.v

1.3. Cc phng php ch to polyme blend [2, 5, 7, 8, 10, 20 ]

ch to vt liu polyme blend ni chung, hay cao su blend ni ring,

ngi ta c th tin hnh trn trc tip cc polyme ngay trong qu trnh tng hp

hoc cn ang dng huyn ph hay nh tng. i vi cc polyme thng

thng ngi ta thng phi trn trong cc my trn kn (internal mixer), my

n (extruder) mt trc hoc hai trc v c th dng c my cn c gia nhit

hoc khng gia nhit (khi phi trn cc cao su c nhit chy mm khng cao),

v.v[134].

Trong tt c cc trng hp, thi gian trn, nhit v tc trn c nh

hng quyt nh ti cu trc cng nh tnh cht ca vt liu. V th i vi mi h

c th, cn c vo tnh cht ca cc polyme (cao su hay nha) ban u cng nh c

tnh lu bin ca t hp chn ch chun b (to blend) v gia cng thch hp.

Qu trnh ch to vt liu polyme blend c th c tin hnh bng cc phng

php nh: ch to polyme blend t dung dch, t hn hp latex polyme, phng

17

php nng chy.

iu quan trng u tin trong cng ngh ch to vt liu t hp l chn

ra nhng polyme phi hp c vi nhau v a li hiu qu cao. Nhng cn c

la chn:

- Yu cu k thut ca vt liu cn c;

- Bn cht v cu to ha hc ca polyme ban u;

- Gi thnh.

Cn lu rng cc polyme c bn cht ha hc ging nhau s d phi hp

vi nhau cn nhng polyme khc nhau v cu to ha hc cng nh phn cc

s kh trn hp vi nhau. Trong trng hp ny chng ta phi dng cc cht lm

tng hp. Mt khc, trong vt liu t hp, cu t kt tinh mt phn lm tng

bn ha cht, bn hnh dng di nhit v bn mi mn. Phn v nh

hnh lm tng n nh kch thc cng nh bn nhit vi ti trng.

1.3.1. Ch to polyme blend t dung dch polyme

Theo phng php ny th cc polyme thnh phn phi ha tan tt trong

cng mt dung mi hoc tan tt trong cc dung mi c kh nng trn ln vo

nhau. cc polyme trong dung dch phn tn tt vo nhau cn phi khuy

chng tc cao v km theo qu trnh gia nhit trong thi gian kh di. Sau

khi thu c mng polyme blend, cn phi ui ht dung mi bng phng php

sy p sut thp v nhit thp trnh rn nt b mt mng v trnh hin

tng mng b phn hu nhit hay phn hy oxy ha nhit.

1.3.2. Ch to polyme blend t hn hp cc latex polyme

So vi phng php ch to polyme blend t dung dch th phng php

ny c u im hn v a s cc sn phm polyme trng hp bng phng php

nh tng u tn ti di cc dng latex vi mi trng phn tn l nc. Qu

trnh trn cc latex d dng v polyme blend thu c c ht phn b ng u

vo nhau. Phng php ny c nhc im l kh tch ht cc cht nh ha, cc

ph gia cng nh nc ra khi polyme blend, chnh v vy cc tnh cht c l

18

ha, nhit, in ca polyme blend thng gim i.

1.3.3. Ch to polyme blend trng thi nng chy

Phng php ch to polyme blend trng thi nng chy l phng php

kt hp ng thi cc yu t c nhit, c ha v tc ng cng bc ln cc

polyme thnh phn, ph gia,...trn cc my gia cng nha nhit do trn hp

chng vi nhau (nh my trn kn, my cn, p n, c phun, v.v). y l

phng php c ng dng kh rng ri trong thi gian gn y.

i vi h blend cao su - nha nhit do, ty theo t l gia nha v cao

su c th phn chia thnh nhm vt liu cng hay nhm vt liu mm. Cc bc

tin hnh gia cng ch to vt liu cng hay mm c th thay i ph hp theo

ch gia cng trn my trn kn, my cn hay my n, v.v

Khi thc hin ch to vt liu polyme blend trn my trn kn, th my

thng c gn vi h thng thit b cho php ci t cc thng s u vo

(nh nhit , tc quay, thi gian trn v ghi nhn cc thng s u ra nh

momen xon, nhit ca qu trnh, v.v) theo thi gian trn. Qua cc thng

tin thu c c th nh gi gin tip trng thi vi cu trc ca h polyme, s

thay i v cu trc phn t ca cc polyme tham gia trn hp (v d nh phn

ng ct mch hoc phn hy nhit, v.v) c th nh gi qua s thay i gi tr

m men xon.

Khi thc hin ch to vt liu polyme blend hoc cao su blend trn my

n trc vt, qu trnh ct x s xy ra mnh lit hn, thi gian lu sn phm

ngn hn nn ty thuc vo thnh phn cao su, nha ban u m c th chn quy

trnh gia cng ph hp m bo c ng nht cao v trnh c nguy c

phi liu b phn hy.

1.4. Tnh hnh nghin cu v ng dng ca vt liu cao su blend

1.4.1. Gii thiu chung

Polyme blend l mt loi vt liu mi xut hin t th k 19, nhng thc

s pht trin t cui nhng nm 80 ca Th k XX v hin nay chng l vt liu

19

c tc pht trin nhanh. Theo s liu cng b gn y c th thy polyme

blend c mc tng trng mi nm trn 10% (trong khi hin nay tc tng

trng hng nm ca vt liu polyme thng thng ch t 5 6%). Trong s ,

h blend ca cc elastome nhit do (TPE) ch to bng cch trn hp cao su vi

cc loi nha ny c tc pht trin nhanh nht [2, 21- 23].

u th ca loi vt liu blend l:

- Lp c khong trng v tnh cht cng ngh cng nh kinh t gia cc

loi cao su hoc nha thnh phn, theo ngi ta c th ti u ha v mt gi

thnh v tnh cht ca vt liu s dng.

- To kh nng phi hp tnh cht m mt loi vt liu kh hoc khng th

t c. Do vy p ng c nhng yu cu k thut cao ca hu ht cc lnh

vc kinh t - k thut.

- Qu trnh nghin cu, ch to mt sn phm mi trn c s vt liu

polyme blend ni chung v cao su blend ni ring nhanh hn nhiu so vi sn

phm t vt liu mi khc v n c th c ch to trn c s vt liu v cng

ngh sn c.

S pht trin v ng dng ca vt liu polyme blend ni chung, cao su

blend ni ring, l mt trong nhng thnh tu quan trng ca Th k XX. Do c

u th nhiu mt m polyme blend ni chung, cao su blend ni ring, c

sn xut v ng dng hu khp cc lnh vc ca nn kinh t, t cc sn phm

thng dng cho ti cc sn phm k thut cao v c ng dng trong ngnh

in, ch to my, giao thng vn ti, xy dng, khai thc du kh, lnh vc an

ninh - quc phng, ngnh k thut cng ngh cao, v.vv cc sn phm polyme

blend v ang pht trin mnh m c v s lng cng nh chng loi [139].

ci thin tnh nng vt liu nhm p ng c nhng yu cu k thut

ngy cng cao, trong nhng nm qua cc nh khoa hc, cc nh sn xut

khng ngng nghin cu a ra nhng vt liu mi. Nhiu vt liu blend trn

c s CSTN cng nh cao su tng hp c nghin cu ch to, trong c

20

nhiu loi cao su blend tr thnh thng phm trn th trng quc t nh:

Geolast (blend ca cao su NBR vi cao su EPDM) c kh nng bn nhit, bn

du do hng Monsanto Polym. Prod. sn xut; JSR NV (blend ca NBR vi nha

PVC) c kh nng bn du, ha cht v nhit thp do hng Japan Synth.

Rubb. sn xut hoc Royalene (blend ca cao su EPDM vi nha PP) c kh

nng bn va p, bn thi tit v c s dng trong k ngh t do hng

Uniroyal Chem. sn xut, v.v...[2].

Vit Nam vic nghin cu ch to v ng dng vt liu polyme blend

ni chung, v cao su blend ni ring, mi ch c quan tm t u nhng nm

90 ca th k trc v dn pht trin t gn chc nm tr li y. Mc tiu u

tin nhm ti ca cc tc gi l thng qua ch to cc vt liu cao su blend trn

c s CSTN nhm ci thin cc tnh nng c l, k thut m rng phm vi

ng dng cho CSTN, ngun nguyn liu sn c Vit Nam. T nghin cu

cng ngh ch to ra cc sn phm cao su k thut vi gi thnh hp l, phc v

pht trin kinh t - x hi, thay th nhp ngoi v dn tin ti xut khu [24-26].

Vi xu hng trn, cc tc gi Trung tm nghin cu vt liu Polyme

(i hc Bch khoa H Ni) nghin cu ch to cao su blend ca CSTN vi

cao su cloropren (CR) v ng dng lm cc khe co dn, gi cu phc v xy

dng cc cng trnh giao thng ng b [138]. Cc tc gi ca Vin Ha hc

Vt liu (Vin KHKT & CNQS) nghin cu ch to v ng dng vt liu trn

lm cc loi giong, pht chu du v ng cha chy, hay blend ca ENR vi CR

ch to mt s dng c cu h ha hon nh cao tng [26]. Cc tc gi thuc

Vin K thut nhit i v bo v mi trng thnh ph H Ch Minh nghin

cu, ch to thnh cng vt liu cao su blend chng chy v cc kt cu cu h

ha hon khn cp cho cc to nh cao tng trn c s PVC-NBR, h blend

chng chy trn c s PVC-ENR v h CR-ENR [27].

i su nghin cu ch to v ng dng mt cch c h thng cc loi cao

su blend l nhm tc gi thuc Vin Ha hc phi hp vi mt s n v nghin

21

cu, cc trng i hc v n v sn xut khc. Cc tc gi ny ch to v

ng dng c hiu qu cc loi cao su blend trn c s CSTN vi polyetylen t

trng thp (CSTN/LDPE). Loi vt liu ny c kh nng bn mi trng hn hn

so vi CSTN, gia cng n gin vi nng sut cao v c ng dng ch to

cc loi m chng va p tu bin cng nh cc loi giy nh cht lng cao

phc v xut khu [28, 29, 137]. Cao su blend CSTN vi cao su nitril butadien

(NBR) c kh nng bn du m, c tnh cht c l cao, gi thnh h nn c

ng dng ch to cc sn phm cao su k thut v dn dng c yu cu bn

du m (cc m chng va tu thuyn cho cc cng du kh, lm giy, ng bn

du m, v.v). Mt s loi cao su blend khc cng ang c nghin cu trong

nc nh: cao su blend t CSTN vi cao su styren butadien (SBR) ph hp

ch to ng mm cao su chu p lc cho tu no vt sng, bin; t CSTN vi cao

su cloropren (CR) hoc vi cao su etylen propylen dien ng trng hp

(EPDM) bn mi trng, thi tit v c th c dng ch to cc sn phm

cao su cn cc tnh nng tng ng (vi a k thut khng thm nc, tm lp

cao su, v.v). Ngoi ra, vt liu cao su blend c ch to cho cc lnh vc

cng ngh cao i t cao su tng hp (nh NBR/PVC, NBR/CR) c kh nng bn

du m, bn nhit v thi tit nn rt ph hp lm cc loi giong m cho

my bin th [30-45].

Kt qu nghin cu ch to v ng dng vt liu cao su blend ca cc tc

gi trong nc c ng ti vi hng chc cng trnh trn cc tp ch khoa

hc chuyn ngnh trong nc v quc t, m tp trung nht l cc tp ch

Khoa hc & Cng ngh v Tp ch Ha hc. Nhng kt qu nghin cu ch to

v ng dng vt liu cao su blend trong nhng nm qua mi ch l bc u

nhng khng nh kh nng t ch to cc sn phm cao su k thut phc v

pht trin kinh t - x hi. Nhiu cng trnh nghin cu theo hng ny mang

li hiu qu kinh t - x hi cao v c x hi tha nhn thng qua cc gii

thng cao v Khoa hc v Cng ngh [46].

22

1.4.2. Mt s cao su tng hp bn du m, nhit v thi tit [47-58]

1.4.2.1. Cao su cloropren

Cao su cloropren (CR) l mt trong nhng vt liu quan trng trong nn

kinh t vi mc tiu th hng nm trn ton th gii gn 300 nghn tn. Loi

cao su ny c hng Dupont De Nemeurs gii thiu vo nm 1932 v pht

trin vi tn thng mi l Neopren GN (1939). Cao su CR thu c bng cch

trng hp cloropren hoc ng trng hp cloropren vi mt lng nh

hydrocacbon dng vinyl hoc dien trong nh tng nc. Phn t polycloropren

cha khong 85% nhnh trans-1,4 v 10% cis-1,4.

CR c cu trc phn t nh sau:

CH2CH2n

C

Cl

CH

Do s c mt ca nguyn t Cl trong phn t nn phn t cao su c tnh

phn cc mnh v lm cho cao su c nhiu tnh cht c bit nh: bn vi oxy v

ozon, chng chy, t thm kh, t b mi mn, bn vi du m, c kt dnh cao

vi nhiu vt liu v bn di tc ng ca nhiu loi ha cht. Cao su cloropren

c th c lu ha bng mt s oxit kim loi (PbO hay ZnO) hoc bng lu

hunh vi xc tin hu c, tuy nhin tc lu ha ca cao su cloropren chm

gp i so vi CSTN. Cao su cloropren cn c th c lu ha bng amin bc

2, phenol lng chc. Khc vi cc loi cao su c mch phn t khng no khc,

ch di tc dng ca nhit cao su cloropren cng c th t to thnh cu trc

mng li khng gian gia cc phn t polyme m khng cn c lu hunh.

Cc sn phm lu ha ca cao su cloropren c bn cao, do v n hi

tt, nn ngoi ng dng trong lnh vc cht do, chng c s dng sn xut

thng lu tr v vn chuyn cc sn phm du m, lm dy cp, vi tng hp v

cc loi vt liu khc. Cao su cloropren c tnh cht c bit l cht t kt tinh,

do mt s loi cao su cloropren c th c dng lm keo dn. Tuy nhin, do

23

tnh n hi cao nn loi cao su ny kh p hnh, ngoi ra kh nng bm dnh

kim loi cng gy kh khn trong vic hn luyn. Cao su cloropren c cng

lc ko t v dn di km hn so vi CSTN. Khi 1000C cng lc ca

cao su cloropren ch cn li l 30 40% cng lc ca n nhit thng.

1.4.2.2. Cao su polyetylen clo ha

Cao su polyetylen clo ha (CPE) c sn xut bng cch clo ha

polyetylen t trng cao (HDPE) trong dung dch. Cc polyme c phn bit bi

hm lng clo, trng lng phn t v s kt tinh, trong hm lng clo cao

nht c th ln ti 70%, nhng thng vo khong t 25 n 42%.

CPE c cu trc phn t nh sau:

CH2CH2 CH CH2x y

Cl

CPE c kh nng khng tuyt vi vi ozon v bn thi tit, khng tt vi

du v ngn la, chu mi mn v un nt, khng tt vi kim, ru v axit. Tuy

nhin CPE khng chu trung bnh vi du m v cc dung mi thm oxy ha do

tnh khng no ca n.

CPE thng c lu ha bng peroxit. Mt s cht ha do, ph gia

thm vo c th nh hng n t l khu mch v mc lu ha. CPE c th

trn ln vi cc polyme khc nhau do c cc thuc tnh ca c cht do v cao

su. CPE linh hot -30oC, rn nhit di -70

oC v b phn hy nhit

trn 160oC. Cao su CPE c th c s dng c lp hoc pha trn vi cc

polyme nh polyvinylclorua (PVC), polyetylen (PE), polypropylen (PP),

polystyren (PS), polyacrylonitril-butadien-styrol (ABS) hay polyuretan (PUR),

v.v... Cao su CPE c tnh cht n hi ca cao su v kh nng chu du, chu

nhit, chu lnh v ngn la, v.v...

Hin nay, khong 70% lng CPE c s dng trong ngnh in (dng

lm dy v cp in). Cc ng dng cn li khong 15%, bao gm ch to chi

24

tit v ph tng t, ch to ng thy lc, tm lt, ming m, v.v

1.4.2.3. Cao su closulfon polyetylen hay cao su Hypalon

Cao su closulfon polyetylen (CSM) l mt cao su tng hp da trn c s

polyetylen. Hypalon l tn thng mi ca cc sn phm CSM, c pht trin

vo nm 1951 v tr thnh tn gi chung cho closulfon polyetylen, trong

Hypalon l sn phm ca hng DuPont. CSM cng c sn xut bi nhng

nh sn xut khc vi cc tn thng mi khc nhau.

CSM c cu trc phn t nh sau :

CH2CH2

SO2Clx y

Cl

H

CCH2 CHCH2CH2 CH2

n

Trong x = 12, y t 15 n 20 ty theo khi lng phn t

Hm lng clo trong Hypalon t 29 n 48%, bnh qun c mt nguyn t

clo c 7 nguyn t cacbon. Hm lng lu hunh rt nh (1 1,5%). Nhm

SO2Cl l v tr hot ng cho qu trnh lu ha. Cc oxit kim loi nh MgO, PbO

thng c s dng vi cc cht xc tc cho lu hunh nh tetrasulfua

dipentametylentiuram. Cht ny c tc ng lu ha v tr Cl ni vo mch

phn t to cc ni disulfua lin phn t.

C th lu ha CSM vi h thng lu ha bng peroxit hu c. Cc sn

phm lm t cao su Hypalon c tnh nng khng rt tt i vi oxy, ozon, cc

axit, kim m c v mt s axit c tnh oxi ha mnh. Ngoi ra v c mt ca

rt nhiu nguyn t clo dc theo mch phn t, nn Hypalon c kh nng chng

chy v khng du tt. Kh nng khng dung mi thm ca CSM nm gia CR

v NBR.

Tnh nng c l ca sn phm CSM rt tt, theo lc ko t t n

300kg/cm2 v c th chu lin tc nhit 120

oC. Mc chu nhit cao nht ca

25

CSM ln ti 303oC. Tuy nhin, cao su ny c bin dng nn ln v bn cht

ca n l gc nha do. Cao su Hypalon c kh nng khng nh sng, khng tia

t ngoi rt tt, khng b bin mu cc sn phm c mu nht. Cao su sng c

th tn tr lu, tnh nng t b bin i. Hypalon cha lu ha c trng thi

ging nh nha do, kh cng, nhm nhit bnh thng v bin mm

nhanh khi nhit tng. Hypalon cng i hi cht n gia tng lc ko t

v nht l vi nhng loi c hm lng clo thp.

1.4.2.4. Cao su nitril/nitril butadien

Cao su nitril/nitril butadien (NBR hoc Buna-N) c gii thiu ln u

tin ti c vo 1934. Cc tn thng mi ca loi cao su ny bao gm

Perbunan, Baypren, Chemeprene, Chemigum, v.v Cao su nitril c sn xut

Lin X trc y c k hiu l CKH nh: CKH18, CKH18M, v.vCc

loi cao su nitril do M sn xut l Butapren, Paracril, v.v...cn Anh l Breon,

Butacon, v.vCao su nitril l sn phm trng hp ca butadien-1,3 v

acrylonitril vi s c mt ca h xc tc oxy ha kh l kali persunfat v

trietanolamin.

NBR c cu trc phn t nh sau:

CH2 CH CH CH2 CH2

Cn

CH

Nm

NBR c cu trc v nh hnh, v th n khng kt tinh trong qu trnh

bin dng. Sn phm NBR c th lm vic trong iu kin nhit ti 1200C

trong khng kh v ti 150oC trong cc loi du m khc nhau. Tnh cht c l,

tnh cht cng ngh ca NBR ph thuc vo hm lng nhm acrylonitril trong

phn t. Do phn t NBR phn cc nn rt t b nh hng (trng n) bi cc

dung mi khng phn cc hoc phn cc yu nh ete du ha, xng,

xiclohexan, CCl4, v.v...NBR v cc sn phm lu ha ca n c bn rt cao

i vi cc parafin, m v cc hydrocacbon no. Trong thc t, ngi ta c th

26

sn xut NBR c hm lng acrylonitril t 18 n 50%. Khi hm lng

acrylonitril tng th tnh khng du, tnh khng xng, cng, lc ko t,

mi mn ca NBR cng tng ln, nhng chu lnh v tng hp vi cht

lm mm li gim xung.

Do NBR l loi cao su c cu trc v nh hnh nn cng lc ca cao su

khi khng c cht n tng cng thng thp (khong 30kg/cm2). Nu c trn

than en (mui than) tng cng th cng lc c th t n 320kg/cm2. NBR

kt hp vi polyvinylclorua (PVC) s khng c thi tit v ozon rt tt, gim

kh nng bt chy, ng thi bng b mt v tnh cht mu li tt hn.

NBR c lin kt khng no trong mch phn t nn n c kh nng lu

ha bng lu hunh phi hp vi cc loi xc tin lu ha thng dng. NBR cn

c kh nng lu ha bng cht xc tin lu ha nhm tiuram hoc nha phenol

formaldehyt. NBR lu ha bng tiuram hoc nha phenol formaldehyt c tnh

cht c l cao, kh nng chu nhit tt. Tnh nng ko, nn ca cao su ny tng

t cao su styren butadien (SBR). NBR c s phn cc ln nn loi cao su ny c

kh nng trn hp vi hu ht cc polyme phn cc v vi nhiu loi nha tng

hp phn cc. T hp ca NBR vi nha phenol formaldehyt c rt nhiu tnh

cht qu gi nh bn du m, nh sng. Nh nhng tnh nng c bit, nn

NBR thng c s dng lm cc sn phm chu du nhit cao trong

t, my bay, tu bin, my mc, xe qun s v cc sn phm chu du trong

cng nghip.

1.4.2.5. Cao su nitril butadien hydro ha

Cao su nitril butadien hydro ha (HNBR) l mt polyme tng hp thu

c bng cch hydro ha mt phn hoc ton b mch hydrocacbon ca cao su

nitril butadien. Vi hm lng hydro cao, loi cao su ny cn c gi l nitril

cao bo ha (HSN). HNBR xut hin trn th gii vo cui nhng nm 70 v

u nhng nm 80 ca th k trc. Nm 1984 Tng cng ty Zeon l doanh

nghip u tin thng mi ha HNBR. Hin nay, trn th trng c mt s sn

27

phm thng mi c tn nh Therban, Tornac, Zetpol. Cc loi sn phm

ca HNBR trn th trng thng c cc mc hydro ha khc nhau vi s

lng nhng lin kt i cn li t 0,8% n 6%. Qu trnh hydro ha c th lm

gim rt nhiu lin kt i trong chui chnh ca polyme NBR, v vy HNBR c

kh nng chu nhit, ozon, khng ha cht v cc c tnh c hc cao hn NBR.

S tng hp v cu trc phn t ca HNBR c biu din trong hnh

di y:

CH2 CH2CH2 CH CH CH2 CH2

Cz

CH

Nyx-z

CH2CH2

H2CH2 CH CH CH2 CH2

Cx

CH

Ny

HNBR c kh nng chu nhit, chu du v cc ha cht. HNBR c sc

khng tuyt vi i vi cc cht lng chuyn dng thng thng dng cho t

(v d du ng c, nc lm mt, nhin liu, v.v) v cc ha cht cng

nghip. Ging nh NBR, kh nng khng xng, du v bn c l ca HNBR thay

i theo hm lng acrylonitril (ACN). HNBR c bn ko o ti 23oC ln ti

20 31 MPa. Nhit lm vic ca vt liu kh rng, t -40oC ti +165

oC.

Nh c cc tnh cht c bit nn HNBR c ng dng trong cng

nghip t, c kh ch to, ha du, cc sn phm v bc cp, ng dn, cc chi

tit trong cc h thng nhin liu, ming m, ai chuyn v giy, v.v

1.4.2.6. Cao su epiclohydrin

Cao su epiclohydrin (ECO hoc CO) c tung ra th trng cch y

khong 37 nm v gn y chng c ng dng cho cc nhu cu c bit. Cc

loi cao su epiclohydrin c trng hp trong dung dch vi xc tc. Chng bao

gm tt c cc trng hp ca cc polyete aliphatic vi khi lng phn t ln

v mt nhnh bn clometyl.

C ba loi cao su epiclohydrin khc nhau nh sau:

28

- Cc polyme lm t mt monome (k hiu l CO c hm lng clo

khong 38,4%) c cu trc nh sau:

OCH2x

CH

CH2Cl

- Cc polyme ng trng hp (k hiu l ECO c hm lng clo khong

25%) gm epiclohyrin v etylen oxit c cu trc nh sau:

OCH2x

CH

CH2Cl

OCH2y

CH2

- Cc polyme tam trng hp do thm vo mt phn nh (khong 5%) mt

dien vo cc polyme trn.

Do cu trc, cc loi cao su ny rt n nh vi nhit , nn chng c th

chu c nhit 120oC lin tc v c th chu n 150

oC trong mt khong

thi gian ngn hn, ng thi chng cng chu c mi trng v ozon.

Epiclohydrin khng chu c cc hydrocarbon bo v thm, ancol, kim, cc

khong ha tan v cc axit c cha oxy. Tuy nhin n li b tn cng mnh bi

cc tc nhn oxy ha, clo ha v mt s khong cht c bit. Ngoi ra cc cao

su trn c mt s tnh cht khc bit nh sau: Cc cao su loi CO b cng, rn

nhit 20oC. Chng thng b trng n trong cc dung mi l tinh du,

chng t thm kh v khng lo ha tt hn loi polyme ng trng hp. Cc

loi cao su ng trng hp v tam trng hp c nhit cng rn 40oC,

ny tt, cn thm kh thp tng ng vi NBR c hm lng trung bnh.

Nhc im loi cao su epiclohydrin l kh thao tc trong sn xut v

80oC clo d b tch ra khi phn t v dn n s r khun, nhy cm vi nc

trn 80oC. Cc loi cao su CO v ECO do phn t hon ton bo ha nn lu

ha rt chm, do thng phi cho cht nhn in t vo h lu ha (thng

29

l ch dioxit, ch , magi oxit). Vi cc loi polyme tam trng hp c th s

dng h lu ha bng lu hunh. Ngoi ra tng thm tnh khng nhit, nh

sn xut c th thm vo cao su cc cht nh dimetyl hoc dibutyltiocacbamat

niken.

H lu ha c s dng nhiu nht i vi cao su epiclohydrin l

tioure/etylen tioure. Cc polyme tam trng hp cng c th c lu ha bng

h lu hunh hay peroxit v kh nng ny gip epiclohydrin c th c s dng

kt hp vi cc polyme khc chng hn nh cao su nitril, v.vng dng chnh

ca cao su epiclohydrin l trong lnh vc t ng ha ch to cc loi khp

ni v m lm kn khc nhau, cc giong v mng ngn. Ngoi ra cc loi cao

su ny cn c dng sn xut cc trc ln v nhiu sn phm ng dng khc

nhit thp.

1.4.2.7. Cao su etylen-acrylic

Cao su etylen-acrylic (AEM) l mt polyme v nh hnh, c to ra t

qu trnh ng trng hp ca etylen v metyl acrylat cng vi mt lng nh ca

mt monome khu mch c cha cc nhm axit cacboxylic.

AEM c cu trc phn t nh sau:

CH2CH2 CH2 CH

CH3

C

O OH

x y z

R

O OC

AEM c kh nng chu du, ozon, chu nh sng v thi tit, ng thi c

kh nng chu un nhit thp v cc tnh cht c l tt hn polyacrylat

(ACM), nhng kh nng chu du, anilin cc dung mi phn cc khng tt bng

ACM. Nhit lm vic ca AEM trong khong t -30oC n 150

oC v c th

n 175oC trong thi gian ngn. cng ca AEM t 40 85 Shore A. AEM

30

c hng DuPont a ra di dng nhiu sn phm thng mi mang tn

Vamac. Do kh nng chu du v nhng tnh nng c l tt, AEM c la

chn ng dng trong ngnh cng nghip t, chng hn nh ng sc turbo, ng

dn kh, ng lm mt du, ng ng v cc ming m. So vi HNBR, khi

dng cao su AEM c th tit kim chi ph ng k.

1.4.2.8. Cao su flo (fluoroelastomer)

Cao su flo l sn phm ng trng hp ca hydrocacbon khng no cha

flo. V d nh hexaflopropylen (CF2=CF-CF3) vi florua vinyliden (CH2=CF2)

(cao su Viton), triflocloetylen (ClCF=CF2) vi florua vinyliden. Hin nay trn th

trng c cc sn phm vi tn thng mi nh: Dai-El, Fluorel,

Technoflon, Viton. Tuy nhin, gi thnh cc loi cao su ny kh cao.

Cao su flo c khi lng phn t khong 100.000 200.000, khi lng

ring khong 1,14 g/cm3. Trong mch phn t ca cao su flo khng c lin kt

i v l polyme hon ton no cha nhiu nguyn t F nn rt bn vi nhiu cht

oxy ha mnh, k c ozon, nn cao su flo khng nhng bn oxy, ozon m cn

bn du m v bn nhit. Vt liu ny cng chng chu c khi tip xc vi cc

cht oxy ha v du m n 170oC, cn iu kin thng thng n c th lm

vic lu di nhit 200 250oC. Cao su flo c lu ha bng cc cht

peroxit hu c v cht xc tin diizoxianat. Nhc im ca cao su flo l kh

nng chu lnh km (-40oC), bn ko t ch t khong 0,7 2 KG/mm

2,

dn di tng i t khong 200 400%.

Cao su flo c dng ch to cc vt phm trong ngnh cng nghip

cht do, dng ch to cc loi dy cp v cc vt phm lm vic trong mi

trng khng kh, mi trng c cc cht oxy ha v cc mi trng hot ng

khc, k c du v dung mi hu c, tr cc este v xeton.

1.4.2.9. Cao su pe-flo (pefluoroelastomer)

Cao su pe-flo (FFKM) phn ln l pefloelastome terpolyme ca

tetrafloetylen (TFE), hoc ete peflovinyl (PVE). Hin nay trn th trng c cc

31

sn phm thng mi nh: Kalrez (hng cao su DuPont), Aegis (hng

International Seal Company), Chemraz (hng Greene, Tweed & Company).

y l cc loi cao su c bit c tnh nng tng t nh polytetrafloetylen

(PTFE), khng b tc ng bi rt nhiu loi cht lng (khong 1600 cht lng)

bao gm cc hydrocacbon thm v bo, este, ete, xeton, du nhn v hu ht cc

axit. Tuy nhin, chng c th khng bn trong mt s cht halogen ha mnh v

axit c tnh oxy ha mnh. N c kh nng khng ozon, thi tit v chng chy,

ngn cn bc x, chng thm kh tuyt vi v kh nng lm vic n nh nhit

290oC, thm ch n 316

oC. Ngoi ra chng cn chu bc x rt tt v iu

kin chn khng cao.

Do c tnh nng c bit m cc loi cao su pe-flo c dng trong ch

to vt dng ng cht lng trong cc qu trnh ha hc, hoc cha ng

v bo qun sn phm du v trong ngnh cng nghip du kh, hng khng v

tr. Tuy nhin loi cao su ny c gi thnh rt cao.

1.4.2.10. Cao su polyacrylat

Cao su polyacrylat (ACM) l sn phm thu c bng phng php ng

trng hp nh tng huyn ph cc este ca axit acrylic (etyl hoc butylacrylat)

vi cc monome gc vinyl (nh hoc 2-cloetylvinyl ete).

Cu trc ca metyl acrylat (acryloid) c th biu din nh sau :

CH2CH2 CH CH

CH2

x y

O

CH2

CH2

C

O

O

CH3 Cl

Cao su polyacrylat c tnh khng nhit rt tt (t -50oF n 400

oF), khng

32

lo ha do oxy nhit thng v nhit cao, khng un v chng dp nt

tt, khng chu rt tt ozon nhit thng v nhit cao, khng nh nng

mt tri, khng chu tt trong du v trong dung mi hydrocacbon (do cc nhnh

phn cc), c bit l trong du c cha lu hunh nhit cao, t thm nhiu

loi kh, t phai mu cc sn phm mu nht, lc ko t t khong 1500

2400 psi, dn di khi t t khong 100 400% v cng t khong 40

90 shore A.

Cc sn phm lm t cao su polyacrylat c th lm vic trong thi gian di

iu kin nhit 150oC, v trong khong thi gian ngn nhit 200

oC.

Tuy nhin, n hi v kh nng chu lnh ca cc sn phm lm t cao su ny

li km, d phng rp trong nc nng v hi nc.

c tnh cht c l tt, cao su polyacrylat cng cn c a thm cht

n nh mui than en v cht n khong vo thnh phn t hp. Tuy nhin,

vic chn la cht n phi rt k, c bit trnh dng cht n c tnh axit.

Loi than en hu dng nht l N-550 v N-330. T l cht n 35 80% so vi

cao su. i vi sn phm mu nht, cc cht n thng c s dng l SiO2

hoc cao lanh bin tnh bng ha cht. Hu ht sn phm c sn xut bng

cao su polyacrylat khng c s dng trong nc hoc tip xc vi hi nc

v cc dung mi nh metanol, etylen glycol. Ngoi ra cao su polyacrylat cng b

phn hu trong mi trng kim v trng n trong mi trng axit.

1.4.2.11. Cao su polysulfua (tiocol)

Loi cao su ny c bn ra th trng vo nm 1930 di tn thng

mi l Thiokol Type A ca hng Thikol Chemical bang New Jersey (M) vi

c tnh l khng du, dung mi, axit v kim lng. y l sn phm tng hp

t dn xut halogen ca cc hydrocacbon v cc hp cht cha lu hunh cao

ca cc kim loi kim c cng thc chung l (-R-Sx-)n, trong R l gc alkyl,

x l s nguyn t lu hunh (S) trong mt nhnh c bn; n l s lng nhnh.

33

Ty thuc vo s nguyn t lu hunh trong thnh phn ca mt nhnh c bn

m ngi ta phn ra hai loi polyme: tetrasulfua v disulfua. Tt c cc polyme

tetrasulfua u l vt liu n hi. Cn cc polyme disulfua ch c tnh n hi

nu trong gc hu c c cha s nguyn t C ln hn hoc bng 4.

Cao su polysulfua c tng hp bng cch trng ngng dn xut

dihalogen ca hydrocacbon no vi polysulfua ca kim loi kim. S to thnh

polyme xy ra trn ranh gii gia cc pha bng cch thay th Cl bng anion

polysulfua:

nn Cl R Cl n Na2Sx Sx ) 2n NaCl++ ( R

Cc tnh cht ca cao su polysulfua ph thuc ch yu vo bn cht ca

dn xut halogen s dng v t l gia chng vi natri polysulfua

S c mt ca lu hunh trong mch chnh lm cho cc sn phm lu ha

tiocol c bn cao trong nhiu mi trng hot ng, v d nh du m, m,

axit, kim, ozon, nh sng, phng x, v.vVt liu c chng thm kh cao,

c n nh cao trong qu trnh s dng v bo qun lu di. Ngoi ra, n cn

l vt liu chu lnh tt. Cao su tiocol lng c sn xut vi tr lng ln hn

nhiu so vi dng tiocol rn. u im chnh ca tiocol lng so vi tiocol rn l

kh nng lu ha ti nhit phng cng vi s hnh thnh b mt n hi

chng thm kh v c kh nng lm vic n nh trong khong nhit rng (-40

130oC) trong mi trng du v dung mi, trong cc iu kin chn ng v

trong cc mi trng c m cao. Tnh cht c l ca cc loi cao su

polysufua km, nhng b li chng li c kh nng khng du v phn ln cc

dung mi thm, c bit chng c kh nng kn kh vi hi ca cc dung mi

ny. Cao su polysufua khng n nh khi lu tr lu (qu 1 nm). Tiocol lng

c ng dng trong vic xy dng cc cng trnh thy li, xy dng dn dng,

sn xut cc v bc chng n mn vi vai tr l cht mt tt.

34

1.4.2.12. Cao su silicon ( polydimetyl siloxan)

Cao su silicon (vit tt l MQ, PMQ, VMQ, PVMQ) hay cn gi l cao su

siloxan thuc nhm polyme hu c cha silic, mch chnh ca n c to thnh

t mt chui xen k cc nguyn t silic v oxy. Hin nay trn th trng c cc

sn phm vi tn thng mi nh: Baysilone ca hng Bayer, KE ca hng

Shincor Silicones, Silastic ca hng Dow Corning, Silplus ca hng General

Electric v Tufel ca hng General Electric. Cao su silicon c gi thnh trung

bnh.

C hai phng php tng hp cao su silicon l trng hp v trng ngng.

Trong cng nghip ngi ta thng s dng phng php trng hp da trn

phn ng chuyn v lin kt Si-O- trong vng siloxan. Monome s dng ph

bin trong cng nghip sn xut cao su silicon l dimetyldiclosilan (CH3)2SiCl2

(DDS) c nhit si 70oC, monome ny thu c bng cch tng hp trc tip

t silic v metyclorua (CH3Cl). DDS cn c tinh khit khng nh hn 99,96%

(theo khi lng). Di s c mt ca xc tc ti nhit cao, vng siloxan

phn ly to thnh sn phm c mch thng:

R

R

R

R R

R

R

R

Si

Si Si

SiO

O

O

OH2O

R

R

Si O

R

R

Si O

R

R

Si O

R

R

Si OHO H

n

Do mch chnh ca polyme bo ha, cao su silicon c kh nng khng

oxy, ozon v tia cc tm. Cao su silicon khng c mi, khng v, khng c v

khng nm. Vt liu ny c tnh linh hot v chu nn.

Cao su silicon c lu ha bng peroxit ch khng dng lu hunh.

Khi thay th mt phn cc nhm metyl (-CH3) bng cc gc phenyl

(-C6H5), etyl (-C2H5), acrylonitril (ACN), propyl (-C3H7) v nhng nhm khc s

c nh hng n tnh cht ca cao su silicon. Ngoi ra cng c th a vo

35

mch chnh nhng nguyn t (nhm, titan, photpho, bo, thic, magie v nit),

theo s lm thay i tnh cht ca polyme. Th d cao su dimetyl siloxan lm

vic trong khong nhit t -60oC n +250

oC, c tnh bm dnh km v lin

kt Si-O c tnh phn cc yu, b trng n trong cc dung mi v du m, c

bn thp v chng mi mn km, ng thi c tnh thm kh cao. Khi ta thay gc

metyl bng vinyl to ra cao su metyl vinyl siloxan th sn phm thu c li

c th lm vic trong khong nhit t -55oC n +300

oC, chng lo ha tt v

nhit chy do khi nn gim. Thay gc metyl bng gc phenyl s c cao su

metyl phenyl siloxan chu lnh rt cao, t -80oC n -100

oC, chng bc x rt tt

v c bn c hc cao. Nu thay v tr gc metyl bng nguyn t flo (F) hoc

nhm xianua (-CN) s lm cho cao su c tnh phn cc mnh v n nh trong

du m, nhin liu. Nu a vo mch chnh nguyn t bo, photpho, v.vs

lm tng tnh chu nhit ca cao su n 350 400oC v kh nng bm dnh tt.

Cao su silicon c ng dng lm vt liu n hi c bit trong rt nhiu

lnh vc cng nghip. Trong cng nghip in, in t, cng nghip sn xut cp

th cht do ny c s dng tng tnh cch in cho cc ng ng, dy

cp, mot v my pht. Trong lnh vc dc phm y t v thc phm th vt liu

ny thng c p dng lm cc vt dng chu nhit v chu lnh.

1.4.2.13. Flosilicon

Flosilicon (FVMQ) vi mt s sn phm thng mi nh Silastic LS,

FSE l loi cao su silicon bin tnh, trong chui polyme silicon c gn

flo. Phn t flosilicon phn cc mnh nn loi cao su ny c kh nng bn trong

du m, nhin liu. Tuy nhin, cao su ny c gi thnh cao.

Nhit lm vic n nh ca cao su flosilicon kh rng, trong khong t

-40oF n 400

oF v c cc c tnh tng t nh cao su silicon (nh kh nng

chu nhit rt tt, chu ozon, oxy, bn thi tit, c sc khng tuyt vi vi

cc nhin liu hydrocacbon, du khong, cc cht lng silicon v t chu nh

hng ca nhiu ha cht khc. Tuy nhin bn x v bn mi mn ca cao su

36

flosilicon km ng thi kh nng thm kh cao. Flosilicon c ng dng trong

cc h thng gn kn (giong, m) yu cu tip xc nhit rng v chu du,

nhin liu dng trong my bay.

1.4.2.14. Cao su flocacbon

Cao su flocacbon (FKM) xut hin vo nm 1955 di dng sn phm

ng trng hp ca vinyliden florua CH2=CF2 v clo trifloetylen CFCl=CF2. y

l cc loi cao su ch cha khong 50% flo. Hin nay trn th trng c cc sn

phm cao su flocacbon vi tn thng mi nh: Dai-el ca hng Daikin

Industries, Dyneon (trc y l Fluorel) ca hng Dyneon, Tecnoflon ca

hng Solvay Solexis v Viton ca hng DuPont Dow. Tuy nhin do nh sn

xut flocacbon ni ting nht l hng DuPont Dow nn tn gi Viton tr thnh

thut ng s dng chung cho sn phm FKM. Sn phm thng mi ban u ca

hng cao su DuPont Dow l Viton A v l loi FKM c s dng rng ri nht.

l mt copolyme ca florua vinyliden (VF2) v hexaflopropylen (HFP). Do

sn phm ny c hm lng flo ti 66%, Viton c kh nng chng chu tuyt vi

tc ng ca cc cht lng chuyn dng, nn n c s dng nhiu trong cng

nghip t v hng khng. Viton B l cao su flocacbon kt hp i t

tetrafloetylen (TFE) vi VF2 v HFP. Ty thuc vo mc ch s dng, c th

thay th mt phn TFE hoc VF2 (iu ny lm tng hm lng flo n khong

68%) hoc HFP (gi hm lng flo mc 66%). Viton B c kh nng khng

chu cc cht lng chuyn dng tt hn Viton A. Cho n nay c nhiu loi

Viton khc (Viton GF, Viton GFLT, v.v) c cc hm lng flo thay i ph

hp vi kh nng v yu cu ng dng.

Cao su flocacbon cng l mt loi cao su c bit n vi nhiu tnh

nng c bit nh bn thi tit, khng chu tt vi nhit cao, ozon, oxy, du

khong, nhin liu, cht lng thu lc, cht thm, dung mi hu c (tr xeton v

axetat) v ha cht. Nhit lm vic ca vt liu trong khong rng (t -26oC

n 262oC) vi ng dng tnh, mc d nhit c th lm vic ca n c th n

37

275oC. Ngoi tnh nng chnh ca cao su flocacbon l khng chu ha cht v

nhit, th vt liu ny cn c tnh khng chu bin dng nn v c tnh mm do

nhit thp. bn c l ca FKM mc trung bnh, dn di thp nhng

c tnh chu nhit rt cao trong thi gian di nn vt liu c sc khng chu

tuyt vi vi la v nhit cao, cng vi kh nng chng chu tt du, dung

mi, ha cht v thi tit, nn n thng c p dng trong t, ch bin ha

cht, hng khng v tr v nhiu ngnh cng nghip khc. Tuy nhin, FKM c

gi thnh tng i cao.

1.4.2.15. Polyuretan

Polyuretan l este ca axit dicacbamic R(NHCOOH)2 hoc cc dn xut

th ca chng vi glycol. Thnh phn ca n gn ging vi polyamit v chnh

nhm peptit (CONH) nm trong nhm uretan (OCONH) nhng c thm

nguyn t oxy trong mch, v th mch phn t ca polyuretan c uyn

chuyn cao v vt liu c im chy thp hn so vi polyamit tng ng.

C nhiu phng php iu tng hp polyuretan, ph bin nht l

phng php trng hp bc diizoxyanat vi glycol. S phn ng tng hp v

cu trc ca polyuretan nh sau:

Xc tc cho phn ng thng c dng l hp cht hu c ca thic v

amin bc ba hoc cc hp cht c tnh axit v baz khc.

Polyuretan cng c th iu ch t este diclocacbonic ca glycol vi

diamin bng phng php trng ngng v phn ng tin hnh trn bn mt phn

38

chia hai pha. Khi nguyn liu ban u l cc cht c s nhm chc ln hn 2,

polyuretan tng hp c s c cu trc khng gian. Cng nh polyamit,

polyuretan mch thng tan trong cc axit v c m c, nhng tnh ht m km

polyamit. C hai polyme ny u l loi nha cao cp c bn c l v bn

ha cht cao, c bit vi axit, nh sng v oxy. Trong cc loi nha polyuretan

th nha iu ch t hexametylendiizoxianat v butadiol 1,4 (cn gi l Peclon-

U) c s dng sn xut cc mt hng gi lng th v cht do. Cc

polyuretan khc c dng lm vcni, sn, h tm vi v giy, bt xp hay

lm cc loi keo. Sn phm polyuretan gm hai loi vi tnh cht thay i (c th

l cng hay mm) ty thuc vo loi cht phn ng v vo t l ca chng.

Polyuretan c xem l cht do hn l cao su (cht n hi). Polyuretan

dng thng chim khong 1,5% tng s polyuretan v y l cht nhit do.

Polyuretan cu trc mng chim khong 98% tng s polyuretan. y l loi

nha nhit rn v ng trng hp trong iu kin mt trong hai thnh phn phi

cha 2 nhm chc tr ln. Sn phm loi ny c sn xut bng cch khun

hoc bng mt vi phng php c bit khc. Polyuretan tri qua cn luyn ch

chim 0,5%. Phng php cng ngh khi cn luyn ging nh vi cc loi cao

su khc. Ngi ta cng dng cht lu ha l peoxit hu c hoc lu hunh v

cc cht xc tin. Polyuretan c s dng trong nhiu ng dng, v d nh cao

su xp, sn, vc ni, m kn, khun nh hnh kim loi, tm lt, chi tit ghp ni,

trc, bnh xe v bng chuyn. Cc polyuretan nhit do c dng lm vt liu

bc cp, ng dn, lp bc si dt, dng trong giy trt tuyt v cc loi giy

cng, trong cc hp phn thn t, bnh rng v cc chi tit my khc.

1.4.2.16. Cao su butyl

Cao su butyl (IIR) c tung ra th trng vo nm 1942 v hin ang

c s dng trong nhiu lnh vc. Cao su butyl l sn phm trng hp ca

isobutylen vi mt lng nh (khong 1-3%) hydrocacbon dng dien, thng

dng l isopren.

39

Cu trc ca cao su butyl c biu din nh sau:

CH3

CH3

CH2C CH2 CH2x y

C

CH3

CH

y l mt trong s khng nhiu cao su tng hp thu c bng phng

php trng hp c xc tc ti nhit thp theo c ch cation. Xc tc c

dng l AlCl3. Phn ng xy ra nhit 100oC, trong etylen lng ng vai

tr l cht lm lnh, cn CH3Cl l dung mi tr.

Trong phn t c rt t ni i nn tnh cht ca cao su butyl rt khc cao

su thin nhin (CSTN). T trng ca cao su butyl 0,92 g/cm3, khng c mi, bn

ngoi ging crp trng, t thm kh v khng hp ph nc. Cao su butyl c tnh

cch in cao trong c mi trng m t.

Cao su butyl cng c lu ha bng lu hunh nhng tc lu ha

chm, nn trong thc t ngi ta thng dng cc hp cht polysunfua lm tc

nhn lu ha, cht xc tin lu ha thng dng l tiuram hoc km

dibutylditiocacbamat. Nhit lu ha trn 150oC. Cao su butyl thng c

trn vi cao su cloropren tng bn c hc, tng kh nng chng x rch v

chu mi mn. Do tnh thm kh rt thp v khng hp ph nc, cao su butyl

c dng lm sm t v cc chi tit bn nc. Cao su butyl c tnh bn oxy

v ozon, tnh n nh ha hc cao nn c dng bc dy in cao p, dng

lm cc chi tit tip xc vi axit m c v mt s ha cht khc.

1.4.2.17. Cao su clobutyl

Cao su clobutyl l sn phm clo ha cao su butyl vi khng bo ha t

nht 1,8% mol. Nm 1960, Hng Standard Oil (M) sn xut ra mt loi cao

su butyl mi, trong c thm 1,2 phn clo trong mt trm phn cao su

clobutyl. Vic ghp thm clo vo cao su butyl vi mc ch lm gia tng hot

tnh ha hc ca phn t cao su butyl m khng tng khi lng ca chng, do

40

tnh cht ca loi cao su ny khng khc nhiu so vi cao su butyl trn

phng din cc tnh nng ng. S thay i t cht n hi sang cht do cn

mt s lng ln nguyn t clo trong phn t polyme. Mc ch th hai ca

vic ghp clo vo mch l lm gia tng kh nng lu ha, c bit kh nng lu

ha cc ni i (dng lu hunh, cc cht xc tin).

Cao su clobutyl c ch to bng cch cho mt lung kh clo sc lin

tc vo dung dch butyl trong dung mi hexan. C mi phn t clo phn ng s

thot ra mt phn t HCl v mt nguyn t clo gn trn mch phn t cao su.

Trong qu trnh clo ha, phn t cao su b ct thnh nh hn (trng lng phn

t gim t 3 9%). Tuy nhin nu cng clo ha qu cao (vt qu t l 1

nguyn t clo trn 1 n v -C=C-) th s ct t phn t cao su s rt ng k.

V cc halogen allylic rt hot ng, do nu b tc ng ca nhit (t

nhit 175oC n 200

oC) cao su clobutyl s b phn gii ra HCl, do trong

thc t ngi ta phi thm cht n nh l canxi stearat. Trong iu kin ny,

cao su clobutyl c th c lu tr lu di m khng b bin tnh. Do s hin

din ca nhm olefin khng bo ha v cc nguyn t clo hot ng trong mch

phn t cao su, nn c th p dng rt nhiu k thut lu ha loi cao su ny

nh c th lu ha bng ZnO hoc bng ZnCl2. Trong cc trng hp ny ngi

ta thng thm tiourea v TMTD tng tc lu ha. Ngoi ra, c th lu

ha bng amin bc 1 hoc bng nha phenolic ging nh i vi cao su butyl.

V cu trc ca cao su clobutyl ging vi cao su butyl nn tnh cht v

kh nng s dng loi cao su ny ging vi cao su butyl. Cao su clobutyl cng

l loi vt liu c tnh thm kh v thm m thp, tnh bin dng tr cao (chng

sc, chng rung), tnh khng chu oxi, ozon v khng ha cht tt. Ngoi ra vt

liu ny cn chu nhit cao hn cao su butyl lu ha bng h thng lu ha vi

lu hunh. Sn phm t cao su clobutyl khng b bin mm khi ko di thi

gian tip xc vi nhit v c th chu ng c nhit n 193oC, trong khi

iu kin ny cc loi cao su khc th b phn hu hoc bin mm. Cao su

41

clobutyl c s dng sn xut lp lt bn trong ca lp xe v nht l lp

radial, ng chu nhit hoc trong sn xut cc mt hng cao su k thut v y t.

1.4.3. Mt s h cao su blend tnh nng cao

1.4.3.1. H blend trn c s cao su NBR vi cao su thin nhin

Cao su thin nhin (CSTN) l mt trong nhng polyme thin nhin c

con ngi s dng sm nht v cho n nay n vn l loi vt liu khng th

thay th c trong nhiu lnh vc. Tuy nhin, cc sn phm ch to t CSTN

vn cn tn ti mt s nhc im nh bn lo ha v ozon km, chu

nhit, chu du v chu tc dng ca cc tc nhn ha hc cha cao. Mt trong

nhng phng php khc phc cc nhc im tn ti, nng cao gi tr s dng

ca CSTN l trn hp chng vi mt s loi nha hay cao su tng hp.

Chakrit Sirisinha v cc cng s nghin cu ch to vt liu t hp

ca CSTN vi cao su nitril butadien (NBR). Kt qu nghin cu ch ra rng t

l thnh phn CSTN/NBR bng 20/80, bn du ca vt liu ph thuc mnh

vo cu trc hnh thi hc ca blend. bn du ca blend cng cao khi pha

CSTN cng phn tn nh trong pha NBR. Ngoi ra ngi ta cn thy tnh nng

ca blend khi dng cht n than en tt hn khi dng SiO2. Tuy nhin, t

nhng nghin cu ngi ta thy h blend ca CSTN/NBR thng cho sn phm

c mt s tnh cht km hn mi cu t thnh phn. Nguyn nhn ch yu l do

s khng tng hp v pha dn n s phn b khng ng nht ca cc thnh

phn cht n v cc cht lu ha [59, 60]. Tc gi Chakrit Sirisinha v cc cng

s cng nghin cu hnh thi pha v chu du ca blend CSTN/NBR 20/80

trn vi cc cht n than en N220, N330, N660, SiO2 v kh nng tng hp

khi thm cht etylen-propylen-dien maleat (EPDM-g-MA) v etylen copolyme

octen maleat (EOR-g-MA). Kt qu nghin cu cho thy rng blend vi SiO2

c kh nng chu du km hn cc blend vi than en, tc dng tng hp ca

c hai cht EPDM-g-MA v EOR-g-MA trong h nghin cu b nh hng

mnh bi s phn cc ton phn ca blend [61]. Ngoi nghin cu kh nng chu

42

du ca h NBR/CSTN, gn y nhm nghin cu K.G. Princy v cc cng s

chng minh c h blend CSTN/NBR tng ng 20/80 c dn in cao

nht trong s cc h blend ca NBR vi CSTN, EPDM v PVC [62]. Ngoi to

vt liu t hp vi CSTN, NBR cn c th kt hp vi cao su thin nhin epoxy

ha (ENR), polyvinylclorua (PVC), polypropylen (PP), polyetylen (PE),

polyamit (PA), cao su styren butadien (SBR), cao su etylen - propylen - dien

(EPDM), cao su butyl (IIR), v.v

1.4.3.2. H blend trn c s cao su NBR vi cao su thin nhin epoxy ha (ENR)

Bng cch trn hp cao su NBR vi cao su thin nhin epoxy ha (ENR)

trong nhng iu kin cng ngh c th, chng ta c th ch to ra mt vt liu

cao su blend mi c nhiu u im hn hn so vi cc polyme thnh phn ban

u. Cc nghin cu cho thy vic tng hm lng nhm acrylonitril trong cao

su nitril s lm tng tc lu ha nhng khng lm nh hng n kh nng

gia cng v mt cc lin kt ngang khi hn hp blend ny c lu ha hon

ton. Trong thc t, hm lng nhm epoxy trong ENR khng nh hng nhiu

n tc lu ha nhng khi tng hm lng nhm epoxy t 12 n 25% th

gi tr momen xon li tng ln ng k. Cao su thin nhin epoxy ha c 25%

nhm epoxy (ENR25) c nht rt cao c s dng lm tc nhn do ha

gip cho qu trnh gia cng ch bin NBR c thun li [63]. Ngoi ra h NBR

vi ENR cng c s dng nng cao kh nng bm dnh tng h khi ch

to keo dn cao su tng hp vi kim loi [21].

1.4.3.3. H blend trn c s cao su NBR vi PVC

Vt liu blend NBR/PVC c ch to t nm 1936. Cho n nay, c

nhiu cng trnh nghin cu ch to v kho st tnh cht ca blend ny [23, 33-

43, 64-74]. Trc nm 1970, NBR thng c phi trn cng vi mt lng

PVC thp hn ch to blend cao su c lu ha bng phng php thng

thng. Cc vt liu ny c nhng u im hn hn cao su NBR, l bn c

l cao, chng chu tc ng ca ozon v cc iu kin mi trng cng nh bn

43

oxy ha nhit v thng c ng dng ch to cc loi ng dn du, dn kh,

v bc cp in, trc in v giy c chng, v.v...[64]. Thng thng, blend

cao su trn c s NBR v PVC c n hi km hn v bin dng d cao

hn so vi NBR. Cc h lu ha c s dng c th l cc h thng thng nh

lu hunh, ZnO, axit stearic vi cht xc tin TMTD hay N-xyclohexyl-2-

benzotiazyl sunfenamit (CBS) [65, 66].

Tc gi R. Srilathakutty v cng s tin hnh phi trn PVC vi NBR

dng kh (nhit thp hoc cao), dng latex hoc dung dch v thu c cc

blend c tnh cht c l tt [67]. Blend ha dng kh, nu l PVC-S (PVC

dng huyn ph - Suspension) th nhit trn hp cn phi bo m sao cho

PVC c th nng chy. Nu l PVC-E (PVC dng nh tng Emulsion), do c

kch thc ht mn, nn c th phi trn nhit thp hn nhit nng chy

ca n. Hm lng nhm acrylonitril trong NBR c nh hng mnh ti kh

nng trn hp ca blend. Vi hm lng acrylonitril trong NBR ln hn hoc

bng 23%, NBR v PVC trn hp tt vi nhau. Cc h blend ny c nhit

thy tinh ha nm gia nhit thy tinh ha ca NBR v PVC, mng mng ca

n th hin tnh trong sut ca h n pha [68]. Khi hm lng nhm acrylonitril

thp hn 23%, cc tnh ca NBR gim nn tng tc gia n vi PVC yu i

nhiu, dn ti s tch pha trong h v blend th hin hai nhit thu tinh ha

[68]. i vi nh hng ca cc h n nh cho cc polyme thnh phn ti kh

nng trn hp v tnh cht ca blend, cho n nay cha c cng trnh nghin cu

c th. Tuy nhin, ty mc ch s dng, ngi ta c th dng cc h n nh

thng dng cho tng loi polyme ca h hoc c th b sung thm cc cht n

v cht ha do iu chnh tnh cht c l v cng ngh nh trong cng

nghip ch to NBR.

T hn hai thp k nay, cc cng trnh nghin cu ch trng vo lnh

vc blend cao su nhit do, trong PVC l thnh phn chnh v l thnh phn

c cu trc pha lin tc trong h. Ban u cc blend ch yu c ch to t

http://vi.wikipedia.org/wiki/Huy%E1%BB%81n_ph%C3%B9

44

PVC v NBR dng bnh trn my trn kn hoc my cn c gia nhit mt cch

lin tc. T nm 1983, NBR dng bt c ch to t dng bnh vi nhiu

chng loi khc nhau. Nh tnh khng kt dnh v c th chy t do ca bt

NBR nn cng on trn hp vi bt PVC v cng on np liu rt ph hp vi

cc thit b chuyn dng trong cng nghip gia cng PVC, to kh nng ch to

nhiu sn phm mi vi nhng tnh nng khc nhau. Cc loi bt ny c ng

knh ht trung bnh c 0,5 mm, c th khng hoc c khu mch [69].

Chng loi cha khu mch vi nht thp dng thch hp trong cng ngh p

phun. Bt c khu mch trc, do c nht cao nn dng thch hp trong

cng ngh n v cn.

Cng nh cc polyme blend khc, tnh cht c l ca blend PVC/NBR ph

thuc vo nhiu thng s ca vt liu v iu kin cng ngh. Theo s gia tng

hm lng NBR, bn ko t ca blend gim v dn di khi t tng ln.

Trong mi trng hp, bn ko t v dn di khi t ca blend cha cao

su khng c lu ha thay i lch m so vi gi tr tnh theo trung bnh t l

ca cc polyme thnh phn [70]. Theo mc khu mch ca NBR, bn ko

t v kh nng n hi tng ln, trong khi dn di khi t v bin

dng d gim. Cc cht n thng thng nh bt talc, CaCO3 v CaSO4,

v.v...a vo blend c tc dng ci thin mt s tnh cht ca sn phm, song

ch yu l gim gi thnh ca vt liu [71]. Sn phm c ch to t blend

c cha cht n cho b mt kh v mn, khng gy cm gic t v dnh nh l

cc sn phm cha hm lng ha do cao m khng c n.

Blend PVC/NBR c kh nng t khu mch m khng cn c tc nhn khi

gia cng nhit cao, s gia tng momen xon khi nghin cu blend trn my

trn Brabender c cc tc gi N.R. Manoj and P.P. De nghin cu. Cc

mc ca phn ng ph thuc vo thnh phn pha trn, nhit gia cng, t l

ct v s c mt ca cht n nh PVC. S tng tc ha hc c phn tch

bng quang ph hng ngoi, t cho thy nhng phn ng lin quan n qu

45

trnh thy phn ca nhm nitril, HCl gii phng trong qu trnh phn hy ca

PVC [72].

Tc gi Vera Luciada Cunha Lapa v cc cng s nghin cu ch to

blend NBR/PVC v thy rng khi cho NBR vo PVC, NBR hot ng nh mt

cht ha do cho PVC, cn PVC li lm tng tnh bn ozon v bn nhit cho vt

liu. Blend NBR/PVC c s dng lm v bc dy v cp in, mng bao gi

thc n, bng ti, dng gia nh, da nhn to, giy dp, v.v...[73]. NBR

cng c dng ti ch PVC ph thi. Khi c thm cht tng hp anhydrit

maleic (MAH), tnh cht c l ca blend PVC ph thi/NBR tng, ng thi

trng trong du gim [74].

Nhm tc gi Vin Khoa hc v Cng ngh Vit Nam cng nghin cu

ch to vt liu cao su blend trn c s cao su nitril butadien v polyvinylclorua

(NBR/PVC). Kt qu nghin cu cho thy nt ni bt ca vt liu blend t NBR

v PVC vi t l thch hp (80/20 70/30) c tnh nng c l cao, c kh nng

bn nhit, chng chy v c bit c kh nng lm vic lu di nhit n

100oC, h s gi ha t 0,9 v vi t l PVC v NBR 30/70, blend thu c c

kt qu tt nht. Ngoi ra khi bin tnh NBR bng PVC, bn ko t ca vt

liu tng ln khi hm lng PVC di 30% song nu vt qua gii hn ny th

bn ko t c xu hng gim v gim mnh khi hm lng PVC vt qu

40%. Bn cnh , dn di khi t gim cn dn d, cng ca vt liu

li tng lin tc [40]. Cc tc gi cng nghin cu ch to vt liu blend

PVC/NBR (bt lu ha)/DOP v blend PVC/NBR (bt khng lu ha)/DOP.

Polyme blend ch to c c bn ko t v dn di khi t cao (24,2

MPa, 403%). Vt liu polyme blend trn c s PVC v NBR lu ha c tnh

nng c l vt tri so vi vt liu blend c cng thnh phn vi NBR khng lu

ha cng nh vt liu t CSTN hoc NBR v c bit vt liu ny c th gia

cng c bng cc phng php gia cng nh nha nhit do. Vt liu blend

46

trn c s PVC/NBR cha DOP c th ng dng ch to cc loi ng dn

du, v bc dy v cp in, giy, v.v[43].

Nhm tc gi Vin K thut Nhit i Vin Khoa hc v Cng ngh

Vit Nam nghin cu ch to blend trn c s PVC v NBR cha DOP vi

pha NBR c lu ha ng. Kt qu thu c phn ng khu mch cao su xy

ra sm hn trc khi NBR c phn tn mn v to pha ng lin tc vi PVC.

Vt liu polyme blend nhn c va d gia cng li va c tnh nng c l cao:

bn ko t 19,0 MPa v dn di khi t 360% [38]. Tc gi Nguyn Phi

Trung v Hong Th Ngc Ln (Vin K thut Nhit i Vin Khoa hc Cng

ngh Vit Nam) ch to blend trn c s cao su nitril butadien (NBR) v

polyvinylclorua (PVC), NBR v cao su thin nhin (CSTN). Kt qu thu c

vt liu polyme blend c bn ko t trong khong 19,6 21,7 MPa [39].

1.4.3.4. H blend trn c s cao su NBR vi cao su SBR

Tc gi Hisham Essawy v cng s [75] nghin cu nh hng ca

hm lng montmorillonite (MMT). Vi hm lng 20% MMT trong vt liu

blend SBR/NBR, nhit lu ha s gim v iu ny ng ngha vi vic gim

thi gian lu ha. Sn phm thu c c bn un tng t 2,5 n 5 ln,

trng trong dung mi toluen cng gim ng k.

Tc gi K. Habeeb Rahiman, R. sreeja v cng s nghin cu ch to

cao su blend NBR/SBR [76]. Kt qu cho thy nu s dng lu hunh lm cht

lu ha cho t hp cao su, th vt liu c tnh cht c l tt nht. bn x v

bn ko t c gia tng khi hm lng SBR tng n 60%. Quan st bng

knh hin vi in t quet cho thy cao su c ng u cao nht t l

SBR/NBR l 60/40. Tc gi M. H. Youssef nghin cu nh hng ca nhit

n tng hp ca SBR/NBR bng cch o s suy gim kh nng hp th

ca tn s sng siu m. Vi vic s dng thm cht ph gia l nha polyeste

khng no th tng hp ca blend ny tng ln ng k trong khong nhit

t 240oK n 342

oK, ngoi khong nhit trn th tng hp gim xung.

47

Mng ca blend NBR/SBR thm dung dch mui liti c kh nng dn in tt,

trong NBR ng vai tr l nn dn in cn mui liti ng vai tr cp ion

truyn in tch cn SBR ng vai tr tng cng cc tnh cht c l ca mng

ny. Tnh cht c l tt nht khi pha phn tn c kch thc bng 1/5 chiu dy

cn kh nng dn in ca mng tt nht khi NBR chim 50% khi lng [12].

Cc tc gi R. Sreeja, Snadjidha, S. Remya Jayan, P. Predeep, Maciej Mazur, P.

D. Sharma [77] nghin cu kh nng lin kt SBR/NBR thng qua lin kt

i khng bo ha bng ph FT-IR v UV/VIS. Nghin cu cho thy s c

mt ca electron ca nhm xianua (-CN) v nhm phenyl trong SBR to thnh

cc khu phc hp truyn in tch. Sn phm c kh nng chu du tuyt vi v

chu mi mn tt.

1.4.3.5. H blend trn c s cao su NBR vi cao su CR

Do gi thnh ca cao su cloropren (CR) trn th trng kh cao nn loi

cao su ny ch c ng dng ch to nhng sn phm c yu cu k thut c

bit nh bn thi tit, bn mi trng cao. Trong khi vt liu blend trn c s

NBR/CR c gi thnh thp hn li cha c nghin cu nhiu. T trc n

nay loi vt liu ny mi ch c mt s tc gi cp ti. Blend trn c s

NBR v CR l mt loi vt liu m tnh cht ca blend gia chng ph thuc vo

t l NBR/CR, h lu ha v xc tin lu ha c s dng. Ngoi ra, tnh cht

ca blend NBR/CR cn ph thuc cc hp phn trong cng thc ch to.

Tc gi E. M. Abdel - Bary, W. von Soden v F.M Helaly [78] nghin

cu v ch to c blend NBR/CR vi nhiu t l khc nhau. Nhng kt qu

thu c cho thy rng h lu ha lu hunh c hiu qu tt nht cho NBR. Tnh

cht c l ca h blend thu c cng tt nht khi hm lng NBR/CR l 1:1.

Nh vy CR co th phi trn rt tt vi NBR . Do CR bn vi thi tit (thng

c dung lam sn bao v mi trng xm thc cao ), nn cu t ny a giup

cho t hp blend NBR /CR co kha nng chiu du v thi tit rt tt . H blend

NBR/CR am bao tnh nng s dng cao cho cac san phm giong, pht chiu

48

du lam vic ngoai tri i t vt liu ny.

Cc tc gi H. Botros Samir, F. Younan Adel, M. Essa Mohamed [79]

nghin cu kh nng chu du v chu nhit ca h blend NBR/CR, nh hng ca

h thng lu ha v t l blend ln tnh cht c l, trng v tnh cht gi ha

ca vt liu. Cc kt qu thu c c so snh gia vt liu c gia cng v

khng gia cng vi si visco.

Ming Ren S. Fuh v Gim Yu Wang [80] s dng cc phng php

nhit phn, sc k khi ph phn tch cao su blend NBR/CR lu ha v cng

nhn c cc kt qu phn tch tng ng.

Ngoi ra, Chang Kee Kang v Byung Kyu Kim [81] tin hnh to t

hp blend NBR/CR dng si ct ngn theo phng php cn trn my cn hai

trc. Cc kt qu cho thy nht tng ln trong qu trnh blend ha bi v tc

qu trnh lu ha tng ln. cng, moun n hi, chu mi mn ca h

blend tng ln theo quy lut, cn bn ko v dn di th hin lch m

theo cht ph gia. bn nhit v trng n th tch trong du thm gim

cho thy c s ci thin hiu qu tnh cht nhit v kh nng chu du ca

blend.

1.4.3.6. H blend trn c s cao su CR vi PVC

Trong s cc vt liu quan trng to h blend, th cao su cloropren

(CR) v nha polyvinylclorua (PVC) u c kh nng chu du, khng chu ha

cht, thi tit, v chm bt la. PVC l loi vt liu nha thng dng, r tin

trong khi CR c gi tng i cao. Do , blend ca CR v PVC c th c s

dng thay th CR trong nhiu ng dng vi gi thnh h.

Nhm tc gi K. E. George, Rani Joseph v D. Joseph Francis [82]

nghin cu blend cao su CR vi PVC cc t l thnh phn v iu kin nhit

gia cng khc nhau, s dng h ph gia magi oxit/km oxit kt hp vi axit

stearic lm cht n nh cho nha PVC v s dng etylen tioure (NA-22) lm

cht lu ha. Qu trnh blend c thc hin trn my trn Branbender

49

Plasticorder model PL 3S 150oC v 190

oC ty theo t l CR v PVC kho st

trong thi gian 2 pht vi tc quay 30 vng/pht. Cc kt qu nghin cu cho

thy vt liu blend c mt s tnh cht tt hn so vi cao su CR ban u nh c

gi ha tt hn, cng v moun cao hn, chu dung mi tt hn v c gi

thnh thp hn hn.

Trong khi , Du Ai hua, Wu Ming sheng, Zhang Guo nian, Meng Xian

de, Ji Kui jiang [83] nghin cu nh hng ca nhit v t l pha trn ln cc

tnh cht c l ca blend CR/PVC v nghin cu vi cu trc ca blend CR/PVC

bng knh hin vi in t truyn qua (TEM). Kt qu nghin cu cho thy

nhit (165 10)oC mi tnh cht vt liu u tt hn. Cc h blend CR/PVC

t lu ha c tnh cht c l tt hn blend CR/PVC lu ha tnh. Nhm tc gi

Meng Xiande, Yang Shuxin, Che Wei, Hou Yaoyong, Ji kuijiang v Pan Jiongxi

[84] nghin cu s tng hp v hnh thi hc ca h blend CR/PVC bng

hng ngoi v TEM. Kt qu cho thy h CR vi PVC khng tng hp. Trong

h blend xy ra hin tng o pha khi hm lng PVC t 60% n 70% v

hm lng 50% CR th CR vn cn l pha lin tc trong h cao su blend.

Swanpan Saha v cng s [85] tin hnh nghin cu kh nng tng

hp ca PVC v CR. Kh nng tng hp ca cc h blend PVC/CR c xc

nh bi tiu chun Zelinger Heidingsfeld 30oC. Trong phng php trn cc

tc gi s dng phng trnh Stockmayer-Fixman v nht tng i

tnh ton tng tc dung mi polyme. Cc kt qu phn tch nhit chng

minh c PVC v CR khng tng hp v chng ch c kh nng tng hp

hn ch hm lng CR cao. ng thi tc gi Swanpan Saha [86] cng

nghin cu tnh lu bin ca blend CR v nh hnh vi PVC. Cc kt qu c

gii thch v hnh thi hc v phn tch nhit. Qu trnh thc hin trn thit b

Branbender, cc thng s c th c xc nh t cc im lu bin. Tnh trng

phn tn ca cc polyblend cng c quan st thy bng cch qut hin vi

in t (SEM) nghin cu. Kt qu th nghim cho thy rng CR c th thc y

50

kh nng gia cng v s hp nht ca PVC. Trnh t trn c nh hng su sc

n kh nng gia cng v kh nng tng hp ca h blend nghin cu.

Y. P. Singh and R. P. Singh [87] nghin cu s tng hp ca blend

PVC vi CR-20 (cao su cloropren c hm lng clo cao) v polyblend ghp ca

chng. Kt qu nghin cu cho thy CR-20 tng hp vi PVC, trong khi

polyblend ghp ca styren, etyl acrylat hoc acrylonitril vo CR-20 li to ra tnh

khng ng nht trong hn hp vi nha PVC. Cc tc gi trn [88] cng

nghin cu s n nh nhit ca blend PVC vi polyblend ghp CR-20 vi

styren-acrylonitril (CR-20gp-SAN) t l (2:1), ng thi so snh s n nh

nhit ca h blend trn vi h PVC/CR-20 v PVC/KM-365B (KM-365B l cht

bin tnh trn c s acrylat). Kt qu nghin cu cho thy s n nh nhit

ca PVC bin tnh thp hn so vi PVC cha bin tnh. H blend PVC/CR-20gp-

SAN (2:1) n nh cao hn PVC/CR-20 nhng thp hn so vi PVC/KM-365B.

M. Behal and V. Duchacek [89] nghin cu nh hng ca nhit v c

trong qu trnh lu ha nhit h CR/PVC. Nghin cu cho thy gia nhit v p

ti nhit cao nh hng ln s to thnh mng li trong vt liu. Trong qu

trnh lu ha khong nhit 150-200C, cc tc gi quan st v xc nh

c cc thng s ng hc ca phn ng khu mch. Khi cao su c p v ct

mch, t l lin kt ngang gim xung nhiu ngay c khi nhit tng i

thp (90-150C). Qu trnh lu ha nhit ca h CR/PVC c nghin cu

trong phm vi 180C. Maxima quan st thy s ph thuc ca mt s thng

s ng hc ca phn ng lu ha nhit vo thnh phn pha trn polyme.

Nhm tc gi R. Suresh, Y. P. Singh, G. D. Nigam v R. P. Singh [90]

nghin cu kh nng tng hp ca h CR/PVC bng k thut in mi, siu m

v bc x tia X. Nghin cu bc x tia X cho thy tng tc polyme-polyme

ca PVC v CR-20. Nhng kt qu ny ph hp vi cc nghin cu v cu trc

hnh thi hc ca h blend ny.

51

1.4.3.7. H blend trn c s cao su NBR vi CR v PVC

Cc tc gi A. M. Omran, A. M. Youssef, M. M. Ahmed, E.M.Abdel-Bary

v R.T. L. Hellipolis Cairo (Ai Cp) [91] nghin cu vt liu cao su blend bn

c v chu du trn c s cao su NBR (N3980-39% ) vi CR v PVC gm cc h

blend NBR/CR v NBR/PVC trn my trn hai trc (ng knh trc 400mm v

600mm) vi cc h lu ha khc nhau. Sn phm cao su blend thu c c

cn tm v bo qun t nht 6 gi trc khi tin hnh th nghim. Cc mu c

th trng trong cc loi du ng c, du thy lc, diesel v toluen ti nhit

phng (252)oC trong 24 gi. Kt qu nghin cu cho thy t l trn

NBR/CR (1:1) c thi gian lu ha t nht; khi tng hm lng CR th kh nng

chu xng v du diesel gim i. Thi gian lu ha tng theo hm lng CR n

t l 1:1, nu tip tc tng hm lng CR s dn n s tng bn ko trong

khi moun t thay i. Trong h blend NBR/PVC, khi t l PVC t 50% so vi

NBR th moun bin i tuyn tnh. Vi hm lng PVC cao hn th dn di

gim i, tuy nhin hm lng PVC nh hng khng ln n trng ca vt

liu. Cc tc gi cn thy mt lin kt ngang gim khi tng hm lng PVC

v c nh hng n kh nng chu du ca cc h tng ng. Tt c cc h cao

su blend NBR/PVC c kh nng chu du thy lc v nhin liu tt khi hm

lng PVC khng qu 30%.

1.4.3.8. Mt s h blend c kh nng chu du khc

Tc gi H. Ismail v cc cng s nghin cu ch to blend ca SBR vi

cao su thin nhin epoxi ha (ENR). Vic blend ha vi ENR ci thin kh nng

gia cng, cng, n hi, tng bn du cho SBR. Nu cho thm cht tng

hp styren-butadien epoxi ha styren triblock copolyme (ESBS) th kh nng

gia cng, bn ko t v bn du ca vt liu tt hn [92]. Abhijit Jha v

Anil K. Bhowmick [93] ch to blend ca polybutylen terephtalat/polyacrylat

(PBT/ACM). Loi vt liu ny rt bn k c khi ngm trong du 150oC m

khng b suy gim cc tnh cht c l.

52

Tc gi PK Das v cc cng s [94] nghin cu ch to blend ca cao

su acrylonitril butadien hydro ha (HNBR) v polyamit (PA) t l 50/50 bng

phng php trn ri cho bc x bng chm in t. Kt qu cho thy HNBR

phn tn trong pha lin tc ca nylon. Khi tng cng bc x th bn ca

blend tng, gi ha trong du v trng n gim.

Sirichai pattanawannidchai v cc cng s [95] nghin cu ch to

blend ca CSTN v CPE t l 20/80 vi cht n l SiO2. Kt qu thy bn

ca blend tng theo s tng hm lng ca SiO2 v cht n khng lm tng

bn du ha ca vt liu. Nhm tc gi Chakrit Sirisinha v cc cng s [96] ch

ra blend CSTN/CPE (hm lng CSTN bng 50% khi lng) c gi thnh thp

m vn c tnh cht c l t yu cu; bn du v bn gi ha ca blend

CSTN/CPE 50/50 ph thuc nhiu vo s phn tn ca pha CSTN trong CPE.

Cht tng hp cho blend c s dng l EPDM-g-MA. Nhm tc gi trn [97]

cng chng minh bn ko ca blend CSTN/CPE 50/50 c tnh nng tng

ng vi CPE nguyn cht k c khi ngm du v lo ha nhit. Bng phn tch

c nhit, cc tc gi cng xc nh c s thay i gi tr Tg v quan st

tng tc gia 2 pha gy ra bi s ng lu ha trong blend CSTN/CPE.

Cc tc gi Charkrit Sirisinha, Pongdhorn Saeoui [98] nghin cu nh

hng ca EPDM-g-MA nh mt cht tng hp, cht phenolic l cht chng

oxy ha v kh nng chng lo ha nhit ca h blend CPE/CR 50/50. Kt qu

nghin cu cho thy EPDM-g-MA c th lm gim kch thc pha ca blend vi

hm lng ti u l 1 phn khi lng. Ngoi ra v chu du, tnh cht lo

ha nhit ca blend ph hp vi bn ko.

P. Sae-oui1, C. Sirisinha, K. Hatthapanit [99] nghin cu nh hng

ca t l blend ln gi ha, kh nng chu du, chu ozon ca h blend CR/NR

khi s dng SiO2 lm cht n. Kt qu nghin cu cho thy, khi trn SiO2 vo

h blend lm tng mt lin kt ngang trong h blend, phn tn ca SiO2

trong CR tt hn trong cao su thin nhin. Tnh cht c l, kh nng chng phn

53

hy do lo ha nhit, chu ozon ca h CR/NR cng c ci thin ng k khi

hm lng CR trong h tng ln. Trong khi , P. Thavamani v D. Khastgir

[100] nghin cu kh nng tng hp ca HNBR vi etylen vinyl acetat

copolyme (EVA). Kt qu nghin cu cho thy hai polyme ny c kh nng

tng hp vi nhau. bn du ca vt liu ny tng theo s tng ca hm

lng HNBR. Bn cnh , tc gi Hanafi Ismail v cc cng s [101] nghin

cu ch to blend ca SBR vi cao su thin nhin epoxy ha (ENR) v ch ra

rng ENR lm tng bn du cho SBR. Nu cho thm cht tng hp styren -

butadien epoxy ha - styren triblock copolyme (ESBS) th kh nng gia cng,

bn ko t v bn du ca vt liu c ci thin.

c bit Wu Wei-li, Li Qing-shan [102] s dng NBR thay i kh

nng chu du ca h SBR/PVC khi thay i t l pha trn. Tng h c kim

tra tnh nng ( bn ko, dn di khi ko t, cng, kh nng chu mi

mn v chu du, v.v) v kt qu nghin cu nhn c cho thy t hp ti

u c chu du, dung mi (nghin cu trng trong xng v benzen 23oC

trong 24 gi) l t yu cu khi hm lng NBR l nh hn 25%. Ngoi ra cn

mt s php phn tch v nghin cu khc cng c thc hin i vi h ba

thnh phn NBR/SBR/CSTN. ng thi nhm tc gi Wu Wei-li [103] cng

nghin cu kh nng khng du ca h blend CSTN/ PVC c ci thin vi t

l NBR ti u. H CSTN/ PVC/NBR nghin cu c xc nh cc tnh cht

nh bn ko, dn di khi ko t, cng, kh nng chu mi mn v chu

du v c so snh vi cc thng s tng ng ca NBR. Cc tc gi xc

nh c cng thc phn khi lng ti u nh sau: PVC: 30; CSTN: 100;

NBR: 25; S: 3; TMTD: 0,8; cht xc tin D: 1,5; cht xc tin DM: 1.5; SiO2:

40; canxi cacbonat: 30; km oxit: 5; axit stearic: 1,5; cht phng lo D: 2. H

blend nhn c c kh nng chu du t mc yu cu t ra .

Mt hng khc S. H. Botros v K. N. Abdel - Nour [104] nghin cu

ch to blend ca cao su butyl (IIR) vi NBR c vt liu cao su blend bn du

54

v bn nhit. Kt qu nghin cu cho thy cc sn phm blend IIR/NBR lu ha

cc t l (70:30) (30:70) v (20:80) kh nng chng lo ha, trng n ca

chng trong du phanh v toluen cng c ci thin so vi cc cao su thnh

phn. Ngoi ra, S. H. Bostros [105] cng nghin cu ch to cao su etylen

propylen dien maleat (MAH-g-EPDM) trn my cn hai trc v s dng cht ny

lm cht tng hp cho h blend EPDM/NBR. Bng phng php o nht v

knh hin vi in t qut cho thy khi thm MAH-g-EPDM vo h blend ci

thin kh nng tng hp v hnh thi ca h blend EPDM/NBR. Ngoi ra kh

nng chu nhit, tnh n nh di tc dng ca tia cc tm, cc c tnh c hc

ca blend cng c nghin cu.

Trong qu trnh nghin cu cc tnh cht ca vt liu blend PVC/NBR,

mt s tc gi gii thch s tng bn oxy ha nhit ca vt liu blend

NBR/PVC l do c phn ng khu mch gia nhm cloallyl ca PVC vi nhm

nitril trong cao su NBR. Ngoi ra, kh nng phn ng gia cc cu t, ca cht

tng hp trong qu trnh gia cng ch to vt liu polyme blend cng c

nhiu tc gi nghin cu [72, 106, 107, 108, 109].

T nhng thng tin thu lm c cho thy rng:

- Ngh