SlideShare a Scribd company logo
1 of 15
Download to read offline
Đồ án môn học Trương Huy Tâm-Polyme K47
Më ®Çu 1
PhÇn I Tæng quan vÒ ®Ò tµi 3
PhÇn 2 : Môc tiªu, ch¬ng tr×nh, vËt liÖu vµ ph¬ng ph¸p nghiªn cøu
19
PhÇn 3 KÕt qu¶ vµ th¶o luËn 22
KÕt luËn 30
Tµi LiÖu Tham Kh¶o 30
Më ®Çu
Khoa häc vµ c«ng nghÖ nano lµ mét lÜnh vùc quan träng ®ang næi lªn trong
viÖc nghiªn cøu vµ ph¸t triÓn vËt liÖu míi. §©y lµ mét lÜnh vùc réng vµ kh¸ míi
mÎ ®èi víi thÕ giíi nãi chung vµ víi ViÖt Nam nãi riªng. ë ViÖt Nam, vËt liÖu
nanocompozit vÉn cßn lµ lÜnh vùc rÊt míi mÎ vµ chóng ta chØ míi bíc ®Çu tiÕp
cËn lÜnh vùc nµy. C¸c nhµ khoa häc thuéc Trung t©m nghiªn cøu vËt liÖu Polyme
( Trêng §¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi ), c¸c nhµ khoa häc thuéc Trung t©m nghiªn
cøu vËt liÖu Polyme ( Trêng §¹i Häc B¸ch Khoa TP Hå ChÝ Minh ), ViÖn ho¸ häc
vµ ViÖn kü thuËt nhiÖt ®íi ( ViÖn khoa häc vµ c«ng nghÖ ViÖt Nam ) lµ nh÷ng ng-
êi ®i ®Çu trong lÜnh vùc nµy ë níc ta.
1
Đồ án môn học Trương Huy Tâm-Polyme K47
HiÖn nay trong níc vµ trªn thÕ giíi ®· cã nhiÒu nghiªn cøu vÒ viÖc sö dông
viÖc sö dông vËt liÖu polyme tæ hîp ®Ó t¹o ra vËt liÖu cã tÝnh n¨ng tèt cña c¸c vËt
liÖu thµnh phÇn. Cã hai lo¹i vËt liÖu polyme tæ hîp chÝnh lµ vËt liÖu polyme blend
[8] vµ polyme compozit. Trong c¸c vËt liÖu compozit, nanocompozit ®ang ®îc c¸c
nhµ khoa häc quan t©m [1-7 ] ®Õn nhiÒu v× nã cã tÝnh chÊt vµ hiÖu øng lµm cho
mét sè tÝnh chÊt c¬ lý, ho¸ vµ ®iÖn…cña vËt liÖu cao h¬n h¼n so víi vËt liÖu
compozit th«ng thêng. Mét trong nh÷ng vËt liÖu nano ®· ®îc sö dông nhiÒu trong
vËt liÖu polyme lµ nano Clay. Trong c¸c vËt liÖu kÝch thíc nano, nano clay cã mét
®Æc tÝnh quan träng lµ bÒ mÆt riªng cña chóng rÊt lín, ®iÒu nµy lµm cho nano clay
trë thµnh mét lo¹i ®én gia cêng rÊt tèt cho polyme. VËt liÖu polyme/clay
nanocompozit lÇn ®Çu tiªn ®îc chÕ t¹o thµnh c«ng t¹i Phßng thÝ nghiÖm Nghiªn
cøu vµ ph¸t triÓn trung t©m cña c«ng ty Toyota tõ polyamit 6 vµ montmorillonit
n¨m 1987 [10]. Tõ ®ã ®Õn nay, lo¹i vËt liÖu nµy ®· thu hót ®îc sù quan t©m cña
nhiÒu nhµ khoa häc trªn thÕ giíi víi nhiÒu lo¹i polyme kh¸c nhau nh polyolephin,
polyeste kh«ng no, nhùa epoxy, polyetylenoxit, polyvinylclorua, cao su…VËt liÖu
polyme/clay nanocompozit víi polyme lµ cao su Nitril còng lµ mét trong sè ®ã.
Cao su Nitril lµ lo¹i cao su ®îc øng dông nhiÒu trong c¸c thiÕt bÞ chÞu ®îc m«i tr-
êng dÇu mì vµ c¸c s¶n phÈm trong nghµnh « t«. VÖc nghiªn cøu c¸c ph¬ng ph¸p
nh»m n©ng cao tÝnh n¨ng c¬ lý vµ kü thuËt, më réng lÜnh vùc sö dông cña cao su
Nitril ®ang ®îc sù quan t©m cña c¸c nhµ khoa häc vµ c¸c c¬ së s¶n xuÊt ë níc ta.
HiÖn t¹i ®· cã nhiÒu c«ng tr×nh nghiªn cøu vÒ vËt liÖu nanocompozit trªn c¬ së
cao su Nitril, tuy nhiªn cha cã c«ng tr×nh nµo nghiªn cøu vÒ ¶nh hëng cña clay
®Õn c¸c tÝnh chÊt c¬ lý cao su nh ®é bÒn kÐo, ®é d·n dµi t¬ng ®èi... Dùa trªn c¬ së
c¸c c«ng tr×nh nghiªn cøu trong níc vµ trªn thÕ giíi tríc ®©y vÒ liÖu polyme
nanocompozit, b¶n luËn v¨n nµy sÏ tiÕn hµnh nghiªn cøu ¶nh hëng cña clay h÷u
c¬ nanofil ®Õn tÝnh chÊt cña cao su Butadien Nitril.
2
Đồ án môn học Trương Huy Tâm-Polyme K47
PhÇn I Tæng quan vÒ ®Ò tµi
I.kh¸1 niÖm vËt liÖu nanocompozit
VËt liÖu compozit lµ mét hÖ thèng gåm hai hay nhiÒu pha thêng kh¸c nhau
vÒ b¶n chÊt, kh«ng hoµ tan vµo nhau, ph©n c¸ch bëi bÒ mÆt ph©n chia pha. Trong
®ã pha liªn tôc gäi lµ pha nÒn, pha gi¸n ®o¹n ®îc bao bäc bëi pha nÒn gäi lµ pha
gia cêng. Khi pha nÒn lµ polyme th× vËt liÖu compozit nµy ®îc gäi lµ polyme-
compozit.
VËt liÖu nanocompozit lµ mét lo¹i polymer - compozit ®Æc biÖt mµ trong ®ã
pha nÒn lµ c¸c h¹t, èng hay líp, cã kÝch thíc nanomet ph©n t¸n trong m¹ng nÒn
polyme. VËt liÖu nanocompozit cã nhiÒu tÝnh chÊt c¬ lý, ho¸ tèt h¬n nhiÒu so víi
lo¹i vËt liÖu compozit th«ng thêng : tÝnh chÊt c¬ häc ( tÝnh chÊt kÐo, tÝnh chÊt va
®Ëp, tÝnh chÊt uèn ); tÝnh chÊt chèng thÊm khÝ; tÝnh chÊt chèng ch¸y; tÝnh æn ®Þnh
nhiÖt. Nano clay, nano cacbon…lµ c¸c lo¹i vËt liÖu gia cêng rÊt phæ biÕn cho loaÞ
vËt liÖu nµy.
II.T×nh h×nh nghiªn cøu vµ øng dông vËt liÖu
nanocompozit
Nh÷ng n¨m gÇn ®©y cã sù ph¸t triÓn bïng næ trong viÖc nghiªn cøu ph¸t
triÓn vµ øng dông c«ng nghÖ nano v× ®©y lµ mét c«ng nghÖ cã tiÒm n¨ng ph¸t
triÓn c«ng nghiÖp to lín. C«ng nghÖ nano quan träng ®Õn møc mµ ngêi ta nãi
r»ng “C¸c nÒn kinh tÕ thÕ giíi ®ang ®øng bªn bê cña cuéc c¸ch m¹ng c«ng nghÖ
nano mµ ¶nh hëng cña nã tíi x· héi vµ kinh tÕ sÏ ®îc lan táa vµ s©u s¾c nh lµ
cuéc c¸ch m¹ng cña c«ng nghÖ viÔn th«ng vµ th«ng tin ë cuèi thÕ kû 20”.
VÒ mÆt ®Çu t, ë trªn thÕ giíi viÖc nghiªn cøu vµ ph¸t triÓn c«ng nghÖ nano
®· b¾t ®Çu tõ n¨m 1990 vµ trë thµnh nhiÖm vô quèc gia nh ë Mü, NhËt, Hµn quèc
vµ c¸c níc trong Céng ®ång kinh tÕ ch©u ¢u. N¨m 2002, NhËt ®Çu t 753 triÖu ®«
3
Đồ án môn học Trương Huy Tâm-Polyme K47
la, Mü ®Çu t 604 triÖu ®« la, c¸c níc ph¬ng T©y ®Çu t 285 triÖu ®« la cho c«ng
nghÖ nano. T¹i Canada, Héi ®ång nghiªn cøu quèc gia ®Çu t 120 triÖu ®« la cho
ViÖn nghiªn cøu quèc gia vÒ C«ng nghÖ nano ®Æt t¹i trêng ®¹i häc Alberta ë
Edmonton. C¸c nÒn kinh tÕ kh¸c ë Ch©u ¸, ®Æc biÖt lµ Trung quèc vµ §µi loan
rÊt coi träng ®Õn viÖc nghiªn cøu vËt liÖu nano, trong ®ã c¸c h¹t nano, bét nano,
kim lo¹i nano, vËt liÖu sinh häc vµ vËt liÖu nanocompozit ®îc u tiªn hµng ®Çu
trong ch¬ng tr×nh nghiªn cøu. ë Hµn quèc, vËt liÖu nano tËp trung chñ yÕu cho
viÖc ph¸t triÓn ngµnh c«ng nghiÖp c«ng nghÖ th«ng tin. Mét m« h×nh liªn kÕt
nghiªn cøu víi sè tiÒn kho¶ng 60 triÖu ®« la cho vËt liÖu quang häc dùa trªn c«ng
nghÖ nano ®· ®îc khëi xíng bëi ChÝnh phñ vµ c¸c doanh nghiÖp t nh©n. Ch¬ng
tr×nh ph¸t triÓn c«ng nghÖ nano trong 10 n¨m ( 2001-2011) nhËn ®îc kho¶ng 45%
tµi trî tõ ChÝnh phñ, phÇn cßn l¹i do c¸c C«ng ty t nh©n, trong ®ã øng dông vËt
liÖu cã cÊu tróc nano cho viÖc sö dông n¨ng lîng, quang häc, dÖt may vµ c¸c thiÕt
bÞ y tÕ lµ nh÷ng lÜnh vùc träng ®iÓm cña chÝnh phñ Hµn Quèc.[11]
VËt liÖu silicat h÷u c¬ kÝch thíc nano ( Clay h÷u c¬ ) lµ lo¹i vËt liÖu silicat
cã nguån gèc tù nhiªn ®· ®îc biÕn tÝnh b»ng c¸c chÊt h÷u c¬ phï hîp ®Ó t¹o ra
c¸c h¹t silicat h÷u c¬ cã kÝch thíc nano ë trong nh÷ng ®iÒu kiÖn nhÊt ®Þnh. Clay
h÷u c¬ lµ mét trong nh÷ng vËt liÖu nano ®îc sö dông kÕt hîp víi mét sè lo¹i vËt
liÖu polyme (cã cùc hoÆc kh«ng cùc) ®Ó t¹o ra c¸c vËt liÖu tæ hîp (nanocompozit)
cã nhiÒu tÝnh chÊt vît tréi so víi c¸c vËt liÖu tæ hîp th«ng thêng tríc ®©y. HiÖn
nay trªn thÕ giíi cã nhiÒu c«ng tr×nh nghiªn cøu vÒ vËt liÖu polyme kÕt hîp víi
vËt liÖu clay h÷u c¬ ®Ó t¹o ra vËt liÖu míi cã nhiÒu tÝnh chÊt quÝ, míi. Díi ®©y lµ
sù kÕt hîp gi÷a vËt liÖu nano clay h÷u c¬ víi mét sè lo¹i vËt liÖu polyme.
§Çu tiªn lµ sù kÕt hîp gi÷a nanoclay vµ nhùa epoxy. C¸c líp nanoclay cã
t¸c dông t¨ng cêng tÝnh chÊt cña c¸c hÖ epoxy. §iÒu quan träng ®Ó t¹o ra epoxy -
clay nanocompozit lµ ph¶i t¸ch c¸c thanh clay b»ng c¸c ion a níc sau ®ã ph©n t¸n
chóng trong epoxy råi ®ãng r¾n nã. §iÒu ®¸ng chó ý lµ c¸c ion axit cã t¸c dông
xóc t¸c qu¸ tr×nh polyme ho¸. V× vËy ph¶n øng ®ãng r¾n cã thÓ ®iÒu chØnh ®îc
[14]. C¸c chÊt ®ãng r¾n cã thÓ dïng trong qu¸ tr×nh nµy lµ c¸c amin m¹ch th¼ng
hoÆc m¹ch vßng, c¸c anhydric vµ c¸c chÊt xóc t¸c. C¸c chÊt nano-clay cã ¶nh h-
ëng rÊt lín ®Õn tÝnh chÊt cña nhùa epoxy sau khi ®· ®ãng r¾n. ChØ víi kho¶ng
7,5% thÓ tÝch cña clay cã kÝch thíc kho¶ng 10Ao cã thÓ lµm t¨ng ®é d·n dµi cña
nhùa epoxy ë tr¹ng th¸i thuû tinh lªn kho¶ng 10 lÇn [15]. Sù æn ®Þnh kÝch thíc, æn
®Þnh nhiÖt, kh¶ n¨ng chÞu dung m«i cña nhùa nµy còng t¨ng lªn khi cã mÆt cña
nanoclay [16].
4
Đồ án môn học Trương Huy Tâm-Polyme K47
Kh«ng nh÷ng thÕ nanoclay h÷u c¬ cßn cã thÓ kÕt hîp víi c¶ nh¹ nhiÖt dÎo
nh polystyrene. C¸c kü thuËt kh¸c ®· ®îc ¸p dông trong Polystyren
nanocompozit. Ph¬ng ph¸p sö dông Cu2+ thay thÕ clay h÷u c¬ th«ng thêng. C¸c
cation ®ång nh chÊt xóc t¸c ®· oxy ho¸ monome styren trong c¸c lç trèng cña
clay. Nhng trong ph¬ng ph¸p nµy styren kh«ng æn ®Þnh trong clay. Akelah vµ
Moet ®· sö dông ph¬ng ph¸p t¹o ra liªn kÕt clay víi styren dïng vinyl lµm thay
®æi bÒ mÆt cña clay h÷u c¬ qua ph¶n øng polyme ho¸. Acetonitril lµ dung m«i cã
hiÖu qu¶ nã ®· t¹o ra ®îc lç trong clay cã kÝch thíc 24,5Ao [22]. Clay h÷u c¬ ®îc
trén víi Polystyren ë nhiÖt ®é trªn nhiÖt ®é thuû tinh cña polyme nhê qu¸ tr×nh
nãng ch¶y polyme. Sù ph©n t¸n cña Polystyren vµo trong clay lµ qu¸ tr×nh chËm
vµ phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè nh träng lîng ph©n tö cña polyme, nhiÖt ®é, chiÒu
dµi cña m¾t xÝch alkylammonium, bÒ mÆt cña silica. [23, 24, 25].
Ngoµi ra cßn cã sù kÕt hîp víi c¶ cao su. Compozit t¹o ra tõ butadien vµ
acrylonytrile (ATBN) víi c¸c nhãm chøc amino trong dung m«i hçn hîp níc vµ
N, N-dimethil sulphoxide [26]. Compozit thu ®îc nhê trén hîp ATBN liªn kÕt
clay víi cao su nitril nhê c¸c liªn kÕt ngang. Qu¸ tr×nh ph©n tÝch b»ng kÝnh hiÓn
vi ®iÖn tö truyÒn qua cho thÊy c¸c líp nano silica ph©n t¸n rÊt cao trong m¹ng cao
su. Kh¶ n¨ng thÊm hydro vµ hót h¬i Èm cña cao su nµy chØ b»ng mét phÇn ba so
víi cao su nitril th«ng thêng. C¸c thÝ nghiÖm riªng biÖt kh¸c còng chØ ra r»ng kh¶
n¨ng thÊm oxy cña cao su clay nanocompozit gi¶m ®i nhiÒu. Cao su clay
nanocompozit ®îc øng dông ®Ó t¹o ra c¸c èng dÉn rÊt nhá [27]. Polystyren-b-
butadien ®ång trïng hîp víi clay nanocompozit còng tæng hîp t¬ng tù nh trªn
dïng dioctadecyldimethyl ammonium [28]. Compozit ®îc t¹o ra b»ng c¸ch trén
clay h÷u c¬ víi víi c¸c viªn copolyme t¹i 120oC vµ gi÷ ë nhiÖt ®é nµy trong
kho¶ng 16-73 h. Cuèi cïng thu ®îc nanocompozit cã modun ®µn håi t¨ng khi
t¨ng t¶i träng. Còng nh vËy nhiÖt ®é cña Polystyren trïng hîp khèi víi hµm lîng
clay t¨ng trong khi ®ã polybutadien trïng hîp khèi nhiÖt ®é ho¸ thuû tinh hÇu nh
kh«ng thay ®æi.
Tãm l¹i nhê kÝch thíc nano cña c¸c h¹t ph©n t¸n trong pha nÒn cña vËt liÖu
compozit cho nªn cã thÓ t¹o ra c¸c vËt liÖu nanocompozit cã c¸c tÝnh chÊt vµ c¬
tÝnh næi tréi h¼n so víi c¸c vËt liÖu th«ng thêng. Tuy nhiªn viÖc t¹o ra c¸c vËt liÖu
nanocompozit míi còng ®ßi hái ph¶i cã c¸c c«ng nghÖ thÝch hîp tuú thuéc vµo
tõng lo¹i polyme. Còng trªn c¬ së ®ã dùa vµo yªu cÇu ®ßi hái cña thùc tÕ cña
c«ng nghÖ mµ ngêi ta cã nghiªn cøu t¹o ra c¸c vËt liÖu phï hîp víi yªu cÇu.
ë níc ta hiÖn nay c¸c nhµ khoa häc còng ®ang b¾t tay vµo nghiªn cøu chÕ
t¹o c¸c lo¹i vËt liÖu nanocompozit øng dông trong c¸c lÜnh vùc b¶o vÖ chèng ¨n
5
Đồ án môn học Trương Huy Tâm-Polyme K47
mßn, trong lÜnh vùc vËt liÖu míi t¹o ra c¸c vËt liÖu compozit cã ®é bÒn cao, chÞu
nhiÖt, chÞu m«i trêng...Tuy nhiªn viÖc nghiªn cøu nµy ®èi víi c¸c nhµ khoa häc n-
íc ta cßn nhiÒu míi mÎ do ®ã chóng ta còng cÇn ph¶i ®Çu t nghiªn cøu nhiÒu h¬n.
III.vËt liÖu nanocompozit trªn c¬ së nanoclay vµ
cao su butadien nitril
III.1. nano clay
III.1.1 CÊu tróc clay
C¸c kho¸ng clay ®îc sö dông cho vËt liÖu polyme nanocompozit cã thÓ ®-
îc ph©n lo¹i thµnh 3 nhãm ®ã lµ kiÓu 2:1, kiÓu 1:1 vµ líp axit silic. C©ó tróc cña
chóng ®îc m« t¶ ng¾n gän nh sau: [ 9 ]
KiÓu 2:1 (montmorillonite) : Clay phô thuéc vµo hä sÐt tÈy bÈn víi cÊu
tróc tinh thÓ gåm chiÒu dµy c¸c líp kÝch thíc nanomet cña c¸c líp nh«m 8 mÆt
kÑp gi÷a 2 líp silic 8 mÆt. C¸c líp liªn kÕt víi nhau thµnh khèi nhê lùc liªn kÕt
van der waals gi÷a chóng. Sù thay thÕ ®ång d¹ng cña Al víi Mg, Fe, Li trong cÊu
tróc líp h×nh 8 mÆt hoÆc Si víi Al trong c¸c líp h×nh 8 mÆt t¹o nªn cø 3 líp cÊu
tróc tÊm h×nh 8 mÆt mét khèi ®iÖn tÝch ©m, nã ®îc c©n b»ng bëi sù thay ®æi c¸c
ion kim lo¹i tån t¹i ë c¸c kho¶ng kh«ng gian bªn trong c¸c líp, vÝ dô nh Na, Ca,
Mg, Fe, vµ Li.
KiÓu 1:1 (kaolinite) : Clay lo¹i nµy gåm cã c¸c líp ®îc t¹o thµnh bëi 1 tÊm
nh«m 8 mÆt vµ mét tÊm silic 8 mÆt. Mçi líp kh«ng mang gi¸ trÞ ®iÖn tÝch ®Ó cã
thÓ thay thÕ b»ng c¸c líp 8 mÆt hoÆc 4 mÆt kh¸c. V× thÕ, kh«ng lo¹i bá ®îc c¸c
ph©n tö níc, c¸c cation hay anion chiÕm gi÷ kho¶ng kh«ng gian gi÷a c¸c líp vµ
c¸c líp ®îc liªn kÕt víi nhau b»ng liªn kÕt Hydro gi÷a c¸c nhãm hydroxyl trong
khèi 8 mÆt vµ b»ng liªn kÕt oxy trong c¸c khèi 4 mÆt cña c¸c líp kÒ nhau.
Líp axit silic (Kanemite) : Clay lo¹i nµy bao gåm chñ yÕu lµ c¸c líp silic 8
mÆt víi chiÒu dµy kh¸c nhau. C©ó tróc c¬ b¶n gåm cã m¹ng c¸c líp silicat vµ c¸c
hydrat ion kim lo¹i kiÒm xen gi÷a c¸c líp.
C¸c nhãm silanol ë c¸c vïng xen gi÷a c¸c líp gièng nh sù biÕn tÝnh hîp
chÊt h÷u c¬ b»ng viÖc g¾n c¸c nhãm chøc h÷u c¬ lªn c¸c vïng xen gi÷a c¸c líp.
§ã lµ c¸c vËt liÖu clay tù nhiªn trõ silicate 8 mÆt nhng chóng ta cã thÓ tæng hîp ®-
îc. C¸c líp silic axit thÝch hîp víi viÖc t¹o polyme nanocomposite v× chóng cã
tÝnh chÊt ho¸ häc t¬ng tù víi clay sÐt tÈy. Bªn c¹nh ®ã, chóng cã ®é tinh khiÕt cao
vµ tÝnh chÊt cÊu tróc cã thÓ bæ sung cho clay sÐt tÈy.
6
Đồ án môn học Trương Huy Tâm-Polyme K47
H×nh 1 CÊu tróc lý tëng cña nanoclay montmorillonite [ 12 ]
III.1.2 C¸c ®Æc ®iÓm chung
§Æc ®iÓm quan träng cña vËt liÖu clay ®Ó øng dông thÝch hîp vµo polyme
nanocompozit lµ chóng cã kh¶ n¨ng ®an xen ho¸ häc lín nhÊt, ®é bÒn vµ tÝnh
mÒm cao, vµ tû lÖ ®Þnh híng cao cña tõng ®¬n vÞ riªng biÖt, dÔ kiÕm vµ gi¸ thµnh
rÎ. §Çu tiªn, cÊu tróc líp hîp nhÊt cña chóng vµ kh¶ n¨ng ®an xen cña chóng cho
phÐp chóng thay ®æi ho¸ häc ®Ó t¬ng hîp víi polyme, do ®ã t¹o nªn lùc hót c¸c
phÇn tö cña chóng trong vËt liÖu polyme nanocompozit clay c¬ b¶n. Thªm vµo ®ã,
®iÖn tÝch c¸c líp cña chóng t¬ng ®èi thÊp ( χ = 0,2 – 0,6 ) cã nghÜa lµ lùc t¬ng
t¸c gi÷a c¸c líp kÒ nhau t¬ng ®èi thÊp, nã t¹o nªn sù trao ®æi cation ë bªn trong
c¸c líp. VÒ vÊn ®Ò nµy, sù xen vµo gi÷a cña c¸c cation v« c¬ vµ h÷u c¬ vµ c¸c
ph©n tö trong kho¶ng kh«ng gian gi÷a c¸c líp dÔ dµng, chóng cã vÞ trÝ quan träng
trong viÖc sö dông chóng ®Ó s¶n xuÊt polyme nanocompozit. Trong sè c¸c sÐt tÈy,
MMT vµ hectorite ®îc sö dông réng r·i nhÊt, c¸c lo¹i kh¸c ®îc sö dông tuú thuéc
vµo môc ®Ých øng dông cô thÓ cña chóng. H¬n n÷a, mÆc dï clay sÐt tÈy trong tù
nhiªn kh«ng cã kÝch thíc nano, chóng cã thÓ bong hoÆc t¸ch líp thµnh c¸c phÇn
tö cì nanomet víi chiÒu dµy kho¶ng 1nm vµ tû lÖ ®Þnh híng tõ 100 – 1500 vµ
vïng bÒ mÆt 700- 800 m2/g. Mçi phÇn tö nµy cã ®é bÒn vµ tÝnh mÒm dÎo rÊt cao
vµ cã thÓ coi nh mét polyme v« c¬ cã ph©n tö khèi cì 1,3 x 108, lín h¬n rÊt nhiÒu
7
Đồ án môn học Trương Huy Tâm-Polyme K47
so víi polyme th«ng thêng. Cuèi cïng vµ quan träng nhÊt, chóng cã mÆt ë kh¾p
mäi n¬i trong tù nhiªn vµ v× thÕ chóng kh«ng ®¾t.
III.1.3 CÊu tróc cña vËt liÖu clay/nanocompozit
Khi c¸c líp clay ®îc ®iÒn ®Çy vµo polyme nÒn, c¸c compozit th«ng thêng
hoÆc nanocompozit cã thÓ ®îc t¹o thµnh phô thuéc vµo tr¹ng th¸i tù nhiªn cña c¸c
thµnh phÇn vµ c¸c ®iÒu kiÖn gia c«ng. C¸c compozit th«ng thêng ®¹t ®îc nÕu
polyme kh«ng thÓ xen vµo gi÷a c¸c líp vËt liÖu clay. TÝnh chÊt cña compozit lo¹i
nµy còng gièng nh tÝnh chÊt cña polyme compozit gia cêng b»ng c¸c phÇn tö
micro. Cã 2 lo¹i cÊu tróc nano ®Æc biÖt lµ kÕt qu¶ cña viÖc trén hîp kho¸ng clay
vµ mét polyme víi mét ®iÒu kiÖn gia c«ng ®Æc biÖt. Mét lµ lo¹i nanocompozit xen
kÏ (I) trong ®ã líp nhá ( monolayer ) cña chuçi polyme kÐo dµi ®îc chÌn vµo bªn
trong c¸c líp vËt liÖu clay, kÕt qu¶ lµ t¹o nªn mét d¹ng côm gåm nhiÒu líp lÇn lît
c¸c líp polyme vµ c¸c phÇn tö clay vµ mét kho¶ng c¸ch tuÇn hoµn cì vµi
nanomet. Mét lo¹i kh¸c lµ nanocompozit t¸ch líp hoÆc bãc vá (II), trong ®ã, c¸c
phÇn tö clay ®îc hoµn thµnh vµ ph©n t¸n ®ång nhÊt trong mét polyme nÒn liªn
tôc. Tuy nhiªn, mét ®iÓm lu ý lµ chóng cã thÓ t¹o thµnh d¹ng bã (gäi lµ bãc t¸ch
kh«ng hoµn toµn) nanocompozit (III), ®ã lµ mét nanocompozit polyme phæ biÕn.
Clay Polyme
Compozit th«ng thêng Nanocompozit
8
Đồ án môn học Trương Huy Tâm-Polyme K47
H×nh 2 : Sù phèi hîp polyme compozit clay c¬ b¶n gåm cã compozit th«ng thêng
vµ nanocompozit víi xen kÏ (I), bãc t¸ch (II) hoÆc cÊu tróc bã (III).
IV TÝnh chÊt c¬ b¶n cña nanocompozit
TÝnh chÊt cña polyme nanocompozit ®îc t¨ng thªm rÊt nhiÒu so víi
polyme compozit th«ng thêng cña chóng vµ polyme tinh khiÕt. Thªm vµo ®ã, sù
c¶i thiÖn tÝnh chÊt thu ®îc mµ kh«ng cÇn t¨ng tû träng cña polyme vµ nã kh«ng
mÊt ®i tÝnh chÊt quang häc vµ kh¶ n¨ng t¸i sinh kÐo c¨ng. Chóng gi¶m ®îc ®é
thÊm khÝ vµ thÊm ít chÊt láng. H¬n n÷a, chóng c¶i thiÖn ®îc tÝnh chÞu löa trong
khi vÉn gi÷ nguyªn ®îc ®é trong cña polyme nguyªn chÊt. Cuèi cïng, chóng cã
thÓ cã tÝnh chÊt dÉn ®iÖn vµ c¶i thiÖn kh¶ n¨ng ph©n huû sinh häc khi c¸c s¶n
phÈm polyme vµ polyme ph©n huû sinh häc gÆp r¾c rèi.
IV.1 TÝnh chÊt c¬ häc.
TÝnh chÊt c¬ häc cña polyme nanocompozit t¨ng lªn thÓ hiÖn ë ®é cøng cao
vµ tû lÖ ®Þnh híng tèt víi ®é t¬ng hîp cao gi÷a polyme vµ clay h÷u c¬. VÝ dô, bÒ
mÆt ph©n chia tèt lµm gi¶m øng suÊt t¹i ®iÓm khi lÆp l¹i biÕn d¹ng. Sù biÕn d¹ng
dÔ x¶y ra víi compozit th«ng thêng ®îc gia cêng b»ng sîi thuû tinh vµ v× thÕ dÉn
®Õn ®é bÒn kÐm. C¸c tÝnh chÊt míi cña nylon 6 clay nanocompozit tæng hîp b»ng
ph¬ng ph¸p trïng hîp in-situ lÇn ®Çu tiªn ®îc chøng minh bëi c¸c nhµ nghiªn cøu
cña phßng thÝ nghiÖm th¨m dß trung t©m Toyota. VÝ dô vÒ sù t¨ng ®¸ng kÓ vÒ
mo®un vµ ®é bÒn cña nanocoompozit : 40% ®é bÒn kÐo, 60% ®é bÒn uèn, 68%
modun kÐo vµ 126% modun uèn [ 9 ]. C«ng ty RTP cã b¸o c¸o vÒ sù t¨ng tÝnh
chÊt t¬ng øng cña nylon 6 clay nanocoompozit tæng hîp b»ng ph¬ng ph¸p trén
hîp nãng ch¶y trùc tiÕp. Ngêi ta tin r»ng sù t¨ng modun liªn quan trùc tiÕp ®Õn tû
lÖ ®Þnh híng cao cña c¸c líp clay trong cÊu tróc nano cuèi cïng.
9
Đồ án môn học Trương Huy Tâm-Polyme K47
H×nh 3 ¶nh hëng cña clay ®Õn modul kÐo
H×nh 4 ¶nh hëng cña clay ®Õn ®é bÒn uèn cong
H×nh 3 vµ 4 cho thÊy ¶nh hëng cña clay ®èi víi modun kÐo vµ ®é bÒn uèn cong
cña 1 vµi lo¹i polyme nanocompozit. Sù t¨ng Ýt ®îc ghi nhËn víi mét sè
nanocompozit ®îc thªm vµo gi÷a nh nanocompozit tõ clay vµ PMMA vµ PS.
øng suÊt t¹i bÒ mÆt cã ¶nh hëng lín ®Õn tÝnh chÊt cña polyme nanocompozit. VÝ
dô ®é ph©n cùc cña PMMA vµ ion nylon6 t¹i bÒ mÆt víi c¸c líp clay cã thÓ ®îc
gi¶i thÝch do sù t¨ng øng suÊt do t¬ng t¸c PMMA vµ nanocompozit vµ
nanocompozit nylon 6 xen kÏ. TÝnh chÊt va ch¹m cña nylon 6 nanocompozit chØ
ra r»ng nã kh«ng chÞu ¶nh hëng cña qu¸ tr×nh bãc t¸ch ®îc sö dông. Trong trêng
10
Đồ án môn học Trương Huy Tâm-Polyme K47
hîp nanocompozit polypropylen, øng suÊt kÐo t¨ng Ýt 1 phÇn do sù b¸m dÝnh bÒ
mÆt cña cùc PP vµ clay, sù b¸m dÝnh nµy cã thÓ ®îc c¶i thiÖn b»ng c¸ch thªm
anhydric maleic ®Ó biÕn tÝnh PP ®Ó lµm chÊt nÒn. øng suÊt kÐo gi¶m nhiÒu ®èi
víi mçi lo¹i PS xen vµo do sù t¬ng hîp yÕu cña PS vµ bÒ mÆt clay. Víi
nanocompozit nhiÖt r¾n, sù xen kÏ cña vËt liÖu clay cã thÓ do viÖc t¨ng ®¸ng kÓ
tÝnh chÊt bao gåm c¶ tÝnh chÊt c¬ lý, ®é bÒn khèi, ®é bÒn nhiÖt, ®é bÒn ho¸ häc,
tÝnh chÊt chÞu dung m«i, ®é trong suèt cao, cïng víi tÝnh chÊt cao vµ kh¶ n¨ng
chÞu löa cña polyme nanocompozit.
iV.2 TÝnh chÊt nhiÖt
TÝnh chÊt nhiÖt cña polyme nanocompozit thêng ®îc ®¸nh gi¸ b»ng khèi
lîng gi¶m khi gia nhiÖt, ®ã lµ kÕt qu¶ do viÖc h×nh thµnh s¶n phÈm dÔ bay h¬i.
Sù c¶i thiÖn kh¶ n¨ng chÞu nhiÖt cña polyme nanocompozit do c¸c phÇn tö clay
ng¨n c¶n sù ph©n t¸n cña c¸c chÊt dÔ bay h¬i vµ t¨ng viÖc h×nh thµnh than sau
khi ph©n huû nhiÖt. Blumstein lÇn ®Çu tiªn b¸o c¸o vÒ sù c¶i thiÖn kh¶ n¨ng
chÞu nhiÖt cña nanocompozit PMMA thÊy ®îc khi thªm vµo PMMA chøa 10%
clay ë nhiÖt ®é cao h¬n 40÷50oC so víi PMMA trèng. Míi ®©y cã mét b¸o c¸o
lín vÒ viÖc t¨ng kh¶ n¨ng chÞu nhiÖt cña nanocompozit t¹o thµnh tõ clay h÷u c¬
®Æc biÖt vµ polyme nÒn. VÝ dô sù t¨ng kh¶ n¨ng chÞu nhiÖt ®îc b¸o c¸o do liªn
kÕt chÐo t¹o thµnh polydimetyl siloxan ®îc bãc t¸ch víi 10%
orangomontmorillonite vµ nanocompozit xen kÏ t¹o thµnh tõ ph¶n øng trïng hîp
styren metyl metacrylat vµ chÊt khëi ®Çu epoxy. øng xö nhiÖt kh¸c lµ sù chÞu
nhiÖt bªn ngoµi cã thÓ ®o b»ng nhiÖt ®é biÕn d¹ng nhiÖt (HDT). HDT cña nylon
6 nanocompozit ®îc c¸c nhµ nghiªn cøu Toyota b¸o c¸o lµ tõ 65oC cña nylon
ban ®Çu tíi 145oC [ 9 ]. Sù t¨ng HDT cã thÓ nhËn thÊy trong nanocompozit clay
c¬ b¶n cho c¸c hÖ thèng polyme kh¸c nhau nh PP vµ polylactit (PLA). Sù t¨ng
HDT khã cã thÓ ®¹t ®îc ®èi víi c¸c polyme compozit th«ng thêng gia cêng
b»ng c¸c hîp phÇn micro. Cuèi cïng tÝnh chÊt chÞu lùc vµ c¬ häc cña
nanocompozit ®Òu ®îc c¶i thiÖn trong khi tÝnh chÊt c¬ häc lu«n gi¶m ®èi víi
polyme compozit cã ®é chÞu löa th«ng thêng.
§é chÞu löa cña polyme nanocompozit lµ do c¸c líp cacbonat ®îc t¹o
thµnh khi ch¸y vµ do cÊu tróc cña vËt liÖu clay. CÊu tróc ®a líp cña clay ®ãng
vai chÊt c¸ch ®iÖn rÊt tèt vµ lµ rµo c¶n chuyÓn ®éng khèi. Sù t¹o thµnh than vµ
cÊu tróc clay ng¨n c¶n sù tho¸t cña c¸c chÊt dÔ bay h¬i bÞ ph©n huû tõ trong nÒn
11
Đồ án môn học Trương Huy Tâm-Polyme K47
polyme. Kh¶ n¨ng chÞu löa ®îc ph¸t hiÖn bëi Gilman. Kh¶ n¨ng chÞu löa thêng
®îc ®¸nh gi¸ b»ng sù gi¶m cùc ®¹i cña tû lÖ nhiÖt ®é bay h¬i (HRR).
iV.3 TÝnh chÊt ch¾n
Polyme nanocompozit cã tÝnh chÊt ch¾n rÊt ®Æc biÖt ®èi víi c¸c chÊt khÝ
(O2, N2, CO2), níc vµ hydrocacbon. C¸c nghiªn cøu cho thÊy sù gi¶m ®é thÊm
níc phô thuéc vµo tû lÖ ®Þnh híng cña c¸c ph©n tö clay, víi tû lÖ cao th× tÝnh
chÊt ch¾n còng ®îc n©ng cao. Sù thÊm níc cña nanocompozit polyimit bãc t¸ch
®îc chØ ra ë h×nh 5 ®· ®îc Yano b¸o c¸o trong khi sö dông clay h÷u c¬ víi tû lÖ
®Þnh híng kh¸c nhau [ 9]. TÝnh chÊt ch¾n khÝ cã thÓ ®¹t ®îc trong polyme
nanocompozit víi vËt liÖu clay ®îc bãc t¸ch hoµn toµn. H¬n n÷a, tû lÖ ®Þnh híng
cña c¸c phÇn tö clay ®îc quan s¸t chÞu ¶nh hëng lín cña hÖ sè thÈm thÊu liªn
quan ®Õn sù ®iÒn ®Çy PI víi 2% clay h÷u c¬. Sù thÊm níc cña nanocompozit
polycaprolacton (PCL) bãc t¸ch còng ®îc xem xÐt, nã chØ ra lîng t¨ng dù kiÕn
cña ®é thÈm thÊu t¬ng ®¬ng víi sù t¨ng cña c¸c phÇn tö clay nanomet.
H×nh 5 Sù thÊm níc cña nanocompozit polyimit bãc t¸ch
Khi mét mµng polyme nanocompozit ®îc t¹o thµnh, c¸c líp clay ®Þnh híng
song song víi bÒ mÆt cña mµng. KÕt qu¶ lµ c¸c ph©n tö khÝ ph¶i cã ®êng dµi h¬n
xung quanh c¸c líp clay kh«ng thÊm níc trong nanocompozit so víi polyme
nÒn c¬ b¶n, khi ®ã chóng ch¾n ngang mét chiÒu dµy mµng t¬ng øng. §
12
Đồ án môn học Trương Huy Tâm-Polyme K47
iV.4 C¸c tÝnh chÊt kh¸c
Polyme nanocompozit còng cho thÊy nã c¶i thiÖn ®îc ®¸ng kÓ hÇu hÕt
c¸c tÝnh chÊt cña polyme th«ng thêng. VÝ dô, chóng cã ®é trong suèt gÇn b»ng
vËt liÖu polyme ban ®Çu v× c¸c phÇn tö clay cã chiÒu dµy cì nanomet rÊt nhá.
ChÝnh v× thÕ, c¸c phÇn tö clay cã kÝch thíc nhá h¬n rÊt nhiÒu so víi chiÒu dµi
sãng cña ¸nh s¸ng nh×n thÊy nªn nã cho ¸nh s¸ng truyÒn qua. Bªn c¹nh ®ã, kh¶
n¨ng chÞu xíc lín h¬n bëi sù hîp nhÊt cña c¸c líp silicat. Polyme nanocompozit
cã thÓ ®îc sö dông trong ®iÒu kiÖn kü thuËt cao ®Ó c¶i thiÖn c¸c tÝnh chÊt trong
lÜnh vùc hµng kh«ng. Ngoµi ra Polyme nanocompozit cßn c¶i thiÖn tÝnh dÉn
®iÖn. MÆc dï c¸c líp clay cã thÓ coi nh mét chÊt c¸ch ®iÖn, c¸c cation hydrat ë
líp trong vµ ®Æc tÝnh di chuyÓn cña chóng ®¶m b¶o cho c¸c ion dÉn ®iÖn ®¸ng
kÓ trong hÖ thèng. Sù c¶i thiÖn tÝnh chÊt nhiÒu h¬n ®îc dù ®o¸n do cã sù thªm
vµo c¸c polyme cã d ®iÖn tö ho¹t ®éng vµo trong vËt liÖu clay. nanocompozit c¬
b¶n víi sù ®an xen cña c¸c ®iÖn tÝch polyme (nh polyetylenoxit, PEO) trong vËt
liÖu clay cã t¸c dông thay thÕ cho hîp chÊt muèi polyme th«ng thêng. Bªnc¹nh
®ã nanocompozit t¹o thµnh tõ clay h÷u c¬ vµ polyme ph©n huû sinh häc c¶i
thiÖn ®îc ®¸ng kÓ kh¶ n¨ng ph©n huû sinh häc cña nã.
V.Cao su nitril
V.1 Giíi thiÖu chung
Cao su NBR lµ mét lo¹i nguyªn liÖu phæ biÕn trong c«ng nghiÖp vµ c«ng
nghÖ s¶n xuÊt « t«. NBR lµ cao su tæng hîp cña c¸c copolymer kh«ng no lµ
acrylonitril vµ butadiene. Lùa chän c¸c elastome vµ hµm lîng kh¸c nhau ta cã
thÓ thu ®îc c¸c s¶n phÈm cao su kh¸c nhau vµ sö dông cao su NBR cho nhiÒu
môc ®Ých chÞu hãa chÊt , chÞu dÇu mì. Trong c«ng nghÖ s¶n xuÊt « t«, NBR ®îc
sö dông lµm èng dÉn dÇu mì vµ mét vµi øng dông kh¸c n÷a. Víi kho¶ng nhiÖt
®é sö dông tõ - 400C ®Õn 1250C th× vËt liÖu NBR cã thÓ ®¸p øng hÇu hÕt c¸c yªu
cÇu vÒ vËt liÖu trong s¶n xuÊt « t«. Ngoµi ra trong c«ng nghiÖp NBR cßn ®îc sö
dông lµm con l¨n, van thñy lùc, b¨ng t¶i vµ trong héi häa, c«ng nghiÖp ®ãng gãi
c¸c s¶n phÈm dÇu má etc. Hµng n¨m NBR ®îc s¶n xuÊt vît qu¸ 368 000 tÊn.
[ 17 ]
Còng nh c¸c lo¹i nhùa nhiÖt r¾n kh¸c, NBR ®ßi hái c¸c chÊt phô gia t¨ng
cêng vµ ph¬ng ph¸p gia c«ng cÇn thiÕt ®Ó t¹o thµnh s¶n phÈm. c¸c chÊt phô gia
t¨ng cêng gåm cã chÊt ®én t¨ng cêng, chÊt hãa dÎo, chÊt æn ®Þnh, chÊt phñ vµ
chÊt ho·n lu. Qu¸ tr×nh gia c«ng gåm cã c¸c c«ng ®o¹n s¬ luyÖn, hçn luyÖn,
®Þnh h×nh vµ lu hãa t¹o nªn s¶n phÈm cuèi cïng. Qu¸ tr×nh c¸n trén gåm cã
13
Tải bản FULL (32 trang): https://bit.ly/3lXGgyx
Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net
Đồ án môn học Trương Huy Tâm-Polyme K47
ph©n t¸n, trén néi, ®Þnh h×nh vµ c¸n Ðp. C¸c s¶n phÈm b¸n ngoµi thÞ trêng lµ c¸c
s¶n phÈm ®óc phun, s¶n phÈm d¹ng èng, tÊm, hoÆc tÊm xèp. [ 18 ]
V.2 ®Æc ®iÓm vµ cÊu t¹o
CSBN lµ s¶n phÈm ®ång trïng hîp cña Buta®ien 1, 3 vµ acrylonitril víi
sù cã mÆt cña hÖ xóc t¸c oxi ho¸ khö persunfatkali ( K2S2O8 ) vµ triªtanol amin
N( CH2CH2OH)3 .
n [CH2= CH – CH = CH2 ] + m[ CH2 = CH ]
CN
→ [– CH2 – CH = CH – CH2–]a[–CH2 – CH–]b
CN
Acrylonitril cã kh¶ n¨ng tham gia vµo ph¶n øng víi Butadien ®Ó t¹o thµnh hai lo¹i
s¶n phÈm kh¸c nhau, ngoµi s¶n phÈm chñ yÕu cã m¹ch ®¹i ph©n tö, CSBN cßn cã
s¶n phÈm phô khi acrylonitril tham gia ph¶n øng vßng ho¸ víi butadien t¹o thµnh
nitril m¹ch vßng 4.xianociclohecxen.
CH2 CH2
║
CH CH2 CH CH2
| + || → || |
CH CH – C≡N CH CH – C ≡N
║
CH2 CH2
V.3 tÝnh chÊt cña cao su nitril
Do t¹o thµnh m¹ch vßng 4.xianociclohexen t¹o cho cao su cã mïi ®Æc trng
( mïi nhùa c©y ®u ®ñ ) vµ mµu n©u nh¹t . ViÖc t¹o thµnh s¶n phÈm phô nµy x¶y ra
cµng m¹nh khi hµm lîng monome acrilonitril trong hçn hîp ph¶n øng cµng cao.
Cao su cã nhiÒu acrilonitril cã mµu sÉm h¬n vµ cã mïi râ h¬n . Dùa vµo ®Æc ®iÓm
nµy cã thÓ ph©n biÖt ®îc lo¹i cao su vµ hµm lîng nhãm nitril trong nã. TÝnh chÊt
næi bËt nhÊt cña CSBN lµ bÒn víi c¸c dung m«i m¹ch th¼ng vµ c¸c lo¹i dÇu
kho¸ng, nhng tan trong kªt«n. C¸c tÝnh chÊt nµy phô thuéc vµo hµm lîng nhãm
nitril trong nã . Kh¶ n¨ng chÞu m«i trêng dÇu mì, dung m«i h÷u c¬ t¨ng cïng vêi
hµm lîng nhãm acrylonitril tham gia vµo ph¶n øng t¹o m¹ch ph©n tö cao su .
14
Tải bản FULL (32 trang): https://bit.ly/3lXGgyx
Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net
Đồ án môn học Trương Huy Tâm-Polyme K47
¶nh hëng cña nhãm nitril ®Õn kh¶ n¨ng chÞu dÇu cña cao su cã thÓ gi¶i
thÝch trªn c¬ së cña c¸c thuyÕt sau :
Theo thuyÕt hÊp phô do liªn kÕt - C≡ N trong cao su cã ®é ph©n cùc lín ( δ
+ ë nguyªn tö C, δ- ë nguyªn tö N ) nªn lùc t¸c dông t¬ng hç gi÷a c¸c ®o¹n m¹ch
ph©n tö cã nhãm –C≡N t¨ng. N¨ng lîng liªn kÕt vËt lý gi÷a c¸c ®o¹n m¹ch cao,
n¨ng lîng kÕt dÝnh néi t¨ng, cµng lín khi hµm lîng nhãm –C≡N cµng lín . N¨ng
lîng kÕt dÝnh néi ng¨n chÆn hiÖn tîng t¸ch c¸c ph©n tö polyme ra xa trong qu¸
tr×nh tr¬ng vµ hoµ tan v× thÕ cïng víi hµm lîng nhãm nitril t¨ng, kh¶ n¨ng chÞu
dÇu cña cao su tèt h¬n.
Theo thuyÕt che ch¾n do kÝch thíc kh«ng gian c¸c nhãm ph©n cùc –C≡N
lín vµ kho¶ng c¸ch kh«ng gian gi÷a c¸c nhãm –C≡N víi liªn kÕt kh«ng no gÇn
nªn c¸c nhãm nµy ®· bao trïm lªn kh«ng gian c¸c liªn kÕt kh«ng no, ng¨n chÆn
sù th©m nhËp cña c¸c t¸c nh©n t¸c dông ( ph©n tö cña dÇu mì …) vµo kh«ng gian
liªn kÕt ®«i vµ kho¶ng kh«ng gian gi÷a c¸c m¹ch ®¹i ph©n tö. Khi hµm lîng nhãm
nitril trong cao su cµng cao kh¶ n¨ng vµ hiÖu qu¶ che ch¾n cµng cao. Tuy nhiªn,
nhãm –CN trong m¹ch lµm t¨ng ®é thÈm thÊu níc cña CSBN so víi mét sè lo¹i
cao su kh«ng ph©n cùc kh¸c [13].
HÖ sè thÈm thÊu khÝ vµ níc cña vµi lo¹i polyme 107cm2.5-1bar-1
Polyme He O2 H2O
Polyetylen 1,14 0,40 12
Cao su butyl - 1,3 120
CSBN 0,55 0.0003 300
Cao su buta®ien lµ lo¹i cao su ph©n cùc lín nªn nã cã kh¶ n¨ng trén hîp víi
hÇu hÕt c¸c polyme ph©n cùc, víi c¸c lo¹i nhùa tæng hîp ph©n cùc…
Sù phèi hîp cña CSBN víi phenol focman®ehyt cã rÊt nhiÒu tÝnh chÊt quý
gi¸ : ChÞu nhiÖt cao , chèng xÐ r¸ch tèt , bÒn víi «z«n , oxy vµ ®é bÒn kÕt dÝnh
ngo¹i kh¸ cao. Cã kh¶ n¨ng ph©n gi¶i ®iÖn tÝch do ®ã ®îc sö dông nhiÒu lµm c¸c
s¶n phÈm chuyÓn ®éng chÞu ma s¸t .
CSBN cã liªn kÕt kh«ng no trong m¹ch nªn cã kh¶ n¨ng lu ho¸ b»ng lu huúnh
phèi hîp víi c¸c xóc tiÕn la ho¸ th«ng dông . Ngoµi ra cßn lu ho¸ b»ng xóc tiÕn lu
ho¸ nhãm thiuram, nhùa phenol formal®ehyt .
§Æc trng kü thuËt cña CSBN ®îc x¸c ®Þnh trªn c¬ së hîp phÇn :
15
3544139

More Related Content

Similar to đồ áN ảnh hưởng của clay hữu cơ nanofil đến tính chất của cao su butadien nitril

Ch8 polymer
Ch8 polymerCh8 polymer
Ch8 polymer
Viet Nam
 
Vi he thong ngay09 - nh nam
Vi he thong   ngay09 - nh namVi he thong   ngay09 - nh nam
Vi he thong ngay09 - nh nam
Mark Ng
 
[123doc] be-tong-tu-dam
[123doc]   be-tong-tu-dam[123doc]   be-tong-tu-dam
[123doc] be-tong-tu-dam
XUAN DANG
 
Tcvn 46041988
Tcvn 46041988Tcvn 46041988
Tcvn 46041988
archilehi
 

Similar to đồ áN ảnh hưởng của clay hữu cơ nanofil đến tính chất của cao su butadien nitril (12)

Ch8 polymer
Ch8 polymerCh8 polymer
Ch8 polymer
 
Tính chất màng polyme ứng dụng làm cảm biến ion kim loại, HAY
Tính chất màng polyme ứng dụng làm cảm biến ion kim loại, HAYTính chất màng polyme ứng dụng làm cảm biến ion kim loại, HAY
Tính chất màng polyme ứng dụng làm cảm biến ion kim loại, HAY
 
Nhung nguyen tac_thiet_ke_phong_bep1
Nhung nguyen tac_thiet_ke_phong_bep1Nhung nguyen tac_thiet_ke_phong_bep1
Nhung nguyen tac_thiet_ke_phong_bep1
 
Vi he thong ngay09 - nh nam
Vi he thong   ngay09 - nh namVi he thong   ngay09 - nh nam
Vi he thong ngay09 - nh nam
 
[123doc] be-tong-tu-dam
[123doc]   be-tong-tu-dam[123doc]   be-tong-tu-dam
[123doc] be-tong-tu-dam
 
[123doc] be-tong-tu-dam (1)
[123doc]   be-tong-tu-dam (1)[123doc]   be-tong-tu-dam (1)
[123doc] be-tong-tu-dam (1)
 
Composite nha khoa
Composite nha khoaComposite nha khoa
Composite nha khoa
 
Tl chuan khuon composite
Tl chuan khuon compositeTl chuan khuon composite
Tl chuan khuon composite
 
Luận văn: Chủng vi sinh vật để xử lý nước thải giàu Nitơ Photpho
Luận văn: Chủng vi sinh vật để xử lý nước thải giàu Nitơ PhotphoLuận văn: Chủng vi sinh vật để xử lý nước thải giàu Nitơ Photpho
Luận văn: Chủng vi sinh vật để xử lý nước thải giàu Nitơ Photpho
 
Xi mang gan nha khoa
Xi mang gan nha khoaXi mang gan nha khoa
Xi mang gan nha khoa
 
Tcvn 46041988
Tcvn 46041988Tcvn 46041988
Tcvn 46041988
 
Thiết kế phân xưởng reforming xúc tác năng suất 2 triệu tấn/năm với sơ đồ thi...
Thiết kế phân xưởng reforming xúc tác năng suất 2 triệu tấn/năm với sơ đồ thi...Thiết kế phân xưởng reforming xúc tác năng suất 2 triệu tấn/năm với sơ đồ thi...
Thiết kế phân xưởng reforming xúc tác năng suất 2 triệu tấn/năm với sơ đồ thi...
 

More from nataliej4

More from nataliej4 (20)

đồ áN xây dựng website bán laptop 1129155
đồ áN xây dựng website bán laptop 1129155đồ áN xây dựng website bán laptop 1129155
đồ áN xây dựng website bán laptop 1129155
 
Nghệ thuật chiến tranh nhân dân việt nam trong công cuộc xây dựng và bảo vệ t...
Nghệ thuật chiến tranh nhân dân việt nam trong công cuộc xây dựng và bảo vệ t...Nghệ thuật chiến tranh nhân dân việt nam trong công cuộc xây dựng và bảo vệ t...
Nghệ thuật chiến tranh nhân dân việt nam trong công cuộc xây dựng và bảo vệ t...
 
Quản lý dịch vụ ô tô toyota 724279
Quản lý dịch vụ ô tô toyota 724279Quản lý dịch vụ ô tô toyota 724279
Quản lý dịch vụ ô tô toyota 724279
 
Từ vựng tiếng anh luyện thi thpt quốc gia
Từ vựng tiếng anh luyện thi thpt quốc giaTừ vựng tiếng anh luyện thi thpt quốc gia
Từ vựng tiếng anh luyện thi thpt quốc gia
 
Công tác dược lâm sàng tại bv cấp cứu trưng vương
Công tác dược lâm sàng tại bv cấp cứu trưng vươngCông tác dược lâm sàng tại bv cấp cứu trưng vương
Công tác dược lâm sàng tại bv cấp cứu trưng vương
 
Bài giảng nghề giám đốc
Bài giảng nghề giám đốcBài giảng nghề giám đốc
Bài giảng nghề giám đốc
 
đề Cương chương trình đào tạo trình độ trung cấp kế toán tin học
đề Cương chương trình đào tạo trình độ trung cấp kế toán   tin họcđề Cương chương trình đào tạo trình độ trung cấp kế toán   tin học
đề Cương chương trình đào tạo trình độ trung cấp kế toán tin học
 
Giáo trình kỹ thuật an toàn và bảo hộ lao động
Giáo trình kỹ thuật an toàn và bảo hộ lao độngGiáo trình kỹ thuật an toàn và bảo hộ lao động
Giáo trình kỹ thuật an toàn và bảo hộ lao động
 
Lựa chọn trong điều kiện không chắc chắn
Lựa chọn trong điều kiện không chắc chắnLựa chọn trong điều kiện không chắc chắn
Lựa chọn trong điều kiện không chắc chắn
 
Thực trạng phân bố và khai thác khoáng sét ở đồng bằng sông cửu long 4857877
Thực trạng phân bố và khai thác khoáng sét ở đồng bằng sông cửu long 4857877Thực trạng phân bố và khai thác khoáng sét ở đồng bằng sông cửu long 4857877
Thực trạng phân bố và khai thác khoáng sét ở đồng bằng sông cửu long 4857877
 
Sổ tay hướng dẫn khách thuê tòa nhà ree tower
Sổ tay hướng dẫn khách thuê   tòa nhà ree towerSổ tay hướng dẫn khách thuê   tòa nhà ree tower
Sổ tay hướng dẫn khách thuê tòa nhà ree tower
 
Phân tích tác động của thiên lệch hành vi đến quyết định của nhà đầu tư cá nh...
Phân tích tác động của thiên lệch hành vi đến quyết định của nhà đầu tư cá nh...Phân tích tác động của thiên lệch hành vi đến quyết định của nhà đầu tư cá nh...
Phân tích tác động của thiên lệch hành vi đến quyết định của nhà đầu tư cá nh...
 
Bài giảng giáo dục hoà nhập trẻ khuyết tật
Bài giảng giáo dục hoà nhập trẻ khuyết tậtBài giảng giáo dục hoà nhập trẻ khuyết tật
Bài giảng giáo dục hoà nhập trẻ khuyết tật
 
đồ áN thiết kế quần âu nam 6838864
đồ áN thiết kế quần âu nam 6838864đồ áN thiết kế quần âu nam 6838864
đồ áN thiết kế quần âu nam 6838864
 
Tài liệu hội thảo chuyên đề công tác tuyển sinh – thực trạng và giải pháp 717...
Tài liệu hội thảo chuyên đề công tác tuyển sinh – thực trạng và giải pháp 717...Tài liệu hội thảo chuyên đề công tác tuyển sinh – thực trạng và giải pháp 717...
Tài liệu hội thảo chuyên đề công tác tuyển sinh – thực trạng và giải pháp 717...
 
Bài giảng dịch tễ học bệnh nhiễm trùng
Bài giảng dịch tễ học bệnh nhiễm trùngBài giảng dịch tễ học bệnh nhiễm trùng
Bài giảng dịch tễ học bệnh nhiễm trùng
 
Bài giảng môn khởi sự kinh doanh
Bài giảng môn khởi sự kinh doanhBài giảng môn khởi sự kinh doanh
Bài giảng môn khởi sự kinh doanh
 
Giới thiệu học máy – mô hình naïve bayes learning intro
Giới thiệu học máy – mô hình naïve bayes   learning introGiới thiệu học máy – mô hình naïve bayes   learning intro
Giới thiệu học máy – mô hình naïve bayes learning intro
 
Lý thuyết thuế chuẩn tắc
Lý thuyết thuế chuẩn tắcLý thuyết thuế chuẩn tắc
Lý thuyết thuế chuẩn tắc
 
Bài giảng thuế thu nhập (cá nhân, doanh nghiệp)
Bài giảng thuế thu nhập (cá nhân, doanh nghiệp)Bài giảng thuế thu nhập (cá nhân, doanh nghiệp)
Bài giảng thuế thu nhập (cá nhân, doanh nghiệp)
 

Recently uploaded

Logic học và phương pháp nghiên cứu khoa học
Logic học và phương pháp nghiên cứu khoa họcLogic học và phương pháp nghiên cứu khoa học
Logic học và phương pháp nghiên cứu khoa học
K61PHMTHQUNHCHI
 

Recently uploaded (20)

PHONG TRÀO “XUNG KÍCH, TÌNH NGUYỆN VÌ CUỘC SỐNG CỘNG ĐỒNG” CỦA ĐOÀN TNCS HỒ...
PHONG TRÀO “XUNG KÍCH, TÌNH NGUYỆN VÌ CUỘC SỐNG   CỘNG ĐỒNG” CỦA ĐOÀN TNCS HỒ...PHONG TRÀO “XUNG KÍCH, TÌNH NGUYỆN VÌ CUỘC SỐNG   CỘNG ĐỒNG” CỦA ĐOÀN TNCS HỒ...
PHONG TRÀO “XUNG KÍCH, TÌNH NGUYỆN VÌ CUỘC SỐNG CỘNG ĐỒNG” CỦA ĐOÀN TNCS HỒ...
 
Tiểu luận triết học_Nguyễn Gia Nghi_QHCCCLC_11230120.pdf
Tiểu luận triết học_Nguyễn Gia Nghi_QHCCCLC_11230120.pdfTiểu luận triết học_Nguyễn Gia Nghi_QHCCCLC_11230120.pdf
Tiểu luận triết học_Nguyễn Gia Nghi_QHCCCLC_11230120.pdf
 
Thực trạng ứng dụng công nghệ trong lĩnh vực giống cây trồng: Nghiên cứu điển...
Thực trạng ứng dụng công nghệ trong lĩnh vực giống cây trồng: Nghiên cứu điển...Thực trạng ứng dụng công nghệ trong lĩnh vực giống cây trồng: Nghiên cứu điển...
Thực trạng ứng dụng công nghệ trong lĩnh vực giống cây trồng: Nghiên cứu điển...
 
Báo cáo tốt nghiệp Đánh giá rủi ro quá trình xử lí nước cấp tại Chi nhánh Cấp...
Báo cáo tốt nghiệp Đánh giá rủi ro quá trình xử lí nước cấp tại Chi nhánh Cấp...Báo cáo tốt nghiệp Đánh giá rủi ro quá trình xử lí nước cấp tại Chi nhánh Cấp...
Báo cáo tốt nghiệp Đánh giá rủi ro quá trình xử lí nước cấp tại Chi nhánh Cấp...
 
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
 
Báo cáo tốt nghiệp Phát triển sản phẩm thẻ tại Ngân hàng thương mại cổ phần K...
Báo cáo tốt nghiệp Phát triển sản phẩm thẻ tại Ngân hàng thương mại cổ phần K...Báo cáo tốt nghiệp Phát triển sản phẩm thẻ tại Ngân hàng thương mại cổ phần K...
Báo cáo tốt nghiệp Phát triển sản phẩm thẻ tại Ngân hàng thương mại cổ phần K...
 
Bài tập lớn môn Văn hóa kinh doanh và tinh thần khởi nghiệp Xây dựng mô hình ...
Bài tập lớn môn Văn hóa kinh doanh và tinh thần khởi nghiệp Xây dựng mô hình ...Bài tập lớn môn Văn hóa kinh doanh và tinh thần khởi nghiệp Xây dựng mô hình ...
Bài tập lớn môn Văn hóa kinh doanh và tinh thần khởi nghiệp Xây dựng mô hình ...
 
40 ĐỀ LUYỆN THI ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI NĂM 2024 (ĐỀ 21-30)...
40 ĐỀ LUYỆN THI ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI NĂM 2024 (ĐỀ 21-30)...40 ĐỀ LUYỆN THI ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI NĂM 2024 (ĐỀ 21-30)...
40 ĐỀ LUYỆN THI ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI NĂM 2024 (ĐỀ 21-30)...
 
Mở rộng hoạt động cho vay tiêu dùng tại Ngân hàng TMCP Hàng Hải Việt Nam (Mar...
Mở rộng hoạt động cho vay tiêu dùng tại Ngân hàng TMCP Hàng Hải Việt Nam (Mar...Mở rộng hoạt động cho vay tiêu dùng tại Ngân hàng TMCP Hàng Hải Việt Nam (Mar...
Mở rộng hoạt động cho vay tiêu dùng tại Ngân hàng TMCP Hàng Hải Việt Nam (Mar...
 
Báo cáo bài tập nhóm môn Văn hóa kinh doanh và tinh thần khởi nghiệp Trình bà...
Báo cáo bài tập nhóm môn Văn hóa kinh doanh và tinh thần khởi nghiệp Trình bà...Báo cáo bài tập nhóm môn Văn hóa kinh doanh và tinh thần khởi nghiệp Trình bà...
Báo cáo bài tập nhóm môn Văn hóa kinh doanh và tinh thần khởi nghiệp Trình bà...
 
CHỦ ĐỀ VÀ TÍNH LIÊN KẾT TRONG DIỄN NGÔN CHÍNH LUẬN TIẾNG VIỆT
CHỦ ĐỀ VÀ TÍNH LIÊN KẾT TRONG DIỄN NGÔN CHÍNH LUẬN TIẾNG VIỆTCHỦ ĐỀ VÀ TÍNH LIÊN KẾT TRONG DIỄN NGÔN CHÍNH LUẬN TIẾNG VIỆT
CHỦ ĐỀ VÀ TÍNH LIÊN KẾT TRONG DIỄN NGÔN CHÍNH LUẬN TIẾNG VIỆT
 
4.NGÂN HÀNG KĨ THUẬT SỐ-slide CHƯƠNG 3.pptx
4.NGÂN HÀNG KĨ THUẬT SỐ-slide CHƯƠNG 3.pptx4.NGÂN HÀNG KĨ THUẬT SỐ-slide CHƯƠNG 3.pptx
4.NGÂN HÀNG KĨ THUẬT SỐ-slide CHƯƠNG 3.pptx
 
Báo cáo tốt nghiệp Đánh giá rủi ro môi trường từ ô nhiễm hữu cơ nước thải các...
Báo cáo tốt nghiệp Đánh giá rủi ro môi trường từ ô nhiễm hữu cơ nước thải các...Báo cáo tốt nghiệp Đánh giá rủi ro môi trường từ ô nhiễm hữu cơ nước thải các...
Báo cáo tốt nghiệp Đánh giá rủi ro môi trường từ ô nhiễm hữu cơ nước thải các...
 
Báo cáo tốt nghiệp Kế toán tiền gửi ngân hàng tại công ty TNHH Một Thành Viên...
Báo cáo tốt nghiệp Kế toán tiền gửi ngân hàng tại công ty TNHH Một Thành Viên...Báo cáo tốt nghiệp Kế toán tiền gửi ngân hàng tại công ty TNHH Một Thành Viên...
Báo cáo tốt nghiệp Kế toán tiền gửi ngân hàng tại công ty TNHH Một Thành Viên...
 
Báo cáo tốt nghiệp Hoàn thiện công tác đào tạo và phát triển nguồn nhân lực c...
Báo cáo tốt nghiệp Hoàn thiện công tác đào tạo và phát triển nguồn nhân lực c...Báo cáo tốt nghiệp Hoàn thiện công tác đào tạo và phát triển nguồn nhân lực c...
Báo cáo tốt nghiệp Hoàn thiện công tác đào tạo và phát triển nguồn nhân lực c...
 
Báo cáo thực tập tốt nghiệp Phân tích thực trạng hoạt động bán hàng tại Công ...
Báo cáo thực tập tốt nghiệp Phân tích thực trạng hoạt động bán hàng tại Công ...Báo cáo thực tập tốt nghiệp Phân tích thực trạng hoạt động bán hàng tại Công ...
Báo cáo thực tập tốt nghiệp Phân tích thực trạng hoạt động bán hàng tại Công ...
 
TỔNG HỢP HƠN 100 ĐỀ THI THỬ TỐT NGHIỆP THPT HÓA HỌC 2024 - TỪ CÁC TRƯỜNG, TRƯ...
TỔNG HỢP HƠN 100 ĐỀ THI THỬ TỐT NGHIỆP THPT HÓA HỌC 2024 - TỪ CÁC TRƯỜNG, TRƯ...TỔNG HỢP HƠN 100 ĐỀ THI THỬ TỐT NGHIỆP THPT HÓA HỌC 2024 - TỪ CÁC TRƯỜNG, TRƯ...
TỔNG HỢP HƠN 100 ĐỀ THI THỬ TỐT NGHIỆP THPT HÓA HỌC 2024 - TỪ CÁC TRƯỜNG, TRƯ...
 
Logic học và phương pháp nghiên cứu khoa học
Logic học và phương pháp nghiên cứu khoa họcLogic học và phương pháp nghiên cứu khoa học
Logic học và phương pháp nghiên cứu khoa học
 
Quản lý dạy học phân hóa môn Toán tại các trường trung học cơ sở huyện Tam D...
Quản lý dạy học phân hóa môn Toán tại các trường trung học cơ sở huyện Tam D...Quản lý dạy học phân hóa môn Toán tại các trường trung học cơ sở huyện Tam D...
Quản lý dạy học phân hóa môn Toán tại các trường trung học cơ sở huyện Tam D...
 
Báo cáo thực tập tốt nghiệp Phân tích hiệu quả hoạt động huy động và cho vay ...
Báo cáo thực tập tốt nghiệp Phân tích hiệu quả hoạt động huy động và cho vay ...Báo cáo thực tập tốt nghiệp Phân tích hiệu quả hoạt động huy động và cho vay ...
Báo cáo thực tập tốt nghiệp Phân tích hiệu quả hoạt động huy động và cho vay ...
 

đồ áN ảnh hưởng của clay hữu cơ nanofil đến tính chất của cao su butadien nitril

  • 1. Đồ án môn học Trương Huy Tâm-Polyme K47 Më ®Çu 1 PhÇn I Tæng quan vÒ ®Ò tµi 3 PhÇn 2 : Môc tiªu, ch¬ng tr×nh, vËt liÖu vµ ph¬ng ph¸p nghiªn cøu 19 PhÇn 3 KÕt qu¶ vµ th¶o luËn 22 KÕt luËn 30 Tµi LiÖu Tham Kh¶o 30 Më ®Çu Khoa häc vµ c«ng nghÖ nano lµ mét lÜnh vùc quan träng ®ang næi lªn trong viÖc nghiªn cøu vµ ph¸t triÓn vËt liÖu míi. §©y lµ mét lÜnh vùc réng vµ kh¸ míi mÎ ®èi víi thÕ giíi nãi chung vµ víi ViÖt Nam nãi riªng. ë ViÖt Nam, vËt liÖu nanocompozit vÉn cßn lµ lÜnh vùc rÊt míi mÎ vµ chóng ta chØ míi bíc ®Çu tiÕp cËn lÜnh vùc nµy. C¸c nhµ khoa häc thuéc Trung t©m nghiªn cøu vËt liÖu Polyme ( Trêng §¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi ), c¸c nhµ khoa häc thuéc Trung t©m nghiªn cøu vËt liÖu Polyme ( Trêng §¹i Häc B¸ch Khoa TP Hå ChÝ Minh ), ViÖn ho¸ häc vµ ViÖn kü thuËt nhiÖt ®íi ( ViÖn khoa häc vµ c«ng nghÖ ViÖt Nam ) lµ nh÷ng ng- êi ®i ®Çu trong lÜnh vùc nµy ë níc ta. 1
  • 2. Đồ án môn học Trương Huy Tâm-Polyme K47 HiÖn nay trong níc vµ trªn thÕ giíi ®· cã nhiÒu nghiªn cøu vÒ viÖc sö dông viÖc sö dông vËt liÖu polyme tæ hîp ®Ó t¹o ra vËt liÖu cã tÝnh n¨ng tèt cña c¸c vËt liÖu thµnh phÇn. Cã hai lo¹i vËt liÖu polyme tæ hîp chÝnh lµ vËt liÖu polyme blend [8] vµ polyme compozit. Trong c¸c vËt liÖu compozit, nanocompozit ®ang ®îc c¸c nhµ khoa häc quan t©m [1-7 ] ®Õn nhiÒu v× nã cã tÝnh chÊt vµ hiÖu øng lµm cho mét sè tÝnh chÊt c¬ lý, ho¸ vµ ®iÖn…cña vËt liÖu cao h¬n h¼n so víi vËt liÖu compozit th«ng thêng. Mét trong nh÷ng vËt liÖu nano ®· ®îc sö dông nhiÒu trong vËt liÖu polyme lµ nano Clay. Trong c¸c vËt liÖu kÝch thíc nano, nano clay cã mét ®Æc tÝnh quan träng lµ bÒ mÆt riªng cña chóng rÊt lín, ®iÒu nµy lµm cho nano clay trë thµnh mét lo¹i ®én gia cêng rÊt tèt cho polyme. VËt liÖu polyme/clay nanocompozit lÇn ®Çu tiªn ®îc chÕ t¹o thµnh c«ng t¹i Phßng thÝ nghiÖm Nghiªn cøu vµ ph¸t triÓn trung t©m cña c«ng ty Toyota tõ polyamit 6 vµ montmorillonit n¨m 1987 [10]. Tõ ®ã ®Õn nay, lo¹i vËt liÖu nµy ®· thu hót ®îc sù quan t©m cña nhiÒu nhµ khoa häc trªn thÕ giíi víi nhiÒu lo¹i polyme kh¸c nhau nh polyolephin, polyeste kh«ng no, nhùa epoxy, polyetylenoxit, polyvinylclorua, cao su…VËt liÖu polyme/clay nanocompozit víi polyme lµ cao su Nitril còng lµ mét trong sè ®ã. Cao su Nitril lµ lo¹i cao su ®îc øng dông nhiÒu trong c¸c thiÕt bÞ chÞu ®îc m«i tr- êng dÇu mì vµ c¸c s¶n phÈm trong nghµnh « t«. VÖc nghiªn cøu c¸c ph¬ng ph¸p nh»m n©ng cao tÝnh n¨ng c¬ lý vµ kü thuËt, më réng lÜnh vùc sö dông cña cao su Nitril ®ang ®îc sù quan t©m cña c¸c nhµ khoa häc vµ c¸c c¬ së s¶n xuÊt ë níc ta. HiÖn t¹i ®· cã nhiÒu c«ng tr×nh nghiªn cøu vÒ vËt liÖu nanocompozit trªn c¬ së cao su Nitril, tuy nhiªn cha cã c«ng tr×nh nµo nghiªn cøu vÒ ¶nh hëng cña clay ®Õn c¸c tÝnh chÊt c¬ lý cao su nh ®é bÒn kÐo, ®é d·n dµi t¬ng ®èi... Dùa trªn c¬ së c¸c c«ng tr×nh nghiªn cøu trong níc vµ trªn thÕ giíi tríc ®©y vÒ liÖu polyme nanocompozit, b¶n luËn v¨n nµy sÏ tiÕn hµnh nghiªn cøu ¶nh hëng cña clay h÷u c¬ nanofil ®Õn tÝnh chÊt cña cao su Butadien Nitril. 2
  • 3. Đồ án môn học Trương Huy Tâm-Polyme K47 PhÇn I Tæng quan vÒ ®Ò tµi I.kh¸1 niÖm vËt liÖu nanocompozit VËt liÖu compozit lµ mét hÖ thèng gåm hai hay nhiÒu pha thêng kh¸c nhau vÒ b¶n chÊt, kh«ng hoµ tan vµo nhau, ph©n c¸ch bëi bÒ mÆt ph©n chia pha. Trong ®ã pha liªn tôc gäi lµ pha nÒn, pha gi¸n ®o¹n ®îc bao bäc bëi pha nÒn gäi lµ pha gia cêng. Khi pha nÒn lµ polyme th× vËt liÖu compozit nµy ®îc gäi lµ polyme- compozit. VËt liÖu nanocompozit lµ mét lo¹i polymer - compozit ®Æc biÖt mµ trong ®ã pha nÒn lµ c¸c h¹t, èng hay líp, cã kÝch thíc nanomet ph©n t¸n trong m¹ng nÒn polyme. VËt liÖu nanocompozit cã nhiÒu tÝnh chÊt c¬ lý, ho¸ tèt h¬n nhiÒu so víi lo¹i vËt liÖu compozit th«ng thêng : tÝnh chÊt c¬ häc ( tÝnh chÊt kÐo, tÝnh chÊt va ®Ëp, tÝnh chÊt uèn ); tÝnh chÊt chèng thÊm khÝ; tÝnh chÊt chèng ch¸y; tÝnh æn ®Þnh nhiÖt. Nano clay, nano cacbon…lµ c¸c lo¹i vËt liÖu gia cêng rÊt phæ biÕn cho loaÞ vËt liÖu nµy. II.T×nh h×nh nghiªn cøu vµ øng dông vËt liÖu nanocompozit Nh÷ng n¨m gÇn ®©y cã sù ph¸t triÓn bïng næ trong viÖc nghiªn cøu ph¸t triÓn vµ øng dông c«ng nghÖ nano v× ®©y lµ mét c«ng nghÖ cã tiÒm n¨ng ph¸t triÓn c«ng nghiÖp to lín. C«ng nghÖ nano quan träng ®Õn møc mµ ngêi ta nãi r»ng “C¸c nÒn kinh tÕ thÕ giíi ®ang ®øng bªn bê cña cuéc c¸ch m¹ng c«ng nghÖ nano mµ ¶nh hëng cña nã tíi x· héi vµ kinh tÕ sÏ ®îc lan táa vµ s©u s¾c nh lµ cuéc c¸ch m¹ng cña c«ng nghÖ viÔn th«ng vµ th«ng tin ë cuèi thÕ kû 20”. VÒ mÆt ®Çu t, ë trªn thÕ giíi viÖc nghiªn cøu vµ ph¸t triÓn c«ng nghÖ nano ®· b¾t ®Çu tõ n¨m 1990 vµ trë thµnh nhiÖm vô quèc gia nh ë Mü, NhËt, Hµn quèc vµ c¸c níc trong Céng ®ång kinh tÕ ch©u ¢u. N¨m 2002, NhËt ®Çu t 753 triÖu ®« 3
  • 4. Đồ án môn học Trương Huy Tâm-Polyme K47 la, Mü ®Çu t 604 triÖu ®« la, c¸c níc ph¬ng T©y ®Çu t 285 triÖu ®« la cho c«ng nghÖ nano. T¹i Canada, Héi ®ång nghiªn cøu quèc gia ®Çu t 120 triÖu ®« la cho ViÖn nghiªn cøu quèc gia vÒ C«ng nghÖ nano ®Æt t¹i trêng ®¹i häc Alberta ë Edmonton. C¸c nÒn kinh tÕ kh¸c ë Ch©u ¸, ®Æc biÖt lµ Trung quèc vµ §µi loan rÊt coi träng ®Õn viÖc nghiªn cøu vËt liÖu nano, trong ®ã c¸c h¹t nano, bét nano, kim lo¹i nano, vËt liÖu sinh häc vµ vËt liÖu nanocompozit ®îc u tiªn hµng ®Çu trong ch¬ng tr×nh nghiªn cøu. ë Hµn quèc, vËt liÖu nano tËp trung chñ yÕu cho viÖc ph¸t triÓn ngµnh c«ng nghiÖp c«ng nghÖ th«ng tin. Mét m« h×nh liªn kÕt nghiªn cøu víi sè tiÒn kho¶ng 60 triÖu ®« la cho vËt liÖu quang häc dùa trªn c«ng nghÖ nano ®· ®îc khëi xíng bëi ChÝnh phñ vµ c¸c doanh nghiÖp t nh©n. Ch¬ng tr×nh ph¸t triÓn c«ng nghÖ nano trong 10 n¨m ( 2001-2011) nhËn ®îc kho¶ng 45% tµi trî tõ ChÝnh phñ, phÇn cßn l¹i do c¸c C«ng ty t nh©n, trong ®ã øng dông vËt liÖu cã cÊu tróc nano cho viÖc sö dông n¨ng lîng, quang häc, dÖt may vµ c¸c thiÕt bÞ y tÕ lµ nh÷ng lÜnh vùc träng ®iÓm cña chÝnh phñ Hµn Quèc.[11] VËt liÖu silicat h÷u c¬ kÝch thíc nano ( Clay h÷u c¬ ) lµ lo¹i vËt liÖu silicat cã nguån gèc tù nhiªn ®· ®îc biÕn tÝnh b»ng c¸c chÊt h÷u c¬ phï hîp ®Ó t¹o ra c¸c h¹t silicat h÷u c¬ cã kÝch thíc nano ë trong nh÷ng ®iÒu kiÖn nhÊt ®Þnh. Clay h÷u c¬ lµ mét trong nh÷ng vËt liÖu nano ®îc sö dông kÕt hîp víi mét sè lo¹i vËt liÖu polyme (cã cùc hoÆc kh«ng cùc) ®Ó t¹o ra c¸c vËt liÖu tæ hîp (nanocompozit) cã nhiÒu tÝnh chÊt vît tréi so víi c¸c vËt liÖu tæ hîp th«ng thêng tríc ®©y. HiÖn nay trªn thÕ giíi cã nhiÒu c«ng tr×nh nghiªn cøu vÒ vËt liÖu polyme kÕt hîp víi vËt liÖu clay h÷u c¬ ®Ó t¹o ra vËt liÖu míi cã nhiÒu tÝnh chÊt quÝ, míi. Díi ®©y lµ sù kÕt hîp gi÷a vËt liÖu nano clay h÷u c¬ víi mét sè lo¹i vËt liÖu polyme. §Çu tiªn lµ sù kÕt hîp gi÷a nanoclay vµ nhùa epoxy. C¸c líp nanoclay cã t¸c dông t¨ng cêng tÝnh chÊt cña c¸c hÖ epoxy. §iÒu quan träng ®Ó t¹o ra epoxy - clay nanocompozit lµ ph¶i t¸ch c¸c thanh clay b»ng c¸c ion a níc sau ®ã ph©n t¸n chóng trong epoxy råi ®ãng r¾n nã. §iÒu ®¸ng chó ý lµ c¸c ion axit cã t¸c dông xóc t¸c qu¸ tr×nh polyme ho¸. V× vËy ph¶n øng ®ãng r¾n cã thÓ ®iÒu chØnh ®îc [14]. C¸c chÊt ®ãng r¾n cã thÓ dïng trong qu¸ tr×nh nµy lµ c¸c amin m¹ch th¼ng hoÆc m¹ch vßng, c¸c anhydric vµ c¸c chÊt xóc t¸c. C¸c chÊt nano-clay cã ¶nh h- ëng rÊt lín ®Õn tÝnh chÊt cña nhùa epoxy sau khi ®· ®ãng r¾n. ChØ víi kho¶ng 7,5% thÓ tÝch cña clay cã kÝch thíc kho¶ng 10Ao cã thÓ lµm t¨ng ®é d·n dµi cña nhùa epoxy ë tr¹ng th¸i thuû tinh lªn kho¶ng 10 lÇn [15]. Sù æn ®Þnh kÝch thíc, æn ®Þnh nhiÖt, kh¶ n¨ng chÞu dung m«i cña nhùa nµy còng t¨ng lªn khi cã mÆt cña nanoclay [16]. 4
  • 5. Đồ án môn học Trương Huy Tâm-Polyme K47 Kh«ng nh÷ng thÕ nanoclay h÷u c¬ cßn cã thÓ kÕt hîp víi c¶ nh¹ nhiÖt dÎo nh polystyrene. C¸c kü thuËt kh¸c ®· ®îc ¸p dông trong Polystyren nanocompozit. Ph¬ng ph¸p sö dông Cu2+ thay thÕ clay h÷u c¬ th«ng thêng. C¸c cation ®ång nh chÊt xóc t¸c ®· oxy ho¸ monome styren trong c¸c lç trèng cña clay. Nhng trong ph¬ng ph¸p nµy styren kh«ng æn ®Þnh trong clay. Akelah vµ Moet ®· sö dông ph¬ng ph¸p t¹o ra liªn kÕt clay víi styren dïng vinyl lµm thay ®æi bÒ mÆt cña clay h÷u c¬ qua ph¶n øng polyme ho¸. Acetonitril lµ dung m«i cã hiÖu qu¶ nã ®· t¹o ra ®îc lç trong clay cã kÝch thíc 24,5Ao [22]. Clay h÷u c¬ ®îc trén víi Polystyren ë nhiÖt ®é trªn nhiÖt ®é thuû tinh cña polyme nhê qu¸ tr×nh nãng ch¶y polyme. Sù ph©n t¸n cña Polystyren vµo trong clay lµ qu¸ tr×nh chËm vµ phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè nh träng lîng ph©n tö cña polyme, nhiÖt ®é, chiÒu dµi cña m¾t xÝch alkylammonium, bÒ mÆt cña silica. [23, 24, 25]. Ngoµi ra cßn cã sù kÕt hîp víi c¶ cao su. Compozit t¹o ra tõ butadien vµ acrylonytrile (ATBN) víi c¸c nhãm chøc amino trong dung m«i hçn hîp níc vµ N, N-dimethil sulphoxide [26]. Compozit thu ®îc nhê trén hîp ATBN liªn kÕt clay víi cao su nitril nhê c¸c liªn kÕt ngang. Qu¸ tr×nh ph©n tÝch b»ng kÝnh hiÓn vi ®iÖn tö truyÒn qua cho thÊy c¸c líp nano silica ph©n t¸n rÊt cao trong m¹ng cao su. Kh¶ n¨ng thÊm hydro vµ hót h¬i Èm cña cao su nµy chØ b»ng mét phÇn ba so víi cao su nitril th«ng thêng. C¸c thÝ nghiÖm riªng biÖt kh¸c còng chØ ra r»ng kh¶ n¨ng thÊm oxy cña cao su clay nanocompozit gi¶m ®i nhiÒu. Cao su clay nanocompozit ®îc øng dông ®Ó t¹o ra c¸c èng dÉn rÊt nhá [27]. Polystyren-b- butadien ®ång trïng hîp víi clay nanocompozit còng tæng hîp t¬ng tù nh trªn dïng dioctadecyldimethyl ammonium [28]. Compozit ®îc t¹o ra b»ng c¸ch trén clay h÷u c¬ víi víi c¸c viªn copolyme t¹i 120oC vµ gi÷ ë nhiÖt ®é nµy trong kho¶ng 16-73 h. Cuèi cïng thu ®îc nanocompozit cã modun ®µn håi t¨ng khi t¨ng t¶i träng. Còng nh vËy nhiÖt ®é cña Polystyren trïng hîp khèi víi hµm lîng clay t¨ng trong khi ®ã polybutadien trïng hîp khèi nhiÖt ®é ho¸ thuû tinh hÇu nh kh«ng thay ®æi. Tãm l¹i nhê kÝch thíc nano cña c¸c h¹t ph©n t¸n trong pha nÒn cña vËt liÖu compozit cho nªn cã thÓ t¹o ra c¸c vËt liÖu nanocompozit cã c¸c tÝnh chÊt vµ c¬ tÝnh næi tréi h¼n so víi c¸c vËt liÖu th«ng thêng. Tuy nhiªn viÖc t¹o ra c¸c vËt liÖu nanocompozit míi còng ®ßi hái ph¶i cã c¸c c«ng nghÖ thÝch hîp tuú thuéc vµo tõng lo¹i polyme. Còng trªn c¬ së ®ã dùa vµo yªu cÇu ®ßi hái cña thùc tÕ cña c«ng nghÖ mµ ngêi ta cã nghiªn cøu t¹o ra c¸c vËt liÖu phï hîp víi yªu cÇu. ë níc ta hiÖn nay c¸c nhµ khoa häc còng ®ang b¾t tay vµo nghiªn cøu chÕ t¹o c¸c lo¹i vËt liÖu nanocompozit øng dông trong c¸c lÜnh vùc b¶o vÖ chèng ¨n 5
  • 6. Đồ án môn học Trương Huy Tâm-Polyme K47 mßn, trong lÜnh vùc vËt liÖu míi t¹o ra c¸c vËt liÖu compozit cã ®é bÒn cao, chÞu nhiÖt, chÞu m«i trêng...Tuy nhiªn viÖc nghiªn cøu nµy ®èi víi c¸c nhµ khoa häc n- íc ta cßn nhiÒu míi mÎ do ®ã chóng ta còng cÇn ph¶i ®Çu t nghiªn cøu nhiÒu h¬n. III.vËt liÖu nanocompozit trªn c¬ së nanoclay vµ cao su butadien nitril III.1. nano clay III.1.1 CÊu tróc clay C¸c kho¸ng clay ®îc sö dông cho vËt liÖu polyme nanocompozit cã thÓ ®- îc ph©n lo¹i thµnh 3 nhãm ®ã lµ kiÓu 2:1, kiÓu 1:1 vµ líp axit silic. C©ó tróc cña chóng ®îc m« t¶ ng¾n gän nh sau: [ 9 ] KiÓu 2:1 (montmorillonite) : Clay phô thuéc vµo hä sÐt tÈy bÈn víi cÊu tróc tinh thÓ gåm chiÒu dµy c¸c líp kÝch thíc nanomet cña c¸c líp nh«m 8 mÆt kÑp gi÷a 2 líp silic 8 mÆt. C¸c líp liªn kÕt víi nhau thµnh khèi nhê lùc liªn kÕt van der waals gi÷a chóng. Sù thay thÕ ®ång d¹ng cña Al víi Mg, Fe, Li trong cÊu tróc líp h×nh 8 mÆt hoÆc Si víi Al trong c¸c líp h×nh 8 mÆt t¹o nªn cø 3 líp cÊu tróc tÊm h×nh 8 mÆt mét khèi ®iÖn tÝch ©m, nã ®îc c©n b»ng bëi sù thay ®æi c¸c ion kim lo¹i tån t¹i ë c¸c kho¶ng kh«ng gian bªn trong c¸c líp, vÝ dô nh Na, Ca, Mg, Fe, vµ Li. KiÓu 1:1 (kaolinite) : Clay lo¹i nµy gåm cã c¸c líp ®îc t¹o thµnh bëi 1 tÊm nh«m 8 mÆt vµ mét tÊm silic 8 mÆt. Mçi líp kh«ng mang gi¸ trÞ ®iÖn tÝch ®Ó cã thÓ thay thÕ b»ng c¸c líp 8 mÆt hoÆc 4 mÆt kh¸c. V× thÕ, kh«ng lo¹i bá ®îc c¸c ph©n tö níc, c¸c cation hay anion chiÕm gi÷ kho¶ng kh«ng gian gi÷a c¸c líp vµ c¸c líp ®îc liªn kÕt víi nhau b»ng liªn kÕt Hydro gi÷a c¸c nhãm hydroxyl trong khèi 8 mÆt vµ b»ng liªn kÕt oxy trong c¸c khèi 4 mÆt cña c¸c líp kÒ nhau. Líp axit silic (Kanemite) : Clay lo¹i nµy bao gåm chñ yÕu lµ c¸c líp silic 8 mÆt víi chiÒu dµy kh¸c nhau. C©ó tróc c¬ b¶n gåm cã m¹ng c¸c líp silicat vµ c¸c hydrat ion kim lo¹i kiÒm xen gi÷a c¸c líp. C¸c nhãm silanol ë c¸c vïng xen gi÷a c¸c líp gièng nh sù biÕn tÝnh hîp chÊt h÷u c¬ b»ng viÖc g¾n c¸c nhãm chøc h÷u c¬ lªn c¸c vïng xen gi÷a c¸c líp. §ã lµ c¸c vËt liÖu clay tù nhiªn trõ silicate 8 mÆt nhng chóng ta cã thÓ tæng hîp ®- îc. C¸c líp silic axit thÝch hîp víi viÖc t¹o polyme nanocomposite v× chóng cã tÝnh chÊt ho¸ häc t¬ng tù víi clay sÐt tÈy. Bªn c¹nh ®ã, chóng cã ®é tinh khiÕt cao vµ tÝnh chÊt cÊu tróc cã thÓ bæ sung cho clay sÐt tÈy. 6
  • 7. Đồ án môn học Trương Huy Tâm-Polyme K47 H×nh 1 CÊu tróc lý tëng cña nanoclay montmorillonite [ 12 ] III.1.2 C¸c ®Æc ®iÓm chung §Æc ®iÓm quan träng cña vËt liÖu clay ®Ó øng dông thÝch hîp vµo polyme nanocompozit lµ chóng cã kh¶ n¨ng ®an xen ho¸ häc lín nhÊt, ®é bÒn vµ tÝnh mÒm cao, vµ tû lÖ ®Þnh híng cao cña tõng ®¬n vÞ riªng biÖt, dÔ kiÕm vµ gi¸ thµnh rÎ. §Çu tiªn, cÊu tróc líp hîp nhÊt cña chóng vµ kh¶ n¨ng ®an xen cña chóng cho phÐp chóng thay ®æi ho¸ häc ®Ó t¬ng hîp víi polyme, do ®ã t¹o nªn lùc hót c¸c phÇn tö cña chóng trong vËt liÖu polyme nanocompozit clay c¬ b¶n. Thªm vµo ®ã, ®iÖn tÝch c¸c líp cña chóng t¬ng ®èi thÊp ( χ = 0,2 – 0,6 ) cã nghÜa lµ lùc t¬ng t¸c gi÷a c¸c líp kÒ nhau t¬ng ®èi thÊp, nã t¹o nªn sù trao ®æi cation ë bªn trong c¸c líp. VÒ vÊn ®Ò nµy, sù xen vµo gi÷a cña c¸c cation v« c¬ vµ h÷u c¬ vµ c¸c ph©n tö trong kho¶ng kh«ng gian gi÷a c¸c líp dÔ dµng, chóng cã vÞ trÝ quan träng trong viÖc sö dông chóng ®Ó s¶n xuÊt polyme nanocompozit. Trong sè c¸c sÐt tÈy, MMT vµ hectorite ®îc sö dông réng r·i nhÊt, c¸c lo¹i kh¸c ®îc sö dông tuú thuéc vµo môc ®Ých øng dông cô thÓ cña chóng. H¬n n÷a, mÆc dï clay sÐt tÈy trong tù nhiªn kh«ng cã kÝch thíc nano, chóng cã thÓ bong hoÆc t¸ch líp thµnh c¸c phÇn tö cì nanomet víi chiÒu dµy kho¶ng 1nm vµ tû lÖ ®Þnh híng tõ 100 – 1500 vµ vïng bÒ mÆt 700- 800 m2/g. Mçi phÇn tö nµy cã ®é bÒn vµ tÝnh mÒm dÎo rÊt cao vµ cã thÓ coi nh mét polyme v« c¬ cã ph©n tö khèi cì 1,3 x 108, lín h¬n rÊt nhiÒu 7
  • 8. Đồ án môn học Trương Huy Tâm-Polyme K47 so víi polyme th«ng thêng. Cuèi cïng vµ quan träng nhÊt, chóng cã mÆt ë kh¾p mäi n¬i trong tù nhiªn vµ v× thÕ chóng kh«ng ®¾t. III.1.3 CÊu tróc cña vËt liÖu clay/nanocompozit Khi c¸c líp clay ®îc ®iÒn ®Çy vµo polyme nÒn, c¸c compozit th«ng thêng hoÆc nanocompozit cã thÓ ®îc t¹o thµnh phô thuéc vµo tr¹ng th¸i tù nhiªn cña c¸c thµnh phÇn vµ c¸c ®iÒu kiÖn gia c«ng. C¸c compozit th«ng thêng ®¹t ®îc nÕu polyme kh«ng thÓ xen vµo gi÷a c¸c líp vËt liÖu clay. TÝnh chÊt cña compozit lo¹i nµy còng gièng nh tÝnh chÊt cña polyme compozit gia cêng b»ng c¸c phÇn tö micro. Cã 2 lo¹i cÊu tróc nano ®Æc biÖt lµ kÕt qu¶ cña viÖc trén hîp kho¸ng clay vµ mét polyme víi mét ®iÒu kiÖn gia c«ng ®Æc biÖt. Mét lµ lo¹i nanocompozit xen kÏ (I) trong ®ã líp nhá ( monolayer ) cña chuçi polyme kÐo dµi ®îc chÌn vµo bªn trong c¸c líp vËt liÖu clay, kÕt qu¶ lµ t¹o nªn mét d¹ng côm gåm nhiÒu líp lÇn lît c¸c líp polyme vµ c¸c phÇn tö clay vµ mét kho¶ng c¸ch tuÇn hoµn cì vµi nanomet. Mét lo¹i kh¸c lµ nanocompozit t¸ch líp hoÆc bãc vá (II), trong ®ã, c¸c phÇn tö clay ®îc hoµn thµnh vµ ph©n t¸n ®ång nhÊt trong mét polyme nÒn liªn tôc. Tuy nhiªn, mét ®iÓm lu ý lµ chóng cã thÓ t¹o thµnh d¹ng bã (gäi lµ bãc t¸ch kh«ng hoµn toµn) nanocompozit (III), ®ã lµ mét nanocompozit polyme phæ biÕn. Clay Polyme Compozit th«ng thêng Nanocompozit 8
  • 9. Đồ án môn học Trương Huy Tâm-Polyme K47 H×nh 2 : Sù phèi hîp polyme compozit clay c¬ b¶n gåm cã compozit th«ng thêng vµ nanocompozit víi xen kÏ (I), bãc t¸ch (II) hoÆc cÊu tróc bã (III). IV TÝnh chÊt c¬ b¶n cña nanocompozit TÝnh chÊt cña polyme nanocompozit ®îc t¨ng thªm rÊt nhiÒu so víi polyme compozit th«ng thêng cña chóng vµ polyme tinh khiÕt. Thªm vµo ®ã, sù c¶i thiÖn tÝnh chÊt thu ®îc mµ kh«ng cÇn t¨ng tû träng cña polyme vµ nã kh«ng mÊt ®i tÝnh chÊt quang häc vµ kh¶ n¨ng t¸i sinh kÐo c¨ng. Chóng gi¶m ®îc ®é thÊm khÝ vµ thÊm ít chÊt láng. H¬n n÷a, chóng c¶i thiÖn ®îc tÝnh chÞu löa trong khi vÉn gi÷ nguyªn ®îc ®é trong cña polyme nguyªn chÊt. Cuèi cïng, chóng cã thÓ cã tÝnh chÊt dÉn ®iÖn vµ c¶i thiÖn kh¶ n¨ng ph©n huû sinh häc khi c¸c s¶n phÈm polyme vµ polyme ph©n huû sinh häc gÆp r¾c rèi. IV.1 TÝnh chÊt c¬ häc. TÝnh chÊt c¬ häc cña polyme nanocompozit t¨ng lªn thÓ hiÖn ë ®é cøng cao vµ tû lÖ ®Þnh híng tèt víi ®é t¬ng hîp cao gi÷a polyme vµ clay h÷u c¬. VÝ dô, bÒ mÆt ph©n chia tèt lµm gi¶m øng suÊt t¹i ®iÓm khi lÆp l¹i biÕn d¹ng. Sù biÕn d¹ng dÔ x¶y ra víi compozit th«ng thêng ®îc gia cêng b»ng sîi thuû tinh vµ v× thÕ dÉn ®Õn ®é bÒn kÐm. C¸c tÝnh chÊt míi cña nylon 6 clay nanocompozit tæng hîp b»ng ph¬ng ph¸p trïng hîp in-situ lÇn ®Çu tiªn ®îc chøng minh bëi c¸c nhµ nghiªn cøu cña phßng thÝ nghiÖm th¨m dß trung t©m Toyota. VÝ dô vÒ sù t¨ng ®¸ng kÓ vÒ mo®un vµ ®é bÒn cña nanocoompozit : 40% ®é bÒn kÐo, 60% ®é bÒn uèn, 68% modun kÐo vµ 126% modun uèn [ 9 ]. C«ng ty RTP cã b¸o c¸o vÒ sù t¨ng tÝnh chÊt t¬ng øng cña nylon 6 clay nanocoompozit tæng hîp b»ng ph¬ng ph¸p trén hîp nãng ch¶y trùc tiÕp. Ngêi ta tin r»ng sù t¨ng modun liªn quan trùc tiÕp ®Õn tû lÖ ®Þnh híng cao cña c¸c líp clay trong cÊu tróc nano cuèi cïng. 9
  • 10. Đồ án môn học Trương Huy Tâm-Polyme K47 H×nh 3 ¶nh hëng cña clay ®Õn modul kÐo H×nh 4 ¶nh hëng cña clay ®Õn ®é bÒn uèn cong H×nh 3 vµ 4 cho thÊy ¶nh hëng cña clay ®èi víi modun kÐo vµ ®é bÒn uèn cong cña 1 vµi lo¹i polyme nanocompozit. Sù t¨ng Ýt ®îc ghi nhËn víi mét sè nanocompozit ®îc thªm vµo gi÷a nh nanocompozit tõ clay vµ PMMA vµ PS. øng suÊt t¹i bÒ mÆt cã ¶nh hëng lín ®Õn tÝnh chÊt cña polyme nanocompozit. VÝ dô ®é ph©n cùc cña PMMA vµ ion nylon6 t¹i bÒ mÆt víi c¸c líp clay cã thÓ ®îc gi¶i thÝch do sù t¨ng øng suÊt do t¬ng t¸c PMMA vµ nanocompozit vµ nanocompozit nylon 6 xen kÏ. TÝnh chÊt va ch¹m cña nylon 6 nanocompozit chØ ra r»ng nã kh«ng chÞu ¶nh hëng cña qu¸ tr×nh bãc t¸ch ®îc sö dông. Trong trêng 10
  • 11. Đồ án môn học Trương Huy Tâm-Polyme K47 hîp nanocompozit polypropylen, øng suÊt kÐo t¨ng Ýt 1 phÇn do sù b¸m dÝnh bÒ mÆt cña cùc PP vµ clay, sù b¸m dÝnh nµy cã thÓ ®îc c¶i thiÖn b»ng c¸ch thªm anhydric maleic ®Ó biÕn tÝnh PP ®Ó lµm chÊt nÒn. øng suÊt kÐo gi¶m nhiÒu ®èi víi mçi lo¹i PS xen vµo do sù t¬ng hîp yÕu cña PS vµ bÒ mÆt clay. Víi nanocompozit nhiÖt r¾n, sù xen kÏ cña vËt liÖu clay cã thÓ do viÖc t¨ng ®¸ng kÓ tÝnh chÊt bao gåm c¶ tÝnh chÊt c¬ lý, ®é bÒn khèi, ®é bÒn nhiÖt, ®é bÒn ho¸ häc, tÝnh chÊt chÞu dung m«i, ®é trong suèt cao, cïng víi tÝnh chÊt cao vµ kh¶ n¨ng chÞu löa cña polyme nanocompozit. iV.2 TÝnh chÊt nhiÖt TÝnh chÊt nhiÖt cña polyme nanocompozit thêng ®îc ®¸nh gi¸ b»ng khèi lîng gi¶m khi gia nhiÖt, ®ã lµ kÕt qu¶ do viÖc h×nh thµnh s¶n phÈm dÔ bay h¬i. Sù c¶i thiÖn kh¶ n¨ng chÞu nhiÖt cña polyme nanocompozit do c¸c phÇn tö clay ng¨n c¶n sù ph©n t¸n cña c¸c chÊt dÔ bay h¬i vµ t¨ng viÖc h×nh thµnh than sau khi ph©n huû nhiÖt. Blumstein lÇn ®Çu tiªn b¸o c¸o vÒ sù c¶i thiÖn kh¶ n¨ng chÞu nhiÖt cña nanocompozit PMMA thÊy ®îc khi thªm vµo PMMA chøa 10% clay ë nhiÖt ®é cao h¬n 40÷50oC so víi PMMA trèng. Míi ®©y cã mét b¸o c¸o lín vÒ viÖc t¨ng kh¶ n¨ng chÞu nhiÖt cña nanocompozit t¹o thµnh tõ clay h÷u c¬ ®Æc biÖt vµ polyme nÒn. VÝ dô sù t¨ng kh¶ n¨ng chÞu nhiÖt ®îc b¸o c¸o do liªn kÕt chÐo t¹o thµnh polydimetyl siloxan ®îc bãc t¸ch víi 10% orangomontmorillonite vµ nanocompozit xen kÏ t¹o thµnh tõ ph¶n øng trïng hîp styren metyl metacrylat vµ chÊt khëi ®Çu epoxy. øng xö nhiÖt kh¸c lµ sù chÞu nhiÖt bªn ngoµi cã thÓ ®o b»ng nhiÖt ®é biÕn d¹ng nhiÖt (HDT). HDT cña nylon 6 nanocompozit ®îc c¸c nhµ nghiªn cøu Toyota b¸o c¸o lµ tõ 65oC cña nylon ban ®Çu tíi 145oC [ 9 ]. Sù t¨ng HDT cã thÓ nhËn thÊy trong nanocompozit clay c¬ b¶n cho c¸c hÖ thèng polyme kh¸c nhau nh PP vµ polylactit (PLA). Sù t¨ng HDT khã cã thÓ ®¹t ®îc ®èi víi c¸c polyme compozit th«ng thêng gia cêng b»ng c¸c hîp phÇn micro. Cuèi cïng tÝnh chÊt chÞu lùc vµ c¬ häc cña nanocompozit ®Òu ®îc c¶i thiÖn trong khi tÝnh chÊt c¬ häc lu«n gi¶m ®èi víi polyme compozit cã ®é chÞu löa th«ng thêng. §é chÞu löa cña polyme nanocompozit lµ do c¸c líp cacbonat ®îc t¹o thµnh khi ch¸y vµ do cÊu tróc cña vËt liÖu clay. CÊu tróc ®a líp cña clay ®ãng vai chÊt c¸ch ®iÖn rÊt tèt vµ lµ rµo c¶n chuyÓn ®éng khèi. Sù t¹o thµnh than vµ cÊu tróc clay ng¨n c¶n sù tho¸t cña c¸c chÊt dÔ bay h¬i bÞ ph©n huû tõ trong nÒn 11
  • 12. Đồ án môn học Trương Huy Tâm-Polyme K47 polyme. Kh¶ n¨ng chÞu löa ®îc ph¸t hiÖn bëi Gilman. Kh¶ n¨ng chÞu löa thêng ®îc ®¸nh gi¸ b»ng sù gi¶m cùc ®¹i cña tû lÖ nhiÖt ®é bay h¬i (HRR). iV.3 TÝnh chÊt ch¾n Polyme nanocompozit cã tÝnh chÊt ch¾n rÊt ®Æc biÖt ®èi víi c¸c chÊt khÝ (O2, N2, CO2), níc vµ hydrocacbon. C¸c nghiªn cøu cho thÊy sù gi¶m ®é thÊm níc phô thuéc vµo tû lÖ ®Þnh híng cña c¸c ph©n tö clay, víi tû lÖ cao th× tÝnh chÊt ch¾n còng ®îc n©ng cao. Sù thÊm níc cña nanocompozit polyimit bãc t¸ch ®îc chØ ra ë h×nh 5 ®· ®îc Yano b¸o c¸o trong khi sö dông clay h÷u c¬ víi tû lÖ ®Þnh híng kh¸c nhau [ 9]. TÝnh chÊt ch¾n khÝ cã thÓ ®¹t ®îc trong polyme nanocompozit víi vËt liÖu clay ®îc bãc t¸ch hoµn toµn. H¬n n÷a, tû lÖ ®Þnh híng cña c¸c phÇn tö clay ®îc quan s¸t chÞu ¶nh hëng lín cña hÖ sè thÈm thÊu liªn quan ®Õn sù ®iÒn ®Çy PI víi 2% clay h÷u c¬. Sù thÊm níc cña nanocompozit polycaprolacton (PCL) bãc t¸ch còng ®îc xem xÐt, nã chØ ra lîng t¨ng dù kiÕn cña ®é thÈm thÊu t¬ng ®¬ng víi sù t¨ng cña c¸c phÇn tö clay nanomet. H×nh 5 Sù thÊm níc cña nanocompozit polyimit bãc t¸ch Khi mét mµng polyme nanocompozit ®îc t¹o thµnh, c¸c líp clay ®Þnh híng song song víi bÒ mÆt cña mµng. KÕt qu¶ lµ c¸c ph©n tö khÝ ph¶i cã ®êng dµi h¬n xung quanh c¸c líp clay kh«ng thÊm níc trong nanocompozit so víi polyme nÒn c¬ b¶n, khi ®ã chóng ch¾n ngang mét chiÒu dµy mµng t¬ng øng. § 12
  • 13. Đồ án môn học Trương Huy Tâm-Polyme K47 iV.4 C¸c tÝnh chÊt kh¸c Polyme nanocompozit còng cho thÊy nã c¶i thiÖn ®îc ®¸ng kÓ hÇu hÕt c¸c tÝnh chÊt cña polyme th«ng thêng. VÝ dô, chóng cã ®é trong suèt gÇn b»ng vËt liÖu polyme ban ®Çu v× c¸c phÇn tö clay cã chiÒu dµy cì nanomet rÊt nhá. ChÝnh v× thÕ, c¸c phÇn tö clay cã kÝch thíc nhá h¬n rÊt nhiÒu so víi chiÒu dµi sãng cña ¸nh s¸ng nh×n thÊy nªn nã cho ¸nh s¸ng truyÒn qua. Bªn c¹nh ®ã, kh¶ n¨ng chÞu xíc lín h¬n bëi sù hîp nhÊt cña c¸c líp silicat. Polyme nanocompozit cã thÓ ®îc sö dông trong ®iÒu kiÖn kü thuËt cao ®Ó c¶i thiÖn c¸c tÝnh chÊt trong lÜnh vùc hµng kh«ng. Ngoµi ra Polyme nanocompozit cßn c¶i thiÖn tÝnh dÉn ®iÖn. MÆc dï c¸c líp clay cã thÓ coi nh mét chÊt c¸ch ®iÖn, c¸c cation hydrat ë líp trong vµ ®Æc tÝnh di chuyÓn cña chóng ®¶m b¶o cho c¸c ion dÉn ®iÖn ®¸ng kÓ trong hÖ thèng. Sù c¶i thiÖn tÝnh chÊt nhiÒu h¬n ®îc dù ®o¸n do cã sù thªm vµo c¸c polyme cã d ®iÖn tö ho¹t ®éng vµo trong vËt liÖu clay. nanocompozit c¬ b¶n víi sù ®an xen cña c¸c ®iÖn tÝch polyme (nh polyetylenoxit, PEO) trong vËt liÖu clay cã t¸c dông thay thÕ cho hîp chÊt muèi polyme th«ng thêng. Bªnc¹nh ®ã nanocompozit t¹o thµnh tõ clay h÷u c¬ vµ polyme ph©n huû sinh häc c¶i thiÖn ®îc ®¸ng kÓ kh¶ n¨ng ph©n huû sinh häc cña nã. V.Cao su nitril V.1 Giíi thiÖu chung Cao su NBR lµ mét lo¹i nguyªn liÖu phæ biÕn trong c«ng nghiÖp vµ c«ng nghÖ s¶n xuÊt « t«. NBR lµ cao su tæng hîp cña c¸c copolymer kh«ng no lµ acrylonitril vµ butadiene. Lùa chän c¸c elastome vµ hµm lîng kh¸c nhau ta cã thÓ thu ®îc c¸c s¶n phÈm cao su kh¸c nhau vµ sö dông cao su NBR cho nhiÒu môc ®Ých chÞu hãa chÊt , chÞu dÇu mì. Trong c«ng nghÖ s¶n xuÊt « t«, NBR ®îc sö dông lµm èng dÉn dÇu mì vµ mét vµi øng dông kh¸c n÷a. Víi kho¶ng nhiÖt ®é sö dông tõ - 400C ®Õn 1250C th× vËt liÖu NBR cã thÓ ®¸p øng hÇu hÕt c¸c yªu cÇu vÒ vËt liÖu trong s¶n xuÊt « t«. Ngoµi ra trong c«ng nghiÖp NBR cßn ®îc sö dông lµm con l¨n, van thñy lùc, b¨ng t¶i vµ trong héi häa, c«ng nghiÖp ®ãng gãi c¸c s¶n phÈm dÇu má etc. Hµng n¨m NBR ®îc s¶n xuÊt vît qu¸ 368 000 tÊn. [ 17 ] Còng nh c¸c lo¹i nhùa nhiÖt r¾n kh¸c, NBR ®ßi hái c¸c chÊt phô gia t¨ng cêng vµ ph¬ng ph¸p gia c«ng cÇn thiÕt ®Ó t¹o thµnh s¶n phÈm. c¸c chÊt phô gia t¨ng cêng gåm cã chÊt ®én t¨ng cêng, chÊt hãa dÎo, chÊt æn ®Þnh, chÊt phñ vµ chÊt ho·n lu. Qu¸ tr×nh gia c«ng gåm cã c¸c c«ng ®o¹n s¬ luyÖn, hçn luyÖn, ®Þnh h×nh vµ lu hãa t¹o nªn s¶n phÈm cuèi cïng. Qu¸ tr×nh c¸n trén gåm cã 13 Tải bản FULL (32 trang): https://bit.ly/3lXGgyx Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net
  • 14. Đồ án môn học Trương Huy Tâm-Polyme K47 ph©n t¸n, trén néi, ®Þnh h×nh vµ c¸n Ðp. C¸c s¶n phÈm b¸n ngoµi thÞ trêng lµ c¸c s¶n phÈm ®óc phun, s¶n phÈm d¹ng èng, tÊm, hoÆc tÊm xèp. [ 18 ] V.2 ®Æc ®iÓm vµ cÊu t¹o CSBN lµ s¶n phÈm ®ång trïng hîp cña Buta®ien 1, 3 vµ acrylonitril víi sù cã mÆt cña hÖ xóc t¸c oxi ho¸ khö persunfatkali ( K2S2O8 ) vµ triªtanol amin N( CH2CH2OH)3 . n [CH2= CH – CH = CH2 ] + m[ CH2 = CH ] CN → [– CH2 – CH = CH – CH2–]a[–CH2 – CH–]b CN Acrylonitril cã kh¶ n¨ng tham gia vµo ph¶n øng víi Butadien ®Ó t¹o thµnh hai lo¹i s¶n phÈm kh¸c nhau, ngoµi s¶n phÈm chñ yÕu cã m¹ch ®¹i ph©n tö, CSBN cßn cã s¶n phÈm phô khi acrylonitril tham gia ph¶n øng vßng ho¸ víi butadien t¹o thµnh nitril m¹ch vßng 4.xianociclohecxen. CH2 CH2 ║ CH CH2 CH CH2 | + || → || | CH CH – C≡N CH CH – C ≡N ║ CH2 CH2 V.3 tÝnh chÊt cña cao su nitril Do t¹o thµnh m¹ch vßng 4.xianociclohexen t¹o cho cao su cã mïi ®Æc trng ( mïi nhùa c©y ®u ®ñ ) vµ mµu n©u nh¹t . ViÖc t¹o thµnh s¶n phÈm phô nµy x¶y ra cµng m¹nh khi hµm lîng monome acrilonitril trong hçn hîp ph¶n øng cµng cao. Cao su cã nhiÒu acrilonitril cã mµu sÉm h¬n vµ cã mïi râ h¬n . Dùa vµo ®Æc ®iÓm nµy cã thÓ ph©n biÖt ®îc lo¹i cao su vµ hµm lîng nhãm nitril trong nã. TÝnh chÊt næi bËt nhÊt cña CSBN lµ bÒn víi c¸c dung m«i m¹ch th¼ng vµ c¸c lo¹i dÇu kho¸ng, nhng tan trong kªt«n. C¸c tÝnh chÊt nµy phô thuéc vµo hµm lîng nhãm nitril trong nã . Kh¶ n¨ng chÞu m«i trêng dÇu mì, dung m«i h÷u c¬ t¨ng cïng vêi hµm lîng nhãm acrylonitril tham gia vµo ph¶n øng t¹o m¹ch ph©n tö cao su . 14 Tải bản FULL (32 trang): https://bit.ly/3lXGgyx Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net
  • 15. Đồ án môn học Trương Huy Tâm-Polyme K47 ¶nh hëng cña nhãm nitril ®Õn kh¶ n¨ng chÞu dÇu cña cao su cã thÓ gi¶i thÝch trªn c¬ së cña c¸c thuyÕt sau : Theo thuyÕt hÊp phô do liªn kÕt - C≡ N trong cao su cã ®é ph©n cùc lín ( δ + ë nguyªn tö C, δ- ë nguyªn tö N ) nªn lùc t¸c dông t¬ng hç gi÷a c¸c ®o¹n m¹ch ph©n tö cã nhãm –C≡N t¨ng. N¨ng lîng liªn kÕt vËt lý gi÷a c¸c ®o¹n m¹ch cao, n¨ng lîng kÕt dÝnh néi t¨ng, cµng lín khi hµm lîng nhãm –C≡N cµng lín . N¨ng lîng kÕt dÝnh néi ng¨n chÆn hiÖn tîng t¸ch c¸c ph©n tö polyme ra xa trong qu¸ tr×nh tr¬ng vµ hoµ tan v× thÕ cïng víi hµm lîng nhãm nitril t¨ng, kh¶ n¨ng chÞu dÇu cña cao su tèt h¬n. Theo thuyÕt che ch¾n do kÝch thíc kh«ng gian c¸c nhãm ph©n cùc –C≡N lín vµ kho¶ng c¸ch kh«ng gian gi÷a c¸c nhãm –C≡N víi liªn kÕt kh«ng no gÇn nªn c¸c nhãm nµy ®· bao trïm lªn kh«ng gian c¸c liªn kÕt kh«ng no, ng¨n chÆn sù th©m nhËp cña c¸c t¸c nh©n t¸c dông ( ph©n tö cña dÇu mì …) vµo kh«ng gian liªn kÕt ®«i vµ kho¶ng kh«ng gian gi÷a c¸c m¹ch ®¹i ph©n tö. Khi hµm lîng nhãm nitril trong cao su cµng cao kh¶ n¨ng vµ hiÖu qu¶ che ch¾n cµng cao. Tuy nhiªn, nhãm –CN trong m¹ch lµm t¨ng ®é thÈm thÊu níc cña CSBN so víi mét sè lo¹i cao su kh«ng ph©n cùc kh¸c [13]. HÖ sè thÈm thÊu khÝ vµ níc cña vµi lo¹i polyme 107cm2.5-1bar-1 Polyme He O2 H2O Polyetylen 1,14 0,40 12 Cao su butyl - 1,3 120 CSBN 0,55 0.0003 300 Cao su buta®ien lµ lo¹i cao su ph©n cùc lín nªn nã cã kh¶ n¨ng trén hîp víi hÇu hÕt c¸c polyme ph©n cùc, víi c¸c lo¹i nhùa tæng hîp ph©n cùc… Sù phèi hîp cña CSBN víi phenol focman®ehyt cã rÊt nhiÒu tÝnh chÊt quý gi¸ : ChÞu nhiÖt cao , chèng xÐ r¸ch tèt , bÒn víi «z«n , oxy vµ ®é bÒn kÕt dÝnh ngo¹i kh¸ cao. Cã kh¶ n¨ng ph©n gi¶i ®iÖn tÝch do ®ã ®îc sö dông nhiÒu lµm c¸c s¶n phÈm chuyÓn ®éng chÞu ma s¸t . CSBN cã liªn kÕt kh«ng no trong m¹ch nªn cã kh¶ n¨ng lu ho¸ b»ng lu huúnh phèi hîp víi c¸c xóc tiÕn la ho¸ th«ng dông . Ngoµi ra cßn lu ho¸ b»ng xóc tiÕn lu ho¸ nhãm thiuram, nhùa phenol formal®ehyt . §Æc trng kü thuËt cña CSBN ®îc x¸c ®Þnh trªn c¬ së hîp phÇn : 15 3544139