Tổng quan và mục tiêu của luận án nghiên cứu giảm cấp cao su Latex

Tổng quan và mục tiêu của luận án nghiên cứu giảm cấp cao su Latex

I TONG QUAN :

CaDsu latexcua nuac ta thu duqc tlrCaycaDsu gi6ngHavea, loai Brasiliennes.

Latex la mOth~ colloid; mall tr.~ngdl,lc,gam cae hc;t.tcaDsu nh6 phan tan trong moi trucIngmrac,moi trmJng nay duqc gQila serum [58].Thanh phancualatexnhusau [37]:

cae mu6i va ea hoan toan n~m trong pha serum cae lipid n~m a b~ m~t hc;t.tcaD su, cae protein

.vtra co trong pha Serum vlra co tren b~ mat phan each caD su-serum [37].

IA.1 Serum:

Serum mOtphan co Hnh chat dung dieh keG do ehua cae protein va cae phospholipid, mOtphan co Hnh chat dung djch th~t do chu'a cae mu6i khoang, quebrachitol va mOt l~qng nh6 cacacid amin [37] th~lllhphan quebraehitol kha caD khocing 1% nhung khong anh huang quailtrQng de'n Hnh chat v~t ly eua latex [58] Cae mu6i khoang trong do cae cation chu yell la K+(0,2%), Mg2+ (0,05%), va cae anion ehu ye'ula phosphat (khoang 0,4%) '

IA.2 H£ft cao su :

La nhung h~lthlnh call, co durIng kinh tlrO,05 de'n 3# [58] Cae protein va pfiospho -lipidmang di~n tieh am hap phl,ltren b~ m~t hc;t.ttang h.JedffygiUa cae hc;t.tva kha nang hydrathoaeuahc;t.t,do do dlng de)bell phflll tan eua h~ latex [38] Di~n tich am d6 qui dinh Hnh b~n vu'ngeua

latex trong moi tru'O'ngbaz va Hnh d~ dong t\1trong moi trucIng acid, nhat la a Ian e~n di~m d~ng

di~n eua protein trong latex (khoang pH = 4,6- 4,7)

Khi dong t\1 latex, phan caD su kho tach ra eo tinh daTIhai, nhi~t dO thuy tinh hoa

Tg=- 70°C; d = 0,91 g/cm3 , tan duqe trong xang, CS2, hidroearb~n elor boa, hidroearbon

CaDsu la m()t polyme mc;t.chthang, d6ng nhat ve m~t vi Calltrue, co cang thuc nguyen la

(CsHs)n vdi criutruc dan vi ea sa la 1,4-isopien:

fA3 Dt) be,l dong tlf cua Latex:

Latex bi dong t\1 do cac lac nhan dong t\1nhu : lac nhan v~t ly (dun Dong, khuay irOn, lytam ) hay lac nhan boa hQc (dung acid d~ h~ pH moi truong de'n di~m dang di~n cua cac,protein trong latex; dung ruQ'u,aceton, muoi kim lo~i da boa trj lam pha vB1c1phidrat boa baaquanh h~t va giam lIfCdc1ytInh di~n ghl'a cach~t) [59]

Latex d~ t\1'nhien saDmOt thai gian se dong t\1vi qua trinh leDmen cua cac vi khmi'n lammc'>itwang tr6' lien co linn acid he1n.Vi v~y dtgiU' latex atr~ng thai <indjnh dIn them vao (16

chat khang dong co linn baz Co th~ dung nhi~u chat-baa quail nhU'ng chi co NH40H m0i cokha Dangket tl,1nhLi'I!gion lam mat tinh 6n djnh (d~c bi~t la Mgz+), h~n che' sl! phat tri~n cua vikhuc1n va d~ dang l()~i bo khi can thie't.

Khi them NH40H VaGd~ baa qUail,cac phospho lipid cua latex daTIdaTIbi thuy rhEin chocac baz tt! do (cholin hay hidroxietilamin), gIicerol, gIicerolphosphat va xa phong acid beo Caccha'tnay di VaGpha serum conxa phong acid beGvlln ha'p ph\11ambell h~t caDsu, Dong th0i, cacprotein cling bi thuy phan ch~m, hinh thanh cac amino acid, polypeptid va dU'Q'Cchuy~n VaGphaserum Noi chung, khi co m~t NH40H dO b~n cua latex tang len nhung vlln bj dong t\1khi

I.B Stj GIAM CAP:

I.Bl s~(gidm call polime [87J :

Giam ca'p la phan ling lam aut lien ke't boa hQc trong m~ch chfnh c1.1ad~i phfm t1.1',lamgiam trQng luQ'ngphan to-c1.1a'no Tuy iDeo ban cha't c1.1alac nhan gay aut m~ch ma ngU'0ita

-giam ca'pv~t lybao gam giam ca'pnhi~t, ccJ,quang boa, blicx~ ion (tia X, tiaa, f3,y).

- giam cap hoc!hQcdi~n ra dtraitac dOngcua cac tac nhEJnhoa hQc khacnhau Quan trQngnhat la giam cap oxihoc!,thuy phtm, akol phtm, acid phtIn, amiDphan.

Trang thtJ'cte',nhif~ulo~i rheIn ti'nggiam cap dong thai di~n ra nhU'giam cap nhi~t di kemvaigiam cap oxi hoc!,g'iam cap quanghoci di k~m vai giam cap oxihoc!v v

Khi 51J'giam cflp de'n mti'cphong thich maDame thi dU'qcgQila 51,1'khutrung hqp.

Qua trinh giam cap co tam quail trQng trang thl,I'Cti~n vi cac tlnh chat cua polime dell phuthuOc VaGtrQng lU'qngphan tu cua chung Do do, d~ co th~ dieD khi~n duqc qua trinh, can

nghien CUllco che'va qui Im)tcua ~vgiam cap polime Ngoai fa, rhein ung giam cap can co gia tft

15'thuye't Ian khi nghien CUllm~ch d~i phan tu '

I.B.2 SIf gialil cap caD SU (If nhien :

Cling nhU'cac polime khac, cao 5Utv nhien co th~ bt giam cap do nhieu tac nhan khacnhau nhu' dn trOll [44,45, 64],quang boa [45, 30],nhi~t [26, 51] va do tac d1Jngcua cac chat oxyhoa nhU'H202, Merca ptobenzothiazol [60]N-oxidtetrametilpipefidinol [52] Cae tac nhan naydell d~n de'n 51,1'hinh thanh cac g6c d~i phan tu khi kh6ng co oxi, can khi co m~Hoxi thi t~o thanh

peroxid va peroxid Yang Sv giam cap tfong ca hai trU'anghqp dell di~n ra theo co che'g6c [60,

Co che II: S11giam diE caD su t11nhien khi co mi;lt oxi

I.B.3 Cac pllltdng phap gidm cap caDsu :

d oay chung toi chI de c(lp den mOt vai phuong phap giam ca'p tiell bi~u nhu: can trOll ca

* Can trOn la phu'0ng phap e6 di€n duQ'e ap d\lng VaGeao su sam nha't vi kha Dang th\1C hi~n gian oan eua no Khi can trOll eao su anhi~t dO thU'c'1ngtrong khi tra, s'! aut m:;teh neu case

x5y ra tren lien ket C-C metilen Cae g6e d:;tiphan tu co th~ tier t\le aUt d~ eho ra san ph5m co

trQng luQ'ng thflp ho(le ket m:;teh tal hqp Thong thuang s'! giam ea'p trong Dietl ki~n nay x~y ra

ra't it, ehu yell la sv' phan b6 trQng laCIng phan tu a mae dO ph an tan hyp [60]; trong m6i truang

co oxi, eac g6c d:;tiph an tu t:;to thanh ttr s'! aUt ea hQCl:;tiduqe lam hen nha s'! eOng VaGcua oxi

[60] Ph an tu oxi co hai dj~n tu ehua ghep c~p vi v(ly co th~ xem nhula mOt g6c kep, g6e nay ket hqp d~ dang vai cac g6c tl! do [41], dong thai ngan can s'! tai hqp eua cae g6e d:;tiph an tu Hi~u

qua oUt m:;tch eua qua trinh can trOll khong eaodo bi giai h:;tnbai tr:;tng thai v~uly cuacaosu.

. * Khi oun Dongoen khoang 120°C trong khong khi, cao su bi oxy hoa nhanh; nhung trong

chao khong, co th~ dun Dong eao su a 20oRc nhieu gia ma khong bi ant huang. d nhi~t dOcao ban, cao su bi giam ca'p thanh eha't lOng eh~y nhat va bat daD xua't hi~n nhu'ng eha't d~ bay hGi :a

300 -350°C trong chao khong, 63,5% eao su giam ea'p t:;to thanh san ph5m nhy va 36,5% can l:;ti

ad:;tngvong.Neu dun nhanh caosu a khoang 725°Cduai ap sua't5 -10 mmHg se x5y.ras\1khu

trunghqp eho khoang60%isopren[60]

Noi chung lac nhan nhi~t thich hc;1Pd€ khao sat ca'utruc d~i phan tli'hon la u'ngdt,mgtrongtht,rcti~n.

Khi xli' ]5' nhi~t caD su (ttr 140 - 300oC) trong khang khi, vai sv co m~it

mercaptobenzothiazol se thu duc;1ccaDsu giamca'p co trQng ]uc;1ngphan tli'tha'p vai ham luqngoxi ireD m~ch d(;liphan tli' khang dang k€ va khong co san phftm dong vang .Phan tich thanh

phan nguyent6 cua san phftm giam ca'p cho tha'yco 86,5%C, 11,5% H, 1,06% 0, 0,29% N,

0,4% 1ro; dOba't bii~)boa cua san phftm 81% so vai caDsu ban dau [60]. .

CaD su giam cap thuang m(,1iduqc lieu thl) aAnh la 2 ]o(,1icory = 5.000 va 25.000 poise,

chung chay long khi dun Dong , co kha DangIU'Uboa cho ra cac san phftm co tinh deo ho~c t(;lOracac ebonit, do Gala nguyen Ji~uthichhqp d€ d6khuonmOt s6 v~tJi~u [60]

* MOt Gong trinh khac cho biet da giam ca'p caD su cis 1,4-poJi- isopren vai xuc lac

p-nitrosodiphenilamin (10%) a 50 - 100oC trong khi quy€n argon vai dung moi toluen, sau 100

gia [17]cua caDsu giam ttr 3dJ/g den 0,5dl/g, san phftm tho duqc co Call truc nhom nitroso cu6i

m(;lch [99].

* d Phap, Vi~n nghien cu'Uting dt,mgcaD su (IRCA) va vi~n nghien C\J'uting d\lng Polime(IRAP) [55, 16, 78] da nghien cu'u giam cap caDsu b~ng h~ oxyd hoa - khu: Phenilhidrazin - 02

va da tho duqc caD su long co M v = 8.000 - 20.000

CaD su Latex tt,rnhiencis-1,4

Theo R Pautrat [78],a70oc phan ting giam cflp caDsu Latex b~ng h~ Phenilhidrazin-02phI,!thuOcVaGhai yell t6 : Ham Juc;1ngPhenilhidrazin va thai gian phan u'ng V~n t6c phan u-ngtang nhanh trong nhung gia dati va giam daTIsau 8-10giGphan ting

Bang 1 : Sl,J'bi€n thien cua dO nhat d~c tnrng(*) cua cao su giam cffp theo Dong dO

PhNHNH2 va thai gian phan ung

(*) - [1]] m1.g-1 :DotrongToluen

(**)- Tinh tren Ig Poliisopren

Hinh 1 : S~rbi€n thien ctia [1]]theo thai glaD

t(h)

Phuong pIlar giam cffp caq su Latex bhng h~ Phenilhidrazin-Oz hi~n dang duqc thu

nghi~mValguy mo pilot (200kg Latex/me) t~i Cote d'Ivoire vai sv tal trq cua U.N I.DO [55]

dVi~t Nam, D~ng Van Luy€n va dong nghi~p [1, 2] ding dfi ti€n hanh ung dvng qui trinhnoi tren va Gfithu Guqc cao su long vai trQng luqng phan tu trung binh ttr 5.000 - 20.00n, Bhngpho IR va phep phfm tich nguyen t6 cac tar gia rung chu'ng minh co sv xuat hi~n nhomphenilhidrazon trong Selnph5m, k€t qua cua s,! tErnrang clla phenilhidrazin thtra VaGnhomcarboniI6'cu6inwch

Phenilhidrazin nhU' dfi bi~t]a chat xuc tac giam cap cho sl,I'can tr('>ncaD su [93, 98, 50], khi

co m~t FeC12 s'! oxi hoci phenilhidrazin tang m~nh [92] (hinh 2).

Hinh 2 : Sl,I'ph\) thu('>cVaGthai gian cua IU'Qngoxi bi~u ki~n hap thu bai h~ phenilhidrazin

-FeC12 a30°C khi khong co m~t cis 1,4-poJiisopren

LU'Qngoxi hap thu bi~uki~n (mmo])

So sanh dU'ang 1 (khong co FeC12)va dU'ang2 (co FeCh) ta thay FeCh tan trQ cho phan

ung oxi hoa phenilhidrazin m('>tcach dang k~; dU'ang 3 (khf quy~n oxi) va dU'ang 4 (khf quy€n

nita) cho thay phenilhidrazin thl,I'csl,I'bi oxi hoa bai oxi Trang phan ung tren,khi co Sl,I'hap ph\loxi thi dong thai cling giai phong mOt IU'Qngkhi, qua nh~n danh bhng ph6 kh6i IU'Qngthi daychfnh la N2, phEmtfch s5c ky khi cha't long t~o thanh trong phan ung cho thay co s'! hi~n di~ncua benzen, biphenol, phenol va m('>tlU'Qngnho chat chU'axac dinh dU'Qc[92] (bang 2)

Bfm~ Phfm (mg coo phenilhidrazin va FeC12(a)

(a) PMn futg dUllc thl,l'Chi~n a 300C, trong 1 gib, trong khf quy~n oxi; FeCI2 dUllChOa tan trong 0,4 ml

metanal Lm;rngdung moi C6H6 dUllcdung Ul9,6ml.

(b) Pltan tlch sac ky khl cho thay cOSl!hi~n di~n CM 0,29mmol PhNHNH2 chua pMn futg Trong dlC pMn (mg cOnI~i,PhNHNHZ boon loon khong cOm~t sau pilau futg.

(c) Thay the FeCI2 bhng FeCI3

(d) Pilau ung dUllC thl!c hi~n YO; SI! cO m~t CM 19 cis -1,4 - paliisapren.

Ket qUacoo thi nghi~m 5 va 8 trong b~mg2 chi ding v6i s\!hi~n di~n coo FeClz trong khfquy~n oxi, phenilhidrazin hap tho mOt lrn;mgmol tucmg ducmg oxi va giai phong mOt lrn;mgtuung duang nita S\! phfm bUycoo phenilhidrazin se khong hoon tOaDkhi khong co m~ltFeCl2(thf nghi~m 6)

Khi thay FeC12bflng FeC13, phenilhidrazin cung hap tho mOt lrn;mgmol tuong duong oxi

va giaiph6ng mOt lw:;mgmol tuong duong nita (thi nghi~m 7)

Trang mOt cang trinh coo MAYO va dong nghi~p [62, 63], khi nghien Clms\!oxi hOOgiamcap cis-l,4-poliisopren bill phenil~ hidrazin, rung da xac nh~n la so mol nita dUQ'cgifli ph6ng

tuung lmg v6i so mol phenilhidrazin bi phan buy trang qua trinh phan (mg.

Khi th\!Chi~n phan (mg giiia phenilhidrazin va FeCl2 veris\! co m~ltcm dung djch caDsu

cis-l,4-poliisopren [92] dfl thay co s\! tang dOhap tho oxi so v6i truang hgp khong co cao su ; s\!,

tangnayla ket qUacooqua trinh giamcap polime .

Khi kh3.o sat anh hu6ng coo phenilhidrazin va FeC12 den s\! giam cap cao su , cac ket quil

cm S.YAMASHIT A va N.KA WABATA rho thay la hi~u qill! giam cap ph\) thul)c chu yell V~10 h~llnluvng crn phenilhidrazin va khong ph\} thu<)c VaGham lrn,mg FeClz (hlnh 3 va 4) [47] , vaitro cua FeC12 la xUc tar cho qua trinh oxi hOOphenilhidrazin d~ t~lOra Cc'1C goc W do , tieD Ue cllCl

I Tin I"/'~ Nf\ ~\n\.if;\'

I-".~{;~}IO:';~" do, "."l"~UIl

J

l b.-

Hinh 3 : Sir phl) thuOc cua dO nhat d~c trU'ngvao thai gian cua rhein ung giam capcis-1,4-poliisoprenbaih~ phenUhidrazin- FeC12,dung m6i benzen, khi quy~n kh6ng khf.

:£)i~uki~n rhein ung:

cis-1,4-poliisopren : 0,5gram; benzen : 48 ml, metanol : 2 ml(o)FeC12: 0,10 mmol; phenUhidrazin: 0,00 mmol

(~) FeC12: 0,10 mmol; phenUhidrazin: 0,45 mmol

(X) FeC12: 0,10 mmol ; phenUhidrazin : 2,00 mmol

Hinh 4 : Sir phl) thuOc cua dO nhat d~c trU'ng vao thai gian cua rhein ling giam capcis-1,4-poliisoprenbaih~ phenUhidrazin-FeCh, dung m6i benzen, khi quy~n kh6ng khf

cis-1,4-poliisopren : 0,5 gram; benzen : 48 m!

metana! : 2 m1.

(0) FeC12 : 0,00 mITIOr;phenilhidrazin : 1,00 mmo]

(~) FeCh: 0,02 mmo]; phenilhidrazin: 1,00 mmo]

(x) FeC12: 1,00 mmo!; phenilhidrazin: 1,00 mmo]

Ph6 hong ngqai cua san phffm cao"su giam dip co Sl{xufft hi~n cua cae nhom carbonil va hidroxil [90] NhU'v(ly , caD su khi rho rhein u"ngvai h~ phenilhidrazin-FeClz, dfi bi giam c5p oxi hoa[47].

Qua cae rung trinh cua minh rung nhu eua cac dong nghi~p truac do, YAMASHITA dfi dU'ara m()t s6ke't luc;lnnhusau:

al co sl{xufft hi~n cua cae nhom carbonil va hidroxil trong san ph~m caD su giam cffp [90].

bl vai sl{ hi~n di~n cua FeC12 trong khi quy€n khung khi ho~c oxi, phenilhidrazin nhanh chong hffp thu mOt lU"Q'ngtU"O'ngduO'ng oxi va giai phong mOt luQ'ng tuO'ng duO'ng nitO' [92] H6n hQp san phffm cua rheIn u-ngphenilhidrazin va FeC12 gam co benzen, phenol va biphenil vai ty I~la 37,35-60 va 4-8% tinh tren ham luQ'ng mol phenilhidrazin su dvng Khi co sl{ hi~n di~ncuacis-1,4-poliisopren, luQ'ngoxihffp thu tangleD va trqngluQ'ngphfm tucua polime giam trongsu6t qua trinh oxi bi h5p thv [93]

cl Trong ball khi quy€n NitO'va trong dung m6i C6H6 phenilhidrazin ke't hQ'pvai FeC12t?Othanh mOtphu"cmall tr~ng theo ty l~ phenilhidrazinlFeClz b~ng 2/1; phuc nay b€n trong khiquy€n nitO'nhU"ngbi ph an buy nhanh khi co m~t oxi, t~o thanh g6c tl{ do, ttr do khO'imaG rhopheinu'nggiam c5p caDsu [93]

dl Phan u'nggiam cffpcaD su xffyra hall nhu kh6ng dang k€ khi chI co m~t mOt trong haich5t phenilhidrazin ho~c FeC12 Ngoili ra ,hi~u qua giam c5p chi tuy thu('>c VaG ham lm;mgphenilhidrazin ma kh6ng tuy thu('>cVaGham luqng FeC12 [47]

e/St,rthay d6i mall cua h~ rhein ul1gchu"ngto co st,rt?Othflllh Fe3+ trong qua trinh [47]

Tren cO'sa nhu'ng ke't luc;lnnay, cae tac gia dfid€ nghi cO'che' cua rhein ung giam c5p caDsu

cis-1,4-poliisopren bai h~ phenilhidrazin-FeClz nhu sail [47] :

Trang do RH bi~u di~n rho caDSUo

NhtTv?y, trong cac phuong phap giam cffp caD SUk~ tren, phtTang phap dung h~

phenilhidrazin-FeCQco nhu'ngtTUdi~mnhtT: .

-Di€u ki~n phan u'ngdon gian (nhi~t dOthmJ'ngva ap sufftkhong khf)

-Thai gian phan u'ngngrln va hi~u quagiam cflpsau

Do do, chung Wi chQn h~ nay d~ tieD hanh khao sat phan u-nggiam cffp caD su latex tv nhien,

I.e PHAN U'NG BIEN TINH CAO SU :

Tu Iau ngu'ai ta da biet ding cac V?tli~u polime tt! nhien nhtTcelluloz ,caD su , rung nhtT eae v~lt li~u polime t6ng hQ'p tu eac'vinil maDame thmln tuy nhU' stiren, acrHonitril, metil- metaerilat , m()t mlnh no vai nhu'ng tfnh Dang sfln co, khong th~ thoa man nhu'ng yell dIU mai euaky thu?tva dcJ'is6ng, Do do, vi~c ph6i hQ'p chung I?i vai nhau theo mOt tyl~ thfchhQ'pnaodo o~ t<;10 ra nhfi'ng v~ltli~u mai la mOt trong nhl1'ng hU'ang nghien cU'ucua cac nha boa hQCpolime tuoau theky 20.

Rieng v€ caD su tt! nhien, vai cflu truc :

CH3

. \

-CH2-C =

Thi boa tfnh eua no du'Q'cqui d1nhbai lien kef doi etilen a V1trf C2 , C3 va cae Ha-metilen

(1Cl va C4 [32].Tuy dieu ki~n phan u'ngva tar ehflt, eae phan u'ngcua caDsu tt! nhien co the xay

ra theo ea ehe g6e hay cOngthEmdi~n tu, kern theo cae phan ung bien d6i m?ch hidrocarbonnhl1vonghoa, dong phan boa, khau m?eh hay aut m<;1ch

* rhein u-ngthen co che gac [33] :.

Phan ung then ca che gac tt! doxffyra bai nhieu nguyen nhan khac nhau : gac tt! do tu cac chat khai milD hoa hQc, nhi~t, co, quang, bll'Cx<;l Phan ung co th~ duqc thlJc hi~n atr<;lng thai

dungdjch, latex, can su kho ho~c truang trongdung moL

Phan Ian cac rhein ung bien Hnh cua can su xffyra then ca che gac W do nhu rhein ung

halogen boa, rhein ung tlJ oxi boa, rhein u-ngcQnganhidric maleic, rhein u-ngcopolime khai vacopolimeghep ,

Bhng cach su' d\mg chat khai man d~nh dati 14Cva phan Hch meinh pheniJ, benzoiJ daubdati [3]ngu'C1ita dfisur ra rhein u'ngchuy~n m<;lchxffyfa then hai phuong tdnh gall:

>I<Phan ung then ca che c(mg thEm di~n tu-[34] :

Nhom metil the co khuynh huang lam cho lien ket doi etilen giau di~n t11,vi v~yxuat hi~n

Himthan h<;1chkh6ng d6i xu'ngUudfii rhein u'ngcQngthen qui tnc MARKOWNIKOFF,