Kết quả và biện luận nghiên cứu giảm cấp cao su Latex

Kết quả và biện luận nghiên cứu giảm cấp cao su Latex

Chuang III

,.r

KET BIEN.

&

?

QUA

61

-1 PHA.N lrNG GIAM CAP CAO SU LATEX TV NHIEN BANG H~ KHOI MAO PHENILHIDRAZIN - FeCI2: ,/

Trang phan nay, chung toi khao sat phan lmg giam dip caDsu latex t\l'nhien (~NR) vrn su

cOm~ltcUah~ phenilhidrazin-FeC12 nham till hi~u anh huang cUaPhenilhidrazin , FeC12 a cac

pH=7 va pH= 10 (pH luc ban dau) den qU{ltrinh phan lmg Phenlhidrazin va FeCl2 dUQ'cduaVaGh~ phan lmg bang hai each : h~c cho ran lrn;rt:hai boa chat noi ireD VaGh~, h~lC phoi trOn

nh6t d~c tnmg cua caDSUo

1.1 Ye'u t(}khue'ch tan:

T(}c dO khuffy - (vong/min)

ThUi gian (min)

-

Phenilhidrazin va FeClz a bell ngoai r'Oim6i rho vao h~ a pH = 7

Qua cac kef qua tren, ta thay tUngqip kef qua coo thi nghi~m la va 1b , 2a va 2b., 3a va 3b,

bao d~lln cac thi nghi~m tiep theo coo chung t6i thvc hi~n v6i toc d<)khlkl'iykhoang 400

1.2 Anh huang cua FeCI2 dC"nsl! ghim cap cua caDsu latex tl! nhien :

- toc d<)khlkl'iy: 400 vang/min

Ket qua thvc nghi~m a bang 1.4 rho thay v6i luQ11gFeClz tIT0,045 mmol tra h~nhi~u qilll

trOIlgC{lCthi nghi~m 4c, 4d, 4e, 4f la toong dUtmg Nhung veridlC ham lUt;mgFeCh nhl) ho11

'khi thvc hi~n ph:in (mg n6i tren trong dung moi benzen Theo cac tar gifl tren thl m~c du FeCIz

lam tang hi~u qua cua Sl! giam cap caD so, nhung hi~u suat dill m?ch l?i khtmg ph\1 thu0c v~ln lUt,mgFeC12 dfl dung, ma chi ph\1 thuOc vao lU\?I1gphenilhidrazin.

Khi thvc hi~n phan (mg h~ latex, Sl!hidrat hOOcua ntiyc dfl h~m che phan nao t{ICd\mg CU£!

(tien ere cUa ph~m (mg giflln cap caD so) bi h?n che bm hi~n tU'Q'llghidrat hOOion Fez+ Nhu v~y, vai tro cUa FeClz, veri h~lln lUt,mgvtia du, khi giam alp cao su a h~ latex va trong dung m6i hiiu Clf

gian Gau (so s{mh thi nghi~m 5a cm b~mg1.5 va 4h cua b~mg1.4) Dieu nay lh do t{lCd(mg elill

ch?m 11lmso veril1pH thap, va do d6 dbi h6i ph~m(mg phlli trai qua m0t thm gian dm1 (mg; then gian n~lYclmg ngtm khi lUt,mgFeCh tang (do Sl!t?Othanh dic Hidroxo cua ion Stltlam h~lpH ell£!

m6i trut'1ng).Tuy nhien, neu tang qua mlrcIUt,mgFeClz, v6i nwc dich h~mche t{ICd0ng cua mt)i

- tocde)khuay : 400 vong/min

-

[FeClz]

Ket qlk~ th\l'C nghi~m (bang 1.6 va 1.7) cho thfly trong ca hai pH, khi tang lUt,mg

truang lam h?n che kha Dang phflDbuy phUc hoi;ltdOng [2PhNHNHz-Fez+] (tir d6 ti;10thanh

gac tv do khai mao cho phan {mggiam alp); Dena thf nghi~m 7a sv giam cap, so v6i thf nghi~m dm;rcth\!c hi~n tUtmgtv a pH ban Gaubang 7 (thf nghi~m 6a), xay fa ch~m ban Tac d(mg clJa

m6itrutmg Gangyell khl lm;rngPhNHNHz tang

vimgcaDsu long (co dQnh6t d~c trung nha ban 0,4 d1/g),ta co th~ :

-

67-1.4 Khao sat phan ul1g trong di'eu ki~n phoi trODtnruc PhNHNH2 va FeCI2 a ben ngnai

rui m6'i dun vao h~ phan ul1g :

- toedQ khuay : 400 vang/min

-

68-B' I 9 Anh h ; " If'>. I [PhNHNH2] d"

~Ket qua i1b~mg1.8va 1.9 cho thay :

va sau d6 thl tang tra l~i.

ki~n thj nghi~m thi hi~u qua giam cap co kern ban (bang 1.10).

Bang 1.10 So sanh hi~u qua giam cap a each t~o_h~phlrc PhNHNH2-FeC12 trwc a bell

*

D~ d~ theo d6i, chung tqi sir dllng khai ni~m so noi dfu s (number of scission) d~ bi~u di~n

hi~u qua giam cap, va khao sat S,!bien thien cm S theo tl.

-()~

-, s = ([1]]0- 1) x m x N

Trong d6 :

[1]]0 : dOnh6t d~c tnmg cUacaosu t1p1hientrooc khi giam cap : 3,94

[1]]1 : dOnh6t d~c trung cila caosu saDkhi giam cap mN thai gian.

-

1 do s\!'ttlt nwch sOm cac goc tlJ do sinh ra tll s\!'phan buy phlrc [PhNHNHz-FeC12] S\!'ttlt

rmg(hlnh 1.1va 1.2); dieDnay rho thay.ca che khcrimao cua phan (mg khong chi tiTS\Tphflll hllY)hlrc[PhNHNHz-FeCIz] ma con co th~ xllyra theo 1119tcon dutmg khac

D~ ki~m tra giai khuyet nay, chung t6i th\!,chi~n cac th1 nghi~111nhu trong dieD ki~n thlIghi~1116.b V~l 7.b, n1mng thay FeCIz b~ng FeCl} Ket qilll bang 1.13 elm thfly h~

PhNHNH2~FeC13 (PhNHNH2 va FeC12h~c FeCl} dugc ran lugc duaVaGh~ phan (mg)

"

Ket qua nay rung phu hgp v6i cac ket qua cila N Kawabata va S Yamashita [16] khi khao.sat S\l' gifm1 cap cm caD su trong dung moi Benzen bang h~ PhNHNH2-FeC12 va

PhNHNH2-FeC13 (hinh 1.3)

cis-1,4-poliisopren bCrlh~ PhNHNHz-FeCIz va PhNHNHz-FeCl3 trong dung m6i Benzen {r

30°c

Di'eu ki~n phi'm thIg :

cis-1,4-poliisopren : 0,5g ; benzen : 48ml ; metanal : 2,Oml

(0) - FeCIz: 0,02 mmol; PhNHNHz: 1,00 mmol

-

72-Ngoai fa, ding then cae tae gia noi tren, khi giam cap can su b~ng h~ PhNHNHz-FeC13:rong dung moi Benzen, hi~u qua giam cap phV thu~c chu yell van lrn;mgPhNH~H2 Slr dvng

;hu khong phv thu~c van lrn;mgFeC13(hlnh 1.4) [16]

Hlnh 1.4 : DuOng bi~udi~n s6 dlrt n6i theo"lrn;mgPhNHNHz cUa phan ll'ng giam dip

Dieu ki~n phan ll'ng : cis-1,4-Poliisopren : 0,5g ; benzen : 48ml ; metanol : 2,Oml

4

2

2-PhNHNHz (mmo])

Nhu V?y,khi sir dvng h~ PhNHNH2-FeCh h~~c PhNHNH2-FeC13 trong dung moi hGu

ca rung nhu trong Latex dieu lam tang nhanh hi~u qua giam cap tren can suo

Val tro FeC13 rung gi6ng nhu FeCIz, nghla]a se ket hW v6i PhNHNHz d~ t~o thanh mOtph(rch~t d~ng, phuc nay nhanh ch6ng bj phan buy trong mOl truOng co oxi d~ t~lOthanh dlCgac 1\Jdo khai man rho phan ll'nggiam cap can suoDieu nay dugc X[lCnh?n b6i s\Jxuat hi~n m()tket too mall trang khi phoi tr<)nPhNHNH2 va FeC13(h~c FeCl2) trong dung mOlete

Nhu V?y,khi tieD hanh giam cap can su b~ng h~ PhNHNH2-FeC]2, S\Jph~lll buy phlrc[2PhNHNH2-FeC12] ben oxi se t~o thanh cae goc t\}'do va Fe3+ [16], Fe3+ sinh ra se t~IUph6cvo; PhNHNH2 thill, phuc sail nay cung phan buy dum tar d\lng cua oxi d~ t?Oth~lllhdlC goc t\}'

do va Fe2+ Chu kYnay se dugc I?p I?i cho den khi PhNHNH2 dU\Yctieu th~lbet Dffillnay cllllggi~lithich ]y do t~li sail pilau ll'ng gi~lmdIp cao su chi ph~l thu()c chu yell V~lOhamh.l\mgPhNHNHz Slrdvng

-Sv t~lOthanh phuc ho.;'1tdOng giGa'PhNHNH2 va FeCh h<XtcFeCh xay ra rat nhanh va

M~t khac, sv phfm buy phoc crn PhNHNH2 va FeC!} ch?m hemso v6i sv phfm buy pInk

cua PhNHNHz vh FeC12, Hen khi dung m9t hn,rngkh{IICmPhNHNHz (t1 > 6) trong phll\mg

phap phai tr9n trUt'rc,hi~n tll\mg gac tv dab; mat di do sv tat m~lchsenTIse drn;rcbu trll' bOi cae gl)Ctv do sinh ra tll'sv phfm buy phoc cUaPhNHNH2-FeC13 ngay trong h~ ph~mtrng; ket qilll ]~I at[) 6, hi~u qua giam cap tier t\lc tang.

1.5.1 sdc klli Gel (GPC) cua coo su giant c5p :

Phan tfch cac mfm cao su giam cap a chubi thl nghi~m 8 trong b~mg1.8 btmg phUtmg ph{lp

sac k)r Gel, rho thay qui lill;ltgiam cap rung di~n ra tuong tv nhu qui lu~t trong phuong ph{lp do

thay : M(rc d9 gi~lmcap rang sfm thl dt) da phan tan cua san ph~m rang lCmbi~u hi~n (1ti l~

1YIw/Mnding cao [27] (b~mg1.14)

nghi~m giang bang 1.8v6i thm gian phan trng la 120'

Sv tang dt) da phfm tan khi muc dt) gi~llTIcap cua caD su dIng SflUc() th~ dll\'ycgiai thfch :

Trong qua trinh gi~llTIcap, hen c~nh sv dill nwch, cem di~n ra sv khau nwch ct~liphfm tu t~\idie

g6c tv do tren cao Sll :

D~n den sv phan ba tn,lng hn.mg phan tu khong dong cleUgiua ph'fm bj khflu 1ll~lchV~Iph'fm

1378, 1240, 840 3036,1666,1450 1378,1240,840

Miii m(n (em-i)

K~t qua tu- phd IR eho tha'y :

mui hap thu : 840, 1450, 1666cm-1 d~c trung cho Call truc cis-l,4-isopren, mui 3036cm-1

(V=CH) .

Cao su ban Gau co mui 1240cm-l co ctimg dO trung binh, d~c trung cho vimg v6 djnhhinh clla can su [29]; trong pheJIR cUacan su long mui nay r<)nghem, dong thai tkh them mui

121Ocm-1 Then [2, 29] thi day la ket qua coo S\JmO'r<)ngvimg va djnh hinh khi gi~lIncap caDsu

den vimg can su long

Phe>IR clla can su long xuat hi~n cac mui : 3292, 1722, 1700cm-1 ; trong do mui 3292 va

PheJIR coo can su long cung xuat hi~n cac mui 1640 va 700cm-l, d~c truong elm lien ket

C=N va nhan thorn coo Phenilhidrazon (san ph~m do S\J tan cong cUa Phenilhidrazin vllo

di tucao su ban Gauden can su long, chI so N% tang (b~mg1.16)

D~c trul1g

5,122,031,681,25

Cao su ban Gau

[1]]= 0,50

PhiSRMNIH elm caDso giam cap, ngooi nhGng mui d~c tnmg cua cis-l,4-poliisopren, con

co s\!'khau m?ch d?i phan tu t?i vj trl Ca-Metilen Cui.mgdOcua mui n~lYdmg 100 khi mtrc d(J

CAO SU BAN DAU

I J': ' I : I" I I I '

I

':

, 1

!I' , ,

I' ' ,

5 'toor 36.019

- 180 _60

LB GB CX CY F1 HZ/C~' PPM!CM

! i 1

'

,

' 1

1

I

i1 ,

"

,1

l ' 1,,1; II

, '.')',1' n ,

DATE 6-5-<11

SF 200 132 u: 4179.000

SI 1"38,1

TO 16304

5W 2092 t8J HZ/PT.255

AO nG N5 TE OR FW 02 01'

3.g1G

32 10 303

Hi

;>';<;0

0 0 101.PO

LB GfJ r~x

CY FI

HZ/U1 PPf.I!CM

0,',)

0 0 23.00 12.50

5 100

"r; 039 200 03 -'He,

I Sp8C1rOms'ar:VarianOA.oo.IL Retare""":"MOS

.

1 i 'HI

"

\ il Ii

II

II ,I '

-

[I PHAN UN G GHEP POLISTIREN TREN CA0 SU LATEX GlAM CAP:

Chung toi th\}'Chi~n phan 6ng ghep polistiren (PS) ireD rao su latex thong qua 2 giai d~m:

- Giai d~n 2 : ghep PS ireD rao su da giam cap ngay trang h~ latex

11.1.Ltpl chQn ye'u t6 va qui ho~ch viing ~h1fcnghi~m :

Phan 6ng ghep polistiren ireD rao su latex tv'nhien co th~ ph\! thuOcVaGnhieu yell to nhu :lugng mc chat, lugng chat khai maG, nhi~t dO, lugng chat h~t dOng be m~t (Lauril Sullfat),tr9ng lugng phfm fir rao su, t6c dO khuay, pH coo mOltruOng v.v M6i yell t6 ve m~t nay haym~t khac c1eUcOanh huOng nhat djnh den dOng h9C coo phan 6ng Sau khi tieD hanh mOt sophan 6ng tham db, chung toi ch9n nhGng thong s6 bien d6i va vung khao sat tuong 6ng nhu sau :

NhGng thong so cO djnh la :

11.2.Phuung trinh h'Uiqui va nh~n xet:

D~ co th~ thay dUQ'cmoi quaDh~ giiia dOchuy~n hOOva cae thong so anh huOng den phanilng ghep stiren, eung nhu sl! tuong IDelfu1nhau giiia cae thong so, chung toi da tieD hanh keh~ch hOOth\}'Cnghi~m tn,fCgiao cap mOtma rOngv6i cac bien dUQ'ema hoa theo eong thoc [1,3]

-77

V~y phoong trinh hOi qui bi~u di~n s\!'ph\) thue>cgiGa de>ghep VaGcac bien da ma hOOe6 d~ng :

Xj: bien ma cua ZjU= 1,2,3,4,5)

bju : cae h~ so bi~u di~n hi~u trng toong tae doL

Ma tr~n ke ho.;'lchthvc nghi~m ban phan b~e nhat ma re>ngv6i bi~u thtrc sinh:

duvc g9i ]a bien ao

Yi: de>ghep cm thi nghi~m thu i

C11chi~u trng toong tac doi bju ciing duqc xac djnh nha hi~u trng tuyen tinh Tir do ta eo :

phan Llng ghep Polystiren tren cao su Latex giam cap.

Yi%

,(i%

j

7 7

r l+

7

89 ghepdo bang ph110ng phap d110ng chuan tLtpho IR

89 ghep tinh tLt ph110ng trinh hei qui

* cac dieu ki~n khac tumtg tv nhu trong cac thf nghi~m a bfmg 1.1

Thea [3], tinh y nghifl crn cac h~ so dugc WC lrn;mgthea chufin student bhng cach tfnh diCgiair; tj :

b'

V6i Sbj la phumtg sai crn h~ so, dugc tinh bOicong th6c:

Sz - sllioJ W-Sth la phumtgsai tai hi~n,dugctin~ bOicongth6c :

Tir do ta co C{lCgifl tr; tj (bfmg II.3)

-

79-Bfmg111 : Oia tr; Clk~tj tuong (mg v61bj h~c bju

Chi co nhfmg h~ so bj hay bjll co tj > tp(f) moi co y nghia [3] tp(f) la gia tr} tm bang elm

:Theo bfmg to,OS(3)= 3,18 [4]

Ta thay dlC h~ so b23 va b24 trong bfmg II.3 co cac gia tr; t23 va t24 nha hem 3,18 Denchong co ynghia trong phuong trinh h'Oiqui

Nhu v~yphuong trlnh h'Oiqui mo tftSllph\! thu\>cd() chuy~n hdl clla phlm (mg ghep stiren

: so h~ so coynghia trong phuang trinh h'Oiqui (L= 14)

/

241,00 to

Do Ftinh < Fo,95(2,3),nen phuong trinh hoi qui noi tren tuong thich verithvc nghi~m.

mg trong ma tr~n thvc nghi~m, dO chuy~n boa cm monome VaGhopolime (HO %) daD dOng

Bang 11.4: DOchuy~n hOOcoo monome VaGphan tmg ghep (MG%), dOghep (DG%),

dOchuy~n hOOcoo monome VaGHomopolime (HO% ), dOchuy~n hOOteingcOng(TC%), tuong (mg v6i cac phan tmg trong ma tr~n ke hO<;1chthvc nghi~m

-cac ket qilll trang bfmg II.4 rho thay -cac gia tr} de>ghepdo bang phUffilg ph{lp phan tkh

* Trang vimg khfK1sat, de>ghep ph\! thue>ctuyen tint thee cac thong so : tn}ng lll\mg phfm

va thm gian phfm {mg Trang d6, anh huOng CUachat khcri mao la yell nhat.

* H~ so b 1 > 0 chUng to de>ghep giam theo sv giam tr9ng Ill\mg phfm tu trung binh cllCl

cao suo Dieu nay rho thay : Tam phan {mg, ma a d6 PS ghep vao tren m<;lchd<;liphfm t& cua caD

so, da b} gifll11trang qua trlnh giam cap cao su truac d6 Phan {mg ghep PS tren cao su chu yell

den de>ghep.

* Dic h~ so b2, b3, b4, bs > 0, chUng to de>ghep se tang khi tanK Ill\mg chat khoi 111~ID,

*H~ sob12 va bI4 < 0 cho thay phan Ung se-thti?n lqi khi tlwc hi~n trang dieD ki~n :

trang vung khao sat.

khcri mao va nong,dO stiren.

* H~ so b34 > 0 chUng to c6 sv tUffilg lac thu~m gilia nong dO stiren V~llll\mg chat hC~lt dOng be m?t.

gian phfm Ung

* H~ so b13 va bI5 > 0 cho thay trang vung khao sat, phan Ungse thufin I(,rikhi th\fChi~n c ydieD ki~n : Tn;mg Irn;mgphan t& cao su tMp di kem v6i mQt nong d() Stiren cao hc~lcthm gianphan UngkeDd~li

Dieu nay c6 th~ dm;rc giai thkh nhu sail : Khi giam dip cao su L'ltex b~mg h~PhNHNHz-FeCI2, vai tro trQng lrn;mgphan tu thap cUa cao su giam cap gay hai hi~n tll\mgngll\rcnhau tren qillltrinh ghep PS xay fa sail d6 :

tren tam cua phfm Ungghep

phan Ung [23]

h6 tr(,)'cho hi~n tll\mg thu 2, va do d6 lam tang dOghep

-

82-Ph~m tmg doi chUng dUQ'cth\fC hi~n v6i St,rghep PS tr\fC tier tren caD su Latex khCmg yua giai do~m giam cap, cae dieu ki~n thl nghi~m (tru yell tc>tr9ng Irn;mg phan tir) tUtmg tv till

Bfmg 11.5 : So sanh dO ghep cUa phan tmg ghep PS tren caD su Latex c6 va kh6ng c6 gifU11

'"

cap

Ket qua a bang 11.5rho thay dOghep cUaphan tmg phep PS tren caDsu L'ltex chua giam

cap thap hem cua phan tmg 2 Nhu V?y,caDsu c6 trQng luvng phEmtu IOndo cau truc d~i phEmtu

a d~ng cuOnxoan, nen monome se kh6 khuech tan mOt each dong Oeu den cae tam phan tmg

tren Poliisopren, lam h~n the dOghep cUapha~ tmg [23]

Tom l~i :

* Dtmg ve m~t dQghep, chung toi dftthvc hi~n phfm tmg ghep polistiren tren cao su latex

dft gi~l.lnCc:fpco dO ghep caD (70%) ma Ill\mg hopolime l~liit (1-3%), so v6i cCmgtrlnh cuaG.BOCCACCIO [7] each tien hanh phan tmg cUachung toi dem gian hlm (i'rtinh lien Wc cuatien trlnh)

* D~ rho phfm tmg co dOghep caD,mOt trong c[lCdieu ki~n la giam tn,lng IU\mgphfm tl.1'

theo; con neu khong giam cap caDsu, tIll yell to khuech tan se lw.nche qUatrlnh phfm (mg

* Dtmg ve m~ltdQ chuy~n hOOcua monome stiren vao copolime (MG),thl thi nghi~m R

(bang 11.4.)elm ket qua caDnhat (95,5%), tuong tmg v6i dOghep khoong 61% Hi~u sufit phfm

11.3.Nh~n danh san pharo :

1/ Phd IR :

Ngoai cac mui d~c trung cUacaDSUtv nhien : 840, 1666, 1350 cm-I, ph6 IR cUacopolime

- 1494 va 1604 cm-I : vc=c cua nhfm thO111.

[ I ' I ,

' i:' ,: '

I ' I ,

'

I '

,1

1 ,1,.:, I , I ,

I '::! I1 II

'1":

"f h' , ' ': ' , ' I I I

I '

1

' ,

'

, ,! I I II i ,; 1 I ',L I I

, i !: ,,' Ii!

I : ~i ' I , ; I,

I ' I

I, I ':

"I ' "

' ,

"

I r

"

I ' ,

"

"

" ! I

" I, " " , ,I I, I

I I ' '! I ,[

" ' I,

I! "

, '

,"

, '

I ,

''

I ' i

0 0

0 0 23,00

12 50 1,Boor 60,036 ,300 ,02

LO GO ex Ci F1 HZ/CM

[II pHAN UNG C9NG ANHIDRID MALEIC (AM) vao CAO SU

GlAM CAP:

V6i phfm lmg nay, truac bet chung toi tien hanh giam cap cao su latex bang h~ khoi m~lo

AM VaGcao su dflgiam cap trong dung moi toluen , v6i chat khoi maGla peroxid benzoil

Chung toi siTdl,mg phuong phap qui h~cli th\,lCnghi~m d~ khao sat philo lmg n6i tren ,nham tlm hi~u anh htimg cUacac yell to nhu : trQng lugng phan tiTcao su , lugng AM , lugngperoxid benzoil, nhi~t dO va thm gian phan 6ng den dO chuy~n hOOcua AM VaGcan suoTrong

D~ thay ro vai tro cUayell to trQng lugng phan tir trung blnh Mv tac dOng den phfm lmg,

111.1.Khao sat phan thtg d)ng AM V80cao su giam di'p trong vung co tn;mg hrc;mgphilo hi'

III.I.I L~m chfJll ytu t(1va qui hO!f£h villlg thf,lC Ilghi?m :

Dt,rdvan nhlmg ket qua thfim do va thee ilii li~u tham khan [19, 20], chung toi ch9n nhlmgth~ng so bien d5i nhu sau :

alC thong so co djnh :

DO ehuy~n hOOella ph~mlmg dll\1edjnh ngrua la so phfm tir AM eOng van 100 mat xfch