Vật liệu composite cao su thiên nhiên và sét biến tính

Luận văn cao học vật liệu nano composite cao su + bentonite Với mong muốn tiếp cận hướng nghiên cứu trong lĩnh vực mới này nhằm tạo ra vật liệu polymeclay nanocompozit có tính chất ưu việt, tôi chọn đề tài nghiên cứu: “Nghiên cứu tính chất của vật liệu compozit chế tạo từ cao su thiên nhiên và sét biến tính”. Mục đích nghiên cứu: Điều chế sét hữu cơ. Chế tạo vật liệu cao su clay nanocompozit. Khảo sát một vài tính chất của vật liệu thu được.

NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU

COMPOZIT CHẾ TẠO TỪ CAO SU THIÊN NHIÊN

VÀ SÉT BIẾN TÍNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

CHUYÊN NGÀNH: HÓA VÔ CƠ

MÃ SỐ : 60.44.25

LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Vật liệu nano là một loại vật liệu mới, có nhiều

tính năng ưu việt đáp ứng được những yêu cầu, đòi hỏi khá khắt khe của các ngành khoa học công nghệ cao

Vì vậy việc nghiên cứu về vật liệu nano là một

trong những mục tiêu hàng đầu của nhiều viện nghiên cứu, phòng thí nghiệm trên thế giới

Với một lượng nhỏ sét hữu cơ có kích thước

nano đã gia tăng và cải thiện đáng kể tính chất của vật liệu polime

Cao su thiên nhiên (CSTN) có sẵn ở Việt Nam

với giá thành thấp Loại polime tự nhiên này có tính đàn hồi cao, khả năng phối trộn với phụ gia và chất độn tạo hợp phần có tính kết dính nội tốt

Khoáng sét cũng khá phổ biến, quá trình tinh

chế, biến tính tạo sét hữu cơ đơn giản

MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

1 Điều chế sét hữu cơ

2 Chế tạo vật liệu cao su – clay nanocompozit

3 Khảo sát một vài tính chất của vật liệu thu được

CẤU TRÚC LUẬN VĂN

• Cao su thiên nhiên

• Vật liệu polyme/clay nanocompozit

 Giới thiệu một số hướng nghiên cứu vật liệu polyme/clay nanocompozit

THỰC NGHIỆM

Phương pháp điều chế sét hữu cơ

Khuếch tán trong nước

Trao đổi ion

DMDOA

Rửa Làm khô Sét hữu cơ

Kí hiệu : P-DMDOA

THỰC NGHIỆM

Cao su thiên nhiên Dung môi

Tách dung môi Cán trộn với

CSTN và các chất phụ gia, chất lưu hóa

CSTN/clay

nanocompozit

Lưu hóa

Khuấy trộn

Sấy

 Phương pháp chế tạo vật liệu CSTN/clay nanocompozit

Rung siêu âm

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

 Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng:

1 Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình điều chế sét

hữu cơ

Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng

Ảnh hưởng của tỷ lệ DMDOA/bentonit

Ảnh hưởng của pH dung dịch

Ảnh hưởng của thời gian phản ứng

Nhiệt độ ( 0 C ) 40 50 60 70 80

d 001 ( A 0 ) 38.038 38.294 39.031 37.526 37.104

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

 Ảnh hưởng của tỷ lệ khối lượng DMDOA/bentonit

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

 Ảnh hưởng của pH dung dịch

 Ảnh hưởng của thời gian phản ứng

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Phổ hấp thụ hồng ngoại của bentonit (1) và sét hữu cơ (2)

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Ảnh SEM của mẫu bentonite (a) và sét hữu cơ (b)

Mẫu sét hữu cơ thu được có cấu trúc lớp và có độ xốp khá cao, thuận lợi cho việc sử dụng để đưa vào polyme trong quá trình tổng hợp vật liệu nanocompozit

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

 Ảnh hưởng của phương pháp phân tán sét hữu cơ đến tính

chất cơ lý của vật liệu

2 Nghiên cứu khả năng gia cường của sét hữu cơ đến tính chất cơ

lý của CSTN

• Phương pháp khối

• Phương pháp dung dịch

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

• Phương pháp dung dịch kết hợp khuấy cơ học và rung siêu âm

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

 Ảnh hưởng của phương pháp phân tán sét hữu cơ đến khả

năng chèn lớp

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

 Nghiên cứu khả năng gia cường của sét hữu cơ (P-DMDOA)

cho vật liệu CSTN

Hàm lượng P-DMDOA (pkl )

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

 Nghiên cứu khả năng gia cường của sét hữu cơ I.28E cho vật

liệu CSTN

Hàm lượng I.28E (pkl )

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

 So sánh ảnh hưởng của các chất phụ gia nanoclay đến

tính chất cơ lý của vật liệu CSTN

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

 Nghiên cứu tính chất nhiệt của vật liệu CSTN/clay nanocompozit

Bảng 3.9: Đánh giá vùng phân hủy nhiệt ban đầu

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3 Nghiên cứu khả năng gia cường của sét hữu cơ

P-DMDOA đến tính chất cơ lý của vật liệu CSTN/tro bay

2 Đã chế tạo được vật liệu CSTN/clay nanocompozit có cấu trúc

xen lớp bằng phương pháp dung dịch kết hợp khuấy trộn 4h

và rung siêu âm 2h

3 Đã xác định được với 4pkl sét hữu cơ (P-DMDOA và I.28E)

gia cường, tính chất cơ lý của vật liệu đạt cực đại và không có

sự khác nhau đáng kể

4 Đã xác định được với 4pkl P-DMDOA đã gia tăng nhiệt độ

5 Đã xác định được với 4pkl P-DMDOA đã gia tăng tính chất cơ

lý của vật liệu CSTN/tro bay lên đáng kể (15%) so với ban đầu.