Biến tính cao su thiên nhiên và polyme blend trên cơ sở cao su thiên nhiên bằng dầu đậu nành

Cùng với sự phát triển của các ngành kinh tế kháccủa đất nước, ngành cao su Việt Nam thực sự đang tiến vào kỷ nguyên mới, kỷnguyên bắt đầu phát triển toàn diện ba mục tiêu [3]: - Mở nhan

Luận văn nghiên cứu tốt nghiệp

MỞ ĐẨU

Cao su thiên nhiên (CSTN) là một polyme thiên nhiên được ứng dụngrộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực, từ ngành dệt may đến các ngành xây dựng,thuỷ lợi, giao thông vận tải, Sở dĩ CSTN có vai trò quan trọng như vậy là do

nó có những đặc tính quý giá như: độ bền cơ học, khả năng đàn hồi tốt, dễ giacông, Tuy nhiên CSTN lại có nhược điểm là kém bền nhiệt, dễ bị oxy hoá,

độ bền môi trường kém,

Trong những năm gần đây, với những chính sách đổi mới của Đảng vàNhà nước, sản lượng CSTN tăng mạnh (năm 2003 đã đạt trên 400 nghìn tấn).Tuy vậy sản lượng CSTN dùng trong nước chỉ chiếm khoảng 15 - 20 % còn đaphần xuất khẩu dưới dạng thô với giá không ổn định Trong khi đó hàng nămnước ta lại nhập hàng ngàn tấn sản phẩm cao su kỹ thuật với giá rất cao Chính

vì vậy, trong những năm qua đã có nhiều công trình nghiên cứu biến tính nângcao tĩnh năng cơ lý, mở rộng phạm vi ứng dụng cho CSTN để sản xuất các sảnphẩm cao su kỹ thuật phục vụ nhu cầu phát triển kinh tế xã hội, thay thế cácsản phẩm cao su nhập ngoại Trong số những kết quả thu được phải kể đến kếtquả nghiên cứu ứng dụng của các tác giả Trường ĐHBK Hà Nội, Viện Hoáhọc vật liệu (Trung tâm KH & KT Quân sự), Viện Hoá học, Viện Kỹ thuậtnhiệt đới (Viện KH & CN Việt Nam)

Cũng theo hướng nghiên cứu đó, công trình này tiến hành dùng dầu đậunành, một nguyên liệu sẵn có ở nước ta để biến tính cao su thiên nhiên và vậtliệu polyme blend trên cơ sở CSTN nhằm tạo ra một vật liệu mới có thể ứngdụng trong một số lĩnh vực kỹ thuật có đòi hỏi cao hơn

nó dính vào chân và gây cảm giác khó chịu Thoạt đầu thổ dân chỉ biết lấy đấtcát rắc vào giầy để chống dính, về sau, họ có nhận thấy rằng đất cát lấy từ khuvực núi lửa hoạt động vừa chống dính tốt vừa tăng thời gian sử dụng giầy Đếnnăm 1839 khi loài người phát minh được quá trình lưu hoá chuyển cao su từtrạng thái chảy nhót sang trạng thái đàn hồi cao bền vững, cao su thiên nhiênđược sử dụng để sản xuất ra các sản phẩm tăng đáng kể Trong những năm gầnđây mặc dù loài người đã tổng họp nhiều loại cao su nhưng sản lượng sản xuất

và sử dụng cao su thiên nhiên vẫn tăng lên một cách đáng kể:

Năm 1975 sản lượng cao su thiên nhiên thế giới là 3,5 triệu tấn

Năm 1980 sản lượng cao su thiên nhiên là 5 triệu tấn

Năm 1990 sản lượng cao su thiên nhiên là 7,5 triệu tấn

Năm 2000 sản lượng cao su thiên nhiên là 10 triệu tấn [1]

1.1.2 Tình hình sản xuất và chế biến cao su ỏ Việt Nam

ỉ.1.2.1 Quá trình phát triển cao su tliiên nhiên ở Việt Nam

Cây cao su được Louis Piere đưa vào Việt Nam năm 1877, sau đó đếnnăm 1899 được Alecxandre Yersin trồng ở Nha Trang và được phát triển rộngvào đầu thế kỷ XX [2]

Luận văn nghiên cứu tốt nghiệp

+ Giai đoạn 1900 -ỉ- 1920 là giai đoạn trồng thí nghiệm với tốc độ trồnghàng năm vào khoảng 300 ha/năm Năm 1942 ở nước ta có diện tích 7000 havới sản lượng 3000 tấn/năm

+ Giai đoạn thứ hai: 1921 -ỉ- 1945 là giai đoạn phát triển Tốc độ trungbình hàng năm vào khoảng 6000 ha/năm Năm 1942 ở nước ta, diện tích trồngcây cao su là 138.000 ha và sản lượng xấp xỉ 77.000 tấn/năm

Tuy nhiên ngành sản xuất và chế biến cao su thiên nhiên của nước ta bịảnh hưởng nặng nề bởi hai cuộc chiến tranh chống Pháp và chống Mỹ Sauthắng lợi mùa xuân năm 1975, theo tài liệu của Cục thống kê, tổng diện tíchcao su toàn quốc vào tháng 12 năm 1975 là 75.200 ha

Từ năm 1985 trở lại đây, cây cao su được chú ý đúng mức và phát triểnmạnh Sau 19 năm củng cố và phát triển, tính đến năm 1995 tổng diện tích cao

su toàn quốc 242.540 ha Cùng với sự phát triển của các ngành kinh tế kháccủa đất nước, ngành cao su Việt Nam thực sự đang tiến vào kỷ nguyên mới, kỷnguyên bắt đầu phát triển toàn diện ba mục tiêu [3]:

- Mở nhanh diện tích trồng trọt;

- Tăng trưởng nhanh về sản lượng và chất lượng mủ cao su;

- Đẩy mạnh công nghiệp chế biến và sản xuất các sản phẩm từ CSTN

Năm 1995 hàng loạt các tiêu chuẩn nhà nước về xác định chất lượng mủcao su đã được ban hành Ngày 5/2/1995 Thủ tướng Chĩnh phủ đã ra quyếtđịnh số 86/TTg phê duyệt tổng quan phát triển ngành cao su Việt Nam giaiđoạn 1996 -ỉ- 2005 Quyết định chí rõ các mục tiêu về quy mô sản lượng,nguồn vốn, phân công thực hiện

Khu vực năm 1997

[ha]

đến năm2005 [ha] [ha]

Do đáp ứng những tiến bộ khoa học kỹ thuật và trồng nhiều giống mới

có sản lượng cao nên năng suất CSTN 0 nước ta đã đạt 900 kg/ha Sản lượngCSTN của nước ta cụ thể được trình bày ở bảng 2

Bảng 2: Sản lượng cao su thiên nhiên 0 Việt Nam những năm gần đây

ị đơn vị tính: 1.000 tấn)

Việt Nam là một trong những nước tiêu thụ cao su thiên nhiên do mìnhsản xuất được đạt tỷ lệ thấp nhất của Hiệp Hội các nước sản xuất CSTN thếgiới (xấp xỉ 18%) chủ yếu là xuất khẩu khoảng 80% Trong giai đoạn 1985 -ỉ-

Tên sản phẩm Đơn vị tính Số lượng Mức cung cấp

đạt (%)

Các sản phẩm cao su kỹ thuật tuy chiếm một tỷ trọng chưa lớn, song giátrị kinh tế và kỹ thuật lại rất cao Đây là nhóm mặt hàng đòi hỏi tay nghề tinhxảo và công nghệ phù hợp với xu thế phát triển tất yếu của khoa học côngnghệ, nâng cao hiệu quả kỹ thuật, kinh tế, xã hội, cho nên các sản phẩm cao kỹthuật sẽ là một trọng tâm được đầu tư sản xuất Từ năm 1992 trỏ' lại đây tại cáccông ty đã bắt đầu sản xuất các loại sản phẩm cao cấp hon Tốc độ tăng trưởngkhá lớn, do các công ty sản xuất và chế biến các sản phẩm cao su đã có đầu tư

và đổi mới công nghệ

Mặt khác, việc nâng cao chất lượng cao su, kéo dài tuổi thọ và giảmxuất khẩu nguyên liệu thô ở nước ta đang được chú trọng Cùng với các hướngnâng cao chất lượng mủ cao su, như các loại vật liệu blend cao su - nhựa, blendCSTN bền khí hậu, chịu mài mòn, chịu nhiệt và các môi trường, được chútrọng [3,4]

1.1.3 Mủ cao su thiên nhiên

Mủ cao su thiên nhiên là nhũ tưong trong nước của các hạt cao su vớihàm lượng phần khô ban đầu từ 28% -ỉ- 40% Các hạt cao su vô cùng nhỏ bé và

có hình dạng quả trứng gà Kích thước các hạt từ 0,05 pm đến 3 pm 1 gam mủcao su với hàm lượng phần khô khoảng 40% chứa 5.1013 hạt với đường kínhtrung bình khoảng 0,26 pm Tất cả các hạt cao su này luôn luôn nằm ở trạngthái chuyến động Braonơ Hạt latec có cấu tạo gồm hai lóp: lóp cacbua hydro

và lóp vỏ bọc bên ngoài, đây là lóp hấp phụ làm nhiệm vụ bảo vệ latec không

bị keo tụ Thành phần hoá học chủ yếu của lớp hấp phụ là các họp chất thiênnhiên chứa nitơ như: protein, các chất béo và muối xà phòng của các axit béo

Các hạt cao su thiên nhiên mang điện tích âm Giá trị điện tích phụthuộc vào nồng độ mủ cao su, trị số pH của môi trường và dao động từ -40 mVđến -10 mV Khối lượng riêng của latec phụ thuộc vào nồng độ pha cao sutrong nó Khối lượng riêng của pha cao su là 914 kg/m3, khối lượng riêng củamôi trường nhũ hoá là 1020 kg/m3

Mủ cao su chảy từ cây cao su ra có kiềm tính yếu (pH = 7,2) Sau vàigiờ bảo quản trị số pH giảm dần xuống 6,9 -ỉ- 6,6, sau đó latec dần dần bị keo

tụ Trong quá trình keo tụ pha cao su liên kết lại với nhau rồi tách rời khỏi nhũtương nước (serum) và nổi lên bề mặt bể chứa

Hiện tượng keo tụ latec thường do axit gây nên Trong môi trường axition H+ rất linh động do có lực tĩnh điện đã tịnh tiến đến bề mặt lớp cacbuahydro làm pha cacbua hydro tiếp xúc với nhau, dính vào nhau và xuất hiện

Luận văn nghiên cứu tốt nghiệp

hiện tượng keo tụ Hiện tượng keo tụ latec trong quá trình bảo quản là kết quảtác dụng của các ion H+ được hình thành trong quá trình oxy hoá các loại menluôn tồn tại trong latec Để ngăn chặn hiện tượng keo tụ này khi khai thác mủcao su thường sử dụng các chất ổn định pH của môi trường là ammoniac 0,5%,duy trì pH môi trường 10 -ỉ- 11

Thành phần và tính chất mủ cao su thiên nhiên phụ thuộc vào tuổi củacây, khí hậu và thổ nhưỡng nơi cây cao su phát triển Đối với mỗi cây cao suthì thành phần và tính chất của latec phụ thuộc vào mùa thu hoạch Thành phầnchính của mủ cao su thiên nhiên như trình bày dưới đây [ 1 ]

2,7 - 0,9 %0,2 - 0,4 %

Mủ cao su thiên nhiên chứa nhiều nước Để giảm giá thành vận chuyển

và thuận tiên sử dụng latec thường được cô đặc Ngày nay để cô đặc latec cóthể sử dụng một trong số các phương pháp sau: phương pháp ly tâm, phươngpháp bay hơi tự nhiên, phương pháp phân lóp và phương pháp sử dụng các chấtđiện giải Bằng các phương pháp cô đặc khác nhau latec nhận được lại có tínhchất khác nhau, thành phần hoá học khác nhau Chính vì vậy, chọn phươngpháp cô đặc phải dựa trên các yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm và điều kiện thực

tế của sản xuất

Do sự khác nhau về khối lượng riêng của pha cao su và serum trong quátrình bảo quản, theo định luật chảy Stock hiện tượng lắng tách pha cao su vàserum luôn luôn xẩy ra, quá trình lắng tách tự nhiên xẩy ra rất chậm Vận tốc

Y _

I g i P s

-P c )* 2

9/7

V - vận tốc nổi lên bề mặt của các hạt cao su

g - gia tốc rơi tự do

p s - khối lượng riêng của serum

p c - khối lượng riêng của pha cao su

/7 - độ nhớt của serum

r - là đường kính hạt cao su

Vận tốc nổi của hạt cao su tỷ lệ thuận với bình phương đường kính hạt vìvậy lớp trên cùng của mủ cao su là các hạt cacbua hydro có kích thước lớn.Trong sản xuất, để tăng vận tốc phân lớp có thể sử dụng các loại hoá chất khácnhau Hoá chất dùng để phân tách pha cao su và serum phải đáp ứng nhữngyêu cầu chính sau:

- Giảm lực hấp phụ giữa lớp vỏ của latec và nước trong serum

- Tăng khối lượng riêng của serum để tăng sự khác nhau giữa khốilượng riêng của hai pha: pha cao su và pha serum

- Không gây hiện tượng keo tụ latec trong quá trình phối trộn

Cô đặc latec bằng phương pháp lắng tách cho phép nâng cao hàm lượngphần polyme lên tới 60% Latec cô đặc bằng phương pháp này có độ ổn địnhcao vì lóp vỏ bảo vệ các hạt cao su không bị phá vỡ Hàm lượng các chất tantrong nước còn lại trong latec nhỏ vì hầu hết chúng đã được loại bỏ theo seramtrong quá trình cô đặc

Latec có thể cô đặc bằng phương pháp ly tâm Theo phương pháp cô đặcnày latec có hàm lượng polyme thấp được quay trong cối ly tâm với vận tốc

1800 vòng/phút Điều chỉnh vận tốc nạp liệu vào cối ly tâm có thể chia latec rathành hai phần: phần cô đặc có hàm lượng phần polyme khoảng 60% và phầnserum có hàm lượng phần polyme khoảng 10 -ỉ- 15 % Bằng phương pháp ly

KCS + đóng kiện Sấy hong khói Ngâm nước Cán rãnh

Hình 1: Sơ đồ công nghệ sản xuất crếp hong khói

Công đoạn đầu tiên của công nghệ sản xuất crep hong khói là công đoạnlọc mủ cao su Trong công đoạn này mủ cao su chảy nhẹ qua các sàng lọc vớiđường kính mắt sàng là 54 pin Lọc là công đoạn nhằm mục đích loại bỏ tất cảnhững tạp chất cơ học như đất, cát, vỏ cây, lá cây và những phần cao su bị keo

tụ Sau khi lọc mủ cao su được làm loãng bằng nước mềm đến hàm lượngpolyme khoảng 15 -ỉ- 17 % Công đoạn pha loãng nhằm mục đích làm giảmnồng độ các chất tan trong nước đọng lại trong cao su keo tụ sau này Trướckhi keo tụ, latec được đổ sang các thùng chuyên dùng Trong các thùng nàylatec được khuấy trộn đều với 1% axit axetic cho đến khi latec được keo tụhoàn toàn

Cao su đã được keo tụ vớt ra khỏi thùng keo tụ, xếp đống và chuyểnsang công đoạn tiếp theo - công đoạn ép nước Cán ép nước được tiến hànhtrên máy cán hai trục không có tỷ tốc, mặt trục cán phẳng Mục đích chủ yếu

Luận văn nghiên cứu tốt nghiệp

là tách bỏ các chất tan trong nước còn trong cao su Cao su được lấy ra ở côngđoạn này có hình dạng tấm

Các tấm lấy ra được chuyển sang máy ép rãnh Máy cán rãnh là máy cánhai trục quay như nhau Bề mặt trục cán được sẻ các rãnh dọc có kích thướcrộng và sâu là 3mm X 3mm Mục đích làm tăng diện tích bề mặt của tấm caosu

Các tấm cao su được sẻ rãnh, được ngâm vào trong nước mềm từ 10 đến

15 giờ Công đoạn này nhằm mục đích loại bỏ bớt các tạp chất tan trong nước

và dấu vết của axit axetic còn đọng lại trong cao su trong quá trình keo tụ

Sau khi ngâm vào nước các tấm cao su được vớt lên, treo vào các giá cóbánh xe để chuyển động dễ dàng Các giá này theo đường ray được đẩy vào lòsấy hong khói Lò sấy hong khói là toà nhà cao từ 2 đến 3 tầng Ở các tầngtrên là các giá đỡ cao su còn tầng dưới cùng là tất cả các loại thực vật: bẹ dừa,

vỏ lạc, củi tươi, tre, được đốt cháy làm nguồn nhiệt để sấy Công đoạn sấy làcông đoạn dài nhất Tổng thời gian sấy có thể kéo dài từ 7 đến 10 ngày đêm.Trong công đoạn này cao su được sấy trong làn khói dầy đặc ở nhiệt độ từ40°c đến 45°c

+ Phương pháp sản xuất crếp trắng

Crếp trắng được sản xuất từ mủ cao su thiên nhiên Cũng như công nghệsản xuất crếp hong khói, crêp trắng mủ cao su được lọc qua sàng lọc với kíchthước mắt sàng khoảng 50 -ỉ- 55 pm, nhằm mục đích loại bỏ các hợp chất cơhọc lớn như: cát, lá cây, vỏ cây và một phần cao su bị keo tụ Trước khi tiếnhành keo tụ mủ cao su được pha loãng bằng nước mềm đến hàm lượng cao su

từ 15% đến 17% Ngoài ra còn khuấy trộn với 1% NaHSƠ3 theo tỷ lệ 10 phầnthổ tích NaHS03 1% với 100 phần thổ tích mủ cao su 15% đến 17%

Trong quá trình khuấy trộn mủ cao su với NaHS03, một phần mủ cao su

bị keo tụ theo phản ứng phân huỷ NaHS03 để tạo thành axit

2NaHS03 = Na2S03 + H2S03Axit H2S03 không bền vững phân huỷ thành nước và S02, chính S02 tẩytrắng mủ cao su trước khi nó bị keo tụ

Hỗn hợp mủ cao su với Na2S03 được keo tụ bằng dung dịch axit axetic1% Khi trong thể tích latec xuất hiện phần mủ keo tụ nó được vớt lên khỏi bểkeo tụ bằng sàng nhiều tầng Những tảng cao su keo tụ vớt được đặt trên cáctầng sàng và được rửa bằng nước mềm trên hệ thống 3 máy cán Hai máy đầu

là hai máy cán có tỷ tốc, bề mặt trục cán được tạo rãnh dọc theo trục cán vớikích thước 3mm X 3mm Quá trình rửa cao su bằng nước được tiến hành đồngthời với công đoạn tạo vân cán xuất tấm, vì vậy các rãnh dọc theo trục cán đãlàm tăng độ xốp của cao su, tăng diện tích tiếp xúc với nước rửa làm cao susạch hơn, hàm lượng các chất tan trong nước, dấu vết của axit axetic ít hơn

Sau khi được rửa sạch ở máy cán thứ hai các tấm cao su chuyển ngaysang máy cán thứ 3 Trên máy cán thứ 3 với bề mặt trục cán phẳng, vận tốcquay của trục như nhau, nước rửa được loại bớt khỏi bề mặt cao su đồng thờivới nước rửa một phần các chất tan trong nước bị cuốn theo cao su trong quátrình keo tụ cũng được ép ra ngoài theo serum Các tấm cao su lấy ra từ máycán thứ 3 được treo lên giá và sấy khô ở nhiệt độ 30°c đến 35°c trong khoảngthời gian từ hai đến ba tuần

1.1.5 Thành phần và cấu tạo hoá học của cao su thiên nhiên

a Thành plỉần

Thành phần của cao su thiên nhiên sồm nhiều nhóm các chất hoá họckhác nhau: cacbua hydro (thành phần chủ yếu), độ ẩm, các chất trích ly bằngaxeton, các chất chứa nitơ mà thành phần chủ yếu của nó là protein và các chất

1.1.6 Tính chất lý học của cao su thiên nhiên

Cao su thiên nhiên ở nhiệt độ thấp có cấu trúc tinh thể vận tốc kết tinhlớn nhất được xác định ở -25°c Cao su thiên nhiên kết tinh có biểu hiện rõràng lên bề mặt: độ cứng tăng, bề mặt vật liệu mờ Cao su thiên nhiên tinh thểnóng chảy ở nhiệt độ 40°c Quá trình nóng chảy của các cấu trúc tinh thể củacao su thiên nhiên xẩy ra cùng hiện tượng hấp thụ nhiệt

Luận văn nghiên cứu tốt nghiệp

Tính cách âm của cao su mềm trên cơ sở của cao su thiên nhiên đượcđánh giá bằng vận tốc truyền âm trong đó ơ 25°c vận tốc truyền âm trong cao

su thiên nhiên là 37 m/s vận tốc truyền âm giảm khi tăng nhiệt độ hợp phầncao su

Cao su thiên nhiên tan tốt trong các dung môi hữu cơ mạch thẳng, mạchvòng, tetraclorua cacbon (CC14) và sunfua cacbon (CS-,) Cao su thiên nhiênkhông tan trong rượu, xeton

Một số tính chất đặc trưng cho cao su thiên nhiên:

Thẩm thấu điện môi ở tần số dao động 1000 Hz 2,4 - 2,7

Ngoài ra cao su thiên nhiên còn một số tính chất công nghệ khác như:

Độ dẻo của cao su thiên nhiên: được xác định bằng máy đo độ dẻo

TM-2 của Liên Xô cũ hoặc xác định bằng máy đo độ dẻo Ưolle thông qua việc đo

độ nhớt

Để đánh giá mức độ ổn định các tính chất công nghệ của cao su thiênnhiên, trên thị trường còn sử dụng hệ số ổn định dẻo PRI Hệ số này càng caothì vận tốc hoá dẻo cao su đó càng nhỏ, điều đó có nghĩa là: cao su có hệ sốPRI càng lớn có khả năng chống lão hoá càng tốt

Cao su thiên nhiên có khả năng phối trộn tốt với các loại chất độn vàcác chất phối hợp trên máy luyện kín hoặc luyện hở Hợp phần trên cơ sở cao

su thiên nhiên có độ bền kết dính nội cao, khả năng cán tráng, ép phun tốt,

Hệ số giãn nở thể tích

Nhiệt dẫn riêng

Nhiệt dung riêng

Nửa chu kỳ kết tinh ở - 25°c

656.10'4 (dm3/°C)0,14 (w/m.°K)1,88 (kj/kg.°K)

2 - 4 (giờ)

1 Cao su thiên nhiên 100,0

Độ cứng tương đối [Shore] : 65

Hỗn hợp cao su lưu hoá ở nhiệt độ 143±2 [°C] trong thời gian lưu hoátối ưu là 20 -*• 30 phút

Các tính chất cơ lý của CSTN:

Cao su thiên nhiên không độc nên từ nó có thể sản xuất các sản phẩmdùng trong y tế và trong công nghiệp thực phẩm [ 1 ]

Dầu đậu nành 80.453

Các nguồn nguyên liệu dầu thực vật hiện có trong nước ta rất phong phú,chúng được trồng theo quy mô công nghiệp hoặc mọc tự nhiên Hiện nay cácnguồn dầu thực vật phục vụ cho công nghiệp chủ yếu là: dầu dừa, dầu đậuphông, dầu đậu nành, dầu cao su, dầu bông, dầu trẩu

Dầu thực vật thường được chứa trong các hạt hoặc quả của các cây códầu Sau khi thu hoạch và sơ chế bằng phương pháp như sử dụng máy ép thuỷlực hay trích ly bằng dung môi Sau đó dầu được làm sạch: khử tạp chất bằngaxit hoặc kiềm, trung hoà các chất, hấp thụ bằng than hoạt tính, sau đó làmkhan và thu được dầu sạch Dầu đã tinh chế được đem đi kiểm tra các tính chấthoá lý và thành phần trước khi sử dụng vào các mục đích công nghiệp

Thành phần chủ yếu của dầu là triglyxrit.

RCOO - CH2

1R’COO - CH

R”COO-CH2

Trong đó R, R\ R” là những gốc của axit béo có thể no hoặc không no

Ngoài ra dầu còn có chứa nhiều những tạp chất như: phôtpholipit, sápsteron, hydrocacbon [5]

Cây đậu tương có tới 600 giống khác nhau, trong số đó đáng lưu ý làgiống glycine hyspida

Cây đậu tương được loài người phát hiện ra từ khoảng 7000 năm trướccông nguyên Theo tài liệu Trung Quốc, nguồn gốc đậu tương là ở Đông Á(Trung Quốc, Nhật Bản ) Bởi vì ở những nước này có rất nhiều giống đậumọc dại, từ đó được tuyển chọn, gây trồng Ngoài ở châu Á, đậu tương được

trồng nhiều ở Bắc Mỹ, Á Rập, hiện nay cây đậu tương được trồng nhiều nhất ởBắc Mỹ

Quả đậu tương là loại quả giáp Mỗi quả có từ 2 đến 3 hạt, chúng đượcbao bọc bởi lớp vỏ mỏng, vỏ chiếm 5 -ỉ- 10% khối lượng hạt Đậu tương có cácloại mầu sắc của vỏ khác nhau như mầu vàng, mầu xanh, mầu đen Khối lượng

1000 hạt khô từ 140 200 gam Khối lượng riêng của hạt đậu tương là: 600

Hạt và các phần của hạt Lipit Protein Xenlulozơ Tazơ

- 12,5%)

Lipit của tử điệp, phôi và vỏ hạt rất khác nhau về thành phần và tínhchất Vì vậy khi chế biến hạt đậu tương với mục đích lấy dầu có chất lượng caothì không những chỉ tách vỏ hạt mà còn tách cả phôi vì dầu từ phôi có nhiềucấu tử không phải glyxerit dễ bị thuỷ phân và bị oxy hoá khi bảo quản

Axit béo chủ yếu có trong dầu đậu tương là Linolic (51 -ỉ- 57%), Oleic(23 - 29%), Linolenic (3 - 6%), Panmatic (2,5 - 6%), Stearic (4,5 -ỉ- 5%)

Những chỉ số hoá lý chủ yếu của dầu đâu tương

Tỷ trọng ở 15°cChỉ số triết quangNhiệt độ nóng chảy °c

Độ nhớt động học ở 20°cChỉ số xà phòngChỉ số iot

0,922 - 0,934 g/cm31,374-1,478

-15 - -18

59 - 72.10'6 m2/sec189- 195 mg KOH/lOOg120-141 gl2/100g

Dầu đậu tương chủ yếu dùng vào mục đích thực phẩm và các loại thức

ăn khác Dầu đậu tương đã tinh luyện dùng làm nguyên liệu để sản xuấtmacgarin Từ dầu đậu nành tách ra được Lexitin dùng trong dược liệu trongsản xuất bánh kẹo Dầu đậu nành còn dùng sản xuất sơn, vecni, xà phòng, chấthoạt động bề mặt

Nếu đem dầu đậu nành cho tác dụng với HNO3 sẽ thu được keo, sau khi

xử lý keo này bằng kiềm và đun lên 150°c thì sẽ có chất dẻo giống cao su [5]

1.2 Những biện pháp và khả năng biến tính cao su thiên nhiên

Như phần trên đã trình bầy, bên cạnh những ưu điểm, CSTN còn cónhững nhược điểm như kém bền nhiệt, kém bền môi trường, bị ozon hoá, Chính vì vậy lĩnh vực ứng dụng còn rất hạn chế Do đó đế có thể mở rộngphạm vi ứng dụng cho CSTN người ta cần phải có những biện pháp biến tính

để nâng cao tính năng cơ lý kỹ thuật, mở rộng phạm vi ứng dụng cho vật liệunày như:

- Phương pháp hoá học

- Phương pháp hoá lý và vật lý

1.3.1 Biến tính bằng các biện pháp hoá học

Người ta đã tiến hành biến tính hoá học cao su thiên nhiên theo theonhiều hướng khác nhau như:

- Hoá vòng cao su thiên nhiên để làm vật liệu cảm quang, sơn, keo,

- Epoxy hoá cao su thiên nhiên để tạo ra vật liệu làm sơn, keo đặc biệtkeo dán cao su và kim loại

- Cắt mạch CSTN rồi cho phản ứng với các hợp chất diisocyanat tạo vậtliệu polyuretan có đoạn mạch cao su làm sơn, keo dán,

Luận văn nghiên cứu tốt nghiệp

1.3.2 Biến tính bằng các phưong pháp vật lý

Đối với hợp phần cao su, khi đưa một số chất độn vào hợp phần CSTN

độ bền kéo dãn và một vài tính chất cơ lý cao su lưu hoá ở trạng thái đàn hồicao thay đổi một cách đáng kể Tác dụng tăng cường của chất độn phụ thuộcvào bản chất hoá học của bản thân nó và polyme, vào đặc trưng tương tác lẫnnhau giữa vật liệu polyme với chất độn Mặt khác, mức độ tăng cường lực chocao su còn phụ thuộc vào hàm lượng chất độn có trong thành phần, kích thước

và hình dáng hình học của chất độn, đặc trưng hoá học của bề mặt chất độn vànhiều yếu tố khác Khi tăng hàm lượng chất độn hoạt tĩnh trong hợp phần cao

su đến hàm lượng giới hạn nào đó các tính chất cơ học vật liệu tăng lên Đểtăng cường tính chất cơ lý của họp phần cao su có thể sử dụng chất độn vớikích thước hạt từ 5 pm đến 100 pm Mức độ tăng cường lực cho cao su bằngcác chất độn hoạt tính còn phụ thuộc vào tương tác giữa các phân tử cao su với

bề mặt chất độn Chất độn có độ phân cực lớn sẽ tác dụng rất lớn và có liên kếtbền vững với các mạch polyme có độ phân cực tương ứng Ngược lại, các chấtđộn không phân cực thì tác dụng rất yếu đối với các mạch cao su phân cực

*Chất độn vô cơ hoạt tính

Các chất độn vô cơ sử dụng nhiều trong công nghệ gia công cao su là:

bột nhẹ, cao lanh, đioxit silic, _Trong các chất độn vô cơ này thì đioxit silic

là chất độn tăng cường hiệu quả nhất

Cũng như các chất độn tăng cường khác, mức độ phân tán là đặc trưngqua trọng nhất mà đặc trưng này có thể đánh giá tác dụng tăng cường lực củađioxit silic Đioxit silic còn được sử dụng làm chất độn tăng cường cho các loạihợp phần cao su tổng hợp khác Đối với các loại cao su không liên kết hoặccao su có cấu trúc vô dịnh hình thì dioxit silic có tác dụng tăng cường tính chất

cơ lý như các loại than hoạt tính Đioxit silic có chứa nhiều nhóm phân cực

trên bề mặt vì thế có khả năng hấp phụ hầu hết các chất phối hợp khác đặc biệt

là các chất lưu hoá và xúc tiến lưu hoá cho cao su

* Các chất độn hữu cơ hoạt tính

Các chất độn hữu cơ hoạt tính hay chất độn hữu cơ tăng cường là cácchất hữu cơ với kích thước hạt nhỏ khi đưa nó vào thành phần của họp phầncao su các tính chất cơ lý của nó tốt hơn Trong số các chất độn hữu cơ tăngcường lực được sử dụng rộng rãi nhất là phenol íomandehit, aminofomandehit, các loại nhựa có nguồn gốc từ động vật sống,

* Than hoạt tính

Than hoạt tính là chất độn tăng cường chủ yếu được dùng trong côngnghiệp gia công cao su Sự có mặt của than hoạt tính trong họp phần cao su vớihàm lượng cần thiết làm tăng các tinh chất cơ lý của cao su như giới hạn bềnkéo đứt, bền xé rách, khả năng chống mài mòn, độ cứng của vật liệu, modunđàn hồi của vật liệu Sự có mặt các nhóm phân cực trên bề mặt than hoạt tính

là yếu tố quan trọng quyết định khả năng tác dụng hoá học, lý học cuả thanhoạt tính với các nhóm phân cực, các liên kết đôi có trong mạch đại phân tử.Dựa vào các thành phần nguyên tố hoá học của than hoạt tính có thể chọn loạithan hoạt tính thích hợp cho từng loại cao su để đạt được lực tác dụng giữathan và mạch cao su lớn nhất Tuy có sự phân loại đa dạng nhưng chúng đều

có các đặc trưng quan trọng chúng quyết định đến khả năng tăng cường lực

cho polyme nói chung và cao su nói riêng đó là: độ phân tán của than, cấu trúc và khối lượng riêng của nó.

Nghiên cứu quá trình tăng cường lực polyme bằng các chất độn hoạttính như: than hoạt tĩnh và silic đioxit, G Kraus, G.Rener, đã đi đến kếtluận: giữa polyme và than hoạt tính có nhiều loại tác dụng - lực Vandec waals,lực liên kết hydro và trong nhiều trường họp giữa polyme và than hoạt tính

Luận văn nghiên cứu tốt nghiệp

xuất hiện những liên kết hoá học đảm bảo cho hợp phần cao su và than hoạttính có độ bền cơ học cao Sự có mặt những ái lực giữa hai loại vật liệu này giữvai trò quan trọng trong quá trình tăng cường lực Hiệu quả tăng cường lực cao

su bằng than hoạt tĩnh có thể xác định bằng cách xác định và biện luận tĩnhchất cơ lý của mẫu vật liệu cao su - độn

Trong hướng nghiên cứu này, các nhà khoa học trong nước và nướcngoài đều quan tâm Hướng nghiên cứu này trước đây đã có nhiều công trìnhsản xuất đề cập đến nhưng trong thời gian gần đây ít được quan tâm Đáng chú

ý là để nâng cao tính năng cơ lý cho CSTN tác giả Đỗ Ọuang Kháng và LươngNhư Hải [6] đã phối hợp giữa các loại chất độn hoạt tính với nhau, sản phẩmthu được có tĩnh năng tốt đáp ứng được một số tiêu chuẩn cho sản phẩm cao su

kỹ thuật dùng trong các ngành thuỷ lợi và hàng hải,

1.3.3 Biến tính cao su thiên nhiên bằng nhựa nhiệt dẻo và cao su tổng họp khác

Trong khoa học vật liệu, việc nghiên cứu ứng dụng của vật liệu tổ hợppolyme đóng vai trò quan trọng Trong khoa học vật liệu hiện nay vật liệupolyme được chế tạo theo 3 hướng [7]:

• Hướng thứ nhất: trùng hợp các loại monome;

• Hướng thứ hai: tổng họp các copolyme khối, copolyme ghép vàcopolyme thống kê từ các monome thông dụng hiện nay;

• Hướng thứ ba: trộn hợp các polyme sẵn có ở trạng thái nóng chảy,dung dịch, để tạo ra những loại vật liệu tổ hợp có những tính chất đặcbiệt, khác hẳn tính chất các polyme riêng rẽ ban đầu, đáp ứng đượcyêu cầu cuộc sống và kỹ thuật

Trong ba hướng trên, hướng thứ ba được đặc biệt quan tâm nghiên cứu

và phát triển vì đó là phương pháp đơn giản nhất, nhanh nhất và kinh tế nhất

tạo ra những vật liệu mới, đáp ứng được yêu cầu ngày càng cao của đời sống

và kỹ thuật Theo các chuyên gia trong lĩnh vực hoá học cao phân tử, đây làhướng chủ đạo của hoá học các hợp chất cao phân tử trong những năm cuối thế

kỷ 20 và đầu thế kỷ 21 vì nó có những ưu điểm sau [8]:

- Lấp được khoảng trống về tính chất công nghệ cũng như kinh tế giữacác loại nhựa nhiệt dẻo Người ta có thể tối ưu hoá về mặt giá thành và tínhchất của vật liệu sử dụng

- Tạo khả năng phối hợp các tính chất mà các loại vật liệu khó hoặckhông thể đạt được, đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật cao trong lĩnh vực khoahọc và kinh tế

- Quá trình nghiên cúu, chế tạo một sản phẩm mới trên cơ sở vật liệu tổhợp polyme nhanh hơn nhiều so với các sản phẩm từ vật liệu mới khác vì nóđược chế tạo trên cơ sở vật liệu và công nghệ có sẵn

- Những kiến thức rộng rãi về cấu trúc, sự tương hợp phát triển nhanhtrong những năm gần đây tạo cơ sở cho sự phát triển của loại vật liệu này

Theo hướng nghiên cứu này, đã có nhiều công trình nghiên cứu chế tạo

và ứng dụng vật liệu cao su blend

Nhóm các nhà khoa học Đào Thế Minh, Trần Thanh Sơn cùng các đồng

sự [9] đã nghiên cứu biến tính cao su thiên nhiên bằng polypropylen Kết quảtạo ra vật liệu có tính chất quý báu như: đàn hồi, bền va đập, chịu mài mòn ĐỗQuang Kháng, Ngô Kế Thế [10] nghiên cứu biến tính cao su thiên nhiên bằngcao su stiren-butadien tạo ra vật liệu tổ họp trên cơ sở CSTN có độ bền màimòn và bền môi trường cao, đáp ứng những yêu cầu chế tạo một số sản phẩmcao su kỹ thuật Nguyễn Quang, Phạm Thuý Hồng, Trịnh Văn Thành [11] cócông trình nghicn cứu vé ảnh hưởng công nghệ và tỷ lệ thành phần đến tínhchất của vật liệu trên cơ sở blend PE/CSTN Vật liệu tạo ra có những tính chất

Luận văn nghiên cứu tốt nghiệp

đặc biệt và phạm vi ứng dụng rộng rãi Đỗ Trường Thiện, Đặng Văn Luyến,

Đỗ Quang Kháng [12] đã nghiên cứu tăng độ cứng CSTN bằng nhựa phenol-íomandehyt, tạo ra sản phẩm có độ cứng cao, sử dụng làm quả lô trongcông nghiệp giấy, xay sát Ưu điểm của nó so với việc tăng độ cứng cao subằng cách tăng hàm lượng lưu huỳnh lưu hoá ở chỗ là: khi tăng lượng lưuhuỳnh lưu hoá mật độ khâu mạch tăng, dẫn đến toả nhiệt lớn khó kiểm soátquá trình lưu hoá đồng thời các sản phẩm có độ đàn hồi thấp, dễ rạn võ Trongkhi biến tĩnh CSTN bằng nhựa trên đã khắc phục được các nhược điểm trên

cacdanol-Đỗ Quang Kháng cùng các đồng sự [13] đã nghiên cứu chế tạo tổ hợp cao suthiên nhiên với nhựa polyetylen tỷ trọng thấp Sản phẩm nhận được làm nhựanền để sản xuất compozit làm đệm chống va đập cho tầu biển Nguyễn PhiTrung cùng các đồng sự [14] nghiên cứu chế tạo vật liệu tổ hợp từ CSTN vớipolyvinyl clorua và cao su nitril-butadien, sản phẩm nhận được làm nhựa nền

để sản xuất compozit Nguyễn Quang [15] nghiên cứu tĩnh chất của vật liệu tổhợp từ hỗn hợp cao su ERN-50 với cao su thiên nhiên và cao su tổng hợp,nhằm hạ giá thành sản phẩm và có thể biến đổi tính chất của vật liệu phù hợpvới từng ứng dụng cụ thể Đỗ Trường Thiện cùng các đồng sự [16] nghiên cứuchế tạo tổ hợp CSTN và Nhựa cardanol, sản phẩm thu được sản xuất compozitlàm các lô dệt S.H.Botros [19] đã nghiên cứu và chế tạo vật liệu tổ họp từCSTN và cao su etylen propylen đồng trùng họp - anhydryt maleic (EPDM-AM) bằng cách cho EPDM tương tác với anhydryt maleic có benzoin peroxitlàm chất khởi đầu Sản phẩm thu được có tính chất thay đổi khi tỷ lệ(NR/EPDM) thay đổi Khi NR/EPDM là 25/75 cho sản phẩm chịu lão hoánhiệt rất tốt đồng thời cho độ bền kéo và độ giãn dài rất lớn Khi NR/EPDM là50/50 thì khả năng chịu tia tử ngoại của vật liệu là rất tốt Ismail vàSuryadiasyah [20] đã nghiên cứu và chế tạo ra vật liệu tổ hợp trên cơ sỏ’ pp,CSTN (NR),và RRP (bột cao su phế thải) Vật liệu thu được có độ bền kéo vàmodul đàn hồi cao và tính chất cơ lý tăng khi tăng hàm lượng RRP

1.4 Biến tính cao su thiên nhiên trên cơ sở dầu thực vật

1.4.1 Khả năng dùng dầu thực vật biến tính CSTN

Dầu thực vật chứa chủ yếu là glyxrit của các axit no hoặc không nomạch dài Do đó, trong qua trình tương tác với các hợp chất khác thì các nhóm-COO- và các nối đôi ở cuối mạch của gốc axit sẽ tham gia các phản ứng như:thuỷ phân, este hoá, cộng halogen, phản ứng cộng lưu huỳnh Đi đầu trongviệc nghiên cứu sử dụng dầu trẩu để biến tính CSTN là các nhà khoa học NhậtBản: Tomokuni Harutaka và các cộng sự [21] nghiên cứu biến tính cao su vớidầu trẩu để làm mặt lốp xe, tăng hệ số ma sát của mặt lốp

Uchio và các cộng sự [22] đã nghiên cứu sử dụng dầu trẩu có độ ẩm bìnhthường ở dạng lỏng chiếm 80% axit eleostearic vào hợp phần cao su của lốp

xe Hàm lượng phối trộn là 1 -í- 30 PKL dầu trẩu so với 100 PKL của cao su.Kết quả cho thấy với hàm lượng này dầu trẩu được xem như là chất hoá dẻogiúp cho tĩnh gia công được cải thiện đáng kể, đồng thời làm tăng tĩnh năngbền kéo và sự phát nhiệt sẽ không tăng Sản phẩm của hợp phần trên là xămlốp ôtô có độ bền rất cao Trong nghiên cứu khả năng biến tính CSTN với dầuthực vật các nhà khoa học: Nguyễn Văn Khôi, Đỗ Quang Kháng, Lương NhưHải, Trần Thị Bính [17] đã sử dụng dầu trẩu như một phụ gia quá trình Kếtquả cho thấy độ cứng của sản phẩm khi sử dụng dầu trẩu giảm so với khikhông dùng dầu trẩu, độ bền kéo đứt tăng và đạt giá trị cực đại (2821 N/cm2),

độ dãn dài cũng tăng lên và đạt giá trị cực đại (688%) với hàm lượng dầu trẩu

là 10% Mặt khác, độ mài mòn, độ cứng của vật liệu, độ trương của sản phẩmtrong dung môi nhỏ hơn khi không sử dụng dầu trẩu Như vậy, hàm lượng củadầu trẩu sử dụng là 10% thì cho sản phẩm có nhiều tính chất tốt nhất Từ đó cóthể kết luận rằng: ngoài việc sử dụng các dầu thực vật khác để làm “chất phụgia quá trình” cho CSTN còn có thể làm tăng tính chất cơ lý của sản phẩm nếu

sử dụng một tỷ lệ thích hợp

Luận văn nghiên cứu tốt nghiệp

1.4.2 Khả năng biến tính cao su thiên nhiên bằng dầu đậu nành

Trên cơ sở những kết quả nghiên cứu biến tính CSTN bằng dầu trẩu, cóthể thấy rằng dầu đậu nành cũng có khả năng sử dụng để biến tính CSTN vìnhững lý do sau:

- Dầu đậu nành có khối lượng phân tử lớn chứa các nhóm phân cực vàcác phần không phân cực là các gốc axit mạch dài chứa nhiều liên kết đôi Do

đó nó đóng vai trò là chất hoạt động bề mặt làm cho khả năng khuếch tán cácphụ gia vào trong hợp phần cao su tốt hơn rất nhiều, làm cho chúng phân tánđồng đều trong hợp phần

- Trong vật liệu tổ hợp cao su với các polyme hay cao su khác thì dầuđậu nành có thể đóng vai trò làm chất tương hợp cho các phần polyme đó.Phần mạch dài của gốc axit sẽ đan xen vào phần cao su không phân cực (nhưCSTN) và phần phân cực sẽ tương tác với các phần cao su (nhựa nhiệt dẻo)phân cực Đồng thời, chính các liên kết đôi trong các gốc axit sẽ tương tác vớicác liên kết đôi trong cao su khi tiến hành lưu hoá cao su Chính vì thế có thểtính chất cơ lý của hợp phần cao su tăng lên đáng kể

- Thành phần hoá học và các chỉ số đặc trưng (chỉ số axit, chỉ số iot, chỉ

số xà phòng) của dầu đậu nành và của dầu trẩu gần giống nhau Chỉ số xàphòng của dầu trẩu là 195 mg KOH/g của dầu đậu nành là 193 mg KOH/g, chí

số iot của dầu trẩu là 149 -ỉ- 170 g C/lOOg của dầu đậu nành là 120 -ỉ- 141 g

I2/100g Chính vì thế mà khả năng làm thay đổi tính năng cơ lý của vật liệutrên cơ sở CSTN của dầu đậu nành cũng có thể như dầu trẩu

PHẦN II

MỤC ĐÍCH, NỘI DUNG, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU 2.1 Mục đích

Nhằm đánh giá khả năng dùng dầu đậu nành để nâng cao tính năng cơ

lý, kỹ thuật cho vật liệu cao su thiên nhiên và một số vật liệu polyme blendtrên cơ sở CSTN

2.2 Nội dung nghiên cứu

Để thực hiện các mục tiêu nghiên cứu, trên cơ sở điều kiện hiện cóchúng tôi thực hiện các nội dung và phương pháp nghiên cứu sau:

- Chế tạo mẫu trên cơ sở CSTN biến tính bằng dầu đậu nành với hàmlượng khác nhau

- Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng dầu đậu nành đến tính chất cơ lýcủa vật liệu CSTN thông qua việc đo các tính chất cơ lý của vật liệu ở các hàmlượng dầu đậu nành khác nhau Từ các kết quả khảo sát tính chất cơ lý của cácmẫu vật liệu có hàm lượng dầu đậu nành khác nhau, chọn ra hàm lượng dầu đậunành thích hợp để biến tính CSTN và các blend CSTN/SBR, CSTN/NBR vàCSTN/LDPE

- Nghiên cứu ảnh hưởng của dầu đậu nành biến tính đến quá trình trộnhọp của vật liệu (thông qua biểu đồ quan hệ giữa momen quay, năng lượngtrộn với thời gian trộn) Nghiên cứu cứu này được thực hiện trên máy trộn kínHaake (CHLB Đức)

- Nghiên cứu ảnh hưởng của dầu đậu nành biến tính đến cấu trúc hìnhthái của vật liệu được thực hiện bằng phương pháp kính hiển vi đện tử quét(SEM) trên kính hiển vi quét JSM 5300 của hãng JEOL (Nhật Bản)

- Hàm lượng chất bẩn còn lại trên dây 0,20

Cao su tổng hợp NBR có ký hiệu KOSYN - KNB 35L của Hàn Quốc

+ LDPE (low density polyetylene)

Poly etylen tỉ trọng thấp có ký hiệu LOTRENE 13031 - 9 của Qatar

2.3.3 Dầu đậu nành và dầu trẩu

Dầu đậu nành sử dụng được chiết tách từ hạt đậu tươns có sẵn trên thịtrường Dầu trẩu sử dụng được chiết tách từ hạt cây trẩu của Cao Bằng tạiphòng thí nghiệm vật liệu polyme (Viện Hóa học)

- Ôxit kẽm (ZnO): Zincollied G/l 183 của Indonesia sản xuất

- Lưu huỳnh dạne bột hàm lượng 99,9% do hãng SAE KWANGCHEMICAL IND Co, Ltd Hàn Quốc sản xuất

- Than đen: sử dụng là loại LUCARB HAF (N 330) do Hàn Quốc sảnxuất

- Phòng lão D (fenyl p nafthylamin): sử dụng là loại do Trung Quốc sảnxuất

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Thành phần cơ bản của vật liệu

Trên cơ sở đơn pha chế cơ bản từ CSTN và các phụ gia, chúng tôi cố địnhcác thành phần khác, chỉ thay đổi hàm lượng dầu đậu nành để khảo sát và sửdụng thành phần của mẫu nghiên cứu cơ bản gồm:

Cao su thiên nhiên

Lưu huỳnh

Luận văn nghiên cứu tốt nghiệp

Xúc tiến DXúc tiến DMPhòng lão DAxit stearicHàm lượng dầu đậu nành cho vào thay đổi từ 1 - 15%

+ Đối với vật liệu blend của CSTN với cao su tổng hợp thì trộn theothành phần CSTN/cao su tổng hợp với tỷ lệ 80/20 (CSTN/SBR; CSTN/NBR;CSTN/LDPE), sau đó trộn với các hợp phần phụ gia như trên Riêng đối vớiblend CSTN/LDPE được trộn trong máy trộn kín, sau đó trộn với các phụ giatrên máy cán

2.4.2 Chế tạo mẫu nghiên cứu

Mẫu nghiên cứu chế tạo theo hai bước:

+ Cán cắt mạch CSTN rồi trộn hợp với cao su tổng hợp trên máy cán haitrục ho của hãng TOYOSEIKY (Nhật Bản), tiếp đó trộn với các phụ gia

+ Cán xuất tấm cao su và đưa vào khuôn ép lưu hoá trên máy ép thuỷ lựccủa hãng TOYOSEIKY với các điều kiện:

Sản phẩm thu được ở dạng tấm dầy 2mm và được cắt theo các tiêu chuẩnhiện hành

2.4.3 Nghiên cứu quá trình trộn vật liệu trên máy trộn kín

Nghiên cứu quá trình trộn hợp của vật liệu được thực hiện trên máy trộnkín Haake Quá trình trộn hợp của vật liệu được khảo sát thông qua biểu đồ

- Thời gian lưu hoá:

biến thiên momen quay, năng lượng và nhiệt độ theo thời gian với các thông sốnhư sau:

2.4.4 Đo các tính chất cơ lý của vật liệu

Đo các tĩnh chất cơ lý của vật liệu theo tiêu chuẩn hiện hành của ViệtNam như sau:

Đo độ bền kéo đứt được thực hiện trên máy có ký hiệu YG - 622 số máy

01 sản xuất tại Đài Loan năm 1998 Đo độ cứng trên máy đo ký hiệu JISK6301A TECLOCK GS 706N Máy đo độ mài mòn ký hiệu YG - 634 sảnxuất tại Đài Loan năm 1998 (tại Công ty Giầy Thuỵ Khuê)

2.4.5 Nghiên cứu cấu trúc của vật liệu bằng kính hiển vi điện tử quét SEM

Để nghiên cứu cấu trúc hình thái của vật liệu, chúng tôi dùng kính hiển

vi điện tử quét JSM 5300 của Nhật Bản: mẫu vật liệu được cắt bằng dụng cụchuyên dụng LEICA (có ký hiệu RM 2125 RT) ở nhiệt độ thường Mẫu đượccắt với kích thước thích họp, gắn lên giá đỡ, bề mặt cắt của mẫu được đem phủmột lóp bạc mỏng bằng phương pháp bốc bay trong chân không trong máyAGAR AUTO SPUTTER COATER để tăng độ tương phản Mẫu tạo được chovào buồng đo của kính hiển vi điện tử quét để chụp ảnh bề mặt cắt

Phân tích này được tiến hành tại phòng Nghiên cứu vi cấu trúc thuộcViện Kỹ thuật Nhiệt đới - Viện KH&CN Việt Nam

Luận văn nghiên cứu tốt nghiệp

2.4.6 Nghiên cứu khả năng Ổn định nhiệt của vật liệu trên máy phân tích nhiệt trọng lượng (TGA)

Nguyên lý của phương pháp này như sau: khi tăng nhiệt độ dần lên sẽ cócác quá trình vật lý và hóa học xẩy ra như bay hơi nước và các chất thấp phân

tử làm khối lượng của vật liệu giảm dần Sau đó đến một nhiệt độ nào đấy cócác quá trình hoá học (như phản ứng oxy hoá, cắt mạch, phân huỷ, ) xảy ralàm khối lượng vật liệu thay đổi

Căn cứ vào biểu đồ ghi được về mức độ và tốc độ tổn hao trọng lượng cóthể biết được quá trình phân huỷ nhiệt của vật liệu

Bằng phương pháp phân tích này, có thẻ đánh giá khả năng ổn địnhnhiệt, cũng như đánh giá một sự tương tác pha polyme/polyme trong tổ hợp vậtliệu Phép phân tích được thực hiện trên máy TGA - TA50 của hãngSHIMADZƯ (Nhật Bản) tại phòng phân tích nhiệt thuộc Viện Hóa học - Viện

KH &CN Việt Nam

Các thông số của quá trình phân tích nhiệt trọng lượng TGA được chọnnhư sau:

- Tốc độ nâng nhiệt

- Khoảng nhiệt độ nghiên cứu

- Môi trường nghiên cứu

10°c/phútnhiệt độ phòng đến 600°ckhông khí

PHẦN III

KÊT QUA VẢ THAO LUẶN

3.1 Ảnh hưởng của hàm lượng dầu đậu nành biến tính đến tính chất cơ lý của vật liệu cao su thiên nhiên

Tính chất của vật liệu polyme nói chung và của CSTN nói riêng khôngchỉ phụ thuộc vào các yếu tố như bản chất vật liệu, phụ gia sử dụng, điều kiệnphối trộn và công nghệ gia công mà còn phụ thuộc vào hàm lượng phụ gia sửdụng Trong phần nghiên cứu này, chúng tôi cố định các yếu tố về bản chất vậtliệu, thành phần các phụ gia khác cũng như chế độ gia công mà chỉ thay đổihàm lượng dầu đậu nành biến tính

Trên các hình từ 2 -ỉ- 6 mô tả tính sự thay đổi chất cơ lý của vật liệuCSTN khi thay hàm lượng dầu đậu nành thay đổi từ 0% -ỉ- 15%

Hàm lượng dầu đậu nành [%]

Hình 2: Ánh hưởng của hàm lượng dầu đậu nành biến tính

tới độ bền kéo đứt của vật liệu CSTN