Nghiên cứu nâng cao tính năng cơ lý cho vật liệu cao su thiên nhiên bằng các chất độn hoạt tính

NGHIÊN CỨU NÂNG CAO TÍNH NĂNG CƠ LÝ CHO VẬT LIỆU CAO SU THIÊN NHIÊN BẰNG CÁC CHẤT ĐỘN HOẠT TÍNHKHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hoá công nghệ - Môi trường Người hướng dẫn khoa

TrườngĐHSưphạmHàNội2 Khoáluậntốtnghiệp

1

NGHIÊN CỨU NÂNG CAO TÍNH NĂNG CƠ LÝ CHO VẬT LIỆU CAO SU THIÊN NHIÊN BẰNG CÁC CHẤT ĐỘN HOẠT TÍNH

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chuyên ngành: Hoá công nghệ - Môi trường

Người hướng dẫn khoa học: 1 PGS.TS ĐỖ QUANG KHÁNG

2 TS NGÔ KẾ THẾ

HÀ NỘI – 2010

TrườngĐHSưphạmHàNội2 Khoáluậntốtnghiệp

3

TrườngĐHSưPhạmHàNội2,giađìnhvàcácbạnbèđãnhiệttìnhđộngviên,dìudắtvàhướngdẫnemtrongsuốtquátrìnhhọccũngnhưtrongsuốtthời

gianlàmkhoáluậnnày

HàNội, tháng05năm2010Sinhviênthựchiện

VũThịThuý

Sinhviênthựchiện

VũThịThuý

Trang

MỞĐẦU 1

1.Lýdochọnđềtài 1

2.Mụctiêunghiêncứu 2

3.Đốitượngnghiên cứu 2

4.Nộidungnghiêncứu 2

PHẦN1:TỔNGQUAN 3

1.1 Caosuthiênnhiên 3

1.1.1 Lịch sửpháttriển 3

1.1.2.Mủcaosuthiênnhiên(latec) 3

1.1.3 Thànhphần,cấu tạo,tínhchấtcủacaosuthiênnhiên 4

1.1.3.1 Thànhphần 4

1.1.3.2 Cấutạo 5

1.1.3.3 Tínhchất 5

1.1.4 Phươngphápchếbiếncaosuthiênnhiên 7

1.1.5 Tình hìnhsảnxuất,chếbiếnCSTN trênthếgiới 8

1.1.6 Tìnhhìnhsảnxuất,chếbiếnCSTNởnướcta 11

1.2 Mộtsốbiệnphápbiếntínhcaosuthiênnhiên 13

1.2.1 Biếntínhbằngphươngpháphoáhọc 13

1.2.1.1 Hoávòngcaosu 13

1.2.1.2 Gắnnhómphâncực vàomạchcaosu 14

1.2.2.Biếntínhcaosuthiênnhiênbằngnhựanhiệtdẻohoặccaosu tổnghợpkhác 15

1.2.3 Biếntínhcaosu thiênnhiên bằngcácchấtđộnhoạt tính 16

1.2.3.1 Lý thuyếtvềchấtđộn 16

1.2.3.2 Lýthuyếttăngcườnglựccủachấtđộnhoạttínhđốivớicao su 17

1.2.3.3 Tăngcườnglựccaosuthiênnhiênbằngchấtđộnhoạttính 19

PHẦN2:CHƯƠNGTRÌNH,VẬTLIỆUVÀPHƯƠNGPHÁPNGHIÊNCỨ U 27

2.1 Chươngtrình nghiêncứu 27

2.2 Vậtliệunghiêncứu 27

2.3 Phương pháp nghiêncứu 29

2.3.1 Chếtạomẫu 29

2.3.2.Chếtạovậtliệutổhợptrênmáycán2trục 30

2.3.3.Chếtạomẫunghiêncứu 30

2.4 Khảosáttínhcơlýcủavậtliệu 30

2.4.1 Phươngphápxác địnhđộbềnkéođứt 31

2.4.2 Phươngphápxácđịnhđộgiãndàikhiđứt 31

2.4.3.Phươngphápxácđịnhđộmàimòn 31

2.4.3 Phươngphápxácđịnhđộcứng 31

2.5 Nghiêncứucấutrúchìnhtháihọccủavậtliệubằngkínhhiểnviđiện tửquét 32

2.6 Nghiêncứukhảnăngbềnnhiệtcủavậtliệubằngphươngphápphân tíchnhiệtvisai 32

PHẦN3:KẾTQUẢVÀTHẢOLUẬN 33

3.1 Nghiêncứunângcaotínhnăngcơlýchocaosuthiênnhiênbằngchất độnhoạttính 33

3.1.1 Ảnhhưởngcủahàmlượng than hoạttínhtớitínhchấtcơhọc củavậtliệu 33

3.1.2.Ảnhhưởngcủahàmlượngsợivôcơphốihợptớitínhchấtcơhọc củavậtliệu 37

3.1.3 Ảnhhưởngcủachấtphụgiatăngphântántớitínhchấtcủavậtliệu 40

3.1.3.1 Ảnhhưởngđến tínhchấtcơlýcủavậtliệu 40

3.1.3.2 Ảnhhưởngtớicấutrúchìnhthái của vậtliệu 43

3.1.3.3 Ảnhhưởngtớikhảnăngbềnnhiệtcủa vậtliệu 46

PHẦN4:KẾTLUẬN 49

TÀITIỆUTHAMKHẢO 50

DANHMỤCKÍHIỆU VIẾTTẮT,BẢNGBIỂUVÀHÌNHẢNH

Kíhiệuviếttắt

CNH,HĐH:Côngnghiệphoá,hiệnđạihoáCSTN:Ca osuthiênnhiên

DTA:Phântíchnhiệtvisai ENR:CaosuthiênnhiênepoxyhoáPK L:Phầnkhốilượng

SEM:KínhhiểnviđiệntửquétSVC:Sợi vôcơ

TCVN:TiêuchuẩnViệtNamTHT:T hanhoạttính

TPT:Chấtphụgialàmtăngđộphântán

Bảng1:ThànhphầnhoáhọccơbảncủaCSTN 4

Bảng2:ThànhphầntiêuchuẩnđểxácđịnhcáctínhchấtcơlýcủaCSTN 7

Bảng3:SảnlượngcaosucủacácnướcthuộckhuvựcĐôngNamÁđãđượcthốngkê 9

Bảng4:DiệntíchCSTNởmộtsốnướcĐôngNamÁ 9

Bảng5:TỉlệCSTNđượcsửdụngtrongcáclĩnhvực 10

Bảng6:Diệntíchcaosutoànquốcởcácvùngđến2007 12

Bảng7:ẢnhhưởngcủahàmlượngTHTtớitínhchấtcơhọccủavậtliệu 34

Bảng8:ẢnhhưởngcủahàmlượngSVCphốihợptớitínhchấtcơ họccủavậtliệu 38

Bảng9:Nhiệtđộbắtđầuphânhuỷvànhiệtđộphânhuỷmạnhnhất củavậtliệu 47

Hìnhảnh

Hình2:ẢnhhưởngcủahàmlượngTHTtớiđộmàimòncủavậtliệu 35

Hình3:ẢnhhưởngcủahàmlượngTHTtớiđộdãndàikhiđứtcủavậtliệu 35

Hình4:ẢnhhưởngcủahàmlượngTHTtớiđộcứngcủavậtliệu 36

Hình5:ẢnhhưởngcủahàmlượngSVCtớiđộbềnkéođứtcủavật liệucó25%THT 38

Hình6:ẢnhhưởngcủahàmlượngSVCtớiđộmàimòncủavậtliệu có25%THT 39

Hình7:ẢnhhưởngcủahàmlượngSVCtớiđộdãndàikhiđứtcủa vậtliệucó25%THT 39

Hình8:ẢnhhưởngcủahàmlượngSVCtớiđộcứngcủavậtliệucó25%THT 40

Hình9:Ảnh hưởngcủachấttăngphântántớiđộbềnkéođứt 41

Hình10:Ảnhhưởngcủachấttăngphântántớiđộdãndàikhi đứt 41

Hình11:Ảnhhưởngcủachấttăngphântántớiđộmàimòn 42

Hình12:Ảnhhưởngcủachấttăngphântántớiđộcứng 42

Hình13:ẢnhSEMbềmặtgẫyvậtliệuCSTN/25%THT 43

Hình14:ẢnhSEMbềmặtgẫyvậtliệuCSTN/25%THT/2%SVC 44

Hình15:ẢnhSEMbềmặtgẫyvậtliệuCSTN/25%THT/20%SVC 44

Hình16:ẢnhSEMbềmặtgẫyvậtliệuCSTN/25%THT/2%SVC/2%TPT 45

Hình17:Biểuđồphântíchnhiệtvisaicủamộtsốmẫuvậtliệutiêubiểu 46

1 Lídochọnđềtài

Cùngvớisựpháttriểncủakinhtế,kĩthuật,vậtliệucaosungàycàngđượcứngdụngnhiềutronghầuhếtcáclĩnhvực.Trongcácloạivậtliệucaosu , caosuthiênnhiênđượcsửdụngrộngrãivàlàvậtliệuquantrọngnhất.ỞViệtNamcâycaosuđượctrồngtừrấtsớm(1897).Tuynhiên,đếngầnđâythìnómớiđượcquantâm,chúýđặcbiệtvàdầntrởthànhmộtngànhkinhtếmũinhọncủanướcta

Từsauđổimới(1986),câycaosuđãđượcchúýđúngmứcvàdầnpháttriểnmạnh.Tớinay,diệntíchcanhtáccâycaosuởnướctađãđạt674200ha(2009)

(TheoBộNNvàphát

triểnNT),phấnđấutới2015đạtkhoảng800000ha[17].Sảnlượngcaosutăngliêntụctrongnhữngnămqua.Tuynhiên,caosucủanướct a sửdụngtrongnướcrấtít,phầnlớnlàxuấtkhẩusangTrungQuốc,phầncònl ạ i sangc á c nướckhácdướidạngthôvớigiáthànhr ẻ mạt.Trongkhiđó,chúngtaphảinhậpkhẩusảnphẩmcaosukĩthuậtvớigiáthànhrấtcao.Việct ự sảnxuấtcaosukĩthuậttừcaosuthiênnhiênđanglàmộtđòihỏirấtlớnvớingànhcôngnghiệpcaosunướcta.Bởinókhôngnhữngrấtquantrọngtrongcáchoạtđộngkinhtếmàcònđápứngviệcpháttriểnsảnxuất,nângcaogiátrịhànghóa,tiếtkiệmchiphínhiênliệu,nănglượng,giảmônhiễmmôitrường

Trướctìnhhìnhthựctếtrên,chúngtôitiếnhànhđềtài“Nghiêncứunângcaot

ínhnăngcơlýchovậtliệucaosuthiênnhiênbằngcácchấtđộnhoạttính”đểhạgiát

hànhsảnphẩmcaosu,đápứngnhucầuvềsảnphẩmc a o sutrongcácngànhkinhtế,đặcbiệtlàsảnphẩmcaosukĩthuậtphụcvụnềnkinhtếquốcdân

2 Mụctiêunghiêncứu

Nhằmchọnrathànhphầnchấtđộnhợplýđểnângcaotínhnăngcơlýchocaosuthiênnhiênđểmởrộngphạmviứngdụng,hạgiáthànhchocács ảnphẩmcaosu

- Nghiêncứucấutrúchìnhtháihọccủavậtliệubằngkínhhiểnviđiệntửquét(SEM)

- Nghiêncứukhảnăngbềnnhiệtcủavậtliệu

tácdụngchốngdínhtốthơnvàtăngthờigians ửdụngcủagiầyd é p Đếnn ăm1839,cácnhàkhoahọcGudervàGencocphátminhđượcquátrìnhlưuhóaCSTN,chuyểncaosutừtrạngtháic h ảynhớtsangtrạngtháiđànhồicaovàbềnvững.Từđó,CSTNđượcứngdụngrộngrãiđ ể sảnxuấtnhiềul o ạisảnphẩmthôngdụng.ĐếnđầuthếkỉXX,cùngvớisựpháttriểncủangànhhóahọc,đặcbiệtlàsựrađờicủathuyếtc ấutạopolymethìCSTNđãđượcnghiêncứumộtcáchkĩlưỡngvàcóứngdụngrộngrãitrongcác

lĩnhvựckhoahọcvàđờisống

1.1.2 Mủcaosuthiênnhiên(latec)

MủCSTNlànhũtươngtrongnướccủacáchạtcaosuvớihàmlượngphầnkhôbanđầutừ28–40%.Cáchạtcaosucókíchthướcrấtnhỏ(0,05–

3μm)m)cáchạtcaosuluônởtrạngtháichuyểnđộng.Hạtlateccóhailớp,bêntronglàhyđrocacbon,

bênngoàilàlớphấpphụcónhiệmvụbảovệlateckhôngbịkeot ụ.Thànhphầnhoáhọccủalớpngoàilàcáchợpchấtchứanitơthiênnhiênn h ưprotein,cácchấtbéovàmuốixàphòngcủaaxitbéo

(pH=7,2).SauvàigiờbảoquảntrịsốpHgiảmdầnxuốngvàlatecbịkeotụdần.Trongquátrìnhkeotụphacaosuliên

ụ , ngườit a thườngổnđịnhp H chomôitrường(thườngdùngamôniăc0,5%

duytrìpHở10–11)

Đểgiảmgiáthànhtrongvậnchuyểncholatec,ngườitathườngcôđặcbằngcácphươngphápnhưlytâm,chobốchơitựnhiên,phươngphápphânlớphoặcdùngcácchấtđiệngiải.Mỗiphươngphápcôđặcchonguyênliệuc a o sucótínhchấtkhácnhau.Vìvậy,t u ỳ theoyêuc ầ u sử dụng,ngườitachọnphươngphápcôđặcthíchhợp

1.1.3 Thànhphần,cấutạo, tính chấtcủacaosuthiênnhiên

1.1.3.1 Thành phần

ThànhphầnhoáhọccủaCSTNgồmnhiềuchấtkhácnhau:hiđrocacbon(thànhphầnchủyếu),c á c chấttríchl y bằngaxeton,cácchấtc h ứanitơmàchủyếulàproteinvàchấtkhoáng.Hàmlượngcácchấtnàydaođộngrấtlớnphụthuộcvàophươngphápsảnxuất,tuổicủacây,cấutạothổnhưỡngcũngnhưkhíhậunơicâysinhtrưởngvàmùakhaithácmủ

Cácchấttríchl y b ằngaxetoncóthànhphầnbaog ồm5 1 % axitbéo(axitcobic,axitstearic)phầncònl ạil à c á c axitaminb é o vàc á c hợpchấtphotphohữucơ.

Cáchợpchấtchứanitơgồmproteinvàcácaxitamin(sảnphẩmphânh u ỷcủaprotein).CácchấtnàylàmgiảmtínhnăngkĩthuậtcủaCSTN,đặcbiệtlàđộcáchđiệnvìchúngcókhảnănghútẩm

trìnhthiêukếtpolyme)gồmc á c hợpchấtcủakimloạikiềm,kimloạikiềmthổnhưmuốinatri,muốikali,muốimagiê,c á c oxitkimloạin h ưFe2O3,Mn O2,CuO,…

HàmlượngchấtkhoángtrongCSTNphụthuộcvào

phươngphápsảnxuất,tuổicâycaosu,khíhậu,thổnhưỡng,mùathuhoạchmủ

1.1.3.2 Cấutạo

CSTNlàpolyisoprenmàcácđạiphântửcủanóđượctạothànhtừcácmắtxíchcấutạodạngđồngphâncisliênkếtvớinhauở v ịt r í 1 , 4 (chiếm98%)

1.1.3.3 Tínhchất

 Tínhchấtvậtlý

-250C.CSTNkếttinhcóbiểuhiệnrõrànglênbềmặtnhƣtăngđộcứng,làmmặtvậtliệumờkhôngtrongsuốt

 Tínhchấtcôngnghệ

Độkếttinh:40%ở25-300C

ĐộnhớtphụthuộcvàoloạiCSTNĐộdẻ

ophụthuộcvàođộnhớt

ổnđịnhđộdẻo(PRI):làtỷsốgiữađộdẻocủacaosusau30phútở1440Cvàđộdẻobanđầu.PRIcàngcaothìvậntốchoádẻocàngnhỏ,tứckhảnăngchốnglãohoá càngtốt

vàcácloạicaos u khôngphâncựckhác

 Tínhchấtcơlý

CSTNđượclưuhoábằnglưuhuỳnhphốihợpvớimộtsốloạichấtxúctiếnthôngdụng.TínhchấtcơlýcủaCSTNđượcxácđịnhtheotínhchấtcủahợpphầncaosutiêuchuẩnsau:

CSTN khôngđộc

1.1.4 Phươngphápchếbiếncaosuthiênnhiên

CSTNđượcsảnxuấttừlatecchủyếubằng2phươngpháp:

NgâmnướcCán rãnh

- Keotụmủcaosu,rửaphầnkeotụbằngnướcmềmrồisấyđếnđộẩmc ầnthiết.Sảnxuấtcaosusốngbằngphươngphápkeotụchosảnphẩmcóđộtinhkhiếtcaovìtrongquátrìnhkeotụ,hầuhếtcáchợpchấttantrongnướcđượcgiữlạiởphầnnướcthải(serum)

+Côngnghệsảnxuấtcrêptrắngcũngtươngtựn h ưtrên,tuyn h i ê n khácởchỗlàlatecđượctẩytrắngbằngNaHSO31%.Trongquátrìnhkhuấyt r ộn,NaHSO3phânhuỷtheophảnứng:

2NaHSO3→Na2SO3+H2SO3

AxitH2SO3sẽphânhuỷthànhSO2cótác dụngtẩytrắngsaunày.

Sauđó,hỗnhợpđượckeotụbằngaxitaxetic,caosukeotụđượcvớtlênrửabằngnướcmềmtrênhệthống3máycán,cuốicùngsấykhôởnhiệtđộ30

–350Ctrongthờigiantừ2-3tuần Crêptrắngcómàuđụcđều, khôngchứacác

tạpchấtcơhọc,khôngcóvếtbẩn,đượcđóngkiệngồmtừnglớpcaosu

1.1.5 Tìnhhình sảnxuất,chế biếnCSTNtrênthếgiới

CSTNlàloạivậtliệupolymecóvịtríđặcbiệtquantrọngđượcsửdụngrộngr ã i trongrấtnhiềuứngdụngv à cácsảnphẩmk h á c nhau.C â y c a o suđượctrồngởcácnướccókhíhậunhiệtđớinhư:NamMỹ,ChâuPhivàchủyếuởĐôngNamÁ.KhuvựcnàycungcấpnguồnCSTNchínhchothếgiới,chiếmkhoảng94%tổngsảnlượngCSTN(2005)

Sảnlượngcaosukhôngngừngtăngmạnh,doluônđổimớivềgiống,vốnvàkĩthuật.Dựđoánnhucầucaosuthiênnhiêntăngtrưởngtốtkhoảng3 , 2 % mỗinămtrongthờikì2008–2012[3]

Bảng4:DiệntíchCSTNởmộtsốnướcĐôngNamÁ[3]

(đơnvị:1000ha)

Tênnước Indonesia TháiLan Malaysia ViệtNam

NhờcácbiệnphápcảitiếnkĩthuậtnângcaonăngsuấtmàsảnlƣợngCSTNđãtăngnhanh.Tínhtừ1975đến2007,trêntoànthếgiới,diệntíchcaos u chỉtăngđƣợc1,4lần,từ7,15triệuhanăm1975đãđạtmức10,3triệuhavàonăm2007.Nhƣngsảnlƣợngcaosuđãtănglêngấp3lần,từ3,3triệutấnn ăm1975tăngđến9,725triệutấnvàonăm2007[3].

SảnphẩmCSTNđƣợcứngdụngtronghầuhếtcácngànhcôngnghiệpv à dândụng.TrênbảngtrìnhbàyvềtỉlệCSTNđƣợcsửdụngtrongcáclĩnhv ực:

- Sảnlượngcaosucủathếgiớităngtrungbìnhkhoảng2–

2,27%.CácnướcĐôngNamÁlànhữngquốcgiasảnxuấtvàxuấtkhẩuCSTNchủyếu

- GiữachỉsốtăngtrưởngGDPvàmứctiêuthụcaosunói chungcómốiquanhệtỉlệthuậnvớinhau.TạicácnướcĐôngNamÁ,nhu

cầutiêuthụCSTNsẽtăngđểđápứngnhucầucôngnghệphoávàkhắcphụctìnhtrạngbánnguyênliệuthôrẻmạt

- HaimặthàngquantrọngnhấttrongsốcácsảnphẩmtừCSTNlàsămlốpxecộvàcác sảnphẩmcaosukĩthuật

- NghiêncứubiếntínhCSTNtrongphòngthínghiệmtrựctiếptừlatecđ ã đưađếncácsảnphẩmmớiưuviệt,cókhảnăngcạnhtranhvớinhiềuloạic a o sutổnghợpchuyêndụng,mặtkháccôngnghệgiacôngmớichophépsảnxuấtcácsảnphẩmcóchấtlượngtốthơnhẳncácsảnphẩmtừCSTNtruyềnthống

- Xuấthiệncácloạicaosunhựanhiệtdẻocótínhnăngưuviệtvàkhảnănggiacôngthuậnlợi

- Nhucầucaosukĩthuậtng ày càngtăngvà chúngchiếmgiátrịsảnlượngđángkểsovớimặthàngtruyềnthống,bêncạnhđónócòncógiátrịvềkinhtếvàkĩthuậtrấtcao

1.1.6 Tìnhhìnhsảnxuất,chếbiếnCSTNởnướcta

Tronggiaiđoạncôngnghiệphoá,hiệnđạihoá(CNH,HĐH)đấtnước,s a u khiViệtNamđãlàthànhviênchínhthứccủaWTO(2006)nhấtlàgiaiđoạnhiệnnaykhimàtìnhhìnhthếgiớicónhiềubiếnđộng,giámủc a o suthayđổiliêntụcthìviệcđánhgiákếtquảthựchiệnquyhoạchcaosutheoQuyếtđịnhcủathủtướngChínhphủs ố86/QĐ–

TTngày05/02/1996phêduyệttổngquanpháttriểncaosuđến2005làcầnthiết,nhằmđánhgiáđúng

hội.Đồngthờigópphầnpháttriểnbềnvữngtrongnôngnghiệplàcầnthiết

NgànhcaosuViệtNamđangđượcphụchồivàpháttriểnmạnhmẽ.Tínhđến2007,diệntíchcaosulà549,7nghìnha(trongđódiệntíchchokhaitháclà373,3nghìnha),sảnlượng601,7nghìntấn.Đếnnăm2008,diệntíchcaosucảnướcướcđạt601,8nghìnha,sảnlượngướcđạt644,2nghìntấn,đưacaosunướctađứngthứ5thếgiới(chiếm5,4%sảnlượngCSTNtrênthếgiới)chỉsauTháiLan,,Inđonesia,Malaysia,ẤnĐộ[6]

ViệtNamtrướcđâypháttriểnchậmvớiquymônhỏ,đếnn ăm1990nghànhcôngnghiệpchếbiếncaosuởViệtNammớichỉsảnxuấtđượccácmặthàngthông

dụngítgiátrịnhư:sămlốpxeđạp, giầydép,caosuxốp,…Hiệnnay,ViệtNamđ angtrongq u á trìnhCNH,HĐHn ềnkinht ếnướctađang

dầnpháttriển.Dochúngtaxuấtpháttừvịtríthấp,trìnhđộcôngnghệlạchậu,

trangthiếtbịđadạngvànguồngốcphứctạplàmchocác

vấnđềđ ả m bảokĩthuậtvàổnđịnhchấtlượngsảnphẩmvôcùngkhókhăn.Nhậnt h ứcđượcnhữngkhókhănnày,trongmấynămgầnđâyngànhcôngnghiệpc a o sucónhiềubướcđổimớivượtbậc,nhiềunhàmáyđãđầutưcôngnghệv à thiếtb ịhiệnđại,nhiề

uc ơsởl i ê n doanhr a đờichophépsảnxuấtđượcnhiềuloạisảnphẩmcaosuvớinhữngchủngloạiđadạngngàycàngđápứngnhucầutiêuthụtrongnướcvàcókhảnăngcạnhtranhtrênthịtrườngquốctế

1.2 MỘTSỐBIỆNPHÁPBIẾNTÍNHCAOSUTHIÊNNHIÊN

1.2.1 Biếntínhbằngphươngpháphoáhọc

DoCSTNhầunhưkhôngphâncựcvàcócấutrúckhôngchặtchẽnênđ ộ b á m dínhcủanókhôngt ốt,khảnăngchịunhiệtkém.T ừl â u cácnhànghiêncứuđãcốgắngtìmracácbiệnphápbiếntínhcaosunhằmkhắcphụcnhữnghạnchếtrênvàmởrộngphạmviứngdụngcủavậtliệunày

1.2.1.1 Hoávòngcaosu

MộttrongnhữnghướngnghiêncứubiếntínhhoáhọcCSTNlànghiêncứuhoávòngcaosu.Đểh o á vòngCSTNc ó t h ểt h ựchiệnbằngcáchtrộnCSTNtrongdungdịchtoluencómặtSnCl4

Trongquátrìnhhoávòng,nồngđộcaosu,nồngđộxúctác,nhiệtđộ,dungmôicóảnhhưởngđếntốcđộphảnứnghoávòng.Còntỷtrọngvàhệsốk h ú c xạcủacaosuvòngtănglêncònmạchphảnứnggiảmđihoạttínhcủan ó Khiđộhoávòngcàngsâudẫntớisựtăngđộcứngvàsauđólàgiòn[10].

Caosuđãhoávòngbềnvớitácdụngcủaaxit,bazơởnhiệtđộthường,nhưngkhicómặtoxitácdụng,chúngbịoxihoánhanhdocónguyêntửCbậcb a Cácsảnphẩmhoávòngcao

suđượcdùngrộngrãiđểlàmsơnbảovệ,làmkeodán,mựcin,màngbaogói,vậtliệucảmquang

TrongsốcácphươngphápbiếnđổiCSTNngườitatậptrungvàonghiêncứuepoxyhoáCSTN,bởisảnphẩmtạoracónhiềutínhnăngưuviệtvàcókhảnăngứngdụngrộngrãi[20]

Sực ó mặtc ủanhóme p o x y trongmạchchủđ ã chophépthựchiệnnhiềuphảnứngchuyểnhoácaosu.Caosuepoxyhoá(ENR)cóthểtổnghợptrựctiếptừlatexCST

 Dùngphươngphápin-situ

(peraxitmớisinh):PhảnứngđượcchọnhệsửdụngH2O2vàaxitfomiclàmtácnhânphảnứngvìcáchoáchấtnàysẵncóvàtốcđộthíchhợpchosảnxuất.nhiệtđộphảnứngduytrìtrongkhoảng30–350C

CaosuENRlàloạiv ậtliệuc ó nhiềutínhnăngđặcbiệtvàkhảnăngứngdụngthựctếđadạng.CaosuENRđãđượcdùngrấthiệuquảđểchếtạoc á c vậtliệutổhợpsửdụngnhưcácchitiếtmáy,gioăng,phớt,chịudầu,làmkeodáncaosulimloại,…

Ngoàira,nócókhảnăngbámdínhcaokếthợpđột h ấmkhí,thấmhơithấpchophépchếtạomàngphủbảovệ

ViệccắtmạchCSTNrồigắnnhómOHvàocuốimạchđãđượcmộtsốtácgiảnghiêncứubằngcácphươngphápkhácnhau,trongđócóphươngphápcắtmạchcaosutrongdungdịchvới

tácnhânH2O2vàánhsángtửngoại[4].CSTNcắtmạchcócácnhómOHởcuốimạchcókhảnăngbiếntínhtiếptheotạoracácvậtliệumớicótínhchấtkhácnhau

1.2.2 Biếntínhcaosuthiênnhiênbằngnhựanhiệtdẻohoặccaosutổnghợpkh

ác

Trongkhoahọcvậtliệu,việcnghiêncứuứngdụngcủavậtliệutổhợppolymeđóngvaitròquantrọng.Cácloạivậtliệupolymeđượcchếtạotheo3hướng[8]:

 Hướngthứnhất:Trùnghợpcácloạimonome

 Hướngt h ứhai:tổnghợpc á c copolymekhối;copolymeghépvàcopolymethốngkêtừcácmonomethôngdụnghiệnnay

 Hướngthứba:trộnhợpcácpolymesẵncóởtrạngtháinóngchảy,dungdịch,đểtạoranhữngloạivậtliệutổhợpcónhữngtínhchấtđặcbiệt,kháchẳntínhchấtcủacácpolymeriêngrẽbanđầu,đápứngđượcyêucầuc ủacuộcsốngvàkỹthuật

Trongbahướngtrên,hướngthứbađượcđặcbiệtquantâ mvàpháttriểnvìđólàphươngphápđơngiảnnhất,nhanhnhấtvàkinhtếnhấttạoranhữngvậtliệumới,đápứngyêucầungàycàngcaocủađờisốngvàkỹthuật.TheocácchuyêngiatronglĩnhvựcHoáhọcCaophântử,đâylàhướngchủ

đạocủaHoáhọccáchợpchấtCaophântửtrongnhữngnămcuốithếkỷXXv à đầuthếkỷXXI.

CácvậtliệutổhợppolymetrêncơsởCSTNvànhựanhiệtdẻođangđượcnhiềunướcnhưMỹ,CHLBĐức,…

tậptrungnghiêncứu,chếtạovàứngdụng.Nhữngưuđiểmcủaloạivậtliệunày[5]:

 Lấpđượckhoảngtrốngvềtínhchấtcôngnghệcũngnhưkinhtếgiữac ác loạinhựanhiệtdẻo.Ngườitacóthểtốiưuhoávềmặtgiáthànhvàtínhchấtcủavậtliệusửdụng

 Tạokhảnăngphốihợpcáctínhchấtmàmộtloạivậtliệukhóhoặckhôngthểđạtđược,đápứngđượcyêucầukỹthuậtcaotrongcáclĩnhvựckhoahọcvàkinhtế

 Quátrìnhnghiêncứu,chếtạomộtsảnphẩmmớitrêncơsởvậtliệut ổhợppolymenhanhhơnnhiềusovớicácsảnphẩmtừvậtliệumớikhác

 Nhữngkiếnthứcrộngrãivềcấutrúc,sựtươnghợppháttriểnnhanhtrongnhữngnămgần đâytạocơsởchoviệcpháttriểnvậtliệunày

Trongbiếntínhcaosubằngnhựanhiệtdẻo,t u ỳthuộcvàophươngphápchếtạomàvậtliệucócấutrúctrênphântửrấtkhácnhau

Việcbiếntínhn h ựanhiệtdẻovớicaosuđãlàmtăngđộdãndài,độbềnvađập,nhưnglàmg i ả m độbềnkéođứtvàmodunđànhồicủanhựanhiệtdẻo[23].Vớisựbiếnt í n h nàyphầnnhiềulàmthayđổinhiệtđộhoá thuỷtinhcủanhựanhiệtdẻo

1.2.3 Biếntínhcaosuthiênnhiênbằngcác chất độnhoạttính

1.2.3.1 Lýthuyếtvềchấtđộn

Hiệntượngtăngcườngtínhchấtcơlýcủavậtliệukhiđưachấtđộnvàov ậtliệuđóđượcgọilàhiệntượngtăngcườnglựcchovậtliệu.Đốivớihợpphầncaosu,khiđưamộtchấtđộnvàohợpphầnđộbềnkéodãnvàmộtvài