Thành lập công thức sơn latex từ nhựa styrene acrylic có cấu trúc core shell

TÊN ĐỀ TÀI : THÀNH LẬP CÔNG THỨC SƠN LATEX TỪ NHỰA STYRENE ACRYLIC CÓ CẤU TRÚC CORE – SHELL NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG : - Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ khối lượng core/shell đến hiệu quả tổ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

TRẦN THANH THÔNG

THÀNH LẬP CÔNG THỨC SƠN LATEX

TỪ NHỰA STYRENE ACRYLIC CÓ

CẤU TRÚC CORE – SHELL

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

PGS TS NGUYỄN THỊ PHƯƠNG PHONG

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại Học Bách Khoa – Đại Học Quốc Gia

TP Hồ Chí Minh, ngày 17 tháng 1 năm 2013

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm :

1 GS TS NGUYỄN HỮU NIẾU

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên : TRẦN THANH THÔNG MSHV : 10030682

Ngày, tháng, năm sinh : 13/11/1987 Nơi sinh : Bình Dương

Chuyên ngành : Công nghệ Vật liệu Cao phân tử và Tổ hợp

I TÊN ĐỀ TÀI : THÀNH LẬP CÔNG THỨC SƠN LATEX TỪ NHỰA

STYRENE ACRYLIC CÓ CẤU TRÚC CORE – SHELL

NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG :

- Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ khối lượng core/shell đến hiệu quả tổng hợp

và tính chất của nhựa latex core – shell

- Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng chất tạo đặc, chất trợ phân tán, chất trợ tạo màng và chất làm chậm khô đến tính chất của millbase

- Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ khối lượng phối trộn millbase / nhựa latex core – shell đến tính chất của sơn latex nội thất

II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 12/2011

III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 12/2012

IV CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS LA THỊ THÁI HÀ

TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

TS LA THỊ THÁI HÀ TS LA THỊ THÁI HÀ

TRƯỞNG KHOA

TS VÕ HỮU THẢO

LỜI CẢM ƠN

Luận văn thạc sĩ là kết quả của những tháng ngày học tập trên ghế giảng đường và làm việc tại phòng thí nghiệm, đánh dấu một bước ngoặt quan trọng trong sự nghiệp và cuộc sống mỗi con người

Hoàn thành luận văn này, tôi vô cùng biết ơn cha mẹ, thầy cô, những người luôn dành cho tôi sự quan tâm và động viên to lớn trong những lúc khó khăn nhất Tôi xin được dành sự tri ân chân thành và sâu sắc nhất cho giáo viên hướng dẫn của tôi – Tiến sĩ La Thị Thái Hà, người cô luôn tận tình chỉ bảo, chia sẻ và đồng hành cùng tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn

Xin được cảm ơn các anh, chị và các bạn tại Công ty TNHH PNP Chemitech, Viện Vệ sinh Dịch tễ Trung ương, PTN Hóa học Polyme, PTN Trọng điểm Vật liệu Polyme và Compozit, PTN Phân tích trung tâm đã tạo mọi điều kiện thuận lợi,

hỗ trợ về hóa chất, thiết bị và phương pháp kiểm nghiệm giúp tôi hoàn thành luận văn này

Cuối cùng, xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến tất cả bạn bè, người thân, gia đình đã luôn ở bên tôi trong suốt thời gian qua

Xin cảm ơn tất cả mọi người!

TRẦN THANH THÔNG

Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ khối lượng core/shell đến hiệu quả tổng hợp và tính chất của nhựa latex cho thấy : mẫu nhựa CS 7525 với tỷ lệ khối lượng core/shell là 75/25 có cấu trúc core – shell rõ rệt, lõi core dạng hạt cầu, vỏ shell bọc được khá dày, kích thước hạt đồng đều (0.0784 µm), màng nhựa có thời gian khô phù hợp, độ cứng bút chì cao (3B), độ bền va đập tương đối tốt (115 Kg.cm), khả năng kháng nước, kháng kiềm hiệu quả đủ tiêu chuẩn để ứng dụng làm sơn latex nội thất

Kết quả khảo sát ảnh hưởng của các thành phần trong millbase cho thấy : công thức millbase phù hợp, đáp ứng được yêu cầu cho sơn latex nội thất có hàm lượng các thành phần như sau : chất tạo đặc Natrosol 250 HBR 11%, chất trợ phân tán Nopco 5040 0.24%, chất trợ phân tán Teric N9 0.24%, chất trợ tạo màng Texanol 5.4% và chất làm chậm khô propylene glycol 4.8%

Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ khối lượng phối trộn millbase/nhựa latex core – shell CS 7525 cho thấy : công thức sơn latex nội thất ML 91 với tỷ lệ khối lượng millbase/nhựa latex CS 7525 là 9/1 đạt được các tính chất tốt, nổi bật là tính năng chịu chùi rửa cao, tương đương với sơn latex nội thất Dulux Easy Clean Công thức sơn latex nội thất ML 91 đủ khả năng và tính chất để đưa vào sản xuất thương mại

The effect of core/shell volume ratio on the effective synthesis and properties

of latex resin showed : CS 7525 resin sample with the core/shell volume ratio was 75/25 – structered completed core – shell, core was global shape, shell was enveloped thickness, the equal particle size (0.0784 µm), the drying time of resin film had been conformable, the high pencil hardness (3B), the good impact resistance (115 Kg.cm), the water and alkali resistance was effective… met requirements to produce interior latex paint

The researching result of influence factors showed millbase formulation was complete suitability, had been responed requirements of interior latex paint having components as follow : Natrosol 250 HBR thickener 11%, Nopco 5040 and Teric N9 dispersant 0.24% , Texanol film forming aid 5.4% and propylene glycol solvent 4.8%

The result of influence of mixing volume ratio between millbase and latex

CS 7525 resin expressed : interior latex paint formula ML 91 with millbase/latex

CS 7525 resin ratio was 9/1 was achieved good properties, notably in high scrub resistance when compared with interior latex Dulux Easy Clean paint ML 91 interior latex paint formulation was capable and suitable properties for commercial production

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình do chính tôi nghiên cứu, các kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố

TRẦN THANH THÔNG

MỤC LỤC

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ i

LỜI CẢM ƠN ii

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ iii

ABSTRACT iv

LỜI CAM ĐOAN v

MỤC LỤC vi

DANH SÁCH HÌNH ẢNH x

DANH SÁCH BẢNG BIỂU xii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ SƠN LATEX 3

1.1 Sơn nước 3

1.2 Sơn latex 5

1.2.1 Định nghĩa 5

1.2.2 Thành phần sơn latex 5

1.2.3 Yếu tố ảnh hưởng đến tính chất sơn latex 6

1.3 Nhựa latex có cấu trúc core – shell 8

1.3.1 Nhựa latex 8

1.3.2 Nhựa latex có cấu trúc core – shell 11

1.4 Nghiên cứu và ứng dụng của nhựa latex core – shell 14

CHƯƠNG 2 : PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ 18

2.1 Phân tích bằng kính hiển vi điện tử truyền qua TEM 18

2.2 Phân tích kích thước hạt bằng laser 20

2.3 Phân tích sắc ký gel GPC 21

2.4 Phân tích nhiệt lượng kế quét vi sai DSC 22

2.5 Phương pháp đo độ nhớt Brookfield 23

2.6 Phương pháp đo độ chịu chùi rửa của sơn latex 24

CHƯƠNG 3 : THỰC NGHIỆM 26

3.1 Nguyên liệu 26

3.1.1 Nguyên liệu tổng hợp nhựa latex styrene acrylic có cấu trúc core-shell 26 3.1.2 Nguyên liệu phối trộn sơn latex nội thất 32

3.2 Nội dung nghiên cứu 35

3.2.1 Nội dung 1 : Tổng hợp nhựa latex styrene acrylic có cấu trúc core – shell 36

a Yếu tố khảo sát 36

b Các mẫu nhựa latex core – shell tổng hợp 36

c Quy trình tổng hợp 38

d Chỉ tiêu đánh giá 41

3.2.2 Nội dung 2 : Xây dựng công thức sơn latex nội thất từ nhựa latex styrene acrylic có cấu trúc core – shell 42

a Yếu tố khảo sát 42

b Các mẫu millbase khảo sát 42

c Các mẫu sơn latex nội thất khảo sát 47

d Quy trình phối trộn sơn latex nội thất 47

e Chỉ tiêu đánh giá 48

CHƯƠNG 4 : KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 49

4.1 Kết quả nội dung 1 : Tổng hợp nhựa latex styrene acrylic có cấu trúc core – shell 49

4.1.1 Hiệu quả quá trình tổng hợp nhựa latex 49

4.1.2 Tính chất nhựa latex tổng hợp 50

4.1.3 Tính chất màng nhựa latex tổng hợp 52

4.1.4 Hiệu quả tạo cấu trúc core – shell 59

4.1.5 Copolymer CP 7525 và nhựa latex core – shell CS 7525 65

4.2 Kết quả nội dung 2 : Xây dựng công thức sơn latex nội thất từ nhựa latex styrene acrylic core – shell 69

4.2.1 Độ nhớt các mẫu millbase khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng chất tạo đặc 69

4.2.2 Độ mịn các mẫu millbase khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng chất trợ phân tán 69

4.2.3 Thời gian khô bề mặt các mẫu millbase khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng chất trợ tạo màng và chất làm chậm khô 70

4.2.4 Tính chất sơn latex nội thất khảo sát 72

4.2.5 Tính chất cơ lý của sơn latex nội thất khảo sát 73

4.2.6 Tính chất kháng hóa chất của sơn latex nội thất khảo sát 76

4.3 Kết luận 80

4.4 Đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo 80

TÀI LIỆU THAM KHẢO 81

PHỤ LỤC 83

LÝ LỊCH KHOA HỌC 107

DANH SÁCH HÌNH ẢNH

Hình 1.1 : Ba loại nhựa nền sử dụng cho sơn nước 4

Hình 1.2 : Polymer có cấu trúc core – shell 11

Hình 1.3 : Tổng hợp polymer core – shell bằng phương pháp một giai đoạn 12

Hình 2.1 : Kính hiển vi điện tử truyền qua TEM mã hiệu JEM 1010 19

Hình 2.2 : Máy phân tích kích thước hạt bằng laser 20

Hình 2.3 : Máy phân tích sắc ký gel GPC 21

Hình 2.4 : Máy phân tích nhiệt lượng kế quét vi sai DSC 22

Hình 2.5 : Nhớt kế Brookfield 23

Hình 2.6 : Máy đo độ chịu chùi rửa mã hiệu Sheen REF 903 24

Hình 3.1 : Quy trình tổng hợp nhựa latex styrene acrylic có cấu trúc core – shell 40

Hình 4.1 : Ngoại quan ba màng nhựa latex CS 8020 – CS 7525 – CS 7030 53

Hình 4.2 : Màng nhựa CS 8020 – CS 7525 sau khi ngâm 24h trong nước 56

Hình 4.3 : Màng nhựa CS 8020 – CS 7525 sau khi ngâm 168h trong nước 56

Hình 4.4 : Màng nhựa CS 8020 – CS 7525 sau khi ngâm 24h trong kiềm 57

Hình 4.5 : Màng nhựa CS 8020 – CS 7525 sau khi ngâm 168h trong kiềm 57

Hình 4.6 : Hình TEM của nhựa latex CS 7525 59

Hình 4.7 : Phân bố kích thước hạt của Core CS 7525 60

Hình 4.8 : Phân bố kích thước hạt của nhựa latex CS 7525 60

Hình 4.9 : Kết quả phân tích nhiệt DSC của nhựa latex CS 7525 61

Hình 4.10 : Kết quả phân tích GPC của nhựa latex CS 7525 61

Hình 4.11 : Phân bố kích thước hạt của Core CS 7030 64

Hình 4.12 : Phân bố kích thước hạt của nhựa latex CS 7030 64

Hình 4.13 : Phân bố kích thước hạt của nhựa CP 7525 65

Hình 4.14 : Kết quả phân tích nhiệt DSC của nhựa CP 7525 66

Hình 4.15 : Kết quả phân tích GPC của nhựa CP 7525 66

Hình 4.16 : Các mẫu sơn latex sau khi đo độ che phủ 74

Hình 4.17 : Các mẫu sơn latex sau khi đo độ chịu chùi rửa 75

Hình 4.18 : Các mẫu sơn latex trước khi ngâm nước 76

Hình 4.19 : Các mẫu sơn latex sau khi ngâm 24h trong nước 76

Hình 4.20 : Các mẫu sơn latex sau khi ngâm 168h trong nước 77

Hình 4.21 : Các mẫu sơn latex trước khi ngâm kiềm 77

Hình 4.22 : Các mẫu sơn latex sau khi ngâm 24h trong kiềm 78

Hình 4.23 : Các mẫu sơn latex sau khi ngâm 168h trong kiềm 78

DANH SÁCH BẢNG BIỂU

Bảng 3.1 : Các mẫu nhựa latex core – shell tổng hợp 37

Bảng 3.2 : Công thức millbase tổng quát cho sơn latex nội thất 43

Bảng 3.3 : Các mẫu millbase khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng chất tạo đặc 44

Bảng 3.4 : Các mẫu millbase khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng chất trợ phân tán 45 Bảng 3.5 : Các mẫu millbase khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng chất trợ tạo màng và chất làm chậm khô 46

Bảng 3.6 : Các mẫu sơn latex nội thất khảo sát 47

Bảng 4.1 : Hiệu quả quá trình tổng hợp nhựa latex 49

Bảng 4.2 : Tính chất nhựa latex tổng hợp 50

Bảng 4.3 : Tính chất màng nhựa latex tổng hợp 52

Bảng 4.4 : Tính chất cơ lý màng nhựa latex tổng hợp 54

Bảng 4.5 : Tính kháng hóa chất của màng nhựa latex tổng hợp 55

Bảng 4.6 : Cấu trúc của nhựa latex CS 7525 62

Bảng 4.7 : Cấu trúc của nhựa latex CS 7030 63

Bảng 4.8 : So sánh tính chất của CP 7525 và CS 7525 67

Bảng 4.9 : Độ nhớt của các mẫu millbase khảo sát 69

Bảng 4.10 : Độ mịn của các mẫu millbase khảo sát 69

Bảng 4.11 : Thời gian khô bề mặt của các mẫu millbase khảo sát 70

Bảng 4.12 : Công thức millbase cho sơn latex nội thất 71

Bảng 4.13 : Tính chất sơn latex nội thất khảo sát 72

Bảng 4.14 : Tính chất cơ lý của sơn latex nội thất khảo sát 73

MỞ ĐẦU

Công nghiệp sơn là một trong những ngành có mức độ ô nhiễm và độc hại rất cao, ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường và sức khỏe con người Với xu hướng sản xuất thân thiện môi trường, ngành sơn đã có những bước chuyển mình mạnh mẽ Ngày nay, việc tập trung nghiên cứu, phát triển các hệ sơn nước có hàm lượng chất hữu cơ bay hơi thấp là một xu hướng tất yếu của ngành sơn

Sơn nước trước đây luôn bị đánh giá có tính chất hóa lý không tốt bằng sơn dung môi Ngày nay, tiến bộ khoa học kỹ thuật đã cho phép chúng ta phát triển thành công các hệ sơn nước có tính chất tốt, thậm chí còn có nhiều ưu điểm vượt trội so với sơn dung môi Một trong những ưu điểm đó là có hàm lượng chất hữu cơ bay hơi thấp, sử dụng môi trường phân tán là nước nên tiết kiệm được chi phí, dễ dàng vệ sinh, lau chùi Giảm hàm lượng dung môi đồng nghĩa với giảm mùi khó chịu, hạn chế nguy cơ cháy, nổ, tạo môi trường làm việc thân thiện, an toàn

Ngày nay, sơn nước bao gồm rất nhiều hệ sơn đi từ các loại nhựa nền khác nhau : alkyd, acrylic, epoxy, polyurethane, polyester… Nổi bật trong số đó phải kể đến hệ sơn nước đi từ nhựa latex gốc acrylic với các ưu điểm : bám dính tốt, chịu chùi rửa cao, bền màu, bền hóa chất, môi trường… được ứng dụng rộng rãi trong xây dựng, kiến trúc, trang trí nội thất Ở hệ sơn này, nhựa acrylic sử dụng dạng nhựa latex : các hạt polymer nhũ tương phân tán trong nước Nhằm hoàn thiện tính chất của sơn latex gốc acrylic người ta đã tiến hành biến tính nhựa acrylic và một xu hướng gần đây là biến tính tổng hợp nhựa acrylic với styrene tạo thành hệ nhựa latex styrene acrylic có cấu trúc core – shell

Cùng với xu hướng đó, đề tài “Thành lập công thức sơn latex từ nhựa styrene acrylic có cấu trúc core – shell” được chọn để nghiên cứu nhằm mục đích

sử dụng loại nhựa latex styrene acrylic có cấu trúc core – shell xây dựng một công thức sơn latex nội thất ứng dụng cho xây dựng

Đối tượng nghiên cứu

 Nhựa latex styrene acrylic có cấu trúc core – shell được tổng hợp từ hai thành phần chính là butyl acrylate và styrene Butyl acrylate là thành phần chính của core, styrene là thành phần chính của shell

 Công thức sơn latex nội thất được xây dựng từ nhựa latex styrene acrylic

có cấu trúc core – shell

Điều kiện nghiên cứu

 Nhựa latex styrene acrylic có cấu trúc core – shell được tổng hợp bằng phương pháp trùng hợp nhũ tương hai giai đoạn, trực tiếp liên tục với quy trình tổng hợp mới được đề xuất

 Millbase và sơn latex được nghiền mịn và phối trộn bằng cánh nghiền và cánh khuấy chuyên dụng

Sơn nước là hệ sơn sử dụng nước làm môi trường phân tán cơ bản Việc nghiên cứu sơn nước đã được bắt đầu từ những năm 50 của thế kỷ XX, đến nay, sơn nước được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau : xây dựng, kiến trúc, trang trí nội thất

Ưu điểm của sơn nước

- Có hàm lượng các chất hữu cơ bay hơi VOC rất thấp (< 238 g/l)

- Sử dụng môi trường phân tán là nước nên tiết kiệm được chi phí dung môi

- Màng sơn hình thành bằng cách bay hơi nước nên ít mùi khó chịu, dễ dàng

vệ sinh, lau chùi, hạn chế nguy cơ cháy nổ, tạo môi trường làm việc an toàn

- Sơn nước có thể ứng dụng cho hầu hết các loại vật liệu khác nhau : kim loại, nhựa, gỗ, thủy tinh, bê tông và bằng hầu hết các phương pháp : quét, lăn, phun, nhúng

Nhược điểm của sơn nước

- Màng sơn chỉ có hiệu quả tốt nhất khi đạt được độ dày màng khô nhất định (> 0.29 mm)

- Ở môi trường có độ ẩm cao, sơn nước cần nhiều thời gian hơn để khô, do đó cần phải trang bị thêm hệ thống khuấy đảo không khí, thoát hơi, khử ẩm dẫn đến tăng thêm chi phí so với việc sử dụng các hệ sơn khác

Phân loại sơn nước

Sơn nước được phân loại dựa vào ba loại nhựa nền sử dụng :

 Hệ nhựa nhũ tương : các polymer nhũ tương hoặc phân tán trong nước

 Hệ nhựa tan trong nước : các polymer phân tán hệ keo hoặc tan trong nước

 Hệ nhựa khử bằng nước

Ba loại nhựa này khác nhau cơ bản về tính chất hóa lý, mở rộng phạm vị lựa chọn, xây dựng và phát triển các công thức sơn nước phù hợp với từng mục đích sử dụng khác nhau

Hình 1.1 : Ba loại nhựa nền sử dụng cho sơn nước

Trong ba loại sơn nước trên, sơn nước hệ nhũ tương có các đặc tính nổi bật : bám dính tốt, màng sơn cứng, chịu hóa chất, chịu nước, hàm lượng rắn cao

Đạt được những tính chất trên là do sơn nước hệ nhũ tương có chứa các hạt polymer nhũ tương khối lượng phân tử rất lớn nằm phân tán trong nước

1.2 SƠN LATEX

1.2.1 Định nghĩa

Sơn latex là sơn nước hệ nhũ tương được phối trộn từ các thành phần :

- Nhựa nền : nhựa latex

- Môi trường phân tán : nước

Hàm lượng nước sử dụng quá ít, độ nhớt của sơn quá cao : quá trình hình thành màng sơn sẽ khó khăn, màng dày, không đều, khô nhanh, dễ rạn nứt bề mặt Ngược lại, hàm lượng nước sử dụng quá nhiều, độ nhớt của sơn quá thấp : màng sơn sẽ lâu khô, tạo màng không đồng đều

c Bột màu

Bột màu là thành phần tạo màu cho sơn, chúng là những hạt rắn có kích thước rất nhỏ phân tán đồng đều trong sơn Bột màu ngoài tác dụng tạo màu còn có tác dụng tăng cường độ che phủ bề mặt, chống xuyên thấu tia tử ngoại, nâng cao độ cứng, độ mài mòn, kéo dài tuổi thọ màng sơn

Một số loại bột màu thường sử dụng : titanium dioxide, kẽm oxit, sắt oxit, bột nhôm, bột than, bột đá, bột talc, cao lanh, mica và các chất hữu cơ có màu

1.2.3 Yếu tố ảnh hưởng đến tính chất sơn latex [10, 13]

a Kích thước hạt nhựa latex

Kích thước hạt nhựa latex giữ vai trò quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất của sơn

Kích thước hạt sẽ tác động rõ rệt đến độ nhớt, khả năng mang bột màu, độ bám dính của sơn

b Monomer tổng hợp nhựa latex

Monomer được chia làm hai loại : monomer cứng và monomer mềm

 Monomer cứng : styrene, methyl methacrylate… là những monomer khi

tổng hợp tạo thành những polymer cứng, có nhiệt độ hóa thủy tinh Tg rất cao Trong tổng hợp nhựa latex, monomer cứng được sử dụng nhằm tăng cường độ cứng

bề mặt hạt nhựa

 Monomer mềm : butyl acrylate, ethyl acrylate là những monomer khi

tổng hợp tạo thành những polymer mềm, có nhiệt độ hóa thủy tinh Tg rất thấp Trong tổng hợp nhựa latex, monomer mềm được sử dụng nhằm tăng cường độ dẻo dai, độ bền va đập và độ bám dính cho hạt nhựa

Bằng cách kết hợp linh hoạt các loại monomer cứng và monomer mềm chúng ta sẽ tổng hợp được các loại polymer có tính chất như mong muốn

c Chất hoạt động bề mặt

Chất hoạt động bề mặt giữ vai trò cực kỳ quan trọng trong hệ nhũ tương, chúng giúp phân tán các hạt polymer đồng đều trong nước, tạo sự đồng nhất và ổn định cho hệ nhũ tương

Hàm lượng chất hoạt động bề mặt quá thấp thì hệ nhũ tương sẽ không đồng đều, xuất hiện hiện tượng sa lắng, kết tụ

Hàm lượng chất hoạt động bề mặt quá cao thì sẽ tập trung lại thành các micelle, ban đầu là các hạt hình cầu, sau đó là hình que, hình phiến… làm tăng độ nhớt, gây mất ổn định cho hệ nhũ tương

1.3 NHỰA LATEX CÓ CẤU TRÚC CORE – SHELL

1.3.1 Nhựa latex

a Nhũ tương

Nhũ tương là hỗn hợp các chất lỏng không hòa tan được với nhau, bao gồm :

- Chất phân tán : các giọt lỏng hoặc các hạt riêng biệt

- Môi trường phân tán : bao phủ chất phân tán

Tùy theo môi trường phân tán, nhũ tương được chia làm hai loại : nhũ tương dầu trong nước và nhũ tương nước trong dầu

Cơ chế trùng hợp nhũ tương [6, 9]

Lý thuyết trùng hợp nhũ tương theo cơ chế gốc tự do được nghiên cứu và phát triển bởi Smith, Ewart và Hankins từ năm 1940 dựa trên cơ sở polystyrene

Cơ chế này được chia làm ba giai đoạn như sau :

 Giai đoạn 1 : tạo trung tâm hoạt động

- Các micelle được hình thành khi hàm lượng chất hoạt động bề mặt lớn hơn CMC

- Các monomer phân tán vào trong các micelle

- Chất khơi mào được cho vào hệ, gốc tự do hình thành đi vào micelle

và khơi mào phản ứng

- Phản ứng trùng hợp nhũ tương diễn ra ngay lập tức, tạo thành các tiểu phân tử polymer khối lượng phân tử thấp bên trong micelle

- Giai đoạn này kết thúc khi độ chuyển hóa đạt từ 0 – 15 %

 Giai đoạn 2 : phát triển mạch

- Các tiểu phân tử polymer có khối lượng phân tử tăng lên nhanh chóng, các hạt nhũ lúc này sẽ phồng lên

- Đến một mức độ nào đó sẽ không còn các micelle nữa, lúc này các chất nhũ hóa sẽ chuyển vào lớp hấp phụ trên bề mặt phân tử polymer, liên tục hút monomer vào, trùng hợp, tăng nhanh khối lượng phân tử

- Số phân tử polymer lúc này không thay đổi nhưng khối lượng phân tử

và độ chuyển hóa tăng lên đáng kể

- Độ chuyển hóa đạt đến 60 %

 Giai đoạn 3 : ngắt mạch

- Nồng độ monomer giảm dần tương ứng với độ chuyển hóa tăng dần

- Kích thước hạt không thay đổi nhiều

- Tốc độ phản ứng giảm dần

- Độ chuyển hóa tăng dần và đạt 80 – 100 %

- Tiến hành ngắt mạch và kết thúc phản ứng trùng hợp

Thành phần trùng hợp nhũ tương

 Monomer : nguyên liệu tổng hợp polymer Phản ứng trùng hợp nhũ

tương theo cơ chế gốc tự do thường sử dụng các loại monomer không no có cấu trúc

CH2 = CX1X2

 Nước : môi trường phân tán trong phản ứng trùng hợp nhũ tương, nước

còn là dung môi cho chất khơi mào, chất hoạt động bề mặt, góp phần giải nhiệt cho phản ứng trùng hợp

 Chất khơi mào : khơi mào các monomer tạo gốc tự do, làm tiền đề cho

phản ứng trùng hợp Các chất khơi mào sử dụng cho phản ứng này phải tan trong nước và có khả năng phân hủy tạo gốc tự do Thường sử dụng chất khơi mào dạng persulfate, peroxide hoặc azo

Ví dụ : cơ chế khơi mào của K2S2O8 :

 Chất hoạt động bề mặt : còn gọi là chất nhũ hóa, cấu tạo gồm một đầu ưa

nước và một đầu kỵ nước, đóng vai trò là cầu nối giữa hai pha trong hệ nhũ tương

Chất hoạt động bề mặt giúp ổn định hệ nhũ tương monomer trong nước bằng cách làm giảm sức căng bề mặt giữa nước và monomer Đầu ưa nước hướng về phía nước, đầu kỵ nước hướng về phía monomer

Khi chất hoạt động bề mặt đạt đến một hàm lượng thích hợp (CMC) sẽ hình thành các hạt nhũ dạng cầu gọi là micelle – bên ngoài là các đầu ưa nước, bên trong

là các đầu kỵ nước

Chất hoạt động bề mặt có ảnh hưởng rất lớn đến kích thước hạt, độ đồng đều

và độ đa phân tán của polymer tạo thành Trong phản ứng trùng hợp nhũ tương thường sử dụng kết hợp hai loại chất hoạt động bề mặt anionic và non-ionic

 Chất khử : có khả năng dập tắt gốc tự do, ổn định hệ nhũ tương sau phản

ứng, thường sử dụng tert butyl hydroperoxide, Na2S2O5

 Chất ổn định : pH có ảnh hưởng rất lớn đến phản ứng trùng hợp nhũ

tương nên thường phải sử dụng các chất ổn định pH trong quá trình phản ứng, các chất này gọi là chất đệm : bicarbonate, photphate Ngoài ra, hệ nhũ tương có nhược điểm khi lưu trữ lâu ngày dễ bị keo tụ, tăng độ nhớt nên thường phải sử dụng dung dịch ammoniac để điều chỉnh và ổn định pH cho hệ

1.3.2 Nhựa latex có cấu trúc core – shell

a Định nghĩa

Nhựa latex có cấu trúc core – shell là một dạng nhựa latex đặc biệt, các hạt polymer phân tán trong nước có cấu trúc bao gồm : một polymer đóng vai trò là nhân (core) nằm bên trong và một polymer khác đóng vai trò là lớp vỏ (shell) phủ bên ngoài Polymer có cấu trúc core – shell thường có dạng hạt cầu

Hình 1.2 : Polymer có cấu trúc core – shell

b Vai trò của cấu trúc core – shell

Tổng hợp được polymer có cấu trúc core – shell theo thiết kế có thể điều khiển được một số tính chất như mong muốn : độ cứng, độ mềm dẻo Từ đó mở rộng phạm vi ứng dụng và nâng cao tính chất của polymer

Ví dụ : muốn tổng hợp một polymer có độ cứng cao, độ mềm dẻo không giảm nhiều => thiết kế polymer core – shell với core là polymer mềm, shell là polymer cứng Ngược lại, muốn tổng hợp một polymer có độ mềm dẻo cao, độ cứng không giảm nhiều => thiết kế polymer core – shell với core là polymer cứng và shell là polymer mềm

c Phương pháp tạo cấu trúc core – shell [9, 12]

Phương pháp một giai đoạn

- Tổng hợp copolymer dạng graft

- Khâu mạch, đóng vòng tạo cấu trúc core – shell

Hình 1.3 : Tổng hợp polymer core – shell bằng phương pháp một giai đoạn

Phương pháp hai giai đoạn

Hai giai đoạn : tạo core trước rồi mới bọc shell bên ngoài core

Phương pháp này được chia làm hai loại :

- Bọc shell lên core : shell sẽ phản ứng với chất liên diện trên core tạo thành liên kết và hình thành cấu trúc core – shell

 Trực tiếp

Áp dụng cho trường hợp core và shell tương đồng về mặt hóa học (cùng

là polymer) Ở phương pháp này, polymer core và polymer shell sẽ tạo thành liên kết hóa học bền vững khi hình thành cấu trúc core – shell

Phương pháp trực tiếp còn được chia nhỏ thành hai phương pháp :

 Phương pháp trực tiếp gián đoạn :

- Phương pháp này đòi hỏi độ tương đồng hóa học của polymer core

và polymer shell rất cao để có thể tổng hợp trong cùng một môi trường phản ứng Ngoài ra, phải sử dụng các chất hoạt động bề mặt, chất khơi mào, chất ổn định thật thích hợp

- Đây chính là phương pháp thường được sử dụng để tổng hợp polymer có cấu trúc core – shell

1.4 NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG CỦA NHỰA LATEX CORE – SHELL

Trên thế giới, từ năm 1989, Michael J.Devon, John L.Gardon, Glen Roberts

và Alfred Rudin đã khảo sát ảnh hưởng của cấu trúc core – shell trong copolymer tổng hợp từ methyl methacrylate – butyl acrylate đến khả năng tạo màng của nhựa này [1] Kết quả của nghiên cứu cho thấy :

- Độ cứng của copolymer thay đổi theo tỷ lệ khối lượng methyl methacrylate/ butyl acrylate từ 40/60 đến 60/40

- Nhiệt độ tạo màng tối thiểu MFFT thay đổi theo chiều hướng core/shell : [cứng/mềm] < [trung bình/trung bình] < [mềm/cứng]

- Khi core/shell dạng [cứng/mềm], copolymer có lớp shell mỏng hơn sẽ có nhiệt độ làm khô cao hơn copolymer có lớp shell dày hơn với cùng một tỷ lệ khối lượng core/shell

- Khả năng tạo màng mỏng của core/shell dạng [cứng/mềm] dễ dàng hơn dạng [mềm/cứng]

Năm 1990, L.Rios, M.Hidalgo, J.Y.Cavaille, J.Guillot, A.Guyot và C.Pichot

đã tổng hợp thành công nhựa latex polystyrene/poly(butylacrylate – methacrylic acid) có cấu trúc core – shell bằng phương pháp trùng hợp nhũ tương hai giai đoạn, trực tiếp liên tục [2]

Các tác giả của nghiên cứu này nhận thấy rằng : hàm lượng chất liên diện MAA trong shell là yếu tố quyết định chủ yếu hình dạng và kích thước hạt nhựa latex core – shell Hạt nhựa thường có dạng phi cầu, kích thước hạt tăng lên không phụ thuộc vào thời gian phản ứng Kết quả được ghi nhận : kích thước hạt core polystyrene là 118 nm, kích thước hạt nhựa latex core – shell là 160 – 175 nm

Nhóm nghiên cứu tiếp tục khảo sát hiệu ứng cơ nhiệt của màng mỏng tạo thành từ nhựa latex core – shell này So sánh các hệ latex PS/P(BA – MAA) với các

hệ latex PS/PBA không sử dụng MAA, họ đã xác định được ảnh hưởng của MAA đến sự sắp xếp các pha trong nhựa latex Phân tích DMA và SEM cho thấy sự hình

thành và sắp xếp các pha trong nhựa là kết quả của quá trình ủ, phụ thuộc vào phương pháp xử lý cơ nhiệt Như vậy, hiệu ứng cơ nhiệt có ảnh hưởng mạnh mẽ đến đặc trưng cấu trúc của nhựa latex core – shell

Qua nghiên cứu này, chúng ta có thể nhận thấy rằng : muốn tổng hợp được nhựa latex có cấu trúc core – shell bằng phương pháp trùng hợp nhũ tương hai giai đoạn, trực tiếp liên tục từ hai loại polymer PS và PBA cần sử dụng một chất liên diện thích hợp (MAA), chất liên diện này đóng vai trò rất quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến hình dạng, cấu trúc, kích thước hạt nhựa latex core – shell cũng như tính chất màng tạo được từ nhựa này

Năm 2007, A.K.Khan, B.C.Ray và S.K.Dolui đã tổng hợp các mẫu nhựa latex có cấu trúc core – shell bằng phương pháp trùng hợp nhũ tương gián đoạn, ứng dụng làm sơn trang trí [3]

Nhựa latex tổng hợp có core là poly(butylacrylate-co-methyl co-methacrylic acid) (PBA/MMA/MAA) và shell là poly(styrene-co-acrylonitrile) (PS/AN) hoặc shell là poly(butylacrylate-co-methyl methacrylate) (PBA/MMA) Các mẫu nhựa latex được tổng hợp với tỷ lệ khối lượng các thành phần trong shell thay đổi Sử dụng phương pháp chụp TEM, phân tích kích thước hạt, đo độ nhớt, độ cứng, độ bóng màng sơn Kết quả đạt được như sau :

methacrylate Latex với shell là PS/AN : khi tăng hàm lượng styrene trong shell, kích thước hạt nhựa latex tăng lên, đạt kích thước hạt lớn nhất là 0.832 µm, nhựa latex với shell

là PS/AN có tỷ lệ 60/40 cho tính chất quang học tốt nhất, độ bóng lên đến 90.6%,

độ cứng cao

- Latex với shell là PBA/MMA : khi tăng hàm lượng PBA, kích thước hạt thay đổi không nhiều Độ cứng, tính chất quang học của nhựa latex có shell là PBA/MMA không tốt bằng nhựa latex có shell là PS/AN

Như vậy, để tổng hợp nhựa latex core – shell ứng dụng làm sơn có độ cứng

và độ bóng cao chúng ta nên sử dụng styrene làm thành phần chính cho lớp shell

Tại Việt Nam, năm 2007, Nguyễn Tấn Nhật (Đại học Bách Khoa TP HCM)

đã nghiên cứu tổng hợp nhũ tương core – shell [4] Tác giả đã khảo sát một vài yếu

tố của quá trình tổng hợp nhũ tương core – shell từ nguyên liệu BA/MAA/SM bằng phương pháp trùng hợp nhũ tương hai giai đoạn, trực tiếp liên tục : quy trình chuẩn

bị pre-emulsion, khối lượng monomer dùng để tạo mầm, thời gian nạp liệu, nhiệt

độ phản ứng, tốc độ khuấy Kết quả nghiên cứu này đã đưa ra được một quy trình tổng hợp sơ bộ cho nhựa latex styrene acrylic có cấu trúc core – shell

Năm 2008, Nguyễn Huy Quang (Đại học Bách Khoa TP HCM) tiếp tục khảo sát quy trình tổng hợp nhựa latex styrene – acrylate có cấu trúc core – shell, ứng dụng làm sơn [5] Tác giả khảo sát quy trình tổng hợp nhũ tương core – shell từ BA/MAA/SM với một tỷ lệ khối lượng core/shell là 90/10 Sau khi khảo sát các yếu

tố : tỷ lệ, hàm lượng các chất hoạt động bề mặt, hàm lượng chất đệm, hàm lượng chất khơi mào, hàm lượng pre-emulsion dùng tạo mầm, thời gian duy trì phản ứng tạo shell đã đi đến kết luận : quy trình tổng hợp này sẽ tổng hợp được nhựa latex 90/10 có cấu trúc core – shell, có khả năng tạo màng làm sơn

Năm 2009, Nguyễn Hưng Thủy (Đại học Bách Khoa TP HCM) đã tổng hợp thành công nhựa latex styrene acrylic với cấu trúc core – shell [6] bằng quy trình tổng hợp tương tự như các nghiên cứu trên Tác giả đã khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ khối lượng core/shell, hàm lượng MAA trong shell, tỷ lệ khối lượng BA/SM trong core đến hiệu quả quá trình tổng hợp core – shell, tính chất nhựa latex, tính chất màng nhựa latex Kết quả nghiên cứu này đạt được như sau :

- Nhựa latex với tỷ lệ khối lượng core/shell là 80/20 có độ cứng cao nhất

- Tỷ lệ khối lượng BAc/SMc/MAAc = 57.78/40.89/1.33, SMs/MAAs = 92/8 là tối ưu

- Nhựa latex tốt nhất là mẫu 80/20 : độ nhớt ổn định sau 4 tháng lưu trữ, có khả năng tạo màng, tính chất tốt hơn một số loại nhựa latex thương mại, có thể ứng dụng làm sơn

Tác giả của nghiên cứu [6] đã đưa ra một quy trình tổng hợp nhựa latex styrene acrylic đạt được cấu trúc core – shell Tuy nhiên, ở nghiên cứu này vẫn còn tồn tại một vấn đề với mẫu nhựa latex có tỷ lệ khối lượng core/shell là 70/30 : khi tạo màng thì bị rạn nứt rất nhiều, không thể ứng dụng làm sơn

Song song với các nghiên cứu trên là các ứng dụng nổi bật của nhựa latex có cấu trúc core – shell :

Năm 2006, công ty Hexion giới thiệu sản phẩm nhựa latex thương mại mang tên Veocryls – sự kết hợp giữa nhựa Veova 10 và nhựa acrylic MMA/BA với các tính chất nổi bật : kháng bụi cao, tăng cường độ cứng bề mặt, nhạy nước hơn nhựa acrylic thông thường và được ứng dụng cho sơn bê tông, sơn gỗ và sơn kim loại

Năm 2007, công ty Nuplex giới thiệu sản phẩm nhựa latex gốc acrylic có cấu

trúc core – shell với tên gọi Setaqua, được ứng dụng đặc biệt cho kim loại, chất dẻo, làm mới xe hơi

Qua đó có thể nhận thấy rằng, nhựa latex có cấu trúc core – shell đã được nghiên cứu từ rất sớm và cũng có một số ứng dụng cụ thể trong thương mại Tuy nhiên, tại Việt Nam thì vấn đề tổng hợp và ứng dụng nhựa latex core – shell vẫn còn hạn chế

Dựa vào kết quả của nghiên cứu [6], nghiên cứu này sẽ tổng hợp lại nhựa latex styrene acrylic có cấu trúc core – shell với các tỷ lệ khối lượng core/shell khác nhau và sử dụng mẫu nhựa core – shell có tính chất tốt nhất xây dựng một công thức sơn latex nội thất ứng dụng trong xây dựng

CHƯƠNG 2

PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ

Mục đích phân tích

Phân tích hình ảnh TEM để thấy được cấu trúc core – shell của nhựa latex tổng hợp

Nguyên lý hoạt động

Kính hiển vi điện tử truyền qua TEM là một thiết bị hình trụ cao khoảng 2 m,

có một nguồn phát xạ chùm điện tử nằm trên đỉnh – súng điện tử Chùm điện tử này được tăng tốc trong môi trường chân không cao, sau khi đi qua tụ kính, chùm điện

tử sẽ tác động lên mẫu mỏng, tùy thuộc vào từng vị trí và loại mẫu mà chùm điện tử

bị tán xạ ít hay nhiều Mật độ điện tử truyền qua ngay dưới bề mặt mẫu sẽ phản ánh tình trạng mẫu, hình ảnh được phóng đại qua một loạt các thấu kính trung gian và cuối cùng thu được hình ảnh trên màn huỳnh quang Hình ảnh hiển vi điện tử truyền qua TEM là hình ảnh bề mặt dưới của mẫu thu được bởi chùm điện tử truyền qua mẫu

Với độ phân giải cao 2Ao, độ phóng đại từ x50 – x1500000, TEM đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu siêu cấu trúc sinh vật, vi sinh vật và vật liệu nano Với những kính hiển vi điện tử độ phân giải cao HR-TEM dùng để quan sát cấu trúc vật liệu nano thì điện thế gia tốc thường yêu cầu từ 150 kV trở lên

Cấu tạo thiết bị

Cấu tạo chính của TEM gồm một cột kính với các bộ phận từ trên xuống dưới như sau : súng điện tử, tụ kính, buồng đặt mẫu, hệ thống thấu kính tạo ảnh (vật kính, kính trung gian, kính phóng), buồng quan sát và bộ phận ghi ảnh Cột kính có chân không cao, áp suất từ 10-5 – 10-6 Torr đối với hệ thống TEM thông thường và

10-8 – 10-10 Torr đối với hệ thống HR-TEM Hệ thống bơm chân không, hệ thống điện, điện tử, hệ thống điều khiển bằng máy tính là những bộ phận kèm theo để đảm bảo quá trình làm việc liên tục của TEM

Đặc trưng của TEM là các thông số : hệ số phóng đại M, độ phân giải d và điện áp gia tốc U

- Hút hết thuốc nhuộm dư thừa bằng giấy thấm Whatman, để khô lưới trong không khí và quan sát bằng kính hiển vi điện tử truyền qua TEM

Thiết bị phân tích

Kính hiển vi điện tử truyền qua TEM mã hiệu JEM 1010 (JEOL) với M = x50 – x600000, d = 3Ao, U = 40 – 100 kV tại Phòng thí nghiệm Siêu cấu trúc và Công nghệ nano y sinh, Viện Vệ sinh Dịch tễ Trung ương

Hình 2.1 : Kính hiển vi điện tử truyền qua TEM mã hiệu JEM 1010

2.2 PHÂN TÍCH KÍCH THƯỚC HẠT BẰNG LASER

Hình 2.2 : Máy phân tích kích thước hạt bằng laser

2.3 PHÂN TÍCH SẮC KÝ GEL GPC

Mục đích phân tích

Xác định khối lượng phân tử trung bình và độ đa phân tán khối lượng phân

tử của nhựa latex tổng hợp

Nguyên lý hoạt động

Bơm polymer được hòa tan trong dung môi lỏng qua cột chứa đầy các hạt xốp trơ với một áp suất cố định, tốc độ không đổi Các phân tử polymer lần lượt đi qua các lỗ xốp kích thước khác nhau, mỗi phân tử polymer sẽ có những đường đi khác nhau tùy thuộc vào khối lượng phân tử trung bình của chúng Các phân tử polymer có khối lượng phân tử nhỏ sẽ có thời gian trải qua các lỗ xốp nhiều hơn, đường đi dài hơn, thời gian lưu lại trong cột lâu hơn Các phân tử polymer có khối lượng phân tử lớn không thể đi vào các lỗ xốp nhỏ, do đó sẽ thoát ra khỏi cột rất nhanh Dựa vào nguyên lý này xác định khối lượng phân tử trung bình của polymer

2.4 PHÂN TÍCH NHIỆT LƯỢNG KẾ QUÉT VI SAI DSC

Hình 2.4 : Máy phân tích nhiệt lượng kế quét vi sai DSC

2.5 PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐỘ NHỚT BROOKFIELD

Mục đích phân tích

Xác định độ nhớt Brookfield ở 25oC của nhựa latex tổng hợp, của millbase

và sơn latex nội thất theo tiêu chuẩn ASTM D 2196

Nguyên lý hoạt động

Độ nhớt Brookfield được xác định dựa vào moment quay của kim đo ở 25oC Khi độ nhớt càng cao, kim đo bị cản trở càng nhiều, tốc độ quay của kim đo càng chậm so với tốc độ được cài đặt

Độ nhớt V (cP) là tích số của hệ số f tương ứng với từng kim đo (tra theo bảng kèm theo nhớt kế) và giá trị s (hiển thị trên nhớt kế sau khi dừng đo) :

2.6 PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐỘ CHỊU CHÙI RỬA CỦA SƠN LATEX

Bàn chải nylon sẽ chùi rửa liên tục lên màng sơn đến khi xuất hiện vết tróc

Số lần chùi rửa của bàn chải nylon lên màng sơn đến khi xuất hiện vết tróc đầu tiên chính là kết quả đo độ chịu chùi rửa của sơn latex nội thất theo tiêu chuẩn ASTM D

Ngoài các phương pháp trên, nghiên cứu này còn sử dụng các phương pháp phân tích sau đây để đánh giá tính chất của nhựa latex tổng hợp, tính chất của millbase và sơn latex nội thất khảo sát :

- Xác định hàm lượng gel, hàm lượng rắn, độ chuyển hóa theo ASTM D 2369

- Xác định chỉ số xà phòng hóa của nhựa latex

- Xác định sự ổn định độ nhớt của nhựa latex bằng phương pháp lưu trữ 180 ngày ở nhiệt độ phòng

- Đánh giá khả năng tạo màng và ngoại quan của màng

- Xác định thời gian khô bề mặt, thời gian khô cứng của màng theo TCVN

2096

- Xác định độ bám dính của màng theo ASTM D 3359

- Xác định độ mịn của nhựa bằng thước gạt theo ASTM D 1210

- Xác định độ cứng bút chì của màng theo ASTM D 3363

- Xác định độ bền va đập của màng theo ISO 6272-1

- Xác định độ hấp thụ nước, độ kháng nước và độ kháng kiềm của màng theo JIS K 5663

CHƯƠNG 3

THỰC NGHIỆM

3.1.1 Nguyên liệu tổng hợp nhựa latex styrene acrylic có cấu trúc core – shell

Nhựa latex styrene acrylic có cấu trúc core – shell được tổng hợp để ứng dụng làm sơn latex nội thất chịu chùi rửa phải có độ cứng bề mặt hạt nhựa cao, độ bền va đập tương đối tốt Để đáp ứng được yêu cầu này, nhựa latex tổng hợp phải

có thành phần chính của core là polymer mềm – polybutylacrylate và shell là polymer cứng – polystyrene

Chọn monomer nguyên liệu để tổng hợp nhựa latex core – shell như sau :

 Core : butyl acrylate (thành phần chính) + styrene + methacrylic acid :

monomer core có thành phần chính là monomer mềm butyl acrylate sẽ hấp thụ ứng suất, chịu va đập cho cấu trúc core – shell

 Shell : styrene (thành phần chính) + methacrylic acid : monomer shell có

thành phần chính là monomer cứng styrene sẽ tạo một lớp ngoài cứng chắc, tăng cường độ cứng bề mặt cho cấu trúc core – shell

a Butyl acrylate (BA)

- Butyl acrylate là ester của acid acrylic, dạng lỏng, không màu, có mùi hăng đặc trưng

- Butyl acrylate được phân loại là monomer mềm, được dùng để tổng hợp copolymer ứng dụng trong ngành sơn, mực in, keo dán

- Công thức phân tử : C7H12O2

- Công thức cấu tạo :