Nghiên cứu chế tạo vật liệu cao su blend bền dầu mỡ và môi trường trên cơ sở cao su nitril butadiene (NBR), cao su cloropen (CR) và nhựa polyvinylclorua (PVC)

Nghiên cứu chế tạo vật liệu cao su blend bền dầu mỡ và môi trường trên cơ sở cao su nitril butadiene (NBR), cao su cloropen (CR) và nhựa polyvinylclorua (PVC).

MỞ ĐẦU

Một trong những thành tựu quan trọng của thế kỷ 20 là sự phát triển và ứngdụng của vật liệu tổ hợp polyme (polyme blend) loại vật liệu có nhiều tính năngquý báu mà không vật liệu nào khác có thể có được

Vật liệu polyme blend là loại vật liệu mới với những tính năng vượt trội như

có khả năng làm việc trong môi trường khắc nghiệt, chịu mài mòn, bền nhiệt, giáthành hạ, Chúng có thể được sử dụng trong nhiều lĩnh vực từ các ngành kỹ thuậtcao như kỹ thuật điện, điện tử, trong công nghiệp chế tạo máy và máy chính xác,trong công nghiệp hóa chất nơi đòi hỏi có những vật liệu có khả năng chịu hóachất, cho đến các sản phẩm dân dụng như đế giầy, dép và các đồ dùng khác Vớinhững khả năng ứng dụng rộng rãi như vậy vật liệu polyme blend hứa hẹn đã và sẽ

là vật liệu của tương lai Bản thân vật liệu polyme blend là một loại vật liệu tổ hợp,người ta có thể chế tạo được nhiều loại blend từ những polyme thành phần khácnhau Những loại blend này có thể có những tính chất vượt trội tùy thuộc vào mụcđích sử dụng và loại polyme thành phần

Cao su nitril butadien (NBR), cao su clopren (CR) và nhựa polyvinylclorua(PVC) là những polyme được sử dụng từ rất lâu, trong nhiều lĩnh vực khác nhaucủa đời sống và sản xuất Trong đó NBR có khả năng bền dầu mỡ cao nhưng kémbền thời tiết, bền chống cháy, còn CR và PVC không bền dầu mỡ bằng NBRnhưng lại có khả năng bền thời tiết, bền chống cháy cao Vì vậy, khi phối hợp baloại vật liệu này tạo ra vật liệu mới có thể phối hợp được ưu điểm và hạn chế đượcnhược điểm của từng cấu tử riêng biệt

Ở Việt Nam đã có nhiều công trình nghiên cứu chế tạo và ứng dụng loại vậtliệu polyme blend và đã mang lại những hiệu quả kinh tế, xã hội đáng kể Tuy

nhiên, vật liệu polyme blend 3 cấu tử trên cơ sở NBR, CR và PVC chưa có tác giả

nào nghiên cứu Vì vậy chúng tôi chọn chủ đề: “Nghiên cứu chế tạo vật liệu cao

su blend bền dầu mỡ và môi trường trên cơ sở cao su nitril butadiene (NBR), cao

su cloropen (CR) và nhựa polyvinylclorua (PVC)” để thực hiện luận văn tốt

nghiệp với mục tiêu tạo ra vật liệu cao su blend có tính năng cơ lý tốt, có khả năngbền dầu mỡ, bền môi trường, bền với nhiệt độ cao và có giá thành hợp lý, đáp ứngyêu cầu chế tạo một số sản phẩm cao su kỹ thuật

Để thực hiện mục tiêu trên, chúng tôi tiến hành những nội dung nghiên cứusau đây:

- Chế tạo vật liệu polyme blend NBR/CR để tìm tỷ lệ tối ưu của hai cấu tử(thông qua việc khảo sát các tính năng cơ học, độ bền trong xăng A92 và dầu biếnthế)

- Chế tạo vật liệu polyme blend NBR/CR/PVC với tỷ lệ NBR/CR tối ưu

đã khảo sát ở trên, thay đổi hàm lượng PVC để tìm tỷ lệ tối ưu của các cấu tử(thông qua khảo sát các tính năng cơ học)

- Nghiên cứu cấu trúc hình thái bằng phương pháp hiển vi điện tử quét(SEM) thực hiện trên máy JSM 6490 của hãng Jeol (Nhật Bản) Độ bền nhiệt đượcxác định bằng phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng (TGA) thực hiện trên máySETARAM của Pháp

- Nghiên cứu độ bền dầu mỡ của vật liệu thông qua khảo sát độ trươngtrong xăng A92 và trong dầu biến thế của vật liệu

- Nghiên cứu độ bền môi trường của vật liệu thông qua khảo sát hệ số giàhóa của vật liệu trong môi trường bức xạ nhiệt ẩm, trong không khí và môi trườngdầu biến thế

- Sử dụng phụ gia biến đổi cấu trúc làm tương hợp để cải thiện tính năng

cơ lý cho vật liệu

- Đánh giá khả năng ứng dụng của vật liệu trong thực tế

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 VẬT LIỆU POLYME BLEND

1.1.1 Giới thiệu chung về vật liệu polyme blend

Vật liệu polyme blend được cấu thành từ hai hoặc nhiều polyme nhiệt dẻohoặc polyme nhiệt dẻo với cao su để làm tăng độ bền của vật liệu

Mục đích của việc nghiên cứu chế tạo vật liệu polyme blend là tạo ra vật liệumới có tính chất đặc biệt, giảm nhẹ điều kiện gia công polyme, giảm giá thành sảnphẩm [3, 6, 14, 28]

Những yếu tố quyết định đặc tính của vật liệu polyme blend [6, 20]:

- Cấu trúc hình thái (thể hiện cấu trúc trên phân tử của vật liệu)

- Tính tương hợp (liên quan đến sự tạo thành pha tổ hợp ổn định và đồngthể từ hai hay nhiều loại polyme thành phần)

- Khả năng trộn hợp (liên quan đến khả năng trộn lẫn polyme thành phầntrong những điều kiện nhất định tạo thành những tổ hợp đồng thể hoặc dị thể).Trong đó, tính tương hợp của các cấu tử thành phần có vai trò quan trọng trongviệc quyết định tính chất của polyme blend

Ở một số loại polyme blend, các cấu tử có thể tự hòa trộn vào nhau tới mức

độ phân tử và cấu trúc này tồn tại ở trạng thái cân bằng, người ta gọi những hệ này

là những hệ tương hợp về mặt nhiệt động học Cũng có những hệ khác mà trong đótính tương hợp được tạo thành nhờ những biện pháp gia công nhất định, chúngđược gọi là những hệ tương hợp về mặt kỹ thuật Những tổ hợp polyme trong đótồn tại những pha khác nhau dù rất nhỏ (micro) gọi là tổ hợp không tương hợp.Trên bảng 1 trình bày một số tổ hợp polyme tương hợp [6], còn đa số các polymekhông tương hợp với nhau

Bảng 1: Một số hệ polyme blend tương hợp

Phạm vi tươnghợp (% polyme

2 so vớipolyme 1)Cis 1,4-polybutadien Poly(butadien-co-styren) (75/25) 20 - 80

1.1.2 Phân loại polyme blend

Polyme blend có thể chia làm 3 loại theo sự tương hợp của các polyme thànhphần [3, 28]:

- Polyme blend trộn lẫn và tương hợp hoàn toàn: có entanpi nhỏ hơnkhông do có các tương tác đặc biệt và sự đồng nhất được quan sát ở mức độ phân

tử Đặc trưng của hệ này là chỉ có một giá trị nhiệt độ hóa thủy tinh (Tg) nằm ởkhoảng giữa Tg của hai pha thành phần

- Polyme blend trộn lẫn và tương hợp một phần: một phần polyme này tantrong polyme kia, ranh giới phân chia pha không rõ ràng Cả hai pha polyme (mộtpha giàu polyme 1, một pha giàu polyme 2) là đồng thể và có hai giá trị Tg Cả haigiá trị Tg chuyển dịch từ giá trị Tg của polyme thành phần ban đầu về phía polymekia

- Polyme blend không trộn lẫn và không tương hợp: hình thái pha rất thô,không mịn, ranh giới phân chia pha rõ ràng, bám dính bề mặt hai pha rất tồi, có haigiá trị Tg riêng biệt ứng với giá trị Tg của polyme ban đầu Cácpolyme không tương hợp tồn tại ở các pha dưới 3 dạng như ở hình 1

Hình 1: Phân bố pha trong tổ hợp polyme không tương hợp:

1.a Một pha liên tục và một pha phân tán

1.b Hai pha liên tục

1.c Hai pha phân tán

1.1.3 Những yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của vật liệu polyme blend

Tính chất của vật liệu polyme blend được quyết định bởi sự tương hợp củacác polyme trong tổ hợp Từ những kết quả nghiên cứu người ta chỉ ra rằng sựtương hợp của các polyme phụ thuộc vào các yếu tố sau [6]:

 Bản chất hóa học và cấu trúc phân tử của các polyme

 Khối lượng phân tử và sự phân bố của khối lượng phân tử

tổ hợp thông qua việc khảo sát tính lưu biến của tổ hợp vật liệu

1.1.4 Các phương pháp xác định sự tương hợp của polyme blend [3, 28]

- Hòa tan các polyme trong cùng một dung môi: nếu xảy ra sự tách pha thìcác polyme không tương hợp với nhau

- Tạo màng mỏng từ dung dịch loãng của hỗn hợp polyme: nếu màng thuđược mờ và dễ vỡ vụn thì các polyme không tương hợp

- Quan sát bề mặt và hình dạng bên ngoài của sản phẩm polyme blend thuđược ở trạng thái nóng chảy: nếu các tấm mỏng thu được bị mờ thì các polymekhông tương hợp Nếu tấm mỏng thu được trong suốt thì các polyme có thể tươnghợp

- Dựa vào việc xác định chiều dày bề mặt tiếp xúc hai pha polyme: khi đặtcác màng polyme lên nhau và gia nhiệt tới nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ nóng chảy củachúng, nếu hai polyme tương hợp thì chiều dày bề mặt tiếp xúc hai pha sẽ giảmtheo thời gian.

- Dựa vào nhiệt độ nóng chảy: nếu polyme blend thu được giữ nguyên nhiệt

độ nóng chảy của các polyme thành phần thì các polyme này không tương hợp.Nếu polyme blend thu được có nhiệt độ nóng chảy chuyển dịch so với các nhiệt độnóng chảy của các polyme ban đầu thì sự tương hợp không hoàn toàn Nếu polymeblend chỉ có một nhiệt độ nóng chảy nhất định là sự tương hợp hoàn toàn

- Phương pháp chụp ảnh hiển vi điện tử quét (SEM): chụp ảnh hiển vi của bềmặt cắt hoặc gẫy của polyme blend có thể quan sát thấy tính đồng nhất hoặc khôngđồng nhất, đồng thể hay dị thể của polyme blend

- Phương pháp đo tán xạ ánh sáng

- Phương pháp đo độ nhớt của dung dịch polyme blend: khi trộn lẫn haipolyme cùng hòa tan tốt trong một dung môi, nếu hai polyme tương hợp thì độnhớt của hỗn hợp tăng và ngược lại

1.1.5 Những biện pháp tăng cường tính tương hợp của các polyme

 Thêm vào hệ các hợp chất thấp phân tử

- Đưa vào các peoxit: dưới tác dụng của nhiệt, peoxit bị phân hủy tạo gốctương tác với các polyme thành phần tạo copolyme nhánh của các polyme thànhphần ban đầu

- Đưa vào các hợp chất hai nhóm chức: hợp chất hai nhóm chức sẽ tương tácvới nhóm chức cuối mạch của các polyme thành phần để tạo copolyme khối

- Đưa vào hỗn hợp của peoxit và hợp chất đa chức: phương pháp này kếthợp cả vai trò của peoxit và hợp chất đa chức nên có khả năng tăng cường tốt hơncho sự tương hợp của các polyme Trong đó, peoxit hoạt hóa phản ứng giữa một

polyme và ít nhất với một nhóm chức của hợp chất đa chức Sau đó sẽ xảy ra phảnứng giữa nhóm chức còn lại với polyme thứ hai và tạo thành copolyme ghép.

 Thêm vào hệ các chất khâu mạch chọn lọc

- Chất tương hợp đưa vào chỉ tương tác với một polyme nhất định trong hệpolyme Nếu không có chất khâu mạch chọn lọc thì vật liệu sẽ khâu mạch hoàntoàn dẫn đến không có tính nhiệt dẻo và không có khả năng tái gia công mạch.Phương pháp này có thể thu được polyme có pha phân tán mịn

 Thêm vào các ionme

- Các ionme là các đoạn mạch polyme chứa một lượng nhỏ các nhóm ion, cácionme có thể tăng cường khả năng tương hợp của các polyme thành phần

 Thêm vào polyme thứ ba có khả năng trộn hợp với tất cả các pha

- Polyme thứ ba có khả năng trộn lẫn với tất cả các pha thì polyme thứ bađược xem như là dung môi cho tất cả các pha ban đầu

 Sử dụng các chất tương hợp là các polyme

- Thêm vào hệ polyme blend các copolyme khối và ghép làm chất tươnghợp Khối lượng các copolyme được điều chỉnh với từng loại polyme blend để đạtđược tính chất mong muốn Độ dài của từng khối càng lớn thì khả năng tương hợpcàng cao nhưng độ dài không được quá lớn để tạo thành pha thứ ba cũng như tạothành các mixen

- Thêm vào polyme có khả năng phản ứng với các polyme thành phần:polyme đưa vào có khả năng trộn lẫn tốt với polyme thứ nhất và có nhóm chứcphản ứng được với polyme thứ hai để tạo thành polyme khối hay ghép

- Trong quá trình gia công, dưới tác dụng của các lực như lực cán, xé, lực nén,

ép xảy ra quá trình phân hủy cơ học của các polyme tạo gốc và quá trình đứt mạch

sẽ tạo copolyme khối hoặc ghép tạo điều kiện cho quá trình blend hóa

 Gắn vào các polyme thành phần các nhóm chức có tương tác đặc biệt

- Đưa các nhóm chức có tương tác đặc biệt như: liên kết hidro, tương tácIon-dipol và tương tác dipol-dipol sẽ làm thay đổi entanpi của quá trình trộn hợp,tăng diện tích bề mặt tương tác pha, kết quả là quá trình trộn hợp xảy ra dễ dànghơn

 Tạo các mạng lưới đan xen nhau

- Có thể kết hợp các polyme trong một mạng lưới đan xen nhau để tăngcường tính tương hợp Tuy nhiên, sản phẩm của phương pháp khó tái sinh

 Phương pháp hỗn hợp tăng cường tương hợp các polyme

- Dùng dung môi chung: đưa các polyme không có khả năng trộn hợp vào cùngmột dung môi và tiến hành khuấy cho đến khi nào các polyme hòa tan hoàn toàn Cuốicùng loại bỏ dung môi ta sẽ thu được polyme blend giả đồng thể

- Thêm vào các chất trợ tương hợp: chất trợ tương hợp đưa vào phải nằm ở

bề mặt phân chia 2 pha Mức độ tăng khả năng tương hợp phụ thuộc vào tương tácgiữa chúng với các polyme thành phần

1.1.6 Các phương pháp chế tạo vật liệu polyme blend

Điều quan trọng đầu tiên trong công nghệ chế tạo vật liệu tổ hợp là chọn ranhững polyme phối hợp được với nhau và đưa lại hiệu quả cao Những căn cứ đểlựa chọn:

- Yêu cầu kĩ thuật của vật liệu cần có

- Bản chất và cấu tạo hóa học của polyme ban đầu

- Giá thành

Đối với các polyme có bản chất hóa học giống nhau sẽ dễ phối hợp với nhaucòn những polyme khác nhau về cấu tạo hóa học cũng như độ phân cực sẽ khó trộnhợp với nhau Trong trường hợp này ta phải dùng các chất làm tương hợp Mặtkhác, trong vật liệu tổ hợp, cấu tử kết tinh một phần làm tăng độ bền hóa chất, độbền hình dạng dưới nhiệt độ và độ bền mài mòn Phần vô định hình làm tăng độ ổnđịnh kích thước cũng như độ bền nhiệt với tải trọng.

Để tạo vật liệu tổ hợp, người ta có thể tiến hành trực tiếp trong các máy trộncác polyme còn ở dạng huyền phù hoặc nhũ tương Đối với các polyme thôngthường người ta phối trộn trong các máy ép đùn một trục hoặc hai trục

Trong tất cả các trường hợp thì thời gian trộn, nhiệt độ và tốc độ trộn có ảnhhưởng quyết định tới cấu trúc cũng như tính chất của vật liệu Vì thế ở mỗi hệ cụthể căn cứ vào tính chất của polyme ban đầu cũng như đặc tính lưu biến của tổ hợpngười ta chọn điều kiện chuẩn bị và gia công thích hợp [6]

1.1.6.1 Chế tạo polyme blend từ các dung dịch polyme blend

Yêu cầu của phương pháp này là các polyme thành phần phải hòa tan tốt vớinhau trong cùng một dung môi hoặc trong các dung môi có khả năng trộn lẫn vớinhau Có thể kèm theo quá trình khuấy ở nhiệt độ cao và gia nhiệt trong thời giandài để tạo điều kiện cho các polyme phân tán vào nhau tốt hơn Sau khi thu đượcmàng polyme blend cần phải đuổi hết dung môi bằng các phương pháp khác nhau(sấy ở nhiệt độ thấp và áp suất thấp) tránh để màng bị rạn nứt, bị phân hủy nhiệthay phân hủy oxi hóa nhiệt [3]

1.1.6.2 Chế tạo polyme blend từ hỗn hợp các latex polyme

Phần lớn các sản phẩm polyme trùng hợp trong nhũ tương tồn tại dưới dạnglatex có môi trường phân tán là nước Quá trình trộn các latex dễ dàng và polymethu được có hạt phân tán đều vào nhau

Nhược điểm của phương pháp này: khó tách hết các chất nhũ hóa, các phụgia như nước ra khỏi polyme blend Vì vậy các tính chất cơ, lý, hóa, nhiệt, điện củapolyme blend giảm đi.

1.1.6.3 Chế tạo polyme blend ở trạng thái nóng chảy

Phương pháp này kết hợp các yếu tố cơ – nhiệt, cơ – hóa và tác động cưỡngbức lên các polyme thành phần, phụ gia, Trên máy gia công nhựa dẻo để trộnhợp chúng với nhau (máy ép đùn, máy ép phun)

1.1.7 Ưu điểm và ứng dụng của polyme blend

1.1.7.1 Ưu điểm

- Vật liệu polyme blend ra đời đã lấp được khoảng trống về tính chất côngnghệ và giá thành giữa các loại cao su và polyme thành phần Qua đó người ta cóthể tối ưu hóa về mặt giá thành và tính chất của vật liệu sử dụng

- Vật liệu polyme blend tạo khả năng phối hợp tính chất mà những loại vậtliệu khác khó có thể đạt được từ các tính chất quý của các vật liệu thành phần Dovậy, đáp ứng những yêu cầu cao của hầu hết các lĩnh vực kỹ thuật

- Quá trình nghiên cứu chế tạo sản phẩm trên cơ sở cao su blend (hoặcpolyme blend nói chung) thường nhanh hơn nhiều so với nghiên cứu chế tạo sảnphẩm từ vật liệu mới khác vì người ta có thể sử dụng những vật liệu với những tínhchất đã biết và công nghệ sẵn có [3, 28]

1.1.7.2 Ứng dụng

Bảng dưới đây hệ thống lại những tổ hợp polyme điển hình đã được nghiêncứu và ứng dụng cùng những tính năng kỹ thuật và phạm vi ứng dụng của chúng[6]:

Bảng 2: Đặc trưng và ứng dụng của một số polyme blend thông dụng

Bền hóa chất, bền hình dạngdưới nhiệt độ, tính bền.

Tính bền, chống cháy

sổ ô tô, phụ tùng ổ trục.Phụ tùng xe, máy vỏ thiết bịvăn phòng, phụ tùng côngnghiệp điện tử

Phụ tùng ngoài ô tô, bộphận nối

Dùng trong công nghiệpđiện tử

Ống dẫn

Vỏ máy văn phòng

Vỏ dây dẫn, cáp, dây đai

Đế dày, chi tiết chịu nhiệt

Bình xăng xe, bình chứa, ổbánh xe, then cài cửa nhanh.Phụ tùng ô tô, dụng cụ kỹthuật điện, dụng cụ thể thao,giải trí

PC

PBT

PET

Bền nhiệt độ thấp, bền hóachất, ổn định kích thước

Trong suốt, bền hóa chất, ổnđịnh kích thước, ít ngấm ẩm

Các chi tiết phía ngoài ô tô,

xe máy

Thiết bị lọc máu, dụng cụthấm tách các chi tiết ô tô

PUR

Độ bền va đập caoBền nhiệt độ thấp, bền hìnhdạng dưới nhiệt độ

Bền nhiệt độ thấp, bền hóachất

Mũ bảo hiểmChi tiết bên trong ô tô, phụtùng thiết bị y tế, kết cấumáy ảnh, video

Dây an toàn

Elastome

Tăng tính bềnTăng tính bền cơ học

Màng, túi xáchMàng, băng cách điện, túi,vật liệu xốp

Kết tinh nhanh, ổn định kíchthước

Ổn định kích thước tốt, bềnhình dạng cao dưới nhiệt độ

Tính bền, cứng, bền hìnhdạng dưới nhiệt độ

Vỏ máy nướng bánh, bàn là

Phụ tùng cho máy điện

Chi tiết thân xe, nắp bánhxe

Chi tiết bên trong ô tô, vỏmáy văn phòng, dùng chocông nghiệp điện và điện tửChi tiết bên ngoài ô tô, dụng

cụ thể thao, giải trí

PPS PTFE Bền hóa chất, tính bền lâu Van, lớp lót kho tàng

SMA HIPS Bền va đập, bền hình dạng

dưới nhiệt độPBT Elastome Tính bền, bền hóa chất Chi tiết bên ngoài xe, máy,

Acrylat)

dụng cụ thể thao, giải trí

PP Elastome Tính bền ở nhiệt độ thấp Phần ngoài xe, máy

SAN Elastome Tính bền, bền hóa chất và

thời tiết

Bậc bể bơi, cọc trại, dụng

cụ thể thao, giải tríPOM Elatome Tính bền, bền hóa chất Bánh răng, bộ truyền động

cơ cấu mở cửa xe

1.2 CAO SU NITRIL BUTADIEN (NBR), CAO SU CLOPREN (CR) VÀ NHỰA POLYVINYLCLORUA (PVC)

1.2.1 Cao su nitril butadien (NBR)

1.2.1.1 Lịch sử phát triển

Cao su nitril butadien công nghiệp ra đời năm 1937 ở CHLB Đức Sau đạichiến thế giới lần thứ 2, cao su nitril butadien được tổ chức sản xuất với quy môcông nghiệp ở Liên Xô cũ với nhiều chủng loại khác nhau [15]

1.2.1.2 Đặc điểm cấu tạo

Cao su nitril butadien là sản phẩm trùng hợp của butadien-1,3 vàacrylonitril với sự có mặt của hệ xúc tác oxy hóa khử là persunfat kali vàtrietanolamin Acrylonitril có khả năng tham gia vào phản ứng với đien để tạothành hai loại sản phẩm khác nhau, sản phẩm chủ yếu có mạch phân tử dài – mạchđại phân tử cao su nitril butadien

Sản phẩm phụ ở dạng mạch vòng

CH2HC

HC CH2

CH2HC

HC

HC C

H2

C H

CH2

H2C

C

N

Đien Acrylonitril 4 – xianoxiclohexen

Phản ứng tạo sản phẩm phụ 4 – xianoxiclohexen xảy ra càng mạnh khihàm lượng monome acrylonitril trong hỗn hợp phản ứng càng cao Cao su nitrilbutadien chứa càng nhiều 4 – xianoxiclohexen có màu thẫm hơn và có mùi rõhơn (mùi nhựa cây đu đủ)

Khối lượng phân tử trung bình của cao su nitril butadien dao động trongkhoảng từ 200.000 đến 3.000.000 [15]

1.2.1.3 Ký hiệu, tên thương mại của NBR

Cao su nitril butadien được sản xuất ở Liên Xô có ký hiệu là: CKH

Các loại cao su do Liên Xô sản xuất: CKH–18, CKH–18M,…

Trong đó: 18, 26, là hàm lượng tính bằng phần trăm mol monomeacrylonitryl tham gia vào hình thành mạch đại phân tử

M – cao su nitril butadien mềm

P – cao su dùng trong công nghiệp thực phẩm

CS – cao su đã được khâu mạch sơ bộ PVC – cao su được biến tính bằng nhựa PVC

Các loại cao su nitril butadien do Mỹ sản xuất là: butapren, paracril, ỞAnh là breon, butacon,…

1.2.1.4 Tính chất cơ lý

Cao su nitril butadien có cấu trúc không gian không điều hòa vì thế nókhông kết tinh trong quá trình biến dạng Tính chất cơ lý, tính chất công nghệ củacao su nitril butadien phụ thuộc vào hàm lượng nhóm nitril trong phân tử: khả năngchịu môi trường dầu mỡ, dung môi hữu cơ tăng cùng với hàm lượng nhómacrylonitryl tham gia vào phản ứng tạo mạch phân tử cao su

Cao su nitril butadien có sự phân cực lớn nên nó có khả năng trộn hợp vớihầu hết các polyme phân cực, với các loại nhựa tổng hợp phân cực,… Tổ hợp củacao su nitril butadien với nhựa phenol foocmandehit có rất nhiều tính chất quý giánhư chịu nhiệt cao, chống xé rách tốt, bền với ozon, oxi và độ bền kết dính ngoại.Những tính chất đặc biệt quý giá này cùng với khả năng phân giải điện tích tích tụ

ở vật liệu trong vật liệu ma sát đã mở rộng lĩnh vực sử dụng của cao su nitrilbutadien

Cao su nitril butadien có liên kết không no trong mạch nên nó có khả nănglưu hóa bằng lưu huỳnh phối hợp với các loại xúc tiến lưu hóa thông dụng, cao sunitril butadien còn có khả năng lưu hóa bằng xúc tiến lưu hóa nhóm thiuram, nhựaphenol foocmandehit Cao su nitril butadien lưu hóa bằng thiuram hoặc nhựaphenol foomandehit có tính chất cơ lý cao, khả năng chịu nhiệt tốt

Bảng 3: Bảng đặc trưng kỹ thuật một số loại cao su nitril butadien

trên thương trường quốc tế

STT Loại cao su

Nước sản xuất

Bềnxé [kgl/cm]

Độ trương [%]

12,5 12,2 11,5 12,5 13,2 13,2 12,5 12,0 12,5 13,0 12,5 12,5 13,0 12,5 13,2 13,5 13,5 12,5

26,5 27,0 28,5 29,0 30,0 31,2 30,5 27,5 16,5 27,5 26,5 28,0 29,5 29,0 30,5 31,0 31,5 31,0

550 600 650 650 600 600 650 550 600 575 575 600 650 600 625 650 650 625

15 15 20 15 20 22 25 18 20 20 20 15 20 20 17 20 20 17

74 68 76 72 75 76 78 72 75 76 72 72 75 72 70 72 75 72

57 60 72-75 75 78 75-80 80 58-60 60-62 70 65 58 60 58 62 65 65 62

65 65 35 38 30 15 12 65 47 45 50 52 42 50 48 52 45 50

Lần đầu tiên cao su clopren được sản xuất bằng phương pháp trùng hợp khối

ở Mỹ năm 1931 với tên thương mại là dupren Cao su dupren có hàng loạt nhượcđiểm: mùi khó chịu, tính chất công nghệ kém, màu sắc tối, độ ổn định thấp trongquá trình bảo quản Ở Liên Xô cũ, cao su clopren được sản xuất bằng phương pháphuyền phù sau đại chiến thế giới lần thứ hai

Cao su clopren huyền phù được trùng hợp ở nhiệt độ 40 ± 2oC và 6 ± 2oCvới sự có mặt của xúc tác oxy hóa persunfat kali Sản phẩm nhận được trong quátrình trùng hợp được gọi là cao su clopren nhiệt độ cao và cao su clopren nhiệt độthấp tương ứng

Để nhận được cao su clopren với những tính chất công nghệ, tính chất cơ lýthỏa mãn những yêu cầu công nghệ, trong quá trình trùng hợp thường sử dụng cácphương pháp điều chỉnh khối lượng phân tử Có ba phương pháp điều chỉnh khốilượng phân tử cao su clopren: điều chỉnh khối lượng phân tử cao su clopren bằnglưu huỳnh Sản phẩm nhận được trong phản ứng trùng hợp này gọi là clopren CP.Khi sử dụng chất điều chỉnh là mercaptan thu được sản phẩm là cao su clopren P.Khi sử dụng chất điều chỉnh khối lượng phân tử là lưu huỳnh phối hợp vớimercaptan nhận được sản phẩm là clopren KP

1.2.2.2 Đặc điểm cấu tạo

Khi tổng hợp cao su clopren CP với chất điều chỉnh khối lượng phân tử lưuhuỳnh xảy ra quá trình đồng trùng hợp giữa clopren với lưu huỳnh

S S C

S N

C2H5

C2H5

Nguyên tử clo liên kết với cacbon bậc 3 trong các mắt xích tham gia vàohình thành mạch phân tử ở vị trí 1,2 rất linh động Trong điều kiện bảo quản thôngthường, clo sẽ chuyển đổi sang vị trí alyl