Biến tính nhựa epoxy bằng cao su thiên nhiên lỏng

Nhựa epoxy là loại polyme mạch thẳng có chứa các nhóm epoxy ở cuốimạch với các tính chất cơ lý đặc biệt nh: Khả năng bám dính tốt với hầu hết mọiloại vật liệu, chịu tác dụng cơ học, bền

NguyÔn thiÕt kÕ

BiÕn tÝnh nhùa epoxy b»ng cao su

thiªn nhiªn láng LuËn v¨n th¹c sÜ ho¸ häc

Vinh, 2007

Bộ giáo dục và đào tạo Trờng Đại học Vinh

Nguyễn thiết kế

Biến tính nhựa epoxy bằng cao su

thiên nhiên lỏngChuyên ngành: Hoá hữu cơ

Lời cảm ơn

Luận văn này đợc hoàn thành tại bộ môn Hoá hữu cơ, phòng thí nghiệm Hoá hữu cơ Khoa Hoá - Trờng Đại học Vinh, Viện Hoá học, Viện Vật liệu, Viện Kỹ thuật nhiệt đới - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam.

Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành cảm ơn:

- PGS.TS Hoàng Văn Lựu - Khoa Hoá - Trờng Đại học Vinh đã giao đề tài tận tình hớng dẫn, giúp đỡ tạo điều kiện cho tôi hoàn thành luận văn này.

- PGS TS NGƯT Lê Văn Hạc - khoa Hoá - Trờng Đại học Vinh, đã đọc và đóng góp ý kiến cho luận văn.

- PGS TS Đinh Xuân Định - khoa Hoá - Trờng Đại học Vinh, đã đọc và đóng góp ý kiến cho luận văn.

- NCS.ThS Lê Đức Giang - Khoa Hoá - Trờng Đại học Vinh đã giúp đỡ hớng dẫn và đóng góp nhiều ý kiến quý báu vào luận văn nay.

- ThS Trần Thị Minh Hảo cán bộ phòng thí nghiệm Hoá hữu cơ đã tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình thực hiện luận văn này.

Nhân dịp này tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô, cán bộ khoa Hoá, khoa Đào tạo sau đại học - Trờng Đại học Vinh đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu

Nhân đây tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn tới gia đình và bạn bè đã

động viên, giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này.

Phần I Tổng Quan 4

1.1 Một số vấn đề chung về cao su tự nhiên 4 1.1.1 Latex cao su tự nhiên 4 1.1.2 Cấu tạo hoá học và tính chất của CSTN 5 1.1.2.1 Tính chất của CSTN 5 1.1.2.2 Cấu tạo hoá học của cao su 7 1.2 Tổng quan về CSTNL 11 1.2.1 ứng dụng của CSTNL 11 1.2.2 Các phơng pháp diều chế CSTNL 12 1.3 Tổng quan về nhựa epoxy 14 1.3.1 Lịch sử phát triển nhựa epoxy 14 1.3.2 Nguyên liệu đầu để tổng hợp nhựa epoxy 15 1.3.2.1 Bis phenol A (diphenylolpropan) 15 1.3.2.2 Epiclohydrin 16 1.3.3 Phản ứng tạo thành nhựa epoxy 16 1.3.4 Một số loại nhựa epoxy 17 1.3.5 Các thông số quan trọng của nhựa epoxy 17 1.3.6 Tính chất lý học của nhựa epoxy 17 1.3.7 Cấu tạo và tính chất hoá học của nhựa epoxy 18 1.3.8 Một số lĩnh vực chính của nhựa epoxy 21 1.3.9 Các chất đóng rắn cho nhựa epoxy 21 1.4 Các phơng pháp biến tính nhựa epoxy 23 1.4.1 Biến tính nhựa epoxy bằng CSTNL 24 1.4.2 Những vấn đề nghiên cứu của quá trình biến tính nhựa epoxy bằng CSTNL 27 1.5 Tổng quan về vật liệu blend 28

1.5.1 Những vấn đề chung về polyme blend 28

1.5.2 Polyme blend trên cơ sở CSTN và cao su tổng hợp 29

1.5.3 Sự tơng hợp của các polyme 38 1.5.4 Một số loại polyme blend 39 1.5.5 Các phơng pháp xác định sự tơng hợp của polyme blend 39 1.5.6 Chất tơng hợp trong polyme blend 40

1.5.7 Phơng pháp chế tạo và các biện pháp nâng cao chất lợng 41 1.5.8 Ưu điểm của vật liệu polyme blend 46

Phần II phơng pháp nghiên cứu và thực nghiệm 48

2.1 Nguyên liệu, hoá chất và dụng cụ 48

2.1.1 Nguyên liệu, hoá chất 48

2.1.2 Dụng cụ máy móc 48

2.2 Các phơng pháp nghiên cứu 48

2.2.1 Phơng pháp xác định cấu trúc CSTNL 48

2.2.2 Phơng pháp xác định hàm lợng phần gel và độ trơng 48

2.2.3 Khảo sát cấu trúc hình thái học của vật liệu 49

2.2.4 Phơng pháp đo tính chất cơ lý của vật liệu 49

2.3.Thí nghiệm tổng hợp CSTNL có nhóm Phenylhydrazon ở cuối mạch 50 Phần Iii Kết Quả Và Thảo Luận 51

3.1 Kết quả khảo sát cấu trúc của CSTNL 51 3.2 Kết quả biến tính nhựa epoxy bằng CSTNL 54 3.2.1 ảnh hởng của hàm lợng chất đóng rắn 54

3.2.2 ảnh hởng của hàm lợng CSTNL đến tính chất cơ lý của nhựa epoxy 55 3.2.3 ảnh hởng của hợp chất tơng hợp 56

Kết Luận 60

Tài liệu tham khảo 61

Những chữ viết tắt trong luận văn

1 H-NMR Proton Nuclear Magnetic Phổ cộng hởng từ hạt nhân proton

Resonance Spectroscopy

13 C-NMR Cacbon-13 Nuclear Magnetic

Resonance Spectroscopy

Phæ céng hëng tõ h¹t nh©n cacbon-13

DEPT Distortionless Enhancement by

Polarisation Transfer

IR Infrared Spectroscopy Phæ hång ngo¹i

ợc một polyme mới, có ứng dụng thực tế, đòi hỏi sự đầu t tốn kém nhiều mặt,song với phơng pháp blend hóa:

- Có thể sử dụng các máy móc và thiết bị thông dụng trong công nghiệpgia công polyme để chế tạo và gia công polyme blend

- Có thể chế tạo nên vật liệu có tính chất tổ hợp các tính chất tối u của cácpolyme thành phần theo hớng có lợi, phù hợp tối đa các yêu cầu sử dụng khácnhau.

- Có thể tạo nên vật liệu hoàn toàn mới so với các polyme blend thànhphần

-Có khả năng tổng hợp nhiều loại polyme tổng hợp, nhân tạo và tự nhiênhiện có

Nh đã biết[9], [5] và [8], các vật liệu kim loại khi đem sử dụng ngoài trời,nhất là sử dụng trong điều kiện khí hậu nhiệt đới nóng ẩm khắc nghiệt nh khíhậu nớc ta, dễ bị tác động mạnh của các yếu tố môi trờng và suy giảm nhanh cáctính năng của chúng Bởi vậy, nghiên cứu quá trình già hóa oxy hóa nhiệt củacác vật liệu chế đợc là công việc cần thiết để góp phần định hớng cho việc xác

định thành phần và điều kiện công nghệ phù hợp, nhằm chế tạo các sản phẩmbền thời tiết và có thời gian làm việc đạt yêu cầu

Công cuộc công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nớc hiện nay cũng nh việcnhanh chóng tạo tiền đề vật chất trong quá trình hội nhập kinh tế toàn cầu Đang

đòi hỏi cấp bách nhiều vật liệu mới, sản phẩm kỹ thuật mới có độ an toàn cao và

đồng thời đáp ứng nhiều tính năng yêu cầu

Nhựa epoxy là loại polyme mạch thẳng có chứa các nhóm epoxy ở cuốimạch với các tính chất cơ lý đặc biệt nh: Khả năng bám dính tốt với hầu hết mọiloại vật liệu, chịu tác dụng cơ học, bền nhiệt, bền hóa học, cách điện, khả năngchịu mài mòn v.v Vì vậy nhựa epoxy đợc sử dụng rộng rãi trong mọi lĩnhvực kỹ thuật đặc biệt là công nghệ chế tạo linh kiện điện tử, màng phủ, vật liệucompozit, keo dán kết cấu Bên cạnh những u điểm nổi trội nh trên, nhựaepoxy vẫn còn có một số nhợc điểm nh giòn, hơi a nớc và chỉ thể hiện các u

điểm về tính chất cơ lý trong điều kiện tĩnh Vì vậy, vấn đề biến tính nhựa epoxy

để khắc phục những nhợc điểm trên đang đợc nhiều ngời quan tâm nghiên cứu.Theo những tài liệu đã đợc công bố, có 5 phơng pháp biến tính chính đã đ-

ợc sử dụng:

- Thay đổi thành phần tổng hợp nhựa

- Biến tính nhựa epoxy với một số polyme tổng hợp

- Biến tính nhựa epoxy với một số nhựa thiên nhiên nh cánh kiến đỏ, sơnta

- Biến tính và sử dụng các chất đóng rắn mới có mạch dài nh các loạiveramit

- Biến tính nhựa epoxy bằng CSTN và CSL.

Trong đó, phơng pháp biến tính nhựa epoxy bằng CSTNL đã và đang đợcnhiều ngời quan tâm nghiên cứu

CSTNL là những polyme mạch thẳng có trọng lợng phân tử trung bìnhkhoảng 5000  20000 đvC, có thể chứa các nhóm chức ở cuối mạch hoặc dọctheo mạch Cao su tự nhiên lỏng chủ yếu đợc tổng hợp bằng các phơng phápphân hủy (phân hủy nhiệt, phân hủy cơ hóa học, phân hủy quang hóa, phân hủyhóa học, phân hủy oxy hóa) Nhìn chung phơng pháp phân hủy oxy hóa đợc sửdụng rộng rãi để tổng hợp CSTNL

Xuất phát từ tình hình nêu trên nên Tôi chọn đề tài: “Biến tính nhựa epoxy bằng cao su tự nhiên lỏng”

1.2 Mục đích nghiên cứu

a) Điều chế cao su tự nhiên lỏng có nhóm phenyl hydrazon ở cuối mạch

- Nghiên cứu cấu trúc của cao su tự nhiên lỏng có nhóm phenyl hydrazon

điều chế đợc bằng phơng pháp phổ cộng hởng từ hạt nhân: 1H-NMR; 13NMR; 13C- DEPT; phổ IR; phổ UV-VIS

C-b) Khảo sát một số yếu tố ảnh hởng đến các tính chất cơ lý của nhựa epoxy(độ bền va đập, độ bền ép dãn, độ cứng tơng đối, độ bám dính):

- Khảo sát ảnh hởng đến hàm lợng chất đóng rắn

- Khảo sát ảnh hởng đến hàm lợng chất cao su tự nhiên

- Khảo sát ảnh hởng đến trọng lợng phân tử cao su

- Khảo sát ảnh hởng đến chất tơng hợp

Phần i: tổng quan

1.1 Một số vấn đề chung về cao su tự nhiên

1.1.1 Latex cao su tự nhiên

Latex cao su tự nhiên chủ yếu đợc khai thác từ cây Hevea Brasiliensis và

có thành phần khá phức tạp Ngoài hydrocacbon cao su ra, latex còn chứa nhiềuchất cấu tạo bao giờ cũng có trong mọi tế bào sống Đó là các protein, axit béo,dẫn xuất của axit béo, sterol, gluxit, heteroxit, enzym, muối khoáng

Hàm lợng những chất cấu tạo nên latex thay đổi tuỳ theo các điều kiện vềkhí hậu, hoạt tính sinh lí và hiện trạng sống của cây cao su Các phân tích latex

từ nhiều loại cây cao su khác nhau chỉ đa ra những con số phỏng chừng về thànhphần của latex đợc ghi ra trong bảng 1:

Các lợng chất Latex (%) Cao Su khô(%)

93.72.20.42.41.00.20.4 Latex CSTN gồm có: Các hạt cao su (hydrocacbon); các hạt màu vàng Fey

- Wyssling; các hạt lutoit và pha lỏng (còn gọi là serum) Các hạt cao su gồm 2loại: Một loại hình chuỗi cờm có kích thớc 1-4 Một loại khác hình cầu với kíchthớc 0.09-0.5 Trong đó, số hạt trong 1g latex 40% là 7.4.1012 hạt

Các hạt cao su có cấu trúc 2 pha: Pha trong hỗn hợp là các loạihydrocacbon lỏng nhớt có độ trùng hợp trung bình thấp hơn Pha ngoài là cácloại hydrocacbon rắn, đàn hồi, có độ trùng hợp trung bình cao hơn

Để ổn định latex cao su tự nhiên, ngời ta sử dụng các chất hoạt động bềmặt anion, cation, không ion Trong đó chủ yếu là các chất hoạt động bề mặt ionnh: ankyl sulphonat, olginet sodium, agar - agar [17]

Để chống lại hoạt động của các vi sinh vật, ngời ta sử dụng nhiều loại hợpchất bảo quản, chủ yếu là NH4OH, formadehit, axit boric, sunfit natri

1.1.2 Cấu tạo hóa học và tính chất của CSTN

Pentan, hexan, heptan, clorofrom, CCl4 Axeton

+ Sự hóa rắn khi bảo quản

Khi bảo quản CSTN tự động trở nên rắn và giòn hơn Ngời ta cho rằng docác nhóm andehit phản ứng với các nhóm amin của các axit amin tự do hoặc củaprotein gây ra sự tạo màng

+ Trọng lợng phân tử trung bình và sự phân bố trọng lợng phân tử trungbình

Tùy thuộc vào hoàn cảnh địa lí, điều kiện chăm sóc và điều kiện khai thácchế biến, M của CSTN có thể dao động trong một khoảng rộng.Trong đó, Mw

dao động từ 0.8.106 - 2.7.106, Mn dao động từ 1.8.105- 5.6,105(bảng 2)

Bảng 2: M trung bình của một số loại cao su thông dụng

Loại cao su Mn.106(Từ GPC) Mn.105(Từ GPC)RSS - 1

SMR - 5

SMR - CV

SMR - 20

1.0 - 2.30.95 - 2.70.8 - 2.00.92 - 2.4

2.3 - 4.52.2 - 5.61.8 - 3.72.1 - 4.0+ Sự kết tinh

Do có tính đồng đều lập thể rất cao nên CSTN có thể tự động kết tinh ởnhiệt độ thấp hoặc khi bị kéo căng Sự kết tinh lạnh làm cho CSTN trở nên giònhơn; còn khi kết tinh trong quá trình kéo căng làm cho CSTN có độ bền kéo căng

và độ bền xé rách cao nhất

* Tính chất hóa học

CSTN Hevea có cấu trúc hóa học gồm 100% là cis - 1,4 - izopren Về mặthóa học, có thể coi CSTN Hevea là dẫn xuất trialkyl của etylen Các tác nhânhóa học thích hợp có thể tham gia vào các phản ứng hóa học với CSTN ở các vịtrí sau:

- Phản ứng với nối đôi

- Phản ứng với nhóm -metylen hoặc với nhóm metyl

Theo[17] các phản ứng hóa học của CSTN đợc chia làm 3 dạng chính:+ Phản ứng cộng: Phản ứng cộng hydro; phản ứng cộng halogen; phản ứngcộng hydraxit; phản ứng với ozon; phản ứng với dẫn xuất nitro; phản ứng lu hóacao su

+ Phản ứng hủy: Tác dụng bởi nhiệt, tác dụng của oxy

+ Phản ứng đồng phân hóa và đồng hoàn hóa (kết vòng): Phản ứng kếtvòng bởi nhiệt, phản ứng kết vòng bởi sự phóng điện, phản ứng kết vòng bởi hóachất, đồng hoàn hóa bởi tác dụng của bột kẽm

1.1.2.2 Cấu tạo hóa học của cao su

Ta biết rằng công thức nguyên của hydrocacbon cao su là (C5H8)n Tỷ sốgiữa cacbon và hydro đã đợc Faraday xác định vào năm 1826; và những việcphân tích ngày càng chính xác hơn đã đợc thực hiện để rồi cũng xác nhận côngthức này

Bouchardat (Williams, Tilden) quan sát cao su nung nóng nhanh từ 300oC

đến 350oC trong chân không, gây ra đứt đoạn phân tử; trong những chất sinh ra

từ sự chng cất này, ông đã phân lập đợc chủ yếu là chất izopren C5H8 và dipenten

là kết quả của 2 phân tử izopren:

C

CH3

CH2C

C

H2C

CH

CH3

CH3C

H2

dipenten (terpen)Izopren là chất đơn giản nhất sinh ra từ quá trình nhiệt phân cao su, hơnnữa công thức C5H8 của nó ứng với một yếu tố n (chỉ số n biểu thị độ polyme hóacủa cao su, tức là số izopren ở trong đại phân tử Chỉ số này rất lớn cho trờng hợpCSTN) của công thức hydrocacbon cao su và sự polyme hóa(trùng hợp) C5H8 đatới có một đại phân tử có tính chất đàn hồi Nh vậy đơng nhiên thừa nhận phân tửcao su là kết quả từ sự polyme hóa izopren Tuy nhiên, phải nhìn nhận rằng trongsuốt thời gian trớc đây, những kế hoạch polyme hóa izopren chỉ cho đợc mộtchất có tính đàn hồi mà cấu trúc kém bền nhiều hơn cấu trúc của hydrocacbon vàtính chất cơ lý kém xa CSTN Mãi đến năm 1955 con ngời mới tổng hợp đợc mộtpolyizopren có cấu trúc giống thực sự với cấu trúc của CSTN

Mặt khác, nếu xét tới sự sinh tổng hợp cao su, phải chú ý là không bao giờthấy rõ sự hiện hữu của izopren trong các nhu mô cây cao su

Một trong các giả thuyết mới nhất (giả thuyết của Bonner) diễn tiến sinhtổng hợp cao su khởi phát từ axit axetic (giả thuyết này đợc chú ý ở sự kiện lànếu đa vào nhu mô cây cao su một nồng độ 10-4% axit axetic, sẽ có sự gia tănglớn hàm lợng cao su) Trong giai đoạn đầu, hai phân tử axit axetic phản ứng tạo

ra axit axetylaxetic, axit này khử CO2 cho ra axeton Giai đoạn đầu này đợc gọi

là giai đoạn sinh tổng hợp axeton

O

-CO2

H3C-C-CH3O

Sinh tổng hợp tự xảy ra tiếp tục từ axeton và axit axetic, với sự có đợc axit

-metylcrotonic, kế đó dehydrat hóa liên phân tử axit này, sau cùng khử nhómcacbonyl cho đợc polyizopren thiên nhiên:

C

H3

C C

(hydropeoxit) và các andehit hay xeton (xem hình nh sau):

O

C R

R

R

C O

R

H

, ,

ozonit hydrocacbon etylen

O

C R

R

R

C O

R

R"

, ,

ozonit hydrocacbon etylen

R"

Sự thành lập ozonit và khử ozon

Sự nhận rõ các chất sinh ra từ việc phân tích đã giúp ta lập lại phân tử ban

đầu, các nối đôi đứng trớc đặt vào giữa các nguyên tử cacbon biến đổi thànhnhóm cacbonyl

Andehit (2 phân tử)

có 2 nhóm thế

andehyt và axeton

có 3 nhóm thế

Trong trờng hợp cao su, Harries chỉ tìm thấy các dẫn xuất levulinicandehit, axit và peoxit của axit Nh vậy cao su ứng với chuỗi izopren mà trong đómọi nhóm “izopren” đều chọn hớng đều dặn , axit và peoxit là những chất sinh

ra từ sự oxy hóa andehit (xem hình sau)

O3+ O

O H O

O H

H O

1.2 Tổng quan về cao su tự nhiên lỏng

1.2.1 ứng dụng của cao su tự nhiên lỏng

CSL nói chung và CSTNL nói riêng là những polyme mạch thẳng có trọnglợng phân tử trung bình trong khoảng 5000 đến 2000đvC có thể chứa các nhómchức ở cuối mạch hoặc dọc theo mạch

CSTNL có ứng dụng rất rộng rãi trong đời sống và trong kỹ thuật cụ thể là:

- Làm nhiên liệu để tổng hợp keo dán, mực in, sơn, matit

- Làm chất hóa dẻo không bay hơi cho công nghiệp cao su

- Chế tạo các khuôn gia công bằng chất dẻo, các vật liệu chống rung, cácvật liệu có độ cứng thấp

- CSTNL có các nhóm chức hoạt tính ở cuối mạch và có độ hoà tan rất caotrong các dung môi nên đợc dùng làm nguyên liệu để tổng hợp các hợp chất caophân tử mới cũng nh để biến tính các polyme khác

+ ứng dụng của CSL vào công nghệ chống thấm:

Chuỗi hydrocacbon của cao su

CSL kể từ khi ra đời đã đợc coi nh một bớc đột phá mới trong ngành côngnghiệp chế tạo vật liệu chống thấm, chất tạo màng phủ bề mặt và chất bịt kín.CSL là một hợp chất đợc tạo bởi nhiều chất huyền phù có tác dụng tạo ramột lớp vỏ bọc có độ dính cao, độ đàn hồi tốt và có khả năng bảo vệ cực tốt CSLkhi cha lu hóa là một chất ở dạng lỏng, màu nâu đen, hầu nh không mùi, không

độc hại, thân thiện với môi trờng, có thể dùng dới dạng phun hay quét ở nhiệt độbình thờng Sau khi lu hóa, CSL đông đặc thành một lớp màng vỏ bọc kín, có đặctính không thấm nớc, chống gỉ, chống ăn mòn hóa chất

Ngoài ra, CSL còn có khả năng chịu đựng đợc ở các môi trờng khắc nhiệt,

có khả năng cách nhiệt, cách âm, chống lại đợc tia tử ngoại Nhờ đặc tính này

mà CSL đợc ứng dụng rộng rãi để quét trên các mái tôn của nhà khung địnhhình, giúp chống ồn khi trời ma, chống han gỉ do thời tiết khắc nghiệt, dới ánhnắng mặt trời, Vì CSL có thể chịu đợc nhiệt độ trên 1000C (điểm nóng chảy).CSL đã đợc ứng dụng hiệu quả trong môi trờng nớc biển, áp dụng rộng rãitrong công nghiệp ngành khai thác dầu khí, khi các kết cấu dàn khoan, các thiết

bị, máy móc phải ngâm dới biển Ngoài ra, CSL còn đợc dùng để quét lên thành,gầm tàu thuyền đánh cá, quét lên mái nhà, tờng trong các kho chứa muối, quétlên các xe tải, xe container chở muối Yếu tố nhiệt đới hóa đã đợc nhà sản xuấttính đến để sản phẩm phù hợp với điều kiện khí hậu và thời tiết ở Việt Namcũng nh các nớc trong khu vực Vì vậy việc đa CSL vào ứng dụng rộng rãi trongcác công trình xây dựng ở Việt Nam có ý nghĩa rất to lớn về mặt kỹ thuật, nângcao tuổi thọ cho các công trình, tiết kiệm chi phí

1.2.2 Các phơng pháp điều chế cao su tự nhiên lỏng

CSL nói chung đợc tổng hợp theo 3 phơng pháp sau:

a Phơng pháp trùng ngng

Trong phơng pháp này ngời ta thay đổi tỉ lệ đơng lợng giữa các cấu tử thamgia phản ứng, hoặc ngừng phản ứng ở giai đoạn chuyển hóa thấp, hoặc dùng tácnhân có khả năng khóa một nhóm định chức của một loại cấu tử

b Phơng pháp trùng hợp

Thông dụng nhất là trùng hợp nhũ tơng với các tác nhân chuyển mạch thíchhợp, phơng pháp trùng hợp anion để tạo thành các polyme “sống” cũng đợc sửdụng để tổng hợp CSTNL

c Các phơng pháp phân hủy các loại cao su có phân tử lợng cao

CSTNL chủ yếu đợc tổng hợp theo phơng pháp phân hủy (phân hủy nhiệt,phân hủy hóa học, phân hủy quang hóa, phân hủy cơ hóa học, phân hủy oxy

hóa) Tuỳ thuộc vào điều kiện phản ứng và mục đích sử dụng, các phơng phápphân hủy CSTNL có thể đợc thực hiện trong dung dịch trong pha rắn hoặc trựctiếp trong latex Nhìn chung các phơng pháp phân hủy hóa học đợc sử dụng rộngrãi để tổng hợp CSTNL[].

Các cặp redox bao gồm các chất oxy hóa (peoxit hữu cơ, pehydrat, oxykhông khí) và các chất khử (axit sunfonic thơm, các hợp chất phenylhydrazin, )

đã đợc sử dụng để tổng hợp CSTNL

Hầu hết CSTNL đều chứa các nhóm chức mới nh C=O; CHO; COOH;

-OH, -OOH; epoxy;… Và có sự biết đổi quan trọng về cấu trúc hóa học (nh Và có sự biết đổi quan trọng về cấu trúc hóa học (nhchuyển cấu hình cis-trans và sự tạo vòng… Và có sự biết đổi quan trọng về cấu trúc hóa học (nh) Nhìn chung, ít có loại CSTNL nào

có chứa nhóm định chứa hoạt tính ở cuối mạch

Lê Đức Giang, Phạm Hữu Lý, Lê Văn Hạc, Hoàng Văn Lựu cũng đã điềuchế và khảo sát cấu trúc của CTNSL có nhóm phenyl hydrazon và hydroxyl ởcuối mạch[3]

Các cặp redox bao gồm các chất oxy hóa (peroxyt hữu cơ, perhydrol, oxykhông khí ) và các chất khử (axit sulfonic thơm, các hợp chất phenylhydrazinthơm ) đã đợc sử dụng để tổng hợp CSTNL Pautrat, Brosse đã sử dụng hệredox: phenylhydrazin/oxy không khí để tổng hợp CSTNL trực tiếp từ latexCSTN CSTNL thu đợc không những giữ nguyên cấu hình cis-1,4-izopren màcòn có nhóm chức phenylhydrazon ở cuối mạch

Kawwabata đã sử dụng hệ phenylhydrazin/FeCl2 để tổng hợp CSTNL từdung dịch các loại cao su trong benzen hoặc từ các loại cao su đã lu hóa trơngtrong các dung môi thích hợp

Hầu hết các loại CSTNL đều chứa các nhóm chức nới nh: CHO, COOH,

-OH, -O-OH, epoxy, >C=O… Và có sự biết đổi quan trọng về cấu trúc hóa học (nh, và có nhiều biến đổi trong cấu trúc hóa học (nh sựchuyển cấu hình cis-trans, sự tạo vòng ) Nói chung, ít có loại CSTNL có chứanhóm chức hoạt tính ở cuối mạch

Riêng phơng pháp của Pautrat và Ravindran cho phép tổng hợp đợc CSTNLkhông những vẫn giữ nguyên đợc cấu trúc cis-1,4-izopren mà còn có các nhómchứa ở cuối mạch nh phenylhydrazon (phezol) và hydroxyl (OH), có khả năngtham gia nhiều phản ứng biến đổi hóa học khác[28]

Các loại CSTNL có các nhóm chức hoạt tính ở cuối mạch có ý nghĩa quantrọng trong việc tổng hợp cũng nh biến tính nhiều loại polyme mới với cấu trúc,tính chất và nhiều ứng dụng mới

Các tác giả: Phạm Hữu Lý, Tôn Nữ Ngọc Trân, Đỗ Bích Thanh, Đặng VănLuyến (Trung tâm Hóa cao phân tử , Viện Khoa học Việt Nam) đã công bố kếtquả tổng hợp CSTNL có các nhóm izocyanat ở cuối mạch Kết quả đã tổng hợp

Phạm Hữu Lý và các cộng sự đã công bố kết quả nghiên cứu vai trò củanhiệt độ trong phản ứng tổng hợp CSTNL từ latex cao su Việt Nam Kết quả chothấy phản ứng oxy hóa chọn lọc latex CSTN xảy ra rất chậm ở 100oC, xảy rachậm ở 40oC và nhanh nhất ở 60oC Điều này chủ yếu liên quan đến nồng độ oxyhòa tan trong pha nớc ở các nhiệt độ khác nhau.Vùng nhiệt độ thích hợp củaphản ứng tổng hợp CSTNL từ latex CSTN là từ 50 - 60oC Nhiệt độ trên 80oC cáchợp chất hydropeoxit không bền sẽ gây ra hàng loạt phản ứng phụ không cólợi[7]

1.3 Tổng quan về nhựa epoxy

1.3.1 Lịch sử phát triển nhựa epoxy

Hợp chất epoxy đợc phát hiện từ thế kỷ thứ 19 song những công trìnhnghiên cứu về nhựa epoxy chỉ đợc trình bày trong các sáng chế vào những năm

đầu thế kỷ 20

Năm 1909, nhà Bác học ngời Nga Priles Chajew đã phát hiện ra phản ứngcủa các olefin với peaxit benzoic để tạo thành các hợp chất epoxy

Năm 1918 Macintos và Volford công bố một loại nhựa tổng hợp từ phenol

và cresol với epiclohydrin trong môi trờng kiềm, có thể đóng rắn ở 120-130 0Cvới hecxa metylenteramin[9,16]

Đến năm 1930, Blumer tổng hợp đợc nhựa từ phenol, andehit thơm vàepiclohydrin trong kiềm Năm 1934, nhà Bác học ngời Đức H.Shlack đã tổnghợp đợc nhựa epoxy từ bisphenol A và epiclohydrin trong môi trờng kiềm Nhựanày có thể đóng rắn bằng một đơng lợng amin, song vào thời gian ấy H.Shlackvẫn cha nhận ra đợc điều đó.[9,2,29]

Năm 1938, nhà sáng chế ngời Thụy Sĩ Pierre Castan đã công bố bằng sángchế về tổng hợp nhựa epoxy từ bisphenol A và epiclohydrin và ông đã phát hiện

ra tính chất quý báu của nhựa epoxy là có độ bám dính rất tốt với nhiều loại vậtliệu sau khi đóng rắn bằng anhydrit phtalic.

Từ sau năm 1950 sản lợng nhựa epoxy tăng nhanh Trong những năm 70,tổng sản lợng nhựa epoxy bán ra thị trờng thế giới hàng năm vào khoảng150.000 tấn Trong đó, 1/3 bán ở Mỹ, 1/2 ở Châu Âu và còn lại hầu hết bán ởNhật Nhựa epoxy đợc bán ra chủ yếu đi từ bisphenol A và epiclohydrin

Vào đầu những năm 80, sản lợng nhựa epoxy đã đạt tới 60.000 tấn/năm Sovới tổng sản lợng nhựa nhiệt rắn thì nhựa epoxy chiếm khoảng 3% trên toàn thếgiới

Một số hãng sản xuất nhựa epoxy lớn nhất trên thế giới: Shell Chemicals(Mỹ) lấy tên thơng mại Mỹ là EPON và Epikote (ở nớc ngoài) Hãng Ciba Geigy(Thụy Sỹ) lấy tên thơng mại là Araldite Hãng Dow Chemicals lấy (tên thơngmại là DRL) Ngoài ra còn một số hãng khác cũng sản xuất nhựa epoxy với sảnlợng thấp hơn nh: Union Carbide (tên thơng mại ERL), Borden (Epiphen),Bakelit (R)[9,29]

1.3.2 Nguyên liệu đầu để tổng hợp nhựa epoxy

1.3.2.1 Bis phenol A (diphenylol propan)

Bis phenol A đợc chế tạo từ phản ứng của axeton và phenol trong môi ờng axit mạnh ở 10 - 500C [9,29,]

tr-O

CH3C

Phản ứng ngng tụ của bisphenol A và epiclohydrin để tạo nhựa epoxy ờng sử dụng xúc tác kiềm, phản ứng xảy ra theo 2 giai đoạn:

th-+ Giai đoạn 1: Giai đoạn kết hợp, nhóm epoxy của epiclohydrin tác dụngvới nhóm hydroxyl của bisphenol A phản ứng xảy ra rất nhanh ở nhiệt độ 25oC,phản ứng toả nhiệt H = -17,08 Kcal/mol

+ Giai đoạn 2: Tách HCl trong môi trờng kiềm tạo thành diepoxy, phảnứng xảy ra chậm và thu nhiệt H = 28,09 Kcal/mol

CH3

CH3O

CH2

1.3.4 Một số loại nhựa epoxy

Tuỳ vào nguyên liệu ban đầu, phơng pháp tổng hợp, nhựa epoxy có các loạichính sau đây:

a Nhựa epoxy mạch thẳng

b Nhựa epoxy mạch vòng

c Nhựa epoxy chống cháy

Đó là một số loại nhựa epoxy chứa nhóm thế halogen trên mạch chính

1.3.5 Các thông số quan trọng của nhựa epoxy

Hàm lợng nhóm epoxy (HLE): Là số lợng nhóm epoxy có trong 100gnhựa epoxy

- Đơng lợng epoxy (DLE): Là lợng nhựa tính theo gam chứa một đơng ợng nhóm epoxy

l-HLE và DLE có liên quan với nhau theo công thức:

DLE = (43x100)/HLETrong đó 43 là khối lợng phân tử của nhóm epoxy

1.3.6 Tính chất lý học của nhựa epoxy

Nhựa epoxy khi cha đóng rắn là loại nhựa nhiệt dẻo, không màu hoặc cómàu vàng sáng Nhựa epoxy có thể ở dạng lỏng, đặc hay rắn tuỳ thuộc vào khốilợng phân tử của nó

Nhựa epoxy có thể tan tốt trong các dung môi hữu cơ nh: Xeton, rợu,axetat, hydrocacbon clo hóa, v.v Nhựa epoxy không tan trong cáchydrocacbon mạch thẳng nh dầu trắng, xăng,.v.v

Nhựa epoxy có thể phối trộn tốt với các loại nhựa khác nh: PF,nitroxenlulo, polyeste, polyunfit

Nhựa epoxy có thể chuyển sang dạng mạng lới không gian ba chiều khi sửdụng các chất đóng rắn nh: andehit phtalic, andehit maleic, hay các chất

đóng rắn nguội nh các hợp chất amin mạch thẳng, polyamit, Sau khi đóng rắnnhựa epoxy có một loạt tính chất quý nh bám dính tốt với nhiều loại vật liệukhác, bền hóa học, đặc biệt là bền kiềm, độ bền cơ học cao, cách điện tốt, ít congót về nhiệt

1.3.7 Cấu tạo và tính chất hóa học của nhựa epoxy

Nhựa epoxy là một loại polyme mạch thẳng, có chứa các nhóm epoxy(oxyetilen) ở cuối mạch

Có nhiều phơng pháp tổng hợp, nhng phơng pháp phổ biến mang tínhcông nghiệp dựa trên phản ứng trùng ngng giữa epiclohydrin diphenolpropan(bis -phenol A), nhựa epoxy tổng hợp theo phơng pháp này còn gọi lànhựa epoxydian và có công thức tổng quát nh sau:

O

CH2O O

O O

Nh ta đã thấy từ công thức tổng quát trên trong mạch nhựa epoxy, ngoàiliên kết C-C còn có liên kết ete Các nhóm epoxy và hydroxyl sắp xếp dọc theomạch với khoảng cách rất lí tởng để các chất đóng rắn dễ dàng “khâu” các đạiphân tử mạch thẳng để biến thành nhựa nhiệt rắn có tính đàn hồi nào đấy do sự

“uyển chuyển” của các đại phân tử Nhóm hydroxyl của bis-phenol A bị ete hóakhiến nhựa không bị thay đổi màu khi bảo quản

Nhựa epoxy có chứa hai nhóm chức hoạt động trong mạch đại phân tử, đó

là nhóm epoxy và nhóm hydroxyl, nên chúng có thể tham gia nhiều loại phảnứng khác nhau Nhóm epoxy dễ dàng phản ứng với các tác nhân nucleofin Cònnhóm hydroxyl có khả năng phản ứng với các tác nhân ái điện tử (electrofin),phản ứng xảy ra thuận lợi khi có mặt xúc tác proton nh rợu, phenol, axit, v.v

Sự có mặt của hai nhóm định chức này là cơ sở của các quá trình đóng rắn nhựaepoxy với các tác nhân hóa học thích hợp

a Đóng rắn theo nhóm epoxy

Để đóng rắn nhựa epoxy theo nhóm epoxy ngời ta sử dụng các hợp chấtthấp phân tử và cao phân tử chứa các nguyên tử hydro linh động (các axitcacboxylic, ancolamin, phenol, alkylphenol, nhựa phenolfomandehit, polyuretan,polyamin, v.v )

Tuy nhiên do khả năng phản ứng cao ở nhiệt độ thờng ngời ta sử dụng cáchợp chất amin

O O

R R

CH2

CH2

OH OH

CH CH

CH CH

(OH)n

(I)Các nhóm amin bậc hai trong công thức (I) lại tiếp tục phản ứng dẫn đến

sự tạo ra không gian ba chiều của nhựa epoxy tức là sự đóng rắn của nhựa

C +

O O

CH2

(OH)n

O O

CH2

(OH)n-2

O O

CH2

(OH)n-2

C=O O

O

CH CH C=O

C=O O

O

CH CH C=O

Phơng pháp đóng rắn (a) tiến hành ở nhiệt độ thấp nhng trong sản phẩmxuất hiện thêm nhiều nhóm hydrophilic mới (-OH,-NH) nên khả năng chịu ẩm

và cách nhiệt kém hơn Ngợc lại phơng pháp (b) tiến hành ở nhiệt độ tơng đốicao, lớn hơn 150oC nhng sản phẩm sau khi đóng rắn có nhiều tính chất quý báu

nh độ chịu ẩm và tính cách điện cao vì sự có mặt liên kết este và hàm lợng nhómhydroxyl còn lại ít Các nhóm hydroxyl trong mạch của nhựa epoxy cũng có khảnăng phản ứng với nhóm epoxy gây ra sự tạo mạng lới trong quá trình bảo quảnlâu ngày Tuy nhiên do khả năng phản ứng thấp của nhóm hydroxyl và nhómepoxy nên thông thờng ngời ta sử dụng các hợp chất amin bậc ba làm xúc tác

1.3.8 Một số lĩnh vực ứng dụng chính của nhựa epoxy

Tính chất đặc trng của nhựa epoxy sau khi đóng rắn là khả năng bám dínhtốt với hầu hết các loại vật liệu, chịu tác dụng cơ học, bền nhiệt, bền hóa chất,cách điện Vì vậy mà nhựa epoxy đợc sử dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực kỹthuật đặc biệt là công nghệ chế tạo linh kiện điện tử, màng phủ, vật liệucompozit, keo dán kết cấu, v.v

1.3.9 Các chất đóng rắn cho nhựa epoxy

Nhựa epoxy có khả năng chuyển sang trạng thái không nóng chảy, khônghoà tan, có cấu trúc mạng lới không gian ba chiều dới tác dụng của các chất

đóng rắn Các chất này phản ứng với các nhóm chức của nhựa epoxy đặt biệt lànhóm epoxy Vì chất đóng rắn tham gia vào mạng lới của polyme làm thay đổicấu trúc của chúng nên đóng rắn là yếu tố quan trọng để biến tính vật liệuepoxy[9,16,21]

Các chất đóng rắn cho nhựa epoxy đợc chia làm 2 nhóm:[9,21]

- Chất đóng rắn cộng hợp

- Chất đóng rắn trùng hợp

1 Chất đóng rắn cộng hợp

Chất đóng rắn cộng hợp bao gồm các hợp chất chứa nguyên tử H linh

động nh: các hợp chất amin, polyaxit, polyphenol, polymercaptan

+ Chất đóng rắn amin

Chất đóng rắn amin bao gồm các hợp chất chứa nhóm amin tự do: Aminmạch thẳng, mạch vòng, dị vòng và polyamin thơm, các sản phẩm biến tính amincũng nh các oligome amitamin có nhóm amin ở cuối mạch khi dùng chất đóngrắn amin có nhóm -NH2 ở của mạch thì nguyên tử H của nhóm amin sẽ tham giaphản ứng với nhóm epoxy tạo ra những nhóm hydroxyl

Các chất đóng rắn amin có khả năng đóng rắn hầu hết các dạng nhựaepoxy trong khoảng nhiệt độ 0-150oC

Một số chất đóng rắn amin điển hình: amin mạch thẳng, amin thơm, aductcủa amin mạch thẳng với monome và oligomepoxy, polyamitamin

+ Chất đóng rắn axit và anhydrit axit

So với chất đóng rắn amin, chất đóng rắn axit ít bị ăn da hơn, toả nhiệt íthơn khi đóng rắn và các tính chất cơ lý của nhựa thu đợc nh độ bền cơ học, độbền hóa học, độ bền nhiệt, tính chịu axit cao hơn khi sử dụng các chất đóng rắnamin nhng khả năng chịu bazơ kém hơn

Một số chất đóng rắn axit, anhydrit axit thờng sử dụng: anhydrit phtalic,anhydrit maleic, v.v

+ Trùng hợp anion

Quá trình đóng rắn nhựa epoxy theo cơ chế trùng hợp anion xảy ra khi sửdụng các chất rắn amin đó là các amin bậc 3 và các ancolat kim loại

3 Các chất đóng rắn khác[9,16,21]

Ngoài các chất đóng rắn phổ biến vừa nêu trên, còn sử dụng một số chất

đóng rắn cho nhựa epoxy sau:

- Chất đóng rắn izoxyanat

1.4 Các phơng pháp biến tính nhựa epoxy

Có năm phơng pháp biến tính nhựa epoxy:

+ Thay đổi thành phần tổng hợp nhựa

Khi thay đổi thành phần ban đầu để tổng hợp nhựa epoxy nh thay phenol A bằng các aliphatic mạch dài với các tỉ lệ khác nhau, ngời ta có thể tổnghợp đợc nhiều loại nhựa epoxy khác nhau và các loại nhựa epoxy này có tínhchất thay đổi rất rộng

bis-+ Biến tính nhựa epoxy với một số polyme tổng hợp: Trộn với nhựaPhenol - fomandehit; melamin - fomandehit với ure - fomandehit; với polyeste

no và không no; với polyamit; polyacrylonitrin; các hợp chất cơ-silic và nhựasilicon; với các dẫn xuất xenlulozơ nh axetat xenlulozơ; với các copolyme củabutadien với styren; acrylonitrin, metylmetacrylat, metacrylat

+ Biến đổi nhựa epoxy với một số nhựa thiên nhiên nh sơn ta(laccol), cánhkiến đỏ

+ Biến tính và sử dụng các chất đóng rắn mới có mạch dài nh các loạiversamit (amit giữa các PEPA và một loại axit tách từ dầu thực vật)

+ Biến tính nhựa epoxy bằng CSTNL

Do tầm quan trọng của phơng pháp này cũng nh do vấn đề này có liên quan

đến đề tài của luận văn, nên việc biến tính nhựa epoxy bằng CSTNL sẽ đợc đềcập cụ thể hơn ở phần tiếp theo

1.4.1 Biến tính nhựa epoxy bằng cao su lỏng

Để biến tính nhựa epoxy bằng CSL ngời ta chia làm hai loại, mà cơ sở của

nó là tơng hợp và không tơng hợp

1 CSL hoàn toàn tơng hợp với nhựa epoxy

Trong trờng hợp này, khi trộn lẫn CSL với nhựa epoxy nó tạo ra một màngphim đổng thể không phân pha, ngay cả khi đóng rắn Sự tăng tính bền biến dạng

của màng phim epoxy là do tính đàn hồi nhớt gây ra, vì sự mềm mại của mạchCSL.

2 CSL Hoà hợp hạn chế với nhựa epoxy

Theo nguyên lý không tơng hợp, khi ta đa CSL vào nhựa epoxy đó là một

hệ thống 2 pha Các hạt CSL phân tán trong nhựa epoxy với các kích thớc cỡmicron và đó là nguyên nhân tăng tính bền va đập Trong trờng hợp này phụthuộc nhiệt độ thủy tinh hóa của polyme và nồng độ CSL đa vào có hình chữ “S”,chỗ uốn cong tơng ứng với vùng nồng độ đảo pha

Để tăng hiệu ứng biến dạng và có sự phụ thuộc cực trị vào năng lợng xérách của màng phim và nồng độ CSL đa vào thì kích thớc của pha cao su tối u là(1-5micron) và các hạt có liên kết hóa học với nhựa epoxy

Trong các phạm vi khác nhau thì sự phân pha phụ thuộc vào các yếu tố ảnhhởng khác nhau và diễn ra với các tốc độ khác nhau Nhìn chung, vận tốc củaquá trình phân pha phụ thuộc vào mức hoà hợp ban đầu của các thành phần ban

đầu mà đợc xác định bằng bản chất cấu trúc và trọng lợng phân tử trung bình củanhựa epoxy và cao su, cũng nh phụ thuộc vào độ nhớt của hệ (độ nhớt của hệ ảnhhởng trực tiếp đến hoạt tính của các thành phần, nhiệt độ đóng rắn và thời gian

đóng rắn)

Thí dụ: Khi hoà trộn CSL (M = 2000-3000) với nhựa epoxy đóng rắn, quá

trình phân pha xảy ra khi nhựa epoxy đóng rắn khi đó phân tử lợng của hệ tănglên và hệ không bền về mặt nhiệt động học, CSL bị phân pha Quá trình này xảy

ra theo thời gian và nó phụ thuộc vào các yếu tố cạnh tranh nh vận tốc hìnhthành mạng lới, các đoạn, vận tốc khuyếch tán lẫn nhau của các thành phần xác

định sự xác định pha phân tán Nhng khi biến tính nhựa epoxy bởi cao subutadien acrylonitrin có các nhóm amin ở cuối mạch ngời ta thấy khi tăng nhiệt

độ của giai đoạn đầu của sự đóng rắn thì hiệu quả biến tính tăng lên, do sự hìnhthành các mối liên kết hóa học giữa các nhóm epoxy và cả amin của CSL vàcũng vì tăng nhiệt độ dẫn đến độ nhớt giảm tạo thuận lợi cho quá trình hìnhthành cấu trúc hai pha Nếu chất đóng rắn có hoạt tính cao, ở nhiệt độ cao, sựhình thành mạng lới ba chiều làm giảm nhanh độ nhớt của thành phần epoxy làmchậm quá trình phân pha, dẫn đến hình thành các hạt nhỏ hơn so với các hạt cókíck thớc tối u Nh vậy độ bền biến dạng của màng phim epoxy biến tính bằngCSL phụ thuộc trực tiếp vào điều kiện đóng rắn nhựa epoxy

Khi trọng lợng phân tử trung bình của nhựa epoxy tăng thì hiệu quả biếntính của CSL giảm Khi trong hệ có mặt các chất màu vô cơ cũng nh các chất

độn phụ gia khác, nó không ảnh hởng tới sự hình thành cấu trúc pha cao su trongnhựa epoxy mà nó chỉ ảnh hởng đến các thông số cấu trúc của hệ.

3 Các điều kiện đối với CSL để biến tính nhựa epoxy

- Có nhiệt độ thủy tinh thấp hơn nhiệt độ phòng (khoảng từ 20 - 40oC)

- Hình thành pha phân tán trong pha epoxy

- Liên kết (gắn) đủ chặt với nhựa epoxy

Các loại CSL đợc sử dụng rộng rãi nhất để biến tính nhựa epoxy là cao subutadien acrylonitrin có các nhóm chức hoạt động ở cuối mạch (nh: -NH2, -COOH, epoxy) với phân tử lợng trung bình từ 3000 - 4000 đvC

Trên cơ sở phân loại biến tính nhựa epoxy bằng CSL ngời ta có 2 phơngpháp biến tính khác nhau:

+ Phơng pháp 1:

Nhựa epoxy đợc trộn với một khối lợng xác định CSL, sự tơng tác củachúng xảy ra đồng thời với quá trình đóng rắn nhựa

Thí dụ: Trộn 10% cao su butadien acrylonitrin có các nhóm -COOH và

nhựa epoxy cho dây amay ED-7100 và ED-7105 cho phép tăng một bậc chống

vỡ nứt của mạng sơn, còn độ bền uốn thay đổi từ 10 - 30 mm

+ Phơngpháp 2;

Trớc tiên tạo sản phẩm cộng hợp epoxy và CSL Trờng hợp này cho phépnhận đợc hiệu quả biến tính cao hơn trờng hợp phối trộn cơ lý Trong trờng hợpnày ngời ta sử dụng các loại CSL có các nhóm chức có khả năng phản ứng vớinhựa epoxy, tuỳ thuộc khả năng phản ứng có thể sử dụng xúc tác hoặc không

xúc tác

Thí dụ: Đối với cao su butadien acrylonitrin có nhóm -COOH ngời ta

dùng xúc tác là amin bậc 3, các hợp chất xelatcrom và các chất phốt phát.

Ngoài việc dẻo hóa nhựa epoxy ngời ta còn thực hiện nhờ việc sử dụng cácchất đóng rắn đặc biệt có một phần cao su trong thành phần

CSL có nhóm amit -CONH2RNH2 là tác nhân đóng rắn nhựa epoxy

CSL có các nhóm -OH ở cuối mạch có trọng lợng phân tử trung bình từ3000-5000 đvC, các hợp hất poly-isocyanat, sản phẩm dùng đóng rắn cho tổ hợpnhựa epoxypoly-uretan

Các chất đóng rắn nói trên đã làm cho màng sơn trên cơ sở nhựa epoxy cótính đàn hồi tốt hơn, độ bền va đập và khả năng chịu nớc tốt hơn

Tóm lại: Biến tính nhựa epoxy bằng CSL không những nâng cao tính chất

cơ lý của nhựa, mà còn nâng cao một số tính chất khác của vật liệu nh tính bảo

vệ ăn mòn kim loại, tăng cờng bám dính khi bị ngâm trong nớc, nâng cao tínhchịu nhiệt, chịu ẩm, chịu hóa chất, làm vật liệu chống rung

Nh vậy, việc biến tính nhựa epoxy bằng CSL cho phép giải quyết hàngloạt các vấn đề kỹ thuật và việc biến tính nhựa epoxy bằng CSL cho ta thu đợccác vật liệu polyme quý[9]

1.4.2 Những vấn đề nghiên cứu của quá trình biến tính nhựa epoxy bằng cao

su lỏng

Biến tính nhựa epoxy bằng CSL là một vấn đề nghiên cứu phức tạp, phụthuộc vào rất nhiều yếu tố Một số vấn đề chính đợc các nhà nghiên cứu tậptrung nghiên cứu đó là:

+ Tính hoà hợp hóa chất của nhựa epoxy - CSL trớc khi đóng rắn Điều nàylại phụ thuộc vào nhiều yếu tố (cấu trúc hóa học của các thành phần trong hệ)trọng lợng phân tử trung bình của nhựa epoxy và CSL, tỷ lệ giữa các cấu tử, cáctác nhân hoà hợp trung gian, v.v

+ Loại chất đóng rắn, nồng độ chất đóng rắn

Tất cả các vấn đề trên ảnh hởng to lớn đến sự hình thành các pha phân tán,

sự phân bố và kích thớc của các hạt phân tán trong hệ epoxy - CSL, tức là ảnh ởng đến hình thái học (morphology) của vật liệu Điều này có liên quan mật thiết

h-đến tính chất cơ lý của vật liệu (nh độ cứng, độ bền va đập, khả năng chịu màimòn, độ bền kéo đứt)

1.5 Tổng quan về vật liệu blend

1.5.1 Những vấn đề chung về polyme blend

Ngời ta định nghĩa polyme blend là loại vật liệu tổ hợp có các mối liên kếtcấu trúc pha nhất định của hai hay nhiều loại polyme Đây là một khái niệm rấtrộng, theo đó thì tổ hợp của hai polyme đợc tổng hợp từ cùng một monome, song

có cấu trúc mạch khác nhau nh polyetylen mạch thẳng và mạch nhánh, cũng đợc