Nghiên cứu chế tạo và tính chất của cao su BR/Silica nanocompozit

Với mục đích tạo ra loại vật liệu có màu sáng và loại bỏ được màu vàng của vật liệu khi lưu hóa bằng lưu huỳnh, trong nghiên cứu này, vật liệu BR được gia cường bằng nanosilica và lưu hóa bằng DCP.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu chế tạo và tính chất của cao su BR/Silica nanocompozit LIÊN NGÀNH HÓA HỌC - CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT CỦA CAO SU BR/SILICA NANOCOMPOZIT PREPARATION AND CHARACTERATION PROPETIES OF BR/SILICA NANOCOMPOSITES Hoàng Thị Hòa Email: ht_hoa15@yahoo.com Trường Đại học Sao Đỏ Ngày nhận bài: 13/8/2017 Ngày nhận bài sửa sau phản biện: 22/9/2017 Ngày chấp nhận đăng: 26/9/2017 Tóm tắt Cao su butadiene (BR) được sử dụng khá phổ biến để chế tạo lốp xe cộ, băng tải, dây curoa, ống dẫn nước, đế giày dép,… do có khả năng chống mài mòn, chống trượt cao. Chất gia cường sử dụng cho BR là than đen và silica. Với mục đích tạo ra loại vật liệu có màu sáng và loại bỏ được màu vàng của vật liệu khi lưu hóa bằng lưu huỳnh, trong nghiên cứu này, vật liệu BR được gia cường bằng nanosilica và lưu hóa bằng DCP. Kết quả cho thấy: khi được gia cường bằng nanosilica, vật liệu tạo thành có những tính chất được cải thiện vượt trội: độ bền kéo tăng 343,8%, độ mài mòn tăng 18,9%, nhiệt độ bắt đầu phân hủy mạnh nhất tăng 2,6oC, tốc độ phân hủy nhiệt giảm 1,85%/phút. Nanosilica phân tán trong vật liệu cao su ở dưới dạng tập hợp, có kích thước lớn hơn 100 nm. Khi hàm lượng nanosilica vượt quá hàm lượng tối ưu, các tập hợp nanosilica có kích thước lớn hơn, thậm chí đến kích thước micromet. Nanosilica đã biến tính bề mặt bằng (bis(3-triethoxysilypropyl) tetrasulfide) (TESPT) có hiệu quả hơn trong việc cải thiện tính chất của vật liệu so với nanosilica chưa biến tính ở cùng hàm lượng: độ bền kéo cao hơn 15,4%, nhiệt độ phân hủy mạnh nhất cao hơn 2,3oC. Từ khóa: Cao su; BR; nanosilica biến tính; nanocompozit; TESPT. Abstract Butadiene rubber is commonly used to make tires, conveyors, belts, water pipes, footwear, ... due to its high abrasion resistance. The reinforcement fillers used for BR are black carbon and silica. To creating a light-colored material and removing the yellow color of the material from sulfur vulcanisation, in this study, the BR material was reinforced with nanosilica and cured by DCP. The results showed that: tensile strength increased by 343,8%, abrasion increased by 18,9%, the maximum temperature of decomposition increased by 2,6oC, thermal decomposition rate decreased by 1,85%/min. Nanosilica was dispersed in rubber material in aggregate form, larger than 100 nm. When the nanosilica content exceeds the optimum level, the nanosilica aggregates were larger, even to the μm size. Bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide) (TESPT) modified nanosilica was more effective in improving the properties of materials compared to untreated nanosilica at the same content: tensile strength is greater than 15,4%, the maximum temperature of decomposition was higher than 2,3oC. Keywords: Rubber; BR; modified nanosilica; nanocomposite; TESPT. CHÚ THÍCH MỘT SỐ TỪ VIẾT TẮT BR Cao su butadien HPLC Sắc lý lỏng hiệu năng cao Bt Biến tính HTES Bis(trietoxysilyl) hexan CSTN Cao su thiên nhiên IR Cao su isopren FESEM Kính hiển vi điện tử quét trường phát xạ MPS 3-mercaptopropyl trimetoxysilan HDTES Hexadecyltrietoxysilan MPTES Methacryloxy propyl trimetoxy silan Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190. Số 3(58).2017 87  NGHIÊN CỨU KHOA HỌC MPTMS 3-metacryloxypropyl trimetoxysilan nghiên cứu [6, 7, 8]. Ảnh hưởng của các chất xúc tiến và lưu hóa tới tính chất của vật liệu BR/silica pkl Phần khối lượng nanocomposit đã được khảo sát với blend SBR/ SBR Cao su styren butadien BR (75/25) gia cường bằng 80 pkl silica với chất tương hợp là các silan: TESPT, TESPD, TESPM, TEOS Tetraetoxysilan ETES, HTES, DTES, MPTES. Silan được trộn TESPD Bis-(3-trietoxysilylpropyl) disulfit trực tiếp với cao su và silica trong máy trộn kín. TESPM Bis-(trietoxysilylpropyl) monosunfit Kết quả cho thấy, lưu huỳnh trong silan không những chỉ đóng vai trò tạo liên kết ngang với các TESPT Bis-(3-trietoxysilylpropyl) tetrasulfit phân tử cao su mà còn tạo các liên kết mạnh giữa các phân tử chất tương hợp [3]. 1. GIỚI THIỆU Vai trò của nhiệt độ và thời gian đến quá trình chế Cao su butadien (BR) được tạo thành từ tạo vật liệu nanocompozit từ blend S-SBR/BR 1,3-butadien, loại dien liên hợp. Với khả năng (75/25) và nanosilica với TESPT làm chất tương chống mài mòn, chống trượt cao, BR được sử hợp đã được Reuvekamp và các cộng sự [9] công dụng khá phổ biến để chế tạo lốp xe cộ, băng tải, bố là: nhiệt độ tối thiểu để phản ứng giữa silica và dây cu roa, ống dẫn nước, đế giày dép, … [1]. Do silan xảy ra như mong muốn là 130oC và không hàm lượng nối đôi lớn trong mạch đại phân tử (tới được vượt quá 160oC, nếu vượt quá nhiệt độ này, 94÷98% mắt xích), nên BR thường được lưu hóa T ...