Phân tích thành phần vật liệu cao su Gioăng làm kín cửa ra vào tàu ngầm Kilo 636m

Thành phần vật liệu cao su gioăng làm kín cửa ra vào tàu ngầm Kilo 636 được nghiên cứu xác định bằng các phương pháp phân tích hóa học và phân tích hóa lý hiện đại. Kết quả nghiên cứu phản ứng nhận biết màu và phổ hồng ngoại IR, phổ EDX, đã xác định được vật liệu cao su gioăng làm kín cửa được chế tạo trên cơ sở cao su ethylen-propylen dien (EPDM).
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phân tích thành phần vật liệu cao su Gioăng làm kín cửa ra vào tàu ngầm Kilo 636mHóa học & Kỹ thuật môi trườngPHÂN TÍCH THÀNH PHẦN VẬT LIỆU CAO SU GIOĂNG LÀM KÍN CỬA RA VÀO TÀU NGẦM KILO 636M Nguyễn Đình Dương*, Võ Hoàng Phương, Nguyễn Việt Hưng, Nguyễn Thị Hương, Nguyễn Ngọc Sơn Tóm tắt: Thành phần vật liệu cao su gioăng làm kín cửa ra vào tàu ngầm Kilo 636 được nghiên cứu xác định bằng các phương pháp phân tích hóa học và phân tích hóa lý hiện đại. Kết quả nghiên cứu phản ứng nhận biết màu và phổ hồng ngoại IR, phổ EDX, đã xác định được vật liệu cao su gioăng làm kín cửa được chế tạo trên cơ sở cao su ethylen-propylen dien (EPDM). Kết quả phân tích nhiệt (TG/DTG) xác định được thành phần khối lượng của mẫu cao su gồm: chất dễ bay hơi chiếm 9,39%; chất hữu cơ tổng chiếm 47,93%; than đen chiếm 45,87%; tro vô cơ chiếm 7,93%.Từ khóa: Phân tích cao su; Kilo 636M; Gioăng làm kín; EPDM. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Tàu ngầm lớp Kilo 636M được biên chế và đưa vào sử dụng trong lực lượng Hải quânNhân dân Việt Nam từ năm 2014. Thời gian sử dụng trong điều kiện khí hậu biển nước ta,một số chi tiết bị hư hỏng, xuống cấp, cần phải đượ nghiên cứu chế tạo thay thế. Trong đó,gioăng làm kín cửa ra vào tàu, sau một thời gian sử dụng, mẫu gioăng bị lão hóa, tính đànhồi giảm nên không đảm bảo khả năng làm kín. Vì vậy, chế tạo gioăng có tính năng tươngđương gioăng nhập ngoại có khả năng thay thế và cải tiến khả năng làm việc trong điềukiện khí hậu nước ta là cấp thiết. Vật liệu cao su dùng trong chế tạo gioăng gồm nhiều thành phần, chúng tương tác vớinhau tạo nên kết cấu làm việc bền vững. Việc phân tích vật liệu này đòi hỏi phải kết hợpnhiều bước và nhiều kỹ thuật khác nhau, đặc biệt phải có phương pháp xử lý mẫu phù hợp[1-3]. Với một loại vật liệu cao su chưa biết, mục tiêu quan trọng nhất là xác định đượcthành phần cao su nền. Có nhiều phương pháp khác nhau để đạt được điều này, từ các kỹthuật đơn giản như các phản ứng màu [2, 4-6], phân tích phổ hồng ngoại hay phân tíchnhiệt DTG [7-10]. Kỹ thuật này cũng đặc biệt hữu ích trong việc đưa ra được các thông tinđịnh lượng về các thành phần chính của vật liệu [11]. Phân tích thành phần nền polymetrong vật liệu cao su cũng như các thành phần chính của vật liệu đã được chuẩn hóa thànhcác tiêu chuẩn quốc tế (ASTM, ISO). Đối với việc phân tích các phụ gia khác như: chấtlưu hóa, chất xúc tiến, chất phòng lão... thường khó khăn hơn do hàm lượng thấp, có khảnăng chuyển hóa thành các dạng khác nhau trong quá trình gia công, chế tạo vật liệu bởivậy thường sẽ có các phương pháp và kỹ thuật xử lý mẫu phức tạp hơn [12-15]. Bài báo này đã sửa dụng các kỹ thuật phân tích hóa học và các kỹ thuật phân tích hóalý hiện đại để xác định và đánh giá đặc trưng thành phần chính của vật liệu cao su gioănglàm kín cửa ra vào tàu ngầm Kilo 636. 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Vật tư hóa chất2.1.1. Mẫu gioăng tàu ngầm Kilo 636 (G-636) Hình 1 là vật liệu cao su của phần đế gioăng cửa ra vào tàu ngầm Kilo 636M. Gioăng cửa ra vào tàu ngầm Kilo 636 thuộc loại gioăng 2 cạnh chữ U, bề mặtnhẵn, không có vết nứt, vật liệu gioăng cứng, tính đàn hồi khá tốt.140 N. Đ. Dương, …, N. N. Sơn, “Phân tích thành phần vật liệu … tàu ngầm Kilo 636M.”Nghiên cứu khoa học công nghệ Hình 1. Mẫu gioăng cao su G-636.2.1.2. Hóa chất  Axeton (AR), ≥99,5% (Merck, Đức)  4-(dimethylamino)benzaldehyt (AR), 99% (Macklin, Trung Quốc)  Hydroquinon (AR), 99% (Macklin, Trung Quốc)  Methanol (AR), 99% (Macklin, Trung Quốc)  Axit sulfuric, 98% (Trung Quốc)  Anhydrid maleic (AR), 95% (Sigma-Aldrich, Đức)2.1.3. Thiết bị  Thiết bị phân tích phổ hồng ngoại FTIR Bruker - TensorII của Đức.  Thiết bị GC-MS: GC-6890/MS-5975 của hãng Aglient technologies - Mỹ.  Thiết bị SEM-EDX JED 2300, JEOL- Nhật Bản.  Thiết bị phân tích nhiệt NETZSCH STA 409 PC/PG.2.2. Kỹ thuật phân tích mẫu cao su2.2.1. Quy trình phân tích Mẫu cao su G-636 được xử lý và phân tích theo trình tự như trong sơ đồ hình 2. Hình 2. Sơ đồ quy trình phân tích mẫu cao su.2.2.2. Xác định nền cao su bằng phản ứng chỉ thị màu Nền cao su được xác định thông qua phản ứng màu Burchfield và phản ứng màuBurchfield, từ các phản ứng tạo màu và quan sát màu hình thành để định tính nền cao suđược sử dụng [2, 4].Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 60, 4 - 2019 141 Hóa học & Kỹ thuật môi trường2.2.3. Xác định hàm lượng các thành phần Hàm lượng các thành phần chính: polyme, hàm lượng chất độn, chất phụ gia hữu cơ,vô cơ được xác định thông qua phân tích nhiệt trọng lượng so sánh TG/DTG hai giai đoạn:  Giai đoạn 1: mẫu nghiên cứu được đo ...