Tóm tắt luận án Tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu nâng cao tính năng cơ lý kỹ thuật cho một số cao su compozit bằng phụ gia nano

Đề tài đánh giá được khả năng phối hợp của phụ gia nano với than đen gia cường cho cao su và cao su blend; chế tạo được vật liệu cao su nanocompozit có chất lượng cao, bền dung môi và chịu môi trường ẩm tự nhiên. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt luận án Tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu nâng cao tính năng cơ lý kỹ thuật cho một số cao su compozit bằng phụ gia nano BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ --------------------------- Phạm Công NguyênNGHIÊN CỨU NÂNG CAO TÍNH NĂNG CƠ LÝ KỸ THUẬT CHO MỘT SỐ CAO SU COMPOZIT BẰNG PHỤ GIA NANO Chuyên ngành: Hóa hữu cơ Mã số: 9.44.01.14 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÓA HỌC Hà Nội - 2019 Công trình được hoàn thành tại: Học viện Khoa học và Công nghệ- Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt NamNgười hướng dẫn khoa học: GS.TS. Đỗ Quang Kháng Phản biện 1: … Phản biện 2: … Phản biện 3: ….Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tiến sĩ, họp tại Họcviện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ ViệtNam vào hồi … giờ ...’, ngày … tháng … năm 2018Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Học viện Khoa học và Công nghệ - Thư viện Quốc gia Việt Nam A. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ LUẬN ÁN1. Đặt vấn đề Vật liệu polyme nanocompozit nói chung và cao su nanocompozit nóiriêng được đặc biệt quan tâm nghiên cứu, phát triển trong thời gian dần đâydo chúng có có nhiều tính chất ưu việt vượt trội. Trong các ứng dụng cao su, chất gia cường hầu hết được sử dụng đểtạo ra sản phẩm có tính chất tốt hơn và giảm giá thành (các chất độn hoạttính). Chất gia cường truyền thống trong công nghiệp cao su như than đen,silica, bột đất sét... Các chất này trước đây phần lớn thường ở kích thướcmicro, có giá thành hạ do vậy người ta thường gọi là chất độn (hoạt tính hoặcchất độn trơ). Vật liệu gia cường bằng các chất loại này được gọi là cao sucompozit. Khác với cao su compozit, cao su nanocompozit được gia cường bằngcác chất độn cỡ nano met (kích thước của chúng có một trong 3 chiều dưới100nm), chúng được chế tạo bằng các kỹ thuật khác nhau, như trộn hợp ởtrạng thái nóng chảy, trộn trong dung dịch, trộn ở trạng thái latex tiếp nốibằng phương pháp cùng đông tụ và polyme hóa xung quanh các hạt chất độn.So với cao su gia cường bằng chất độn micro, cao su gia cường bằng chấtđộn cỡ nano có độ cứng, modul, tính chất chống lão hóa và chống thấm khítốt hơn. Đối với mỗi loại phụ gia bên cạnh ưu điểm thì luôn tồn tại nhữngnhược điểm. Do vậy, để phát huy ưu điểm và hạn chế nhược điểm của từngloại phụ gia, gần đây, có một số công trình nghiên cứu đã phối hợp hai loạiphụ gia với nhau [1,3] nhưng không nhiều. Nhận thấy hướng nghiên cứuphối hợp phụ gia nano với than đen gia cường cho vật liệu cao su là mộthướng mới hiện nay, bởi số lượng công trình công bố còn ít và chưa nêu rõsự ảnh hưởng khi phối hợp than đen với nano clay, nanosilica và ống nanocarbon. Xuất phát từ lý do đó, luận án hướng tới vấn đề: “Nghiên cứu nângcao tính năng cơ lý kỹ thuật cho một số cao su compozit bằng phụ gianano” làm chủ đề nghiên cứu.2. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu của luận án Mục tiêu của luận án: Đánh giá được khả năng phối hợp của phụ gia nano với than đen giacường cho cao su và cao su blend.Chế tạo được vật liệu cao su nanocompozit có chất lượng cao, bền dung môivà chịu môi trường ẩm tự nhiên.Nội dung nghiên cứu của luận án:- Nghiên cứu biến tính bề mặt nanoclay, ống nano carbon, nanosilica bằngcác tác nhân khác nhau,- Nghiên cứu chế tạo và đánh giá tính chất của cao su nanocompozit trên cơsở blend cao su thiên nhiên (CSTN)/cao su butadien acrylonitril (NBR); suthiên nhiên (CSTN)/Cao su clopren (CR) gia cường bằng phụ gia nano.- Nghiên cứu phối hợp vật liệu gia cường nano với than đen sử dụng trong 04 1loại nền: cao su thiên nhiên, blend cao su thiên nhiên (CSTN)/cao subutadien acrylonitril (NBR); su thiên nhiên (CSTN)/Cao su clopren (CR) vàblend cao su butadien acrylonitril (NBR)/polyvinyl clorit (PVC),- Nghiên cứu phối hợp các vật liệu nanosilica, nanoclay và than đen với nhautrong nền cao su blend - cao su thiên nhiên (CSTN)/Cao su clopren (CR).3. Những đóng góp mới của luận án- Biến tính, hữu cơ hóa nanoclay bằng hỗn hợp các chất hoạt động bề mặt(DTAB; BTAB; CTAB với tỉ lệ mol 30:5:65). Với clay hữu cơ thu được cótính chất: hàm lượng hữu cơ 21,3%; khoảng cách d 100= 1,86nm; độ trươngtrong dung môi hữu cơ (axeton, xylen: 16; 23ml).- Hàm lượng CB tối ưu cho cao su blend NBR/PVC (70/30) là 40 pkl. Ở hàmlượng này, vật liệu có độ bền kéo đứt tăng 47,1% so với mẫu vật liệu khôngchứa CB. Với hàm lượng CB lớn hơn (50 pkl), các hạt than đen có xu hướngkết khối làm cấu trúc chặt chẽ của vật liệu bị phá vỡ, dẫn tới tính chất cơ họccủa vật liệu giảm.- Hàm lượng CNT thích hợp để phối hợp thay thế CB là 1 pkl. Với tỉ lệCB/CNT (39/1), vật liệu cao su blend có cấu trúc chặt chẽ hơn. Các tính chấtcơ học, độ bền nhiệt và độ dẫn nhiệt của vật liệu cao su blend NBR/PVCđược tăng lên.- Vật liệu cao su blend NBR/PVC/39CB/1CNT nanocompozit có tính chất cơlý, kỹ thuật cao có thể đáp ứng để chế tạo các sản phẩm cao su kỹ thuật, nhấtlà các sản phẩm cao su bền mài mòn và chịu ma sát lớn.Hàm lượng than đen thích hợp để gia cường cho cao su thiên nhiên, blendcủa CSTN với CR và blend CSTN với NBR đều trong khoảng 25-30pkl (sovới cao su). Hàm lượng nanosilica phối hợp cho các blend này cũng khátương đồng nhau là 5pkl. Như vậy, để gia cường cho CSTN và các blend vớiCR và NBR là 25pkl than đen và 5pkl Nanosilica. Tại hàm lượng này độ bềnkéo khi đứt tăng khoảng 11% (đối với CSTN), 18% đối với blend CSTN/CRvà 16% dối với blend CSTN/NBR.- Hàm lượng than đen thích hợp để gia cường cho vật liệu cao su blend trêncơ sở NBR/PVC là khoảng 40pkl, cao hơn hẳn so với hệ vật liệu từ cao suthiên nhiên và blend của CSTN với CR và NBR (chỉ từ 25-30pkl). Tại tỉ lệphối hợp than đen/CNT (39/1 pkl) cho độ bền kéo đứ ...