Ứng dụng cao su thiên nhiên biến đổi hóa học: Phần 2

Nối tiếp nội dung phần 1, phần 2 cuốn "Ứng dụng cao su thiên nhiên biến đổi hóa học" trình bày lịch sử phát triển; khâu mạch cao su thiên nhiên và các dẫn xuất bằng liên kết đôi isopren và allyl hydro; khâu mạch cao su thiên nhiên epoxy hoá bằng nhóm epoxy, khâu mạch cao su thiên nhiên acrylat hóa bằng nhóm acrylat. Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ứng dụng cao su thiên nhiên biến đổi hóa học: Phần 2 2: Chưong II KHÂU MẠCH CAO su THIÊN NHIÊN VÀ CÁC DẢ XUẤT II.l. Lịch sử phát triển Khâu mạch là quá trinh hóa học tạo cầu nối liên kết giữa các phân polyine dẫn đến việc hỉnh thành mạng lưới polyme không gian I chiều. Polymc sau khi khâu mạch khôníỉ tan trona dung môi và không nÓ! cháy. Các phản ứng khâu mạch trong quá trình gia công, chế tạo các s; phẩm cao su thườnu được eọi là quá trình lưu hóa. Trong gia công, cl tạo các sản phẩm nhựa, chất dẻo các phán ứng này thường được gọi quá (rình đóng rẳn [3 . Quá trình đóniỉ rắn hầu như luôn được thực hiện bằng việc giữ h( hợp cao su với các tác nhân khâu mạch nhu lưu huỳnh, peroxit hữu c các nhựa hĩai cơ, oxit kirĩi loại hay uretan ờ nhiệt độ thích hợp. Nhìn chung, nhóm định chức trên mạch các hợp chất cao phân có khà năriíi phàn ứniỉ thấp hơn so với nhóm định chức tương lự CI các hợp chất thấp phân từ. Theo nhiều tác già [5] cấu trúc cao phân cỏ ánh hưóiìiỉ lứi klìá năng pliản ứng cúa các nhóm định chửc/nguyi tử cụ thể hoặc ánh hưởng tới khá năní» phản ứng của cả phân tử. c. yếu tố ánh hướng gồm có: 1. Hiệu ứrm mạch: bao 2 ồm nhừne ánh hưởng do cấu trúc CI mạch nói chung. 2. Hiệu ứntỉ nhóm kề; Ảnh hường cùa các nhóm định chú nụưyên từ kề bên. 3. Hiệu ứniỉ cấu dạng. 4. Các hiệu ứnụ trên phân từ. 5. Sự khác biệt về nồng độ của các nhóm định chức tham eia phi ứriíĩ ớ vùng gần mạch đại phân tử và trong toàn bộ thể tích làm thi đôi vận tôc phản ứng. >?4 Lẽ Xuân Hlẽn 6. Tirơnu tác tĩnh điện của đại phân tử maníi điện tích với tác nhàn hay đôi trong quá trinh phàn ứnạ cìirm với chuyên hóa của các nhóm lịn h chức/nm iyên từ tham íỉia phản ứníỉ. Do đó, vận tốc phán ứni» và :ấu dạne cùa đại phân tử cũnạ thav đối. Khà nàna phàn ứna cùa các nhóm định chức/nguyên tử trên mạch lại p h â n tử t r o n ẹ q u á trìn h k h â u m ạ c h các h ợ p ch ất c a o p h â n tư nói ;hung cũnẹ như C STN nói riêng chịu ảnh hưởng cùa các yếu tố nêu rên. Nuoài ra trona quá trình khâu mạch độ linh độrm của các mạch và :ác th à n h p h à n c ù a n ó c i ả r n l à m uiátTi k h ả n ă n ỉ ỉ p h à n ứ r m c ủ a c á c ih ó m định chức rmuvẽn từ trên mạch. Truớc khi Charles Goodycr phát minh ra quá trình khâu mạch bằna ưu huỳnh vào năm ỉ 839, John Hancock đã chế tạo quần áo khôntí thấm iước, uăriiỉ tay, đệm thảm và uối bơm hơi, lỉiầy, úna bàng chính cao su hiên nhiên thô. Các san phẩm cao su nàv có các tính nănạ cơ lý thấp, độ 3ồn ánh sántỉ kém \ à độ tRrơníỉ tron!’ chất lỏní» cao, đặc biệt rat nhạy với DÌốn đôi nhiệt độ; irờ nên cứng khi lạnh và dính khi nóníi. Goodycr và Hancock sử dụng phối iiệu cao su sau: Cao su thiên nhiên 100 ptl Lưu huỳnh 8 ptl Phối liệu này được khâu mạch đủ 5 giờ ờ 140'C tạo nên sản phâm ;ó tính chất vật Iv tốt. Không những thế sàn phẩm còn ổn định, bền Tong một khoáng nhiệt độ rộng và ít trương hơn trona chất lỏng. Tuy nhiên độ bền già hóa của sản phẩm còn thấp [4 '. Goodyear cùng như nhiều n^ười khác dà sớm phát hiện các nhược Jiem khi sử dụng m ột mình lưu huỳnh làm tác nhân khâu lưới. Người la Dăt đâu tìm kiêm các vật liệu phụ trợ đê tãntỉ cường tính chât cao su Khâu lưới và ạiàni ihời gian cần để khâu lưới khi sử dụng một mình lưu tiiiỳnh. M ột số oxit vô cơ như oxit kèm đirợc dùng thử nghiệm trơng thời iĩian này dã có tác dụng giảm thời gian khâu lưới nhưriiỉ cải thiện không 3áng kể tính chắt vật lý của cao su khâu mạch, Một trong nhừtiíí hồn hợp đã thử nt»hiệm có thành phần sau; Cao su thiên nhiên: 100 ptl Lưu huỳnh: 8 ptl Oxit kẽm; 5 ptl Tính năníỉ vật lý cao nhất của sản phẩm khâu mạch từ hồn hợp trên lạt được chỉ sau 3 giờ giữ ở 140'^c. Tác dụng hoạt hóa này cùa oxit kẽm ;ho đến nay vẫn là yếu tổ quan trọne không thế bỏ qua trong quá trinh Dhối liêu. w I I w Kỵ I Iy II» INI \r ^ \^ IV »/ ^V >I I w v ^ I l Iii-.i>i IXI M U . Í M w r-\ ị^ r ^ ị ^ /\\^ r ~ \ \ F’hât minh quan trọnu tiốp theo trorm lịch sử phổi liệu được thirc hit vào năm 1906, khi Ouslaticr phát hiện thấy anilin thúc đẩy quá trình khc mạch. lỉiện nav anilin được coi là chất xúc tiên lũru cơ đầu tiên. Ti nhiên sư duii'j, aiiilin có nhừnu mặt bàt lợi do độc tính của nó. Sau c niiuứi ta phát hiện thấy anilin tácdụiiv: \'ới cacbon disunnt tạo thành m chàt xúc tiên mạnh, hiệu quà hưnlàihiocacbanilit. Hợpchất này ít d( hơn \ à clo đó (.lễ tiêp nhận hơn anilin. Một hồn hợp dien hình bao uồm: Cao su thiên nhiên; !0Ũ ptl l.ưu huvnh: 6 ptl Oxit kõni: 2 ptl Thiũcacbanilit 2 ptl Sự kôt hợp của oxit kẽm và thiocacbanilit làm ẹiàm hàm lượr lirii huỳnh, cai ihiện khá năntĩ chốntỉ lão hóa cũng như rúl nán thê thời uian khâu mạch của phối liệu. Tiêp sau thành công này, nỵười đã tiC'n hành kháo sát. thứ níỉhiệm nhiều dần xuất của ihiocacbanilit ^ đcn năm 192! mccaptobcnzolhiazo! (MIỈT) đã được phát hiện, ti thành chất xúc tiến thực sự an toàn đầu liên rất iru việt trong phối liệu 'rrưức khi non lãnu cua phôi liệu hiện dại hình thành đã có thô một pliát hiçii quan trọnu ỉiơn !ièn quan den vai trò của axit bóo đối V hiệu quà của hộ khâu mạch. Níiười ta đà xác định được rànhát triển khâu mạch các dần xuẩt cúa CSTN nhờ phán ứní» của các hóm định chức khác. Trong số đỏ, íchẩu mạch các dẫn xuất của CSTN hờ phàn ứng cùa nhóm epoxy, acrylat được thông báo nhiổu tronu lữnsì cônụ trinh công bô mấy chục nãm ...