Vật liệu polyme blend: Phần 2

Phần 2 Tài liệu Vật liệu polyme blend tiếp tục giới thiệu đến bạn đọc nội dung chương III và chương IV về các phương pháp chế tạo vật liệu polyme blend và các biện pháp tăng cường tương hợp polyme blend. Tài liệu vừa là Tài liệu giảng dạy, Tài liệu khoa học vừa là Tài liệu tham khảo có ích cho bạn đọc là sinh viên, học viên cao học trong lĩnh vực hóa học và công nghệ polyme, hóa công nghệ, vật liệu cao phân tử và tổ hợp ở một số bộ môn thuộc Khoa Công nghệ Hóa học và bạn đọc khác có quan tâm.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Vật liệu polyme blend: Phần 2Chương IIICÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO VẬT LIỆUPOLYME BLENDHiện nay, trên thế giới và ở Việt Nam, polyme blend chủ yếu đượcchế tạo bằng các phương pháp sau [1-5]: - Chế tạo polyme blend từ dung dịch polyme. - Chế tạo polyme blend ở trạng thái nóng chảy. - Phương pháp lưu hoá động. - Trùng hợp monome trong một polyme khác. - Tạo các mạng lưới đan xen của các polyme. - Ngoài ra, còn có một số phương pháp khác để chế tạo polymeblend. Trong đó, các phương pháp chế tạo polyme blend trong dungdịch, ở trạng thái nóng chảy trên các thiết bị gia công chất dẻo, lưuhoá động và tạo các mạng lưới đan xen của các polyme được sửdụng phổ biến hơn cả.III.1. Chế tạo polyme blend từ dung dịch polymePhương pháp chế tạo polyme blend bằng cách trộn và hòa tan cácpolyme trong một dung môi (dung dịch các polyme) hoặc trộn dungdịch của một polyme này với dung dịch của một polyme khác cólịch sử lâu đời và đã được ứng dụng trong công nghiệp để sản xuấtcác vật liệu có hình thái các pha đồng liên tục, trong đó có các màngthẩm thấu xốp dùng để lọc và ứng dụng trong ngành thị giác. Tronghệ này, các pha polyme đồng liên tục, xen kẽ nhau hoặc chỉ tồn tạimột pha sau khi pha thứ hai được trích ly bằng dung môi thích hợp.Để tạo các màng thẩm thấu xốp, polyme thứ nhất được hoà tan vào Thái Hoàng124một dung môi hoà tan tốt, sau đó dung dịch polyme này được trộnvới polyme thứ hai không có dung môi. Cuối cùng, dung dịch 2polyme được đổ khuôn, sau đó loại bỏ dung môi để thu được màngcó kích thước pha phân tán micromet [6]. Quy trình này đã đượcứng dụng công nghiệp trong một thời gian dài để sản xuất các màngthẩm thấu từ polyolefin, PA và polyme chứa flo. Để chế tạo polyme blend hoà trộn, tương hợp hoàn toàn hoặcmột phần, một đòi hỏi rất quan trọng là các polyme phải cùng tantốt trong một dung môi hoặc tan tốt trong các dung môi có khả năngtrộn lẫn tốt với nhau. Dưới đây là một số polyme blend được chế tạotừ các dung môi chung: EPDM-g-MMA/SAN trong dung môicloroform [7], PS/PMMA trong dung môi cloroform [8], PB/PPtrong dung môi xylen [9], poly(4-hydroxystyren)/poly(etylen oxit)trong các dung môi axeton, cloroform, izopropyl axetat, n-butanolvà xyclohexanon [10]. Đầu tiên, tiến hành hoà tan từng polymethành phần trong dung môi chung để thu được các dung dịchpolyme đồng nhất. Sau đó, trộn các dung dịch polyme theo tỷ lệ đãtính toán sẵn. Để các polyme trong dung dịch phân tán tốt vào nhau,cần phải khuấy chúng ở tốc độ khuấy cao trong một thời gian khádài. Trong nhiều trường hợp, người ta thường hoà tan và trộn lẫncác polyme có gia nhiệt, khi đó chúng sẽ trộn lẫn với nhau tốt hơn.Phương pháp này khá thích hợp để chế tạo polyme blend dùng làmsơn, lớp phủ, keo dán… Tuy nhiên, cần lưu ý là loại dung môi, giớihạn nồng độ của từng polyme trong polyme blend, nhiệt độ trộn…là các yếu tố ảnh hưởng mạnh tới khả năng trộn hợp và tính chấtcủa polyme blend. Sau khi tạo màng từ dung dịch polyme blend bằng phươngpháp phun, quét… cần phải đuổi hết dung môi bằng phương phápsấy. Để màng polyme blend đồng nhất, không bị rạn nứt bề mặt,không bị phân huỷ nhiệt hay phân huỷ oxy hoá nhiệt, nên sấy màngtrong thiết bị sấy dưới áp suất thấp và nhiệt độ thấp. Y. Agari và cộng sự đã chế tạo polyme blend PVC/PMMA cócấu trúc chọn lọc bằng phương pháp hoà tan - khuếch tán. Đầu tiên,PVC được hoà tan trong 2-butanol, sau đó tạo màng từ dung dịchPVC. PMMA được hoà tan trong tetrahydrofuran và dung dịchPMMA được rót lên màng PVC ở nhiệt độ phòng. Khối lượng PVCtương đương với khối lượng PMMA. PVC bị hoà tan và khuếch tánvào dung dịch PMMA và được giữ cho tới khi toàn bộ dung môiChương III. CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO VẬT LIỆU POLYME BLEND 125bốc hơi. Màng polyme blend PVC/PMMA thu được có một số dạngcấu trúc gradient theo thành phần của 2 polyme [11]. Như trên đã đề cập, phương pháp chế tạo polyme blend từ dungdịch các polyme có nhược điểm là phải sử dụng dung môi nênkhông kinh tế, dễ gây ô nhiễm môi trường, hạn chế khả năng ứngdụng thực tiễn.III.2. Chế tạo polyme blend ở trạng thái nóng chảyKhác với phương pháp chế tạo polyme blend trong dung dịch vàphương pháp trộn hợp các latex polyme, phương pháp chế tạopolyme blend ở trạng thái nóng chảy trên các thiết bị gia công nhựanhiệt dẻo và chế biến cao su như máy trộn, máy đùn trục vít xoắn,máy ép, máy đúc phun, máy cán... là phương pháp kết hợp đồngthời các yếu tố cơ - nhiệt, cơ - hoá và tác động cưỡng bức lên cácpolyme thành phần, các chất phụ gia, trộn lẫn chúng với nhau(blend hoá các polyme). Các chất phụ gia trong polyme blend có thểlà chất tương hợp, chất hoạt động bề mặt, chất liên kết (couplingagent), hợp chất thấp phân tử có khả năng phản ứng, chất hóa dẻo,chất khâu mạch... Trong công nghệ chế tạo polyme blend, trộn, đùnvà đúc phun các polyme ở trạng thái nóng chảy là các công nghệ ...