T¹p chÝ Hãa häc, T. 42 (1), Tr. 67 - 70, 2004<br />
<br />
Kh¶o s¸t ¶nh h ëng cña thµnh phÇn c¸c cÊu tö ®Õn<br />
®é bÒn thêi tiÕt cña vËt liÖu Elastomeric Alloy<br />
§Õn Tßa so¹n 27-5-2003<br />
TrÇn ThÞ Thanh V©n1, NguyÔn Quang1, Ng« Duy C êng3, H. Michael4<br />
1<br />
<br />
ViÖn Kü thuËt nhiÖt ®íi, ViÖn Khoa häc v+ C«ng nghÖ ViÖt Nam<br />
Vô Khoa häc C«ng nghÖ v+ M«i tr3êng, Ban Khoa gi¸o Trung 3¬ng<br />
3<br />
Khoa Hãa häc, Tr3êng §¹i häc Khoa häc tù nhiªn - §HQG H+ Néi<br />
4<br />
Khoa C«ng nghÖ chÊt dÎo - TU Chemnitz - Céng hßa Liªn bang §øc<br />
2<br />
<br />
Summary<br />
Vietnam belongs to the region of tropical climate with high temperature and moisture,<br />
especially very high violete radiation exposure. Under these conditions the properties of<br />
elastomeric alloys made from waste rubber powder and polypropylene using peroxide as<br />
an initiator were messured. Using the dynamic stabilizing method the influence of the<br />
composition and the nature of the components on the alloy stability was estimated.<br />
I - Thùc nghiÖm<br />
1. Hãa chÊt<br />
- Bét cao su (BCS) lo¹i 0,2 mm, 0,4 mm, 0,8<br />
mm; 1,6 mm cña h ng Muelsen §øc s¶n xuÊt.<br />
- Polypropylen (PP) do h ng Novolen cña<br />
§øc s¶n xuÊt.<br />
- ChÊt kh¬i m2o 2,5-dimethyl-2,5-di(tert.<br />
2,5-buthylperoxy)-hexan (DHBP)<br />
- Hidroquinon cña §øc s¶n xuÊt.<br />
2. Ph ¬ng ph¸p nghiªn cøu<br />
- VËt liÖu elastomeric alloys (EA) tõ BCS v2<br />
PP víi chÊt kh¬i m2o peroxit ®@îc chÕ t¹o b»ng<br />
ph@¬ng ph¸p æn ®Þnh ®éng trªn m¸y trén kÝn<br />
Brabender ë nhiÖt ®é 190oC v2 tèc ®é quay cña<br />
trôc trén l2 70 vßng/ phót. Thêi gian ph¶n øng<br />
kÐo d2i 6 - 8 phót. KÕt thóc qu¸ tr×nh s¶n phÇm<br />
®@îc c¸n tÊm, t¹o h¹t v2 Ðp phun th2nh mÉu ®o<br />
tÝnh chÊt c¬ lý.<br />
- C¸c mÉu ®@îc ®Æt nghiªng 45o trªn gi¸<br />
kh«ng cã t¶i träng t¹i tr¹m ph¬i mÉu Hßn Gai<br />
<br />
cña ViÖn Kü thuËt nhiÖt ®íi. Sau nh÷ng kho¶ng<br />
thêi gian cè ®Þnh 3, 6, 12 v2 24 th¸ng mÉu ®@îc<br />
lÊy vÒ v2 ®o tÝnh chÊt c¬ lý trªn thiÕt bÞ ®a n¨ng<br />
ZWICK Z2.5 theo tiªu chuÈn DIN 53505; kh¶o<br />
s¸t cÊu tróc h×nh th¸i häc b»ng kÝnh hiÓn vi<br />
®iÖn tö quÐt trªn m¸y JEOL5300.<br />
II - KÕt qu¶ v- th¶o luËn<br />
VËt liÖu tõ BCS, PP víi c¸c h2m l@îng th2nh<br />
phÇn kh¸c nhau v2 hÖ cho - nhËn gèc tù do l2<br />
DHBP - hidroquinon ®@îc chÕ t¹o b»ng ph@¬ng<br />
ph¸p trén hîp ë tr¹ng th¸i nãng ch¶y trªn m¸y<br />
trén kÝn Brabender. KÕt thóc ph¶n øng s¶n phÈm<br />
®@îc c¸n th2nh tÊm máng, t¹o h¹t v2 ®@a v2o<br />
m¸y Ðp phun BOY 22D ®Ó t¹o mÉu thö nghiÖm.<br />
1. Kh¶o s¸t h m l îng BCS ¶nh h ëng ®Õn<br />
®é bÒn thêi tiÕt cña EA<br />
KÕt qu¶ ®o ®é bÒn c¬ lý cña c¸c mÉu sau khi<br />
thö nghiÖm khÝ hËu tù nhiªn ®@îc tr×nh b2y trªn<br />
c¸c h×nh 1 v2 2. Trong thêi gian ®Çu thö nghiÖm<br />
khÝ hËu, ®é bÒn kÐo ®øt cña EA t¨ng lªn ®¸ng kÓ<br />
v2 ®¹t cùc ®¹i ë thêi ®iÓm 6 th¸ng cßn ®é gi n<br />
67<br />
<br />
kÐo ®øt gi¶m v2 cã gi¸ trÞ cùc tiÓu ë thêi ®iÓm 6<br />
th¸ng. §iÒu n2y cã thÓ gi¶i thÝch l2 do qu¸ tr×nh<br />
16<br />
<br />
l@u hãa ë tr¹ng th¸i nãng ch¶y x¶y ra ch@a triÖt ®Ó<br />
nªn cã hiÖn t@îng l@u hãa thªm sau ph¶n øng.<br />
<br />
§é bÒn kÐo ®øt (MPa)<br />
<br />
15<br />
14<br />
13<br />
12<br />
11<br />
10<br />
9<br />
8<br />
0<br />
<br />
5<br />
<br />
10<br />
15<br />
20<br />
25<br />
Thêi gian ph¬i mÉu (th¸ng)<br />
<br />
30<br />
<br />
H×nh1: Sù thay ®æi ®é bÒn kÐo ®øt cña EA víi c¸c th2nh phÇn<br />
BCS kh¸c nhau sau 24 th¸ng thö nghiÖm khÝ hËu tù nhiªn<br />
280<br />
<br />
§é gi n kÐo ®øt (%)<br />
<br />
260<br />
240<br />
220<br />
200<br />
180<br />
160<br />
140<br />
0<br />
<br />
5<br />
<br />
10<br />
15<br />
20<br />
25<br />
Thêi gian ph¬i mÉu (th¸ng)<br />
<br />
30<br />
<br />
H×nh 2: Sù thay ®æi ®é gi n d2i kÐo ®øt cña EA víi c¸c h2m l@îng BCS kh¸c nhau<br />
sau 24 th¸ng thö nghiÖm khÝ hËu tù nhiªn<br />
2. Kh¶o s¸t ¶nh h ëng cña kÝch th íc h¹t BCS<br />
®Õn kh¶ n¨ng chÞu thêi tiÕt cña vËt liÖu EA<br />
KÕt qu¶ kh¶o s¸t ¶nh h@ëng cña kÝch th@íc<br />
h¹t BCS ®Õn ®é bÒn khÝ hËu ®@îc tr×nh b2y trªn<br />
h×nh 3 v2 h×nh 4.<br />
68<br />
<br />
Nh×n trªn ®å thÞ ta nhËn thÊy quy luËt còng<br />
t@¬ng tù nh@ hai tr@êng hîp nªu ë trªn. ë thêi<br />
®iÓm 6 th¸ng thö nghiÖm khÝ hËu th× ®é bÒn<br />
kÐo ®øt cao nhÊt v2 ®é gi n kÐo ®øt l2 thÊp<br />
nhÊt hay tÝnh n¨ng c¬ lý cña EA ®¹t cùc trÞ.<br />
KÝch th@íc h¹t c2ng nhá th× ®é bÒn c¬ lý cña<br />
<br />
EA c2ng cao v× h¹t c2ng nhá th× diÖn tÝch bÒ<br />
mÆt c2ng lín dÉn ®Õn mËt ®é kh©u l@íi gi÷a<br />
<br />
BCS v2 PP c2ng cao, hay ®é bÒn c¬ lý cña vËt<br />
liÖu EA l2 mét h2m cña kÝch th@íc h¹t.<br />
<br />
19<br />
<br />
§é bÒn kÐo ®øt (MPa)<br />
<br />
18<br />
17<br />
16<br />
15<br />
14<br />
13<br />
12<br />
11<br />
<br />
0<br />
<br />
5<br />
<br />
10<br />
15<br />
20<br />
Thêi gian ph¬i mÉu (th¸ng)<br />
<br />
25<br />
<br />
30<br />
<br />
H×nh 3: §é bÒn kÐo ®øt cña EA víi kÝch th@íc h¹t BCS kh¸c nhau sau 24 th¸ng<br />
thö nghiÖm khÝ hËu tù nhiªn<br />
160<br />
<br />
§é gi n kÐo ®øt (%)<br />
<br />
140<br />
120<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
<br />
5<br />
<br />
10<br />
15<br />
20<br />
Thêi gian ph¬i mÉu (th¸ng)<br />
<br />
25<br />
<br />
30<br />
<br />
H×nh 4: Sù thay ®æi ®é gi n kÐo ®øt cña EA víi kÝch th@íc h¹t BCS kh¸c nhau<br />
sau 24 th¸ng thö nghiÖm khÝ hËu tù nhiªn<br />
3. Kh¶o s¸t cÊu tróc h×nh th¸i häc cña EA<br />
CÊu tróc h×nh th¸i häc ®@îc kh¶o s¸t b»ng<br />
kÝnh hiÓn vi ®iÖn tö quÐt (SEM) víi cïng ®é<br />
<br />
phãng ®¹i l2 200 lÇn. MÉu ®@îc c¾t l¸t máng<br />
trªn m¸y c¾t Microtom, phñ b¹c b»ng ph@¬ng<br />
ph¸p bèc bay trong ch©n kh«ng v2 ®@a v2o<br />
69<br />
<br />
khoang chôp cña m¸y JEOL 5300. Nh×n trªn<br />
h×nh 5 v2 h×nh 6 ta nhËn thÊy bÒ mÆt c¾t cña<br />
mÉu EA sau 6 th¸ng thö nghiÖm khÝ hËu cã Ýt<br />
c¸c khoang trèng h¬n mÉu EA tr@íc thö<br />
<br />
H×nh 5: VËt liÖu EA 50/50 ban ®Çu<br />
<br />
nghiÖm do qu¸ tr×nh l@u hãa thªm sau ph¶n<br />
øng v× vËy EA sau 6 th¸ng thö nghiÖm khÝ hËu<br />
cã ®é bÒn kÐo ®øt cao h¬n h¼n so víi mÉu ban<br />
®Çu.<br />
<br />
H×nh 6: VËt liÖu` EA sau khi ph¬i 6 th¸ng<br />
thö nghiÖm khÝ hËu tù nhiªn<br />
<br />
III - KÕt luËn<br />
<br />
T-i liÖu tham kh¶o<br />
<br />
Tõ c¸c kÕt qu¶ thö nghiÖm khÝ hËu tù<br />
nhiªn thu ®@îc chóng t«i cã nh÷ng kÕt luËn<br />
sau:<br />
1. VËt liÖu EA tõ BCS v2 PP víi c¸c<br />
th2nh phÇn kh¸c nhau, khi h2m l@îng BCS<br />
t¨ng th× ®é bÒn kÐo gi¶m v2 ®é gi n t¨ng.<br />
Trong thêi gian ®Çu cña thö nghiÖm khÝ hËu<br />
®é bÒn kÐo ®øt t¨ng, ®é gi n kÐo ®øt gi¶m<br />
v2 ®¹t cùc trÞ ë thêi ®iÓm 6 th¸ng do qu¸<br />
tr×nh l@u hãa b»ng ph@¬ng ph¸p æn ®Þnh<br />
®éng ch@a triÖt ®Ó nªn cã hiÖn t@îng l@u hãa<br />
thªm sau ph¶n øng.<br />
2. Khi sö dông BCS cã kÝch th@íc h¹t<br />
kh¸c nhau ®Ó chÕ t¹o vËt liÖu EA th× h¹t cã<br />
kÝch th@íc c2ng nhá th× tÝnh chÊt c¬ lý c2ng<br />
cao. Quy luËt biÕn ®æi tÝnh chÊt c¬ lý cña vËt<br />
liÖu EA còng kh«ng thay ®æi.<br />
3. KÕt qu¶ kh¶o s¸t cÊu tróc h×nh th¸i häc<br />
cña vËt liÖu EA cho thÊy sau 6 th¸ng thö<br />
nghiÖm khÝ hËu vËt liÖu EA cã ®é ®Æc khÝt cao<br />
h¬n so víi tr@íc khi thö nghiÖm khÝ hËu.<br />
<br />
1. A. Ibrahim, M. Danlan. Themoplastic Natural<br />
Rubber Blend, P. 665 - 694.<br />
2. A. Y. Coran, R. Paten. Rubber-thermoplastic<br />
compositions, Part III, P. 91 - 100 (1980).<br />
3. A. Y. Coran, R. Paten. Rubber-thermoplastic<br />
compositions, Part IV, P. 892 - 903 (1981).<br />
4. B. Kuriakose, S. K. De. Polymer Science, Vol<br />
32, P. 5509 - 552 (1986).<br />
5. G. Mennig, H. Michael, H. Schol. B¸o c¸o Héi<br />
nghÞ Technomer 97, Chemnitz (1997).<br />
6. G. Mennig, H. Michael, H. Schol. B¸o c¸o Héi<br />
nghÞ Technomer 99, Chemnitz (1999).<br />
7. G. Mennig, H. Michael, N. Quang, B¸o c¸o Héi<br />
nghÞ Technomer 2001, Chemnitz (2001).<br />
8. G. Mennig, H. Michael, N. Quang, T. T. T. V©n,<br />
N. D. C@êng. B¸o c¸o Héi nghÞ IWOM-1999,<br />
H2 Néi (1999).<br />
9. G. Mennig, H. Michael, N. Quang, v2 c¸c céng<br />
sù. T¹p chÝ Khoa häc v2 C«ng nghÖ, T. 38, sè<br />
3, Tr. 63 - 69 (2000).<br />
<br />
70<br />
<br />
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
