T¹p chÝ Hãa häc, T. 44 (1), Tr. 25 - 29, 2006<br />
<br />
<br />
nghiªn cøu kh¶ n¨ng ch¶y nhít, ®é bÒn oxi hãa nhiÖt<br />
vµ cÊu tróc cña vËt liÖu polyme blend PE/Eva<br />
§Õn Tßa so¹n 26-11-2004<br />
Th¸i Ho ng, §ç V¨n C«ng, Ho ngV¨n Th¾ng<br />
ViÖn Kü thuËt NhiÖt ®íi, ViÖn Khoa häc v+ C«ng nghÖ ViÖt Nam<br />
<br />
<br />
summary<br />
The presence of dicumyl peroxide (DCP) causes the changes in relative melt viscovity and the<br />
morphology of blend LLDPE/EVA. It raises torque momen amplitude of polymer blend at the<br />
balance state of melting of the polymers mixture. The results of TGA show that the durability<br />
against thermo-oxidation of polymer blend containing DCP is higher than that of without DCP.<br />
The SEM photographs also shows that DCP makes LLDPE and EVA phases dispersing into each<br />
other better than the original polymer blend.<br />
<br />
<br />
I - Më ®Çu mÆt DCP l#m thay ®æi kh¶ n¨ng ch¶y nhít v#<br />
t¨ng ®é bÒn oxi hãa nhiÖt cña polyme blend<br />
ChÕ t¹o vËt liÖu polyme blend trªn c¬ së PE/EVA so víi polyme blend kh«ng cã DCP.<br />
trén hîp nãng ch¶y c¸c polyme l# mét h$íng ®i Ngo#i ra, sù cã mÆt cña DCP trong polyme<br />
cã nhiÒu triÓn väng do polyme blend t¹o th#nh blend PE/EVA l#m PE v# EVA ph©n t¸n ®ång<br />
kÕt hîp ®$îc c¸c $u ®iÓm cña c¸c polyme th#nh ®Òu v#o nhau h¬n.<br />
phÇn. Trong ®ã, polyme blend tõ polyetylen<br />
m¹ch th¼ng, tû träng thÊp (LLDPE) v# II - Thùc nghiÖm<br />
copolyme etylen-vinyl axetat (EVA) cã thÓ kÕt<br />
hîp ®$îc c¸c tÝnh chÊt tèt cña LLDPE (trong b#i 1. Nguyªn liÖu<br />
n#y gäi t¾t l# PE) nh$ ®é dBn d#i tèt, bÒn va ®Ëp,<br />
LLDPE, EVA do H#n Quèc s¶n xuÊt.<br />
bÒn hãa chÊt, c¸ch ®iÖn tèt, gi¸ th#nh rÎ v# dÔ<br />
LLDPE cã khèi l$îng ph©n tö 52000 ®.v.C,<br />
gia c«ng, t¹o h×nh ë tr¹ng th¸i nãng ch¶y... [1,<br />
nhiÖt ®é nãng ch¶y 120 - 125oC, chØ sè ch¶y<br />
2] còng nh$ ®é mÒm dÎo, bÒn xÐ, dÔ g¾n v# d¸n<br />
2,695 g/10 phót (190oC, t¶i träng 2,16 kg). EVA<br />
ë nhiÖt ®é thÊp, kh¶ n¨ng phèi trén víi mét<br />
cã h#m l$îng vinyl axetat 18%, nhiÖt ®é nãng<br />
l$îng lín c¸c chÊt ®én... cña EVA [2]. §Ó t¨ng<br />
ch¶y 90 - 99oC, khèi l$îng riªng 0,93 g/cm3.<br />
c$êng trén hîp, b¸m dÝnh cña PE víi EVA<br />
DCP cña hBng Junsei (NhËt B¶n) ®$îc sö dông<br />
nh»m n©ng cao tÝnh chÊt, kh¶ n¨ng sö dông cña<br />
ë d¹ng h¹t, tinh khiÕt.<br />
polyme blend PE/EVA, ng$êi ta th$êng ®$a v#o<br />
hçn hîp polyme c¸c hîp chÊt thÊp ph©n tö nh$ 2. C¸c ph ¬ng ph¸p nghiªn cøu<br />
®icumyl peoxit (DCP), anhydrit maleic (AM)...<br />
[3]. Nghiªn cøu kh¶ n¨ng ch¶y nhít cña c¸c polyme<br />
v+ polyme blend PE/EVA<br />
Trong b#i b¸o n#y, chóng t«i tr×nh b#y kÕt<br />
qu¶ nghiªn cøu kh¶ n¨ng ch¶y nhít, ®é bÒn oxi Hçn hîp PE, EVA, DCP (theo tû lÖ ®B tÝnh<br />
hãa nhiÖt v# cÊu tróc cña polyme blend PE/EVA to¸n tr$íc) ®$îc ®$a v#o buång trén cña thiÕt bÞ<br />
cã v# kh«ng cã DCP. KÕt qu¶ cho thÊy sù cã trén kÝn Haake (CHLB §øc) ë 140oC, tèc ®é<br />
<br />
25<br />
trén 40 vßng/phót, thêi gian trén 5 phót t¹i ViÖn Nghiªn cøu cÊu tróc polyme blend b»ng chôp<br />
Kü thuËt NhiÖt ®íi, ViÖn Khoa häc v# C«ng ¶nh hiÓn vi ®iÖn tö quÐt (SEM)<br />
nghÖ ViÖt Nam. Kh¶ n¨ng ch¶y nhít cña<br />
polyme ®$îc ph¶n ¸nh qua gi¶n ®å m«men xo¾n C¸c mÉu ph©n tÝch ë d¹ng ph¼ng ®$îc chôp<br />
- thêi gian (®$îc ghi bëi phÇn mÒm PolyLab 3.1 ¶nh SEM trªn thiÕt bÞ Jeol-5300 (NhËt B¶n), ®é<br />
kÕt nèi víi thiÕt bÞ trén kÝn). phãng ®¹i 1000 lÇn t¹i ViÖn Kü thuËt NhiÖt ®íi<br />
[5].<br />
Nghiªn cøu ®é bÒn oxi hãa nhiÖt cña mÉu<br />
§é bÒn oxi hãa nhiÖt cña mÉu ®$îc ®¸nh gi¸ III - KÕt qu¶ v th¶o luËn<br />
nhê ph©n tÝch biÕn ®æi khèi l$îng cña mÉu theo<br />
nhiÖt ®é (TGA) trong m«i tr$êng kh«ng khÝ [4]. 1. Kh¶ n¨ng ch¶y nhít cña PE, EVA v#<br />
C¸c mÉu ®$îc ®o TGA trªn thiÕt bÞ Shimazdu polyme blend PE/EVA<br />
TGA-50H (NhËt B¶n) tõ nhiÖt ®é phßng ®Õn Kh¶ n¨ng ch¶y nhít cña chóng ®$îc ph¶n<br />
400oC, tèc ®é ®èt nãng mÉu 10oC/phót t¹i ViÖn ¸nh bëi sù biÕn ®æi m«men xo¾n theo thêi gian<br />
Hãa häc, ViÖn khoa häc v# C«ng nghÖ ViÖt cña PE, EVA v# polyme blend PE/EVA (h×nh<br />
Nam. 1).<br />
M«men xo¾n, Nm<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Thêi gian trén, sec<br />
H×nh 1: Gi¶n ®å m«men xo¾n - thêi gian cña PE, EVA v# polyme blend PE/EVA<br />
ë c¸c tû lÖ kh¸c nhau<br />
<br />
Gi¶n ®å m«men xo¾n-thêi gian cña c¸c ch¶y h¬n so víi EVA. §èi víi c¸c mÉu polyme<br />
polyme PE, EVA cho thÊy qu¸ tr×nh nãng ch¶y blend cã c¸c tû lÖ PE/EVA kh¸c nhau, qu¸ tr×nh<br />
vËt lý th«ng th$êng cña chóng d$íi t¸c dông ®¹t ®Õn tr¹ng th¸i c©n b»ng nãng ch¶y diÔn ra<br />
cña nhiÖt ®é (m«men xo¾n gi¶m dÇn theo thêi chËm h¬n v# m«men xo¾n ë tr¹ng th¸i c©n b»ng<br />
gian cho ®Õn khi ®¹t ®Õn tr¹ng th¸i c©n b»ng nãng ch¶y cña chóng n»m trung gian gi÷a<br />
nãng ch¶y). Tuy nhiªn, m«men xo¾n ë tr¹ng m«men xo¾n cña PE v# EVA ban ®Çu.<br />
th¸i c©n b»ng nãng ch¶y cña PE (12 Nm) thÊp Tõ h×nh 2 cã thÓ thÊy, sù cã mÆt cña DCP<br />
h¬n so víi cña EVA (18 Nm) v# qu¸ tr×nh ch¶y trong c¸c mÉu polyme blend PE/EVA (60/40)<br />
cña PE nhanh ®¹t ®Õn tr¹ng th¸i c©n b»ng nãng ®B l#m t¨ng ®¸ng kÓ m«men xo¾n so víi mÉu<br />
<br />
26<br />
polyme blend kh«ng cã DCP sau 75 gi©y trén. ë gi÷a c¸c ph©n tö PE v# EVA d$íi t¸c dông cña<br />
tr¹ng th¸i c©n b»ng nãng ch¶y (tõ 120 gi©y), DCP trong qu¸ tr×nh trén hîp nãng ch¶y [3].<br />
m«men xo¾n cña mÉu polyme blend PE/EVA 2. §é bÒn oxi hãa nhiÖt cña vËt liÖu blend<br />
(60/40) ban ®Çu kh«ng cã DCP l# 13,6 Nm, PE/EVA<br />
trong khi m«men xo¾n cña c¸c mÉu polyme<br />
blend PE/EVA (60/40) cã 0,5% v# 0,7% DCP Sù cã mÆt cña DCP ¶nh h$ëng râ rÖt ®Õn ®é<br />
®Òu l# 14,2 Nm. Kh¶o s¸t c¸c mÉu polyme bÒn oxi hãa nhiÖt cña polyme blend PE/EVA.<br />
blend ë c¸c tû lÖ kh¸c khi cã DCP còng cho c¸c Trªn h×nh 3 l# gi¶n ®å TGA cña PE, EVA v#<br />
kÕt qu¶ t$¬ng tù. Sù t¨ng m«men xo¾n cña c¸c polyme blend PE/EVA (70/30) kh«ng cã v# cã<br />
mÉu cã thÓ gi¶i thÝch bëi ph¶n øng kh©u m¹ch 0,5%DCP.<br />
M«men xo¾n, Nm<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Thêi gian trén, sec<br />
H×nh 2: Gi¶n ®å m«men xo¾n - thêi gian cña polyme blend PE/EVA (60/40)<br />
kh«ng cã v# cã 0,5% v# 0,7% DCP<br />
Khèi l$îng, %<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
(4)<br />
(2)<br />
(3)<br />
<br />
<br />
<br />
(1)<br />
<br />
<br />
NhiÖt ®é, oC<br />
H×nh 3: Gi¶n ®å TGA cña PE (1), EVA (2) v# polyme blend PE/EVA (70/30)<br />
kh«ng cã (3) v# cã 0,5% DCP (4)<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
27<br />
H×nh 3 cho thÊy, ®é dèc ®$êng TGA cña PE/EVA (70/30) nhá h¬n so víi ®é dèc ®$êng<br />
polyme blend PE/EVA (70/30) kh«ng cã DCP TGA cña PE, EVA (c¸c ®$êng 3 v# 4), thËm chÝ<br />
n»m trung gian gi÷a c¸c ®$êng TGA cña PE cßn nhá h¬n ®é dèc ®$êng TGA cña EVA. C¸c<br />
(®$êng 1) v# EVA (®$êng 2). Khi cã mÆt 0,5% th«ng sè ®Æc tr$ng TGA cho c¸c mÉu nãi trªn<br />
DCP, ®é dèc ®$êng TGA cña polyme blend ®$îc thÓ hiÖn ë b¶ng 1.<br />
<br />
B¶ng 1: C¸c th«ng sè ®Æc tr$ng TGA cña PE, EVA v# polyme blend PE/EVA (70/30)<br />
kh«ng cã v# cã 0,5% DCP<br />
<br />
NhiÖt ®é b¾t ®Çu NhiÖt ®é ph©n hñy MÊt khèi l$îng mÉu (%) ë<br />
MÉu<br />
ph©n hñy Tb, oC lín nhÊt Tmax, oC 260oC 300oC 340oC<br />
PE 225 264 18,7 80,0 90,0<br />
EVA 235 336 2,0 7,5 17,0<br />
PE/EVA 70/30 227 349 4,0 14,0 26,0<br />
PE/EVA/DCP<br />
246 362 0,8 3,6 12,0<br />
70/30/0,5<br />
<br />
§Æc tr$ng TGA ë b¶ng 1 cho thÊy, sù cã Copolyme n#y l#m cho PE v# EVA rèi cuén v#<br />
mÆt cña DCP ®B l#m t¨ng ®é bÒn oxi hãa nhiÖt b¸m dÝnh v#o nhau tèt, do ®ã cÊu tróc polyme<br />
cña mÉu polyme blend PE/EVA (70/30). Kh¶o blend trë lªn chÆt chÏ h¬n, h¹n chÕ sù khuÕch<br />
s¸t víi polyme blend ë c¸c tû lÖ PE/EVA/DCP t¸n cña oxi v#o bªn trong vËt liÖu, l#m t¨ng ®é<br />
kh¸c nh$ 60/40/0,5 v# 50/50/0,5 còng thu ®$îc bÒn oxi hãa nhiÖt cña polyme blend PE/EVA so<br />
c¸c kÕt qu¶ t$¬ng tù. Cã thÓ gi¶i thÝch ®iÒu n#y víi polyme blend kh«ng cã DCP. NhËn ®Þnh n#y<br />
l# do sù t¹o th#nh copolyme PE-EVA t¹i chç còng ®$îc gi¶i thÝch b»ng ¶nh cÊu tróc cña<br />
(in-situ) khi cã DCP trong hçn hîp polyme. polyme blend PE/EVA (h×nh 4).<br />
<br />
3. CÊu tróc cña vËt liÖu blend PE/EVA<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
(a) (b)<br />
H×nh 4: ¶nh SEM cña polyme blend PE/EVA (70/30) kh«ng cã DCP (a) v# cã 0,5% DCP (b)<br />
<br />
H×nh 4a (¶nh SEM cña polyme blend DCP, hÇu nh$ kh«ng cã sù t¸ch c¸c pha PE v#<br />
PE/EVA (70/30) kh«ng cã DCP) cho thÊy gi÷a EVA (h×nh 4b). C¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu víi c¸c<br />
PE v# EVA cã sù t¸ch pha râ rÖt, EVA ph©n t¸n mÉu polyme blend ë c¸c tû lÖ kh¸c còng cho kÕt<br />
v#o pha nÒn PE kh«ng tèt. Khi cã mÆt 0,5% qu¶ t$¬ng tù. §iÒu n#y cã thÓ gi¶i thÝch bëi<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
28<br />
DCP ®ãng vai trß quan träng trong viÖc h×nh T i liÖu tham kh¶o<br />
th#nh copolyme PE-EVA - chÊt t$¬ng hîp t¹o<br />
th#nh t¹i chç cho polyme blend PE/EVA, nhê 1. Bé m«n Cao ph©n tö. Kü thuËt s¶n xuÊt chÊt<br />
®ã, PE v# EVA ph©n t¸n v#o nhau tèt h¬n. dÎo, tËp 1, Tr$êng §¹i häc B¸ch khoa H#<br />
Néi (1970).<br />
IV - KÕt luËn<br />
2. S. Chattopadhyay, T. K. Chalet, A. K.<br />
1. DCP thay ®æi kh¶ n¨ng ch¶y nhít cña hçn Bhowmich. J. Appl. Poly. Sci., Vol. 79, P.<br />
hîp polyme blend PE/EVA. M«men xo¾n ë 1877 - 1889 (2000).<br />
tr¹ng th¸i c©n b»ng nãng ch¶y cña hçn hîp PE<br />
3. C. Koning, M. V. Duin, C. Pagnoulle, R.<br />
v# EVA khi cã DCP t¨ng lªn so víi hçn hîp n#y<br />
Jemero. Prog. Polym. Sci., Vol. 23, P. 707 -<br />
kh«ng cã DCP.<br />
757 (1998).<br />
2. C¸c mÉu blend PE/EVA cã DCP cã ®é<br />
bÒn oxi hãa nhiÖt cao h¬n so víi c¸c polyme 4. S. R. Chowdhury, C. K. Das. Polym-Plast.<br />
blend kh«ng cã DCP. Technol. Eng., Vol. 28, 281 (2000).<br />
3. C¸c pha EVA v# PE ph©n t¸n tèt v#o nhau 5. M. Kontopoulou, L. C. Huang, J. A. Lee.<br />
khi sö dông DCP l#m t¸c nh©n t¹o chÊt t$¬ng Adv. in Polym. Tech., Vol. 22, P. 209 - 217<br />
hîp PE-EVA t¹i chç trong hai polyme. (2003).<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
29<br />
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
