Báo cáo "Nghiên cứu độ bền bức xạ tử ngoại, nhiệt ẩm của một số màng phủ trên cơ sở nhựa AcrylicI. Nghiên cứu ảnh hưởng của bản chất hóa học đến độ bền bức xạ tử ngoại, nhiệt ẩm của một số màng phủ trên cơ sở nhựa Acrylic " potx

TAP CHl KHOA HOC
VA
CONG
NGHE
Tap 47, s6 6, 2009
Tr
69-75
NGHIEN CU'U
DO
B^N
BU'C
XA
TU' NGOAI, NHIET AM
CUA
MOT
SO MANG PHU TREN
CO
SCy NHI/A
ACRYLIC
I. NGHIEN CUU ANH
HUb-NG
CUA BAN
CHAT
HOA HOC
O^N
00
B^N
BUC
XA TU
NGOAI, NHIET
AM

CUA MOT
S6
MANG PHU TREN
CO
Sd"
NHUA ACRYLIC
LE
XUAN
HIEN,
NGUYEN
THIEN
VU'O'NG,
NGUYEN
THj VIET
TRlfU
1.
MODAU
Nhua acrylic
do co
nhieu tinh nang qui (ben thai tiet,
dp
bam
di'nh
cao, trong suot ) nen
ttr
lau
da
dugc
lira
chgn

cho cac
irng dung ngoai trai.
Vi ly do
kinh
te va
kT thuat,
cac
loai nhua
acrylic thuong pham thuong
la cac san
pham dong triing
hgp
giira monome acrylat, metacrylat
voi nhau hoac
vai
styren
hay cac
monome khac.
Ban
chst
va ham
lugng
cac hgp
phan trong
nhua acrylic
co anh
huang
rat lan den kha
nang
o':;_

thai tiet
va cac
tinh chat khac
ctia
mang
phLi[I-3].
Do do
viec nghien ctru danh
gia
anh huang
cua
chting
toi dg ben
thai tiet
se
giup
cho
viec
lira
chpn giai phap nang cao tuoi
thg
ciing nhu pham
vi
trng dung
ctia
mang
phti.
Bang thtr nghiem
tu
nhien nguai

ta co the
danh
gia dp ben
thai tiet
cua cac
mang
phti
huu
ca
vai dp tin cay cao. Tuy
nhien phuang phap
nay
thuong
doi hoi
thai gian thtr nghiem
dai.
Phuang phap
thti'
nghiem
gia
toe
trong phong
thi
nghiem
tuy
khong
mo
phong
mgt
each

day du
toan
bg cac yeu to tac
dgng
ctia
tu
nhien
len
mang
phti
nhung
lai cho
phep danh
gia
nhanh
do
ben trong nhung dieu kien
xac
dinh.
Do
vay, nguai
ta
thuang
ket
hgp thir nghiem
gia toe vai
thir
nghiem
tu
nhien

de
nghien ctru
quy
luat,
ca
che
suy
giam
ctia
vat
lieu polyme
va du
bao tuoi
thg
ciia
chiing
[4 - 10].
Bai
bao nay
trinh
bay mgt so ket qua
nghien
cu'u
anh
huong
ciia
ban
chat
boa hpc den dp
ben

biic
xa
tii'
ngoai, nhiet am
cua
mgt
so
mang
phii
tren
ca sa
nhua acrylic.
2.
PHAN
THlTC
NGHIEM
2.1.
Nguyen lieu
va
hoa chat
•••)(ii
,
- Nhua acrylic:
Da
sti'
dung
2
loai nhua nhiet deo
va 2
loai nhua nhiet ran.

-I-
Nhua acrylic nhiet deo:
Sir
dung loai nhua acrylic LORIAC
AC
330-50, dang dung djch
50%,
san
pham
ctia
Longriver
(Dai
Loan)
va
nhira
acrylic PARLOID
B-66,
copolyme metyl
metacrylat/ butyl metacrylat,
a
dang
bgt, co
nhiet
do
thuy tinh
hoa
50°C,
trgng lugng phan
ttr
70.000,

san
pham
ctia
Rtrhm
&
Haas (My).
+ Nhua acrylic nhiet
ran
(thanh phan A):
Sir
dung loai nhua acrylic
polyol
AC
7310,
dang
dung djch 63%,
ham
lugng nhom hydroxyl
2,4% so vai goc
nhua,
san
pham
cua
Cong
ty hoa
chat Alliance (Singapore)
va
nhua acrylic polyol
HSU
1168,

dang dung djch 65%o,
ham
lupng
nhom hydroxyl 4,3%
so vai goc
nhua,
san
pham
cua
Cong
ty
cong nghiep nhua
A & P (Dai
Loan).
69
Tac nhan khau mach cho nhua acrylic nhiet ran (thanh phan B):
Sti'
dung loai polyisocyanat
Desmodur N-75, dang dung djch 75%, ham lugng nhom NGO
16%
-
17%o
so vai goc nhua, san
pham
ctia
hang Bayer (Dtrc).
- Dung moi: Da str dung toluen,
xylen,
etyl axetat, butyl axetat loai P
ctia

Trung
Qu6c.
2.2.
Phuo'ng phap tao mau
Cac
miu
nhua acrylic nhiet deo va nhiet
rin
(thanh phan A va B) dugc pha che thanh dung
djch 40%. Ti le phoi trgn thanh phin A va B
ctia
cac mau nhua nhiet ran tinh theo ti le mol
OH/NCO = 1/1. Cac dung djch nay dugc su' dung de tao mang tren be mat tam
nhiia
polypropylen, say trong
tti
hut chan khong a
25T
den trgng lugng khong doi, sau do tach lay
mang nhua.
Da tao 4 loai mang phu, chieu day
15
pm:
ACl
: mang phu tren ca sa nhua AC 330-50;
AC2 : mang
phii
tren ca sa nhua B-66;
ACUl:
mang phu tren ca sa nhua AC

7310
khau mach bang N-75;
ACU2:
mang
phti
tren ca sa nhua HSU
1168
khau mach bang N-75.
2.3.
Phu-cng
phap
thir
nghiem
birc
xa tir ngoai, nhiet am '
Thti'
nghiem dp ben btrc xa ttr ngoai, nhiet am (BXTNNA)
ctia
cac mang phu dugc thuc
hien tren thilt bj Atlas UVCON UC-327-2 theo tieu chuan ASTM D
4587-91,
chl dp D (1 chu
ki gom 8 gia chieu ttr ngoai
a
60°C;
4 gia ngung nuoc
a
45°C).
Nguon bu'c xa tu ngoai la den huynh quang
UVB-313,

co buac song
?iniax
=
313
nm, cuong
dp bu'c xa irng vai
X^ax
la
0,8 W/m".
2.4.
Phuong phap phan tich
Bien doi cac nhom nguyen ttr (NT)
ctia
mang phu trong qua trinh thtr nghiem BXTNNA
dugc xac djnh dua vao su thay doi mat dp quang D
ctia
hap thu
dae
trung cua chting tren pho
hong ngoai bang thiet bj
FT-IR,
NEXUS 670, Nicole (My), tai Vien
KT
thuat nhiet doi, Vien KH
& CN Viet Nam. Phan con lai (P)
ctia
cac nhom NT sau thai gian thtr nghiem
7
dugc tinh toan
theo cong

thu'c:
P = (D,/Do)
X
100%
trong do:
DQ,
D?
lan lugt la mat do quang
ctia
hap thu
dae
trung
ctia
nhom NT truac va sau thai
gian thtr nghiem T.
3.
KET QUA VA THAO LUAN
3.1 Bien doi hoa hoc trong mang phii
diroi
tac dung ciia BXTNNA
3.1.1.
Nghien citv bien ddi cdc hdp thu dgc tnmg cho cdc nhdm NT tren phd hdng ngogi
ciia
cdc
mdng phit trude vd sau khi thie nghiem BXTNNA
70
Ket qua nghien cii'u pho hong ngoai
ciia
cac mang
phti

ban dau va trong qua trinh thtr
nghiem BXTNNA dugc trinh bay tren bang 1, 2 va hinh 1 cho thay trong qua trinh
thii'
nghiem,
cac hap thu dae trung tai 2960-2935, 1525, 1385, 760, 700 cm"' co quy luat bien doi ro rang va
khong bj anh htrong bai cac hap thu khac. Cac hap thu
dae
trung con lai bj xen phu va co quy
luat bien doi khong ro rang. Do do, cac hap thu tai 2935, 1525, 1385 va 760 cm"' dugc
lira
chgn
de nghien
cii'u
bien doi hoa hgc trong cac mang
phti
duai tac dung cua BXTNNA.
Cac ket qua thu dugc cho phep nghien ciru mpt each djnh lupng bien doi hoa hpc
ctia
mang
phii
3.1.2.
Bien doi hod hoc trong cdc mdng phit duai tdc dung cua BXTNNA
Ket qua phan tich bien doi
ciia
cac nhom NT trong cac mang
phti
ACl, AC2, ACUl va
ACU2 dugc trinh bay trong bang 2. Co the thay trong qua trinh thtr nghiem, cac hap thu tai
2935, 1525,
1385, 760 cm"' dae trung cho cac nhom

CH2,
CNH, CH3,
CeH,
giam ro ret, trong do
cac hap thu
dae
trung cho cac nhom CNH va
CHT
giam manh nhat. Sau 30 chu ki thtr nghiem,
nhom CNH chi con 27,6%) trong mang
phii
ACUl,
3\,2%
trong mang phu ACU2; nhom
CH2
con 52% trong mang
phii
ACUl, 54,8% trong mang
phii
ACU2, 94,7%o trong mang phu AC2;
nhom CH3 con 75,8%) trong mang
phii
ACUl, 76,1% trong mang
phii
ACU2, 99,3% trong mang
phti
AC2; nhom
CeHs
con 84,3%o trong mang
phti

ACUl. Trong mang
phii
ACl,
cac nhom
CH2,
CH3,
CsHj
chi con 71,6%, 85,2% va 86,9% sau 12 chu ki thtr nghiem.
Trong qua trinh thir nghiem, cac mang
phii
chju tac dpng dong thai
ciia
buc xa tir ngoai, dp
am va nhiet dp. Btrc xa
tii'
ngoai gay ra su suy giam va phan huy quang cua mang polyme. Do
am gay ra suy giam mang do phan trng thuy phan cac nhom djnh chtrc khong ben nucc tren
mach polyme. Nhiet do tang thtic day ca hai qua
t
inh tren.
Ham lugng
ciia
cac nhom CNH va mpt phiin nhom
CH2
giam manh co the dugc giai thich
do su pha va cac lien ket C-N, C-0 trong cac nhom amit, uretan va
sir
but nguyen tir hydro
a
cacbon a lien ke nhom amit duoi tac dung cua birc xa tir ngoai tao ra monoxit cacbon va etylen.

Co'
che suy giam cac nhom chirc nay tuong tu trong polyamit va polyuretan mach thang. Ham
lugng ctia nhom CH3, phan nhom
CH2
con lai va nhom
C(,H5
giam do su phan huy quang
ciia
cac hgp phan acrylat va styren
a
mach nhanh va mach chinh [5,
11,
12].
Bdng
I.
Bien doi cac hap thu dae trung
clio
cac nhom NT tren pho hong ngoai
ctia
cac hgp phan trong mang
phti
truac va sau khi thir nghiem BXTNNA
TT
01
02
03
04
05
06
So song

(cm"')
3550^3200
3100-3000
2960
' 2930
2870
2850
Dao dong
dae
trung
VQ-H.
N-H
(ruou, amit,
uretan)
Vc-H
(vong benzen)
Vc-U(kdx)
(CH3)
Vc-H(kdx) (CH2)
Vc-H(dx)
(CH3)
Vc-H(dx)
(CH2)
ACl
a
*
*
*
*
*

b
*
*
*
*
•
*
AC2
a
*
*
•
•
b
*
*
*
*
*
ACUl
a
*
*
*
*
*
*
b
*
*

*
•
*
*
ACUl
a
*
*
*
*
*
b
*
*
*
*
*
Nhan ;;et vc
cu'ong do va
su'
bien doi
tb,
xp ; thay doi
y; giam
m, xp; giam
m; giam manh
m. xp; giam
m, xp; giam
71
08

09
10
11
12
13
14
15
16
17
1765;1730
1688
1638
i600;~1500
1525
-1470^
1450
1385;1365
1354;1210
1250-^1000
1100
+
700
Vc=o
(este, uretan, amit,
axit va andehit)
Vc=o
(amit, xeton)
Vc=o
(amit)
Vc=c

(vong benzen)
5N-H
(amit va uretan)
5c-H (CH2) ;5c-H(kdx)
(CH-
3)
Sc-H(dx)
(CH3)
Vc-N
(amit. uretan)
vc-o
(rugu,
ete, este,
uretan)
OC-H,
N-H
(con
ISc),
va
8c-H(nf)
(vong benzen)
*
*
*
*
*
*
*
*
*

*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*

*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
rm; thay doi
m, xp; thay doi
y, xp; giam manh
y; giam
m; giam rat manh
km, xp; giam
tb;
giam
m, xp; giam
m, xp ; thay doi
5c-H(n0i"m,_cachap
thu khac yeu; giam
Chu

thich:
a: mang phu truac khi thtr nghiem BXTNNA; b: mang phu sau khi thir nghiem; *: co hip thu;
v: dao dong hoa tri;
5:
dao dong bien dang; dx: doi xung; kdx: khong d6i xirng; nf: ngoai mat
phSng;
m: manh; rm: rat manh; km: kha manh;
tb:
trung binh; y:
y6u;
xp: bj xen phu.
Ngoai phan buy quang cac nhom uretan con bj thuy phan. Qua trinh nay ciing lam giam
them ham lugng nhom CNH tren mach polyme noi rieng va trong mang phu noi chung. Co the
do la ly do lam nhom CNH giam manh ban so vai cac nhom khac.
Quan sat pho hong ngoai
ctia
cac mang
phti
ban dau va trong qua trinh thtr nghiem co the
nhan thay quy luat bien doi
ctia
cac hap thu tai 3380,
1730
cm"'
dae
trung cho cac nhom NH,
OH,
0=0
khong ro rang. Dieu nay dugc giai thich ngoai qua trinh suy giam quang boa cac nhom
amit bac hai, uretan, este acrylat von co trong mang phu lam giam cuang do cac hap thu dae

trung cho chting a 3380, 1730 cm"' con co qua trinh tao thanh cac san pham oxy boa quang
(amin bac mgt, hydroxyl, axit, andehyt, xeton) lam tang cuong do trong qua trinh thtr nghiem
BXTNNA. Nhirng dieu nhan thay la ket qua
ctia
hai qua trinh canh tranh nay.
Bdng
2.
Ham lugng cac nhom NT {%) con lai trong mang phu trong qua trinh
thtr nghiem BXTNNA
Nhom NT
CH2
Mang phu
ACl
AC2
ACUl
ACU2
Thai gian thtr nghiem (chu
ki)
6
82,2
99,5
83,9
89,3
12
71,6
98,2
72,7
77,8
24
-

96,2
56,3
59,4
30
-
94,7
52,0
54,8
36
-
93,7
-
51,6
48
-
91,4
-
72
CH3
CNH
CiHs
ACl
AC2
ACUl
ACU2
ACUl
ACU2
ACl
ACUl
98,4

99,7
88,1
93,9
72,0
85,2
94,7
99,0
85,2
99,5
82,2
84,0
52,9
64,7
86,9
95,0
-
99,4
76,4
77,7
33,3
39,6
-
88,7
-
99,3
75,8
76,1
27,6
31,2
-

84,3
-
99,1
-
76,0
-
25,4
-
-
-
99,0
-
-
-
-
-
-
3.2. Anh
hiro'ng
cua ban chat hoa hoc cac mang phu den do ben BXTNNA
Cac ket qua nghien cuu bien doi hoa hpc
ctia
mang phu trong qua trinh
thii'
nghiem
BXTNNA bang pho hong ngoai cho thay ban chat hoa hpc
ctia
mang anh huong ro ret den do
ben BXTNNA
ctia

chting.
Bien doi
ciia
nhom CNH (%)
n
r
0 10 20 30
Thai gian thu nghiem (chu ki)
40
Bien doi
ciia
nhom
CH2
(%)
100
80
60
40
-
20
-
0
0
b)
10 20 30 40
50
Bien doi
ciia
nhom CH3 (%)
Bien doi

ciia
nhom
CtHs
(%)
Tho'i gian thir nghiem (chu ki)
100
80
60
-
40
-
20
0
d)
\
1 1 1
0 10 20 30 40
Thdi gian thir nghiem (chu ki)
Hinh
I.
Anh hucmg cua ban chat hoa hoc cua cac mang
phii
den bien doi
ciia
cac nhom NT trong mang
phii
(A)ACl, (•)AC2,
(•)ACU1
, (•)ACU2
73

Hinh 1 trinh bay anh huong
ciia
ban chat hoa hpc cac mang
ACl,
AC2, ACUl, ACU2 den
biln doi
ctia
cac nhom NT trong mang
phti.
Bang 2 va hinh 1 cho thay trong qua trinh
thti'
nghiem BXTNNA, ham lugng nhom CNH
con lai trong mang
phti
ACU2 nhieu ban trong mang
phti
ACUl; ham lugng nhom
C6H5
con lai
trong mang
phti ACUl
nhieu hon trong mang phu ACl; ham lugng nhom
CH?
va CH3 con lai
trong mang
phii
AC2 nhieu han nhieu trong mang
phti
ACU2,
ACUl

va ACl. Sau 48 chu ki
thii'
nhiem, ham lugng nhom
CH?
va CH3 trong mang phu AC2 con 91,4%) va 99%).
Sau 48 chu ki
thti'
nghiem, pho hong ngoai
ciia
mang phu AC2 bien doi rat It so voi ban
dau, mang
vin
chua bj hong. Bang mat thuang co the thay mang
phii
ACU2 bj rach sau 36 chu
ki;
Mang phu
ACUl
bj vang sau 24 chu ki va bj rach sau 30 chu ki; Mang
phti
ACl bj vang sau
6 chu ki va bj rach sau 12 chu ki thtr nghiem BXTNNA.
Nhu vay, do ben BXTNNA
ctia
cac mang
phii
co the sap xep theo thu tu nhu sau: AC2 »
ACU2 >
ACUl
»

ACl.
Dieu nay co the giai thich do su khac nhau ve thanh phan, cau trtic
ctia
cac chat tao mang. Trong phan tu' chat tao mang, cac lien ket C-H
a
vj trf a so vai vong benzen
khong ben duoi tac dung
ciia
tia tir ngoai, trong khi do cac nhom uretan va amit khong ben am,
khong ben nuac. Nhiet do tang trong qua trinh thtr nghiem lam tang ca hai qua trinh tren. Mang
phii
AC2 tren ca sa copolyme metyl metacrylat/ butyl metacrylat khong co cac nhom nguyen tu'
neu tren nen rat ben BXTNNA. Mang
phti
ACU2 va ACUl co cac nhom uretan nen kem ben
thai tiet ban; Mang
phti
ACUl c6 chtra goc styren nhay cam voi bu'c xa tir ngoai nen kem ben
hon mang
phii
ACU2. Mang
phii
ACl rat kem ben BXTNNA so voi mang
phii ACUl
co the do
AC
1 CO
chu'a ham lugng goc styren cao hon.
Thuc te thtr nghiem cho thay mang
phii ACl

khong ben BXTNNA, bj vang ngay sau 6 chu
ki thu' nghiem va bj hong sau 12 chu ki thir nghiem BXTNNA. Mang
phti
AC2 rat ben
BXTNNA, bj suy giam khong nhieu sau 48 chu ki
thii'
nghiem. Su suy giam
ctia
cac mang
phii
ACUl
va ACU2
chti
yeu do su bien doi boa hpc
ciia
cac nhom nguyen tu CNH va
CH2.
4.
KET LUAN
Qua nghien ctru bien doi cac nhom nguyen tir trong mang phu tren co' sa nhua acrylic loai
ACl, AC2,
ACUl
va ACU2 duoi tac dung
ciia
BXTNNA bang pho hong ngoai da chpn dugc
cac hap thu tai
293
j,
1525,
1385

va 760 cm"'
dae
trung cho nhom CH,, CNH, CH3 va
CaHj
dung
de nghien
ciiu
suy giam cac mang
phti.
Dp ben BXTNNA
ctia
cac mang
phti
giam theo thu' tu AC2 » ACU2 >
ACU1
> AC
1.
Lcyi
cam an. Tap the tac gia chan thanh cam
cyn
Chuang trinh nghien
cu-u 00
ban trong Unh vuc
Khoa hgc Tu nhien da ho trg kinh phi
6e
hoan thanh cong trinh nay.
TAI LIEU THAM KHAO
1.
Erich Penzel, BASF
Aktiengesellschaft,

Ludwigshfen
- Polyacrylates, Industrial polymers
Handbook 1
(2001)588-618.
2.
Manfred Stickler,
Rtihm
GmbH, Darmstadt - Polymetacrylates, Industrial polymers
Handbook
2(2001)619-642.
3.
Benjamin B. Kine, Ronald W. Novak - Acrylic and metacrylic
polymers.
Encyclopedia of
polymer science and engneering 1 (1985) 234-299.
74
4.
Vti
Dinh Cu - Co' sa
KT
thuat nhiet dai, Nha xuat ban van hoa thong
tin.
Ha Npi,
2003.
5.
C. Deker - Effect of UV Radiation on
PoKmcrs,
Handbook of polymer Science and
Technology 3 (1989) 541-604.
6. Warren D. Ketola and Douglas Grossman - Accelerated and Outdoor Durability Testing of

Organic Materials, ASTM, U.S.A. 1994.
7.
Le Xuan Hien, Nguyen Thj Viet Trieu, Nguyen Thien Vuang - Tap chi Hoa hpc 36 (3)
(1998)36-39.
8. To Xuan Hang, Vii Ke Oanh, Trjnh Anh Tnic - Tap chi Khoa hpc va Cong nghe 41 (5)
(2003)29-34.
9. Thai Hoang, Vu Minh
Dii'c,
Do Van Cong, Hoang Thj Trang - Tap chi khoa hgc va Cong
nghe 42
(5) (2004) 44-50.
10.
D6
Quang Khang,
H6
Uy Liem - Tap chi Hoa hpc 36
(1)(1998) 51
-54.
11.
B. Ranby, J. F. Rabek - Photodegradation, Photo-oxidation and Photostabilization of
Polymers, Wiley, London, 1975.
12.
G. Geuskens - Degradation and Stabilization of Polymers, Applied Science Publishers,
Barking, Essex, England, 1975.
SUMMARY
STUDY OF THE HUMID HEAT, ULTRAVIOLET RADIATION DURABILITY OF
SOME COATINGS BASED ON ACRYLIC RESINS
I. STUDY OF THE INFLUENCE OF THE CHEMICAL NATURE ON THE HUMID
HEAT, ULTRAVIOLET RADIATION DURABILITY OF SOME COATINGS
BASED ON ACRYLIC RESINS

The degradation of some coatings based on LORIAC acrylic resin AC 330-50, PARLOID
acrylic resin B-66 and acrylic polyol AC
7310,
HSU
1168
crosslinked by polyisocyanate
Desmodur N-75 under the influence of ultraviolet radiation, humid heat have been studied. The
obvious decrease of the CNH,
CH2,
CH3,
CtHs
groups and the formation of the products of the
photo-oxidation (the primary amine, hydroxyl, acid, ceton) during the testing process have been
proved by IR spectroscopic analysis. The humid heat, ultraviolet radiation durability of the
coatings have been evaluated.
Dia chi: Nhgn bdi ngdy
12
thdng 9 ndm 2008
Vien Ky thuat nhiet doi, VAST.
75