Đề tài: Tìm hiểu về polime EPDM doc

BÁO CÁO TỐT NGHIỆP
Đề tài

Tìm hiểu về polime
EPDM
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài 3
2. Đối tượng nghiên cứu 3
3. Nhiệm vụ nghiên cứu 3
NỘI DUNG 3
1. Khái niệm polime( cao su)EPDM 3
1.1. Khái niệm polime 3
1.2. Phân loại 3
1.3. Khái niệm polime( cao su) EPDM 4
2. Một số tính chất cơ bản của cao su EPDM 4
3. Các thông số quan trọng của cao su EPDM 4
4. Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của cao su 5
5. Lựa chọn loại EPDM thích hợp 5
6. Ứng dụng chính của cao su EPDM bao gồm 6
7. Một số ví dụ về ứng dụng của EPDM 7
7.1. EPDM làm gioăng bít kín cho cửa máy giặt 7
7.2. Hạt cao su EPDM màu 8
7.3. Biến tính polyme propylen( PP ) bằng EPDM 8
KẾT LUẬN 9
2
MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Vật liệu polime ngày càng được chế tạo và ứng dụng rộng rãi trong
nhiều lĩnh vực kinh tế, do có nhiều ưu thế về tính năng cơ lí, kĩ thuật, giá
thành phù hợp.

Poime (cao su ) EPDM (etylen- propylen- dien đồng trùng hợp) có
nhiều đặc tính vượt trội,có nhiều ứng dụng trong công nghiệp, việc tìm
hiểu về polime này sẽ giúp việc sử dụng loại polime này đạt hiệu quả kinh
tế cao hơn.
2. Đối tượng nghiên cứu
Cao su EPDM
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Tìm hiểu về khái niệm cao su EPDM
- Một số tính chất cơ bản của EPDM
- Các yếu tố ảnh hưởng tới tính chất cao su EPDM
- Ứng dụng cao su EPDM
NỘI DUNG
1. Khái niệm polime( cao su) EPDM
1.1. Khái niệm polime
Polime là những hợp chất có phân tử khối rất lớn do nhiều đơn vị nhỏ (gọi
là mắt xích) liên kết với nhau.
Ví dụ:
do các mắt xích –NH –[CH
2
]
6
–CO– liên
kết với nhau tạo nên Hệ số n được gọi là hệ số polime hóa hay độ polime
hóa. Các phân tử tạo nên từng mắt xích của polime được gọi là monome
1.2. Phân loại
3
a) Theo nguồn gốc:
b) Theo cách tổng hợp:
1.3. Khái niệm polime( cao su) EPDM
EPDM là một polime được tạo ra bằng cách đồng trùng hợp etylen và

propylen với một lượng nhỏ các dien không liên hợp. Các dien hiện đang
được sử dụng trong sản xuất EPDM là DCPD( dicyclopentadien),
ENB(ethylidene norbornene) và VNB (vinyl norbornene).
Thành phần của EPDM: etylen chiếm khoảng 45 – 75% khối lượng. Các
dien chiếm 2.5 – 12% khối lượng.
Các loại EPDM có “tính no” còn dư trong các mạch nhánh và vì vậy có
thể được lưu hóa bằng lưu huỳnh và các chất xúc tiến.
2. Một số tính chất cơ bản của cao su EPDM
- Là loại cao su có tỷ trọng thấp nhất trong tất cả các loại cao
su( 0.86g/cm
3
)
- Có khả năng nhận hàm lượng chất độn cao hơn tất cả các loại cao su
khác.
- Rất bền với nhiệt, oxi hóa, ozon, môi trường nước và thời tiết.
- Bền với hóa chất, có độ mềm dẻo ở nhiệt độ thấp, có tính năng cách điện.
- Cao su EPDM thường được gọi là cao su “sử dụng ngoài trời”.
3. Các thông số quan trọng của cao su EPDM :
- Độ nhớt Mooney
- Tỷ lệ etylen và propylen
4
- Hàm lượng dien( ENB hoặc loại khác)
- Hàm lượng và loại dầu trong cao su
4. Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của cao su
Hàm lượng etylen ⇒ Độ nhớt Mooney⇒
⇒ Hấp thụ nhiều
chất độn và dầu
⇒ Cường lực trước
lưu hóa khi nóng
⇒ Cường lực trước

lưu hóa khi nguội
⇒ Cường lực trước
lưu hóa khi nóng
⇒ Cường lực,
modulus và khả năng
đùn
⇒ Kháng biến hình
⇒ Độ cứng ở nhiệt
độ thấp
⇒ modulus, độ bền
nén, bền xé
⇐ Tính bám dính và
tính dính trục cán
⇒ Các tính năng
động lực học
⇐ Tính mềm dẻo ở
nhiệt độ thấp
⇐ Nhiệt độ cán, tiêu
hao năng lượng
⇐ Độ bền nén ⇐ Khả năng gia
công
Hàm lượng ENB ⇒
MWD và độ phân
nhánh ⇒
⇒ Tốc độ lưu hóa,
modulus, độ cứng và
độ bền nén
⇒ Khả năng gia
công
⇐ An toàn tự lưu ⇒ Tính năng sản

phẩm
5

5. Lựa chọn loại EPDM thích hợp
Việc lựa chọn loại EPDM thích hợp được xác định bởi độ nhớt Mooney,
hàm lượng etylen và hàm lượng monomer thứ ba của cao su. Các loại
EPDM đã có sẵn trong dầu trong thành phần được người ta sản xuất ra để
có những loại cao su với trọng lượng phân tử cao hoặc rất cao và vì vậy
khả năng tiếp nhận chất độn và dầu rất cao.
Cao su có độ nhớt hat trọng lượng phân tử cao hơn sẽ có những tính
năng đặc trưng của cao su như tính đàn hồi, độ bền nén và cường lực tốt
hơn. Mặt khác trọng lượng phân tử có ảnh hưởng cực kỳ lớn đến khả năng
chảy của cao su khi chưa lưu hóa. Vì vậy sự lựa chọn loại cao su sẽ chủ
yếu phụ thuộc vào yêu cầu gia công. Do khả năng chảy sẽ giảm khi trọng
lượng phân tử tăng, quy tắc theo kinh nghiệm dưới đây sẽ được áp dụng:
6
⇒ Cao su EPDM có độ nhớt thấp sẽ được dùng cho hỗn hợp cao su có
hàm lượng hóa dẻo thấp và ngược lại.
Trong công nghệ lưu hóa liên tục, người ta ưa chuộng cao su có trọng
lượng phân tử cao để đảm bảo khả năng duy trì nguyên dạng của sản phẩm
tính chống biến hình tốt khi cao su chưa được lưu hóa nhưng cần có sự cân
đối hợp lý với khả năng đùn của hỗn hợp.
Loại cao su có hàm lượng etylen cao có nhiều tính năng như nhựa nhiệt
dẻo và có thể cán luyện, đùn, cán sáng dễ dàng, nó có cường lực cao và do
đó có thể đưa vào nhiều chất độn và hóa dẻo. Thêm vào đó, nó có độ cứng
và giãn dài cao hơn.
Hàm lượng dien không liên hợp( monomer thứ ba: ENB hoặc loại khác)
ảnh hưởng tới tốc độ lưu hóa( an toàn tự lưu và thời gian lưu hóa), cường
lực và ứng suất biến dạng.
Trong công nghệ lưu hóa liên tục khi mà người ta sử dụng lưu huỳnh làm

chất lưu hóa, thường các loại EPDM có hàm lượng không no cao được lựa
chọn để đạt được tốc độ lưu hóa cao nhất và như thế có thể để tạo ra sản
phẩm chất lượng cao và năng suất cao.
Trong công nghệ không liên tục, các loại cao su với hàm lượng không no
trung bình thường được sử dụng vì khi đó người ta có thể giảm thời gian
lưu hóa bằng tăng nhiệt độ lưu hóa hay nhiệt độ gia công/tốc độ ép.
6. Ứng dụng chính của cao su EPDM bao gồm:
- Công nghiệp xe hơi:
+ Gioăng và profile làm kín cho cửa, cửa sổ
+ Ống các loại( ống thoát, ống chịu nhiệt, ống chân không,…), chi tiết
giảm chấn.
- Ứng dụng cho ngành nhựa:
+ Làm cản xe hơi & TPO; TPE; TPV
- Cao ốc và xây dựng:
+ Tấm lợp mái nhà và profile nhà cao tầng, cửa sổ và đệm cầu, tấm trải
sàn, khu vui chơi;
7
- Chi tiết cao su kỹ thuật:
+ Gioăng máy giặt, bình nước uống và lớp lót bồn chứa, trục, ống, băng
tải, đệm xốp.
- Công nghiệp điện:
+ Cáp điện và các đầu nối,…
- Các ứng dụng khác như làm chất tăng chỉ số độ nhớt của dầu nhờn, ứng
dụng trong sản xuất xăm và lốp,…
7. Một số ví dụ về ứng dụng của EPDM
7.1. EPDM làm gioăng bít kín cho cửa máy giặt
Gioăng cửa của máy giặt loại cửa trước giữa cửa kính và ống trước lồng
máy giặt. Gioăng làm kín này phải chịu được mức độ rung động đáng kể
trong khi lồng giặt chứa quần áo quay tốc độ cao trong giai đoạn làm khô.
Ống trước lồng máy giặt được di chuyển tự do trên hệ thống treo của nó vì

trọng tải giặt không bao giờ cân bằng.
Gioăng này cũng phải bền với lão hóa gây ra bởi ảnh hưởng của khí
quyển và các thành phần của bột giặt. Để có thể thực hiện được chức năng
làm kín của mình một cách hoàn hảo hỗn hợp cao su làm gioăng cần có độ
bền xé và bền nén tốt. Hỗn hợp cao su này cũng phải được thiết kế để có độ
chảy tốt khi gia công bằng phương pháp ép và thường nó phải có màu sáng.
Thiết kế hỗn hợp cao su: Hỗn hợp cao su được làm từ một loại cao su
EPDM có trọng lượng phân tử cao và đã có sẵn 100 phần trọng lượng dầu
trong thành phần ( buna EPG 3569). Trong lượng phân tử cao của cao
su cùng với silica tăng cường lực ( Vulkasyl S) và silane giúp đảm bảo độ
bền xé và bền nén cao. EPDM có khả năng chịu lão hóa và bền với các hóa
chất mạnh của bột giặt. Độ bền lão hóa của nó còn được tăng cường bằng
việc đưa vào cao su hỗn hợp phòng lão có tính hiệp lực Rhenofit DDA 70
và Vulkanox ZMB2. Hệ lưu hóa sử dụng các xúc tiến không gây nguy cơ
ung thư mà tạo ra tốc độ lưu hóa nhanh. Hàm lượng lưu huỳnh thấp cùng
với các chất mang lưu huỳnh không gây nguy cơ ung thư được người ta sử
dụng để tạo ra độ bền nén tốt nhất.
8
Công thức giới thiệu( theo phần trọng lượng):
+ Buna EPG 3569 200 TiO
2
( Loại Rutile) 10
+ Vulkasil S 20 Sillitin Z 86 100
+ Mercaptosilane 1 Paraffinic oil 10
+ Rhenofit DDA 70 1 Vulkanox ZMB2 0.5
+ Zinkoxyd Aktiv 5 Stearic acid 1
+ Rhenocure S/G 2.5 Sulfur 1
7.2. Hạt cao su EPDM màu
Hạt cao su EPDM màu đàn hồi và dẻo dai, được sử dụng làm bề mặt: sân
chơi, đường chạy, sân thể thao nhằm:

+ Kháng trượt, kháng mòn
+ Giảm xóc, giảm chấn thương
+ Kháng thời tiết, UV, bền theo thời gian
Hạt cao su EPDM màu hiện nay được cung cấp:
+ Màu sắc đa dạng
+ Kích thước hạt nhỏ, phân bố đồng đều
+ Độ cứng shore A trong khoảng rộng.
+ Có sẵn công thức kháng cháy nếu có yêu cầu
7.3. Biến tính polyme propylen( PP ) bằng EPDM
PP là vật liệu polyme được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực y tế do
ưu thế về tính năng cơ lý và giá thành. Nhược điểm của nó là có độ cứng
cao, kém bền với bức xạ tử ngoại nên thời gian sử dụng ngắn ở ngoài trời.
Biến tính PP bằng EPDM làm giảm hầu hết các tính năng cơ lý nhưng lại
làm tăng độ mềm dẻo cho vật liệu. Các chất tương hợp đã làm thay đổi cấu
trúc hình thái của vật liệu blend( vật liệu tổ hợp polyme( polyme blend)
được cấu thành từ hai hoặc nhiều loại polyme nhiệt dẻo với cao su để làm
tăng độ bền hoặc giảm giá thành sản phẩm của vật liệu. Giữa các polyme
thành phần có thể tương tác hoặc không tương tác vật lý hoặc hóa học)
PP/EPDM, vật liệu có cấu trúc đều đặn và chặt chẽ hơn và do vậy làm tăng
độ bền nhiệt và tính chất cơ lý của vật liệu.
9
KẾT LUẬN
Vật liệu EPDM có nhiều đặc tính quan trọng, vượt trội so với các vật liệu
cao su tổng hợp và nhân tạo khác, giá thành phù hợp. Việc nghiên cứu về
tính năng, đặc điểm, các yếu tố ảnh hưởng đến EPDM, các vật liệu tổ hợp
với EPDM,…sẽ giúp đem lại hiệu quả kinh tế cao, đáp ứng được nhu cầu
sử dụng của con người.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. />lieu-polime.tde
2. Tạp chí hóa học T44.số 6.2006

3. />4. Việt Báo //
5. />10