Vật liệu composite cao su thiên nhiên và sét biến tính

NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU
COMPOZIT CHẾ TẠO TỪ CAO SU THIÊN NHIÊN
VÀ SÉT BIẾN TÍNH
LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC
CHUYÊN NGÀNH: HÓA VÔ CƠ
MÃ SỐ : 60.44.25
LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Vật liệu nano là một loại vật liệu mới, có nhiều
tính năng ưu việt đáp ứng được những yêu cầu, đòi
hỏi khá khắt khe của các ngành khoa học công nghệ
cao.

Vì vậy việc nghiên cứu về vật liệu nano là một
trong những mục tiêu hàng đầu của nhiều viện
nghiên cứu, phòng thí nghiệm trên thế giới.

Với một lượng nhỏ sét hữu cơ có kích thước
nano đã gia tăng và cải thiện đáng kể tính chất của
vật liệu polime.

Cao su thiên nhiên (CSTN) có sẵn ở Việt Nam
với giá thành thấp. Loại polime tự nhiên này có tính
đàn hồi cao, khả năng phối trộn với phụ gia và chất
độn tạo hợp phần có tính kết dính nội tốt.

Khoáng sét cũng khá phổ biến, quá trình tinh
chế, biến tính tạo sét hữu cơ đơn giản.
MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
1. Điều chế sét hữu cơ.
2. Chế tạo vật liệu cao su – clay nanocompozit

3. Khảo sát một vài tính chất của vật liệu thu được.
CẤU TRÚC LUẬN VĂN
TỔNG QUAN
THỰC NGHIỆM
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
MỞ ĐẦU
NỘI DUNG
KẾT LUẬN
TỔNG QUAN

Giới thiệu về thành phần, cấu trúc, tính
chất của:
•
Bentonit
•
Sét hữu cơ
•
Cao su thiên nhiên
•
Vật liệu polyme/clay nanocompozit

Giới thiệu một số hướng nghiên cứu vật
liệu polyme/clay nanocompozit
THỰC NGHIỆM

Phương pháp điều chế sét hữu cơ
Khuếch tán trong nước
Trao đổi ion
Lọc
Nghiền mịn

Bentonit
Nước
Khuấy trộn
tạo huyền phù
DMDOA
Rửa
Làm khô
Sét hữu cơ
Kí hiệu : P-DMDOA
THỰC NGHIỆM
Sét hữu cơ Dung môi
Cao su thiên nhiên Dung môi
Tách
dung môi
Cán trộn với
CSTN và các
chất phụ gia,
chất lưu hóa
CSTN/clay
nanocompozit
Lưu
hóa
Khuấy
trộn
Sấy

Phương pháp chế tạo vật liệu CSTN/clay nanocompozit
Rung
siêu âm
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN


Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng:
1. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình điều chế sét
hữu cơ
Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng
Ảnh hưởng của tỷ lệ DMDOA/bentonit
Ảnh hưởng của pH dung dịch
Ảnh hưởng của thời gian phản ứng
Nhiệt độ (
0
C ) 40 50 60 70 80
d
001
( A
0
)
38.038 38.294 39.031 37.526 37.104
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Ảnh hưởng của tỷ lệ khối lượng DMDOA/bentonit
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Ảnh hưởng của pH dung dịch

Ảnh hưởng của thời gian phản ứng
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Phổ hấp thụ hồng ngoại của bentonit (1) và sét hữu cơ (2)
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
(a)
(b)

Ảnh SEM của mẫu bentonite (a) và sét hữu cơ (b)
Mẫu sét hữu cơ thu được có cấu trúc lớp và có độ xốp khá
cao, thuận lợi cho việc sử dụng để đưa vào polyme trong
quá trình tổng hợp vật liệu nanocompozit
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Ảnh hưởng của phương pháp phân tán sét hữu cơ đến tính
chất cơ lý của vật liệu
2. Nghiên cứu khả năng gia cường của sét hữu cơ đến tính chất cơ
lý của CSTN
•
Phương pháp khối
•
Phương pháp dung dịch
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
•
Phương pháp dung dịch kết hợp khuấy cơ học và rung siêu âm
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Ảnh hưởng của phương pháp phân tán sét hữu cơ đến khả
năng chèn lớp
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Nghiên cứu khả năng gia cường của sét hữu cơ (P-DMDOA)
cho vật liệu CSTN
Hàm lượng P-DMDOA (pkl)
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Nghiên cứu khả năng gia cường của sét hữu cơ I.28E cho vật

liệu CSTN
Hàm lượng I.28E (pkl)
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

So sánh ảnh hưởng của các chất phụ gia nanoclay đến
tính chất cơ lý của vật liệu CSTN
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Nghiên cứu tính chất nhiệt của vật liệu CSTN/clay nanocompozit
Bảng 3.9: Đánh giá vùng phân hủy nhiệt ban đầu
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3. Nghiên cứu khả năng gia cường của sét hữu cơ P-
DMDOA đến tính chất cơ lý của vật liệu CSTN/tro bay
KẾT LUẬN
1. Đã xác định được điều kiện thích hợp để điều chế sét hữu cơ
là:
- Nhiệt độ phản ứng 60
o
C - pH dung dịch = 9
-Tỷ lệ khối lượng DMDOA/bentonit = 1:1 - Thời gian phản ứng
5h
2. Đã chế tạo được vật liệu CSTN/clay nanocompozit có cấu trúc
xen lớp bằng phương pháp dung dịch kết hợp khuấy trộn 4h
và rung siêu âm 2h
3. Đã xác định được với 4pkl sét hữu cơ (P-DMDOA và I.28E)
gia cường, tính chất cơ lý của vật liệu đạt cực đại và không có
sự khác nhau đáng kể.
4. Đã xác định được với 4pkl P-DMDOA đã gia tăng nhiệt độ
phân hủy của vật liệu CSTN lên 10
0

C.
5. Đã xác định được với 4pkl P-DMDOA đã gia tăng tính chất cơ
lý của vật liệu CSTN/tro bay lên đáng kể (15%) so với ban đầu.