Nghiên cứu nâng cao khả năng kết dính và bảo vệ của vật liệu kết dính trên cơ sở blend của NBR PVC bằng phương pháp hóa lý

Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA HÓA HỌC
LỜI CẢM ƠN

======

Trong thời gian nghiên cứu và học tập, nhờ vào sự nỗ lực của bản thân
và sự giúp đỡ tận tình của thầy cô giáo, em đã hoàn thành khóa luận của mình
đúng thời gian quy định.
TRƯƠNG THỊ THÙY GIANG
Trước tiên, em xin được gửi lời cảm ơn chân thành và lòng biết ơn sâu
sắc của mình tới PGS. TS Đỗ Quang Kháng – Viện Hóa học – Viện Hàn Lâm
Khoa học và Công nghệ Việt nam đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em trong
suốt quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài.
Em xin gửi lời CỨU
cảm ơn tới
ban lãnh CAO
đạo Viện KHẢ
Hóa học NĂNG
và các cán bộ
NGHIÊN
NÂNG
Phòng
Công nghệ
Vật liệu
MôiBẢO
trường đãVỆ

tận tình
chỉ bảo,
tạo điều
kiện thuận
KẾT
DÍNH
VÀ
CỦA
VẬT
LIỆU
lợi cho
em trong
thời gianTRÊN
qua.
KẾT
DÍNH
CƠ SỞ BLEND CỦA
NhânNBR/PVC
dịp này, em xin gửi
lời cảm ơn
đến các thầy côPHÁP
giáo là giảng viên
BẰNG
PHƯƠNG
khoa Hóa học – Trường Đại học
Sư phạm
Hà Nội 2 đã quan tâm giúp đỡ,
HÓA
LÝ
trang bị cho em những kiến thức chuyên môn cần thiết trong quá trình học tập

tại trường.
Xin cảm
ơn gia LUẬN
đình, bạn TỐT
bè luôn NGHIỆP
động viên, giúp
đỡ cho
em trong suốt
KHÓA
ĐẠI
HỌC
thời gian học tập đến khi hoàn thành khóa luận hoàn thành tốt khóa luận tốt
Chuyên ngành: Hóa Hữu Cơ
nghiệp này.
Trong quá trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp dù cố gắng nhưng em
không tránh được những sai sót. Vì vậy, em
kínhhướng
mong dẫn
nhậnkhoa
đượchọc
sự chỉ bảo
Người
của thầy cô và ý kiến đóng góp của các PGS.TS
bạn sinh ĐỖ
viênQUANG
quan tâm.KHÁNG
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, tháng 5 năm 2015
Sinh viên
Trương Thị Thùy Giang

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
HÀ NỘI – 2015
Trương Thị Thùy Giang

K37B – Hóa Học


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
ASTM

Tiêu chuẩn của Mỹ

FESEM

Kính hiển vi điện tử quét trường phát xạ

ISO

Tiêu chuẩn quốc tế

PE

Polyetylen

PP

Polypropylen

PVA

Polyvinyl ancol

PS

Polystyren

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

Trương Thị Thùy Giang

K37B – Hóa Học


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2
DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1. Cấu trúc phân tử cao su butadien nitril ........................................... 16
Hình 3.1. Ảnh hưởng của thời gian để khô tự nhiên tới độ bền kéo bóc của
mối mối dán bằng keo tự lưu trên cơ sở blend của NBR/PVC (50/50) và
các phụ gia trong xyclohexanon với siêu xúc tiến EZ ............................ 31
Hình 3.2. Ảnh hưởng của thời gian để khô tự nhiên tới độ bền kéo trượt của
mối dán bằng keo tự lưu trên cơ sở blend của NBR/PVC (50/50) và các

phụ gia trong xyclohexanon với siêu xúc tiến EZ .................................. 31
Hình 3.3. Ảnh hưởng của thời gian để khô tự nhiên tới độ bền kéo bóc của
mối dán bằng keo tự lưu trên cơ sở blend của NBR/PVC và các chất phụ
gia trong hỗn hợp dung môi xyclohexanon/axeton (50/50) với siêu xúc
tiến EZ ..................................................................................................... 33
Hình 3.4. Ảnh hưởng của thời gian để khô tự nhiên tới độ bền kéo trượt của
mối dán bằng keo tự lưu trên cơ sở blend của NBR/PVC và các chất phụ
gia trong hỗn hợp dung môi xyclohexanon/axeton (50/50) với siêu xúc
tiến EZ ..................................................................................................... 33
Hình 3.5. Ảnh hưởng của thời gian tự lưu tới độ bền kéo bóc của mối dán
bằng keo tự lưu trên cơ sở blend của NBR/PVC (50/50) và các phụ gia
trong hỗn hợp dung môi xyclohexanon/axeton (50/50) với siêu xúc tiến
EZ ............................................................................................................ 36
Hình 3.6. Ảnh hưởng của thời gian tự lưu tới độ bền kéo trượt của mối dán
bằng keo tự lưu trên cơ sở blend của NBR/PVC (50/50) và các phụ gia
trong hỗn hợp dung môi xyclohexanon/axeton (50/50) với siêu xúc tiến
EZ ............................................................................................................ 36
Hình 3.7. Ảnh FESEM bề mặt kéo bóc của mối dán bằng chất kết dính tự lưu
trên cơ sở NBR/PVC và các phụ gia trên vật liệu vải mành polyeste .... 37

Trương Thị Thùy Giang

K37B – Hóa Học


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2
DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1. Hỗn hợp dung môi cho keo dán cao su nitril ...................................... 20
Bảng 3.1. Ảnh hưởng của thời gian để khô tự nhiên tới khả năng kết dính của
chất kết dính trên cơ sở blend của NBR/PVC (50/50) và các phụ gia
trong dung môi xyclohexanon với siêu xúc tiến EZ .................................. 30
Bảng 3.2. Ảnh hưởng của thời gian để khô tự nhiên tới khả năng kết dính của
chất kết dính trên cơ sở blend của NBR/PVC (50/50) và các phụ gia
trong hỗn hợp dung môi xyclohexanon/axeton (50/50) với siêu xúc tiến
EZ ................................................................................................................ 32
Bảng 3.3. Độ bền kéo bóc và bền kéo trượt của mối dán với chất kết dính trên
cơ sở blend của NBR/PVC (50/50) và các phụ gia trong các dung môi .... 34
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của thời gian tự lưu tới khả năng kết dính của chất kết
dính trên cơ sở blend của NBR/PVC (50/50) và các phụ gia trong hỗn
hợp dung môi xyclohexanon/axeton (50/50) với siêu xúc tiến EZ ............ 35
Bảng 3.5. Hệ số già hóa của vật liệu kết dính tự lưu trên cơ sở blend của
NBR/PVC và các phụ gia khác ................................................................... 38

Trương Thị Thùy Giang

K37B – Hóa Học


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2
MỤC LỤC

MỞ ĐẦU ............................................................................................................. 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ............................................................................... 3
1.1. Keo dán ........................................................................................................ 3
1.1.1. Khái niêm, phân loại ................................................................................. 3

1.1.2. Keo cao su và chế tạo keo cao su .............................................................. 5
1.2. Vấn đề kết dính và công nghệ kết dính ...................................................... 10
1.2.1. Những lý thuyết về bám dính .................................................................. 10
1.2.2. Cơ chế hóa rắn của các chất kết dính ...................................................... 13
1.3. Các giải pháp nâng cao độ bám dính của mối dán ..................................... 15
1.4. Chất kết dính trên cơ sở cao su nitril, blend của cao su nitril với
polyvinylcloride .......................................................................................... 16
1.4.1. Giới thiệu chung về cao su nitril ............................................................. 16
1.4.2. Chất kết dính và chất kết dính trên cơ sở cao su nitril ............................ 19
1.4.3. Polyvinylcloride ...................................................................................... 21
1.4.4. Vật liệu polyme blend trên cơ sở NBR và PVC và chất kết dính trên cơ
sở blend của NBR/PVC .............................................................................. 24
1.4.5. Chất kết dính tự lưu hóa .......................................................................... 24
CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM ..................................................................... 26
2.1. Vật liệu nghiên cứu ................................................................................... 26
2.2. Phương pháp nghiên cứu............................................................................ 26
2.2.1. Chế tạo chất kết dính từ vật liệu compozit trên cơ sở blend của
NBR/PVC với nanosilica, than đen và các phụ gia .................................... 26
2.2.2. Đánh giá khả năng bám dính của vật liệu kết dính trên cơ sở compozit
trên cơ sở blend NBR/PVC với nanosilica+than đen và các phụ gia lên
mành polyeste.............................................................................................. 27
2.2.3. Ép lưu hóa ............................................................................................... 28

Trương Thị Thùy Giang

K37B – Hóa Học


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

2.2.4. Nghiên cứu cấu trúc hình thái bề mặt kéo bóc của chất kết dính tự lưu
trên cơ sở blend NBR/PVC và các phụ gia ................................................ 28
2.2.5. Đánh giá độ bền môi trường của mối dán ............................................... 28
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................. 30
3.1. Ảnh hưởng của thời gian khô và dung môi đến khả năng bám dính của
chất kết dính trên cơ sở blend của NBR/PVC (50/50) và các phụ gia ....... 29
3.2. Khả năng bám dính của hệ chất kết dính trên cơ sở blend của NBR/PVC
(50/50) và các phụ gia khi đóng rắn hoàn toàn ........................................... 34
3.3. Đánh giá khả năng và thời gian tự lưu của chất kết dính, bảo vệ trên cơ sở
blend của NBR/PVC và các phụ gia với siêu xúc tiến EZ ......................... 34
3.4. Cấu trúc hình thái bề mặt kéo bóc của chất kết dính trên cơ sở blend của

NBR/PVC và các phụ gia............................................................................ 37
3.5. Độ bền môi trường của chất kết dính, bảo vệ trên cơ sở blend của
NBR/PVC và các phụ gia có khả năng tự lưu ............................................ 38
KẾT LUẬN .................................................................................................... 40
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................. 41

Trương Thị Thùy Giang

K37B – Hóa Học


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2
MỞ ĐẦU

Do có tính phân cực cao, cao su nitril butadien (NBR) được ứng dụng
làm vật liệu kết dính keo dán trong nhiều lĩnh vực như: trong lĩnh vực da giày,
gỗ hay gắn kết kim loại với cao su, nhựa, phủ lên vải làm vật liệu bảo
vệ,…[5,12]. Song, do hạn chế về khả năng bền thời tiết chưa thật cao, nên để
khắc phục nhược điểm này, NBR được biến tính với polyvinylcloride (PVC)
để tạo thành chất kết dính, bảo vệ vừa có khả năng kết dính tốt, vừa có khả
năng bảo vệ cao.
Trong cùng thời gian, một số tác giả đã nghiên cứu chế tạo các loại chất
kết dính, bảo vệ trên cơ sở blend của NBR, NBR/PVC cũng như NBR/PVC
gia cường bằng nanosilica, NBR/PVC khâu mạch bằng dicuminperoxide. Tất
cả các loại chất kết dính này đều có khả năng bám dính tốt, và bền với môi
trường. Tuy nhiên, các loại chất kết dính và bảo vệ trên đều phải đóng rắn
nóng, do vậy không thuận tiện cho mục tiêu sử dụng đặc biệt là đối tượng cần
kết dính, bảo vệ khá lớn và cần phải kết dính nhanh. Do vậy, với công nghệ
đóng rắn nóng như các loại chất kết dính trên sẽ không thuận tiện cho quá
trình gia công, chế tạo sản phẩm là các loại ống mềm từ vải polyeste. Chính vì
vậy, trên cơ sở những kết quả trên và tham khảo thêm các tài liệu, chúng tôi
tiến hành chế tạo loại chất kết dính từ blend trên cơ sở NBR/PVC với việc sử
dụng chất đóng rắn nguội (chất kết dính tự lưu). Mặt khác, để tăng tốc độ cho
quá trình bám dính vật lý (khô tự nhiên), hàm lượng phần nhựa (PVC) phải
nhiều để sau khi khô vật lý (bay hơi dung môi) mối dán có thể đã khá chắc.
Đây là lý do của việc thực hiện đề tài: “Nghiên cứu nâng cao khả năng kết
dính và bảo vệ của vật liệu kết dính trên cơ sở blend của NBR/PVC bằng
phương pháp hóa lý”.

Trương Thị Thùy Giang

1

K37B – Hóa Học

Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

Mục tiêu của đề tài là: Tạo ra được chất kết dính trên cơ sở blend của
NBR/PVC có khả năng bám dính và bảo vệ cao, thuận tiện cho việc chế tạo
ống mềm từ vải polyeste.
Nội dung nghiên cứu của đề tài bao gồm:
- Tìm hiểu để tổng quan chung về lý thuyết bám dính, cơ chế hóa rắn,
các biện pháp nâng cao khả năng bám dính của chất kết dính và keo
dán tự lưu.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian khô tới khả năng bám dính của
chất kết dính có khả năng tự lưu trên cơ sở blend của NBR/PVC
(50/50) và các phụ gia,
- Nghiên cứu ảnh hưởng thời gian tự lưu tới khả bám dính của chất kết
dính có khả năng tự lưu trên cơ sở blend NBR/PVC (50/50) và các phụ
gia,
-

Nghiên cứu độ bền môi trường của vật liệu kết dính, bảo vệ chế tạo
được.

- Đánh giá khả năng ứng dụng của chất kết dính cho việc chế tạo ống
mềm polyeste.

Trương Thị Thùy Giang

2

K37B – Hóa Học


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

1.1. Keo dán [1]
1.1.1. Khái niệm, phân loại
Keo dán (chất kết dính) là vật liệu polyme có khả năng kết dính hai bề
mặt vật liệu giống nhau hoặc khác nhau mà không làm biến đổi bản chất các
vật liệu được kết dính.
Có nhiều cách để phân loại keo dán. Cho đến nay chưa có một cách phân
loại nào nhất quán, phản ánh một cách đầy đủ, khách quan, chính xác các loại
keo dán. Sau đây là một số cách phân loại keo dán theo các tiêu chí khác
nhau.
1.1.1.1. Dựa trên nguồn gốc keo
- Keo có nguồn gốc tự nhiên: tinh bột, dextrin, cazein, keo cao su, nhựa
cây, keo xương, da, nhựa đường, sáp,…
- Keo bán tổng hợp: họ xelulo, cao su clor hóa, polyoretan, polyester trên
cơ sở dầu thực vật, polyamid lỏng,…
- Keo dán tổng hợp:
+ Họ vinyl: Polyvinyalcol (PVA), polyvinylaxetat (PVAc), polyacrylic (
PACr), polyeste không no,…
+ Keo từ cao su tổng hợp: Cloropren, cao su nitril, polysunfid,…
+ Các polyme tổng hợp: Polyuretan (PU), epoxy (ER), polyeste,…
1.1.1.2. Phân loại theo đối tượng áp dụng: Keo được phân loại dựa trên bản
chất vật liệu nền cần dán keo. Ví dụ như: Keo dán gỗ, kim loại, chất dẻo, bê

tông, sứ, thủy tinh, cao su,…
Cách phân loại này không có cơ sở khoa học, thiếu chặt chẽ và nhiều khi
bị trùng lặp.

Trương Thị Thùy Giang

3

K37B – Hóa Học


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

1.1.1.3. Phân loại theo bản chất hóa học: Cách phân loại này dựa vào bản
chất hóa học của cấu tử quyết định độ bám dính và khả năng làm việc của
keo. Ví dụ như: Keo epoxy, keo acrylic,…
1.1.1.4. Phân loại theo trạng thái tồn tại của keo:
- Keo dạng dung dịch, huyền phù hay nhũ tương
- Keo dán nóng chảy
- Keo dưới dạng sơn
- Keo màng
- Keo dạng bột nhão
- Keo dạng mỡ
- Keo khô
1.1.1.5. Phân loại theo cơ chế đóng rắn: Cách phân loại này dựa trên bản chất
và cơ chế hóa rắn, hình thành màng keo.
- Keo khô nhờ bay hơi: đó là các keo trong dung dịch, nhũ tương, huyền
phù, keo bột nhão,… Mối dán được hình thành do bay hơi dung môi và không

khí hay do hấp thụ vào lớp nền vật liệu.
Họ keo này có nhược điểm là phải dùng nhiều dung môi, có hàm khô
thấp, nguy cơ cháy nổ, ô nhiễm đáng kể và lãng phí dung môi.
- Keo dán nóng chảy: là các loại keo trên cơ sở polyme nhiệt dẻo, dễ
nóng chảy, có độ bám dính cao. Các loại keo truyền thống có các nhóm keo
xương, sáp dính, dẫn xuất xelulo.
- Các keo dán nhiệt rắn: là các polyme có chứa nhóm chức có thể đan
lưới trong điều kiện nhiệt độ cao, có hay không có tác nhân đan lưới, xúc tác,
chất hóa rắn mạch. Khi mối dán hình thành phải xảy ra phản ứng hóa học tạo
liên kết bền vững. Các phản ứng hóa học này có thể là phản ứng ngưng tụ hay
phản ứng trùng hợp.

Trương Thị Thùy Giang

4

K37B – Hóa Học


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

- Nhóm keo dán nhạy áp lực: các keo dán này có đặc điểm là duy trì độ
bám dính thường xuyên, độ bền liên kết lớn hơn dính kết. Chúng được làm
băng dính y tế, băng dính kĩ thuật, các băng che chắn trong kĩ nghệ sơn phủ,
băng cố định các bề mặt, các tiếp điểm tức thời hay lâu dài.
1.1.2. Keo cao su và chế tạo keo cao su [6]
1.1.2.1. Keo cao su
a) Khái niệm và phân loại

Keo cao su là dung dịch của cao su hoặc hỗn hợp cao su trong dung môi.
Trong kỹ thuật gia công cao su, keo cao su được sử dụng để sản xuất các sản
phẩm màng mỏng, phủ phết lên vải mành, vải bạt và dán các bán thành phẩm
cao su cho các sản phẩm có cấu trúc phức tạp, nhiều lớp. Các loại keo cao su
có hàm lượng styren cao dùng để sản xuất giả da cho công nghiệp giày dép…
Một vài loại keo cao su còn sử dụng để hàn gắn, dán các vật liệu khác: kim
loại, sành sứ, bêtông,…
Phụ thuộc vào thành phần hóa học của hợp phần cao su, keo cao su có thể
được phân loại không lưu hóa, loại lưu hóa và loại keo tự lưu hóa ở nhiệt độ
thấp.
Keo không lưu hóa không chứa các hợp chất lưu hóa trong thành phần
của nó. Độ bền kết dính và các đặc trưng kỹ thuật của keo phụ thuộc vào bản
chất hóa học của vật liệu, loại, hàm lượng các chất phối hợp có tác dụng hóa
rắn keo và nhiệt độ môi trường. Khi nhiệt độ môi trường cao loại keo này
chuyển từ trạng thái thủy tinh, mềm cao sang trạng thái chảy nhớt vì vậy độ
bền cơ học giảm và độ bền bám dính giảm.
Keo lưu hóa ở nhiệt độ có chứa trong thành phần của nó hệ thống lưu hóa
thông dụng có mức độ hoạt động hóa học trung bình và các loại chất phối hợp
khác cho cao su làm tăng độ bền cấu trúc của vật liệu.

Trương Thị Thùy Giang

5

K37B – Hóa Học


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

Keo tự lưu hóa là keo được cấu thành từ hai hợp phần, một trong hai hợp
phần chứa chất lưu hóa, hợp phần kia chứa xúc tiến lưu hóa có mức độ hoạt
động hóa học cực mạnh. Siêu xúc tiến thường được sử dụng trong hợp phần
này là cacbamat Natri, cacbamat kẽm và xúc tiến P.
Trước khi sử dụng, phối trộn hai hợp phần lại với nhau, hàm lượng các
hợp phần được sử dụng sao cho tỷ lệ chất lưu hóa và xúc tiến lưu hóa phù hợp
với yêu cầu kỹ thuật keo dán.
Ngoài phương pháp phân loại trên keo cao su còn được phân loại theo gốc
polyme và độ nhớt của keo. Phụ thuộc vào độ nhớt của keo được phân thành
các loại: keo lỏng (tỷ lệ polyme: dung môi là 1: 10÷ 1: 20), keo có độ nhớt
trung bình (tỷ lệ polyme: dung môi là 1: 5÷10) và Past (tỷ lệ polyme: dung
môi là 1:1 đến 1: 5)
Ngoài thành phần hóa học của keo cao su, dung môi để hòa tan hợp phần
cao su đó cũng có ảnh hưởng rất lớn đến tính năng kỹ thuật và ngoại quan của
sản phẩm.
Lựa chọn dung môi cho hợp phần cao su để chế tạo keo dán trong sản
xuất không những phải đảm bảo các tính năng kỹ thuật của keo dán mà phải
đảm bảo các yêu cầu vệ sinh công nghiệp và an toàn cho sản xuất.
b) Yêu cầu đối với dung môi
Để tạo được keo – tạo được dung dịch polyme điều kiện quan trọng đối
với dung môi là phải hòa tan tốt polyme (hợp phần cao su) đó. Nếu xem xét
quá trình hòa tan polyme vào dung môi như quá trình phối trộn hai chất lỏng,
điều kiện cần và đủ để chúng trộn hợp được với nhau là chúng phải có cùng
chỉ số hòa tan.
Đối với hỗn hợp dung môi có chỉ số hòa tan khác nhau và khác với hợp
phần cao su. Quá trình hòa tan xảy ra tốt khi và chỉ khi các số chỉ hòa tan
quan hệ với nhau theo phương trình:  P  1.1   2 . 2

Trương Thị Thùy Giang

6

K37B – Hóa Học


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

Trong đó :  P là chỉ số hòa tan
 1 ; 1 là chỉ số hòa tan và phần trăm tính theo thể tích của dung

môi thứ nhất trong hỗn hợp dung môi
 2 ,  2 là chỉ số hòa tan và phần trăm theo thể tích của dung môi

thứ hai trong hỗn hợp dung môi
Thực tế đã chứng tỏ, khi chọn dung môi cho hợp phần cao su khác nhau
nên tuân thủ nguyên tắc: polyme phân cực hòa tan tốt vào dung môi phân cực
và polyme không phân cực hòa tan tốt vào dung môi không phân cực.
Để đảm bảo mức độ ổn định của keo cao su dung môi phải trơ hóa học
không tham gia vào bất kì một phản ứng nào với polyme. Đối với hợp phần
cao su, các loại dung môi như benzin, benzen hoàn toàn đáp ứng được yêu
cầu này. Các loại dung môi là cacbua hydro clor hóa hoặc chứa clor trong
phân tử của nó như dicloetan… là các loại dung môi không hoàn toàn trơ hóa
học. Ở nhiệt độ cao hoặc ngay ở nhiệt độ thường trong thời gian bảo quản và
sử dụng keo các loại dung môi có chứa halozen là chất oxy hóa mạnh có khả
năng giải phóng HCl và Cl2 oxy hóa mạch đại phân tử làm thay đổi độ bền
cũng như khả năng kết dính của màng keo.
Một trong số các yêu cầu quan trọng đối với dung môi để đảm bảo các

tính năng kỹ thuật của keo là mức độ hút ẩm của dung môi. Dung môi hút ẩm
mạnh thường làm giảm khả năng kết dính của keo vì nước trong keo là chất
ngăn cách các vật liệu dán. Đối với một số loại keo có chứa –SCl với sự có
mặt của vết nước quá trình lưu hóa của màng keo không thể thực hiện được vì
trong màng keo xảy ra phản ứng phân hủy: -SCl + H2O → SO2 + HCl tạo
bọt xốp cho màng keo và giảm độ bền kết dính nội, ngoại của màng keo.
Độ bền và mức độ kết dính của màng keo phụ thuộc vào vận tốc bay hơi
dung môi. Các loại dung môi có nhiệt độ sôi thấp, vận tốc bay hơi lớn trong
quá trình sử dụng làm giảm các tính chất cần thiết của keo. Trong quá trình

Trương Thị Thùy Giang

7

K37B – Hóa Học


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

bay hơi nhiệt độ bề mặt màng keo giảm. Khi nhiệt độ giảm nhanh đến nhiệt
độ ngưng của hơi nước trên bề mặt của keo dán xuất hiện một lớp sương
mỏng ngăn chặn các liên kết chặt chẽ giữa keo dán và vật liệu dán. Mặt khác,
vận tốc bay hơi của dung môi lớn tạo trên bề mặt một lớp màng polyme ngăn
chặn quá trình bay hơi tiếp theo của dung môi làm giảm độ bền cơ học của
màng keo.
Vận tốc bay hơi của dung môi tỷ lệ thuận với áp suất hơi bão hòa trên bề
mặt dung môi và phụ thuộc vào nhiệt độ. Nhiệt độ tăng, vận tốc bốc hơi của
dung môi cũng tăng, chính vì vậy, để sản xuất keo cao su và các loại keo khác

không những phải lựa chọn các dung môi mà còn phải lựa chọn điều kiện sấy
màng keo thích hợp đảm bảo các đặc trưng kỹ thuật tốt nhất cho màng keo.
Ngoài những yêu cầu nhằm đảm bảo các tính năng kỹ thuật cần thiết cho
hệ keo trong sản xuất dung môi còn phải đáp ứng hàng loạt các yêu cầu kỹ
thuật khác nhằm mục đích bảo vệ sức khỏe cho người sản xuất, an toàn và
đảm bảo hiệu quả cho sản xuất.
Hầu hết, các loại dung môi sử dụng cho sản xuất keo cao su đều độc hại.
Mức độ độc hại của dung môi được đánh giá bằng nồng độ tới hạn cho phép
của nó trong không gian của khu vực sản xuất.
Nồng độ tới hạn cho phép được tính bằng [mg/m3] là hàm lượng tính bằng
mg dung môi đó trong 1m3 không khí trong không gian sản xuất không gây
ảnh hưởng ngay tới sức khỏe của người sản xuất. Đối với các loại dung môi
khác nhau nồng độ tới hạn cho phép khác nhau.
Xăng kỹ thuật: 300

dicloretan

Xyclohexan

80

sunfua carbon

10

Xylen

50

Cloropooc

10

Toluen

50

etylaxetat

200

Benzen

20

metyl etyl xeton

200

Trương Thị Thùy Giang

8

10

K37B – Hóa Học


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

Ngoài đặc trưng độc hại của dung môi trong sản xuất tất cả các loại
carbua hydro sử dụng làm dung môi cho keo cao su đều dễ dàng cháy, nổ.
Những thông số đặc trưng cho quá trình cháy nổ của các loại dung môi là:
nhiệt độ bốc cháy, nhiệt độ tự bốc cháy và giới hạn nổ.
Nhiệt độ bốc cháy là nhiệt độ nhỏ nhất của hỗn hợp dung môi và không
khí mà khi đó hơi dung môi có thể bốc cháy nếu ở đó tồn tại nguồn lửa hở.
Nhiệt độ tự bốc cháy là nhiệt độ nhỏ nhất của môi trường mà khi đó hơi
dung môi bão hòa trong không khí có thể tự bốc cháy. Nhiệt độ tự bốc cháy
của các loại dung môi rất khác nhau và dao động từ 90oC đến 500oC.
Giới hạn nổ của dung môi là nồng độ lớn nhất và nhỏ nhất của dung môi
trong không khí mà trong khoảng giới hạn nồng độ đó có thể xảy ra quá trình
nổ. Giới hạn nổ cho mỗi loại dung môi không cố định mà phụ thuộc vào điều
kiện của môi trường: nhiệt độ, áp suất, công suất nguồn lửa. Cùng với nhiệt
độ tăng giới hạn nổ của dung môi được mở rộng.
Để đảm bảo an toàn trong sản xuất dung môi được lựa chọn phải ít gây
nguy hiểm cho khả năng cháy nổ. Từ góc độ an toàn cháy nổ, dung môi phải
có nhiệt độ tự bốc cao và giới hạn nổ càng hẹp càng tốt.
Một trong số các yêu cầu đối với dung môi quan trọng đảm bảo cho quá
trình sản xuất được tồn tại và phát triển là nguyên vật liệu và giá thành của
nó. Dung môi có thể đáp ứng tất cả các yêu cầu kỹ thuật, yêu cầu vệ sinh công
nghiệp kể trên nhưng nếu nguồn và giá thành của nó gây khó khăn cho sản
xuất nó vẫn không được sử dụng. Vì vậy, đứng trên quan điểm kinh tế sản
xuất dung môi phải có nguồn dễ kiếm và giá thành hạ…
1.1.1.2. Chế tạo keo cao su.
Keo không lưu hóa được chế tạo từ cao su tinh khiết (không độn) có khả
năng kết tinh loại tốt. Thông thường, keo không lưu hóa được sản xuất chủ
yếu từ crếp hong khối và crếp trắng loại tốt. Để tăng khả năng bám dính và

Trương Thị Thùy Giang

9

K37B – Hóa Học


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

giảm độ nhớt của dung dịch keo trước khi hòa tan crếp được sơ luyện làm đứt
mạch đại phân tử đến độ dẻo 0,8.
Các loại cao su không kết tinh chỉ dùng để sản xuất các loại keo lưu hóa.
Keo lưu hóa để sản xuất giả da và các tấm bạt cao su vải có độ nhớt cao và
được chế tạo trong máy trộn trục z. Để giảm độ nhớt của keo có thể dùng phối
hợp dung môi thông dụng với 5% đến 10% xeton, rượu. Tuy nhiên, rượu và
xeton làm giảm độ ổn định của keo.
Keo lưu hóa trong quá trình bảo quản thường không ổn định, mức độ
đồng nhất của keo không được duy trì. Lớp dưới của thùng keo xuất hiện
những các chất độn sa lắng và một hàm lượng hợp phần cao su gel hóa. Để
giảm khả năng gel hóa của keo cao su nên hạn chế sử dụng các loại độn hoạt
tính cao.
Lưu huỳnh hòa tan vào cao su và dung môi ở hàm lượng hạn chế. Mức độ
hòa tan phụ thuộc vào nhiệt độ nên trong quá trình bảo quản và sử dụng lưu
huỳnh có xu hướng kết tinh và kết tủa, để chống hiện tượng này trong tập hợp
phần của keo nên sử dụng các chất hoạt động bề mặt ( axit oleic, axit steoric).
1.2. Vấn đề kết dính và công nghệ kết dính
Trong keo dán kỹ thuật cũng như chế tạo màng phủ, vấn đề bám dính giữa
keo dán với vật liệu cần kết dính cũng như khả năng bám dính của màng lên

vật liệu cần phủ, bảo vệ là vấn đề cốt lõi, xuyên suốt cả quá trình nghiên cứu
chế tạo vật liệu cũng như công nghệ chế tạo, ứng dụng keo dán kỹ thuật là
vấn đề kết dính [1,3,12].
1.2.1. Những lý thuyết về bám dính
Vấn đề bám dính giữa nền (vải hoặc các chất cần kết dính khác) và keo
hoặc chất tạo màng là một trong những vấn đề hàng đầu trong quá trình chế
tạo chất kết dính, nó quyết định đến việc thành bại của quá trình. Về vấn đề
bám dính có những lý thuyết sau đây:

Trương Thị Thùy Giang

10

K37B – Hóa Học


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

- Thuyết hấp phụ: Thuyết hấp phụ đã được De-Brugne và Me-laren nêu ra vào
khoảng năm 1944-1947. Theo thuyết này, quá trình bám dính xảy ra trên bề
mặt, lực tương tác giữa các phân tử keo dán và bề mặt dán tạo ra mối liên kết
giữa chúng. Quá trình này có thể được chia thành hai giai đoạn: giai đoạn thứ
nhất là sự chuyển dịch các chất cao phân tử từ dung dịch keo dán đến bề mặt
dán, các nhóm có cực của chất cao phân tử tiến dần đến phần phân cực của bề
mặt dán. Giai đoạn hai diễn ra quá trình hấp phụ khi khoảng cách giữa các
nhóm có cực của chất cao phân tử và nhóm phân cực của bề mặt dán nhỏ hơn
5Ao sẽ xảy ra tương tác giữa chúng và dần dần đạt tới cân bằng hấp phụ. Theo
thuyết này, độ bền bám dính cao không thể đạt được giữa bề mặt dán phân

cực và keo dán không phân cực và ngược lại. Để có sự bám dính tốt cần thiết
phải tạo cho chất bám dính và bề mặt được bám những nhóm chức phân cực
có khả năng tương tác với nhau. Thuyết hấp phụ bám dính có một số nhược
điểm là thuyết này không giải thích được vì sao công thức để tách màng keo
ra khỏi bề mặt bám lớn hơn công cần thiết để thắng lực tương tác các phân tử
và độ bền kéo bóc mối dán phụ thuộc vào tốc độ kéo bóc.
- Thuyết khuếch tán: Thuyết này được Mark và Josetovit là những người đầu
tiên đưa ra. Theo thuyết này sự tự bám dính và bám dính là kết quả của quá
trình khuếch tán các mạch hoặc các đoạn mạch từ loại polyme này sang loại
polyme khác và dẫn đến sự tạo thành liên kết bền vững giữa chúng. Điều kiện
xảy ra sự khuếch tán tương hỗ là hai polyme phải tương hợp về mặt nhiệt
động học và động học, quá trình khuếch tán làm mất ranh giới phân chia giữa
các bề mặt và tạo lớp biên có phần trung gian. Theo thuyết này, độ bám dính
cao chỉ có được trong trường hợp cả hai polyme có cực hoặc không có cực.
Thuyết khuếch tán giải thích được công cần thiết để tách màng keo lớn
hơn lực tương tác giữa các phân tử keo và polyme. Thuyết khuếch tán chỉ giải
thích được cơ chế bám dính giữa polyme với polyme trong điều kiện chúng

Trương Thị Thùy Giang

11

K37B – Hóa Học


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

hòa tan lẫn trong nhau, với trường hợp dán polyme với kim loại (polyme

không khuếch tán vào kim loại) hoặc trường hợp dán các polyme không tan
lẫn trong nhau thì thuyết khuyếch tán không thể giải thích được hiện tượng
bám dính.
- Thuyết điện: Khi phá vỡ mối liên kết bám dính, thường quan sát thấy sự
phóng điện thể hiện bằng tiếng lách tách và phát sáng còn trên bề mặt bị phá
vỡ tích điện trái dấu. Hiện tượng trên xảy ra khi bóc tách màng không dẫn
điện ra khỏi bề mặt kim loại. Hiện tượng này được Helmhols giải thích là do
có hiệu điện thế ở hai lớp biên hai vật thể khác nhau. Hiệu điện thế đó gây ra
ở vùng tiếp xúc lớp điện tích kép. Sự xuất hiện lớp điện tích kép ở vùng tiếp
xúc giữa hai vật liệu khác nhau có thể giải thích được sự nhiễm điện bề mặt.
Theo thuyết trên, lực phá hủy liên kết bám dính cũng vừa tiêu phí để phân
tách lớp điện tích kép phát sinh trên ranh giới phân chia chất bám dính và bề
mặt vật liệu. Sử dụng thuyết điện có thể giải thích được hiện tượng bám dính
tốt của dung dịch cao su clopren và cao su halogen lên bề mặt kim loại. Tuy
nhiên, theo thuyết điện chưa giải thích được hiện tượng bám dính giữa các
polyme có bản chất tương tự và các polyme không phân cực không thể có
được các mối dán có độ bền cao vì không tạo được lớp điện kép, trong hai
trường hợp này lực tương tác giữa các phân tử đóng vai trò chủ yếu trong quá
trình bám dính chứ không phải lực hút tĩnh điện.
- Thuyết hóa học: Năm 1903, Veber lần đầu tiên đã giải thích được hiện
tượng bám dính ebonit với kim loại bằng việc tạo thành các sunfit kim loại
trên bề mặt phân chia pha ebonit kim loại. Sau đó, Byer đã thành công trong
việc dán cao su với kim loại nhờ keo isocyanat tác dụng với oxit và hydroxit
kim loại trên bề mặt kim loại, ngoài ra nguyên tử nitơ trong keo isocyanat có
xu hướng tạo liên kết phức với bề mặt kim loại. Keo isocyanat còn tác dụng
trực tiếp với cao su và một số phụ gia trong cao su như than đen. Như vậy,

Trương Thị Thùy Giang

12

K37B – Hóa Học


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

tương tác giữa hỗn hợp cao su và keo dán trong quá trình lưu hóa ở nhiều
trường hợp đã tạo thành các liên kết hóa học giữa cao su, chất lưu hóa và
polyme của keo dán. Sự bám dính của keo ureformandehyt và keo
phenolformandehyt trên bề mặt gỗ được giải thích là do tạo ra các liên kết hóa
học giữa nhóm hydroxyl của phân tử xenlulo với nhóm metylol của keo như
vậy độ bền bám dính giữa keo dán và bề mặt được quyết định bởi liên kết hóa
học.
- Thuyết cơ học: Theo thuyết cơ học, sự bám dính giữa nền và cốt được thực
hiện nhờ liên kết cơ học theo kiểu các khớp nối thông qua độ mấp mô trên bề
mặt của cốt do lực ma sát. Polyme ở dạng lỏng sẽ điền đầy các vị trí lõm của
cốt khi đóng rắn sẽ tạo thành các chốt hãm như đối với cốt sợi polyamit có
cấu tạo kiểu cuộn thừng bám dính tương đối tốt với nền cao su.
Như vậy, sự bám dính giữa nền vải và keo dán trong quá trình chế tạo mối
dán hai màng phủ bảo vệ phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: hiệu quả tương tác
giữa các pha, tính chất nhiệt động học và bản chất của vật liệu, độ linh động
của mạch cao phân tử, cấu trúc bề mặt và một số yếu tố khác.
1.2.2. Cơ chế hóa rắn của chất kết dính
Để hình thành mối dán cuối cùng, keo dán phải hóa rắn. Có ba cơ chế hóa
rắn chủ yếu là:
- Hóa rắn do nguội đi
- Do dung môi bay hơi
- Do phản ứng hóa học

1.2.2.1. Cơ chế hóa rắn do làm lạnh
Một số hợp chất hay hỗn hợp có khả năng nóng chảy không phân hủy.
Nếu được đưa lên bề mặt cần kết dính thì khi nguội đi chúng có khả năng gắn
chặt các bề mặt cần dán. Muốn keo dán tốt, tốc độ hóa rắn cả khối phải lớn
hơn nhiều so với tốc độ phát triển tinh thể trong hệ. Trong trường hợp ngược

Trương Thị Thùy Giang

13

K37B – Hóa Học


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

lại mối dán sẽ có các vùng tinh thể rời rạc xen kẽ vùng vô định hình và bị tập
trung ứng xuất không đều. Nguyên tắc trên đây là cơ sở để phối chế các loại
keo dán nóng chảy (HMA). Lợi thế lớn của HMA là hệ keo này chủ yếu chứa
các đơn chất, tốc độ hóa rắn dễ điều khiển, ngoài ra còn hàng loạt lợi thế khác
như tốc độ khá nhanh, tránh dung môi độc hại, cháy nổ, có khả năng dán lớp
keo dày không sợ bị xốp rỗ.
Ứng dụng thực tế của chúng khá rộng rãi như dán kính xe ôtô bằng PVB
(polyvinylbutyral), tẩm giấy cách điện, cách âm bằng PE, dán dày dép, đồ cơ
khí bằng keo polyamide rắn,…
1.2.2.2. Cơ chế hóa rắn do bay hơi dung môi
Nhiều loại keo được phối đơn và pha chế trong dung môi hữu cơ. Khi dán,
dung môi tách ra khỏi hệ bằng cách bay hơi hay thẩm thấu vào nền xốp. Ví dụ
dán giấy bằng dung dịch keo dextrin, khi đó dextrin sẽ bám lên sợi xenluloza

còn nước chuyển dịch về phía dưới các lỗ xốp trên nền giấy, một phần bay
hơi qua nền.
Keo dán dùng dung môi có khó khăn quan trọng nhất là cần tách loại hết
được dung môi khi phải dán nhiều lớp, nhiều tầng nhưng do đơn giản, dễ
dùng nên keo rất phổ biến. Các ví dụ về keo dùng dung môi có rất nhiều:
- Keo xương, da
- Keo tinh bột
- Keo PVA
- Keo cao su
- Keo latex các loại
1.2.2.3. Cơ chế hóa rắn hóa học
Cơ chế hình thành liên kết dán keo qua phản ứng hóa học là cơ chế quan
trọng nhất đối với các loại keo dán có chất lượng cao (keo dán cấu trúc). Chất
lượng và các tính năng cơ lý của nhóm keo này, dù hóa rắn ở nhiệt độ thường

Trương Thị Thùy Giang

14

K37B – Hóa Học


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

hay nhiệt độ cao đều bền chắc hơn hai nhóm đầu, sau khi đã hóa rắn, lớp keo
được đan lưới không gian, có độ bền cơ lý và hóa học ưu tiên, đồng thời mối
dán chịu ảnh hưởng của các dung môi, hóa chất bên ngoài.
Khi phản ứng hóa rắn không thoát ra sản phẩm phụ như chất lỏng hoặc khí

thì keo có thể dán tốt lên các bề mặt phẳng, không thấm thoát khí như kim
loại, sứ, chất dẻo (ví dụ keo epoxy, keo α xiano-acrilat, polyuretan…).
1.3. Các giải pháp nâng cao độ bám dính của mối dán
Thông thường, trong quá trình chế tạo chất kết dính khi vật liệu cần kết
dính là các vật liệu có độ phân cực thấp còn chất kết dính là những vật liệu có
độ phân cực thì khả năng bám dính giữa chúng theo con đường tự nhiên là rất
hạn chế, để khắc phục tốt vấn đề này, trong kỹ thuật có hai con đường chủ
yếu:
- Sử dụng vật liệu nền có khả năng tự bám dính cao với chất kết dính
- Sử dụng chất kết dính có khả năng bám dính tốt với vật liệu nền
Theo con đường thứ nhất, người ta có thể nâng cao độ phân cực cho nền
polyme bằng cách sử dụng chất liệu vải nền có độ phân cực cao hoặc đưa vào
vải nền những nhóm chức có độ phân cực cao như phương pháp clor hóa
polyme nền. Phối trộn với polyme nền với những polyme khác có độ phân
cực cao như tổ hợp (blend) giữa polyme nền với nhựa epoxy. Phối trộn với
polyme nền một số hợp chất như là FeS, CuS, các loại muối đa hóa trị (Axetat
Mn, Co…); bổ sung vào bề mặt vải nền chất bám dính như nhựa alkyt
phenolfomandehit nhóm chất silan, sử dụng hệ hóa chất hoạt hoá bề mặt.
Theo con đường thứ hai, người ta có thể sử dụng những hóa chất có khả
năng tạo liên kết hóa học với nền như đưa thêm các nhóm có khả năng bám
dính với nền vào thành phần chất kết dính, hoạt hóa bột than, xử lý keo trên
sợi polyeste,...

Trương Thị Thùy Giang

15

K37B – Hóa Học

Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

Như vậy, để chế tạo chất kết dính cho việc liên kết hoặc phủ trên vải nền
polyeste thì việc sử dụng NBR hoặc blend của NBR với PVC là khá phù hợp
vì vải nền polyeste và chất kết dính đều là những vật liệu có độ phân cực khá
cao.
1.4. Chất kết dính trên cơ sở cao su nitril, blend của cao su nitril với
polyvinylcloride
1.4.1. Giới thiệu chung về cao su nitril
Cao su nitril/butadien nitril (NBR hoặc Buna-N) được giới thiệu lần đầu
tiên tại Đức vào năm 1934. Cao su butadien nitril là polyme đồng trùng hợp
của acrylonitril và butadien. Thành phần acrylonitril giúp NBR có khả năng
chịu dầu, có các loại NBR như sau: NBR 41% acrylonitril Breon N41 (Zeon
Chemicals), và chứa 34% acrylonitril, Krynac 34.50 (Bayer), KNB 35 L
(Kumho). Cao su nitril được sản xuất ở Liên Xô trước đây có ký hiệu là CKH
như: CKH–18, CKH–18M,… Các loại cao su nitril do Mỹ sản xuất là
Butapren, Paracril,... còn ở Anh là Breon, Butacon, v.v… cấu trúc phân tử
NBR hình 1.1:

CH2-CH=CH-CH2

CH2-CH
n

CN m

Hình 1.1. Cấu trúc phân tử cao su butadien nitril
NBR có cấu trúc vô định hình, vì thế nó không kết tinh trong quá trình

biến dạng. Sản phẩm NBR có thể làm việc trong điều kiện nhiệt độ tới 120 oC
trong không khí và tại 150oC trong các loại dầu mỡ khác nhau. Tính chất cơ
lý, tính chất công nghệ của NBR phụ thuộc vào hàm lượng nhóm acrylonitril
trong phân tử. Do phân tử NBR phân cực nên rất ít bị ảnh hưởng (trương nở)
bởi các dung môi không phân cực hoặc phân cực yếu như ete, dầu hỏa, xăng,

Trương Thị Thùy Giang

16

K37B – Hóa Học


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

xiclohexan, CCl4, v.v... NBR và các sản phẩm lưu hóa của nó có độ bền rất
cao đối với các parafin, mỡ và các hydrocacbon no. Trong thực tế, người ta có
thể sản xuất NBR có hàm lượng acrylonitril từ 18 đến 50%. Khi hàm lượng
acrylonitril tăng thì tính kháng dầu, tính kháng xăng, độ cứng, lực kéo đứt, độ
mài mòn của NBR cũng tăng lên, nhưng độ chịu lạnh và độ tương hợp với
chất làm mềm lại giảm xuống. Do NBR là loại cao su có cấu trúc vô định hình
nên cường lực của cao su khi không có chất độn tăng cường thường thấp
(khoảng 30kG/cm2). Nếu có trộn than đen (muội than) tăng cường thì cường
lực có thể đạt đến 320kG/cm2. NBR kết hợp với polyvinylclorua (PVC) sẽ
kháng được thời tiết và ozon rất tốt, giảm khả năng bắt cháy, đồng thời độ
bóng bề mặt và tính chất màu lại tốt hơn. NBR có liên kết không no trong
mạch phân tử nên nó có khả năng lưu hóa bằng lưu huỳnh phối hợp với các
loại xúc tiến lưu hóa thông dụng. NBR còn có khả năng lưu hóa bằng chất xúc

tiến lưu hóa nhóm tiuram hoặc nhựa phenolformaldehyt. NBR lưu hóa bằng
tiuram hoặc nhựa phenolformaldehyt có tính chất cơ lý cao, khả năng chịu
nhiệt tốt. Tính năng kéo, nén của cao su này tương tự cao su butadien styren.
NBR có độ phân cực lớn nên loại cao su này có khả năng trộn hợp với hầu hết
các polyme phân cực và với nhiều loại nhựa tổng hợp phân cực. Tổ hợp của
NBR với nhựa phenolformaldehyt có rất nhiều tính chất quý giá như bền dầu
mỡ, ánh sáng. Nhờ những tính năng đặc biệt, nên NBR thường được sử dụng
làm các sản phẩm chịu dầu ở nhiệt độ cao trong ô tô, máy bay, tàu biển, máy
móc, xe quân sự và các sản phẩm chịu dầu trong công nghiệp [2].
Cao su nitril thương mại là các copolyme chính của butadiene và
acrylonitrile. Độ bền và tính chất keo dán của các copolyme này tăng khi tăng
hàm lượng nitril. Cao su nitril tương hợp với nhựa phenolfocmandehyt,
resorcinol- focmandehyt, nhựa vinylclorride, nhựa ankyt, nhựa coumaroninden, cao su clor hóa, nhựa thông hydro hóa, nhựa đường gốc than, epoxy và

Trương Thị Thùy Giang

17

K37B – Hóa Học


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

các nhựa khác, tạo thành các thành phần có thể đóng rắn và cung cấp các keo
dán tốt có độ bền cao, bền dầu và đàn hồi tốt. Chúng ưu việt hơn
polyclorropren ở khả năng tương hợp với nhựa. Keo dán cao su nitril được áp
dụng để dán bản thân cao su nitril đóng rắn và không đóng rắn với nhau và
với vinyl, polyclorropren và các elastome khác. Chúng được sử dụng để phủ

vải nhằm cung cấp độ bền dầu, độ bền môi trường và để dán các vinyl và
elastome với vải.
Khi trộn hợp với nhựa phenolic chúng được sử dụng để:


Dát mỏng nhôm và thép không gỉ



Cán sản xuất nhiều cấu trúc máy bay



Dán các hạt mài với kim loại



Dán lớp vải lót với giày



Sản xuất các panel để thiết kế rèm tường



Dán kim loại với vật liệu cao su nitril, màng polyvinylcloride, da, gỗ
và các bề mặt khác



Dát mỏng da



Gắn đế trong sản xuất giày



Dán nút, bìa cứng, bìa da, bìa sợi, giấy, nitroxenlulo, xenluloaxetat,
nylon và các màng polyme khác với bản thân chúng và với các vật
liệu khác.
Tuy nhiên, trộn hợp cao su nitril- nhựa phenolic có độ bám dính thấp với

cao su tự nhiên, cao su butyl và polyetylen trừ khi các bề mặt này được xử lý
để làm chúng hoạt động, ví dụ sự đóng vòng. Cao su nitril có độ tương hợp
tuyệt vời như keo dán với các bề mặt phân cực như sợi, vải dệt, giấy và gỗ. Vì
vậy, keo dán cao su nitril có thể được sử dụng để dán nhiều bề mặt và các loại
vật liệu khác nhau [1,3,5].

Trương Thị Thùy Giang

18

K37B – Hóa Học


Khóa luận tốt nghiệp

Trường ĐHSP Hà Nội 2

1.4.2. Chất kết dính và chất kết dính trên cơ sở cao su nitril
Để chế tạo keo dán hay chất kết dính, người ta cần quan tâm các vấn đề
sau [1,5]:
 Lựa chọn polyme và độ tan: Cao su nitril thương mại được sử dụng
trong tổng hợp keo dán được chia thành hai nhóm chính: một nhóm cần cán
cắt mạch trước để tổng hợp keo dán còn một nhóm thì không. Cán cắt mạch
trên trục nghiền lạnh có thể là phương pháp hiệu quả nhất để bẻ gẫy cao su
nitril và làm cho chúng dễ tan. Cao su nitril và các nguyên liệu trộn hợp của
chúng dùng cho keo dán có thể đưa vào dung dịch ngay sau khi nghiền do độ
tan mất dần theo thời gian. Cao su nitril tan trực tiếp và không cần nghiền để
tổng hợp keo dán sẽ thu được keo dán có độ nhớt thấp hơn khi chúng được
nghiền.
 Các dung môi thường được sử dụng với cao su nitril là axeton, metyl
etyl xeton, chloroform, etylen dicloride, etyl axetat và tricloretyl khi cần bay
hơi nhanh và các dung môi bay hơi chậm hơn bao gồm: nitro metan, nitro
etan, nitropropan, diclorpenten, clorrobenzen, clorrotoluen, dioxan, metyl
isobutyl xeton, butyl axetat và metylclorroform.
 Các dung môi hiệu quả nhất là axeton, nitroparafin, các dung môi
hydro carbon clor hóa. Nitronparafin có xu hướng làm chậm sự tạo gel trong
hỗn hợp dung môi. 1- clorro-1 nitro propan có hiệu quả như chất làm bền. Sự
lựa chọn dung môi cuối cùng cho keo dán cao su nitril sẽ được xác định,
ngoài những dung môi hoạt động hiệu quả, bởi các yếu tố như giá thành, độ
độc, mùi, tính bắt lửa và tốc độ bay hơi mong muốn. Một vài hỗn hợp dung
môi được khuyên sử dụng với cao su nitril để đạt được cân bằng mong muốn
về giá thành, tốc độ bay hơi và dung môi hoạt động tốt được đưa ra trong
bảng 1.1.

Trương Thị Thùy Giang

19

K37B – Hóa Học