Nghiên cứu chế tạo blend giữa cao su thiên nhiên và cao su tổng hợp butađien nitril

ể không phải .
Sự tương hợp các polyme phụ thuộc mạnh vào nhiệt độ . Mỗi một cặp polyme được đặc trưng bởi một thông số tương tác. Khả năng hòa tan của các polyme rất hạn chế , phụ thuộc nhiều vào yếu tố như cấu trúc , khối lượng phân tử , độ phân cực ,nhiệt độ hoà tancác polyme không trộn lẫn với nhau trở thành trộn lẫn khi đun nóng. Ngược lai các polyme trộn lẫn bị tách pha khi đun nóng . Nhiệt độ ở đó xảy ra quá trình tách pha của hỗn hợp và là một hàm của thành phần với nhiệt độ tách pha thấp nhất gọi là nhiệt độ tách pha tới hạn dưới , nằm ở phía trên đương này hai pha không trộn lẫn với nhau và ở phái dưới đường này hai pha trộn lẫn tốt với nhau tạo thành một pha .Người ta xác định được hỗn hợp polyme có hiệu ứng trộn lẫn âm ( toả nhiệt ) có giá trị nhiệt độ tách pha tới hạn dưới .Với hỗn hợp có hiệu ứng trộn lẫn dương có giá trị nhiệt độ tách pha tới hạn trên, bình thường hai polyme không trộn lẫn với nhau nhưng khi tăng nhiệt độ ở phía trên nhiệt độ tách pha tới hạn trên thì chúng trộn lẫn tốt với nhau .Thực tế có các cặp polyme có cả giá trị nhiệt độ tách pha tới hạn dưới và nhiệt độ tách pha tới hạn trên và các giá trị này phụ thuộc vào tỷ lệ các polyme thành phần .
1.3.2.2:Các dạng polyme blend .
Có ba dạng polme blend .
1.3.2.2.1olyme blend trộn lẫn và tương hợp hoàn toàn
Sự đồng nhất được quan sát ở mức độ Nano hay ở mức độ phân tử , ở đây
chỉ thấy một Tg duy nhất ở giữa Tg của hai polyme thành phần . Đặc điểm của
polyme này là hai pha polyme bám dính tốt với nhau, bền với sự kết tụ kết đám của từng polymetạo ra polyme bền nhiệt và bền ôxi hoá .
1.3.2.2.2olyme blend trộn lẫn và tương hợp một phần
Một phần polyme này hoà tan tốt trong polyme kia , ranh rới phân chia pha không rõ ràng .Cả hai pha polyme này là đồng thể và có hai giá trị Tg . Cả hai giá trị Tg chuyển dịch từ giá trị Tg của polyme thành phần ban đầu về phía Tg của polyme kia .
1.3.2.2.3olyme blend không trộn lẫn và không tương hợp .
Hình thái rất thô , không mịn , ranh rới phân chia pha rõ ràng có hai Tg riêng biệt , ứng với hai polyme thành phần, bám dính bề mặt hai pha rất tồi , tính chất cơ lý kém
1.3.3:Các phương pháp xác định sự tương hợp của polyme blend
1.3.3.1:Các polyme tan trong cùng một dung môi .
Nếu xảy ra tách pha , các polyme không tương hợp với nhau .
1.3.3.2:Tạo màng mỏng từ dung dịch loãng đồng thể của hỗn hợp polyme .
Nếu màng thu được mờ và dễ vỡ vụn, các polyme không tương hợp .
1.3.3.3:Quan sát bề mặt và hình thức bên ngoài của sản phẩm polyme blend được chế tạo ở trạng thái nóng chảy .
Nếu tấm mỏng của vật liệu polyme blend trong suốt , các polyme có thể tương hợp . Ngược lại nếu tấm mỏng bị mờ , các polyme không tương hợp .
1.3.3.4ựa vào xác định chiều dày bề mặt tiếp xúc hai pha polyme .
Khi đặt các màng polyme bên nhau và gia nhiệt tới nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ thuỷ tinh hoá của chúng, bề mặt tiếp xúc hai pha sẽ tăng theo thời gian nếu hai pha polyme tương hợp .
1.3.3.5ựa vào nhiệt độ thuỷ tinh hoá .
Nếu polyme blend thu được có hai nhiệt độ thuỷ tinh hoá là Tg của các polyme thành phần hay polyme ban đầu thì chúng không tương hợp .
Nếu polyme blend thu được có hai nhiệt độ thuỷ tinh hoá là Tg và mỗi Tg chuyển dịch từ giá trị Tg của polyme này về phía Tg của polyme kia, nghĩa là có sự tăng Tg của polyme có giá trị Tg nhỏ và giảm Tg của polyme có giá trị Tg lớn thì hai polyme tương hợp không hoàn toàn . Nếu polyme chỉ có một nhiệt độ thuỷ tinh hoá duy nhất thì chúng tương hợp hoàn toàn .
1.3.3.6ựa vào các tính chất cơ học động .
Người ta xây dựng những đường cong xoắn , kéo , dãncủa các polyme thành phần , polyme blend và so sánh chúng với nhau . Polyme tương hợp sẽ có một cực đại nằm giữa các polyme thành phần , với các polyme không tương hợp sẽ có hai cực đại ở các nhiệt độ tương ứng với các polyme thành phần , nếu trên đường cong môđun xé hay môđun kéo-nhiệt độ có nhiều điểm chuyển tiếp copolyme sẽ không tương hợp .
1.3.3.7hương pháp chụp ảnh hiển vi .
Nhờ ảnh hiển vi của các polyme thành phần , polyme blend người ta có thể thấy tính đồng nhất hay không đồng nhất, không liên tục, dị thể của polyme blend . Hiện nay người ta có thể chụp ảnh hiển vi điện tử quét , ảnh hiển vi điện tử chuyển qua của các vật liệu polyme với độ phân giải cao cỡ nanomét trong đó pha phân tán với kích thước siêu nhỏ trong pha liên tục
1.3.3.8hương pháp đo tán xạ ánh sáng .
Phương pháp xác định điểm mờ (điểm ranh rới giữa hoà tan và không hoà tan ) của hỗn hợp polyme theo thành phần của nó . Trong trường hợp hỗn hợp polyme có giá trị nhiệt độ tách pha tới hạn dưới chúng trộn lẫn và tương hợp tốt với nhau.
Ngược lại hỗn hợp có giá trị nhiệt độ tách pha tới hạn trên chúng không trộn lẫn và không tương hợp .
1.3.3.9hương pháp phổ hồng ngoại .
Dùng để xác định tương tác giữa các nhóm chức của các polyme thành
phần , tương tác giữa các nhóm chức của chất tương hợp với các nhóm chức của một hay các polyme thành phần, tương tác giữa các nhóm hoạt động của chất
độn hoạt tính với các nhóm chức của một hay các polyme thành phần.
Dấu hiệu có thể nhận biết được tương tác ở trên là sự dịch chuyển pick hấp thụ năng lượng đặc trưng của nhóm chức nào đó của polyme trong hỗn hợp với các polyme khác.
1.3.3.10hương pháp đo độ nhớt của dung dịch blend .
Khi trộn lẫn hai polyme cùng hoà tan tốt trong một dung môi , nếu hai polyme tương hợp các mạch phân tử của hai polyme sẽ tương tác với nhau và kích thước của chúng sẽ tăng lên so với tính toán lý thuyết . Điều này liên quan đến sự tăng độ nhớt của hỗn hợp polyme khi tiến hành đo trong cùng một dung môi . Ngược lại nếu hai polyme đẩy nhau , nghĩa là không có sự tương tác giữa các mạch phân tử, hai polyme không tương hợp độ nhớt thực của hỗn hợp polyme giảm .
1.3.4:Vai trò của chất tương hợp trong polyme .
Các chất tương hợp polyme là các hợp chất cao phân tử hay thấp phân tử có khả năng hoạt động bề mặt trong polyme blend không tương hợp ,giúp cho sự phân tán các pha polyme vào nhau tốt hơn . Ngoài ra còn tăng cường sự bám dính bề mặt hai pha polyme với nhau .
Thực tế chất tương hợp cho các polyme thường là các polyme .Mạch của chất tương hợp này có cấu trúc khối hay ghép mạch ,trong đó một khối có khả năng trộn hợp tốt với polyme thứ nhất ,còn khối thứ hai hay mạch ghép có khả năng trộn hợp tốt với polyme thứ hai .Các polyme khối hay ghép có thể chế tạo trước và thêm vào hỗn hợp polyme blend không có khả năng tương hợp ,mặt khác nó có thể tạo thành trực tiếp trong quá trình blend hoá các polyme .
Sự bám dính bề mặt phân pha và độ nhớt chảy của polyme blend tăng khi tăng khối lượng chất tương tác bề mặt phân pha cho tới khi bề mặt phân pha bão hoà bởi chất tương tác bề mặt .
Chất tương hợp có tác dụng giảm ứng suất bề mặt giữa hai pha polyme .
Ngoài ra nó còn ngăn ngừa sự kết tụ/kết đám của từng polyme thành phần trong quá trình gia công và làm cho polyme này dễ phân tán vào polyme kia nhờ các
tương tác đặc biệt .Nó có thể giảm kích thước cùa pha phân tán .Do vậy, ứng suất bề mặt sẽ càng nhỏ và biến dạng sẽ càng lớn khi chất tương hợp đủ bão hoà bề mặt và tương tác tốt với cả hai pha polyme.
1.3.5:Các phương pháp chế tạo vật liệu polyme blend .
Quá trình chế tạo blend có thể tiến hành bằng các phương pháp sau:
+ Trộn hợp trong dung dịch polyme hay các Latex polyme .
+ Trộn hợp cơ học hay cơ hoá các polyme thành phần ( thường là các polyme nhựa nhiệt dẻo ,chất đàn hồi ) trên các thiết bị gia công chất dẻo và cao su như máy cán ,máy trộn nội, máy đùn một trục và hai trục vít xoắn ,máy đùn ép chất dẻo
+Làm đông hỗn hợp polyme .
+Trùng hợp một polyme này trong một polyme khác .
Trong đó ,các phương pháp trộn hợp dung dịch polyme, trộn hợp các latex polyme và trộn hợp các polyme thành phần ở trạng thái nóng chảy trên các thiết bị gia công chất dẻo đựơc sử dụng phổ biến hơn cả để chế tạo polyme blend .
1.3.5.1: Chế tạo polyme blend từ dung dịch polyme .
Các polyme phải tan tốt trong một dung môi hay tan tốt trong các dung môi có khả năng hoà tan tốt với nhau
ứng dụng để chế tạo màng sơn ,keo dánsau khi màng tạo từ dung dịch polyme blend cần đuổi hết dung môi bằng phương pháp sấy .
1.3.5.2:Chế tạo các polyme blend từ hỗn hợp các latex polyme .
Sản phẩm polyme trùng hợp nhũ tương tồn tại dưới dạng các hạt/keo nhũ tương với môi trường chất mang là nước .Quá trình trộn hợp các Latex polyme có thể tiến hành dễ dàng, polyme thu được có các hạt polyme phân bố đồng đều
vào nhau.
1.3.5.3:Chế tạo polyme blend ở trạng thái nóng chảy .
Được tiến hành gia công trên các thiết bị gia công nhựa nhiệt dẻo và chế
biến cao su như máy cán, máy trộn, máy phun ép, là phương pháp kết hợp đồng thời các yếu tố cơ nhiệt ,cơ hoá và tác động cưỡng bức lên các polyme thành phần, chất phụ gia trộn lẫn và blend hoá với nhau .
Để chế tạo polyme blend có tính chất mong muốn người ta phải tối ưu hoá các thông số công nghệ và tỷ lệ các polyme thành phần cũng như các chất phụ gia .Khi đó hình thái cấu trúc và các tính ...