s2_heart_to_heart_s2
New Member
Download miễn phí Đồ án Nghiên cứu ảnh hưởng của các chất pha loãng đến quá trình khâu mạch quang trong điều kiện ánh sáng tự nhiên của cao su butađien nitril
Mục lục
Trang
ĐẶT VẤN ĐỀ 4
PHẦN I : TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP KHÂU MẠCH QUANG 6
I. PHẢN ỨNG QUANG HOÁ 6
I.1. Khái niệm chung 6
I.2. Khơi mào quang và phản ứng quang 6
II. KHÂU MẠCH BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG HOÁ 9
II.1. Nguyên lý của khâu mạch quang 9
II.2. Các thành phần chủ yếu được sử dụng để khâu mạch quang hoá 10
II.3. Các nguồn sáng sử dụng để khâu mạch quang 11
II.4. Phản ứng khâu mạch quang 12
II.4.1. Khâu mạch quang dạng gốc 12
II.4.1.1 Khơi mào quang dạng gốc 12
II.4.1.1.1 Sự hình thành các gốc tự do bởi sự phân quang trực tiếp 12
II.4.1.1.2. Sự hình thành các gốc tự do bằng cách nhận hydro 12
II.4.1.2 Các hệ nhựa có khả năng khâu mạch quang dạng gốc 14
II.4.1.2.1 Hệ nhựa polyeste không no 14
II.4.1.2.2 Hệ thiol – polyene 15
II.4.1.2.3 Hệ monome acrylat và oligome acrylat 17
II.4.2.4. Hệ lai ghép 19
II.4.1.3 Khâu mạch quang dạng cation 19
II.4.1.3.1 Khơi mào quang dạng cation 20
II.4.1.3.2 Các kiểu nhóm chức có thể khâu mạch quang dạng cation 22
III. KHÂU MẠCH CAO SU BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG HOÁ 22
III.1. Khâu mạch quang cao su thiên nhiên epoxy hoá và cao su butađien epoxy hóa 22
III.2. Khâu mạch quang cao su thiên nhiên acrylat hoá 23
III.3. Khâu mạch quang cao su butađien – styren 24
III.4. Khâu mạch quang cao su butađien nitril 25
III.4.1. Cấu tạo cao su butađien nitril 25
III.4.2. Quá trình khâu mạch quang theo cơ chế gốc của cao su butađien nitril 26
PHẦN II : PHẦN THỰC NGHIỆM 32
I. NGUYÊN LIỆU VÀ HOÁ CHẤT 32
II. CHẾ ĐỘ CHIẾU SÁNG 32
III. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 33
III.1 Xác định phần gel và độ trương của tổ hợp cao su butađien nitril – monome acrylat trong quá trình khâu mạch quang 33
III.2 Xác định độ cứng tương đối của tổ hợp cao su butađien nitril – monome acrylat trong quá trình khâu mạch quang 33
III.3 Khảo sát sự giảm hàm lượng liên kết đôi của monome acrylat bằng phổ hồng ngoại 34
III.4 Khảo sát sự giảm của chất khơi mào quang Lucirin TPO và hàm lượng liên kết đôi của cao su CBN – 40 bằng quang phổ tử ngoại 34
PHẦN III : KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 35
PHẦN IV: KẾT LUẬN 43
TÀI LIỆU THAM KHẢO 44
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
g như ánh sáng tự nhiên nhưng với cường độ lớn gấp 10 ¸ 20 lần. Tủ xenon được sử dụng bởi vì quang phổ mà nó phát ra giống như của ánh sáng chiếu lên mặt đất.Đèn huỳnh quang hay đèn thuỷ ngân phát ra các tia có bước sóng nằm ở vùng 313 ¸ 366 nm. Nguồn sáng được ứng dụng phổ biến dùng để khâu mạch quang là đèn thuỷ ngân áp suất trung bình. Quang phổ của nó phát ra có thể kéo dài liên tục từ 248 ¸ 578 nm với vạch cực đại tại 365,5 nm. Đối với qúa trình khâu mạch quang cho lớp phủ, thường dùng là nguồn sáng trên một diện tích nhỏ đề tăng cường độ ánh sáng và do đó giảm bớt thời gian chiếu sáng cũng như thời gian khâu mạch [7].
Trong mét số ứng dụng đặc biệt (chẳng hạn như là trong kỹ thuật vi điện tử) tia laze được sử dụng để tạo ra nguồn sáng liên tục. Tia Laze có thể cung cấp năng lượng rất lớn tập trung trong một chùm rất hẹp do đó tốc độ khâu mạch rất nhanh [1,8].
Cường độ và bước sóng của một số nguồn sáng sử dụng phổ biến để khâu mạch bằng phương pháp quang được trình bày trong bảng sau [7]:
Nguồn sáng
Bước sóng (nm)
Cường độ (W/m2)
Đèn lọc Xenon
> 300
50
Đèn lọc thuỷ ngân
> 300
30
Đèn huỳnh quang
280 ¸ 370
30
Ánh sáng mặt trời
> 290
30 ¸ 50
Đèn thuỷ ngân
> 250
5.103
Ánh sáng Xenon
> 250
105
Tia Laze (liên tục) Ar+
351
363
104 ¸ 106
Tia Laze (gián đoạn) ArF
KrF
XeCl
XeF
193
248
308
351
1011
II.4 Phản ứng khâu mạch quang.
II.4.1 Khâu mạch quang dạng gốc.
II.4.1.1 Khơi mào quang dạng gốc
Các chất khơi mào quang dạng gốc đang sử dụng trong công nghiệp được chia làm hai loại chính theo kiểu phân quang: sự hình thành các gốc tự do bởi sự phân quang trực tiếp và bằng nhận hydro [7].
II.4.1.1.1 Sự hình thành các gốc tự do bởi sự phân quang trực tiếp:
Khi chiếu tia tử ngoại các hợp chất cacbonnyl thơm bị phân chia thành 2 gốc [2,5]:
Ví dụ: Oxít acylphosphin [2,4,6 – Trimethyl benzoyl diphenyl phosphin oxít]:
hn
Hoặc:
hn
Mét trong số các chất khơi mào quang dạng gốc sử dụng phổ biến trong khâu mạch bằng tia tử ngoại là acylphosphin oxit (APO). Hiệu quả của acylphosphin oxit đã được thể hiện rõ ràng qua một vài yếu tố sau [9]:
- Có khả năng hấp thụ tia tử ngoại trong khoảng 300 ¸ 400 nm.
- Các gốc tự do có hiệu suất lượng tử lớn.
- Gốc phosphinoyl và gốc benzoyl rất hoạt tính.
- Sù quang phân xảy ra nhanh dưới tác dụng của tia tử ngoại.
- Sau khi khâu mạch tạo ra các sản phẩm không có màu và không có mùi.
II.4.1.1.2 Sự hình thành các gốc tự do bằng cách nhận hydro:
Các hợp chất xeton thơm như benzophenon hay thioxanthon khi chiếu tia tử ngoại bị chuyển lên trạng thái kích thích không bị phân chia thành các gốc, khi có mặt của một chất có khả năng nhường hyđrô thì tạo thành gốc xetyl [2]:
hn
Hầu hết các tác nhân nhường hyđrô thường sử dụng là các hợp chất amin bậc 3 [2,5].
hn
II.4.1.2. Các hệ nhựa có khả năng khâu mạch quang dạng gốc:
Các hệ nhựa được sử dụng chủ yếu trong khâu mạch quang dạng gốc thường là các loại chính sau:
- Hệ nhựa polyeste không no: vị trí chưa no trong mạch chính của polyeste tham gia phản ứng đồng trùng hợp và khâu mạch với monome vinyl, thường là styren.
- Hệ thiol-polyene: chất khơi mào quang kết hợp thiol với polyen tạo thành cầu nối khâu mạch polythiol - ete.
- Các monome acrylat đa chức: các monome hay oligome có các nhóm chức acrylat hoạt động ở đầu - cuối mạch sẽ nhanh chóng phản ứng khâu mạch khi chiếu dưới ánh sáng tử ngoại với sự có mặt của các chất khơi mào quang, tạo ra polyme mạng lưới không gian ba chiều.
- Hệ lai ghép: hệ vinyl ete/este không no, vinyl ete/acrylat, epoxy/acrylat. Có thể điều chỉnh tỉ lệ các thành phần để nhận được các sản phẩm khâu mạch có các tính chất theo yêu cầu. Đây là các loại nhựa thường sử dụng khâu mạch quang dưới dạng màng mỏng (từ 1 ¸50 mm) nguồn sáng là đèn thuỷ ngân có cường độ lớn, quá trình khâu mạch trong thời gian khoảng trên một giây [10].
II.4.1.2.1 Hệ nhựa polyeste không no:
Hệ nhựa này gồm polyeste không no tan trong styren và được khâu mạch quang với sự có mặt của chất khơi mào quang dạng gốc [5]. Khi chiếu tia tử ngoại vào hệ, nhờ có liên kết chưa bão hoà có trong mạch chính của polyme (thường có cấu trúc của maleic hay fumaric) sẽ xảy ra phản ứng đồng trùng hợp với monome vinyl và khâu mạch tạo thành polyme mạng lưới không gian. Phản ứng khâu mạch quang của polyeste không no với sự có mặt của monome styren và chất khơi mào quang dạng gốc được trình bày theo sơ đồ sau [2]:
hn
PI
Tỷ lệ polyeste/styren được chọn sao cho tốc độ khâu mạch lớn nhất và giá thành nhỏ nhất [2]. Tốc độ khâu mạch của hệ tương đối chậm cùng với vấn đề styren rất dễ bị bay hơi, do đó hạn chế sự ứng dụng của hệ này [2,5].
II.4.1.2.2 Hệ thiol-polyene:
Khi thêm các chất nhạy sáng là thiol (RSH) vào hệ olefin có liên kết đôi thì các olefin có thể phản ứng tạo thành mạng lưới không gian. Với chất khơi mào quang loại nhận hydro, phản ứng khâu mạch có thể trình bày theo sơ đồ sau [5]:
hn
RS· + CH2= CH - R’ R- S - CH2 - ·CH - R’
2R- S - CH2 - CH·- R’ R- S - CH2 - CH - R’
R - S - CH2 - CH – R’
R- S – CH2 - CH·- R’ + RS H R- S – CH2 – CH2- R’ + RS·
Điều đáng chú ý ở đây là trong quá trình phản ứng, có sự tham gia phản ứng của RSH với nhóm vinyl, tái tạo lại gốc ban đầu RS· để tiếp tục phản ứng chuỗi.
Trong trường hợp đien, CH2= CH – R – CH = CH2 phản ứng với tetrathiol C(RSH)4 tạo thành mạng lưới polythiol ete khi chiếu tia tử ngoại và cấu trúc của nó có thể được biểu diễn theo sơ đồ sau [ 2,5]:
Mật độ khâu mạch của mạng lưới polyme có liên quan trực tiếp đến độ dài của mạch polyene và thiol – chất tiền trùng hợp chuỗi (R và R’). Có thể điều chỉnh được mức độ khâu mạch như mong muốn do phản ứng khâu mạch bằng tia tử ngoại của hệ thiol-polyene không bị ảnh hưởng bởi sự thâm nhập của oxy không khí. Các gốc peroxyt tạo ra khi oxy thâm nhập vào hệ tác dụng với các gốc alkyl lại tiếp tục tác dụng với thiol tạo thành hydroperoxyt và dập tắt các gốc peroxyt sinh ra, đồng thời tiếp tục sinh ra gốc hoạt tính thiyl RS· [4]:
R- S – CH2- ·CH- R’ + O2 R- S – CH2- CH- R’
O - O·
R- S - CH2- CH- R’ + RSH RS – CH2- CH- R’ + RS ·
O - O· O-OH
Ngoài ra, các tính chất thu được của vật liệu khâu mạch bằng phương pháp quang của hệ này có thể điều chỉnh trong khoảng rộng bằng cách thay đổi các nhóm chức và cấu trúc mạch chính của cả polyene và polythiol [2].
II.4.1.2.3 Hệ monome acrylat và oligome acrylat:
Oligome acrylat là một trong số những hệ được sử dụng rộng rãi nhất để khâu mạch bằng tia tử ngoại bởi vì chúng có khả năng phản ứng cao, giá thành vừa phải, Ýt bay hơi. Phản ứng khâu mạch của các monome diacrylat được khơi mào bằng các gốc benzoyl tạo ra từ các chất khơi mào quang dưới tác dụng của tia tử ngoại được biểu diễn theo sơ đồ sau [2]:
Khơi mào:
hn
Phát triển mạch :
+ điacrylat
Tắt mạch :
·Pn + ·Phần mềm Pn Pm
Lúc đầu phản ứng khâu mạch xảy ra rất nhanh sau đó phản ứng xảy ra chậm lại do sản phẩm đã được khâu mạch làm giảm độ linh động của hệ và làm giảm mạnh khả năng phản ứng của các vị trí hoạt động dẫn đến phản ứng tắt mạch ...