Báo cáo " Ảnh hưởng của hàm lượng chất khơi mào tpo đến quá trình khâu mạch quang trong điều kiện ánh sáng tự nhiên của hệ tritiol / butadien nitril"

Chia sẻ: Tiên Sinh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

54
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Ảnh hưởng của hàm lượng chất khơi mào tpo đến quá trình khâu mạch quang trong điều kiện ánh sáng tự nhiên của hệ tritiol / butadien nitril

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo " Ảnh hưởng của hàm lượng chất khơi mào tpo đến quá trình khâu mạch quang trong điều kiện ánh sáng tự nhiên của hệ tritiol / butadien nitril"

T¹p chÝ Hãa häc, T. 42 (1), Tr. 88 - 92, 2004 ¶nh h ëng cña hµm l îng chÊt kh¬i mµo TPO ®Õn qu¸ tr×nh kh©u m¹ch quang trong ®iÒu kiÖn ¸nh s¸ng tù nhiªn cña hÖ tritiol / butadien nitril §Õn Tßa so¹n 23-6-2003 NguyÔn ThÞ ViÖt TriÒu, §Æng §øc Phóc, Lª Xu©n HiÒn, NguyÔn TrÝ Ph ¬ng ViÖn Kü thuËt nhiÖt ®íi, ViÖn Khoa häc v+ C«ng nghÖ ViÖt Nam SUMMARY The photocrosslinking of butadiene nitrile rubber was shown to proceed within minutes upon the exposure to sunlight in the presence of trithiol and acylphosphine oxide photointiator (TPO) of different concentrations. The crosslinking process was followed by insolubilization, swelling and hardness measurements. Optimum cure was reached at photoinitiator concentration 1%. I - §Æt vÊn ®Ò II - PhÇn thùc nghiÖm Trong c¸c b i b¸o tr íc ®©y, chóng t«i ® 1. Nguyªn liÖu v hãa chÊt c«ng bè kÕt qu¶ nghiªn cøu sù kh©u m¹ch - Cao su butadien nitril cña H n Quèc chøa quang cña cao su butadien nitril khi chiÕu tia 40% nhãm nitril (CBN-40), träng l îng ph©n tö tö ngo¹i [1, 2]. Tuy nhiªn, viÖc tËn dông 540.000. nguån ¸nh s¸ng mÆt trêi tù nhiªn s½n cã cña n íc ta ®Ó kh©u m¹ch cao su sÏ cã lîi Ých vÒ - ChÊt kh¬i m o quang d¹ng gèc oxit mÆt kinh tÕ. Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y, acylphosphin [2,4,6 Trimethyl-benzoyldiphenyl- chóng t«i ® nghiªn cøu sù kh©u m¹ch quang phosphin oxyd] (Lucirin TPO) cña h ng BASF. cña cao su butadien nitril b»ng ¸nh s¸ng tù - T¸c nh©n kh©u l íi Trimetylolpropane nhiªn víi mét sè lo¹i chÊt kh¬i m o kh¸c mercaptopropionate (tritiol) cña h ng Evans nhau. KÕt qu¶ cho thÊy r»ng trong sè c¸c chÊt chemetics. kh¬i m o ® nghiªn cøu th× chÊt kh¬i m o 2. ChÕ ®é chiÕu s¸ng Lucirin TPO cho hiÖu suÊt kh©u l íi tèt nhÊt [3] v h m l îng 3% TPO l tèi u [4]. Khi MÉu cao su cã chøa t¸c nh©n kh©u l íi cã mÆt cña t¸c nh©n kh©u l íi tritiol, tèc ®é tritiol v chÊt kh¬i m o TPO ® îc chiÕu v o v møc ®é kh©u m¹ch cña cao su butadien buæi tr a d íi ¸nh s¸ng mÆt trêi tù nhiªn. nitril t¨ng lªn ®¸ng kÓ [1, 2]. B i b¸o n y C êng ®é ¸nh s¸ng ® îc ®o b»ng m¸y ®o tr×nh b y c¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu ¶nh h ëng c êng ®é ¸nh s¸ng 116 cña Nga, I = 85.000 cña h m l îng chÊt kh¬i m o TPO ®Õn qu¸ Lx. tr×nh kh©u m¹ch quang trong ®iÒu kiÖn ¸nh Sau mçi thêi gian chiÕu, ®em mÉu x¸c ®Þnh s¸ng tù nhiªn cña cao su buta®ien nitril khi c¸c tÝnh chÊt cña m ng cao su ® ® îc kh©u cã mÆt cña tritiol. m¹ch quang. 88
3. Ph ¬ng ph¸p ph©n tÝch gel t¨ng nhanh ë tÊt c¶ c¸c mÉu trong kho¶ng M ng cao su ® îc t¹o lªn tÊm kÝnh kÝch thêi gian 1 phót ®Çu chiÕu s¸ng, sau ®ã phÇn gel hÇu nh t¨ng lªn kh«ng ®¸ng kÓ. Trong c¸c th íc 5 cm × 10 cm víi chiÒu dÇy 20 µm ®Ó ®o mÉu ® kh¶o s¸t th× c¸c mÉu cã h m l îng ®é cøng v x¸c ®Þnh phÇn kh«ng tan. §é cøng chÊt kh¬i m o 2% TPO cho h m l îng phÇn t ¬ng ®èi cña m ng cao su ® îc x¸c ®Þnh b»ng gel cao nhÊt ë mäi thêi ®iÓm chiÕu s¸ng. Tuy m¸y ®o ®é cøng con l¾c ERICHSEN (§øc) t¹i nhiªn chóng ta thÊy chØ cÇn h m l îng 1% ViÖn Kü thuËt nhiÖt ®íi, ViÖn Khoa häc v TPO, phÇn gel ® xÊp xØ gÇn b»ng víi phÇn gel C«ng nghÖ ViÖt Nam. ë h m l îng 2% TPO v sau 1 phót chiÕu s¸ng H m l îng phÇn gel v ®é tr ¬ng cña cao ® ®¹t 92%. su ® îc x¸c ®Þnh theo t i liÖu ® c«ng bè [3]. Khi kh«ng cã mÆt chÊt kh¬i m o TPO, phÇn gel t¨ng lªn rÊt Ýt ë 3 phót ®Çu chiÕu s¸ng (chØ III - KÕt qu¶ v, th¶o luËn v i phÇn tr¨m) sau ®ã phÇn gel t¨ng ®Õn 30% ë Qu¸ tr×nh kh©u m¹ch cña CBN-40 khi cã sau 5 phót chiÕu s¸ng v sau ®ã hÇu nh t¨ng mÆt cña tritiol ® îc kh¶o s¸t víi h m l îng lªn kh«ng ®¸ng kÓ. Nh vËy chóng ta thÊy nÕu TPO lÇn l ît l : 0%; 0,2%; 0,5%; 0,8%; 1% kh«ng cã mÆt chÊt kh¬i m o quang, ph¶n øng v 2%. Trªn h×nh 1 chóng ta thÊy víi sù cã kh©u m¹ch cña cao su butadien nitril khi cã tiol mÆt cña chÊt kh¬i m o TPO, h m l îng phÇn x¶y ra rÊt yÕu v chËm. PhÇn gel (%) 100 100 80 80 60 60 40 40 20 20 0 0 0 0 2 2 4 4 6 6 8 8 10 10 Thêi gian chiÕu (phót) T¸c nh©n kh©u l íi tritiol: 1% TPO : 0% ( ) ; 0,2% ( ) ; 0,5% ( ) ; 0,8% ( ) ; 1% ( ) ; 2% ( ) H×nh 1: ¶nh h ëng cña h m l îng TPO ®Õn phÇn gel cña hÖ tritiol / butadien nitril khi chiÕu d íi ¸nh s¸ng mÆt trêi 89
T ¬ng tù nh kÕt qu¶ kh¶o s¸t phÇn gel, ®é H×nh 2 còng cho thÊy trong c¸c mÉu trªn th× tr ¬ng cña c¸c mÉu cao su khi cã chÊt kh¬i c¸c mÉu cã h m l îng 1% v 2% TPO cho ®é m o gi¶m nhanh trong kho¶ng thêi gian 1 phót tr ¬ng thÊp nhÊt so víi c¸c mÉu kh¸c ë mäi ®Çu tiªn chiÕu s¸ng. ë c¸c thêi ®iÓm sau 1 phót thêi ®iÓm. Khi kh«ng cã chÊt kh¬i m o TPO, ë chiÕu s¸ng, ®é tr ¬ng gi¶m hÇu nh kh«ng 10 phót chiÕu s¸ng ®é tr ¬ng cao gÊp 2,5 lÇn so ®¸ng kÓ. víi mÉu cao su cã 1% v 2% TPO. §é tr ¬ng (%) 2500 2500 2000 2000 1500 1500 1000 1000 500 500 0 0 0 0 2 2 44 6 6 8 8 10 10 Thêi gian chiÕu (phót) T¸c nh©n kh©u l íi tritiol : 1% TPO : 0% ( ); 0,2% ( ); 0,5% ( ); 0,8% ( ); 1% ( ) ; 2% ( ) H×nh 2: ¶nh h ëng cña h m l îng TPO ®Õn ®é tr ¬ng cña hÖ tritiol / butadien nitril khi chiÕu d íi ¸nh s¸ng mÆt trêi Trªn h×nh 3 chóng ta thÊy khi cã chÊt kh¬i chØ cã 0,07 trong khi ®ã ®é cøng t ¬ng ®èi cña m o TPO, ®é cøng t ¬ng ®èi t¨ng nhanh trong cao su cã 2% chÊt kh¬i m o TPO l 0,17. 1 phót ®Çu tiªn chiÕu s¸ng. ë c¸c thêi ®iÓm Qua kh¶o s¸t qu¸ tr×nh kh©u m¹ch cña cao su chiÕu s¸ng sau 1 phót ®é cøng t ¬ng ®èi t¨ng CBN-40 víi h m l îng chÊt kh¬i m o TPO kh¸c lªn chËm h¬n. nhau, chóng ta thÊy trong 1 phót ®Çu chiÕu s¸ng Phï hîp víi c¸c kÕt qu¶ x¸c ®Þnh phÇn gel c¸c tÝnh chÊt cña cao su CBN-40 nh phÇn gel, ®é v ®é tr ¬ng, c¸c mÉu cã h m l îng 1% v 2% tr ¬ng v ®é cøng t ¬ng ®èi biÕn ®æi nhanh ë tÊt TPO cã ®é cøng t ¬ng ®èi cao nhÊt so víi c¸c c¶ c¸c mÉu. ë c¸c thêi ®iÓm sau 1 phót ®Õn khi mÉu kh¸c ë mäi thêi ®iÓm. Khi kh«ng cã chÊt ngõng chiÕu s¸ng, sù biÕn ®æi cña c¸c th«ng sè kh¬i m o quang, ®é cøng t ¬ng ®èi t¨ng lªn rÊt n y chËm h¬n. ¶nh h ëng cña h m l îng chÊt chËm v thÊp h¬n h¼n so víi c¸c mÉu cã chÊt kh¬i m o TPO ®Õn biÕn thiªn phÇn gel, ®é tr ¬ng kh¬i m o TPO. ë 10 phót chiÕu s¸ng ®é cøng v ®é cøng cña cao su CBN-40 t¹i thêi ®iÓm chiÕu t ¬ng ®èi cña cao su kh«ng cã chÊt kh¬i m o s¸ng 1 phót ® îc biÓu diÔn trªn h×nh 4. 90
§é cøng t ¬ng ®èi 0,20 0.2 0,15 0.15 0,10 0.1 0,05 0.05 0 0 0 0 2 2 4 4 6 6 8 8 10 10 Thêi gian chiÕu (phót) T¸c nh©n kh©u l íi tritiol : 1% TPO : 0% ( ) ; 0,2% ( ) ; 0,5% ( ) ; 0,8% ( ) ; 1% ( ) ; 2% ( ) H×nh 3: ¶nh h ëng cña h m l îng TPO ®Õn ®é cøng cña hÖ tritiol / butadien nitril khi chiÕu d íi ¸nh s¸ng mÆt trêi PhÇn gel (%) §é tr ¬ng (%) §é cøng t ¬ng ®èi 100 - 11000 000 0,144 0 .1 § é tr ¬ n g 80 - 8800 00 0,122 0 .1 P h Çn gel 60 - 6600 00 0 .1 0,10 § é cø n g 40 - 4400 00 0,088 0 .0 20 - 2200 00 0,066 0 .0 0- 00 0 .0 4 0,04 0 0,5 0 .5 1 1 1,5 1 .5 2 2 10 H m l îng chÊt kh¬i m o TPO (%) H×nh 4: ¶nh h ëng cña h m l îng chÊt kh¬i m o quang TPO ®Õn sù kh©u m¹ch quang cña hÖ tritiol / butadien nitril khi chiÕu 1 phót d íi ¸nh s¸ng mÆt trêi 91
Tõ h×nh 4 cho thÊy c¸c mÉu cao su CBN-40 cã mÆt cña t¸c nh©n kh©u l íi tritiol tû lÖ chÊt kh«ng cã chÊt kh¬i m o quang TPO cã c¸c kh¬i m o TPO 1% l thÝch hîp. th«ng sè nh ®é cøng t ¬ng ®èi, phÇn gel v ®é tr ¬ng kÐm h¬n nhiÒu so víi mÉu cã h m l îng IV- KÕt luËn 1% v 2% TPO. §é cøng t ¬ng ®èi cña mÉu kh«ng cã TPO chØ b»ng 1/2 so víi mÉu cã 2% - KÕt qu¶ kh¶o s¸t qu¸ tr×nh kh©u m¹ch cña TPO v phÇn gel th× chØ b»ng 1/3 trong khi ®é cao su CBN-40, cã mÆt t¸c nh©n kh©u l íi 1% tr ¬ng th× cao gÊp 1,5 lÇn. tritiol khi chiÕu d íi ¸nh s¸ng mÆt trêi cho thÊy nÕu kh«ng cã chÊt kh¬i m o quang, ph¶n øng Nh vËy khi cã mÆt tritiol, nÕu kh«ng cã kh©u m¹ch cña cao su CBN-40 x¶y ra chËm v mÆt chÊt kh¬i m o quang, ph¶n øng kh©u m¹ch yÕu, trong khi ®ã sù cã mÆt cña chÊt kh¬i m o cña cao su CBN-40 diÔn ra rÊt yÕu v chËm. TPO l m ph¶n øng kh©u m¹ch t¨ng lªn ®¸ng Cao su cã møc ®é kh©u l íi chÆt chÏ v d y ®Æc kÓ. h¬n nÕu trong mÉu cã sö dông 1% hoÆc 2% chÊt kh¬i m o TPO. ë cïng mét h m l îng - § x¸c ®Þnh ® îc khi cã mÆt cña t¸c tritiol khi h m l îng chÊt kh¬i m o TPO c ng nh©n kh©u l íi 1% tritiol, h m l îng chÊt kh¬i lín trong mét kho¶ng giíi h¹n nhÊt ®Þnh, gèc m o quang 1% TPO l phï hîp ®Ó tiÕn h nh kh©u m¹ch cao su CBN-40 khi chiÕu d íi ¸nh thiyl (RS ) ® îc t¹o nhanh v nhiÒu l m cho s¸ng mÆt trêi. qu¸ tr×nh ph¸t triÓn m¹ch t¨ng nhanh. Tuy nhiªn nÕu h m l îng TPO qu¸ cao khi T,I liÖu tham kh¶o tiÕn h nh chiÕu s¸ng, phÇn lín ¸nh s¸ng bÞ hÊp thô ngay trªn bÒ mÆt cao su, t¹o ra mét l îng 1. C . Decker, T. Nguyen Thi Viet. Proc. RadTech lín gèc tù do v qu¸ tr×nh kh©u m¹ch x¶y ra ë Eur. Conf., P. 391- 396 (2001). líp trªn bÒ mÆt cao su. Nh vËy cã rÊt Ýt ¸nh 2. C . Decker, T. Nguyen Thi Viet. Journal of s¸ng cã thÓ lät v o trong líp d íi cña cao su. Applied Polymer Science, Vol. 82, P. 2204 - ViÖc ¸nh s¸ng kÐm lät qua g©y ¶nh h ëng ®Õn 2216 (2001). kh¶ n¨ng kh©u m¹ch cña phÇn cßn l¹i v× thÕ cao su ® îc kh©u m¹ch kh«ng ho n to n, do vËy 3. NguyÔn ThÞ ViÖt TriÒu, Lª Xu©n HiÒn, møc ®é kh©u m¹ch tæng thÓ mÉu cao su gi¶m ®i TrÞnh Xu©n Anh. T¹p chÝ Khoa häc v C«ng [1, 2]. nghÖ, T. 39, P. 25 -30 (2001). Tõ c¸c ®å thÞ ë trªn còng cho thÊy c¸c mÉu 4. NguyÔn ThÞ ViÖt TriÒu, Lª Xu©n HiÒn, cã tû lÖ 1% v 2% TPO sù kh¸c biÖt vÒ qu¸ NguyÔn TrÝ Ph ¬ng, Ph¹m ThÞ Hång, Vò tr×nh kh©u m¹ch kh«ng ®¸ng kÓ, trong khi sö Minh Ho ng. T¹p chÝ Hãa häc (® ® îc dông 1% TPO kinh tÕ h¬n nhiÒu, do vËy víi sù nhËn ®¨ng). 92