i
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------
HỒ THỊ OANH
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT
VẬT LIỆU CAO SU NANOCOMPOZIT TRÊN
CƠ SỞ BLEND CỦA CAO SU THIÊN NHIÊN
VỚI CAO SU NITRIL BUTADIEN
VÀ MỘT SỐ PHỤ GIA NANO
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà Nội - 2015
ii
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------
HỒ THỊ OANH
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT VẬT LIỆU
CAO SU NANOCOMPOZIT TRÊN CƠ SỞ BLEND
CỦA CAO SU THIÊN NHIÊN VỚI CAO SU NITRIL
BUTADIEN VÀ MỘT SỐ PHỤ GIA NANO
Chuyên ngành: Hóa hữu cơ
Mã số: 60440114
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS. ĐỖ QUANG KHÁNG
Hà Nội - 2015
iii
LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành bản luận văn này, tôi đã nhận được rất
nhiều sự giúp đỡ quý báu của các thầy cô giáo, các nhà khoa học thuộc nhiều lĩnh vực
cùng đồng nghiệp và bạn bè.
Đầu tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Đỗ Quang Kháng đã tận
tình hướng dẫn và tạo điều kiện cho tôi hoàn thành bản luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Hóa Học, Phòng Quản lý Tổng hợp,
anh chị em phòng Công nghệ Vật liệu và Môi trường – Viện Hóa Học các đồng nghiệp
trong và ngoài Viện đã tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp tôi thực hiện luận văn và hoàn
thành mọi thủ tục cần thiết.
Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, người thân và bạn bè
đã luôn quan tâm, động viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành
luận văn.
Hà Nội, ngày tháng năm 2016
Tác giả Luận văn
Hồ Thị Oanh
iv
MỤC LỤC
MỤC LỤC...................................................................................................................i
DANH MỤC CÁC
BẢNG........................................................................................vi
DANH MỤC CÁC
HÌNH........................................................................................vii
BẢNG GIẢI THÍCH CÁC CHỮ VIẾT
TẮT.........................................................ix
MỞ ĐẦU....................................................................................................................1
Chƣơng 1 - TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU...................................3
1.1. Giới thiệu về vật liệu polyme nanocompozit và cao su nanocompozit ...... 3
1.1.1. Phân loại và đặc điểm của vật liệu cao su nanocompozit .......................... 4
1.1.2. Ưu điểm của vật liệu cao su nanocompozit ............................................... 5
1.1.3. Phương pháp chế tạo.................................................................................. 5
1.2. Các phụ gia nano ............................................................................................ 7
1.2.1. Ống nano carbon ........................................................................................ 7
1.2.2. Nanosilica ................................................................................................ 11
1.3. Cao su thiên nhiên và cao su nitril butadien .............................................. 15
1.3.1. Cao su thiên nhiên ................................................................................... 15
1.3.2. Cao su nitril butadien ............................................................................... 19
1.4. Một số loại vật liệu polyme nanocompozit điển hình ................................ 21
1.4.1. Vật liệu polyme ống carbon nanocompozit ............................................. 21
1.4.2. Vật liệu polyme silica nanocompozit ...................................................... 24
1.5. Tình hình nghiên cứu vật liệu polyme nanocompozit .................................... 27
Chƣơng 2 - MỤC TIÊU, VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU....32
2.1. Mục tiêu nghiên cứu ..................................................................................... 32
2.2. Thiết bị và hoá chất sử dụng trong nghiên cứu ......................................... 32
2.2.1. Thiết bị ..................................................................................................... 32
2.2.2. Hoá chất, vật liệu .................................................................................... 32
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu ............................................................................. 33
2.3.1. Biến tính phụ gia nano ............................................................................. 33
2.3.1.1. Phối trộn nanosilica với Si69 ................................................................ 33
2.3.1.2. Biến tính CNT bằng polyvinylchloride (PVC) ..................................... 33
2.3.2. Chế tạo mẫu cao su nanocompozit .......................................................... 33
v
2.4. Phƣơng pháp xác định một số tính chất cơ học của vật liệu .................... 34
2.4.1. Phương pháp xác định độ bền kéo đứt .................................................... 34
2.4.2. Phương pháp xác định độ dãn dài khi đứt ............................................... 35
2.4.3 Phương pháp xác định độ dãn dài dư ....................................................... 35
2.4.4. Phương pháp xác định độ cứng của vật liệu ............................................ 36
2.4.5. Phương pháp xác định độ mài mòn ......................................................... 36
2.5. Nghiên cứu khả năng bền dầu mỡ, dung môi của vật liệu ....................... 36
2.6. Nghiên cứu cấu trúc hình thái của vật liệu băng kính hiển vi điện tử
quét trƣờng phát xạ......................................................................................37
2.7. Nghiên cứu độ bền nhiệt của vật liệu bằng phƣơng pháp phân tích
nhiệt trọng lƣợng..........................................................................................37
Chƣơng 3 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN............................................................38
3.1. Nghiên cứu chế tạo và tính chất vật liệu cao su nanocompozit trên
cơ sở blend của CSTN/NBR và nanosilica.................................................38
3.1.1. Ảnh hưởng của hàm lượng nanosilica tới tính chất cơ học của vật liệu . 38
3.1.2. Ảnh hưởng của hàm lượng Si69 tới tính chất cơ học của vật liệu .......... 40
3.1.3. Cấu trúc hình thái của vật liệu ................................................................. 43
3.1.4. Nghiên cứu khả năng bền nhiệt của vật liệu ............................................ 45
3.1.5. Nghiên cứu khả năng bền dầu mỡ của vật liệu ........................................ 48
3.2. Nghiên cứu chế tạo và tính chất vật liệu cao su nanocompozit trên
cơ sở blend của CSTN/NBR và ống nano carbon......................................48
3.2.1. Biến tính CNT bằng polyvinylchloride ................................................... 49
3.2.2. Ảnh hưởng của hàm lượng CNT biến tính và chưa biến tính đến tính
năng cơ học của vật liệu .......................................................................... 53
3.2.3. Cấu trúc hình thái của vật liệu ................................................................. 56
3.2.4. Nghiên cứu khả năng bền nhiệt của vật liệu ............................................ 58
KẾT LUẬN..............................................................................................................61
TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................63
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN.................69