Bài tập lớn công nghệ cao su hệ lưu hóa trong EPDM
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.23 MB, 36 trang )
Trường Đại Học Bách Khoa TPHCM
Khoa Công Nghệ Vật Liệu
LOGO
BÀI TẬP LỚN CÔNG NGHỆ CAO SU
Hệ lưu hóa trong EPDM
GVHD: TS. NGUYỄN THỊ LÊ THANH
Nhóm 12
Nội dung
1
Giới thiệu
2
Hệ lưu hóa sử dụng trong EPDM
3
4
Kết luận
Tài liệu tham khảo
Giới thiệu
1. EPDM và EPM
Sự copolymer hóa của ethylene và propylene sẽ tạo ra các loại copolymer hữu ích, sự kết tinh của cả hai
được ngăn chặn nếu hàm lượng ethylene nằm trong khoảng 45-60%; ở các mức hàm lượng ethylene cao hơn
khoảng 70-80%, có thể kết tinh một phần.
Các dạng có hàm lượng ethylene thấp thường dễ gia công. Khi hàm lượng ethylene tăng lên, độ cứng vững
bán thành phẩm (độ bền ướt )và khả năng ép đùn được cải thiện.
EPDM và EPM
Trong thương mại có ba loại monomer được sử dụng là dicyclo-pentadiene, ethylidene norbornene
và 1,4- hexadiene.
Thông thường với hàm lượng 4-5%, termonomer này sẽ mang lại các đặc tính lưu hóa có thể chấp
nhận được, trong khi với hàm lượng 10% sự lưu hóa sẽ nhanh, dicyclopentadien cho tốc độ lưu hóa là chậm
nhất, còn ethylidene norbornene là cao nhất.
EPDM và EPM
Giới thiệu
2. Lưu hóa
•Sư lưu hóa là quá trình ( phản ứng hóa học) mà qua đó các chuỗi cao su được liên kết với
nhau bằng các liên kết hóa học để tạo thành mạng lưới, làm thay đổi vật liệu cao su từ trạng thái
lỏng nhớt thành trạng thái rắn có sự đàn hồi và dai
•Đối với 2 loại cao su này thì có 3 hệ lưu hóa :
- Hệ lưu huỳnh : EPDM
- Hệ peroxide: EPM và EPDM
- Hệ resol : EPDM
Các hệ lưu hóa sử dụng trong EPDM
1. Hệ lưu hóa lưu huỳnh
.Sự lưu hóa bằng lưu huỳnh của EPDM và nhựa nhiệt dẻo thường hiện diện các chất
kích hoạt lưu hóa ( ZnO và stearic acid ) và xúc tiến (MBT,TMTD,ZDMC…)
.Vì trong mạch phân tử EPDM có nối đôi của monomer mang nối đôi đưa vào làm tác
nhân lưu hóa bằng lưu huỳnh nên có cơ chế tương tự như lưu hóa polydien với lưu huỳnh nhưng
phải dùng xúc tiến nhiều hơn.
Hệ lưu huỳnh
Cơ chế:
Trước tiên, với sự có mặt của S và nhiệt 1 nguyên tử hydrogen của carbon α-methylene tự tách ra tạo thành một
gốc tự do và một gốc sulfuhydryl:
Hai gốc này tiếp đó có thể phản ứng theo nhiều cách khác nhau. Gốc hydrocarbon hợp với lưu huỳnh tạo thành một gốc
sulfur:
Hệ lưu huỳnh
Hệ xúc tiến thích hợp cho EPDM:
•Hệ lưu hóa dùng cho EPDM thường dựa trên chất xúc tiến thiazoles với dithiocabarmate và thiurams. Bởi
vì mức độ bất bão hòa của EPDM thấp hơn so với các loại cao su khác nên một hàm lượng chất xúc tiến cao (210phr) bao gồm nhiều loại chất xúc tiến khác nhau thường được sử dụng để đạt được hiệu quả lưu hóa nhanh và
modul lớn. Chính vì khả năng hòa tan thấp của thiuram và dithiocacbarmate nên cần cho nhiều loại chất xúc tiến
khac với hàm lượng nhỏ (<1phr)
•Sulfernamide có thể được sử dụng trong EPDM do khả năng hòa tan tốt của nó trong EPDM
VD: MBT,ZDBC,TMTD…
Các hệ lưu hóa sử dụng trong EPDM
2. Hệ lưu hóa peroxide
Một số loại peroxide:
Hệ lưu hóa peroxide
Hệ lưu hóa peroxide
Hệ lưu hóa peroxide
a/ Di-tert-butyl peroxide
Tính chất của Di-tert-butyl peroxide
Điểm nóng chảy
-30 ° C
Điểm sôi
109-110 ° C
Tỷ trọng
0,8 g/cm
áp suất hơi:
40 mm Hg (20 ° C)
Chiết suất (Refractive index)
n = 1,388-1,390
Độ tan trong nước
không thể trộn lẫn
Chất độc hại dữ liệu
110-05-4
Công thức phân tử
C 8 H 18 O 2
Mol khối lượng
146,23 g / mol
3
Hệ lưu hóa peroxide
b/ Dicumyl peroxide
Tính chất của DICUMYL PEROXIDE
Điểm nóng chảy
39- 41 ° C
Nhiệt độ sôi
130 ° C
Tỷ trọng
1,2 g/cm
áp suất hơi
o
15,4 mm Hg (38 C)
Độ tan trong nước
không hoà tan
Công thức phân tử
Mol khối lượng
3
[C 6 H 5 C(CH 3 ) 2 O] 2
146,23 g / mol
Hệ lưu hóa peroxide
Sử dụng peroxide khi các sản phẩm có yêu cầu:
•
•
Tính chất bền nén tốt.
Bền lão hóa với nhiệt tốt (thường tốt hơn nhiều so với lưu hóa bằng lưu huỳnh).
•
Không hồi lưu (sự phá hủy liên kết ngang nếu quá lưu).
•
Cải thiện tính đồng lưu hóa của các loại cao su khác nhau.
•
Bền với H2S
•
Các thuộc tính điện tốt
EPM
EPDM
NR
CR
NBR
SBR
EU
Polymer
100
100
100
100
100
100
100
Than đen (phr)
50
50
50
30
30
50
30
Nhựa agerit (phr)
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
5
5
5
5
5
5
5
Dicumylpeoxit (phr)
7,2
6,8
4,5
3,5
4,5
3,5
4,5
Thời gian lưu hóa (phút)
30
30
20
10
25
20
15
0
Nhiệt độ lưu hóa ( C)
166
166
166
166
166
166
166
Độ bền kéo (MPa)
8,2
16,7
18,6
19,2
21,3
19,3
22,3
Modul 100% (MPa)
1
2,6
3,1
2,6
2,3
7,2
5,9
Module 200% (MPa)
2,2
9,8
10,5
-
7,7
-
18,4
Biến dạng dài (%)
500
280
275
190
345
185
230
Độ cứng Shore A
53
68
60
71
62
73
70
ZnO (phr)
Hệ lưu hóa peroxide
Các lưu ý khi lưu hoá bằng peroxide
Chu kì bán rã của peroxit
Sự phụ thuộc độ bền nén vào thời gian lưu hóa với hỗn hợp EPDM lưu hóa bằng dicumyl peroxide
Số chu kì bán rã
0
Biến dạng hồi phục khi nén 72 giờ tại 100 C
1
2
3
4
6
79%
53%
23%
17%
12%
Từ đó ta thấy biến dạng hồi phục khi nén giảm dần khi tăng thời gian lưu hóa và độ bền nén tăng
Nhưng thực tế các sản phẩm phổ biến trên thị trường chỉ được lưu hóa 4 – 5 chu kì bán rã do một số vấn đề về tăng năng suất
và giảm giá thành
Hệ lưu hóa peroxide
Các lưu ý khi lưu hoá bằng peroxide
Khi sử dụng Di(t-butylperoxy) diisopropyl benzene để lưu hoá EPDM có thể tạo phun
sương sau lưu hóa
Cần tránh các phản ứng phụ
Hệ lưu hóa peroxide
Tính chất và ứng dụng
EPDM sử dụng phổ biến với hệ lưu hoá peroxide vì :
•
Khả năng kháng lão hoá rất tốt với các tác nhân như
ozone và nhiệt
•
•
•
Kháng thời tiết tốt
Kháng hóa chất tốt
Ở nhiệt độ thấp EPDM lưu hoá bằng peroxide có tính linh hoạt và tính chất điện nổi bật
