K t qu nghiên c u KHCN

NGHIÊN CỨU
ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN CHẾ TẠO

LÊN TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU SỬ DỤNG CHẾ TẠO
ĐẾ GIẦY CHỊU XĂNG, DẦU, MỠ BẰNG HỖN HỢP (BLEND)
CAO SU ACRYLONITRIL (NBR) VÀ NHỰA NHIỆT DẺO
POLYPROPYLEN (PP)
1

2

2

2

Nguy n Th Thu Th y , Nguy n Huy Tùng , Đ ng Vi t H
ng , Bùi Ch

ng
1. Vi n nghiên c u KHKT B o h lao đ ng,
2. Trung tâm nghiên c u v t li u Polyme & Compozit, Tr
ng Đ i h c Bách khoa Hà N i
1. MỞ ĐẦU
ỗn hợp (blend) cao
su và chất dẻo dạng
cao su nhiệt dẻo
(TPE) đang được quan tâm
nghiên cứu và ứng dụng ngày
càng rộng rãi do đặc điểm ưu
việt: chúng có khả năng biến
dạng elastic cao hơn hẳn so
với nhựa nhiệt dẻo, đồng thời
lại có thể gia cơng và tái sinh


Bên cạnh chất trợ tương
hợp, yếu tố cơng nghệ cũng
được quan tâm. Cor Koning và

66

Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 4,5&6-2016


K t qu nghiên c u KHCN

Mặc dù vậy, có thể nhận thấy rằng ngun nhân sự ảnh hưởng
của điều kiện chế tạo đến tính chất hệ lưu hóa động ln là vấn
đề được quan tâm nghiên cứu. Trong bài báo này, chúng tơi trình
bày một số kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của điều kiện chế
tạo blend đến mức độ phân tán lẫn nhau của các cấu tử trong vật
liệu sử dụng để chế tạo đế giầy bảo hộ lao động. Trong nghiên
cứu này, khơng sử dụng các chất trợ tương hợp.
2. THỰC NGHIỆM
2.1. Ngun vật liệu
- Cao su butadiene nitril Kumho của Hàn Quốc, với hàm lượng
acrylonitril là 35%
- Nhựa PP (Sabic – Tiểu vương quốc Ả Rập) có chỉ số chảy
4,5g/10 phút (1900C; 2,16kg).
- Xúc tiến lưu hóa DM, TMTD loại kỹ thuật của Singapore, các
chất độn và phụ gia còn lại loại kỹ thuật của Trung quốc.
2.2. Phương pháp chế tạo vật liệu
2.2.1. Ch t o h n h p cao su


theo hai bước. Trước hết, cao su và các hóa chất (trừ xúc tiến và
B ng 1. Thành ph n ph i li u cao su
TT

Hóa chất

Đơn vò

Đơn 1

Đơn 2

Đơn 3

1

Cao su crylonitrile

pkl

100

100

100

butadiene (NBR)
2

Axit stearic


2

5

Than đen

pkl

40

40

40

6

Dầu công nghệ

pkl

2,5

2,5

2,5

7

Xúc tiến DM


2,0

YĐộ nhớt của PP được xác
định trong máy Brabender ở
nhiệt độ 1600C tại Trung tâm
nghiên cứu vật liệu Polyme,
Trường Đại học Bách khoa Hà
Nội
Tính chất cơ học: Độ bền
kéo, độ giãn dài khi đứt và
đường cong biến dạng-ứng
suất của vật liệu được xác định
theo TCVN 4509: 2006 trên
máy Instron 100kN (Hoa Kỳ),
tại Trung tâm Nghiên cứu vật
liệu Polyme, Trường đại học
Bách Khoa Hà Nội. Điều kiện
thử nghiệm: 250C, độ ẩm 75%,
tốc độ kéo 5mm/phút.
YĐường cong lưu hóa của
cao su được ghi trên máy
Rotoless Rheometter RLR-4
của Nhật (Hãng Toyoseki), ở
nhiệt độ 1600C, tại Trường đại
học Bách Khoa Hà Nội

Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 4,5&6-2016

67

trong máy trộn kín ở 1600C, tốc
độ roto 50 vòng/phút.

S
đ 2. Ph

ng pháp tr n kín hồn tồn theo 3 giai đo n

Có thể thấy sau khi trộn
được 1 phút thì PP bắt đầu
chảy và độ nhớt đạt giá trị ổn
định trong khoảng 5Nm sau 2,5
phút.
Sự thay đổi độ nhớt của các
phối liệu cao su (đơn số II bảng
1) khi lưu hóa được biểu thị
trong Hình 2.
Từ các đường cong lưu hóa
đã thu được các thơng số chính
của q trình lưu hóa các phối
liệu cao su như Bảng 2.

S
đ 3. Ph

ng pháp tr n kín hồn tồn theo 1 giai đo n

68

Từ Hình 2 và Bảng 2 thấy
rằng đơn I có độ nhớt tối đa
(MH) khá nhỏ so với PP khi
chảy ổn định (1,07 Nm so với
5Nm) do đó độ phân tán của

Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 4,5&6-2016


2,11

Momen xoắn lớn nhất MH

dN.m

10,67

33,73

29,84

Thời gian cảm lưu W S1

Giây

156

65

70

Thời gian tối ưu lưu hóa, WC90

Giây

192

156

Độ bền kéo, MPa

Độ giãn dài khi đứt, mm

Blend I

5,8

1,7

Blend II

6,8

2,1

Blend III

6,5

6,8

Hình 3. Bi u đ thay đ i momen xo n trong q trình tr n
h p NBR/PP

70

phương pháp III lại nhỏ hơn so
với phương pháp II (Khoảng
9Nm so với hơn 12Nm) và

gấp 3 lần. Điều này chứng tỏ
độ linh động của các phần tử
động học trong blend III cao
hơn do pha cao su phân tán
trong nền PP tốt hơn so với
blend II. Các kết quả này phù
hợp với nhận xét về khả năng
phân tán của cao su trong nền
PP của blend nói trên.
Các kết quả trên cũng cho
thấy rằng tuy chưa có chất trợ
tương hợp nhưng việc sử dụng

Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 4,5&6-2016


K t qu nghiên c u KHCN

[4]. Cor Koning, Martin Van
Duin, Christophe Pagnoulle,
Robert Jerome, Strategies for
compatibilization of polymer
blends, Prog. Polym. Sci.,
23,(1998) 707-757.
[5].
B.G.Soares,
M.S.M.
Almeida, C. Ranganathaiah,
M.V. Deepa Urs, Siddaramaia,
The


ng su t c a v t li u

độ dai cao hơn hẳn so với
phương pháp trộn riêng biệt
hỗn hợp NBR và PP.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. J.G. Drobny, Handbook of
Thermoplastic Elastomers, 2nd
edition,
William
Andrew
Publisher,
Amsterdam-…Tokyo (2014).
[2]. H.Ismail, Supri, A.M.H
Yusof,
Blend
of
waste
PVC/NBR: the effect of maleic
anhydride, Polym. Testing,
V.23, Iss. 6 (2004) 675-683.
[3]. H. Ismail, D. Galpaya, Z.
Ahmad, The compatibilizing
effect of epoxy resin on
PP/recycled NBR blends,
Polym. Testing, V.28, Iss.4
(2009) 363-370.