Tên luận án:
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT VẬT LIỆU CAO SU NANOCOMPOZIT TRÊN CƠ SỞ MỘT SỐ CAO SU VÀ BLEND CỦA CHÚNG VỚI ỐNG NANO CACBON
Ngành:
Hóa hữu cơ (Mã số: 62.44.01.14)
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Luận án "Nghiên cứu chế tạo và tính chất vật liệu cao su nanocompozit trên cơ sở một số cao su và blend của chúng với ống nano cacbon" tập trung vào việc phát triển vật liệu cao su nanocompozit với những đặc tính vượt trội từ ống nano cacbon (CNT). Mục tiêu chính là đánh giá khả năng gia cường của CNT trong nền cao su và blend cao su, chế tạo vật liệu có tính chất cơ học cao, bền vững trong dung môi và độ dẫn điện phù hợp, đặc biệt hướng tới ứng dụng làm thảm chống tĩnh điện.
Nội dung nghiên cứu bao gồm biến tính bề mặt CNT bằng các phương pháp khác nhau như oxy hóa (gắn 27,85% nhóm COOH và NH2), este hóa Fischer (ghép 24,85% nhóm este PEG và 3,29% este TESPT), ankyl hóa Friedel-Crafts (gắn 23% polyvinylclorua) và hấp phụ CTAB (gắn 5% CTAB) để tăng khả năng tương hợp với nền polyme. Luận án đã khảo sát khả năng gia cường của CNT và chất trợ phân tán (D01) cho cao su thiên nhiên (CSTN), cũng như chế tạo và đánh giá tính chất của cao su nanocompozit trên cơ sở blend CSTN/NBR và CSTN/CR với CNT.
Các đóng góp mới của luận án bao gồm việc chế tạo thành công vật liệu CSTN/NBR gia cường 4% CNT hoặc 3% CNT biến tính, trong đó CNT-PVC tương hợp tốt với NBR. Tương tự, vật liệu CSTN/CR gia cường 4% CNT hoặc 3,5% CNT biến tính cũng được chế tạo thành công, với CNT-TESPT phân tán tốt nhất. Phương pháp bán khô đã được áp dụng để phân tán CNT (Nanocyl và Vast) đều đặn trong nền cao su blend CSTN/CR. Vật liệu cao su nanocompozit trên cơ sở CSTN/CR gia cường CNT cho độ dẫn điện phù hợp, đáp ứng yêu cầu chế tạo thảm chống tĩnh điện.
Kết quả cho thấy, việc biến tính CNT cải thiện đáng kể tính chất cơ học, độ bền nhiệt và khả năng chống lão hóa của vật liệu. Đặc biệt, vật liệu cao su trên cơ sở latex CSTN/CR gia cường 4% CNT-TESPT/CTAB đạt tính chất cơ học cao, độ bền dầu mỡ khả quan và độ dẫn điện theo tiêu chuẩn ESD 4.1, chứng tỏ khả năng ứng dụng cao cho sản xuất thảm chống tĩnh điện trong các ngành điện tử, dệt may và phòng thí nghiệm hóa học.
Mục lục chi tiết:
- MỞ ĐẦU
- Chương 1: TỔNG QUAN
- Vật liệu nanocompozit, cao su nanocompozit với những cách phân loại và ưu nhược điểm cụ thể.
- Ống nano cacbon và 4 phương pháp biến tính bề mặt, trong đó cũng chỉ ra phương pháp biến tính bao gói phân tử không ứng dụng trong công nghệ chế tạo cao su nanocompozit.
- Tình hình ứng dụng của CNT trong công nghệ cao su nanocompozit.
- Một số điểm còn bỏ ngỏ là mục tiêu luận án hướng tới.
- Chương 2: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- 2.1. Nguyên vật liệu, hóa chất
- 2.2. Quy trình biến tính bề mặt CNT và chế tạo vật liệu cao su nanocompozit gia cường CNT
- 2.2.1. Biến tính bề mặt CNT bằng phản ứng este hóa Fischer
- 2.2.2. Ankyl hóa bề mặt CNT
- 2.2.3. Biến tính bằng chất hoạt động bề mặt
- 2.2.4. Phương pháp chế tạo mẫu cao su nanocompozit
- 2.2.4.1. Mẫu CSTN/CNT
- 2.2.4.2. Mẫu cao su blend trên cơ sở CSTN
- 2.2.5. Phương pháp nghiên cứu cấu trúc và tính chất của CNT biến tính
- 2.2.6. Các phương pháp xác định cấu trúc và tính chất của vật liệu
- Chương 3 – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
- 3.1. Biến tính bề mặt ống nanocacbon
- 3.1.1. Nghiên cứu quá trình oxy hóa thành ống nanocacbon
- 3.1.2. Phản ứng este hóa Fischer với TESPT và PEG
- 3.1.3. Biến tính CNT bằng polyvinylclorua
- 3.1.4. Biến tính CNT bằng chất hoạt động bề mặt
- 3.2. Nghiên cứu chế tạo và tính chất của vật liệu CSTN/CNT bằng phương pháp trộn hợp nóng chảy
- 3.3. Nghiên cứu chế tạo và tính chất của mẫu vật liệu CSTN/NBR/CNT bằng phương pháp trộn hợp ướt
- 3.3.1. Ảnh hưởng của hàm lượng CNT đến tính chất cơ, nhiệt của hệ CSTN/NBR
- 3.3.2. Ảnh hưởng của ống nanocacbon đến tính chất lưu hóa của vật liệu CSTN/NBR
- 3.4. Nghiên cứu chế tạo và tính chất của vật liệu CSTN/CR/CNT bằng phương pháp trộn hợp ướt
- 3.4.1. Ảnh hưởng của CNT đến tính chất lưu hóa của vật liệu CSTN/CR
- 3.4.2. Ảnh hưởng của hàm lượng CNT tới tính chất cơ học của vật liệu CSTN/CR
- 3.5. Nghiên cứu tối ưu hóa khả năng phân tán CNT trong nền cao su blend CSTN/CR
- 3.5.1. Chế tạo vật liệu cao su nanocompozit sử dụng CNT- Vast
- 3.5.2. Phương trình hồi quy mô tả sự phụ thuộc của các tính chất cơ học của vật liệu LNR/CR vào CNT-CTAB
- 3.5.3. Đánh giá tính chất nhiệt cơ- động của mẫu vật liệu CSTN/CR gia cường CNT bằng ba phương pháp phân tán khác nhau
- 3.5.4. Ảnh hưởng của phương pháp phân tán đến tính chất điện của vật liệu CSTN/CR/CNT
- 3.6. Định hướng chế tạo thử nghiệm thảm cao su chống tĩnh điện
- KẾT LUẬN
- Khuyến nghị
- DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN