NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO BLEND GIỮA POLYPROPYLEN VÀ CAO SU BUTADIEN ACRYLONITRIL
Vật liệu cao phân tử và tổ hợp
Luận án "Nghiên cứu chế tạo blend giữa polypropylen và cao su butadien acrylonitril" tập trung vào việc phát triển vật liệu cao su nhiệt dẻo (TPE) mới từ sự kết hợp giữa cao su butadien acrylonitril (NBR) và nhựa polypropylen (PP). Sự cần thiết của đề tài xuất phát từ ưu điểm của TPE là kết hợp khả năng đàn hồi của cao su và khả năng gia công của nhựa nhiệt dẻo, cùng với những hạn chế riêng của NBR (bền dầu mỡ, biến dạng đàn hồi lớn, bền chống cháy) và PP (thân thiện môi trường, bền va đập, chống thấm O2, nhưng cứng). Việc trộn hợp hai vật liệu này gặp khó khăn do khác biệt về cấu tạo và cấu trúc, nhưng phương pháp lưu hóa động tỏ ra nhiều ưu điểm. Tại Việt Nam, nghiên cứu hệ thống về blend NBR/PP còn hạn chế.
Mục đích nghiên cứu là xác định chế độ gia công, đơn phối liệu phù hợp và đánh giá khả năng ứng dụng của blend trong môi trường xăng, dầu. Nội dung nghiên cứu bao gồm khảo sát nguyên liệu đầu NBR và PP, nghiên cứu các phương pháp trộn hợp (đặc biệt là lưu hóa động), ảnh hưởng của chất trợ tương hợp, tối ưu hóa điều kiện chế tạo bằng quy hoạch thực nghiệm, và khảo sát các tính chất cơ học, lão hóa, cũng như khả năng chống chịu môi trường xâm thực.
Những điểm mới của luận án bao gồm việc lựa chọn phương pháp và đơn phối liệu phù hợp, xác định thông số công nghệ tối ưu qua quy hoạch thực nghiệm, và đánh giá toàn diện khả năng ứng dụng của vật liệu blend NBR/PP trong các môi trường khác nhau.
Luận án đã thành công trong việc tìm ra điều kiện tối ưu để chế tạo cao su nhiệt dẻo trên cơ sở blend NBR/PP bằng phương pháp lưu hóa động trên máy trộn kín (nhiệt độ trộn 160°C, tốc độ 60 vòng/phút, thời gian 8 phút, hàm lượng chất trợ tương hợp PP-g-MA 5%). Phương pháp luyện kín một giai đoạn được chứng minh là thích hợp nhất. Vật liệu blend thu được có thể tái sinh và giữ được các tính chất cơ học. Các khảo sát tính chất cơ nhiệt động và nhiệt cho thấy nhiệt độ thủy tinh hóa của blend NBR/PP nằm giữa các polyme thành phần, chứng tỏ sự tương hợp tốt. Mật độ mạng của blend với PP-g-MA cao hơn đáng kể, cho thấy sự tăng cường tương hợp. Với những tính chất ưu việt về khả năng chịu lão hóa, mài mòn và đặc biệt là khả năng chống chịu xăng, dầu, mỡ, vật liệu blend NBR/PP này có tiềm năng ứng dụng cao trong sản xuất các sản phẩm như ống chịu dầu cho ô tô, xe máy, hoặc giày bảo hộ lao động, góp phần thay thế sản phẩm nhập ngoại và tăng trưởng xanh.