Luận án Nghiên cứu phối hợp phụ gia nano để nâng cao tính năng cơ lý, kỹ thuật cho vật liệu cao su thiên nhiên và một số Blend của nó

Từ các kết quả nghiên cứu thực nghiệm của luận án rút ra được các kết luận như sau: 1. Bằng phản ứng este hóa Fischer được thực hiện theo các bước oxy hóa, clo hóa và gắn nhóm PEG lên bề mặt CNT, đã thu được CNT biến tính với hàm lượng PEG được gắn trên bề mặt là 16,33%. 2. Bằng phương pháp biến tính bởi TESPT theo cơ chế của phản ứng ngưng tụ kèm theo sự tách nước giữa các nhóm silanol của phân tử silan với nhau và với các nhóm hydroxyl trên bề mặt nanosilica, đã thu được nanosilica biến tính với hàm lượng TESPT gắn trên bề mặt là 3,68%. 3. Hàm lượng thích hợp của các phụ gia nano để gia cường cho CSTN là 3 pkl NS phối hợp với 25 pkl CB trong 100 pkl CSTN. Tại hàm lượng này, vật liệu cao su nanocompozit CSTN/NS/CB và CSTN/NSTESPT/CB có các tính năng cơ lý, kỹ thuật đạt giá trị cao nhất với các giá trị tương ứng là độ bền kéo đứt đạt 22,64 MPa và 26,01 MPa; độ dãn dài khi đứt là 683% và 693%; Độ mài mòn giảm xuống một chút; nhiệt độ bắt đầu phân hủy tăng thêm 19,05oC và 19,59oC. Rõ ràng ở cùng hàm lượng thích hợp, vật liệu sử dụng NSTESPT có tính chất cơ học, các tính chất nhiệt và độ bền môi trường được cải thiện hơn so với vật liệu sử dụng NS. 4. Hàm lượng thích hợp của các phụ gia nano phối hợp gia cường cho blend CSTN/BR (75/25) là 12 pkl NSTESPT, 25 pkl than đen (CB) và 0,6 pkl CNTPEG, có sử dụng tác nhân D01 (2%) như một chất trợ phân tán, chất tương hợp. Vật liệu CSTN/BR/NSTESPT/CB/CNTPEG chế tạo được có các tính năng cơ lý, kỹ thuật được cải thiện đáng kể khi so với vật liệu CSTN/BR/NSTESPT/CB, với độ bền kéo khi đứt tăng thêm 10,3%, nhiệt độ bắt bắt đầu phân hủy tăng thêm 3oC. Hơn nữa, vật liệu cao su nanocompozit CSTN/BR/NSTESPT/CB/CNTPEG có khả năng bền mài mòn, bền nhiệt, bền môi trường, chịu ma sát tốt, giảm nhiệt nội sinh và dẫn nhiệt nhanh, đáp ứng yêu cầu chế tạo các sản phẩm cao su kỹ thuật tính năng cao như mặt lốp ôtô.

pdf157 trang | Chia sẻ: huydang97 | Ngày: 27/12/2022 | Lượt xem: 28 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận án Nghiên cứu phối hợp phụ gia nano để nâng cao tính năng cơ lý, kỹ thuật cho vật liệu cao su thiên nhiên và một số Blend của nó, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
hình 3.37. Hình 3.37. Giản đồ TGA của các chất tạo xốp khác nhau Dinitrosopentametylen tetramin (DPT), 4,4’-Oxybis(benzensunfonyl-hydrazit) (OBSH), Azodicarbon amit (ADC) và Dinitrosopentametylen tetramin hoạt hóa (TXC) 104 Qua hình 3.37 cho thấy rằng, DPT có nhiệt độ bắt đầu phân hủy khoảng 205oC còn nhiệt độ phân hủy mạnh nhất ở khoảng 210oC và kết thúc ở 215oC. Trong khi đó, OBSH có nhiệt độ bắt đầu phân hủy thấp hơn và khoảng 173oC; còn với ADC có nhiệt độ bắt đầu phân hủy thấp hơn nữa, khoảng 165oC. Riêng TXC có nhiệt độ bắt đầu phân hủy thấp nhất, chỉ khoảng 140oC. Các đặc trưng chính của quá trình phân hủy các chất tạo xốp này là nhiệt độ bắt đầu phân hủy cũng gần như trùng với nhiệt độ phân hủy lớn nhất với tốc độ phân hủy khá cao. Kết quả này cũng phù hợp với kết quả của tác giả Đặng Việt Hưng [98] và các đồng tác giả đã công bố. Như vậy để phù hợp cho mục đích là việc sẽ chế tạo cao su xốp ứng dụng làm lốp không cần bơm hơi, chúng tôi chỉ chọn 3 loại chất tạo xốp có nhiệt độ phân hủy thấp là OBSH, ADC và TXC để nghiên cứu tiếp. 3.5.1.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của loại phụ gia tạo xốp tới cấu trúc lỗ xốp Trên cơ sở đơn phối liệu chế tạo cao su xốp nêu trong bảng 2.4, chúng tôi chọn 3 chất tạo xốp là OBSH, ADC và TXC để thực hiện nghiên cứu. Hình 3.38, 3.39 và 3.40 sau đây là các hình ảnh được chụp từ kính hiển vi quang học để đánh giá cấu trúc lỗ xốp tạo thành do các chất tạo xốp khác nhau. Hình 3.38. Mẫu cao su xốp sử dụng chất tạo xốp OBSH Từ hình 3.38, nhận thấy rằng, mẫu cao su xốp chế tạo với chất tạo xốp OBSH có cấu trúc không đều và kích thước bọt xốp khá to. Điều này có thể giải thích do nhiệt độ phân hủy của OBSH cao, cao su lưu hóa trước khi đến nhiệt độ phân hủy của chất tạo xốp nên số lỗ ít và thành lỗ dày. Các khí tập trung và tạo thành dải dài, khí sinh ra không phát triển độc lập bởi lúc này độ nhớt của cao su cao do đã lưu hóa nhiều. Hơn nữa, ở nhiệt độ lưu hóa (nhiệt độ bề mặt khối cao su chỉ khoảng 150-160 oC) khí tạo thành lượng ít nên áp lực không đủ lớn. 105 . Hình 3.39. Mẫu cao su sử dụng chất tạo xốp ADC Khi sử dụng ADC làm chất tạo xốp (hình 3.39), phân bố lỗ xốp tương đối đồng đều, mật độ lỗ dày đặc hơn, thành lỗ mỏng hơn. ADC thông thường có nhiệt độ phân hủy khá cao, khoảng từ 200-210oC [136]. Tuy nhiên, trong nghiên cứu này, ADC được sử dụng là loại đã hoạt hóa, có khoảng nhiệt độ phân hủy thấp. Khi nhiệt độ phân hủy chất tạo xốp giảm từ 2100C xuống khoảng nhiệt độ 155-165 oC lỗ xốp được hình thành nhiều, đồng đều và nhỏ. Hình 3.40. Mẫu cao su sử dụng chất tạo xốp TXC Đặc biệt, đối với mẫu vật liệu cao su xốp sử dụng chất tạo xốp TXC có cấu trúc lỗ xốp đều, độ dầy của thành lỗ tương đối đồng đều, do nhiệt độ phân hủy của nó thấp, chỉ khoảng 138oC (hình 3.40) phù hợp nhiệt độ lưu hóa của CSTN. Do vậy, khi TXC phân hủy tạo khí, cao su cũng bắt đầu được lưu hóa. Quá trình lưu hóa và quá trình tạo lỗ xốp xảy ra đồng thời, dẫn đến cấu trúc xốp tạo thành đều đặn như trong hình 3.40. Từ những kết quả này, chúng tôi chọn TXC để nghiên cứu tiếp. 106 3.5.1.3. Nghiên cứu lựa chọn hàm lượng phụ gia tạo xốp Hàm lượng chất tạo xốp TXC ảnh hưởng đến cấu trúc lỗ xốp của cao su xốp được biểu hiện trong các hình 3.41 (A-E) dưới đây. A: 0,5 pkl TXC B: 1,0 pkl TXC C: 1,5 pkl TXC D: 2,0 pkl TXC E: 3,0 pkl TXC Hình 3.41. Hàm lượng chất tạo xốp TXC ảnh hưởng đến cấu trúc lỗ xốp của vật liệu cao su xốp (Ảnh kính hiển vi quang học) Nhận thấy rằng, khi hàm lượng chất tạo xốp quá thấp (hình 3.41A) lỗ xốp thưa và không đều và thành lỗ dày. Khi hàm lượng chất tạo xốp tăng dần, mật độ lỗ tăng lên và phân bố lỗ xốp cũng đều hơn (hình 3.41B). Đặc biệt ở hàm lượng TXC khoảng 1,5 đến 2pkl lỗ xốp phân bố khá đều đặn, chiều dày thành lỗ cũng đều hơn 107 (hình 3.41C và D). Tuy nhiên, khi hàm lượng TXC quá cao (3pkl) tạo cho vật liệu có phân bố lỗ xốp không đều đặn và xuất hiện những lỗ xốp có đường kính lớn, thậm chí còn thông nhau (hình 3.41E). Trên cơ sở những kết quả nghiên cứu thu được ở trên, chúng tôi thấy hàm lượng TXC là 1,5 - 2pkl là phù hợp. Trong nghiên cứu chế tạo vật liệu cao su xốp tiếp theo, chúng tôi lựa chọn hàm lượng là 2 pkl để thực hiện. 3.5.2. Nghiên cứu thời gian lưu hóa Thời gian lưu hóa cao su có ảnh hưởng rất lớn đến cấu trúc và tính chất của vật liệu. Nếu thời gian lưu hóa quá ngắn, phần cao su bên trong chưa chín (cao su chưa được khâu mạch hết). Mặt khác, chất tạo xốp chưa phân hủy để tạo thành bọt xốp. Chính vì vậy, chúng tôi chọn nghiên cứu thời gian lưu hóa khác nhau, để xác định được thời gian lưu hóa phù hợp. Căn cứ kết quả nghiên cứu của các tác giả khác đã công bố [98], dựa theo kích thước của các sản phẩm khác cho thấy rằng, ở nhiệt độ lưu hóa 165oC, thời gian lưu hóa thích hợp cho vật liệu xốp từ blend của CSTN và EPDM có chiều dày 1cm là 10 phút [98, 136]. Tuy nhiên, chúng tôi chọn thành phần đơn có khả năng lưu hóa ở nhiệt độ thấp (khoảng 140oC) và chất tạo xốp TXC cũng có nhiệt độ phân hủy thấp (130-140oC). Với nghiên cứu này, khuôn tạo mẫu là hình hộp chữ nhật có kích thước 10x10x20 cm, vì nhiệt độ lưu hóa thấp hơn nên thời gian lưu hóa được lựa chọn từ 100 phút đến 300 phút. Dưới đây là những kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian lưu hóa tới cấu trúc và tính chất vật liệu xốp tạo thành. 3.5.2.1. Ảnh hưởng của thời gian lưu hóa tới cấu trúc xốp tạo thành Thời gian lưu hóa ảnh hưởng đến cấu trúc lỗ xốp tạo thành được thể hiện trong các hình 3.42 dưới đây. Qua hình 3.42 cho thấy rằng, khi thời gian lưu hóa là 100 phút, chưa đủ để lưu hoá trong toàn khối vật liệu. Do vậy có những góc hầu như chưa có lỗ xốp (Hình 3.42A). Trong khi đó, với thời gian lưu hóa là 150 phút, các lỗ xốp xuất hiện đều đặn trong toàn khối vật liệu (Hình 3.42B). Khi thời gian lưu hóa 200 phút, các lỗ xốp cũng khá đều, song có hiện tượng lỗ bị phá vỡ tạo kích thước lớn hơn nhưng chưa rõ ràng (Hình 3.42C). Khi kéo dài thời gian lưu hóa tới 300 phút, vật liệu có hiện tượng bị phá vỡ lỗ xốp làm kích thước tăng một chút (Hình 3.42D). Như vậy, thời gian lưu hóa khoảng 150 phút là phù hợp. 108 A: Thời gian lưu hóa 100 phút B: Thời gian lưu hóa 150 phút C: Thời gian lưu hóa 200 phút D: Thời gian lưu hóa 300 phút Hình 3.42. Thời gian lưu hóa ảnh hưởng đến cấu trúc lỗ xốp 3.5.2.2. Ảnh hưởng của thời gian lưu hóa tới tính chất cơ học của cao su xốp Thời gian lưu hóa ảnh hưởng đến tính chất cơ học của vật liệu cao su xốp tạo thành được thể hiện trong bảng 3.27 dưới đây. Bảng 3.27. Thời gian lưu hóa ảnh hưởng đến tính chất cơ học của vật liệu xốp được tạo thành 109 Từ bảng 3.27, nhận thấy rằng, với thời gian lưu hóa 100 phút các tính chất cơ học của vật liệu thấp hơn hẳn so với ở thời gian lưu hóa 150 và 200 phút. Nguyên nhân có thể do thời gian chưa đủ để cao su khâu mạch hoàn toàn, do đó tính chất của vật liệu thấp. Với mẫu trong thời gian 150 phút, các tính chất cơ học của vật liệu đạt giá trị cao nhất, do với thời gian 150 phút đủ để các chất tạo xốp phân hủy tạo khí làm xốp và đồng thời với quá trình khâu mạch của cao su được hoàn toàn. Khi thời gian lưu hóa kéo dài tới 200 phút, các tính chất cơ học của vật liệu đã có xu hướng giảm, song không nhiều. Tuy nhiên, khi thời gian lưu hóa quá lâu (300 phút) tính chất vật liệu có phần giảm xuống. Điều này có thể do khi thời gian kéo dài, vật liệu có thể bị già hóa (đứt mạch và cầu nối liên kết) làm tính chất cơ học của vật liệu giảm xuống. Kết quả này phù hợp với các ảnh trong hình 3.42 ở trên. Từ những kết quả nghiên cứu thu được, chúng tôi chọn thời gian lưu hóa của vật liệu là 150 phút để cho các nghiên cứu tiếp. 3.5.3. Nghiên cứu nâng cao tính năng cơ lý cho vật liệu cao su xốp bằng một số phụ gia nano Nhìn chung, để nâng cao các tính năng cơ lý, kỹ thuật cho vật liệu cao su, việc sử dụng các phụ gia gia cường khác nhau có kích thước micro hoặc nano để tạo ra vật liệu cao su compozit hoặc cao su nanocompozit, tương ứng. Bảng 3.28. Một số phụ gia gia cường ảnh hưởng tới tính chất cơ học của vật liệu cao su xốp tạo thành Trong nghiên cứu này, chúng tôi đưa thêm một số phụ gia nano thông dụng là nanoclay (NC), nanosilica (NS), than đen (CB) và ống nano carbon (CNT) để gia 110 cường cho vật liệu cao su xốp. Hàm lượng các phụ gia này chúng tôi đã chọn các hàm lượng thích hợp của các phụ gia tương ứng gia cường cho cao su thiên nhiên đã công bố [108, 137, 138]. Theo đó, hàm lượng nanoclay là 4 pkl, nanosilica là 3 pkl, hàm lượng CNT là 5 pkl và hàm lượng than đen là 30 pkl. Kết quả nghiên cứu thu được, được thể hiện trong bảng 3.28. Từ kết quả bảng 3.28 trên cho thấy, độ bền kéo khi đứt của vật liệu tăng lên rõ rệt, đặc biệt vật liệu được gia cường bằng than đen (tăng 34%), tiếp đến là CNT tăng 32%, rồi đến nanosilica tăng 27%. Vật liệu được gia cường nanoclay chỉ tăng có 6,9%. Còn tỷ trọng và độ cứng vật liệu tăng khi có phụ gia nano cũng như than đen nhưng không nhiều, cao nhất là mẫu gia cường than đen tăng thêm có 0,02 và 3 Shore AO, tương ứng. Riêng đối với độ dãn dài khi đứt thì giảm không nhiều. Căn cứ kết quả thu được ở bảng trên, chúng tôi lựa chọn NS để phối hợp than đen gia cường cho CSTN để chế tạo cao su xốp vì giá thành của nanosilica rẻ và việc phân tán nanosilica trong cao su đơn giản hơn nhiều so với phân tán CNT. 3.5.4. Nghiên cứu phối hợp nanosilica và than đen để nâng cao tính năng cơ học cho vật liệu cao su xốp trên cơ sở CSTN Trên cơ sở kết quả nghiên cứu ở mục 3.5.3 ở trên, chúng tôi sử dụng phụ gia NS phối hợp CB với hàm lượng đã nghiên cứu ở trên, để nâng cao tính năng cơ học cho vật liệu cao su xốp trên cơ sở CSTN. Kết quả đánh giá tính chất cơ học của vật liệu thu được, được thể hiện trong bảng 3.29 dưới đây. Bảng 3.29. Tính chất cơ học của vật liệu cao su xốp trên cơ sở CSTN được gia cường nanosilica phối hợp với than đen Nhận thấy rằng, khi gia cường phối hợp than đen và nanosilica, hầu hết các tính chất cơ học của vật liệu cao su xốp được cải thiện, đặc biệt độ bền kéo khi đứt 111 của cao su xốp tăng thêm 12% so với gia cường chỉ có nanosilica và 6% so với gia cường chỉ có than đen, độ dãn dài khi đứt tăng thêm 7,5% so với gia cường than đen. Độ cứng, độ biến dạng dư và tỷ trọng tăng lên không nhiều. 3.5.5. Cấu trúc lỗ xốp của vật liệu cao su xốp Cấu trúc lỗ xốp của vật liệu cao su xốp sử dụng các phụ gia nano khác nhau được nghiên cứu bằng phương pháp kính hiển vi quang học. Kết quả nghiên cứu thu được, được thể hiện trong các hình 3.43 (A-E) dưới đây. A: Mẫu xốp từ CSTN gia cường 4pkl nanoclay B: Mẫu xốp từ CSTN gia cường 3pkl nanosilica C: Mẫu xốp từ CSTN gia cường 5pkl ống nano carbon D: Mẫu xốp từ CSTN gia cường 30pkl than đen E: Mẫu xốp từ CSTN gia cường 3pkl nanosilica và 30pkl than đen Hình 3.43. Mặt cắt mẫu cao su xốp trên cơ sở CSTN gia cường các loại phụ gia khác nhau (Ảnh chụp kính hiển vi quang học) 112 Nhận thấy rằng, cấu trúc lỗ xốp của tất cả các mẫu vật liệu đều khá đều đặn. Tuy nhiên, ở vật liệu gia cường nanoclay (Hình 3.43A) và nanosilica (Hình 3.43B) lỗ xốp có kích thước khá to, cấu trúc lỗ xốp tương tự nhau, còn ở vật liệu CSTN được gia cường CNT các lỗ xốp nhỏ hơn một chút (Hình 3.37C). Trong khi ở mẫu vật liệu được gia cường 30pkl than đen (Hình 3.43D) và 3pkl nanosilica phối hợp 30pkl than đen (Hình 3.43E), các lỗ xốp nhỏ và phân tán khá đều. Điều này được giải thích là do khi gia cường than đen chất tạo xốp phân tán “tinh” hơn, tạo thành những điểm với lượng nhỏ hơn do than đen nhiều, xốp và dễ phân tán vào nền. Do vậy tạo ra các lỗ xốp dầy đặc và nhỏ hơn trong toàn khối vật liệu. Trên cơ sở những kết quả nghiên cứu thu được, chúng tôi lựa chọn vật liệu được gia cường nanosilica phối hợp than đen để chế tạo cao su xốp và ứng dụng vật liệu này trong chế tạo lốp không cần bơm hơi. 3.5.6. Nhận xét - Phụ gia tạo xốp phù hợp để chế tạo cao su xốp trên cơ sở CSTN có kích thước các lỗ xốp đồng đều là Dinitrosopentametylen tetramin đã hoạt hóa (ký hiệu trong nghiên cứu là TXC) với hàm lượng thích hợp là 2 pkl và thời gian lưu hóa phù hợp là 150 phút. - Trong cùng một thành phần đơn phối liệu và điều kiện gia công, CSTN gia cường các phụ gia nano (nanoclay, nanosilica, ống nano carbon hay than đen đều có khả năng tạo ra vật liệu cao su xốp có cấu trúc đều đặn. Tuy nhiên, vật liệu CSTN gia cường 3pkl NS phối hợp với 30pkl CB tạo ra cao su xốp có các tính năng cơ học tốt hơn cả do tác dụng đồng gia cường của của 2 thành phần phụ gia này. - Sử dụng phối hợp phụ gia nano có thể nâng cao tính năng cơ lý, kỹ thuật cho vật liệu cao su xốp trên cơ sở CSTN, đây là hướng đi mới đầy triển vọng để nâng cao chất lượng cho các sản phẩm từ cao su xốp trên cơ sở CSTN để đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của quá trình phát triển kinh tế-kỹ thuật. 113 KẾT LUẬN Từ các kết quả nghiên cứu thực nghiệm của luận án rút ra được các kết luận như sau: 1. Bằng phản ứng este hóa Fischer được thực hiện theo các bước oxy hóa, clo hóa và gắn nhóm PEG lên bề mặt CNT, đã thu được CNT biến tính với hàm lượng PEG được gắn trên bề mặt là 16,33%. 2. Bằng phương pháp biến tính bởi TESPT theo cơ chế của phản ứng ngưng tụ kèm theo sự tách nước giữa các nhóm silanol của phân tử silan với nhau và với các nhóm hydroxyl trên bề mặt nanosilica, đã thu được nanosilica biến tính với hàm lượng TESPT gắn trên bề mặt là 3,68%. 3. Hàm lượng thích hợp của các phụ gia nano để gia cường cho CSTN là 3 pkl NS phối hợp với 25 pkl CB trong 100 pkl CSTN. Tại hàm lượng này, vật liệu cao su nanocompozit CSTN/NS/CB và CSTN/NSTESPT/CB có các tính năng cơ lý, kỹ thuật đạt giá trị cao nhất với các giá trị tương ứng là độ bền kéo đứt đạt 22,64 MPa và 26,01 MPa; độ dãn dài khi đứt là 683% và 693%; Độ mài mòn giảm xuống một chút; nhiệt độ bắt đầu phân hủy tăng thêm 19,05oC và 19,59oC. Rõ ràng ở cùng hàm lượng thích hợp, vật liệu sử dụng NSTESPT có tính chất cơ học, các tính chất nhiệt và độ bền môi trường được cải thiện hơn so với vật liệu sử dụng NS. 4. Hàm lượng thích hợp của các phụ gia nano phối hợp gia cường cho blend CSTN/BR (75/25) là 12 pkl NSTESPT, 25 pkl than đen (CB) và 0,6 pkl CNTPEG, có sử dụng tác nhân D01 (2%) như một chất trợ phân tán, chất tương hợp. Vật liệu CSTN/BR/NSTESPT/CB/CNTPEG chế tạo được có các tính năng cơ lý, kỹ thuật được cải thiện đáng kể khi so với vật liệu CSTN/BR/NSTESPT/CB, với độ bền kéo khi đứt tăng thêm 10,3%, nhiệt độ bắt bắt đầu phân hủy tăng thêm 3oC. Hơn nữa, vật liệu cao su nanocompozit CSTN/BR/NSTESPT/CB/CNTPEG có khả năng bền mài mòn, bền nhiệt, bền môi trường, chịu ma sát tốt, giảm nhiệt nội sinh và dẫn nhiệt nhanh, đáp ứng yêu cầu chế tạo các sản phẩm cao su kỹ thuật tính năng cao như mặt lốp ôtô. 5. Hàm lượng thích hợp các phụ gia nano phối hợp gia cường cho blend cao su thiên nhiên/cao su etylen propylen dien monome (CSTN/EPDM) (60/40) là 10 114 pkl NSTESPT, 24 pkl than đen và 6 pkl bari sulfat trong 100 pkl cao su. Tại tỷ lệ này, vật liệu CSTN/EPDM/NSTESPT/CB/BS có cấu trúc chặt chẽ, các tính năng cơ lý, kỹ thuật cao với độ bền kéo khi đứt đạt 18,5 MPa, độ dãn dài khi đứt là 396%; đặc biệt vật liệu CSTN/EPDM/NSTESPT/CB/BS này có khả năng bền môi trường kiềm, bền nhiệt cao, bền mài mòn và giảm nhiệt nội sinh do chuyển động quay và ma sát. Vật liệu này đáp ứng yêu cầu chế tạo các sản phẩm cao su kỹ thuật cao có yêu cầu chịu nhiệt, bền kiềm, giảm nhiệt nội sinh trong điều kiện chuyển động quay và ma sát như các loại băng tải chịu nhiệt sử dụng trong công nghiệp xi măng. 6. Chế tạo thành công vật liệu cao su xốp tính năng cao trên cơ sở CSTN sử dụng chất tạo xốp TXC (Dinitrosopentametylen tetramin đã hoạt hóa) kết hợp gia cường 3 pkl NS với 30 pkl CB và các phụ gia khác. Vật liệu cao su xốp này có cấu trúc lỗ xốp đều đặn, tính năng cơ lý, kỹ thuật tốt, độ đàn hồi cao, bền kéo đứt và đáp ứng yêu cầu sử dụng cho chế tạo các loại lốp không cần bơm hơi, một sản phẩm đang được thế giới quan tâm. 115 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN 1. Bằng phương pháp trộn kín ở trạng thái nóng chảy đã chế tạo ra được vật liệu cao su nanocompozit trên cơ sở blend cao su thiên nhiên/cao su butadien (CSTN/BR) gia cường phối hợp nanosilica với than đen và ống nano carbon có tính năng cơ lý, kỹ thuật cao, đặc biệt bền mài mòn, chịu ma sát tốt, bền môi trường, bền nhiệt và thoát nhiệt nhanh đáp ứng yêu cầu làm cao su mặt lốp ô tô và các sản phẩm cao su kỹ thuật cao khác. 2. Xác định được hàm lượng phù hợp của than đen, nanosilica và bari sulfat phối hợp gia cường cho cao su blend trên cơ sở cao su thiên nhiên/cao su etylen propylen dien monome (CSTN/EPDM) tạo ra vật liệu cao su nanocompozit có tính năng cơ lý, kỹ thuật cao, đặc biệt bền nhiệt, bền mài mòn, bền trong môi trường kiềm và giảm nhiệt nội sinh do chuyển động quay và ma sát. Vật liệu cao su nanocompozit này có khả năng ứng dụng để chế tạo các sản phẩm cao su kỹ thuật cao, như băng tải chịu nhiệt, bền môi trường kiềm sử dụng trong công nghiệp xi măng. 3. Ứng dụng thành công các phụ gia nano, đặc biệt là phối hợp nanosilica (3 pkl) với than đen (30 pkl) để chế tạo ra vật liệu cao su xốp trên cơ sở CSTN có độ xốp, độ đàn hồi và độ bền phù hợp để chế tạo các loại lốp không cần bơm hơi – một xu hướng mới của ngành sản xuất lốp hiện tại. 116 DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ĐÃ ĐƯỢC CÔNG BỐ 1. Đỗ Trung Sỹ, Ngô Quang Hiệp, Phạm Công Nguyên, Trần Hữu Quang, Lưu Đức Hùng, Đỗ Quang Minh, Nguyễn Thanh Liêm, Đỗ Quang Kháng. Chế tạo và khảo sát tính chất vật liệu cao su nanocompozit trên cơ sở cao su thiên nhiên và một số blend của nó gia cường nanosilica. Tạp chí Hóa học. Tập 57, số 6E1,2, tháng 12 - 2019. Trang 14 - 19. 2. Ngô Quang Hiệp, Phạm Công Nguyên, Trần Hữu Quang, Trần Hữu Huy, Đỗ Trung Sỹ, Phạm Quỳnh Trang, Lương Như Hải, Nguyễn Thanh Liêm, Đỗ Quang Kháng. Chế tạo, tính chất vật liệu cao su nanocompozit trên cơ sở blend cao su thiên nhiên/cao su butadien gia cường phối hợp nanosilica, than đen và ống nanocacbon. Tạp chí Hóa học. Tập 57, số 6E1,2, tháng 12 - 2019. Trang 20- 26. 3. Đỗ Trung Sỹ, Ngô Quang Hiệp, Trần Hữu Huy, Phạm Công Nguyên, Trần Hữu Quang, Lưu Đức Hùng, Vương Quốc Tuấn, Đỗ Quang Minh, Phạm Quỳnh Trang, Đỗ Quang Kháng. Nghiên cứu vật liệu và Công nghệ chế tạo lốp không cần bơm hơi. Công nghiệp Hóa chất, 2/2020. ISSN 0866 - 7004. 4. Tran Huu Quang, Do Trung Sy, Nguyen Tien Dung, Tran Huu Huy, Nguyen Thi Diep, Pham Quynh Trang, Pham Cong Nguyen, Do Quang Khang. Preparation and properties of rubber nanocomposites based on natural rubber/ethylene propylene diene monomer reinforced with nanosilica, carbon black and barium sulfate. Vietnam Journal of Science and Technology 60 (2), (2022). 5. Đỗ Quang Kháng, Đỗ Trung Sỹ, Trần Hữu Quang và các đồng tác giả. Giải pháp hữu ích: Quy trình chế tạo vật liệu cao su chịu nhiệt, bền kiềm, đã được chấp nhận đơn hợp lệ theo quyết định số 110129/QĐ-SHTT, ngày 05 tháng 12 năm 2019. 117 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Đỗ Quang Kháng, Cao su-Cao su blend và ứng dụng. Bộ sách chuyên khảo. Ứng dụng và phát triển công nghệ cao. Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam. 2012, Nhà xuất bản Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Hà Nội. 2. Bùi Chương, Đặng Việt Hưng, Nguyễn Phạm Duy Linh, Công nghệ và kỹ thuật vật liệu cao su – Quyển 1: Công nghệ cao su. 2021, Nhà xuất bản Bách khoa Hà Nội. 3. Nguyễn Hữu Trí, Khoa học kỹ thuật công nghệ cao su thiên nhiên. 2004, Nhà xuất bản Trẻ. 4. Ngô Phú Trù, Kỹ thuật chế biến và gia công cao su. 1995, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội. 5. Richard B Simpson, Rubber basics. 2002, Shawbury, U.K: Rapra Technology Ltd. 6. Surya I, Muniyadi M, & Ismail H, A review on clay‐reinforced ethylene propylene diene terpolymer composites. . Polymer Composites, 2021. 42(4), 1698–1711. 7. Amit Dasa, Debdipta Basua and Gert Heinrich, Rubber nanocomposites. 2014, Encyclopedia of Polymeric Nanomaterials, pp 1–5. 8. AyeshaKausar, RezaTaherian, 3 - Electrical Conductivity Behavior of Polymer Nanocomposite with Carbon Nanofillers. In book: "Electrical Conductivity in Polymer-Based Composites". Experiments, Modelling, and Applications. 2019, Plastics Design Library. Pages 41-72. 9. Gennady Evtugyn, Tibor Hianik, Chapter 9 - Electroanalytical Bioplatforms Based on Carbon Nanostructures as New Tools for Diagnosis. Nanotechnology and Biosensors. 2018, Advanced Nanomaterials. Pages 269-306. 10. Feng Guo, Saman Aryana, Yinghui Han, Yunpeng Jiao, A Review of the Synthesis and Applications of Polymer–Nanoclay Composites. 2018. Applied sciences. Vol 8, 1696. 11. Zhang Y, Choi J.R, Park S.-J, Interlayer polymerization in amine-terminated macromolecular chain-grafted expanded graphite for fabricating highly thermal 118 conductive and physically strong thermoset composites for thermal management applications. Compos. Part A Appl. 2018. Sci. Manuf. vol 109, 498–506. 12. Thakur V.K, Kessler M.R, Self-healing polymer nanocomposite materials: A review. 2015. Polymer, vol 69, 369–383. 13. K. Zdiri, A. Elamri & M. Hamdaoui, Advances in Thermal and Mechanical Behaviors of PP/Clay Nanocomposites. Polymer-Plastics Technology and Engineering, 2017. Vol 56 (8), 824-840. 14. Lucilene Betega de Paiva, Ana Rita Morales, Francisco R. Valenzuela Díaz, Review article. Organoclays: Properties, preparation and applications. Applied Clay Science, 2008. Vol 42, p 8–24. 15. Bergaya F, Theng B.K.G, Lagaly G., Handbook of Clay Science. 2006, First Edition. Elsevier. 16. Sabu Thomas, Ranimol Stephen, Rubber Nanocomposites - Preparaton, Properties and Applications. 2010, John Wiley & Sons (ASia) Pte Ltd 2 Clementi Loop, # 02-01, Singapore 129809. 17. Shinji Yamashita, Nonlinear optics in carbon nanotube, graphene, and related 2D materials. APL Photonics, 2019. Vol 4 (3), 034301. 18. Dondero W.E and Gorga R.E., Morphological and mechanical properties of carbon nanotube/polymer composites via melt compounding. Journal of Polymer Science Part B Polymer Physics, 2006. Vol 44, 864. 19. Pham J.Q, Mitchell C.A, Bahr J.L. et al, Glass transition of polymer/single- walled carbon nanotube composite films. Journal of Polymer Science Part B Polymer Physics, 2003. Vol 41, 3339. 20. Du F, Fischer J.E and Winey K.I, Coagulation method for preparing single- walled carbon nanotube/ poly(methyl methacrylate) composites and their modulus, electrical conductivity, and thermal stability. Journal of Polymer Science Part B Polymer Physics, 2003. Vol 41, 3333. 21. Xie H, Liu B, Yuan Z. et al, Cure kinetics of carbon nanotube/tetrafunctional epoxy nanocomposites by isothermal differential scanning calorimetry. Journal of Polymer Science Part B Polymer Physics, 2004. Vol 42, 3701. 119 22. Ramanathan T, Liu H and Brinson L.C, Functionalized SWNT/polymer nanocomposites for dramatic property improvement. Journal of Polymer Science Part B Polymer Physics, 2005. Vol 43, 2269. 23. Gong X, Liu J, Baskaran S. et al, Surfactant-assisted processing of carbon nanotube/polymer composites. Chemistry of Materials, 2000. Vol 12, 1049. 24. Ham H.T, Choi Y.S, Chee M.G, and Chung I.J, Singlewall carbon nanotubes covered with polystyrene nanoparticles by in-situ miniemulsion polymerization. Journal of Polymer Science Part A Polymer Chemistry, 2006. Vol 44, 573. 25. Phan Thị Thúy Hằng, Nghiên cứu gia cường màng phủ nhựa epoxy bằng ống nanocacbon biến tính và graphen oxit. 2019, Luận án Tiến sĩ Hóa học. 26. Wang J, Fang Z, and Gu A, Effect of multi-walled carbon nanotubes dispersity on the light transmittancy of multi-walled carbon nanotubes/epoxy composites. Polymer Engineering and Science, 2006. Vol 46, 635. 27. Zhang N, Xie J, Guers M and Varadan V.K, Chemical bonding of multiwalled carbon nanotubes to polydimethylsiloxanes and modification of the photoinitiator system for microstereolithography processing. Smart Materials & Structures, 2004. Vol 13, N1. 28. Bahun G.J, Wang C, and Andronov A, Solubilizing single-walled carbon nanotubes with pyrene-functionalized block copolymers. Journal of Polymer Science Part A Polymer Chemistry, 2006. Vol 44, 1941. 29. Narain R, Housni A, and Lane L, Modification of carboxyl-functionalized single- walled carbon nanotubes with biocompatible, water-soluble phosphorylcholine and sugar-based polymers: bioinspired nanorods. Journal of Polymer Science Part A Polymer Chemistry, 2006. Vol 44, 6558. 30. Dimitrios Tasis, Nikos Tagmatarchis, Alberto Bianco and Maurizio Prato, Chemistry of Carbon Nanotubes. Chemical Reviews, 2006. Vol 106, 1105−1136. 31. Monthioux M, Smith B.W, Burteaux B, Claye A, Fischer J.E, Luzzi D.E, Sensitivity of single wall carbon nanotubes to chemical processing: an electron microscopy investigation. Carbon, 2001. Vol 39, pp. 1251-1272. 32. Hai-Chen Wu, Xueling Chang, Lei Liu, Feng Zhaoa and Yuliang Zhao, Chemistry of carbon nanotubes in biomedical applications. Journal of Materials Chemistry, 2010. Vol 20, 1036–1052. 120 33. Oxana V.Kharissova, Boris I Kharisov, Solubilization and dispersion of carbon nanotubes. 2017, Springer. DOI 10.1007/978-3-319-62950-6. 34. Zhiyuan Zhao, Zhanhong Yang, Youwang Hu, Jianping Li, Xinming Fan, Multiple functionalization of multi-walled carbon nanotubes with carboxyl and amino groups. Applied Surface Science, 2013. Vol 276, pages 476 - 481. 35. Chen R.J, Zhang Y, Wang D and Dai H, Noncovalent sidewall functionalization of single-walled carbon nanotubes for protein immobilization. Journal of the American Chemical Society, 2001. Vol 123, pp. 3838-3839. 36. Youngjong Kang and T. Andrew Taton, Micelle-Encapsulated Carbon Nanotubes:  A Route to Nanotube Composites. Journal of the American Chemical Society, 2003. Vol 125 (19), 5650–5651. 37. Breuer O, and Sundararaj U, Big returns from small fibers: a review of polymer/carbon nanotube composites. Polymer Composites, 2004. Vol 25, 630. 38. Rotkin S.V, and Zharov I, Nanotube light-controlled electronic switch. International Journal of Nanoscience, 2002. Vol 1, 347. 39. Ye Q, Cassell A.M, Liu H, et al, Large-scale fabrication of carbon nanotube probe tips for atomic force microscopy critical dimension imaging applications. Nano Letters, 2004. Vol 4, 1301. 40. Liu M.X, Guo B.C, Du M.L, et al, Properties of halloysite nanotube–epoxy resin hybrids and the interfacial reactions in the systems. Nanotechnology, 2007. Vol 18, 455703. 41. Joussein E, Petit S, Churchman J, et al, Halloysite clay minerals - a review. Clay Minerals, 2005. Vol 40, 383. 42. Mark J.E, Ceramic-reinforced polymers and polymer-modified ceramics. Polymer Engineering and Science, 1996. Vol 36, 2905. 43. Wen J and Wilkes G.L, Organic/inorganic hybrid network materials by the sol- gel approach. Chemistry of Materials, 1996. Vol 8, 1667. 44. Peng C.-C, Gopfert A, Drechsler M, and Abetz, V, Smart silica-rubber nanocomposites in virtue of hydrogen bonding interaction. Polymers for Advanced Technologies, 2005. Vol 16, 770. 45. Hassan Gheisari Dehsheikh, Salman Ghasemi-Kahrizsangi, The influence of silica nanoparticles addition on the physical, mechanical, thermo-mechanical as 121 well as microstructure of Mag-Dol refractory composites. Ceramics International, 2017. Vol 43. pp 16780–16786. 46. Deng Q, Moore R.B and Mauritz, K.A, Novel nafion/ORMOSIL hybrids via in situ sol-gel reactions. 1. Probe of ORMOSIL phase nanostructures by infrared spectroscopy. Chemistry of Materials, 1995. Vol 7, 2261. 47. Shao P.L, Mauritz, K.A and Moore, R.B, [Perfluorosulfonate ionomer]/[SiO2- TiO2] nanocomposites via polymer-in situ sol-gel chemistry: Sequential alkoxide procedure. Journal of Polymer Science Part B Polymer Physics, 1996. Vol 34, 873. 48. Kickelbick G, Concepts for the incorporation of inorganic building blocks into organic polymers on a nanoscale. Polymer, 2003. Vol 28 (83). 49. Pina-Hernández C, Flores-Vélez L.M,, del Castillo L.F and Domínguez, O, Processing and mechanical properties of natural rubber-ZnFe2O4 nanocomposites. Journal of Materials Engineering and Performance, 2007. Vol 16, 470. 50. Sahoo S and Bhowmick A.K, Influence of ZnO nanoparticles on the cure characteristics and mechanical properties of carboxylated nitrile rubber. Journal of Applied Polymer Science, 2007. Vol 106, 3077. 51. Mishra S and Shimpi N.G, Effect of the variation in the weight percentage of the loading and the reduction in the nanosizes of CaSO4 on the mechanical and thermal properties of styrene-butadiene rubber. Journal of Applied Polymer Science, 2007. Vol 104, 2018. 52. B. Wei, S. Song and H. Cao, Strengthening of basalt fibers with nano-SiO2- epoxy composite coating. Materials and Design, 2011. Vol. 32, no. 8-9, pp. 4180–4186. 53. Pham K.N, Fullston D. and Crentsil K.S, Surface modification for stability of nano-sized silica colloids. Journal of Colloid and Interface Science, 2007. Vol. 315, no. 1, pp. 123–127. 54. Hoàng Thị Hòa, Nghiên cứu chế tạo và tính chất của cao su BR/silica nanocompozit. Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, 2017. Số 3(58). 87-92. ISSN 1859-4190. 122 55. Phạm Công Nguyên, Nghiên cứu nâng cao tính năng cơ lý kỹ thuật cho một số cao su compozit bằng phụ gia nano. 2019, Luận án tiến sỹ hóa học. Hà Nội. 56. Kaewsakul W, Sahakaro K, Dierkes WK, Noordermeer JWM, Mechanistic aspects of silane coupling agents with different functionalities on reinforcement of silica-filled natural rubber compounds. Polym Eng Sci, 2015. Vol 55, pp 836– 842. 57. C. Hayichelaeh, L.A.E.M. Reuvekamp, W.K. Dierkes, A. Blume, J.W.M. Noordermeer and K. Sahakaro, Enhancing the Silanization Reaction of the Silica- Silane System by Different Amines in Model and Practical Silica-Filled Natural Rubber Compounds. Polymers, 2018. Vol 10, 584. 58. Li G, Wang L, Ni H and Pittman C.U.Jr, Polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS) polymers and copolymers: a review. Journal of Inorganic and Organometallic Polymers, 2001. Vol 11, 123. 59. Bhatnagar N and Sain M, Processing of cellulose nanofiber-reinforced composites. Journal of Reinforced Plastics and Composites, 2005. Vol 24, 1259. 60. Angellier H, Molina-Boisseau S, Lebrun L and Dufresne A, Processing and structural properties of waxy maize starch nanocrystals reinforced natural rubber. Macromolecules, 2005. Vol 38, 3783. 61. Angellier H, Molina-Boisseau S and Dufresne A, Mechanical properties of waxy maize starch nanocrystal reinforced natural rubber. Macromolecules, 2005. Vol 38, 9161. 62. Putaux J.L, Molina-Boisseau S., Momaur T., and Dufresne A, Platelet nanocrystals resulting from the disruption of waxy maize starch granules by axit hydrolysis. Biomacromolecules, 2003. Vol 4, 1198. 63. Đỗ Quang Kháng, Vật liệu polyme, Quyển 2, Vật liệu polyme tính năng cao. 2013, Nhà xuất bản Khoa học tự nhiên và Công nghệ, Hà Nội. 64. Okada A, Fukoshima Y, Inagaki S, et al, Composite material and process for manufacturing same. 1988. US Patent 4.739.007. 65. Hua Zou, Shishan Wu and Jian Shen, Polymer/Silica Nanocomposites: Preparation, Characterization, Properties, and Applications. Chem. Rev, 2008. Vol 108, 9, 3893–3957. 123 66. Ying Chen, Zheng Peng, Ling Xue Kong, Mao Fang Huang and Pu Wang Li, Natural rubber nanocomposite reinforced with nano silica. Polymer Engineering & Science, 2008. Vol 48(9), 1674–1677. 67. Zheng Peng, Ling Xue Kong. Si-Dong Li. Yin Chen and Mao Fang Huang, Self- assembled natural rubber/silica Nanocomposites: Its preparation and characterization. Composites Science and Technology, 2007. Vol 67, 3130-3139. 68. Saowaroj Chuayjuljit, Anyaporn Boonmahitthisud, Natural rubber nanocomposites using polystyrene-encapsulated nanosilica prepared by differential microemulsion polymerization. Applied Surface Science, 2010. Vol 256 (23), 7211-7216. 69. Iijima S, Synthesis of Carbon Nanotubes. Nature, 1991. Vol 354 (6348), 56-58. 70. Bhattacharya M, Maiti M and Bhowmick A.K, Tailoring properties of styrene butadiene rubber nanocomposite by various nanofillers and their dispersion. Polymer Engineering & Science, 2009. Vol 49 (1), 81-98. 71. Bokobza L, Multiwall carbon nanotube elastomeric composites: A review. Polymer, 2007. Vol 48 (17), 4907-4920. 72. Du JH, Bai J, Cheng HM, The present status and key problems of carbon nanotube based polymer composites. Express Polym Lett, 2007. Vol 1 (5), 253- 273. 73. Guangjun Hu, Chungui Zhao, Shimin Zhang, Mingshu Yang and Zhigang Wang, Low percolation thresholds of electrical conductivity and rheology in poly(ethylene terephthalate) through the networks of multi-walled carbon nanotubes. Polymer, 2006. Vol 47(1), 480-488. 74. Lin B, Sundararaj U and Pötschke P, Melt Mixing of Polycarbonate with Multi‐Walled Carbon Nanotubes in Miniature Mixers. Macromol Mater Eng, 2006. Vol 291 (3), 227-238. 75. McNally T, Pötschke P, Halley P, Murphy M, Martin D, Bell SEJ, et al, Polyethylene multiwalled carbon nanotube composites. Polymer, 2005. Vol 46 (19), 8222-8232. 76. Mohammad Moniruzzaman and Karen I. Winey, Polymer Nanocomposites Containing Carbon Nanotubes. Macromolecules, 2006. Vol 39 (16), 5194-5205. 124 77. Pötschke P, Fornes TD and Paul DR, Rheological behavior of multiwalled carbon nanotube/polycarbonate composites. Polymer, 2002. Vol 43 (11), 3247- 3255. 78. Pötschke P, Abdel-Goad M, Alig I, Dudkin S and Lellinger D, Rheological and dielectrical characterization of melt mixed polycarbonate-multiwalled carbon nanotube composites. Polymer, 2004. Vol 45 (26), 8863-8870. 79. Sengupta R, Ganguly A, Sabharwal S, Chaki TK and Bhowmick AK, MWCNT Reinforced Polyamide-6,6 Films: Preparation, Characterization and Properties. Journal of Materials Science, 2007. Vol 42 (3), pp 923-934. 80. Girun N, Ahmadun F.-R, Rashid S.A and Atieh M.A, Multi-walled nano carbontubes/Styrene Butadiene Rubber (SBR) nanocomposite. Fullerenes Nanotub. Carbon Nanostruct, 2007. Vol 15, pp 207–214. 81. Jiang M.J, Dang Z.M and Xu H.P, Giant dielectric constant and resistance- pressure sensitivity in nano carbontubes/rubber nanocomposites with low percolation threshold. Appl. Phys. Lett, 2007. Vol 90: Article number 042914. 82. Atieh M.A, Girun N, Mahdi E.S, Tahir H, Guan C.T, Alkhatib M.F, Ahmadun F.R and Baik D.R, Effect of multi-walled nano carbontubes on the mechanical properties of natural rubber. Fullerenes Nanotub. Nano carbonstruct, 2006. Vol 14, 641–649. 83. Kueseng K and Jacob K.I, Natural rubber nanocomposites with SiC nanoparticles and nano carbontubes. Eur. Polym. J, 2006. Vol 42, 220–227. 84. Fakhru’l-Razi A, Atieh M.A, Girun N, Chuah T.G, El-Sadig M and Biak D.R.A, Effect of multi-walled nano carbontubes on the mechanical properties of natural rubber. Composite Struct, 2006. Vol 75, 496–500. 85. Zhou X.-W, Zhu Y.-F and Liang J, Preparation and properties of powder styrene-butadiene rubber composites filled with carbon black and nano carbontubes. Mater. Res. Bull, 2007. Vol 42: 456–464. 86. Shanmugharaj A.M, Bae J.H, Lee K.Y, Noh W.H., Lee S.H and Ryu S.H, Physical and chemical characteristics of multi-walled nano carbontubes functionalized with aminosilane and its influence on the properties of natural rubber composites. Composites Sci.Tech, 2007. Vol 67, 1813–1822. 125 87. Yue D, Liu Y, Shen Z and Zhang L, Study on preparation and properties of nano carbontubes/rubber composites. J. Mater.Sci, 2006. Vol 41, 2541–2544. 88. Valentini L, Biagiotti J, Kenny J.M and Lopez Manchado M.A, Physical and mechanical behavior of single-walled nano carbontube/polypropylene/ethylene– propylene -diene rubber nanocomposites. J. Appl. Polym. Sci, 2003. Vol 89: 2657–2663. 89. Frogley M.D, Ravich D and Wagner H.D, Mechanical properties of nano carbon particle-reinforced elastomers. Composites Sci. Tech, 2003. Vol 63, 1647–1654. 90. De Falco A, Goyanes S, Rubiolo G.H, Mondragon I and Marzocca A, Nano carbontubes as reinforcement of styrene-butadiene rubber. Appl. Surf. Sci, 2007. Vol 254, 262–265. 91. Kim Y.A, Hayashi T, Endo M, Gotoh Y, Wada N and Seiyama J, Fabrication of aligned nano carbontube-filled rubber composite. Scripta Mater, 2006. Vol 54, 31–35. 92. Ika Maria Ulfah, Riastuti Fidyaningsih, Sri Rahayu, Diah Ayu Fitriani, Dita Adi Saputra, Dody Andi Winarto and Lies A. Wisojodharmo, Influence of Carbon black and Silica Filler on the Rheological and Mechanical Properties of Natural Rubber Compound. Procedia Chemistry, 2015. Vol 16, 258-264. 93. N. Rattanasom, T. Saowapark and C. Deeprasertkul, Reinforcement of natural rubber with silica/carbon black hybrid filler. Polymer Testing, 2007. Vol 26, 369-377. 94. Young Chun Ko and Gayoung Park, Fracture properties of silica/carbon black- filled natural rubber vulcanizates. Korean J. Chem. Eng, 2007. Vol 24(6), 975- 979. 95. Bin Dong, Chang Liu and You-Ping Wu, Fracture and fatigue of silica/carbon black/natural rubber composites. Polymer Testing, 2014. Vol 38, 40-45. 96. Đặng Việt Hưng, Bùi Chương, Phan Thị Minh Ngọc, Hoàng Nam, Nghiên cứu chế tạo, cấu trúc và tính chất của nanocompozit trên cơ sở cao su tự nhiên và silica biến tính silan. Phần I – Sự hình thành nanocompozit. Tạp chí Hóa học, 2009. Tập 47(3), trang 363-368. 126 97. Đặng Việt Hưng, Nghiên cứu chế tạo vật liệu polyme nanocompozit trên cơ sở cao su thiên nhiên và chất độn nano. 2010, Luận án Tiến sỹ kỹ thuật, ĐHBK Hà Nội. 98. Đặng Việt Hưng, Nghiên cứu chế tạo cao su xốp trên cơ sở cao su tự nhiên có sử dụng phụ gia ở dạng chất chủ (masterbatch). 2015, Đề tài cấp Bộ Giáo dục và đào tạo, Hà Nội. 99. Đỗ Thị Mai Hương, Ngô Trung Học, Nguyễn Thế Hữu, Chế tạo và khảo sát tính chất vật liệu polyme nanocompozit trên cơ sở polyetylen tỷ trọng cao (HDPE) với ống nano cacbon đa tường (MWCNT). Tạp chí khoa học và công nghệ, Đại học Đà Nẵng, 2019. Số 51, trang 96-101. 100. Nguyễn Tuấn Anh, Lê Thế Hoài, Trần Thị Hương, Tạ Minh Phúc, Nguyễn Hữu Đạt, Đỗ Ngọc Linh, Nghiên cứu sử dụng ống nano cacbon đa tường hướng tới cải thiện năng lượng truyền nhiệt. Tạp chí Khoa học và công nghệ, 4/2020. Tập 56, số 2, trang 126-128. 101. Nguyễn Tuấn Anh, Đàm Thanh Thư, Vật liệu nanocompozit trên cơ sở blend cao su thiên nhiên/cao su butadien có ống nano cacbon đa tường. Tạp chí Khoa học và công nghệ, 2018. Số 45. 129-132. 102. Do Quang Tham, Thai Hoang, Nguyen Vu Giang, Nguyen Thuy Chinh, Nguyen Thi Kim Dung, Infrared spectra, morphology, thermal stability and mechanical properties of the EVA/EVAgMA/Silica nanocomposites prepared by sol-gel method. Vietnam Journal of Chemistry, 2013. Vol 51 (5), 525-529. 103. Thai Hoang, Trinh Anh Truc, Dinh Thi Mai Thanh, Nguyen Thuy Chinh, Do Quang Tham, Nguyen Thi Thu Trang, Nguyen Vu Giang and Vu Dinh Lam, Tensile, rheological properties, thermal stability and morphology of ethylene- vinyl acetate copolymer (EVA)/silica nanocomposites using EVA-g-maleic anhydride. Journal of Composite Materials, 2014. Vol 48(4), 505-511. 104. Hoàng Thị Hòa, Ảnh hưởng của nanosilica tới tính chất nhiệt và tính chất cơ động học của nanocompozit trên cơ sở epdm và các blend EPDM/BR, EPDM/LDPE. Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Trường Đại học Sao Đỏ, 2020. Số 2 (69). 84-90. ISSN 1859-4190. 127 105. Hà Anh Tuấn, Hoàng Hải Hiền, Bùi Chương, Đặng Việt Hưng, Chế tạo và nghiên cứu tính chất vật liệu cao su nanocompozit trên cơ sở cao su thiên nhiên. Tạp chí Đại học Thủ Dầu Một, 2015. Số 2 (21). 106. Chu Anh Vân, Ngô Quang Hiệp, Hồ Thị Oanh, Lương Như Hải, Ngô Trịnh Tùng và Đỗ Quang Kháng, Nghiên cứu chế tạo vật liệu cao su nanocompozit trên cơ sở blend cao su thiên nhiên với cao su cloropren gia cường ống nano cacbon bằng phương pháp bán khô. Tạp chí Hóa học, 2016. T54 (5): 626-630. 107. Đào Thế Minh, Hoàng Tuấn Hưng, Đỗ Quang Kháng, Nguyễn Văn Hội, Chế tạo nanocompozit trên cơ sở cao su nhiệt dẻo polyvinylclorua/ cao su butadien- acrylnitril và nanoclay bằng phương pháp lưu hóa động. Tạp chí hóa học, 2007. Tập 45 (5), Trang 590-594. 108. Đỗ Quang Kháng, Lương Như Hải, Vũ Ngọc Phan, Hồ Thị Hoài Thu, Một số kết quả nghiên cứu chế tạo vật liệu cao su thiên nhiên - clay nanocopozit. Tạp chí Hóa học, 2007. Tập 45 (1), Trang 72-76. 109. Lương Như Hải, Ngô Trịnh Tùng, Lưu Đức Hùng, Đỗ Quang Kháng, Nghiên cứu chế tạo, cấu trúc và tính chất của vật liệu cao su nanocompozit trên cơ sở cao su thiên nhiên, cao su cloropren gia cường nanoclay. Tạp chí Hóa học, 2017. Tập 55 (1): 66-70. 110. Đỗ Quang Kháng, Báo cáo tổng kết dự án: Hoàn thiện công nghệ chế tạo và ứng dụng vật liệu cao su nanocompozit trong sản xuất gioăng đệm cho các công trình thủy lợi, thủy điện và băng tải chịu nhiệt, bền kiềm dùng trong sản xuất xi măng. 2019, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Mã số: UDSXTN.02/18-19. 111. Mai Y-.W and Yu Z-.Z. (eds), Polymer Nanocomposites. 2006, Woodhead Publishing Limited, Cambridge, pp. 297–325. 112. Lechtenboehmer A, Pneumatic tire having a rubber component containing exfoliated graphite. USPTO Patent Application 20060229404, to Goodyear, 2006. 113. Gent A.N. (ed.), Chapters 1 and 8, in Engineering with Rubber. How to Design Rubber Components. 1992, Hanser. 128 114. Kleuppel M and Heinrich G, Physics and engineering of reinforced elastomers: from molecular mechanisms to industrial applications. Kautschuk Gummi Kunststoffe, 2005. Vol 58, 217–224. 115. Gatos K.G. and Karger-Kocsis J, Effect of the aspect ratio of silicate platelets on the mechanical and barrier properties of hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber (HNBR)/layered silicate nanocompozits. European, Polymer Journal, 2007. Vol 43, 1097–1104. 116. Barrer R.M, Barrie J.A and Rogers M.G, Heterogenous membranes: diffusion in filled rubber. Journal of Polymer Science Part A – Polymer Chemistry, 1963. Vol 1, 2565–2586. 117. Small C.M, McNally G.M, McShane P and Kenny I, Polypropylene/styrene- ethylene-butylene-styrene thermoplastic elastomer nanocompozit films. Journal of Vinyl & Additive Technology, 2007. Vol 13, 46–52. 118. Yang J, Tian M., Jia Q.-X, et al, Improved mechanical and functional properties of elastomer/graphite nanocompozits. Acta Materialia, 2007. Vol 55, 6372–6382. 119. Stephen R, Varghese S., Joseph K, et al, Diffusion and transport through nanocompozits of natural rubber (NR), carboxylated styrene butadiene rubber (XSBR) and their blends. Journal of Membrane Science, 2006. Vol 282, 162–170. 120. Goldberg H.A, Feeney C.A, Karim D.P and Farrell M, Nanocompozit barrier coatings for elastomeric applications. Materials Research Society Symposium Proceedings, 2002. Vol 733E, T.4.7.1–T.4.7.6. 121. Gatos K.G, Sawanis N.S, Apostolov A.A, et al, Nanocompozit formation in hydrogenated nitrile rubber (HNBR)/organo-montmorillonite nanocompozits as a function of the intercalant type. Macromolecular Materials and Engineering, 2004. Vol 289, 1079. 122. Anmin H, Xiaoping W, Demin J and Yanmei L, Thermal stability and aging characteristics of HNBR/clay nanocompozits in air, water and oil at elevated temperature. e-Polymers, 2007. Vol 051, 1–11. 123. Lagashetty A. and Venkataraman A, Polymer nanocompozits. Resonance, 2005. Vol 5, 49–60. 124. Brody G.S, On the safety of breast implants. Plastic and Reconstructive Surgery, (1997). Vol 100, 1314. 129 125. Myers A.W, Antimicrobial nanocompozits for plastics and coatings. 15 November 2007, SPX Leadership Technology Forum, Charlotte, N.C. 126. El Fray M and Boccaccini A.R, Novel hybrid PET/DFA–TiO2 nanocompozits by in situ polycondensation. Materials Letters, 2005. Vol 59(18), 2300–2304. 127. Piegat A, El Fray M, Jawad H, et al, Inhibition of calcification of polymer– ceramic compozits incorporating nanocrystalline TiO2. Advanced Applied Ceramics, 2008. Vol 107(5), 287–292. 128. Yun Peng and Hewen Liu, Effects of Oxidation by Hydrogen Peroxide on the Structures of Multiwalled Carbon Nanotubes. Ind. Eng. Chem. Res, 2006. Vol 45 (19), 643-648. 129. Salam M. Abdel, Chemical Modification and Characterization of Multi-Walled Carbon Nanotubes Using Octadecylamine and Polyethylene Glycol. Journal of Environmental Science & Engineering, 2011. Vol 5 (5), 557. 130. Duha S. Ahmeda, Adawiya J. Haiderb and M. R. Mohammad, Comparesion of Functionalization of multi walled carbon nanotubes treated by oil olive and nitric acid and their characterization. Energy Procedia, 2013. Vol 36, pp.1111 – 1118. 131. Chu Anh Vân, Nghiên cứu chế tạo và tinh chất vật liệu cao su nanocompozit trên cơ sở một số cao su và blend của chúng với ống nano carbon. 2016, Luận án Tiến sĩ Hóa học. Viện Hóa học, Hà Nội. 132. Hoàng Thị Hòa, Nghiên cứu chế tạo, tính chất và ứng dụng của một số vật liệu cao su silica nanocompozit. 2016, Luận án Tiến sĩ Hóa học. Học viện Khoa học và Công nghệ. Hà Nội. 133. You-Ping Wu, Qing-Song Zhao, Su-He Zhao and Li-Qun Zhang, The influence of in situ modification of silica on filler network and dynamic mechanical properties of silica-filled solution styrene-butadiene rubber. Journal of Applied Polymer Science, 2008. Vol 108 (1), 112-118. 134. Đỗ Quang Kháng, Lương Như Hải, Một số kết quả nghiên cứu biến tính cao su thiên nhiên và vật liệu cao su blend bằng dầu trẩu. Tạp chí Khoa học và Công nghệ, 2006. Tập 44(3), 76-80. 135. Đỗ Trung Sỹ, Ngô Quang Hiệp, Phạm Công Nguyên, Trần Hữu Quang, Lưu Đức Hùng, Đỗ Quang Minh, Nguyễn Thanh Liêm, Đỗ Quang Kháng, Chế tạo và khảo 130 sát tính chất vật liệu cao su nanocompozit trên cơ sở cao su thiên nhiên và một số blend của nó gia cường nanosilica. Tạp chí Hóa học, 2019. Tập 57, số 6E1,2, Trang 14 - 19. Tháng 12. 136. Chu Chiến Hữu, Nghiên cứu nâng cao chất lượng của hệ vật liệu xốp trên cơ sở nhựa PE, EVA sử dụng trong sản xuất phụ liệu và công nghiệp xây dựng. 2013, Báo cáo tổng kết đề tài cấp thành phố Hà Nội. 137. Hoàng Thị Hòa, Chu Anh Vân, Lương Như Hải, Ngô Kế Thế, Đỗ Quang Kháng, Nghiên cứu biến tính silica bằng Bis(3-trietoxysilylpropyl) Tetresulphit và ứng dụng nâng cao tính năng cơ lý, kỹ thuật cho cao su thiên nhiên. Tạp chí Hóa học, 2014. T.52 (6A), Tr. 10-14. 138. Chu Anh Vân, Hoàng Thị Hòa, Lương Như Hải, Lưu Đức Hùng, Hồ Thị Oanh và Đỗ Quang Kháng, Một số kết quả nghiên cứu chế tạo và tính chất vật liệu cao su thiên nhiên-ống carbon nanocompozit. Tạp chí Hóa học, 2014. T.52 (6A), Tr. 64- 68. 131 PHỤ LỤC PL.1 CÔNG THỨC TÍNH TOÁN MỘT SỐ TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA CAO SU 1) Độ bền kéo đứt (Tensile Strength - TS): được tính toán theo công thức: hB F TS   (2.1) Trong đó: F : Lực kéo đứt mẫu nghiên cứu (N) TS: Độ bền kéo đứt (MPa) h : Chiều dày mẫu nghiên cứu ở đoạn nhỏ nhất trước khi kéo (mm) B : Bề rộng mẫu nghiên cứu ở đoạn nhỏ nhất trước khi kéo (mm) 2) Độ dãn dài tương đối khi đứt (Elongation - E): được tính toán theo công thức %100 L LL E 0 01    (2.2) Trong đó: E: Độ dãn dài tương đối khi đứt, % L1 : chiều dài giữa 2 điểm đánh dấu trên mẫu ngay khi đứt (mm) L0 : độ dài giữa 2 điểm được đánh dấu lên mẫu trước khi kéo (mm) 3) Độ dãn dài dư (Residual elongation - RE): được xác định theo công thức %100 0 01    d dd RE (2.3) Trong đó: RE : Độ dãn dài dư, % d1: chiều dài của đoạn mẫu sau khi kéo đứt ghép lại để yên 3 phút (mm) d0 : chiều dài ban đầu của đoạn mẫu (mm) 4) Độ mài mòn (Abrasive - A): được tính toán theo công thức: d mm A 10   (cm3/1,61 km) (2.4) Trong đó: m0 : Khối lượng của mẫu trước khi mài mòn, (gam) m1 : Khối lượng của mẫu sau khi mài mòn, (gam) d: Khối lượng riêng của mẫu, (g/cm3) PL.2 5) Độ bền môi trường (Resistance - R) của vật liệu được tính toán theo công thức: %100(%) 0 1 x T T R  (2.5) Trong đó: T0: là tích số độ bền kéo đứt và độ dãn dài khi đứt trước khi già hóa; T1: là tích số độ bền kéo đứt và độ dãn dài khi đứt sau khi già hóa; PL.3 Giản đồ TGA của CNT Giản đồ TGA của CNT-PEG PL.4 Giản đồ TGA của mẫu blend CSTN/BR/NS Giản đồ TGA của mẫu blend CSTN/BR/NSTESPT PL.5 Giản đồ TGA của mẫu blend CSTN/BR/NSTESPT/CB Giản đồ TGA của mẫu blend CSTN/BR/NSTESPT/CB/CNTPEG PL.6 Bảng số liệu về sự gia tăng nhiệt độ trên bề mặt do chuyển động quay và ma sát của một số vật liệu trên cơ sở blend CSTN/EPDM Thời gian [phút] Sự tăng nhiệt độ bề mặt [oC] CSTN/EPDM CSTN/EPDM/10NSTESPT+ 30CB CSTN/EPDM/10NSTESPT +24CB+6BS CSTN/EPDM/10NSTESPT+ 16CB+14BS 0 0 0 0 0 5 2,20 2,40 2,50 2,80 10 3,33 3,50 3,65 3,85 15 4,14 3,90 4,03 4,25 20 4,52 4,20 4,25 4,46 25 4,69 4,30 4,38 4,58 30 4,79 4,39 4,46 4,70 35 4,90 4,43 4,49 4,78 40 4,99 4,48 4,54 4,85 45 5,08 4,50 4,56 4,91 50 5,13 4,51 4,58 4,95 55 5,17 4,51 4,59 4,99 60 5,19 4,51 4,59 5,00 PL.7 Vật liệu cao su nanocompozit trên cơ sở blend CSTN/BR sử dụng phối hợp nanosilica, than đen để chế tạo cao su mặt lốp xe ô tô PL.8 Vật liệu cao su nanocompozit trên cơ sở blend CSTN/EPDM sử dụng phối hợp nanosilica, than đen và bari sulfat, để chế tạo băng tải chịu nhiệt, bền kiềm Lấy sản phẩm băng tải Băng tải chịu nhiệt, bền kiềm vừa lưu hóa xong PL.9 Vật liệu cao su xốp trên cơ sở cao su thiên nhiên sử dụng phối hợp nanosilica và than đen, với chất tạo xốp Dinitrosopentametylen tetramin đã hoạt hóa (TXC) để chế tạo lốp xe đạp, xe máy không cần bơm hơi Lốp xe máy không cần bơm hơi Lốp xe đạp không cần bơm hơi Lắp lốp lên vành để thử nghiệm Lắp lên máy để thử nghiệm lý trình, tải trọng và tốc độ

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfluan_an_nghien_cuu_phoi_hop_phu_gia_nano_de_nang_cao_tinh_na.pdf
  • pdfQĐ cấp học viện.pdf
  • pdfTóm tắt luận án tiếng anh.pdf
  • pdfTóm tắt luận án tiếng việt.pdf
  • docTrang thông tin đóng góp mới.doc
  • pdfTrang thông tin đóng góp mới.pdf
  • pdfTrích yếu luận án.pdf
Luận văn liên quan