rubber phong lao

7/27/2019 Rubber Phong Lao

http://slidepdf.com/reader/full/rubber-phong-lao 1/36

SỰ LÃO HÓA CAO SU

1. Yếu tố môi trườ ng và điều ki n sử 

dụng.2. Yếu tố liên quan đến bản chất cao

su và điều kiện gia công

3. Cơ chế phòng lão4. Các hệ phòng lão

5. Thí nghiệm lão hóa

7/27/2019 Rubber Phong Lao

http://slidepdf.com/reader/full/rubber-phong-lao 2/36

o a sự ay n c eo c uhướ ng xấu của sản phẩm cao su lưu hóa khi sử

làm việc.

Tác hại:Giảm cấ khi tồn trữ

Giảm cấp oxy hóa vớ i kim loại

, ,..

7/27/2019 Rubber Phong Lao

http://slidepdf.com/reader/full/rubber-phong-lao 3/36

1. YẾU TỐ MÔI TRƯỜNG

Oxy Ozon

Nhiệt độ

n sáng

Sự mỏi Các kim loại có hại (Cu, Mn,…)

7/27/2019 Rubber Phong Lao

http://slidepdf.com/reader/full/rubber-phong-lao 4/36

OXY

Là tác nhân chính tham gia vào hết các loại lão

hóa của cao su. u r n o a ơ  m o ng sự n n

các hidroperoxid. Sau đó dẫn tớ i sự cắt mạch

7/27/2019 Rubber Phong Lao

http://slidepdf.com/reader/full/rubber-phong-lao 5/36

CƠ CHẾ PHẢN ÚNG

ơ  m o ạo c c g c ự o

R A* p u ox , p r n ạo roperox

A* + O2 AO2*

2* + + * Ngắt mạch vớ i sự giảm cấp

2R* R-R

RO2* +R*

R-O-O-R2RO2* C t mạch + O2

Ph ản ứ ng c ắ t m ạch s ẽ x ảy ra khi g ố c t ự do b ền 

7/27/2019 Rubber Phong Lao

http://slidepdf.com/reader/full/rubber-phong-lao 6/36

Hậu quả của việc giảm c p bở i oxy có th làm:

Cao su cứng lại do tạo nối ngang (trườ ng hợ pcao su ng ợ p

Cao su mềm ra do sự cắt mạch (trườ ng hợ p cao

su n n n

7/27/2019 Rubber Phong Lao

http://slidepdf.com/reader/full/rubber-phong-lao 7/36

OZON

ng ozon rong ng o ng .ppcm (partie pour cent millions) nhưng có thể

Các vết nứt này thẳng góc vớ i hướ ng kéo.

Ozon vớ i ho t tính cao sẽ tác kích vào nối đôi

trong cao su hình thành lớ p ozonid bảo vệ lớ pcao su bên dướ i.

Lớ p ozonid dòn sẽ bị phá vở  dướ i tác dụng của

ứng suất kéo tạo các vế

t nứt. Vết nứt tạo bề mặt cao su mớ i và ozon tiếp

tục tác kích.

7/27/2019 Rubber Phong Lao

http://slidepdf.com/reader/full/rubber-phong-lao 8/36

CƠ CHẾ PHẢN Ứ NG

O O

+ O3

O

O

ozonid

7/27/2019 Rubber Phong Lao

http://slidepdf.com/reader/full/rubber-phong-lao 9/36

NHIỆT ĐỘ

Vớ i tác dụng của nhiệt độ trong môi trườ ng khí

trơ  ban đầu có sự tạo thành các nối ngang, sau.

Thực tế không tách rờ i đượ c hiệu ứng của nhiệt.

ngang và oxi hóa cắt mạch.

7/27/2019 Rubber Phong Lao

http://slidepdf.com/reader/full/rubber-phong-lao 10/36

KẾT QUẢ THỰ C NGHIỆM

Độ dãn đứt chịu ảnh hưở ng nhiều đ i vớ i nhiệt độ

và thờ i gian lão hóa. cao su n v ng u

giảm nhanh.

ẹ,còn độ dãn đứt giảm.

đứt giảm nhanh.

7/27/2019 Rubber Phong Lao

http://slidepdf.com/reader/full/rubber-phong-lao 11/36

ÁNH SÁNG VÀ THỜI TIẾT

nh sáng sẽ xúc tiến quá trình tác kích của

oxy, hình thành lớ p cao su oxi hóa trên bề mặt.

Do tính chất của lớ p cao su oxi hóa và cao su,

dãn nở  gây ra vết nhăn chân chim trên bềmặt.

Cuối cùng lớ p cao su oxi hóa này bị trôi đi để lộ

các hạt độn. Rồi các hạt độn bị trôi đi tạo ra hiệntượ ng hóa phân trên bề mặt cao su.

7/27/2019 Rubber Phong Lao

http://slidepdf.com/reader/full/rubber-phong-lao 12/36

SỰ MỎI

Sự phá huỷ mỏi quan trọng là tạo và phát tri n

vế

t nứt do uốn gấp. u r n p y m o y u

Do ứng suất cắt mạch phân tử hoặc nối ngang.

sinh ra.

7/27/2019 Rubber Phong Lao

http://slidepdf.com/reader/full/rubber-phong-lao 13/36

KIM LOẠI CÓ HẠI

s m oạ c n ng x c c qu r ntác kích của oxi lên cao su.

dướ i dạng tan đượ c trong cao su hay ở  dạngth t m n.

Đối vớ i cao su NR, các kim loại Mn, Cu, Ni, Fevà Co là các kim loại có hại.

Đối vớ i cao su SBR, Fe là kim loại có hại.

Muối Cu gây sự cắt mạch. Muối Co xúc tác quátrình khâu mạch.

7/27/2019 Rubber Phong Lao

http://slidepdf.com/reader/full/rubber-phong-lao 14/36

2. BẢN CHẤT CAO SU

ạ  

Hệ lưu hóa

c p ụ g a c

Điều kiện gia công

7/27/2019 Rubber Phong Lao

http://slidepdf.com/reader/full/rubber-phong-lao 15/36

LOẠI CAO SU

g m n ư ng c a sự o a

Chọn cao su có độ bảo hòa cao (IIR, EPDM …), ,

… ).

Đối vớ i các ứng dụng thông thườ ng thì nên chọncao su có đ bảo hoà vừa hải EPDM ho c cáccao su có nối đôi nhưng ít hoạt động (CR, do ảnh

hưở ng của hiệu ứng –I), hoặc kết hợ p vớ i các caosu có độ không no th p (10 – 20% EPDM trộn vớ iNR hoặc SBR)

7/27/2019 Rubber Phong Lao

http://slidepdf.com/reader/full/rubber-phong-lao 16/36

HỆ LƯ U HÓA

Loại nối ngang hình thành rất quan trọng đối vớ i

độ bền lão hóa của cao su lưu hóa. Các hệ lưu hóaperoxid, hệ hiệu quả cho sản phẩm có độ bền lão

hóa cao.

Mức độ lưu hóa cũng là yếu tố quan trọng. Việclưu hóa non có lợ i cho độ bền uốn gấp.Trong khis n p m ưu a qu m c s o a n an .

7/27/2019 Rubber Phong Lao

http://slidepdf.com/reader/full/rubber-phong-lao 17/36

CÁC PHỤ GIA KHÁC

Phụ gia ít ảnh hưở ng so vớ i loại cao su và hệ

lưu hóa. Đ i vớ i việc ch ng lão hóa nhiệt ngườ i ta dùng

các chất độn khó bay hơ i.

Đ áng ão óa án sáng ngườ 

ta tườ 

ngdùng than đen hoặc silica.

s ụng c a o m ượ ng caokhông nên, ngoại trừ trườ ng hợ p dùng kết hợ p

hợ p EPDM

7/27/2019 Rubber Phong Lao

http://slidepdf.com/reader/full/rubber-phong-lao 18/36

ĐIỀU KIỆN SỬ DỤNG

Cao su NR sử dụng tốt ở  điều kiện nhiệt độ

thườ ng nhờ các chất phòng lão tự nhiên có trongcao su. Tuy nhiên ở nhiệt cao cao su NR lão hóa

nhanh.

Đ vớ 

cao su t ngợ p ng

ườ ta t

ườ ng c o các

chất phòng lão vào cao su ở cuối giai đoạn trùng. .

7/27/2019 Rubber Phong Lao

http://slidepdf.com/reader/full/rubber-phong-lao 19/36

Đ có kết quả kháng lão hóa t t c n theo cácqui lu

ật sau:

n n c c p ụ g a.

Hạn chế sự tăng nhiệt độ.

m soát àmượ 

ng các m oạ

nặng

Tăng hàm lượ ng các chất phòng lão dể bay hơ is ụng n cao.

7/27/2019 Rubber Phong Lao

http://slidepdf.com/reader/full/rubber-phong-lao 20/36

Tác nhân Ảnh hưởng Kết quả

Ảnh hưởng toàn bộ khốivật liệu. Chả nhảo ho c hóa

xyTác kích vào mạch phân

tử và nối ngang

cứng. Tính chất giảm

Nhiệt Xúc tiến tác động của oxi

Gia tăng giảm cấp bởi oxi Hóa cứng hoặc chảydo nhiệt nội nhảo với các v t nứt

Vết nứt phát triển

kéo

Tăng hoạt quá trình oxihóa b i oxi  

Ánh sángTác kích trên bề mặt.

Tạo vết nứt chân chim 

7/27/2019 Rubber Phong Lao

http://slidepdf.com/reader/full/rubber-phong-lao 21/36

CƠ CHẾ PHÒNG LÃO

Phòng lão do tác dụng của oxi

 thơ m, phosphit, thiophenol ...)

K t h vớ i ốc t do t o các h chất b n

(phenol, bisphenol, dẫn xuất amin ..) Cách li bề mặt cao su vớ i oxi (sáp paraffin)

7/27/2019 Rubber Phong Lao

http://slidepdf.com/reader/full/rubber-phong-lao 22/36

7/27/2019 Rubber Phong Lao

http://slidepdf.com/reader/full/rubber-phong-lao 23/36

Phòng lão do tác dụng của ozon:

Các chất phòng lảo phản ứng nhanh vớ i ozon hơ ncao su v c n ng u c n n mcủa sản phẩm (hidroquinon).

.

Cách li bề mặt cao su vớ i ozon (sáp paraffin)

7/27/2019 Rubber Phong Lao

http://slidepdf.com/reader/full/rubber-phong-lao 24/36

CÁC HỆ PHÒNG LÃO

Amin bậc hai

- -

Phenolic

x

Phosphit

3

7/27/2019 Rubber Phong Lao

http://slidepdf.com/reader/full/rubber-phong-lao 25/36

AMINMonoamin

Diarylamin:

Phenilnaptilamin

Tác nhân Hiệu quả

Nhiệt Tốt

ự m

Kim loại Trung bình

Nhu m màu X u

7/27/2019 Rubber Phong Lao

http://slidepdf.com/reader/full/rubber-phong-lao 26/36

AMIN

Monoamin

Diarylamin:

diphenilamin

Tác nhân Hiệu quả

Nhiệt Trung bình

ự m

Kim loại Xấu

Nhu m màu X u

7/27/2019 Rubber Phong Lao

http://slidepdf.com/reader/full/rubber-phong-lao 27/36

AMIN

Monoamin

n p m r ng ngưng c a a e v am nthơ m bậc nhất :

,

Tác nhân Hi u uả

Oxi Trung bình 

Sự mỏi Xấu đến trung bình

 Nhuốm màu Xấu đến trung bình

7/27/2019 Rubber Phong Lao

http://slidepdf.com/reader/full/rubber-phong-lao 28/36

AMINMonoamin

Sản phẩm của phản ứng aceton và anilin hoặcanilin thế :

ger e res n , an o e

Tác nhân Hi u uả

Từ anilin Từ anilin thế 

Nhiệt Tốt Tuyệt tốt

Kim loại Trung bình Trung bình

7/27/2019 Rubber Phong Lao

http://slidepdf.com/reader/full/rubber-phong-lao 29/36

AMIN

Diamin

p-phenilendiamin

Oxi Tốt

n uy

Sự mỏi Trung bình đến tốt

Kim loại Trung bình

Nhuố

m màu Xấuđế

n trung bình

7/27/2019 Rubber Phong Lao

http://slidepdf.com/reader/full/rubber-phong-lao 30/36

PHENOLIC

Styren phenol

Agerite Spar

c n n u qu

Oxi Trung bình

Nhiệt X u đ n trung bìnhSự mỏi Xấu đến trung bình

Kim loại Xấu

Nhuốm màu Rất tốt đến tuyệt tốt

7/27/2019 Rubber Phong Lao

http://slidepdf.com/reader/full/rubber-phong-lao 31/36

PHENOLIC

Alkil diphenol

Agerite Superlite

c n n u qu

Oxi Tốt

Nhiệt Trung bìnhSự mỏi Trung bình

Kim loại Trung bình

Nhuốm màu Tốt đến r ất tốt

7/27/2019 Rubber Phong Lao

http://slidepdf.com/reader/full/rubber-phong-lao 32/36

PHENOLIC

Phenolic sulfide

Santowhite crystals

c n n u qu

Oxi Trung bình đến tốt

Nhiệt Trung bìnhSự mỏi Xấu đến trung bình

Kim loại Trung bình

Nhuốm màu Trung bình đến r ất tốt

7/27/2019 Rubber Phong Lao

http://slidepdf.com/reader/full/rubber-phong-lao 33/36

PHOSPHITE

Thườ ng cho vào cao su t ng hợ p khi trùng hợ p.

Là chất phòng lão không nhuộm màu. Phòng lão nhiệt t t.

7/27/2019 Rubber Phong Lao

http://slidepdf.com/reader/full/rubber-phong-lao 34/36

7/27/2019 Rubber Phong Lao

http://slidepdf.com/reader/full/rubber-phong-lao 35/36

7/27/2019 Rubber Phong Lao

http://slidepdf.com/reader/full/rubber-phong-lao 36/36

5. CÁC THÍ NGHIỆM LÃO HÓA

.

Nhiệt dộ: 700C hoặc 1000C

Lão hóa tron bình oxi :Nhi t đ : 700C; Ásuất oxi: 21 atm

Lão hóa ozon

Nồng độ ozon: 50, 200 ppcm Nhiệt độ: 30 – 400C

Biến dạng: 0%

Vớ i TN động tần số 0.5 Hz

o a n s ng Dùng thiết bị Xenotest