rubber phong lao
TRANSCRIPT
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