Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Chương 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM

Chương 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM

Tải bản đầy đủ - 0trang

Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ lưu hóa đến tính năng của hỗn hợp cao su thiên nhiên dùng trong mặt lốp ô

tô và cán tráng vải mành thép tại Công ty Cổ Phần Cao Su Đà Nẵng



- Máy luyện kín 1,8 lít (Yi Tzung, Trung Quốc)

- Thiết bị đo độ nhớt Mooney (MON TECH, Đức)

- Thiết bị đo lưu biến cao su Rheometer (MON TECH, Đức)

- Máy ép thủy lực có gia nhiệt

- Thiết bị đo độ cứng Shore A (Trung Quốc)

- Thiết đo độ dày, Mytoyo, Nhật Bản

- Thiết bị đo tính chất cơ lý GOTECH TCS-200 (Trung Quốc)

- Thiết bị đo độ mài mòn

2.2. Phương pháp nghiên cứu

2.2.1. Luyện hợp phần cao su

Hai loại vật liệu cao su được chế tạo với thành phần và quy trình luyện như sau

Cao su mặt lốp. Ký hiệu ML.

Bảng 2.1. Thành phần và phần khối lượng của cao su mặt lốp

S

1

2

3

4

5

6

7

8



Thành phần



Phần khối lượng



Cao su SVR10 sơ luyện

ZnO

Than N234

Silica

Lưu huỳnh

Xúc tiến NZ (NS)

Vulkalent PVI

Hóa chất khác (phòng lão, tăng dính,…)

Tổng cộng



100.00

3.50

39.00

13.00

1.30

1.60

0.20

12.00

170.60



Cao su tráng mành thép. Ký hiệu VM

Bảng 2.2. Thành phần và phần khối lượng của cao su mặt lốp

STT

1

2

3

4

5

6

7

8



Thành phần



Phần khối lượng



Cao su SMR10 sơ luyện

ZnO

Than N326

Lưu huỳnh khơng tan (HD OT-20)

Xúc tiến DZ (DCBS)

HMMM (RA)

Vulkalent PVI

Hóa chất khác (phòng lão, tăng dính,…)

Tổng cộng



100.00

7.00

53.00

4.40

1.25

4.00

0.17

3.80

173.62



Sinh viên thực hiện: Văn Thị Phương Dung



Hướng dẫn: Th.S Phan Thị Thúy Hằng



26



Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ lưu hóa đến tính năng của hỗn hợp cao su thiên nhiên dùng trong mặt lốp ô

tô và cán tráng vải mành thép tại Công ty Cổ Phần Cao Su Đà Nẵng



Quy trình luyện :

Giai đoạn 1:

Hóa chất: trợ xúc tiến, chất hóa dẻo, than



Cao su sơ luyện



Máy luyện kín



Máy luyện hở



Ổn đinh mẫu



Hình 2.1. Sơ đồ quy trình luyện mẫu cao su giai đoạn 1

Cao su sơ luyện, hóa chất, thang được đưa vào máy luyện kín từ cửa nạp liệu.

Nhiệt độ luyện giai đoạn 1 từ 145-150C, thời gian luyện 350 giây, nhiệt độ xả 150C.

Sau khi luyện trên máy luyện kín, hỗn hợp được đưa qua máy luyện hở để tiếp tục

luyện và xuất tấm và được để ổn định trong vòng 8 giờ.

Giai đoạn 2:

Hóa chất: Than, chất phòng lão, hóa chất khác



Cao su giai đoạn 1



Máy luyện kín



Máy luyện hở



Ổn đinh mẫu



Hình 2.2. Sơ đồ quy trình luyện mẫu cao su giai đoạn 2

Cao su giai đoạn 1, hóa chất, thang được đưa vào máy luyện kín từ cửa nạp

liệu. Nhiệt độ luyện giai đoạn 2 từ 135-140°C, thời gian luyện 300 giây, nhiệt độ xả

140°C. Sau khi luyện trên máy luyện kín, hỗn hợp được đưa qua máy luyện hở để tiếp

tục luyện và xuất tấm và được để ổn định trong vòng 8 giờ.

Sinh viên thực hiện: Văn Thị Phương Dung



Hướng dẫn: Th.S Phan Thị Thúy Hằng



27



Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ lưu hóa đến tính năng của hỗn hợp cao su thiên nhiên dùng trong mặt lốp ô

tô và cán tráng vải mành thép tại Công ty Cổ Phần Cao Su Đà Nẵng



Giai đoạn cuối:

Hóa chất: lưu huỳnh, chất xúc tiến, phòng tự lưu



Cao su giai đoạn 2



Máy luyện kín



Máy luyện hở



Ổn đinh mẫu



Hình 2.3. Sơ đồ quy trình luyện mẫu cao su giai đoạn cuối

Cao su giai đoạn 2, hóa chất, thang được đưa vào máy luyện kín từ cửa nạp

liệu. Nhiệt độ luyện giai đoạn 2 từ 95-100°C, thời gian luyện 180 giây, nhiệt độ xả

100°C. Sau khi luyện trên máy luyện kín, hỗn hợp được đưa qua máy luyện hở để tiếp

tục luyện và xuất tấm và được để ổn định trong vòng 8 giờ.

2.2.2. Lưu hóa mẫu

Mẫu được lưu hóa trên máy lưu hóa thí nghiệm để gia cơng thành các mẫu kiểm

tra cưởng lực, xé rách, mài mòn, sức dính của cao su với mành thép. Nhiệt độ và thời

gian lưu hóa được trình bày cụ thể ở phần sau.



Sinh viên thực hiện: Văn Thị Phương Dung



Hướng dẫn: Th.S Phan Thị Thúy Hằng



28



Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ lưu hóa đến tính năng của hỗn hợp cao su thiên nhiên dùng trong mặt lốp ô

tô và cán tráng vải mành thép tại Cơng ty Cổ Phần Cao Su Đà Nẵng



Hình 2.4. Máy ép thủy lực có gia nhiệt



Sinh viên thực hiện: Văn Thị Phương Dung



Hướng dẫn: Th.S Phan Thị Thúy Hằng



29



Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ lưu hóa đến tính năng của hỗn hợp cao su thiên nhiên dùng trong mặt lốp ô

tô và cán tráng vải mành thép tại Công ty Cổ Phần Cao Su Đà Nẵng



2.2.3. Phương pháp khảo sát tính lưu biến của vật liệu

Sử dụng thiết bị Rheometer để khảo sát tính lưu biến của vật liệu. Và với hỗn

hợp cao su, kết quả lưu biến sẽ là đường cong lưu hóa của hỗn hợp cao su ở một nhiệt

độ nhất định, và thường là nhiệt độ ép lưu hóa của hỗn hợp cao su.



Hình 2.5. Các thơng số trên đường cong lưu hóa

Từ đường cong lưu hóa, có thể xác định được các thơng số sau [3]:

- ML Momen xoắn cực tiểu – liên quan đến khả năng gia công của hợp của hợp

chất cao su.

- MH Momen xoắn cực đại – liên quan đến mật độ khâu mạng tốt nhất thu được

từ quá trình lưu hóa.

- Ts1 thời gian tự lưu – thời gian cho đến khi momen xoắn tăng được 1 đơn vị

so với giá trị cực tiểu.

- T’10 – Thời gian cần thiết để hợp chất đạt được 10% trạng thái lưu hóa hồn

tồn.

- T’50 – Thời gian cần thiết để hợp chất đạt được 50% trạng thái lưu hóa hồn

tồn.

- T’90 – Thời gian cần thiết để hợp chất đạt được 90% trạng thái lưu hóa hồn

tồn. Đó cũng là một phương pháp để xác định tốc độ lưu hóa.



Sinh viên thực hiện: Văn Thị Phương Dung



Hướng dẫn: Th.S Phan Thị Thúy Hằng



30



Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ lưu hóa đến tính năng của hỗn hợp cao su thiên nhiên dùng trong mặt lốp ô

tô và cán tráng vải mành thép tại Công ty Cổ Phần Cao Su Đà Nẵng



2.2.4. Phương pháp xác định tính chất cơ ly của vật liệu cao su sau lưu hóa

2.2.4.1. Phương pháp xác định độ cứng của vật liệu



Hình 2.6. Thiết bị đo độ cứng Shore A

Độ cứng của cao su lưu hóa được đo trên máy đo độ cứng Shore A TIANFA

theo tiêu chuẩn TCVN 1595-1 [4].

Độ cứng của cao su lưu hóa được tính theo cơng thức:

F = 550 + 75HA

Trong đó:

F: Đồng hồ đo độ cứng áp đặt với lực, mN;

550: Khi kim áp lực chân không ép vào mẫu (0:00 thiết bị đo độ cứng ,

lực đàn hồi là 550mN

75: Lực tương ứng của 1 độ trên máy đo độ cứng (75mN);

HA: Độ cứng shore A

2.2.4.2. Phương pháp đo độ mài mòn của vật liệu



Sinh viên thực hiện: Văn Thị Phương Dung



Hướng dẫn: Th.S Phan Thị Thúy Hằng



31



Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ lưu hóa đến tính năng của hỗn hợp cao su thiên nhiên dùng trong mặt lốp ô

tô và cán tráng vải mành thép tại Công ty Cổ Phần Cao Su Đà Nẵng



Hình 2.7. Thiết bị đo độ mài mòn và mẫu cao su hình chữ nhật theo phương pháp

Acron

Xác định lượng mài mòn theo phương pháp Acron, TCVN 1594 [4].

Thể tích mài của mẫu V (cm3/1.61km) sẽ tính tốn theo cơng thức:

V=

Trong đó:

m1: Khối lượng trước khi thử nghiệm, (g);

m2: Khối lượng sau khi thử nghiệm, (g);

d: Khối lượng riêng của mẫu cao su đem thử, g/cm3, xác định theo TCVN 3976.

2.2.4.3. Phương pháp xác đính độ bền kéo đứt của vật liệu



Hình 2.8. Máy kéo mẫu và mẫu quả tạ

Độ bền kéo đứt là ứng suất kéo lớn nhất ghi được khi kéo mẫu thử đến điểm đứt. Độ

bền kéo đứt của compound sử dụng cao su thiên nhiên được xác định theo tiêu chuẩn

TCVN 45609:2013 (ISO 37:2011). Mẫu đo độ bền kéo đứt được chế tạo theo dạng quả

tạ như trên hình 4.4.



Hình 2.9. Mẫu đo độ bền kéo đứt

Độ bền kéo đứt được đo trên máy GOTECH TCS – 2000 (Trung Quốc). Tốc độ

kéo mẫu 500mm/phút [4].

Sinh viên thực hiện: Văn Thị Phương Dung



Hướng dẫn: Th.S Phan Thị Thúy Hằng



32



Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ lưu hóa đến tính năng của hỗn hợp cao su thiên nhiên dùng trong mặt lốp ô

tô và cán tráng vải mành thép tại Công ty Cổ Phần Cao Su Đà Nẵng



Độ bền kéo đứt được của mẫu được tính theo cơng thức:

TSb =

Trong đó:

TSb: độ bền kéo đứt, MPa

Fb: lực kéo đứt mẫu, N

Wt: tiết diện ngang của mẫu thử, mm2

Kết quả được tính trung bình của 5 lần đo.

2.2.4.4. Phương pháp xác định độ bền xé rách của vật liệu



Hình 2.10. Máy kéo mẫu và mẫu đo độ bền xé rách

Độ bền xé rách được đo trên máy GOTECH TCS – 2000 (Trung Quốc). Tốc độ

kéo mẫu 500mm/phút theo TCVN 45609:2013 (ISO 37:2011).



Hình 2.11. Mẫu đo độ bền xé rách

Độ bền xé rách được xác định theo cơng thức sau:

∆r = , N/mm

Trong đó:

∆r: Độ bền xé rách, N/mm

F: Lực kéo, N

h: chiều dày mẫu, mm

Kết quả được tính trung bình từ 4 mẫu đo.



Sinh viên thực hiện: Văn Thị Phương Dung



Hướng dẫn: Th.S Phan Thị Thúy Hằng



33



Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ lưu hóa đến tính năng của hỗn hợp cao su thiên nhiên dùng trong mặt lốp ô

tô và cán tráng vải mành thép tại Công ty Cổ Phần Cao Su Đà Nẵng



2.2.4.5. Phương pháp đo độ bám dính giữa cao su lưu hóa với sợi kim loại



Hình 2.12. Máy kéo mẫu và mẫu đo sức dính giữa cao su và sợi kim loại

Độ bám dính giữa cao su lưu hóa với sợi kim loại được đo trên máy GOTECH

TCS – 2000 (Đài Loan). Tốc độ kéo mẫu 150mm/phút theo TCVN 7647 [3].

Độ bám dính được xác định bằng cách đo lực cần thiết để kéo một sợ đơn ra

khỏi cao su bao quanh mẫu thử. Lực hướng theo chiều dọc trục của sợi, dùng một đồ

giá lắp có một lỗ hình tròn hoặc vng để đảm bảo sự đồng nất của ứng suất.



Sinh viên thực hiện: Văn Thị Phương Dung



Hướng dẫn: Th.S Phan Thị Thúy Hằng



34



Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ lưu hóa đến tính năng của hỗn hợp cao su thiên nhiên dùng trong mặt lốp ô

tô và cán tráng vải mành thép tại Công ty Cổ Phần Cao Su Đà Nẵng



Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN



3.1. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình lưu hóa của các hợp phần

cao su

3.1.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến q trình lưu hóa của cao su mặt lốp



Hình 3.1. Kết quả khảo sát đường cong lưu hóa của cao su ML

Bảng 3.1. Ts1, T’90, T’100, MH của cao su ML

Điều kiện kiểm tra



Ts1

(phút)



T’10

(phút)



T’90

(phút)



T’100

(phút)



MH

dNm



ML

dNm



ML 130°C



12.38



14.32



56.19



145.50



22.23



2.81



ML 140°C



6.33



7.43



28.31



62.39



21.48



2.61



ML 150°C



3.30



4.07



14.35



32.48



20.45



2.51



ML 160°C



1.54



2.13



7.01



17.13



19.30



2.43



ML 170°C



1.03



1.12



3.29



8.43



17.85



2.34



Sinh viên thực hiện: Văn Thị Phương Dung



Hướng dẫn: Th.S Phan Thị Thúy Hằng



35



Thời gian lưu hóa tối ưu (phút)



Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ lưu hóa đến tính năng của hỗn hợp cao su thiên nhiên dùng trong mặt lốp ô

tô và cán tráng vải mành thép tại Công ty Cổ Phần Cao Su Đà Nẵng

160



145.5



140

120

100

80



62.39



60



32.48



40



17.13



20

0



130° C



140° C



150° C



8.43



160° C



170° C



Hình 3.2. Thời gian lưu hóa tối ưu của cao su ML

Qua đồ thị ta nhận thấy khi tăng nhiệt độ lưu hóa lên 10C thì tốc độ lưu hóa

tăng gần ½ tức hệ số tốc độ phản ứng xấp xỉ bằng 2.



Momen xoắn cực đại (dNm)



25



22.23



21.48



20



20.45



19.3



17.85



15

10

5

0



130° C



140° C



150° C



160° C



170° C - 30'



Hình 3.3. Momen xoắn cực đại của cao su ML

Qua hình 3.2. ta nhận thấy khi tăng nhiệt độ lưu hóa thì momen xoắn cực đại

giảm, điều này có nghĩa là mật độ khâu mạch của cao su lưu hóa giảm. Giá trị này sẽ

ảnh hưởng trực tiếp đến tính năng cơ lý của cao su lưu hóa được khảo sát ở phần sau.

Từ kết quả trên, căn cứ vào độ dày và T’90 của cao su ML em tiến hành lưu hóa

mẫu thí nghiệm sử dụng điều kiện lưu hóa như sau:

Bảng 3.2. Điều kiện lưu hóa mẫu thí nghiệm ML

Nhiệt độ (°C)

Thời gian

(phút)



130



140



150



160



170



160



80



40



20



10



Sinh viên thực hiện: Văn Thị Phương Dung



Hướng dẫn: Th.S Phan Thị Thúy Hằng



36



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Chương 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×