Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Tải bản đầy đủ - 0trang

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



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



3.1.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến q trình lưu hóa của cao su tráng mành thép



Hình 3.4. Kết quả khảo sát đường cong lưu hóa của cao su VM

Bảng 3.3. Ts1, T’90, T’100, MH của VM



Điều kiện kiểm tra



Ts1

(phút)



T’10

(phút)



T’90

(phút)



T’100

(phút)



MH

dNm



ML

dNm



VM 130°C



1.25



11.34



59.51



116.15



35.73



4.94



VM 140°C



1.22



4.41



26.56



53.25



34.14



3.73



VM 150°C



1.48



2.47



13.09



24.33



32.37



4.3



VM 160°C



0.56



1.22



6.21



11.1



30.2



4.17



VM 170°C



0.35



0.46



3.09



5.17



28.75



4.08



Sinh viên thực hiện: Văn Thị Phương Dung



Hướng dẫn: Th.S Phan Thị Thúy Hằng



37



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



Thời gian lưu hóa tối ưu (phút)



140

120



116.15



100

80

60



53.25



40



24.33



20

0



11.1

130° C



140° C



150° C



5.17



160° C



170° C



Hình 3.5. Thời gian lưu hóa tối ưu của cao su VM

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

gần ½. Tức hệ số tốc độ phản ứng lưu hóa xấp xỉ 2.



Momen xoắn cực đại MH

(dNm)



40

35



35.73



34.14



32.37



30



30.2



28.75



25

20

15

10

5

0



130° C



140° C



150° C



160° C



170° C



Hình 3.6. Momen xoắn cực đại MH của hai loại compound sử dụng cao su thiên nhiên

Qua đồ thị ta nhận thấy khi tăng nhiệt độ lưu hóa thì momen xoắn cực đại giảm.

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 3.4. Điều kiện lưu hóa mẫu thí nghiệm VM

Nhiệt độ (°C)

Thời gian

(phút)



130



140



150



160



170



120



60



28



14



7



Sinh viên thực hiện: Văn Thị Phương Dung



Hướng dẫn: Th.S Phan Thị Thúy Hằng



38



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



Đối với mẫu kiểm tra sức dính giữa cao su với mành thép do độ dày của mẫu

lớn (12mm) nên em tiến hành lưu hóa mẫu theo điều kiện sau:

Bảng 3.5. Điều kiện lưu hóa mẫu thí nghiệm VM

Nhiệt độ (°C)

Thời gian

(phút)



130



140



150



160



170



160



80



40



20



10



3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ lưu hóa đến tính năng cơ lý của cao su thành phẩm

3.2.1.Ảnh hưởng của nhiệt độ lưu hóa đến tính năng cơ ly của cao su mặt lốp ML

Bảng 3.6. Số liệu thu được khi kiểm tra cơ lý của các mẫu cao su ML lưu hóa ở nhiệt

độ 130C đến 170C



78



Độ

cứng

Shore

A

70



Mài

mòn

(cm3/1,

61k)

0.09



16.9



64



69



0.07



3.4



16.1



81



68



0.10



500



3.1



14.7



108



66



0.12



513



2.8



13.7



119



65



0.15



Điều kiện lưu

hóa mẫu



Cường

lực

(Mpa)



Dãn

dài %



Modul

100%

(Mpa)



Modul



300%

rách

( Mpa) (kN/m)



ML 130°C/160’



28.2



456



4.1



17.8



ML 140°C/80’



28.8



476



3.7



ML 150°C/40’



28.5



491



ML 160°C/20’



28.2



ML 170°C/10’



28.1



3.2.1.1. Modul 100, modul 300 và độ cứng

Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian lưu hóa đến modul 100 và modul 300 của

cao su ML được thể hiện ở hai biểu đồ dưới đây:

18

16



17.8



4.5

16.9



4



16.1

14.7



Modul 300 (MPa)



14

12

10

8

6

4

2



Sinh viên thực hiện: Văn Thị Phương Dung



3.7

3.4

3.1



3



2.8



2.5

2

1.5

1

0.5



0



0'

0'

0'

0'

0'

/8

/4

/2

/1

16

/

C

C

C

C

C











14

15

16

17

13

L

L

L

L

L

M

M

M

M

M



4.1



3.5



13.7



Modul 100 (MPa)



20



0



L

M





13



0'

16

/

C



0'

0'

0'

0'

/8

/4

/2

/1

C

C

C

C









14

15

16

17

L

L

L

L

M

M

M

M



Hướng dẫn: Th.S Phan Thị Thúy Hằng



39



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 cứng (°A)



Hình 3.7. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian lưu hóa đến modul 100 và modul 300

Từ biểu đồ ta thấy modul 100 và

modul

300

giảm khi tăng nhiệt độ đồng thời

của

cao su

ML

giảm thời gian lưu hóa. Điều này được giải thích khi lưu hóa ở nhiệt độ cao, thời gian

ngắn tại điều kiện này mật độ liên kết ngang còn thưa thớt, các mạch đại phân tử trong

hợp phần cao su được định vị bằng các liên kết ngang còn thấp. Do đó lực cần thiết để

vật liệu biến dạng giảm.

Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian lưu hóa đến độ cứng của cao su ML được

thể hiện ở biểu đồ dưới đây:

71

70

69

68

67

66

65

64

63

62



70

69

68

66

65



ML 130° C/160 ML 140° C/80' ML 150° C/40' ML 160° C/20' ML 170° C/10'



Hình 3.8. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian lưu hóa đến độ cứng của cao su ML.

Từ biểu đồ ta thấy độ cứng của cao su tăng khi giảm nhiệt độ đồng thời tăng

thời gian lưu hóa. Tăng độ cứng của hợp phần cao su có thể giải thích bằng sự tăng số

lượng liên kết ngang làm cố định các mạch đại phân tử. Mạch đại phân tử mất độ linh

động và giảm khả năng biến dạng dưới tác dụng của ngoại lực (lực hình thành trong

phép đo).

3.2.1.2. Độ bền mài mòn

Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian lưu hóa đến độ bền mài mòn của cao su

ML được thể hiện ở biểu đồ dưới đây:

Sinh viên thực hiện: Văn Thị Phương Dung



Hướng dẫn: Th.S Phan Thị Thúy Hằng



40



Độ bền mài mòn(cm3/1,61km)



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

0.16



0.15



0.14



0.12



0.12

0.1



0.1



0.09



0.08



0.07



0.06

0.04

0.02

0



ML 130° C/160' ML 140° C/80' ML 150° C/40' ML 160° C/20' ML 170° C/10'



Hình 3.9. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian lưu hóa đến độ bền mài mòn của cao

su ML

Từ biểu đồ ta thấy độ bền mài mòn của cao su ML đạt giá trị lớn nhất khi lưu

hóa ở 140/80’sau đó thì giảm dần và đạt giá trị thấp nhất ở 170C/10', giảm trở lại khi

lưu hóa ở điều kiện 130C/160’. Kết quả trên được giải thích: khi thay đổi điều kiện lưu

hóa cụ thể 170C/10’ đến 140C/80’ thì mật độ liên kết ngang tăng, làm cố định mạch

đại phân tử do đó độ bền mài mòn tăng.

3.2.1.3. Cường lực

Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian lưu hóa đến cường lực của cao su ML

được thể hiện ở biểu đồ dưới đây:



Cường lực (MPa)



29



28.8



28.8

28.6

28.4

28.2



28.5

28.2



28.2



28.1



28

27.8

27.6



ML 130° C/160' ML 140° C/80'



ML 150° C/40'



ML 160° C/20' ML 170° C/10'



Hình 3.10. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian lưu hóa đến cường lực của cao su ML

Từ biểu đồ ta thấy cường lực tăng khi thay đổi điều kiện lưu hóa từ 170C/10’

đến 140C/80’ và đạt giá trị lớn nhất tại 140/80’, ở 130C/160’ cường lực giảm. Kết quả

trên được giải thích: cường lực tăng khi thay đổi điều kiện lưu hóa cụ thể 170°C/10’

đến 140°C/80’ liên quan tực tiếp đến mật độ liên kết ngang của cao su lưu hóa, mật độ



Sinh viên thực hiện: Văn Thị Phương Dung



Hướng dẫn: Th.S Phan Thị Thúy Hằng



41



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



liên kết ngang tăng dần nên cường lực cũng tăng dần. Đối với cao su khi lưu hóa ở

nhiệt độ 130oC/160’ cường lực giảm vì ở điều kiện lưu hóa này mức độ khâu mạch lớn

các mạch đại phân tử được cố định lại bằng các liên kết khâu mạch nên chúng khơng

có khả năng định hướng, kết tinh nên độ bền cơ học giảm.



Độ dãn dài khi đứt %



3.2.1.4. Độ dãn dài khi đứt

Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian lưu hóa đến độ dãn dài khi đứt của cao su

ML được thể hiện ở biểu đồ dưới đây:

520

510

500

490

480

470

460

450

440

430

420



513

500

491

476

456



ML 130° C/160' ML 140° C/80' ML 150° C/40'



ML 160° C/20' ML 170° C/10'



Hình 3.11. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian lưu hóa đến độ dãn dài khi đứt của

cao su ML

Từ biểu đồ ta thấy độ dãn dài của hợp phần cao su tăng dần khi tăng nhiệt độ

đồng thời giảm thời gian lưu hóa. Điều này được giải thích như sau: khi tăng nhiệt độ

lưu hóa, mực độ các liên kết ngang thấp dần, các mạch đai phân tử chưa được định vị

lại bằng các liên ngang, nên chúng có thể bến dạng lại theo chiều tác dụng lực do đó

độ dãn dài của hợp phần cao su tăng.

3.2.1.5. Độ bền xé rách

Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian lưu hóa đến độ bền xé rách của cao su ML

được thể hiện ở biểu đồ dưới đây:



Sinh viên thực hiện: Văn Thị Phương Dung



Hướng dẫn: Th.S Phan Thị Thúy Hằng



42



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 xé rách (kN/m)



140

120

100

80



119



108

81



78

64



60

40

20

0



ML 130° C/160' ML 140° C/80' ML 150° C/40' ML 160° C/20' ML 170° C/10'



Hình 3.12. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian lưu hóa đến độ bền xé rách của cao

su ML

Từ biểu đồ ta thấy khi thay đổi điều kiện lưu hóa từ 170/10’ đến 140/80’ độ bền

xé rách giảm. Điều này được giải thích: đối với độ bền xé rách phụ thuộc vào năng

lượng liên kết cầu nối, khi lưu hóa ở 170C/10’ mật độ liên kết ngang thấp chứa chủ

yếu các cầu nối ngắn (C-C; C-S-C) có năng lượng liên kết lớn do đó độ bền xé rách

lớn và giảm dần khi thay đổi điều kiện lưu hóa đến 140C/80’. Độ bền xé rách ở điều

kiện lưu hóa 130/160’ so với 140/80’ lớn hơn vì ở 130/160’ có hàm lương lưu huỳnh

liên kết cao, hợp phần cao su trở nên cứng, do đó độ bền xé rách cao hơn

3.2.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ lưu hóa đến cao su tráng mành thép VM

Bảng 3. 7 Số liệu thu được khi kiểm tra cơ lý của các mẫu ML lưu hóa ở nhiệt độ 130

đến 170

Điều kiện lưu hóa

mẫu



Cường

lực

(MPa



Dãn dài

%



Modul

100%

Mpa



Modul

300%

Mpa



Xé rách

kN/m



Độ

cứng

Shore A



VM 130°C/160’



28.9



398



5.8



21.7



91



77



VM 140°C/80’



28.7



406



5.5



21



101



77



VM 150°C/40’



27.5



408



5.1



19.8



76



75



VM 160°C/20’



27



413



4.4



18.6



76



75



VM 170°C/10’



27



427



4.2



17.6



68



74



Sinh viên thực hiện: Văn Thị Phương Dung



Hướng dẫn: Th.S Phan Thị Thúy Hằng



Sức

dính

(N/mm)

132.22

131.29

178.14

156.96

150.46



43



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



3.2.2.1. Modul 100, modul 300 và độ cứng

Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian lưu hóa đến modul 100 và modul 300 của cao su

VM được thể hiện ở hai biểu đồ dưới đây:

25



7

6



5.8



5



21.7

5.5



20



5.1

4.4



4.2



Modul 300 (MPa)



Modul 100 (MPa)



4

3

2

1

0



V



M



C



13



'

60

/1



'

'

'

'

80

40

20

10

C/

C/

C/

C/

°

°

°

°

0

0

0

0

14

15

16

17

M

M

M

M

V

V

V

V



21



19.8



18.6



17.6



15

10

5

0



'

0'

0'

0'

0'

10

/8

/4

/2

16

C/

°C

C/

°C

°C

°

0

0

°

0

0

0

14

16

15

17

13

M

M

M

M

V

V

M

V

V

V



Hình 3.13. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian lưu hóa đến modul 100 và modul 300

của cao su VM

Từ đồ thị ta thấy modul 100 và modul 300 giảm khi tăng nhiệt độ đồng thời

giảm thời gian lưu hóa. Điều này được giải thích khi lưu hóa ở nhiệt độ cao, thời gian

ngắn tại điều kiện này mật độ liên kết ngang còn thưa thớt, các mạch đại phân tử trong

hợp phần cao su được định vị bằng các liên kết ngang còn thấp. Do đó lực cần thiết để

vật liệu biến dạng giảm.

Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian lưu hóa đến độ cứng của cao su VM được

thể hiện ở biểu đồ dưới đây:

Sinh viên thực hiện: Văn Thị Phương Dung



Hướng dẫn: Th.S Phan Thị Thúy Hằng



44



Độ cứng (°A)



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

77.5

77

76.5

76

75.5

75

74.5

74

73.5

73

72.5



77



77



75



75

74



VM 130° C/160' VM 140° C/80'



VM 150° C/40'



VM 160° C/20' VM 170° C/10'



Hình 3.14. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian lưu hóa đến độ cứng của cao su VM

Qua biểu đồ ta thấy độ cứng của cao su tăng khi giảm nhiệt độ đồng thời tăng

thời gian lưu hóa. Tăng độ cứng của hợp phần cao su có thể giải thích bằng sự tăng số

lượng liên kết ngang làm cố định các mạch đại phân tử. Mạch đại phân tử mất độ linh

động và giảm khả năng biến dạng dưới tác dụng của ngoại lực.

3.2.2.2. Cường lực

Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian lưu hóa đến cường lực của cao su ML

được thể hiện ở biểu đồ dưới đây:



Cường lưc (MPa)



29.5

29



28.9



28.7



28.5

28



27.5



27.5

27



27



27



VM 160° C/20'



VM 170° C/10'



26.5

26



VM 130° C/160' VM 140° C/80'



VM 150° C/40'



Hình 3.15. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian lưu hóa đến cường lực của cao su VM



Qua biểu đồ ta thấy khi giảm nhiệt độ đồng thời tăng thời gian lưu hóa thì

cường lực của cao su VM tăng. Cường lực tăng là do trong q trình lưu hóa, mức độ

khâu mạch tăng do đó cường lực tăng. Ở đây khơng nhận thấy có sự giảm cường lực

khi lưu hóa ở 130 như cao su ML, điều này giải thích là do cao su VM lưu hóa bằng

xúc tiến HMMM vồn là xúc tiến có nhiệt độ hoạt hóa thấp nên ở nhiệt độ thấp hay cao

thì liên kết ngang tương tự nhau, lúc này khi nhiệt độ lưu hóa càng thấp thì mật độ liên

kết ngang càng cao và do đó cường lực kéo đứt càng cao.

Sinh viên thực hiện: Văn Thị Phương Dung



Hướng dẫn: Th.S Phan Thị Thúy Hằng



45



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 dãn dài khi đứt (MPa)



3.2.2.3. Độ dãn dài khi đứt

Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian lưu hóa đến độ dãn dài khi đứt của cao su

VM được thể hiện ở biểu đồ dưới đây:

430

425

420

415

410

405

400

395

390

385

380



427



413

406



408



398



VM 130° C/160'



VM 140° C/80'



VM 150° C/40'



VM 160° C/20'



VM 170° C/10'



Hình 3.16. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian lưu hóa đến độ dãn dài khi đứt của

cao su VM

Từ biểu đồ ta thấy độ dãn dài của hợp phần cao su tăng khi tăng nhiệt độ đồng

thời giảm thời gian lưu hóa. Điều này dược giải thích như sau: khi tăng nhiệt độ lưu

hóa, mực độ các liên kết ngang thấp dần, các mạch đai phân tử chưa được định vị lại

bằng các liên ngang, nên chúng có thể bến dạng lại theo chiều tác dụng lực do đó độ

dãn dài của hợp phần cao su tăng.

3.2.2.4. Độ bền xé rách

Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian lưu hóa đến độ bền xé rách của cao su VM

được thể hiện ở biểu đồ dưới đây:



Sinh viên thực hiện: Văn Thị Phương Dung



Hướng dẫn: Th.S Phan Thị Thúy Hằng



46



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×