Tài liệu Nghiên cứu chế tạo vật liệu polyme blend trên cơ sở pvc và copolyme eva

GVHD: TS. Th¸i Hoµng Môc lôc Môc lôc.................................................................................................................1 Më ®Çu..................................................................................................................3 PhÇn I. Tæng quan vÒ vËt liÖu polyme blend trªn c¬ së PVC vµ copolyme EVA............................................................................................................5 I.1. HiÓu biÕt chung vÒ polyme blend..............................................5 I.1.1. Kh¶ n¨ng t¬ng hîp cña c¸c polyme vµ nhiÖt ®éng häc qu¸ tr×nh trén hîp polyme- polyme [7]........................................................................................5 I.1.2. Vai trß cña chÊt t¬ng hîp trong polyme blend [8].............................6 II.2. Giíi thiÖu vÒ PVC vµ copolyme EVA......................................7 I.2.1. PVC ..................................................................................................7 I.2.2. Copolyme etylen- vinylaxetat (EVA)..............................................12 I.2.2. øng dông cña EVA [17, 19] ............................................................14 I.3. ChÕ t¹o polyme blend PVC/EVA...........................................14 I.3.1. C¸c ph¬ng ph¸p chÕ t¹o vËt liÖu ..................................................14 I.3.2. ChÕ t¹o polyme blend tõ dung dÞch polyme...................................15 I.3.3. ChÕ t¹o polyme blend ë tr¹ng th¸i nãng ch¶y.................................16 I.4. C¬ së khoa häc cña qóa tr×nh chÕ t¹o polyme blend ............16 I.4.1 Qu¸ tr×nh c¬ ho¸ [9, 20]....................................................................16 I.4.2. Vai trß cña chÊt kh¬i mµo peoxyt [2, 9, 21] ..................................17 I.4.3. Vai trß cña copolyme khèi PVC-b- EVA vµ copolyme ghÐp PVC- gEVA.....................................................................................................................18 I.4.4. T¬ng t¸c ®Æc biÖt trong polyme blend PVC/EVA...........................19 I.5. øng dông cña polyme blend PVC/EVA..................................20 I.6. Vai trß cña CaCO3 kÕt tña (bét nhÑ) ®îc xö lý bÒ mÆt trong polyme blend PVC/EVA [23, 24].............................................................21 PHÇN II. THùC NGHIÖM................................................................................23 II.1 Nguyªn vËt liÖu.........................................................................23 II.2 ChÕ t¹o mÉu PVC/EVA...........................................................24 TrÇn ThÞ Kh¸nh 1 Líp: polyme - K45 GVHD: TS. Th¸i Hoµng II.3. C¸c ph¬ng ph¸p nghiªn cøu ..................................................24 II.3.1. Nghiªn cøu kh¶ n¨ng ch¶y nhít cña vËt liÖu polyme blend PVC/EVA............................................................................................................24 II.3.2. Nghiªn cøu tÝnh chÊt c¬ lý cña vËt liÖu polyme blend....................24 II.3.3 Nghiªn cøu tÝnh chÊt nhiÖt cña vËt liÖu polyme blend ....................25 II.3.4 Ph¬ng ph¸p kÝnh hiÓn vi ®iÖn tõ quÐt (SEM) ..................................26 II.3.5 Nghiªn cøu tÝnh chÊt ®iÖn cña vËt liÖu polyme blend......................26 II. 3.6. Nghiªn cøu ®é bÒn thêi tiÕt...........................................................27 PhÇn III. kÕt qña vµ th¶o luËn..........................................................................28 III.1. Nghiªn cøu kh¶ n¨ng ch¶y nhít cña vËt liÖu polyme blend PVC/EVA ..................................................................................................28 III.2. Nghiªn cøu tÝnh chÊt c¬ lý cña vËt liÖu polyme blend PVC/EVA ..................................................................................................34 III.3. Nghiªn cøu ®é bÒn «xy hãa nhiÖt cña vËt liÖu polyme blend PVC/EVA. .................................................................................................41 II.4. Nghiªn cøu cÊu tróc cña vËt liÖu polyme blend PVC/EVA 43 III.5. Nghiªn cøu tÝnh chÊt ®iÖn cña vËt liÖu polyme blend PVC/EVA...................................................................................................46 III.6. Nghiªn cøu ®é bÒn thêi tiÕt cña vËt liÖu polyme blend PVC/EVA...................................................................................................54 KÕt luËn..............................................................................................................56 Tµi liÖu tham kh¶o.............................................................................................57 TrÇn ThÞ Kh¸nh 2 Líp: polyme - K45 GVHD: TS. Th¸i Hoµng Më ®Çu Mét trong nh÷ng thµnh tùu næi bËt cña ngµnh khoa häc vËt liÖu trong nh÷ng thËp kû gÇn ®©y lµ ®· nghiªn cøu, chÕ t¹o vµ øng dông thµnh c«ng c¸c vËt liÖu polyme tæ hîp, trong ®ã cã vËt liÖu trªn c¬ së hçn hîp polyme. VËt liÖu nµy ®·, ®ang vµ sÏ cã mÆt trong hÇu hÕt c¸c lÜnh vùc cña ®êi sèng vµ kü thuËt víi nhiÒu u ®iÓm næi bËt. Trén hîp hay blend hãa polyme lµ mét ph¬ng ph¸p tiÖn lîi ®Ó ph¸t triÓn c¸c vËt liÖu polyme míi, nã cho phÐp kÕt hîp c¸c tÝnh chÊt u viÖt cña c¸c polyme thµnh phÇn. Híng ®i nµy sÏ rÎ h¬n vµ tèn Ýt thêi gian h¬n so víi viÖc ph¸t triÓn polyme tõ c¸c monome míi còng nh c¸c ph¬ng ph¸p trïng hîp nh»m t¹o ra c¸c vËt liÖu polyme míi hoµn toµn [1]. ViÖc trén hîp c¸c polyme thêng ®îc tiÕn hµnh trªn c¸c m¸y gia c«ng, ch¼ng h¹n nh m¸y ®ïn hai trôc vÝt, lµ thiÕt bÞ c«ng nghiÖp ®· ®îc chuÈn ho¸. V× vËy nh÷ng rñi ro vÒ tµi chÝnh ®Ó ph¸t triÓn vËt liÖu míi trªn c¬ së hçn hîp polyme ®îc h¹n chÕ rÊt nhiÒu [2]. Mét u ®iÓm quan träng n÷a cña blend ho¸ c¸c polyme lµ kh¶ n¨ng thay ®æi tÝnh chÊt cña vËt liÖu thu ®îc ë mét d¶i réng b»ng c¸ch thay ®æi thµnh phÇn cña hçn hîp polyme. ThÞ trêng vËt liÖu trªn c¬ së hçn hîp polyme t¨ng trëng rÊt nhanh, ®Æc biÖt trong hai thËp kû võa qua [2]. V× thÕ trªn thÕ giíi ®· và ®ang quan t©m nghiªn cøu ph¸t triÓn vËt liÖu nµy ®Æc biÖt ë c¸c níc: Mü, §øc, Anh, NhËt B¶n, Hµn Quèc, Trung Quèc… ë ViÖt Nam, trong nh÷ng n¨m qua, chóng ta ®· nghiªn cøu vµ bíc ®Çu øng dông mét sè lo¹i vËt liÖu polyme blend tõ c¸c polyme vµ cao su th¬ng phÈm [3]. §Ò tµi nµy ®Ò cËp ®Õn vËt liÖu polyme blend trªn c¬ së hai polyme kh¸ phæ biÕn lµ poly vinylclorua (PVC ) vµ copolyme etylen vinyl axetat (EVA) nh»m kÕt hîp c¸c tÝnh chÊt tèt cña EVA nh tÝnh mÒm dÎo, bÒn xÐ, trong suèt, dÔ g¾n vµ d¸n ë nhiÖt ®é thÊp, cã kh¶ n¨ng phèi trén víi mét lîng lín chÊt ®én TrÇn ThÞ Kh¸nh 3 Líp: polyme - K45 GVHD: TS. Th¸i Hoµng còng nh tÝnh chÊt tèt cña PVC nh tÝnh cøng, bÒn ho¸ chÊt, c¸ch ®iÖn tèt. EVA cã t¸c dông lµm thay ®æi ®é bÒn va ®Ëp cña PVC cøng. PVC cã kh¶ n¨ng t¨ng ®é bÒn c¬ lý vµ ®é bÒn nhiÖt cña EVA. §Ó n©ng cao kh¶ n¨ng t¬ng hîp cho vËt liÖu polyme blend PVC/EVA, hîp chÊt thÊp ph©n tö ho¹t ®éng nh dicumyl peoxit (DCP) ®îc thªm vµo hçn hîp polyme. Ngoµi ra cßn sö dông CaCO 3 – lµ lo¹i chÊt ®én kho¸ng nh»m thay ®æi c¸c tÝnh chÊt c¬ lý, nhiÖt, ®é bÒn thêi tiÕt cña vËt liÖu còng nh gãp phÇn gi¶m gi¸ thµnh s¶n phÈm. Nh÷ng nhiÖm vô chñ yÕu cña luËn v¨n nµy lµ: • Nghiªn cøu chÕ t¹o hçn hîp polyme PVC/EVA. • Nghiªn cøu c¸c tÝnh chÊt vµ cÊu tróc cña polyme blend PVC/EVA cã vµ kh«ng cã mÆt chÊt kh¬i mµo DCP, cã vµ kh«ng cã mÆt CaCO3. TrÇn ThÞ Kh¸nh 4 Líp: polyme - K45 GVHD: TS. Th¸i Hoµng PhÇn I. Tæng quan vÒ vËt liÖu polyme blend trªn c¬ së PVC vµ copolyme EVA I.1. HiÓu biÕt chung vÒ polyme blend Theo J.F.Rabek, polyme blend lµ mét hçn hîp vËt lý cña hai hay nhiÒu polyme/copolyme, gi÷a c¸c polyme/copolyme nµy kh«ng cã liªn kÕt ®ång ho¸ trÞ [4]. Theo P.Painter, M.Coleman vµ c¸c chuyªn gia kh¸c trong lÜnh vùc polyme, polyme blend lµ hçn hîp cña hai hay nhiÒu polyme, vËt liÖu nµy cã nh÷ng tÝnh chÊt míi dùa trªn c¸c tÝnh chÊt cña c¸c polyme ban ®Çu [5]. Theo Rao, “Polyme blend lµ mét hçn hîp cña hai hay nhiÒu polyme trong ®ã hµm lîng cña polyme thø hai kh«ng nhá h¬n 2% víi hÖ chØ cã 2 polyme hoÆc hµm lîng cña hai hay nhiÒu polyme kh«ng nhá h¬n 2% víi hÖ cã tõ 3 polyme trë lªn” [6]. Nh vËy, polyme blend lµ mét lo¹i vËt liÖu tæ hîp, gi÷a c¸c polyme cã thÓ cã t¬ng t¸c hoÆc kh«ng cã t¬ng t¸c, nã cã thÓ lµ hÖ ®ång hoÆc dÞ thÓ. Trong polyme blend ®ång thÓ, 2 polyme thµnh phÇn kh«ng cßn ®Æc tÝnh riªng vµ tÝnh chÊt cña polyme blend thêng lµ trung b×nh céng cña hai polyme ®ã. Trong polyme blend dÞ thÓ, c¸c tÝnh chÊt cña c¶ hai polyme hÇu nh ®îc gi÷ nguyªn. I.1.1. Kh¶ n¨ng t¬ng hîp cña c¸c polyme vµ nhiÖt ®éng häc qu¸ tr×nh trén hîp polyme- polyme [7] Sù t¬ng hîp cña c¸c polyme lµ kh¶ n¨ng t¹o thµnh mét pha tæ hîp æn ®Þnh vµ ®ång thÓ tõ hai hoÆc nhiÒu polyme. VÒ mÆt ho¸ häc, sù kh«ng t¬ng hîp cña c¸c polyme kh¸c nhau vÒ mÆt cÊu t¹o, cÊu tróc, khèi lîng ph©n tö dêng nh lµ mét quy luËt vµ sù t¬ng hîp c¸c polyme t¹o thµnh mét hçn hîp ®ång thÓ lµ trêng hîp ngo¹i lÖ. Sù ngo¹i lÖ nµy cã thÓ x¶y ra víi c¸c polyme ph©n cùc, polyme nµy cã thÓ t¬ng t¸c víi polyme kia. VÒ mÆt nhiÖt ®éng häc, c¸c polyme t¬ng hîp víi nhau khi n¨ng lîng tù do t¬ng t¸c gi÷a chóng mang gi¸ trÞ ©m: TrÇn ThÞ Kh¸nh 5 Líp: polyme - K45 GVHD: TS. Th¸i Hoµng ∆Gtr = ∆Htr − T .∆Str < 0 N¨ng lîng tù do qu¸ tr×nh trén theo tû lÖ thÓ tÝch cña c¸c polyme thµnh phÇn ph¶i d¬ng: ∂ 2 ∆Gtr / ∂φ 2 > 0 ∆H tr : ∆S tr : sù thay ®æi entanpi khi trén lÉn hai polyme. sù thay ®æi entropi khi trén lÉn hai polyme. Khi trén lÉn 2 polyme, n¨ng lîng tù do qu¸ tr×nh trén tr×nh to¶ nhiÖt ( ∆H tr <0) vµ t¨ng entropy trén lÉn trén lÉn trén hîp ∆S tr ∆S tr ∆Gtr .Trong trêng hîp entropy kh«ng ®¸ng kÓ, n¨ng lîng tù do qu¸ tr×nh trén ∆H tr <0. Sù thay ®æi ∆Gtr gi¶m nÕu qu¸ ∆Gtr <0 nÕu nhiÖt trong qu¸ tr×nh h×nh thµnh hçn hîp lý tëng cña polyme, thùc tÕ ®îc x¸c ®Þnh chñ yÕu qua ®¹i lîng ∆H tr . Nh vËy ®Ó 2 polyme trén hîp tèt víi nhau, qu¸ tr×nh trén lÉn ph¶i lµ qu¸ tr×nh to¶ nhiÖt, ®ßi hái ph¶i cã t¬ng t¸c ®Æc biÖt gi÷a c¸c polyme thµnh phÇn. C¸c t¬ng t¸c nµy cã thÓ lµ c¸c t¬ng t¸c ho¸ häc hoÆc t¬ng t¸c kh«ng t¹o thµnh liªn kÕt ho¸ häc nh liªn kÕt hydro, t¬ng t¸c ion-ion, t¬ng t¸c ion-dipol, t¬ng t¸c dipol-dipol vµ t¬ng t¸c cho-nhËn. I.1.2. Vai trß cña chÊt t¬ng hîp trong polyme blend [8] C¸c chÊt t¬ng hîp polyme lµ c¸c hîp chÊt cao ph©n tö hoÆc thÊp ph©n tö cã kh¶ n¨ng ho¹t ®éng bÒ mÆt trong polyme blend kh«ng ®ång nhÊt. Chóng gióp cho sù ph©n t¸n c¸c pha polyme vµo nhau tèt h¬n. Ngoµi ra, chóng cßn t¨ng cêng b¸m dÝnh bÒ mÆt hai pha polyme. Trong thùc tÕ, chÊt t¬ng hîp cho c¸c polyme thêng lµ polyme. M¹ch cña chÊt t¬ng hîp nµy cã cÊu tróc khèi hoÆc ghÐp m¹ch, trong ®ã mét khèi cã kh¶ n¨ng trén hîp tèt víi polyme thø nhÊt, cßn khèi thø hai hoÆc m¹ch ghÐp cã kh¶ n¨ng trén hîp tèt víi polyme thø hai. C¸c polyme khèi hoÆc copolyme ghÐp cã thÓ ®îc chÕ t¹o tríc vµ thªm vµo hçn hîp polyme blend kh«ng cã kh¶ n¨ng t¬ng hîp. MÆt kh¸c, nã cã thÓ ®îc t¹o thµnh trùc tiÕp/t¹i chç (in-situ) trong qu¸ tr×nh blend ho¸ c¸c polyme. TrÇn ThÞ Kh¸nh 6 Líp: polyme - K45 GVHD: TS. Th¸i Hoµng ChÊt t¬ng hîp cßn cã t¸c dông gi¶m øng suÊt bÒ mÆt gi÷a hai pha polyme. Sù cã mÆt cña chÊt t¬ng hîp ë bÒ mÆt ph©n pha cã thÓ ng¨n ngõa sù kÕt tô/kÕt ®¸m cña tõng polyme thµnh phÇn trong qu¸ tr×nh gia c«ng vµ lµm cho polyme nµy dÔ ph©n t¸n vµo polyme kia nhê c¸c t¬ng t¸c ®Æc biÖt. Nã cã thÓ gi¶m kÝch thíc cña pha ph©n t¸n. Do vËy, øng suÊt bÒ mÆt sÏ cµng nhá vµ biÕn d¹ng sÏ cµng lín khi chÊt t¬ng hîp ®ñ b·o hoµ bÒ mÆt vµ t¬ng t¸c tèt víi c¶ hai pha polyme. II.2. Giíi thiÖu vÒ PVC vµ copolyme EVA I.2.1. PVC I.2.1.1. Trïng hîp vinylclorua [9÷ 12] Lµ ph¶n øng kÕt hîp c¸c monome vinylclorua (VC) víi nhau t¹o thµnh ®¹i ph©n tö cña VC: n CH2=CHCl → [- CH2- CHCl-]n C¸c giai ®o¹n cña qu¸ tr×nh trïng hîp VC: Kh¬i mµo trïng hîp: t¹o thµnh c¸c trung t©m ho¹t ®éng. ChÊt kh¬i mµo: peoxyt h÷u c¬, c¸c hîp chÊt azo vµ diazo; vÝ dô, benzoyl peoxyt (C6H5COO)2; dicumyl peoxyt [C6H5C(CH3)2O]2; axetyl peoxyt (CH3COO)2; azodiizobutylronitril [CNC(CH3)2N]2 ...Lîng chÊt kh¬i mµo 0,1 ÷ 1% so víi lîng monome ban ®Çu. ChÊt kh¬i mµo ph©n huû thµnh gèc tù do: (R)2 → 2 R • R• + CH2 = CHCl → • RCH 2 C HCl Ngoµi ra cßn dïng chÊt kh¬i mµo oxi ho¸ khö nh H2O2 vµ Fe2+. Nhê ph¶n øng oxi ho¸ khö gi÷a H2O2 vµ Fe2+: H2O2 + Fe2+ → Gèc • OH • OH + OH − + Fe3+ tù do t¹o thµnh t¸c dông víi VC vµ t¹o thµnh trung t©m ho¹t ®éng: • OH + CH2= CHCl → HOCH2- • C HCl Ph¶n øng ph¸t triÓn m¹ch: TrÇn ThÞ Kh¸nh 7 Líp: polyme - K45 GVHD: TS. Th¸i Hoµng Lµ c¸c ph¶n øng c¬ së kÕ tiÕp nhau do gèc tù do t¬ng t¸c víi c¸c ph©n tö monome VC. Trong ph¶n øng ph¸t triÓn m¹ch, liªn kÕt π sÏ biÕn ®æi thµnh liªn kÕt σ vµ cã sù chuyÓn dÞch ®iÖn tö cha ghÐp ®«i däc theo m¹ch ph©n tö: • • RCH 2 C HCl + CH 2 = CHCl → RCH 2 CHClCH 2 C HCl Ph¶n øng ng¾t m¹ch: §ã lµ sù b·o hoµ c¸c ®iÖn tö kh«ng ghÐp ®«i cña c¸c gèc ph¸t triÓn. Cã hai c¸ch ng¾t m¹ch: KÕt hîp c¸c gèc ®ang ph¸t triÓn víi nhau: • • ~ CH 2 C HCl + Cl C H − CH 2 ~ → ~ CH 2 CHClCHClCH 2 ~ Ph©n ly c¸c gèc ®ang ph¸t triÓn: • • ~ CH 2 C HCl + Cl C H − CH 2 ~ → ~ CH = CHCl + CH 2 Cl − CH 2 ~ Ph¶n øng chuyÓn m¹ch: ChuyÓn m¹ch x¶y ra khi c¸c trung t©m ho¹t ®éng hoÆc ®ang ph¸t triÓn t¬ng t¸c víi polyme. • • ~ CH 2 Cl ~ + C H 2 − Cl ~ →~ C HCH Cl ~ + CH 3 CHClCH 2 CHCl ~ Hay t¸c dông víi monome VC: • • RCH 2 CHCl ...CH 2 C HCl + CH 2 = CHCl → RCH 2 CHCl − ... − CH = CHCl + CH 3 C HCl I.2.1.2. C¸c ph¬ng ph¸p trïng hîp VC [10, 12, 13] Trïng hîp huyÒn phï VC: Trïng hîp huyÒn phï kh¸c trïng hîp nhò t¬ng ë chç nhò t¬ng cña monome trong níc th« h¬n. HuyÒn phï ®îc t¹o ra b»ng c¸ch khuÊy m¹nh VC trong níc ®· khö c¸c chÊt kho¸ng, kh«ng chøa c¸c chÊt l¹ vµ oxy. Trong níc cßn cã chÊt kh¬i mµo tan trong monome. Ngoµi ra, ngêi ta cßn ®a vµo hÖ c¸c colloit b¶o vÖ (c¸c muèi kh«ng tan trong níc, hydropeoxyt, c¸c photphat hoÆc cacbonat kim lo¹i, cao lanh, c¸c hîp chÊt cao ph©n tö tan trong níc nh nhùa phenol vµ ureformaldehyt, TrÇn ThÞ Kh¸nh 8 Líp: polyme - K45 GVHD: TS. Th¸i Hoµng copolyme cña vinylaxetat, etylen hay styren víi anhydrit maleic, rîu polyvinylic). Colloit b¶o vÖ ®îc sö dông ®ång thêi víi c¸c chÊt biÕn tÝnh: c¸c alkyl, aryl sufonat, c¸c stearat cña Ba, Cd, Sr, Mg, Pb, c¸c hîp chÊt epoxy ... §©y lµ c¸c chÊt lµm thay cÊu tróc vµ h×nh d¹ng h×nh häc cña PVC. ChÊt kh¬i mµo tan trong giät monome vµ trïng hîp huyÒn phï chÝnh lµ trïng hîp khèi trong giät. HuyÒn phï cña polyme vµ c¸c h¹t PVC thu ®îc cã kÝch thíc lín h¬n nhiÒu so víi h¹t PVC tæng hîp b»ng ph¬ng ph¸p nhò t¬ng. So víi PVC nhò t¬ng, PVC huyÒn phï cã c¸c tÝnh chÊt ®iÖn m«i tèt h¬n, ®é bÒn Èm, ®é bÒn ¸nh s¸ng vµ ®é bÒn nhiÖt cao h¬n. Trïng hîp nhò t¬ng VC: Khi trïng hîp ngêi ta thêng dïng níc lµ m«i trêng ph©n t¸n ®Ó t¹o nhò t¬ng chøa kho¶ng 30 ÷ 60 % monome. ChÊt nhò ho¸ cho vµo hÖ ®Ó t¨ng cêng sù t¹o nhò cña VC trong níc vµ t¨ng ®é æn ®Þnh cña nhò t¬ng. C¸c chÊt nhò ho¸ thêng lµ xµ phßng oleat, palmitat, laurat cña c¸c kim lo¹i kiÒm, dÇu cña c¸c axit bÐo cao, hçn hîp cña lauryl photphat víi rîu etylic. ChÊt nhò ho¸ lµm gi¶m søc c¨ng bÒ mÆt ë giíi h¹n ph©n chia pha hydrocacbon - níc lµm dÔ dµng cho sù t¹o nhò cña monome. §é tan ph©n tö cña xµ phßng trong níc rÊt nhá. Trong dung dÞch phÇn lín xµ phßng n»m díi d¹ng mixen.Trong mixen c¸c ph©n tö xµ phßng híng phÇn cã cùc vµo tíng níc, cßn phÇn hydrocacbon vµo t©m mixen, do ®ã trong t©m mixen cã h×nh thµnh tíng hydrocacbon vµ mét phÇn monome tan trong ®ã. Nh vËy khi nhò ho¸, monome trong níc t¹o thµnh mét hÖ phøc t¹p lµ dung dÞch ph©n tö xµ phßng vµ c¸c monome trong níc. Trong dung dÞch nµy, c¸c giät monome vµ c¸c mixen xµ phßng hoµ tan monome n»m l¬ löng. C¸c chÊt kh¬i mµo tan trong níc: c¸c pesulfat cña kim lo¹i kiÒm hoÆc amoni hydropeoxyt... §Ó gi÷ cho pH æn ®Þnh ta cho vµo hÖ chÊt ®iÒu chØnh pH lµ c¸c axetat cña kim lo¹i nÆng, c¸c photphat hoÆc cacbonat cña kim lo¹i kiÒm. TrÇn ThÞ Kh¸nh 9 Líp: polyme - K45 GVHD: TS. Th¸i Hoµng §Ó ®iÒu chØnh khèi lîng ph©n tö PVC, ngoµi thay ®æi nhiÖt ®é trïng hîp hoÆc hµm lîng chÊt kh¬i mµo, ngêi ta cßn ®a vµo hçn hîp ph¶n øng 0,2 ÷ 5% chÊt biÕn tÝnh - chÊt chuyÓn m¹ch: dÉn xuÊt halogen cña hydrocacbon, styren, clostyren, hydroquinon...chóng cã t¸c dông øc chÕ trïng hîp VC. Khi trïng hîp nhò t¬ng VC, qu¸ tr×nh trïng hîp chñ yÕu x¶y ra trªn bÒ mÆt hoÆc bªn trong c¸c mixen - n¬i mµ nång ®é cña c¶ monome vµ chÊt kh¬i mµo lín nhÊt. Nhò t¬ng monome sÏ chuyÓn ho¸ thµnh hÖ rÊt ph©n t¸n cña polyme lµ latex - sù ph©n t¸n PVC víi kÝch thíc h¹t 0,05 ÷ 0,5 µm (®«i khi tíi 1 µm ). PVC thu ®îc b»ng c¸ch t¸ch khái latex. Cã hai c¸ch t¸ch PVC khái latex: C¸ch thø nhÊt: phun hçn hîp vµo thiÕt bÞ sÊy phun (ph¬ng ph¸p liªn tôc, ë 900C ÷ 1500C). C¸ch thø hai: lµm ®«ng b»ng c¸ch thªm vµo c¸c chÊt ®iÖn ly sau ®ã röa, läc vµ sÊy. T¸ch b»ng ph¬ng ph¸p nµy, khèi lîng chÊt nhò ho¸ trong PVC sÏ nhá h¬n so víi ph¬ng ph¸p sÊy phun. Trïng hîp VC trong dung dÞch Qu¸ tr×nh trïng hîp VC ®îc tiÕn hµnh trong dung m«i, cã hai ph¬ng ph¸p: Ph¬ng ph¸p thø nhÊt : ph¶n øng x¶y ra trong m«i trêng lµ dung m«i hoµ tan ®îc c¶ monome lÉn polyme. Ph¬ng ph¸p thø hai: trïng hîp trong chÊt láng hoµ tan monome kh«ng hoµ tan polyme. Polyme t¹o thµnh ë d¹ng r¾n sÏ l¾ng dÇn xuèng vµ cã thÓ t¸ch ra b»ng c¸ch läc. Dung m«i cho trïng hîp VC lµ dicloetan, benzen, clobenzen ...HÖ xóc t¸c dïng cho trïng hîp VC trong dung dÞch lµ c¸c hîp chÊt c¬ kim nh c¸c ankyl cña B, Pb, Zn, Mg, Al vµ Li. Chóng thêng ®îc phèi hîp víi c¸c halogen cña Fe, Cu, Ni, Co, Ti, V ... I.2.1.3. TÝnh chÊt cña PVC [9, 14] PVC lµ mét lo¹i bét mµu tr¾ng, v« ®Þnh h×nh, cã vïng kÕt tinh nhá (kh«ng lín h¬n 5 %). TrÇn ThÞ Kh¸nh 10 Líp: polyme - K45 GVHD: TS. Th¸i Hoµng Tuú theo ph¬ng ph¸p trïng hîp, PVC cã møc ®é trïng hîp 100 ÷ 2500. Tû träng cña PVC: 1,25 ÷ 1,46 g/cm3. NhiÖt ®é ho¸ thuû tinh cña PVC lµ 75 ÷ 1060C. NhiÖt ®é trïng hîp VC cµng thÊp, nhiÖt ®é ch¶y cña PVC cµng cao (kho¶ng 160 ÷ 1850C). Trong mét sè trêng hîp, nhiÖt ®é ch¶y cña PVC b»ng hoÆc lín h¬n nhiÖt ®é ph©n huû nã. PVC lµ mét polyme cøng do cã liªn kÕt hydro gi÷a nguyªn tö clo vµ nguyªn tö hydro cña m¹ch PVC kh¸c. TÝnh tan trong dung m«i cña PVC gi¶m khi t¨ng møc ®é trïng hîp vµ phô thuéc vµo ph¬ng ph¸p trïng hîp. PVC ®iÒu chÕ b»ng trïng hîp huyÒn phï hay trong dung dÞch cã møc ®é trïng hîp 300 ÷ 500 dÔ tan trong c¸c xeton, este, hydrocacbon, halogen ho¸ ... PVC cã møc ®é trïng hîp lín 2000 ÷ 2500, tÝnh tan bÞ h¹n chÕ. TÝnh chÊt ho¸ häc: PVC kh¸ tr¬ vÒ mÆt ho¸ häc, trong mét sè trêng hîp nã cã thÓ tham gia ph¶n øng clo ho¸, ph¶n øng chuyÓn ho¸ thµnh c¸c polyme t¬ng tù ... PVC cã mét lîng nhá nguyªn tö clo linh ®éng nªn dÔ x¶y ra ph¶n øng t¸ch HCl t¹o liªn kÕt ®«i trong PVC : − HCl ... − CH 2 − CHCl − CH 2 − CHCl − ... → ... − CH 2 − CH = CH − CHCl − ... HCl lµ mét t¸c nh©n g©y ph©n huû PVC, nã xóc t¸c qu¸ tr×nh t¸ch HCl tiÕp theo vµ h×nh thµnh polyen trong m¹ch PVC. Sù ph©n huû oxy ho¸ PVC lµm thay ®æi thµnh phÇn, cÊu tróc, khèi lîng ph©n tö, gi¶m c¸c tÝnh chÊt c¬, lý, ho¸, nhiÖt, ®iÖn, tÝnh tan cña PVC. I.2.1.4 C¸c øng dông cña PVC [9, 15] øng dông trong d©n dông: s¶n phÈm d©n dông ®îc s¶n xuÊt tõ PVC nh dÐp nhùa, quÇn ¸o ®i ma, v¶i gi¶ da, th¶m d¶i sµn nhµ, v¶i tr¸ng nhùa, con gièng ®å ch¬i ... øng dông trong kü thuËt ®iÖn: s¶n xuÊt d©y vµ c¸p ®iÖn lùc. TrÇn ThÞ Kh¸nh 11 Líp: polyme - K45 GVHD: TS. Th¸i Hoµng øng dông trong x©y dùng, cÊp tho¸t níc: èng cÊp tho¸t níc, khung cöa ra vµo, cöa sæ, m¸i nhµ, trÇn, têng ... øng dông trong giao th«ng vËn t¶i ®êng s¾t: èng dÉn níc th¶i, th¶m d¶i sµn toa xe, khung cöa sæ, tÊm ®Öm díi ®êng ray… øng dông trong c«ng nghiÖp sîi: PVC ®îc sö dông ®Ó s¶n xuÊt sîi ho¸ häc. øng dông trong y tÕ: PVC ®îc sö dông ®Ó s¶n xuÊt tói ®ùng m¸u, vá viªn thuèc, vØ thuèc, tói ®ùng thùc phÈm, van tim, bé phËn läc m¸u ... I.2.2. Copolyme etylen- vinylaxetat (EVA) Copolyme etylen-vinylaxetat (EVA) lµ mét polyme mµ trong ph©n tö cña nã cã c¸c m¾t xÝch vinyl axetat ®îc ph©n bè ngÉu nhiªn däc theo m¹ch dµi cña c¸c m¾t xÝch etylen: CH2- CH2 CH2- CH O n m C=O H3C EVA lµ s¶n phÈm ®ång trïng hîp cña etylen víi vinyl axetat, ®îc s¶n xuÊt b»ng ph¬ng ph¸p trïng hîp khèi hay trïng hîp dung dÞch [16]. EVA cã mét sè u ®iÓm næi bËt nh: mÒm dÎo ë nhiÖt ®é thÊp, bÒn xÐ, trong suèt, dÔ g¾n vµ d¸n ë nhiÖt ®é thÊp, phèi trén víi mét lîng lín c¸c chÊt ®én. Theo c¸c chuyªn gia, EVA víi hµm lîng vinyl axetat thÊp cã nhiÒu tÝnh chÊt gÇn gièng víi mét sè lo¹i cao su v× kh¶ n¨ng kÐo gi·n tèt, rÊt dÔ uèn vµ kh¸ ®µn håi. I.2.2.1. Ph©n lo¹i Phô thuéc vµo hµm lîng vinyl axetat, ngêi ta ph©n EVA ra lµm ba nhãm [17]: TrÇn ThÞ Kh¸nh 12 Líp: polyme - K45 GVHD: TS. Th¸i Hoµng • Nhãm mét: lµ lo¹i EVA cã hµm lîng vinyl axetat thÊp (10 ÷ 40%), cã tÝnh chÊt gÇn gièng nh mét sè lo¹i cao su. Nã ®îc s¶n xuÊt theo c«ng nghÖ ®ång trïng hîp khèi etylen vµ vinyl axetat ë ¸p suÊt cao vµ ®îc sö dông lµm keo nãng ch¶y vµ c¸c øng dông kh¸c. HiÖn nay c¸c s¶n phÈm lo¹i nµy cã tªn th¬ng m¹i Elvax (Dupont), Ultraten (USI), Bakelit (UCC), Lupolen V (Basf), Alaton (Dupont), Alkaten (ICI), Mototen (Monsato) ... • Nhãm thø hai: lµ lo¹i EVA cã hµm lîng vinyl axetat gÇn b»ng etylen (45 ÷ 55%). Nã ®îc chÕ t¹o b»ng c¸ch ®ång trïng hîp etylen vµ vinyl axetat trong dung dÞch ë ¸p suÊt trung b×nh vµ ®îc øng dông lµm c¸c lo¹i cao su ®Æc biÖt. Mét trong sè c¸c s¶n phÈm næi tréi cã tªn th¬ng m¹i lµ Lavapren cña h·ng Bayer. • Nhãm thø ba víi hµm lîng vinyl axetat cao (60 ÷ 90%) lµ s¶n phÈm cña qu¸ tr×nh trïng hîp nhò t¬ng ë ¸p suÊt 300 ÷ 1500 psi. EVA lo¹i nµy lµ c¸c nhùa nhiÖt dÎo. Mét sè s¶n phÈm lo¹i nµy cã tªn th¬ng m¹i lµ Airplex (Air Product and Chemiscals, Inc), Vinapas (Wacker); Mowilith vµ Vinyl (Motecatini Edison) ... NÕu t¨ng hµm lîng vinyl axetat trong EVA th× ®é bÒn kÐo, ®é cøng, ®é bÒn nhiÖt gi¶m nhng tû träng, ®é bÒn uèn, ®é trong suèt, ®é b¸m dÝnh l¹i t¨ng. Sù cã mÆt cña nhãm cacbonyl (- C=O) trong vinyl axetat lµm t¨ng ®é b¸m dÝnh cña nã lªn bÒ mÆt c¸c vËt liÖu kh¸c nhau. I.2.2.2. TÝnh chÊt cña EVA [18] NhiÖt ®é tõ - 600C cho tíi 650C lµ kho¶ng nhiÖt ®é lµm viÖc tèt nhÊt cña EVA. NhiÖt ®é b¶o qu¶n ≤ 2180C (4250F), trªn nhiÖt ®é nµy cã thÓ x¶y ra sù ®øt m¹ch ph©n tö. Kh¶ n¨ng chÞu ho¸ chÊt: bÒn víi ozon, níc l¹nh, níc nãng, dung dÞch amoniac 30%, kÐm bÒn víi dÇu m¸y, dÇu diezen, kh«ng bÒn víi dung dÞch clorua, silicon, x¨ng, axeton, axit sulfuric 40%, axit nitric 10%, bÞ ph©n huû bëi bøc x¹ tö ngo¹i ... Tan trong mét sè dung m«i nh xylen, toluen, tetrahydrofuran, decalin. TrÇn ThÞ Kh¸nh 13 Líp: polyme - K45 GVHD: TS. Th¸i Hoµng TÝnh chÊt c¬ häc: Phô thuéc vµo hµm lîng nhãm vinyl axetat trong EVA: khi hµm lîng vinyl axetat t¨ng, møc ®é kÕt tinh cña EVA gi¶m, tÝnh dÎo, dai, ®µn håi vµ kh¶ n¨ng hoµ tan trong c¸c dung m«i t¨ng nhng ®é bÒn víi níc, muèi vµ mét sè m«i trêng kh¸c gi¶m. C¸c copolyme EVA cã thÓ trén hîp víi c¸c phô gia, bét mµu víi tû lÖ kh¸ cao. §iÓm næi bËt cña EVA lµ cã tÝnh b¸m dÝnh tèt víi nhiÒu lo¹i chÊt nÒn (giÊy, polyeste, gç ...) vµ c¸ch nhiÖt tèt. §é thÈm thÊu cña EVA víi c¸c chÊt khÝ O2, N2, CO2, h¬i Èm t¨ng khi hµm lîng vinyl axetat t¨ng. I.2.2. øng dông cña EVA [17, 19] Mµng phñ: EVA ®îc sö dông lµm mµng phñ, bao gãi. §Æc biÖt, do tiªu chuÈn y tÕ, mµng EVA ®îc sö dông lµm mµng phñ b¶o qu¶n ®å ¨n, phomat, c¸c vËt liÖu dïng trong n«ng nghiÖp, g¨ng tay y tÕ ... Keo d¸n: do tÝnh b¸m dÝnh rÊt tèt vµ cã thÓ ®iÒu chØnh ®îc hµm lîng vinyl axetat trong EVA nªn cã thÓ dïng EVA lµm keo dÝnh nãng ch¶y, keo c¸ch nhiÖt. ChÊt ho¸ dÎo: do cã nhiÖt ®é nãng ch¶y thÊp, tÝnh mÒm dÎo, ®µn håi, kh¶ n¨ng d·n dµi cao nªn EVA ®îc sö dông lµm chÊt ho¸ dÎo ®Ó t¨ng ®é mÒm dÎo, ®µn håi, t¨ng ®é bÒn va ®Ëp cho c¸c lo¹i cao su vµ polyme cøng kh¸c. C¸c øng dông kh¸c: lµm vËt liÖu bäc cho d©y ®iÖn, d©y c¸p, lµm ®Õ giÇy do tÝnh chÞu mµi mßn tèt, lµm ®å ch¬i trÎ em, c¸c èng rçng, mÆt n¹ cã nóm, mµng phun, tÊm Ðp vµ rÊt nhiÒu c¸c s¶n phÈm kh¸c. I.3. ChÕ t¹o polyme blend PVC/EVA I.3.1. C¸c ph¬ng ph¸p chÕ t¹o vËt liÖu Qu¸ tr×nh chÕ t¹o polyme blend cã thÓ tiÕn hµnh b»ng c¸c ph¬ng ph¸p sau: • Trén hîp trong dung m«i polyme hoÆc c¸c latec polyme. TrÇn ThÞ Kh¸nh 14 Líp: polyme - K45 GVHD: TS. Th¸i Hoµng • Trén hîp c¬ häc vµ c¬ ho¸ c¸c polyme thµnh phÇn (thêng lµ c¸c polyme nhùa nhiÖt dÎo, chÊt ®µn håi) trªn c¸c thiÕt bÞ gia c«ng chÊt dÎo vµ cao su nh m¸y c¸n, m¸y trén néi, m¸y ®ïn mét trôc vµ hai trôc vÝt xo¾n, m¸y ®ïn Ðp chÊt dÎo ... • Lµm ®«ng hçn hîp polyme. • Trïng hîp monome nµy trong mét polyme kh¸c. Trong ®ã, ph¬ng ph¸p trén hîp c¸c latec polyme vµ trén hîp c¸c polyme thµnh phÇn ë tr¹ng th¸i nãng ch¶y trªn c¸c thiÕt bÞ gia c«ng chÊt dÎo ®îc sö dông phæ biÕn h¬n c¶ ®Ó chÕ t¹o polyme blend. §Ó n©ng cao ®é mÒm dÎo vµ kh¶ n¨ng gia c«ng cña PVC/EVA, ngêi ta chÕ t¹o polyme blend cña PVC/chÊt ho¸ dÎo dioctyl phtalat (DOP) víi EVA.Trén hîp PVC ho¸ dÎo víi c¸c chÊt ®µn håi nh cao su acrylonitrylbutadien, cao su styren- butadien, copolyme acrylic, copolyme EVA còng ®· ®îc nghiªn cøu trong c«ng tr×nh [20]. I.3.2. ChÕ t¹o polyme blend tõ dung dÞch polyme §Ó chÕ t¹o polyme blend tõ dung dÞch polyme, mét ®ßi hái rÊt quan träng lµ c¸c polyme ph¶i cïng tan tèt trong c¸c dung m«i cã kh¶ n¨ng trén lÉn tèt víi nhau. Ngêi ta cã thÓ chÕ t¹o polyme blend tõ PVC vµ copolyme EVA trong dung m«i tetrahydrofuran. §Çu tiªn cÇn hoµ tan tõng polyme thµnh phÇn trong dung m«i chung ®Ó thu ®îc c¸c dung dÞch polyme ®ång nhÊt. Sau ®ã trén hîp c¸c dung dÞch polyme theo tû lÖ ®· tÝnh to¸n s½n. Trong nhiÒu trêng hîp, ngêi ta thêng hoµ tan vµ trén lÉn c¸c polyme cã gia nhiÖt, khi ®ã chóng sÏ trén lÉn víi nhau tèt h¬n. Sau khi t¹o mµng tõ dung dÞch polyme blend cÇn ph¶i ®uæi hÕt dung m«i b»ng ph¬ng ph¸p sÊy. §Ó mµng polyme blend ®ång nhÊt, kh«ng bÞ r¹n nøt bÒ mÆt, kh«ng bÞ ph©n huû oxy ho¸ nhiÖt, nªn sÊy mµng trong thiÕt bÞ sÊy díi ¸p suÊt thÊp vµ nhiÖt ®é thÊp. Ph¬ng ph¸p nµy kh«ng kinh tÕ, dÔ g©y « nhiÔm m«i trêng, h¹n chÕ kh¶ n¨ng øng dông thùc tÕ. TrÇn ThÞ Kh¸nh 15 Líp: polyme - K45 GVHD: TS. Th¸i Hoµng I.3.3. ChÕ t¹o polyme blend ë tr¹ng th¸i nãng ch¶y Ph¬ng ph¸p chÕ t¹o polyme blend ë tr¹ng th¸i nãng ch¶y trªn c¸c thiÕt bÞ gia c«ng nhùa nhiÖt dÎo nh m¸y c¸n, m¸y trén, m¸y ®ïn trôc vÝt xo¾n, m¸y phun Ðp ... lµ ph¬ng ph¸p kÕt hîp ®ång thêi c¸c yÕu tè c¬ nhiÖt, c¬-ho¸ vµ t¸c ®éng cìng bøc lªn c¸c polyme thµnh phÇn, c¸c chÊt phô gia, trén lÉn vµ blend ho¸ chóng víi nhau. Qu¸ tr×nh chÕ t¹o polyme blend PVC/EVA ë tr¹ng th¸i nãng ch¶y cã mÆt peoxyt trªn m¸y ®ïn trôc vÝt kh¸ d¬n gi¶n vµ lµ qu¸ tr×nh ®ïn ph¶n øng mét bíc. §©y lµ ph¬ng ph¸p phæ biÕn vµ rÊt th«ng dông v× t¹o ®îc ¸p lùc lín, kh¶ n¨ng dÎo ho¸ cao, tr¸nh ®îc qu¸ nhiÖt côc bé. §Ó chÕ t¹o polyme blend cã c¸c tÝnh chÊt mong muèn, ngêi ta ph¶i tèi u ho¸ c¸c tham sè c«ng nghÖ (ë m¸y ®ïn- phun Ðp, c¸c th«ng sè nµy lµ thêi gian sÊy, nhiÖt ®é c¸c vïng trªn xi lanh cña m¸y ®ïn, ¸p suÊt phun, ¸p suÊt duy tr×, thêi gian n¹p liÖu ...) vµ tû lÖ c¸c polyme thµnh phÇn còng nh hµm lîng c¸c chÊt phô gia. Khi ®ã, h×nh th¸i cÊu tróc vµ tÝnh chÊt c¬ lý vËt liÖu polyme blend ®îc c¶i thiÖn râ rÖt. I.4. C¬ së khoa häc cña qóa tr×nh chÕ t¹o polyme blend I.4.1 Qu¸ tr×nh c¬ ho¸ [9, 20] Trong qóa tr×nh trén PVC vµ EVA ë tr¹ng th¸i nãng ch¶y trªn m¸y ®ïn trôc vÝt xo¾n, m¸y trén néi, m¸y c¸n ... díi t¸c dông cña c¸c lùc xÐ, sù ph©n huû c¬ häc c¸c polyme x¶y ra. NghÜa lµ cã sù ®øt m¹ch t¹o thµnh c¸c gèc tù do ë cuèi m¹ch polyme. Ph¶n øng ®øt m¹ch PVC vµ EVA t¹o thµnh c¸c gèc tù do nh sau: Qu¸ tr×nh ph©n huû c¬ häc c¸c polyme gióp cho c¸c polyme t¬ng • hîp víi nhau mµ kh«ng cÇn ®a vµo hÖ bÊt kú---mét nµo•kh¸c. C¸c gèc lín CH2hîp – chÊt CH CH CH CHC H + C H 2- CH-----2 2 --cña hai polymePVC vàcã thÓ t¸i hîp t¹o thµnh c¸c copolyme khèi hoÆc Cl Cl Cl Cl copolyme ghÐp. Sù t¹o thµnh c¸c copolyme – lµ c¸c chÊt t¬ng hîp do qu¸ tr×nh c¬ ho¸ c¸c polyme t¬ng tù nh thªm vµo hçn hîp c¸c polyme• hîp chÊt• peoxyt. …-CH2- CH2- CH2- CH- CH2- -…- CH2- CH2- C H 2 + C H -CH2OCOCH3 TrÇn ThÞ Kh¸nh OCOCH3 16 Líp: polyme - K45 GVHD: TS. Th¸i Hoµng Khi c¸n trén c¸c polyme ph¶i lùa chän c¸c ®iÒu kiÖn sao cho polyme blend thu ®îc cã ®é nhít thÝch hîp ®¸p øng yªu cÇu ®a chÊt ®én vµ c¸c chÊt phô gia kh¸c vµo ®ång thêi c¸c polyme Ýt bÞ ph©n huû oxy ho¸ nhÊt. I.4.2. Vai trß cña chÊt kh¬i mµo peoxyt [2, 9, 21] PhÇn lín c¸c chÊt kh¬i mµo peoxyt dialkyl bÞ ph©n huû ë nhiÖt ®é cao vµ liªn kÕt O - O bÞ ®øt t¹o ra c¸c gèc tù do t¬ng øng. Ph©n huû nhiÖt peoxyt dicumyl nh sau: CH3 CH3 CH CH3 3 C6H5- C- O- O- C- C6H5 2C6H5- CCH3 CH3 CH3 CH 3 Gèc tù do peoxyt sÏ ho¹t ho¸ PVC vµ EVA b»ng c¸ch ®ãn b¾t c¸c nguyªn tö hydro g¾n víi nguyªn tö cacbon bËc ba trong m¹ch ®¹i ph©n tö cña chóng. R + --- _ CH2- CH- --- ROH + --- _ CH2- - --- Cl Cl R + --- - CH2- CH2- CH2- CH- CH2- CH2- --OCOCH3 ROH + --- - CH2- CH2- CH2- - CH2- CH2---OCOCH3 TrÇn ThÞ Kh¸nh 17 Líp: polyme - K45 GVHD: TS. Th¸i Hoµng Bíc tiÕp theo, c¸c gèc lín cña PVC, EVA kÕt hîp víi nhau t¹o thµnh copolyme PVC- EVA, copolyme nµy ®ãng vai trß nh mét chÊt t¬ng hîp cña polyme blend PVC/EVA. --- - CH2- - --- + --- - CH2- CH2- CH2- - CH2- CH2- --OCOCH3 Cl Cl --- --- - CH2- C- --- - CH2- CH2- CH2- C- CH2- CH2- --OCOCH3 Nh vËy khi chÕ t¹o polyme blend PVC/EVA ë tr¹ng th¸i nãng ch¶y, peoxyt ë bÒ mÆt ph©n chia pha lµ ®iÒu kiÖn tèt ®Ó thu ®îc copolyme PVC-EVA víi hiÖu suÊt cao nhÊt vµ cã thÓ blend ho¸ t¹o thµnh polyme blend cã c¸c tÝnh chÊt tèt. I.4.3. Vai trß cña copolyme khèi PVC-b- EVA vµ copolyme ghÐp PVC- g- EVA C¸c copolyme khèi PVC- b- EVA vµ copolyme ghÐp PVC- g- EVA t¹o thµnh trong qu¸ tr×nh blend ho¸ polyme PVC vµ copolyme EVA. C¸c m¹ch ®¹i ph©n tö PVC vµ EVA trong copolyme khèi PVC-b- EVA hoÆc copolyme ghÐp PVC-g- EVA dÔ dµng trén lÉn, rèi cuén, ®an mãc víi c¸c polyme thµnh phÇn PVC vµ EVA. Nhê ®ã, mµ hai polyme PVC vµ EVA t¬ng hîp tèt víi nhau. Nh vËy c¸c copolyme t¹o thµnh ®ãng vai trß cña chÊt kÕt dÝnh vµ chÊt t¬ng hîp EVA víi PVC. Ngoµi ra, khi blend ho¸ PVC vµ EVA, hai polyme nµy cã thÓ ph¶n øng ngng tô ë tr¹ng th¸i nãng ch¶y t¹o thµnh copolyme lµ chÊt t¬ng hîp cho PVC vµ EVA: TrÇn ThÞ Kh¸nh 18 Líp: polyme - K45 GVHD: TS. Th¸i Hoµng CH2- CH Cl CH2- CH- --- + ----CH2- CH2- CH2- CH- CH2- CH2n Cl n OCOCH3 CH2 n CH2 - HCl CH2- CH CH2- C - C- CH2- CH2- CH2- --- Cl n H OCOCH3 Nhê ph¶n øng nµy mµ tÝnh chÊt c¬ lý vµ ®é bÒn nhiÖt cña polyme blend PVC/EVA t¨ng lªn. I.4.4. T¬ng t¸c ®Æc biÖt trong polyme blend PVC/EVA Khi sö dông chÊt t¬ng hîp lµ c¸c copolyme PVC-g- EVA, PVC- bEVA t¹o thµnh nhê t¸c dông cña peoxyt trong polyme blend PVC/EVA, do t¬ng t¸c diol- dipol gi÷a c¸c nguyªn tö oxy ete cña EVA vµ C=O cña nhãm VA trong c¸c copolyme PVC- g- EVA vµ PVC- b- EVA còng nh gi÷a nhãm C=O trong EVA víi nguyªn tö oxy ete cña VA trong PVC- g- EVA, PVC- b- EVA mµ PVC t¬ng hîp víi EVA tèt h¬n. EVA PVC EVA CH3 Ngoµi ra cßn cã t¬ng t¸c dipol - dipol cña nguyªn tö clo trong PVC víi nhãm – C = O cña nhãm VA trong EVA. EVA O −δ ........... C +δ =O PVC CH PVC 2 : . O = CH C 3 ......... :O CH3 CH- Cl : ..... TrÇn ThÞ Kh¸nh C=O O 19 Líp: polyme - K45 GVHD: TS. Th¸i Hoµng Gi÷a ®¹i ph©n tö PVC vµ ®¹i ph©n tö EVA cßn xuÊt hiÖn liªn kÕt hydro gi÷a c¸c nguyªn tö clo cña PVC víi c¸c nguyªn tö hydro g¾n víi nguyªn tö cacbon cña EVA: --- _ CH2- CH- CH2- CH- --Cl Cl . . . . . . . . H H : . . . --- . . _ CH2- CH2- C- CH2- CH. CH2- CH2. --- .OCOCH3 C¸c t¬ng t¸c ®Æc biÖt (t¬ng t¸c dipol- dipol, liªn kÕt hydro) gi÷a c¸c ®¹i ph©n tö PVC vµ EVA, gi÷a c¸c copolyme PVC- g- EVA, PVC- b- EVA víi PVC vµ EVA t¹o cho PVC vµ EVA ®an mãc, rèi cuén, b¸m dÝnh vµ t¬ng hîp tèt víi nhau. I.5. øng dông cña polyme blend PVC/EVA Copolyme EVA cã tÝnh chÊt mÒm dÎo ë nhiÖt ®é thÊp, bÒn xÐ, trong suèt, cã kh¶ n¨ng hµn vµ d¸n ë nhiÖt ®é thÊp. EVA ®ãng vai trß nh chÊt ho¸ dÎo cã kÝch thíc ph©n tö lín. Nã lµm thay ®æi ®é bÒn va ®Ëp cña PVC cøng.TÝnh chÊt cña polyme blend PVC/EVA phô thuéc vµo hµm lîng EVA chøa trong ®ã [22]. TrÇn ThÞ Kh¸nh 20 Líp: polyme - K45