asian_cardin
New Member
Luận văn: Nghiên cứu phân hủy cao su phế thải bằng phương pháp hóa nhiệt xúc tác: Luận văn ThS. Khoa học Môi trường và bảo vệ môi trường: 60 85 02
Nhà xuất bản: ĐHKHTN
Ngày: 2011
Chủ đề: Khoa học môi trường
Xử lý rác thải
Cao su phế liệu
Phương pháp hóa nhiệt xúc tác
Miêu tả: 75 tr. + CD-ROM+ Tóm tắt
Luận văn ThS. Khoa học Môi trường -- Trường Đại học Khoa học Tự nhiên. Đại học Quốc gia Hà Nội, 2011
Thử nghiệm nghiên cứu quá trình Cr-acking cao su phế thải trên xúc tác zeolit, tập trung vào một số vấn đề sau: khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình Cr-acking cao su phế thải. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ phần trăm xúc tác so với lượng cao su đến hiệu suất quá trình Cr-acking cao su phế thải. Xác định đặc điểm hỗn hợp dầu thu được sau phản ứng. Đánh giá tính chọn lọc của xúc tác đên phản ứng phân hủy nhiệt đối với cao su
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ……………………………………………………………………….1
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN ............................................................................3
1.1. Tổng quan về cao su ……………………………………………………….3
1.1.1. Cao su thiên nhiên ……………………………………………………….4
1.1.2. Cao su tổng hợp ………………………………………………………….6
1.1.3. Các chất phối trộn với cao su ...............................................................9
1.2. Hiện trạng ô nhiễm cao su phế thải ........................................................11
1.2.1. Hiện trạng ô nhiễm cao su phế thải trên thế giới ………………………11
1.2.2. Hiện trạng ô nhiễm cao su phế thải tại Việt Nam ……………………..12
1.3. Các phƣơng pháp xử lý cao su phế thải ..................................................13
1.3.1. Chôn lấp cao su phế thải ………………………………………………..13
1.3.2. Thiêu đốt cao su phế thải ……………………………………………….13
1.3.3. Tái chế cao su phế thải ........................................................................15
1.4. Lý thuyết quá trình nhiệt phân cao su phế thải .......................................19
1.4.1. Đặc điểm nhiệt động học và động học các phản ứng chính xảy ra dƣới tác
dụng của nhiệt ...............................................................................................20
1.4.2. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình nhiệt phân ...................................21
1.5. Giới thiệu về phản ứng Cr-acking xúc tác ...................................................23
1.5.1. Tổng quan cơ chế xúc tác và vai trò của xúc tác ..................................23
1.5.2. Quá trình Cr-acking xúc tác ……………………………………………...24
1.5.4. Chất xúc tác Cr-acking …………………………………………………...25
CHƢƠNG 2 ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................34
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu ................................................................................34
2.2. Thực nghiệm .............................................................................................34
2.2.1. Hóa chất, vật liệu ………………………………………………………342.2.2. công cụ ………………………………………………………………...35
2.2.3. Các thiết bị ……………………………………………………………...35
2.2.4. Sơ đồ thiết bị và thực nghiệm .................................................................35
2.2.5. Xác định tính chất của các sản phẩm thu đƣợc …………………………37
CHƢƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ………………………………….44
3.1. Khảo sát xúc tác sử dụng cho quá trình nhiệt phân ...................................44
3.1.1. Zeolit .......................................................................................................44
3.1.2. Phổ SEM của Bentonit giàu montmorillonit ..........................................46
3.2. Ảnh hƣởng của nhiệt độ và tỷ lệ xúc tác đến hiệu suất của quá trình phân
hủy nhiệt cao su phế thải ..................................................................................47
3.2.1. Độ giảm khối lƣợng cao su phế thải ……………………………………47
3.2.2. Lƣợng sản phẩm lỏng thu đƣợc từ quá trình phân hủy nhiệt cao su ……49
3.2.3. Sản phẩm khí thu đƣợc sau quá trình phân hủy nhiệt đối với cao su …..50
3.2.4. Đánh giá ảnh hƣởng của nhiệt độ và xúc tác tới quá trình phân hủy nhiệt
đối với cao su ………………………………………………………………….51
3.3. Khảo sát sản phẩm rắn, lỏng, khí sau phản ứng ………………………..53
3.3.1. Sản phẩm rắn …………………………………………………………...53
3.3.2. Sản phẩm lỏng ………………………………………………………….55
3.2.3. Thành phần khí ………………………………………………………...63
3.2.4. Đánh giá ảnh hƣởng của xúc tác tới quá trình phân hủy nhiệt xúc tác cao
su phế thải ……………………………………………………………………..68
3.4. Mẫu xúc tác sau phản ứng ……………………………………………….69
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ .................................................................71
TÀI LIỆU THAM KHẢO …………………………………………………….73
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phi1
MỞ ĐẦU
Trong vài thập kỷ gần đây, sự phát triển kinh tế kéo theo sự gia tăng
nhanh chóng số lượng của phương tiện giao thông. Ngoài lợi ích thu được thu
được từ các phương tiện giao thông mang lại, còn có vấn đề về chất thải và ô
nhiễm môi trường do các phương tiện này tạo ra chẳng hạn như săm lốp phế
thải. Năm 2007, ở Châu Âu đã thải bỏ gần 3,4 triệu tấn săm, lốp [16], còn ở
Mỹ là gần 4,6 triệu tấn [24]. Các nước Châu Á có mức thải bỏ ít hơn. Tuy
nhiên riêng Nhật Bản cũng đã có tới gần 1 triệu tấn phế thải cao su [13]. Việt
Nam với số lượng xe gắn máy ước 20 triệu chiếc, cộng thêm với ô tô, xe tải,
và nền sản xuất các sản phẩm cao su khác, mỗi năm ướ c tính nư ớc ta đã thải
ra môi trường khoảng 400.000 tấn phế liệu cao su [12]. Đây thực sự là thách
thức lớn đối với môi trường sống của con người. Hầu hết chất thải là cao su
phế thải rất khó phân hủy, bền vững trước tác nhân hóa học, sinh học, vật lý
và phải mất khoảng vài chục năm nó mới có khả năng phân hủy vào trong đất.
Mặt khác do hình khối của phế thải, nên chúng chiếm thể tích lớn, vì vậy nếu
chôn lấp chúng có thể làm phá vỡ cấu trúc của bãi chôn lấp [14]. Nếu sử dụng
phương pháp đốt cao su phế thải ở nhiệt độ cao thì rất khó kiểm soát mức độ
gây ô nhiễm môi trường không khí, nước và đất. Vì vậy, với sự gia tăng về
lượng cao su phế thải như hiện nay, thì các loại rác khó phân hủy như cao su
cần có hướng xử lý mới để tận dụng nguồn nguyên liệu này hay hạn chế
đến mức thấp nhất tác động của loại chất thải này đối với môi trường.
Cao su có cấu tạo từ các mạch polyme cao phân tử , dướ i tác duṇ g của
nhiêṭ đô ̣cao chúng có thể bi ̣phân hủy trở thành các mac̣ h hydrocacbon nhỏ
hơn. Nghiên cứ u quá trình phân hủy cao su dướ i tác duṇ g của nhiêṭ đô ̣và xúc
tác là hướng đi đươc̣ các nhà khoa hoc̣ ưu tiên lưạ choṇ thay thế cho các
phương pháp xử lý truyền thống như chôn lấp, đốt đang găp̣ nhiều vấn đề liên2
quan đến ô nhiễm môi trường. Đồng thời, nếu tâṇ duṇ g đươc̣ các sản phẩm
của quá trình phân hủy nhiêṭ cao su , có thể thu được một nguồn nhiên liệu
lớ n, đáp ứng đươc̣ môṭ phần nhu cầu nhiên liệu hiêṇ nay. Trong khi đó, ở Việt
Nam số lượng các công trình nghiên cứu tận dụng nguồn nguyên liệu là săm
lốp phế thải vào các mục đích khác nhau còn hạn chế. Do vậy, để đóng góp
vào hướng nghiên cứu này chúng tui đã lựa chọn đề tài nghiên cứu của luận
văn là: “Nghiên cứu xử lý cao su phế thải bằng phƣơng pháp hóa nhiệt
xúc tác “
Các nội dung chính của luận văn:
Thử nghiệm nghiên cứu quá trình Cr-acking cao su phế thải trên xúc tác
zeolit, trong đó tập trung vào một số vấn đề sau:
- Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình Cr-acking cao su phế
thải.
- Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ phần trăm xúc tác so với lượng cao su
đến hiệu suất quá trình Cr-acking cao su phế thải.
- Xác định đặc điểm hỗn hợp dầu thu được sau phản ứng.
- Đánh giá tính chọn lọc của xúc tác đên phản ứng phân hủy nhiệt đối
với cao su.
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phi3
CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về cao su[10]
Cao su là hợp chất cao phân tử mà mạch phân tử của nó có chiều dài
lớn hơn rất nhiều so với chiều rộng và được cấu tạo từ một loại hay nhiều
loại mắt xích có cấu tạo hoá học khác nhau được lặp đi lặp lại nhiều lần.
Cao su là loại vật liệu có tính chất vô cùng quý giá. Khác với các vật
thể rắn, cao su có độ bền cơ học thấp hơn, nhưng đại lượng biến dạng đàn hồi
lớn hơn nhiều lần. Khác với các chất lỏng được đặc trưng bởi độ bền cơ học
rất nhỏ và đại lượng biến dạng chảy nhớt không thuận nghịch lớn, cao su
trong nhiều lĩnh vực được sử dụng như một vật liệu chịu lực có đại lượng biến
dạng đàn hồi nhỏ.
Hỗn hợp cao su là một hệ thống dị thể nhiều cấu tử. Cũng như các hệ
thống hoá học khác, các tính chất cơ, lý, hoá đặc trưng cho hợp phần cao su
phụ thuộc vào bản chất hoá học các cấu tạo, kích thước hay mức độ phân tán
các cấu tử trong khối cao su.
Độ bền nhiệt của cao su phụ thuộc chủ yếu vào năng lượng liên kết các
nguyên tố hình thành trong mạch chính, bảng 1.1. Năng lượng liên kết càng
cao, độ bền nhiệt cao su càng lớn, cao su càng có khả năng làm việc ở nhiệt
độ cao.
Bảng 1.1: Năng lượng liên kết của liên kết chính trong cao su[10]
Liên kết hóa
học
Năng lượng liên
kết (kJ/mol)
Liên kết hóa
học
Năng lượng liên kết
(kJ/mol)
C-C 349 Si-Si 233
C-O 353 S-S 243-260
Si-O 4544
Cấu tạo thành phần của cao su phụ thuộc vào bản chất các liên kết tạo
nên mạch chính. Các liên kết không phân cực hình thành các các mạch phân
tử có cấu trúc thẳng. Các liên kết phân cực hình thành các mạch phân tử có
cấu trúc lò xo. Lực tác dụng tương hỗ giữa các phân tử, các nhóm thế của
mạch đại phân tử mà đại lượng để đánh giá nó là mật độ năng lượng liên kết
dính nội gây ảnh hưởng rất lớn đến độ trương và hoà tan cao su vào các loại
dung môi hữu cơ. Mặt khác, sự phụ thuộc vào lực tác dụng tương hỗ giữa các
phân tử đàn tính của vật liệu thay đổi khi nhiệt độ thay đổi, đàn tính của cao
su giảm nhanh khi nhiệt độ giảm. Tính chất của cao su cũng được tổng hợp từ
một loại monome như nhau có thể khác nhau phụ thuộc vào thứ tự, vị trí sắp
xếp chúng trong không gian.
Hiện nay có rất nhiều loại cao su và chúng được phân loại theo nhiều
cách khác nhau. Nhưng nhìn chung cao su được phân loại theo nguồn gốc sản
xuất và lĩnh vực sử dụng.
1.1.1. Cao su thiên nhiên
Cao su tự nhiên hay cao su thiên nhiên là loại vật liệu được sản xuất
từ mủ cây cao su (Hevea brasiliensis) của họ Đại kích (Euphorbiaceae).
Những người dân Nam Mỹ là những người đầu tiên phát hiện và sử
dụng cao su tự nhiên ở thế kỷ 16. Henry Wickham hái hàng ngàn hạt ở Brasil
vào năm 1876 và mang những hạt đó đến Kew Gardens (Anh) cho nảy mầm.
Các cây con được gửi đến Colombo, Indonesia, và Singapore.
Ngoài cây cao su, các loại cây khác có thể cho mủ là đa búp đỏ (Ficus
elastica), các cây đại kích, và bồ công anh thông thường. Nói chung, cây cao
su trên thế giới thuộc vào 5 họ thực vật sau: Euphorbiaceae, Moraceae,
Apocynaceae, Asclepiadaceae và Composeae. Tuy các loài thực vật này chưa
bao giờ là nguồn cao su quan trọng, Đức đã sử dụng những cây đó trong Thế
chiến II khi nguồn cung cấp cao su bị cắt.
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phi5
Mủ cao su thiên nhiên là dạng nhũ tương trong nước của các hạt cao su
với hàm lượng phần khô từ 28%-40%. Kích thước hạt cao su rất nhỏ, cỡ
khoảng 0,05-3μm và có hình quả trứng gà. Trong 1 gam mủ cao su với hàm
lượng phần khô 40% có 5000 hạt với đường kính trung bình 0,26μm, tất cả
các hạt này đều ở trạng thái chuyển động Browner.
Cấu tạo hóa học
Về mặt hóa học, cao su thiên nhiên là polyisopren - polyme của
isopren.
Mạch đại phân tử của cao su thiên nhiên được hình thành từ các mắt
xích isopren đồng phân cis liên kết với nhau ở vị trí 1,4.
Ngoài đồng phân cis 1,4 thì trong cao su thiên nhiên còn có khoảng 2%
mắt xích liên kết với nhau ở vị trí 3,4.
Ngoài ra, cao su có nguồn gốc từ nhựa cây Gutapertra được hình thành
từ polyme của isopren đồng phân trans 1,4.
Cao su tự nhiên ở nhiệt độ thấp có cấu trúc tinh thể, nóng chảy ở 40oC.
Quá trình nóng chảy các cấu trúc tinh thể của cao su tự nhiên xảy ra với hiện
tượng hấp thụ nhiệt. Tính chất vật lý của cao su tự nhiên dựa trên bảng 1.2.
Năm 1839, Charles Goodyear (Hoa Kỳ) phát minh ra quá trình lưu hóa
cao su. Chính từ khám phá này mà nền công nghiệp cao su trên thế giới phát
triển vượt bậc. Sau phát minh lưu hóa cao su, kỹ nghệ chế biến cao su phát
triển mạnh mẽ, do đó nhu cầu nguyên liệu cao su càng lúc càng cao.6
Bảng 1.2: Tính chất vật lý của cao su tự nhiên[10]
Đặc tính Giá trị số Đặc tính Giá trị số
Khối lượng riêng 913 (kg/m3) Nhiệt dung riêng 688 (kJ/kgđộ)
Nhiệt độ hoá thuỷ
tinh
-70OC Nửa chu kỳ kết tinh ở
25OC 2-4 giờ
Hệ số dãn nở thể
tích
656.10-4
(dm3/OC) Điện trở riêng
3.1012-5.1012
( m)
Nhiệt dẫn riêng 0,14.10-4
(W/m2K)
1.1.2. Cao su tổng hợp
Cao su thiên nhiên là những vật liệu polime vô cùng quan trọng
trong kỹ thuật và đời sống. Tuy nhiên cao su thiên nhiên không đáp ứng đủ
nhu cầu ngày càng cao của đời sống. Hơn nữa cao su thiên nhiên còn có
những nhược điểm như khả năng chống dầu chịu nhiệt kém. Vì vậy các nhà
khoa học đã tìm con đường tổng hợp cao su từ các chất hữu cơ đơn giản bằng
phản ứng trùng hợp hay trùng ngưng.
Năm 1879, Bouchardt chế tạo được một loại cao su tổng hợp từ
phản ứng trùng hợp isopren trong phòng thí nghiệm. Các nhà khoa học Anh
và Đức sau đó, trong thời gian 1910-1912, phát triển các phương pháp khác
cũng tạo ra chất dẻo từ isopren.
Cao su tổng hợp là chất dẻo được con người chế tạo với chức năng là
chất co giãn. Một chất co giãn là vật chất có đặc tính cơ học là chịu được sức
ép thay đổi hình dạng hơn phần lớn các vật chất khác mà vẫn phục hồi hình
dạng cũ. Cao su tổng hợp được dùng thay thế cao su tự nhiên trong rất nhiều
ứng dụng, khi mà những đặc tính ưu việt của nó phát huy tác dụng.
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phi7
Cao su tổng hợp được tạo ra từ phản ứng trùng ngưng các cấu trúc đơn
bao gồm isopren (2-methyl-1, 3-butadien), 1,3-butadien, cloropren (2-cloro-
1,3-butadien) và isobutylen (methylpropen) với một lượng nhỏ phần trăm
isopren cho liên kết chuỗi. Thêm vào đó, các cấu trúc đơn này có thể trộn với
các tỷ lệ mong muốn để tạo phản ứng đồng trùng hợp mà kết quả là các cấu
trúc cao su tổng hợp có các đặc tính vật lý, cơ học và hóa học khác nhau.
Một số loại cao su tổng hợp:
Cao su isopren
Cao su isopren nhận được trong phản ứng trùng hợp 2-metylbutađien-
1,3 trong pha khí hay trong dung dịch cacbuahydro no với sự có mặt của xúc
tác Li.
Cao su isopren có mạch chính được cấu tạo từ 94-98% có mắt xích ở
1,4-cis isopenten:
CH2 H CH3 CH2
C C C C
CH3 CH2 …. CH2 H
Mạch đại phân tử của cao su isopren có cấu tạo gần giống với cấu tạo
mạch chính của cao su tự nhiên nên cao su có tính chất công nghệ và tính chất
cơ lý tương đương với các tính chất của cao su thiên nhiên.
Lĩnh vực sử dụng chủ yếu của cao su isopren là môi trường khí quyển
không có dầu như: săm, lốp ôtô, môtô, xe đạp và các sản phẩm công nghiệp
khác.
Cao su Butadien
Cao su butadien được trùng hợp từ 1,3 - butadien trong dung dịch.
Cao su butadien có độ cứng tương đối, có khả năng chống mài mòn cơ
học cao nên được dùng để sản xuất làm việc trong môi trường chịu ma sát và
tải trọng ép lớn.8
Cao su butadien là cao su dân dụng, có cấu trúc không gian điều hoà.
Khối lượng phân tử trung bình 70.000 - 280.000 đơn vị cacbon .
Cao su butadien thường được sử dụng để chế tạo mặt lốp ôtô, xe máy,
băng truyền, băng tải, ống bơm nước,…
Cao su Butadien Nitryl
Là sản phẩn đồng trùng hợp của butadien-1,3 và acrylonitryl với sự có
mặt của hệ xúc tác oxy hoá khử persunfit và trietanolamin.
Công thức cấu tạo:
Cao su butadien nitryl có cấu trúc không gian điều hoà vì thế nó không
điều hoà trong quá trình biến dạng. tính chất cơ lý tính chất công nghệ của nó
phụ thuộc vào hàm lượng nhóm liti trong đó khả năng chịu môi trường dầu,
mỡ, dung môi hữu cơ, tăng cùng với hàm lượng nhóm acrylolytry. Vì thế nó
được ứng dụng để sản xuất các vật liệu chống ăn mòn của môi trường dầu
mỡ, môi trường dễ bị ôxy hoá.
Cao su Butadien Styren
Là sản phẩm đồng trùng hợp 1,3-divinyl với styren trong dung dịch
cacbuahydro no với sự có mặt của liti hữu cơ.
Khối lượng phân tử của cao su butadien styren dao động trong khoảng
150.000 đến 400.000 đơn vị cacbon.
Cao su butadien styren là cao su phân cực tồn tại ở trạng thái vô định
hình vì vậy nó được pha trộn với các loại cao su khác.
Cao su butadien styren có độ cứng lớn, khả năng chống mài mòn tốt
nên trong công nghiệp sản xuất săm lốp ôtô cao su butadien styren được sử
dụng làm mặt lốp. Trong công nghệ hoá chất thường dùng cao su butadien
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phi9
styren để bọc lót các thiết bị chịu tác dụng ăn mòn của các loại axít, bazơ và
các loại muối.
Cao su Cloropren
Là cao su phân cực lớn, nguyên tử clo có khả năng phân cực lớn các
tác nhân tác dụng tốt nên cloropren là cao su chịu dầu, chịu tác dụng hoá học
tốt. độ bền trong môi trường dầu mỡ của cao su clopren không thua kém cao
su butadiennitryl. Tuy nhiên trong các dung môi hữu cơ có nhóm xêton,
rượu,... cao su cloropren chịu tốt hơn nên trong công nghiệp cao su cloropren
dùng để bọc lót thiết bị ăn mòn cao su cloropren có độ bền khí hậu lớn, khả
năng phân tán điện tích tốt nên nó được dùng để bọc cáp điện trong công
nghiệp điện, điện tử. Do liên kết phân cực C - Cl lớn nên cao su cloropren có
độ bền kết dính ngoại cao nên nó có thể dùng để sản xuất các loại keo dán khô
nhanh ở nhiệt độ thấp.
1.1.3. Các chất phối trộn với cao su
Mủ cao su tự nhiên, cao su tổng hợp và chế tạo từ khi chưa được lưu
hoá ít được sử dụng vì chúng không đáp ứng được yêu cầu kĩ thuật và yêu cầu
sản xuất vì vậy để tạo cao su có tính chất cần thiết thì cao su sấy được hỗn
luyện với các hợp chất khác. Các hợp chất này có thể có nguồn gốc vô cơ
hay hữu cơ, có thể ở dạng hơi hay dạng lỏng và hàm lượng có thể thay đổi từ
rất nhỏ đến rất lớn. Tất cả các chất được phối hợp với cao su được gọi là chất
phối hợp. Phụ thuộc vào tính chất này sử dụng các chất phối hợp trong cao su
được phân thành các loại sau :
- Chất lưu hoá
- Xúc tiến lưu hoá
- Trợ xúc tiến lưu hoá
- Chất phòng lão
- Chất độn10
- Chất hoá dẻo
- Chất tạo xốp
- Một số nguyên liệu khác như : phẩm màu …
Ngoài ra người ta còn sử dụng một vài chất khác làm tăng cường tính
chất công nghệ của hợp phần và tạo điều kiện cho các chất phối hợp được
phân tán tốt các chất này gọi là chất phân tán.
Trong quá trình phối trộn cao su, quá trình quan trọng nhất là quá trình
lưu hóa. Lƣu hóa là quá trình phản ứng hóa học mà qua đó cao su chuyển từ
trạng thái mạch thẳng sang trạng thái không gian 3 chiều, hình 1.1. Ngay từ
buổi đầu tiên, người ta dùng lưu huỳnh để khâu mạch cao su nên gọi là lưu
hóa. Ngoài lưu huỳnh còn có thể dùng một số chất khác để lưu hóa cao su như
selen (Se), peroxit, nhựa lưu hóa,...Sự lưu hóa đã làm cho cao su bền hơn, dai
hơn và đưa cao su trở thành sản phẩm được ứng dụng rộng rãi trong cuộc
sống
Độ phân giải của SEM được xác định từ kích thước chùm điện tử hội
tụ. Ngoài ra độ phân giải của SEM còn phụ thuộc vào tương tác giữa vật liệu
tại bề mặt mẫu vật và điện tử.
Trước khi chụp ảnh SEM, nếu mẫu dẫn điện thì không cần xử lý mẫu,
nếu ngược lại thì cần xử lý mẫu bằng cách rửa sạch với etanol, phân tán mẫu,
sấy khô và phủ một lớp vật liệu dẫn điện cực mỏng lên bề mặt như cacbon,
vàng ... để tránh tích điện trên bề mặt mẫu.
Ứng dụng: SEM được dùng phổ biến trong nghiên cứu kích thước và
hình dạng vi tinh thể do khả năng phóng đại và tạo ảnh rất rõ nét và chi tiết.
Phương pháp nhiễu xạ rơnghen (XRD)
Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen (X Ray Diffraction – XRD) là một
trong những phương pháp được sử dụng khá phổ biến, để nghiên cứu vật liệu,
đặc biệt là trong nghiên cứu cấu trúc tinh thể vật chất. Theo lý thuyết cấu tạo
tinh thể, mạng lưới tinh thể được cấu tạo từ những nguyên tử từ ion phân cách
giữa nguyên tử (hay ion) khoảng vài Amstron (A0) khi chùm tia tới đập vào
mặt tinh thể và đi vào bên trong nó, thì mạng tinh thể có thể đóng vai trò của
một cách tự nhiễm xạ đặc biệt [5]. Trong mạng tinh thể, các nguyên tử hay
ion có thể phân bố trên mặt phẳng (mặt phẳng tinh thể) song song với nhau.
Các nguyên tử bị kích hoạt bởi chùm tia X này sẽ trở thành những tâm phát ra
tia tán xạ. Hiệu quang trình của hai tia phản xạ bất kì trên hai mặt phẳng cạnh
nhau được tính như sau:
= 2.d. sin
Trong đó:
d: Khoảng cách giữa hai mặt phẳng song song.
θ: Góc giữa chùm tia X và mặt phẳng phản xạ.
Theo điều kiện giao thoa để các sóng phản xạ trên hai mặt phẳng cùng pha thì
hiệu quang trình bằng số nguyên lần độ dài sóng (nλ). Do đó:
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
Nhà xuất bản: ĐHKHTN
Ngày: 2011
Chủ đề: Khoa học môi trường
Xử lý rác thải
Cao su phế liệu
Phương pháp hóa nhiệt xúc tác
Miêu tả: 75 tr. + CD-ROM+ Tóm tắt
Luận văn ThS. Khoa học Môi trường -- Trường Đại học Khoa học Tự nhiên. Đại học Quốc gia Hà Nội, 2011
Thử nghiệm nghiên cứu quá trình Cr-acking cao su phế thải trên xúc tác zeolit, tập trung vào một số vấn đề sau: khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình Cr-acking cao su phế thải. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ phần trăm xúc tác so với lượng cao su đến hiệu suất quá trình Cr-acking cao su phế thải. Xác định đặc điểm hỗn hợp dầu thu được sau phản ứng. Đánh giá tính chọn lọc của xúc tác đên phản ứng phân hủy nhiệt đối với cao su
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ……………………………………………………………………….1
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN ............................................................................3
1.1. Tổng quan về cao su ……………………………………………………….3
1.1.1. Cao su thiên nhiên ……………………………………………………….4
1.1.2. Cao su tổng hợp ………………………………………………………….6
1.1.3. Các chất phối trộn với cao su ...............................................................9
1.2. Hiện trạng ô nhiễm cao su phế thải ........................................................11
1.2.1. Hiện trạng ô nhiễm cao su phế thải trên thế giới ………………………11
1.2.2. Hiện trạng ô nhiễm cao su phế thải tại Việt Nam ……………………..12
1.3. Các phƣơng pháp xử lý cao su phế thải ..................................................13
1.3.1. Chôn lấp cao su phế thải ………………………………………………..13
1.3.2. Thiêu đốt cao su phế thải ……………………………………………….13
1.3.3. Tái chế cao su phế thải ........................................................................15
1.4. Lý thuyết quá trình nhiệt phân cao su phế thải .......................................19
1.4.1. Đặc điểm nhiệt động học và động học các phản ứng chính xảy ra dƣới tác
dụng của nhiệt ...............................................................................................20
1.4.2. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình nhiệt phân ...................................21
1.5. Giới thiệu về phản ứng Cr-acking xúc tác ...................................................23
1.5.1. Tổng quan cơ chế xúc tác và vai trò của xúc tác ..................................23
1.5.2. Quá trình Cr-acking xúc tác ……………………………………………...24
1.5.4. Chất xúc tác Cr-acking …………………………………………………...25
CHƢƠNG 2 ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................34
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu ................................................................................34
2.2. Thực nghiệm .............................................................................................34
2.2.1. Hóa chất, vật liệu ………………………………………………………342.2.2. công cụ ………………………………………………………………...35
2.2.3. Các thiết bị ……………………………………………………………...35
2.2.4. Sơ đồ thiết bị và thực nghiệm .................................................................35
2.2.5. Xác định tính chất của các sản phẩm thu đƣợc …………………………37
CHƢƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ………………………………….44
3.1. Khảo sát xúc tác sử dụng cho quá trình nhiệt phân ...................................44
3.1.1. Zeolit .......................................................................................................44
3.1.2. Phổ SEM của Bentonit giàu montmorillonit ..........................................46
3.2. Ảnh hƣởng của nhiệt độ và tỷ lệ xúc tác đến hiệu suất của quá trình phân
hủy nhiệt cao su phế thải ..................................................................................47
3.2.1. Độ giảm khối lƣợng cao su phế thải ……………………………………47
3.2.2. Lƣợng sản phẩm lỏng thu đƣợc từ quá trình phân hủy nhiệt cao su ……49
3.2.3. Sản phẩm khí thu đƣợc sau quá trình phân hủy nhiệt đối với cao su …..50
3.2.4. Đánh giá ảnh hƣởng của nhiệt độ và xúc tác tới quá trình phân hủy nhiệt
đối với cao su ………………………………………………………………….51
3.3. Khảo sát sản phẩm rắn, lỏng, khí sau phản ứng ………………………..53
3.3.1. Sản phẩm rắn …………………………………………………………...53
3.3.2. Sản phẩm lỏng ………………………………………………………….55
3.2.3. Thành phần khí ………………………………………………………...63
3.2.4. Đánh giá ảnh hƣởng của xúc tác tới quá trình phân hủy nhiệt xúc tác cao
su phế thải ……………………………………………………………………..68
3.4. Mẫu xúc tác sau phản ứng ……………………………………………….69
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ .................................................................71
TÀI LIỆU THAM KHẢO …………………………………………………….73
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phi1
MỞ ĐẦU
Trong vài thập kỷ gần đây, sự phát triển kinh tế kéo theo sự gia tăng
nhanh chóng số lượng của phương tiện giao thông. Ngoài lợi ích thu được thu
được từ các phương tiện giao thông mang lại, còn có vấn đề về chất thải và ô
nhiễm môi trường do các phương tiện này tạo ra chẳng hạn như săm lốp phế
thải. Năm 2007, ở Châu Âu đã thải bỏ gần 3,4 triệu tấn săm, lốp [16], còn ở
Mỹ là gần 4,6 triệu tấn [24]. Các nước Châu Á có mức thải bỏ ít hơn. Tuy
nhiên riêng Nhật Bản cũng đã có tới gần 1 triệu tấn phế thải cao su [13]. Việt
Nam với số lượng xe gắn máy ước 20 triệu chiếc, cộng thêm với ô tô, xe tải,
và nền sản xuất các sản phẩm cao su khác, mỗi năm ướ c tính nư ớc ta đã thải
ra môi trường khoảng 400.000 tấn phế liệu cao su [12]. Đây thực sự là thách
thức lớn đối với môi trường sống của con người. Hầu hết chất thải là cao su
phế thải rất khó phân hủy, bền vững trước tác nhân hóa học, sinh học, vật lý
và phải mất khoảng vài chục năm nó mới có khả năng phân hủy vào trong đất.
Mặt khác do hình khối của phế thải, nên chúng chiếm thể tích lớn, vì vậy nếu
chôn lấp chúng có thể làm phá vỡ cấu trúc của bãi chôn lấp [14]. Nếu sử dụng
phương pháp đốt cao su phế thải ở nhiệt độ cao thì rất khó kiểm soát mức độ
gây ô nhiễm môi trường không khí, nước và đất. Vì vậy, với sự gia tăng về
lượng cao su phế thải như hiện nay, thì các loại rác khó phân hủy như cao su
cần có hướng xử lý mới để tận dụng nguồn nguyên liệu này hay hạn chế
đến mức thấp nhất tác động của loại chất thải này đối với môi trường.
Cao su có cấu tạo từ các mạch polyme cao phân tử , dướ i tác duṇ g của
nhiêṭ đô ̣cao chúng có thể bi ̣phân hủy trở thành các mac̣ h hydrocacbon nhỏ
hơn. Nghiên cứ u quá trình phân hủy cao su dướ i tác duṇ g của nhiêṭ đô ̣và xúc
tác là hướng đi đươc̣ các nhà khoa hoc̣ ưu tiên lưạ choṇ thay thế cho các
phương pháp xử lý truyền thống như chôn lấp, đốt đang găp̣ nhiều vấn đề liên2
quan đến ô nhiễm môi trường. Đồng thời, nếu tâṇ duṇ g đươc̣ các sản phẩm
của quá trình phân hủy nhiêṭ cao su , có thể thu được một nguồn nhiên liệu
lớ n, đáp ứng đươc̣ môṭ phần nhu cầu nhiên liệu hiêṇ nay. Trong khi đó, ở Việt
Nam số lượng các công trình nghiên cứu tận dụng nguồn nguyên liệu là săm
lốp phế thải vào các mục đích khác nhau còn hạn chế. Do vậy, để đóng góp
vào hướng nghiên cứu này chúng tui đã lựa chọn đề tài nghiên cứu của luận
văn là: “Nghiên cứu xử lý cao su phế thải bằng phƣơng pháp hóa nhiệt
xúc tác “
Các nội dung chính của luận văn:
Thử nghiệm nghiên cứu quá trình Cr-acking cao su phế thải trên xúc tác
zeolit, trong đó tập trung vào một số vấn đề sau:
- Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình Cr-acking cao su phế
thải.
- Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ phần trăm xúc tác so với lượng cao su
đến hiệu suất quá trình Cr-acking cao su phế thải.
- Xác định đặc điểm hỗn hợp dầu thu được sau phản ứng.
- Đánh giá tính chọn lọc của xúc tác đên phản ứng phân hủy nhiệt đối
với cao su.
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phi3
CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về cao su[10]
Cao su là hợp chất cao phân tử mà mạch phân tử của nó có chiều dài
lớn hơn rất nhiều so với chiều rộng và được cấu tạo từ một loại hay nhiều
loại mắt xích có cấu tạo hoá học khác nhau được lặp đi lặp lại nhiều lần.
Cao su là loại vật liệu có tính chất vô cùng quý giá. Khác với các vật
thể rắn, cao su có độ bền cơ học thấp hơn, nhưng đại lượng biến dạng đàn hồi
lớn hơn nhiều lần. Khác với các chất lỏng được đặc trưng bởi độ bền cơ học
rất nhỏ và đại lượng biến dạng chảy nhớt không thuận nghịch lớn, cao su
trong nhiều lĩnh vực được sử dụng như một vật liệu chịu lực có đại lượng biến
dạng đàn hồi nhỏ.
Hỗn hợp cao su là một hệ thống dị thể nhiều cấu tử. Cũng như các hệ
thống hoá học khác, các tính chất cơ, lý, hoá đặc trưng cho hợp phần cao su
phụ thuộc vào bản chất hoá học các cấu tạo, kích thước hay mức độ phân tán
các cấu tử trong khối cao su.
Độ bền nhiệt của cao su phụ thuộc chủ yếu vào năng lượng liên kết các
nguyên tố hình thành trong mạch chính, bảng 1.1. Năng lượng liên kết càng
cao, độ bền nhiệt cao su càng lớn, cao su càng có khả năng làm việc ở nhiệt
độ cao.
Bảng 1.1: Năng lượng liên kết của liên kết chính trong cao su[10]
Liên kết hóa
học
Năng lượng liên
kết (kJ/mol)
Liên kết hóa
học
Năng lượng liên kết
(kJ/mol)
C-C 349 Si-Si 233
C-O 353 S-S 243-260
Si-O 4544
Cấu tạo thành phần của cao su phụ thuộc vào bản chất các liên kết tạo
nên mạch chính. Các liên kết không phân cực hình thành các các mạch phân
tử có cấu trúc thẳng. Các liên kết phân cực hình thành các mạch phân tử có
cấu trúc lò xo. Lực tác dụng tương hỗ giữa các phân tử, các nhóm thế của
mạch đại phân tử mà đại lượng để đánh giá nó là mật độ năng lượng liên kết
dính nội gây ảnh hưởng rất lớn đến độ trương và hoà tan cao su vào các loại
dung môi hữu cơ. Mặt khác, sự phụ thuộc vào lực tác dụng tương hỗ giữa các
phân tử đàn tính của vật liệu thay đổi khi nhiệt độ thay đổi, đàn tính của cao
su giảm nhanh khi nhiệt độ giảm. Tính chất của cao su cũng được tổng hợp từ
một loại monome như nhau có thể khác nhau phụ thuộc vào thứ tự, vị trí sắp
xếp chúng trong không gian.
Hiện nay có rất nhiều loại cao su và chúng được phân loại theo nhiều
cách khác nhau. Nhưng nhìn chung cao su được phân loại theo nguồn gốc sản
xuất và lĩnh vực sử dụng.
1.1.1. Cao su thiên nhiên
Cao su tự nhiên hay cao su thiên nhiên là loại vật liệu được sản xuất
từ mủ cây cao su (Hevea brasiliensis) của họ Đại kích (Euphorbiaceae).
Những người dân Nam Mỹ là những người đầu tiên phát hiện và sử
dụng cao su tự nhiên ở thế kỷ 16. Henry Wickham hái hàng ngàn hạt ở Brasil
vào năm 1876 và mang những hạt đó đến Kew Gardens (Anh) cho nảy mầm.
Các cây con được gửi đến Colombo, Indonesia, và Singapore.
Ngoài cây cao su, các loại cây khác có thể cho mủ là đa búp đỏ (Ficus
elastica), các cây đại kích, và bồ công anh thông thường. Nói chung, cây cao
su trên thế giới thuộc vào 5 họ thực vật sau: Euphorbiaceae, Moraceae,
Apocynaceae, Asclepiadaceae và Composeae. Tuy các loài thực vật này chưa
bao giờ là nguồn cao su quan trọng, Đức đã sử dụng những cây đó trong Thế
chiến II khi nguồn cung cấp cao su bị cắt.
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phi5
Mủ cao su thiên nhiên là dạng nhũ tương trong nước của các hạt cao su
với hàm lượng phần khô từ 28%-40%. Kích thước hạt cao su rất nhỏ, cỡ
khoảng 0,05-3μm và có hình quả trứng gà. Trong 1 gam mủ cao su với hàm
lượng phần khô 40% có 5000 hạt với đường kính trung bình 0,26μm, tất cả
các hạt này đều ở trạng thái chuyển động Browner.
Cấu tạo hóa học
Về mặt hóa học, cao su thiên nhiên là polyisopren - polyme của
isopren.
Mạch đại phân tử của cao su thiên nhiên được hình thành từ các mắt
xích isopren đồng phân cis liên kết với nhau ở vị trí 1,4.
Ngoài đồng phân cis 1,4 thì trong cao su thiên nhiên còn có khoảng 2%
mắt xích liên kết với nhau ở vị trí 3,4.
Ngoài ra, cao su có nguồn gốc từ nhựa cây Gutapertra được hình thành
từ polyme của isopren đồng phân trans 1,4.
Cao su tự nhiên ở nhiệt độ thấp có cấu trúc tinh thể, nóng chảy ở 40oC.
Quá trình nóng chảy các cấu trúc tinh thể của cao su tự nhiên xảy ra với hiện
tượng hấp thụ nhiệt. Tính chất vật lý của cao su tự nhiên dựa trên bảng 1.2.
Năm 1839, Charles Goodyear (Hoa Kỳ) phát minh ra quá trình lưu hóa
cao su. Chính từ khám phá này mà nền công nghiệp cao su trên thế giới phát
triển vượt bậc. Sau phát minh lưu hóa cao su, kỹ nghệ chế biến cao su phát
triển mạnh mẽ, do đó nhu cầu nguyên liệu cao su càng lúc càng cao.6
Bảng 1.2: Tính chất vật lý của cao su tự nhiên[10]
Đặc tính Giá trị số Đặc tính Giá trị số
Khối lượng riêng 913 (kg/m3) Nhiệt dung riêng 688 (kJ/kgđộ)
Nhiệt độ hoá thuỷ
tinh
-70OC Nửa chu kỳ kết tinh ở
25OC 2-4 giờ
Hệ số dãn nở thể
tích
656.10-4
(dm3/OC) Điện trở riêng
3.1012-5.1012
( m)
Nhiệt dẫn riêng 0,14.10-4
(W/m2K)
1.1.2. Cao su tổng hợp
Cao su thiên nhiên là những vật liệu polime vô cùng quan trọng
trong kỹ thuật và đời sống. Tuy nhiên cao su thiên nhiên không đáp ứng đủ
nhu cầu ngày càng cao của đời sống. Hơn nữa cao su thiên nhiên còn có
những nhược điểm như khả năng chống dầu chịu nhiệt kém. Vì vậy các nhà
khoa học đã tìm con đường tổng hợp cao su từ các chất hữu cơ đơn giản bằng
phản ứng trùng hợp hay trùng ngưng.
Năm 1879, Bouchardt chế tạo được một loại cao su tổng hợp từ
phản ứng trùng hợp isopren trong phòng thí nghiệm. Các nhà khoa học Anh
và Đức sau đó, trong thời gian 1910-1912, phát triển các phương pháp khác
cũng tạo ra chất dẻo từ isopren.
Cao su tổng hợp là chất dẻo được con người chế tạo với chức năng là
chất co giãn. Một chất co giãn là vật chất có đặc tính cơ học là chịu được sức
ép thay đổi hình dạng hơn phần lớn các vật chất khác mà vẫn phục hồi hình
dạng cũ. Cao su tổng hợp được dùng thay thế cao su tự nhiên trong rất nhiều
ứng dụng, khi mà những đặc tính ưu việt của nó phát huy tác dụng.
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phi7
Cao su tổng hợp được tạo ra từ phản ứng trùng ngưng các cấu trúc đơn
bao gồm isopren (2-methyl-1, 3-butadien), 1,3-butadien, cloropren (2-cloro-
1,3-butadien) và isobutylen (methylpropen) với một lượng nhỏ phần trăm
isopren cho liên kết chuỗi. Thêm vào đó, các cấu trúc đơn này có thể trộn với
các tỷ lệ mong muốn để tạo phản ứng đồng trùng hợp mà kết quả là các cấu
trúc cao su tổng hợp có các đặc tính vật lý, cơ học và hóa học khác nhau.
Một số loại cao su tổng hợp:
Cao su isopren
Cao su isopren nhận được trong phản ứng trùng hợp 2-metylbutađien-
1,3 trong pha khí hay trong dung dịch cacbuahydro no với sự có mặt của xúc
tác Li.
Cao su isopren có mạch chính được cấu tạo từ 94-98% có mắt xích ở
1,4-cis isopenten:
CH2 H CH3 CH2
C C C C
CH3 CH2 …. CH2 H
Mạch đại phân tử của cao su isopren có cấu tạo gần giống với cấu tạo
mạch chính của cao su tự nhiên nên cao su có tính chất công nghệ và tính chất
cơ lý tương đương với các tính chất của cao su thiên nhiên.
Lĩnh vực sử dụng chủ yếu của cao su isopren là môi trường khí quyển
không có dầu như: săm, lốp ôtô, môtô, xe đạp và các sản phẩm công nghiệp
khác.
Cao su Butadien
Cao su butadien được trùng hợp từ 1,3 - butadien trong dung dịch.
Cao su butadien có độ cứng tương đối, có khả năng chống mài mòn cơ
học cao nên được dùng để sản xuất làm việc trong môi trường chịu ma sát và
tải trọng ép lớn.8
Cao su butadien là cao su dân dụng, có cấu trúc không gian điều hoà.
Khối lượng phân tử trung bình 70.000 - 280.000 đơn vị cacbon .
Cao su butadien thường được sử dụng để chế tạo mặt lốp ôtô, xe máy,
băng truyền, băng tải, ống bơm nước,…
Cao su Butadien Nitryl
Là sản phẩn đồng trùng hợp của butadien-1,3 và acrylonitryl với sự có
mặt của hệ xúc tác oxy hoá khử persunfit và trietanolamin.
Công thức cấu tạo:
Cao su butadien nitryl có cấu trúc không gian điều hoà vì thế nó không
điều hoà trong quá trình biến dạng. tính chất cơ lý tính chất công nghệ của nó
phụ thuộc vào hàm lượng nhóm liti trong đó khả năng chịu môi trường dầu,
mỡ, dung môi hữu cơ, tăng cùng với hàm lượng nhóm acrylolytry. Vì thế nó
được ứng dụng để sản xuất các vật liệu chống ăn mòn của môi trường dầu
mỡ, môi trường dễ bị ôxy hoá.
Cao su Butadien Styren
Là sản phẩm đồng trùng hợp 1,3-divinyl với styren trong dung dịch
cacbuahydro no với sự có mặt của liti hữu cơ.
Khối lượng phân tử của cao su butadien styren dao động trong khoảng
150.000 đến 400.000 đơn vị cacbon.
Cao su butadien styren là cao su phân cực tồn tại ở trạng thái vô định
hình vì vậy nó được pha trộn với các loại cao su khác.
Cao su butadien styren có độ cứng lớn, khả năng chống mài mòn tốt
nên trong công nghiệp sản xuất săm lốp ôtô cao su butadien styren được sử
dụng làm mặt lốp. Trong công nghệ hoá chất thường dùng cao su butadien
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phi9
styren để bọc lót các thiết bị chịu tác dụng ăn mòn của các loại axít, bazơ và
các loại muối.
Cao su Cloropren
Là cao su phân cực lớn, nguyên tử clo có khả năng phân cực lớn các
tác nhân tác dụng tốt nên cloropren là cao su chịu dầu, chịu tác dụng hoá học
tốt. độ bền trong môi trường dầu mỡ của cao su clopren không thua kém cao
su butadiennitryl. Tuy nhiên trong các dung môi hữu cơ có nhóm xêton,
rượu,... cao su cloropren chịu tốt hơn nên trong công nghiệp cao su cloropren
dùng để bọc lót thiết bị ăn mòn cao su cloropren có độ bền khí hậu lớn, khả
năng phân tán điện tích tốt nên nó được dùng để bọc cáp điện trong công
nghiệp điện, điện tử. Do liên kết phân cực C - Cl lớn nên cao su cloropren có
độ bền kết dính ngoại cao nên nó có thể dùng để sản xuất các loại keo dán khô
nhanh ở nhiệt độ thấp.
1.1.3. Các chất phối trộn với cao su
Mủ cao su tự nhiên, cao su tổng hợp và chế tạo từ khi chưa được lưu
hoá ít được sử dụng vì chúng không đáp ứng được yêu cầu kĩ thuật và yêu cầu
sản xuất vì vậy để tạo cao su có tính chất cần thiết thì cao su sấy được hỗn
luyện với các hợp chất khác. Các hợp chất này có thể có nguồn gốc vô cơ
hay hữu cơ, có thể ở dạng hơi hay dạng lỏng và hàm lượng có thể thay đổi từ
rất nhỏ đến rất lớn. Tất cả các chất được phối hợp với cao su được gọi là chất
phối hợp. Phụ thuộc vào tính chất này sử dụng các chất phối hợp trong cao su
được phân thành các loại sau :
- Chất lưu hoá
- Xúc tiến lưu hoá
- Trợ xúc tiến lưu hoá
- Chất phòng lão
- Chất độn10
- Chất hoá dẻo
- Chất tạo xốp
- Một số nguyên liệu khác như : phẩm màu …
Ngoài ra người ta còn sử dụng một vài chất khác làm tăng cường tính
chất công nghệ của hợp phần và tạo điều kiện cho các chất phối hợp được
phân tán tốt các chất này gọi là chất phân tán.
Trong quá trình phối trộn cao su, quá trình quan trọng nhất là quá trình
lưu hóa. Lƣu hóa là quá trình phản ứng hóa học mà qua đó cao su chuyển từ
trạng thái mạch thẳng sang trạng thái không gian 3 chiều, hình 1.1. Ngay từ
buổi đầu tiên, người ta dùng lưu huỳnh để khâu mạch cao su nên gọi là lưu
hóa. Ngoài lưu huỳnh còn có thể dùng một số chất khác để lưu hóa cao su như
selen (Se), peroxit, nhựa lưu hóa,...Sự lưu hóa đã làm cho cao su bền hơn, dai
hơn và đưa cao su trở thành sản phẩm được ứng dụng rộng rãi trong cuộc
sống
Độ phân giải của SEM được xác định từ kích thước chùm điện tử hội
tụ. Ngoài ra độ phân giải của SEM còn phụ thuộc vào tương tác giữa vật liệu
tại bề mặt mẫu vật và điện tử.
Trước khi chụp ảnh SEM, nếu mẫu dẫn điện thì không cần xử lý mẫu,
nếu ngược lại thì cần xử lý mẫu bằng cách rửa sạch với etanol, phân tán mẫu,
sấy khô và phủ một lớp vật liệu dẫn điện cực mỏng lên bề mặt như cacbon,
vàng ... để tránh tích điện trên bề mặt mẫu.
Ứng dụng: SEM được dùng phổ biến trong nghiên cứu kích thước và
hình dạng vi tinh thể do khả năng phóng đại và tạo ảnh rất rõ nét và chi tiết.
Phương pháp nhiễu xạ rơnghen (XRD)
Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen (X Ray Diffraction – XRD) là một
trong những phương pháp được sử dụng khá phổ biến, để nghiên cứu vật liệu,
đặc biệt là trong nghiên cứu cấu trúc tinh thể vật chất. Theo lý thuyết cấu tạo
tinh thể, mạng lưới tinh thể được cấu tạo từ những nguyên tử từ ion phân cách
giữa nguyên tử (hay ion) khoảng vài Amstron (A0) khi chùm tia tới đập vào
mặt tinh thể và đi vào bên trong nó, thì mạng tinh thể có thể đóng vai trò của
một cách tự nhiễm xạ đặc biệt [5]. Trong mạng tinh thể, các nguyên tử hay
ion có thể phân bố trên mặt phẳng (mặt phẳng tinh thể) song song với nhau.
Các nguyên tử bị kích hoạt bởi chùm tia X này sẽ trở thành những tâm phát ra
tia tán xạ. Hiệu quang trình của hai tia phản xạ bất kì trên hai mặt phẳng cạnh
nhau được tính như sau:
= 2.d. sin
Trong đó:
d: Khoảng cách giữa hai mặt phẳng song song.
θ: Góc giữa chùm tia X và mặt phẳng phản xạ.
Theo điều kiện giao thoa để các sóng phản xạ trên hai mặt phẳng cùng pha thì
hiệu quang trình bằng số nguyên lần độ dài sóng (nλ). Do đó:
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links
Last edited by a moderator: