Trích:
Nguyên văn bởi C.H.V
Mình hiểu là khi gia nhiệt thì nhựa đóng rắn sẽ nhanh hơn, nhưng vẫn chưa hiểu cái "xúc tác". Tại vì khi cho epoxit vào tạo gốc tự do--> gốc tự do sẽ tác kích tiếp vào nối đôi C=C của mạch. vì các mạch polymer nằm kế nhau, thì gốc tự do cứ việc lan truyền cho tới khi đóng rắn. đâu cần độ nhớt thấp để cho gốc tự do chạy đâu. phải không ?
|
Xin được phép sửa lại cho rõ:
- trong đóng rắn nhựa polyester không no, chúng ta thường hay dùng chất khơi mào
peroxide -O-O-( chứ không phải là epoxit- nhóm chức có trong nhựa epoxy)
-Quá trình đóng rắn nhựa polyester không no là quá trình trùng hợp gốc , cơ chế xảy ra theo
hiệu ứng dây chuyền với tốc độ
lan truyền sự tạo gốc tự do rất nhanh. Gốc tự do hoạt động được hình thành từ các monomer styrene, prepolymer. Nhưng sự linh động và độ hoạt động của styrene cao hơn prepolymer nên sự lan truyền sự tạo gốc tự chủ yếu được cơi là nhờ monomer styrene.
Tuy nhiên, để có được các gốc tự do hoạt động thì chúng cần phải được tạo ra nhờ các
gốc tự do cơ sở. Các gốc tự do cơ sở này là từ peroxide. Chúng phân hủy dưới
các tác động nhiệt, ánh sáng, cơ học và chất xúc tiến. Trong nhựa polyester không no, thường người ta đã pha sẵn một lượng chất xúc tiến để giúp phân hủy tạo gốc tự do cơ sở trước khi ta thêm chất khơi mào peroxide vào.
Cơ chế trùng hợp nhờ gốc tự do xảy ra hầu như cấp thời, kết quả là có sản phẩm polymer và không còn dư lượng monomer hay prepolymer. Nhiệt phản ứng sinh ra lớn là giá trị công hợp của tất cả các kết nối tạo nối ngang trên mạch preppolymer / monomer trong cùng một thời điểm.
Nếu các bạn mới tìm hiểu vấn đề này mà chưa học qua nhiệt động học phản ứng trùng hợp polymer thì đừng có lo ngại vì hiện tượng này rất giống và sát với cơ chế phản ứng phân hạch hạt nhân nguyên tử (được trình bày trong chương trình cấp 3). Nghĩa là chúng cần có một lượng tới hạn cho phản ứng, cần có một lượng nhỏ chất tác kích ban đầu và sự lan truyền phản ứng theo hiệu ứng dây chuyền.
Như vậy, từ đây có thể suy luận tiếp cho thực tế ứng dụng như sau:
a- Khi thiếu hoặc không có chất xúc tiến, sẽ không có đủ số lượng gốc tự do cơ sở ban đầu để tạo gốc tự do hoạt động, quá trình trùng hợp gốc hoặc không xảy ra hoặc xảy ra rất rất là chậm dẫn đến quá trình đóng rắn kéo dài, sản phẩm không khô cứng như ý. --> Như vậy, việc gia nhiệt trong trường hợp này hay giai đoạn ban đầu này là cần thiết để có thể tạo đủ số lượng gốc tự do cơ sở.
b- Khi thiếu monomer styrene (do hệ nhựa để lâu ngày bị bay hơi ), quá trình đóng rắn sẽ diễn ra khó khăn hơn (
chậm hơn) do gốc tự do khó tạo từ prepolymer kềnh càng và khi hình thành rồi thì gốc tự do rất bền, khó xảy ra sự truyền mạch tạo gốc tự do kế--> Việc gia nhiệt trong trường hợp này là cần thiết để tăng mức độ truyền mạch tạo gốc tự do hoạt động của prepolymer.
c- Khi phản ứng tạo nối ngang từ các gốc tự do hoạt động và sự truyền mạch lan nhanh, nhiệt phản ứng tỏa ra sẽ dần tăng đến một ngưỡng mà toàn hệ đạt đến nhiệt độ ở đó xảy ra sự cắt mạch tạo nhựng gốc tự do ngay trên mạch polymer mới hình thành và dẫn đến hình thành những liên kết ngang trực tiếp giữa polymer mới với nhau. Làm các polymer mắc mứu sít chặt nhau hơn.Điều này làm giảm nhanh thể tích hệ phản ứng. Tuy nhiên, sự truyền nhiệt trong hệ rắn là không đồng nhất. Hậu quả là có ứng suất cục bộ trong hệ. Kết quả ứng suất này gây đứt gãy cơ học các vùng có liên kết ngang ít và yếu hơn. Bằng mắt thường, chúng ta có thể thấy nhựa co ngót , rạn mặt...--> Giai đoạn này cần làm nguội thay vì cấp nhiệt. Nhưng quá trình làm nguội này là từ từ chứ không phải giảm nhiệt cực nhanh.
d- Khi nhựa đã đóng rắn hoàn toàn qua cơ chế trùng hợp nhờ gốc tự do, do ứng suất có trong hệ, sự phục hồi các mạch polymer vẫn còn tiếp tục, tác động của sấy tiếp trong gia đoạn này là tạo sự nhanh chóng ổn định hệ chứ không phải để hệ hoàn tất các phản ứng khâu mạch.
Teppi
C.H.V
Linear Mode
