Nghiên cứu chế tạo thử nghiệm đế giầy bảo hộ lao động chống xăng, dầu, mỡ bằng hỗn hợp (blend) cao su butadien acrylonitil (NBR) và nhựa nhiệt dẻo polypropylen (PP)
Nghiên cứu chế tạo đế giầy, ủng chống xăng dầu mỡ trên cơ sở blend giữa cao su butadien acrylonitil (NBR) và nhựa nhiệt dẻo polypropylen (PP) là một hướng nghiên cứu hoàn toàn mới tại Việt Nam. Với bản chất hóa học của cao su NBR và nhựa PP là hoàn toàn khác nhau, chính vì vậy nghiên cứu chế tạo vật liệu blend NBR/PP cần sử dụng các chất trợ tương hợp nhất định, từ đó sản xuất ra đế giầy bảo hộ lao động chịu xăng, dầu, mỡ.
I.MỞ ĐẦU
Giầy ủng chống xăng dầu mỡ là loại phương tiện bảo vệ cá nhân có công dụng đặc biệt và được dùng ở những nơi có tiếp xúc nhiều với xăng, dầu, mỡ: trong các nhà máy chế biến xăng dầu, những công nhân sửa chữa máy móc, thợ sửa chữa xe máy, bơm chuyển xăng, dầu… Ở đây, công nhân nếu dùng loại giầy thông thường không có khả năng chống xăng, dầu, mỡ, đế giầy dễ bị trương nở và dẫn đến bị trượt ngã, đe dọa tới tính mạng người lao động. Thông thường giầy chống xăng dầu mỡ được sản xuất từ vật liệu chống xăng dầu mỡ truyền thống như cao su butadien acrylonitril (NBR), cao su clopren (CR)….Ở Việt Nam, giầy ủng bảo hộ lao động cũng đã có một số nghiên cứu. Theo nghiên cứu [1], đã nghiên cứu, thử nghiệm các loại vật liệu NBR, cao su tự nhiên…, đưa ra được đơn pha chế, phương án gia công để chế tạo giầy ủng đáp ứng yêu cầu bền đối với dầu mỡ động thực vật. Nghiên cứu chế tạo giầy ủng chống axít, kiềm với vật liệu làm đế được tác giả lựa chọn là cao su tự nhiên hoặc cao su tổng hợp NBR, cao su butyl (BR) [3]. Biến tính NBR bằng PVC, nghiên cứu sản xuất giầy ủng chống xăng, dầu, mỡ [2]. Ở nước ta, những nghiên cứu về giầy bảo hộ lao động còn rất hạn chế, vật liệu sử dụng sản xuất giầy trên cơ sở cao su và nhựa nhiệt dẻo từ trước tới nay vẫn chỉ có vật liệu trên cơ sở cao su NBR và nhựa nhiệt dẻo PVC, còn chưa có nghiên cứu nào đề cập đến vật liệu blend NBR/PP. Chính vì vậy, ở bài báo này đưa ra kết quả nghiên cứu chế tạo thử nghiệm đế giầy bảo hộ lao động chống xăng, dầu, mỡ trên cơ sở cao su NBR và nhựa nhiệt dẻo PP.
II. THỰC NGHIỆM
2.1. Hóa chất, nguyên liệu
– Cao su butadien nitril Kumho của Hàn Quốc, với hàm lượng acrylonitril là 35%
– Nhựa PP (Sabic – Tiểu vương quốc Ả Rập)
– Chất trợ tương hợp PP-g-MA, của Trung Quốc có chỉ số chảy 13,5g/10 phút (190oC; 2,16kg)
– Xúc tiến lưu hóa DM, TMTD loại kỹ thuật của Singapore, các chất độn và phụ gia còn lại loại kỹ thuật của Trung quốc.
2.2. Chế tạo đế giầy bảo hộ chịu xăng, dầu, mỡ
– Giai đoạn 1: Trộn hỗn hợp cao su nhiệt dẻo lưu hóa động trên máy trộn kín ở nhiệt độ 1600 C, khoảng 8 phút, tốc độ 60 vòng/phút.
– Giai đoạn 2: Lấy mẫu cao su nhiệt dẻo đưa ra máy cán 2 trục, cán thành tấm có chiều dày khoảng 2-3mm.
– Giai đoạn 3: Thực hiện trên máy ép giầy (ép định hình đế giầy ở nhiệt độ 1900C và 70 kg/cm2 trong vòng 7 phút).
2.3. Phương pháp thử nghiệm
Tính chất cơ học
Tính chất cơ học của đế giầy được xác định theo tiêu chuẩn 6408:1998 trên máy INSTRON 100KN (Hoa Kỳ). Mỗi thông số được đo trên 3 mẫu và lấy giá trị trung bình.
Phương pháp xác định khả năng chống xăng, dầu,mỡ
Khả năng chống xăng dầu mỡ xác định theo tiêu chuẩn TCVN 7545: 2005
III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Quy trình chế tạo đế giầy
Quy trình chế tạo đế giầy trong phòng thí nghiệm được tiến hành theo quy trình chế tạo blend NBR/PP được thực hiện làm ba giai đoạn. Quy trình chế tạo đế giầy được cho trong Hình 1 sau:
3.2. Chế tạo đế giầy
Trên cơ sở nghiên cứu vật liệu blend NBR/PP (60/40) sử dụng chất trợ tương hợp PP-g-MA với hàm lượng 5%. Áp dụng quy trình ở hình 1, tiến hành chế tạo đế giầy, ảnh đế giầy được cho trong Hình 2 dưới dây:
Hình 2. Đế giầy hoàn thiện
Đế giầy sau khi ép đặt ổn định trong phòng thí nghiệm ở điều kiện nhiệt độ 27±2 (0C) và độ ẩm là 65±5 (%) trong thời gian tối đa là 3 tháng. Sau đó chuẩn bị mẫu thử các tính chất của đế giầy.
3.2.1. Tính chất cơ lý của đế
Đế giầy sau khi hoàn thiện được ổn định trong phòng thí nghiệm trong thời gian 3 tháng, đã được đưa vào chuẩn bị mẫu hình quả tạ để thử độ bền kéo đứt, độ giãn dài khi đứt. Tính chất cơ lý được thực hiện tại phòng thí nghiệm của Trung tâm Nghiên cứu Vật liệu Polyme, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. Kết quả thử độ bền kéo và độ giãn dài cho trong Bảng 1.
Tính chất cơ lý của đế giầy sản xuất ở trên đạt theo tiêu chuẩn TCVN 6408: 1998.
3.2.2. Khả năng lão hóa của đế giầy
Theo tiêu chuẩn TCVN 6408:1998 mẫu vật liệu được chuẩn bị theo hình quả tạ được xử lý nhiệt ở 700C, trong thời gian là 168 giờ. Độ bền kéo đứt và độ giãn dài khi đứt sau khi xử lý lão hóa nhiệt của đế giầy được trình bày trong Bảng 2 dưới đây:
Từ Bảng 2 cho thấy, đế giầy có khả năng chịu lão hóa tốt với mức biến đổi độ bền kéo đứt 11,77% và độ giãn dài khi đứt 9,32%.
3.2.3. Khả năng chống xăng, dầu, mỡ của đế giầy
Theo tiêu chuẩn TCVN 7545: 2005, chuẩn bị ba mẫu đế giầy có thể tích từ 1cm3 đến 3cm3, độ dầy 2 mm ± 0,2 mm, cắt và mài nhám nhẹ hai mặt, loại bỏ hoa văn.
Cân mẫu trong không khí, sau đó đưa mẫu vào khi ngâm trong hỗn hợp dung dịch: 70% 2,2,4-trimetyl pentan (iso octan) và 30% toluen trong (72 ±2) giờ ở nhiệt độ chuẩn là 27±2 (0C), sự thay đổi thể tích phải không được lớn hơn 20%, thì mẫu có khả năng chống xăng, dầu, mỡ. Khả năng chống xăng, dầu, mỡ của đế giầy được thực hiện tại Trung tâm An toàn Lao động, Viện Khoa học An toàn và Vệ sinh Lao động. Kết quả sự thay đổi thể tích của mẫu đế được cho trong Bảng 3.
Từ kết quả trong Bảng 3, có thể thấy đế giầy có khả năng chống xăng, dầu, mỡ theo tiêu chuẩn TCVN 7545: 2005 với sự thay đổi thể tích là 9,64%, nằm trong giới hạn của tiêu chuẩn (20%).
Từ kết quả trên, mẫu đế giầy chế tạo được có khả năng chống xăng, dầu, mỡ, cho nên có thể sử dụng để sản xuất giầy bảo hộ lao động cho công nhân làm việc trong môi trường tiếp xúc với xăng, dầu, mỡ.
IV. KẾT LUẬN
Trên cơ sở quy trình chế tạo vật liệu blend NBR/PP đã hoàn thiện quy trình chế tạo đế giầy bảo hộ lao động, từ đó chế tạo thử đế giầy và thử nghiệm các chỉ tiêu cần thiết cho một đôi giầy bảo hộ lao động chống xăng, dầu, mỡ. Kết quả cho thấy đế giầy chế tạo được hoàn toàn có thế sử dụng để sản xuất ra giầy chịu xăng, dầu, mỡ.
Tài liệu tham khảo
1. Lê Đức Thiện, (2010) “Nghiên cứu chế tạo và đưa vào sử dụng một số mẫu giầy, ủng cho công nghân ngành nghề chế biến thủy sản và thực phẩm tươi sống có tiếp xúc với dầu mỡ động thực vật”, (Mã số: 208/02/TLĐ), Viện nghiên cứu KHKT Bảo hộ Lao động, Hà Nội.
2. Lưu Văn Chúc (1990) “Nghiên cứu đưa vào sản xuất một số giầy ủng chống xăng, dầu, mỡ”, Báo cáo tổng kết đề tài khoa học, mã số 58A.04.01, Viện nghiên cứu KHKT Bảo hộ Lao động, Hà Nội.
3. Lưu Văn Chúc (1996) “Nghiên cứu giầy ủng chịu axit- kiềm” Báo cáo tổng kết đề tài khoa học, mã số: 95/34/VBH, Viện nghiên cứu KHKT Bảo hộ Lao động, Hà Nội.
Nguyễn Thị Thu Thủy và CS
Viện KH An Toàn và Vệ Sinh Lao Động
(Nguồn tin: Vnniosh.vn)
