Tên luận án:
NGHIÊN CỨU NÂNG CAO TÍNH CHẤT NHỰA EPOXY GELR 128 BẰNG SẢN PHẨM EPOXY HÓA DẦU THỰC VẬT VÀ PHỤ GIA ỐNG NANO CACBON
Ngành:
Kỹ thuật hóa học
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Nhựa epoxy, dù sở hữu các tính chất cơ, lý, hóa vượt trội, vẫn tồn tại nhược điểm là giòn và độ dẻo hóa thấp, hạn chế ứng dụng lâu dài. Luận án này tập trung nghiên cứu nâng cao tính chất của nhựa epoxy GELR 128 bằng cách kết hợp dầu thực vật epoxy hóa và phụ gia ống nano cacbon đa tường.
Nghiên cứu đã thành công chế tạo 3 loại dầu thực vật epoxy hóa (hướng dương, hạt cải, thầu dầu), trong đó dầu hướng dương epoxy hóa (DHDE) cho hàm lượng nhóm epoxy cao nhất (~17%) ở điều kiện tối ưu. Khi chế tạo vật liệu blend giữa nhựa epoxy GELR 128 và DHDE với hàm lượng 5 PKL, độ dai hóa của nhựa nền được cải thiện đáng kể, với độ bền dai phá hủy KIC tăng từ 1,46 MPa.m1/2 lên 2,58 MPa.m1/2. Phương pháp trộn 2 giai đoạn và chất đóng rắn Kingcure-K11 được xác định là tối ưu.
Đối với vật liệu nanocompozit, việc gia cường nhựa nền epoxy GELR 128 bằng 0,02% ống nano cacbon đa tường (MWCNTs) dưới điều kiện chế tạo tối ưu (nhiệt độ 70°C, khuấy cơ học 14000 vòng/phút trong 6h, kết hợp rung siêu âm 2h với công suất 75%) đã làm tăng đáng kể độ bền cơ học. Các giá trị độ bền kéo đạt 80,14 MPa, độ bền uốn 128,05 MPa, độ bền va đập 37,63 kJ/m² và độ bền dai phá hủy KIC là 1,93 MPa.m1/2.
Thành công nổi bật của luận án là chế tạo được vật liệu nanocompozit trên cơ sở blend nhựa epoxy GELR 128 với DHDE và gia cường bằng MWCNTs. Sự kết hợp đồng thời này đã cải thiện toàn diện cả độ bền cơ và độ bền dai của nhựa nền epoxy, với độ bền kéo tăng 15%, độ bền uốn tăng 14%, độ bền va đập tăng 40% và độ bền dai phá hủy tăng 35,61% so với nhựa nền ban đầu. Đồng thời, độ bền nhiệt của vật liệu cũng được cải thiện. Đề tài này mang lại giá trị khoa học và thực tiễn cao, góp phần phát triển vật liệu compozit epoxy mới với tính năng vượt trội và thân thiện môi trường.
Mục lục chi tiết:
-
MỞ ĐẦU
- 1. Tính cấp thiết của đề tài
-
NỘI DUNG LUẬN ÁN
-
Phần 1: TỔNG QUAN
- 1. Giới thiệu về vật liệu polyme nanocompozit, nhựa nền epoxy dian, chất độn và các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của vật liệu.
- 2. Dầu thực vật epoxy hóa: thành phần hóa học và tính chất của dầu hướng dương, dầu thầu dầu và dầu hạt cải. Phản ứng tổng hợp dầu thực vật epoxy hóa, các phương pháp đánh giá hiệu quả của quá trình.
- 3. Cấu trúc, phân loại và ứng dụng của ống nano cacbon trong vật liệu nanocompozit.
- 4. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về phương pháp nâng cao độ bền dai và độ bền cơ học của nhựa nền epoxy bằng sản phẩm dầu thực vật epoxy hóa và ống nano cacbon.
-
Phần 2: THỰC NGHIỆM
- 2.1. Nguyên vật liệu, hóa chất
- 2.2. Các phương pháp thực nghiệm
- 2.2.1. Phương pháp xác định đặc tính ban đầu của nguyên vật liệu (xác định chỉ số axit, chỉ số Iot, tỷ trọng, độ nhớt và thành phần hóa học ban đầu của 3 loại dầu: hướng dương, hạt cải, thầu dầu)
- 2.2.2. Phương pháp epoxy hóa dầu thực vật
- 2.2.3. Phương pháp chế tạo vật liệu blend epoxy dian/dầu thực vật epoxy hóa
- 2.2.4. Phương pháp chế tạo vật liệu polyme- nanocompozit
- Chế tạo mẫu trống
- Chế tạo vật liệu nanocompozit có bổ sung dầu thực vật epoxy hóa
- 2.2.5. Các phương pháp xác định độ bền cơ học của vật liệu polyme compozit
- 2.2.6. Phương pháp phân tích cấu trúc và tính chất của vật liệu
-
Phần 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
- 3.1. Nghiên cứu quá trình epoxy hóa dầu thực vật
- 3.1.1. Nghiên cứu các đặc tính của dầu thực vật
- 3.1.2. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình epoxy hóa dầu thực vật
- 3.2. Nghiên cứu chế tạo vật liệu blend epoxy dian GELR 128/dầu thực vật epoxy hóa
- 3.2.1. Nghiên cứu mức độ đóng rắn của nhựa epoxy dian GELR 128 và mức độ đóng rắn của dầu thực vật epoxy hóa
- 3.2.2. Nghiên cứu chế độ trộn hợp blend giữa nhựa nền epoxy dian GELR 128 và dầu thực vật epoxy hóa
- 3.2.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của DHDE đến tính chất của vật liệu blend
- 3.2.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng DHDE và loại chất đóng rắn đến tính chất của vật liệu blend
- 3.2.5. Một số dặc trưng về cấu trúc và tính chất của blend nhựa epoxy dian GELR 128 và dầu thực vật epoxy hóa.
- a) Hình thái cấu trúc của vật liệu blend
- b) Tính chất nhiệt của vật liệu blend
- 3.3. Nghiên cứu chế tạo vật liệu nanocompozit trên cơ sở nhựa nền epoxy dian GELR 128 có gia cường bằng ống nano cacbon
- 3.3.1. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chế tạo vật liệu nano compozit epoxy dian GELR 128/MWCNTs
- 3.3.2. Ảnh hưởng của hàm lượng ống nano cacbon đến độ bền cơ học của vật liệu nanocompozit nền nhựa epoxy dian GELR 128 đóng rắn bằng Kingcure -K11
- 3.4. Nghiên cứu chế tạo vật liệu compozit nền nhựa epoxy dian GELR 128 blend dầu hướng dương epoxy hóa gia cường bằng phụ gia ống nano cacbon
-
KẾT LUẬN
-
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN