Trên cơ sở đó đã chế tạo được vật liệu compozit nền epoxy-nanoclay gia cường bằng sợi thủy tinh với các tính chất cơ học, bền môi trường vượt trội so với vật liệu compozit epoxy - sợi th
Trang 1A GIỚI THIỆU LUẬN ÁN
1 Tính cấp thiết, ý nghĩa khoa học của luận án
Vật liệu nano là một trong những lĩnh vực nghiên cứu được quan tâm nhiều trong thời gian gần đây Điều đó được thể hiện bằng các công trình khoa học, các bằng phát minh sáng chế và số các công ty có liên quan đến khoa học, công nghệ nano gia tăng nhanh chóng Nhiều trường Đại học, Viện nghiên cứu, Trung tâm nghiên cứu và các công ty lớn đang tập trung nghiên cứu, hoàn thiện công nghệ nano với mục đích tìm ra các loại vật liệu mới và ứng dụng trong các lĩnh vực như: chế tạo công cụ hỗ trợ cho lực lượng Công an (áo giáp chống đạn, khiên chống đạn, khiên chống va đập, lá chắn chống đạn, lá chắn chống va đập…), chế tạo vật liệu chịu được môi trường ăn mòn hóa chất, chất lỏng xâm thực…
Nhựa epoxy là loại vật liệu được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành kỹ thuật nhờ những tính chất ưu việt của nó như khả năng bám dính cao với nhiều loại vật liệu khác, trơ với nhiều hóa chất ăn mòn, ít
co ngót khi đóng rắn Tuy nhiên, nó cũng có một số nhược điểm như giòn, chịu va đập kém Vì vậy, các nghiên cứu cải thiện tính chất epoxy như một vật liệu nền cho compozit được phát triển mạnh mẽ Một trong những hướng nghiên cứu được phát triển mạnh gần đây là đưa vào epoxy các chất độn nano trong đó có nanoclay
Nanoclay là một loại phụ gia được sử dụng rộng rãi để chế tạo vật liệu polyme-nanocompozit Nhờ khả năng đem lại sự cải thiện nhiều tính chất với hàm lượng nhỏ, vật liệu nanocompozit chứa nanoclay được
sử dụng rộng rãi và thị phần của nó vẫn tiếp tục tăng lên
Việc đưa nanoclay vào epoxy làm cải thiện nhiều tính chất của vật liệu này Chẳng hạn độ bền dai hoặc độ dai phá hủy tăng rõ rệt Mức độ thấm nước của nanocompozit epoxy-nanoclay giảm mạnh Hệ epoxy-nanoclay khi được sử dụng như nền cho compozit cốt sợi (FRP) cho thấy nanoclay có ảnh hưởng tích cực đến tính chất FRP Compozit epoxy-nanoclay gia cường sợi cacbon (CFRP) có độ bền mỏi cao hơn
hệ CFRP nền epoxy nguyên sinh tới 74% Độ bền nén của CFRP cũng được tăng lên khi sử dụng nền là hệ epoxy-nanoclay do cơ chế phá hủy chuyển từ giòn sang tách lớp dẻo hơn
Ở Việt Nam hiện nay hướng nghiên cứu, chế tạo chế tạo vật liệu nanocompozit trên cơ sở nhựa epoxy và nanoclay đã và đang được triển khai nghiên cứu ở nhiều đơn vị như: Trung tâm Nghiên cứu vật liệu polyme - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Trường Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Footer Page 1 of 258.
Trang 2Việt Nam, Viện Kỹ thuật Hóa Sinh và Tài liệu nghiệp vụ Bộ Công an… Các công trình nghiên cứu đã cho thấy việc sử dụng nanoclay đã làm tăng cường một số tính chất của vật liệu nanocompozit trên cơ sở epoxy-nanoclay so với nhựa epoxy Tuy nhiên, cần phải nghiên cứu một cách hệ thống và nâng cao khả năng ứng dụng vào thực tiễn của vật liệu
nanocompozit trên cơ sở epoxy-nanoclay
Luận án góp phần làm rõ ảnh hưởng của nanoclay I28E đến sự cải thiện các tính chất cơ - lý của hệ nhựa nền epoxy đóng rắn nóng bằng MHHPA Trên cơ sở đó đã chế tạo được vật liệu compozit nền epoxy-nanoclay gia cường bằng sợi thủy tinh với các tính chất cơ học, bền môi trường vượt trội so với vật liệu compozit epoxy - sợi thủy tinh
2 Mục tiêu của luận án
- Làm rõ ảnh hưởng của nanoclay đến tính chất của nhựa nền epoxy và tương tác epoxy-clay sợi thủy tinh
- Chế tạo vật liệu compozit nền epoxy-nanoclay gia cường sợi thuỷ tinh
3 Nội dung nghiên cứu của luận án
- Nghiên cứu chế tạo hệ vật liệu nền epoxy và nanoclay
- Nghiên cứu các tính chất hệ epoxy-nanoclay đóng rắn bằng MHHPA
- Chế tạo vật liệu compozit từ vật liệu nền epoxy và sợi thủy tinh
- Khảo sát các tính chất của compozit trên cơ sở epoxy-nanoclay gia cường bằng sợi thủy tinh
4 Đóng góp mới của luận án
- Đã làm sáng tỏ ảnh hưởng tích cực của nanoclay I28E đến tính
chất cơ học của nhựa nền epoxy DER 331- nanoclay I28E
- Dựa trên kết quả nghiên cứu về độ bám dính sợi thủy tinh – nhựa nền epoxy có và không có nanoclay và khả năng chống lại sự phát triển của vết nứt của nanoclay trong hệ vật liệu nanoclay-epoxy compozit đã giải thích một cách hợp lý sự vượt trội tính chất cơ học
của hệ vật liệu trên so với hệ vật liệu không có nanoclay
5 Cấu trúc luận án
Luận án có khối lượng 130 trang, gồm các phần chính sau: Chương 1: Tổng quan 41 trang; chương 2: Nguyên vật liệu và phương pháp nghiên cứu 9 trang; chương 3: Kết quả và thảo luận 67 trang và 114 tài liệu tham khảo
B NỘI DUNG LUẬN ÁN
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
CHƯƠNG 2: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Footer Page 2 of 258.
Trang 32.1 Nguyên vật liệu
- Nhựa epoxy DER-331 của hãng Dow Chemicals (Mỹ)
- Chất đóng rắn anhydrit 4–metylhexahydrophtalic (MHHPA) của công ty Jiaxing Alpharm (Trung Quốc)
- Chất xúc tác đóng rắn 1-metylimidazol (NMI) của hãng BASF (Singapo)
- Nanoclay I28E của hãng Nanocor (Mỹ) sử dụng chất biến tínhtrimetyl stearyl amonium chiếm 35%
- Sợi thủy tinh dùng trong luận án là loại WR 360 của Trung
Quốc Đây là loại thủy tinh E, có khối lượng diện tích 360 g/m2
, độ
ẩm dưới 4,5%
2.2 Phương pháp chế tạo
2.2.1 Phương pháp chế tạo nhựa nền
Trộn đều nhựa epoxy DER-331 (có hoặc không có nanoclay) với chất đóng rắn MHHPA và xúc tác NMI theo các tỷ lệ nghiên cứu Mẫu nhựa nền được đổ vào các khuôn định hình phù hợp cho việc xác định các tính chất cơ học (năng lượng phá hủy KIC, độ bền kéo, nén, uốn, va đập) theo tiêu chuẩn Trước khi đổ mẫu, khuôn được làm sạch và chống dính
2.2.2 Phương pháp khuấy cơ học phân tán nanoclay vào nhựa epoxy
Trước khi bắt đầu quá trình khuấy, nanoclay được sấy ở 130o
C kết hợp hút chân không trong thời gian 3 giờ để loại bỏ ẩm Quá trình phân tán nanoclay vào nhựa epoxy được tiến hành như sau: trộn nanoclay vào nhựa epoxy, ủ trong 24 giờ trong tủ sấy ở nhiệt độ
80oC, sau đó tiếp tục khuấy cơ học trong 5 - 10 giờ với tốc độ khuấy khoảng 2000 vòng/phút Hỗn hợp sau khi khuấy cơ học được rung siêu âm trong khoảng thời gian là 5 - 10 giờ bằng máy rung siêu âm ultrasonic clearner DC400H – mrc
2.2.3 Phương pháp chế tạo vật liệu compozit epoxy/sợi thủy tinh bằng phương pháp ép nóng trong khuôn
Nhựa nền epoxy hoặc epoxy-nanoclay được chế tạo theo mục 2.2.1
Vải thủy tinh được cắt thành tấm hình chữ nhật có kích thước (150x200) mm sau đó được đặt từng lớp vào trong khuôn và được đổ nhựa lên Phân bố nhựa cho thấm vào vài bằng ru lô và chổi lông Tấm compozit được chế tạo mẫu tùy theo kích thước yêu cầu của các thử nghiệm Khuôn sau khi lăn ép được đóng rắn nóng ở các điều kiện khảo sát
Footer Page 3 of 258.
Trang 42.3 Phương pháp đặc trưng tính chất
2.3.1 Phương pháp xác định hàm lượng phần gel
Hàm lượng phần gel của nhựa epoxy DER-331 đóng rắn bằng MHHPA có mặt xúc tác NMI và nanoclay I28E là cơ sở để đánh giá mức độ đóng rắn của nhựa nền Sử dụng dung môi axeton trích ly 0,1
÷ 0,2g nhựa epoxy DER-331 đã đóng rắn bằng MHHPA có hoặc không có xúc tác NMI và nanoclay I28E trong thiết bị soxhlet nhằm hòa tan phần khối lượng chất chưa đóng rắn và các tạp chất khác Từ
đó xác định hàm lượng phần khối lượng vật liệu đã đóng rắn Hàm lượng phần gel (%) được xác định theo các công thức sau:
Trong đó: g0 là khối lượng giấy lọc khô (g);
g1 là khối lượng giấy lọc khô + mẫu trước khi trích ly (g);
g2 là khối lượng giấy lọc khô + mẫu sau khi trích ly (g) G: hàm lượng phần gel (%)
2.3.2 Phương pháp phổ nhiễu xạ tia X
Khoảng cách cơ sở d của nanoclay I28E khi chưa phân tán và sau khi phân tán vào nhựa nền epoxy DER-331 đóng rắn bằng MHHPA
có mặt xúc tác NMI được xác định bằng XRD
Mẫu vật liệu nanoclay I28E dạng bột mịn, nhựa nền nanoclay/MHHPA/NMI được chế tạo ở dạng khối mặt nhẵn Nguồn phát xạ bức xạ là CuK, điện thế 40 kV, cường độ 30 mA, góc 2bằng 0,50
-100 Khoảng cách cơ sở (d) giữa các lớp nanoclay, giữa các mặt của tinh thể được xác định theo định luật Bragg: n = 2d.sin Trong đó: là bước sóng của tia X (0,154 nm); n là số đặc trưng cho mức độ nhiễu xạ; là góc giữa chùm tia đến và mặt phẳng mạng tính thể
2.3.3 Phương pháp xác định độ hấp thụ môi trường thử nghiệm lỏng
Độ hấp thụ chất lỏng (nước, dung dịch axit HCl 10% và dung dịch NaOH 10%) của nhựa nền và vật liệu compozit được xác định theo tiêu chuẩn ASTM D5229/D5229M-92 (2004)
Độ hấp thụ môi trường thử nghiệm lỏng M (%) được tính theo công thức:
Trong đó: W0 là khối lượng mẫu ban đầu (g); Wi là khối lượng mẫu ngâm trong môi trường sau một khoảng thời gian xác định (g)
Trang 52.3.4 Phương pháp xác định hệ số khuếch tán nước
Hệ số khuếch tán Dz (cm2/s) được xác định theo tiêu chuẩn ASTM D5229/D 5229M-92 (2004)
2.3.5 Phương pháp xác định độ nhớt Brookfield
Độ nhớt Brookfield được xác định theo tiêu chuẩn DIN 53018 Phép đo được thực hiện trên máy nhiệt kế Brookfield của Mỹ
2.3.6 Phương pháp kính hiển vi điện tử truyền qua
Mẫu vật liệu epoxy- nanoclay I28E được cắt mỏng trong môi trường nitơ lỏng sau đó đưa vào chụp với hiệu điện thế gia tốc 80
kV, độ phóng đại 100.000 lần Thực hiện trên thiết bị kính hiển vi điện tử truyền qua GAM1010 của hãng JEOL (Nhật Bản)
2.3.7 Phương pháp kính hiển vi điện tử quét
Để nghiên cứu bề mặt phá hủy của vật liệu đã dùng phương pháp: kính hiển vi điện tử quét (SEM) trên thiết bị hiển vi điện tử quét phân giải cao Model JSM 7600F; hãng JEOL ở các độ phóng đại khác nhau Mẫu được phủ một lớp mỏng platin trước khi quan sát trên kính hiển vi điện tử
2.3.8 Phương pháp phân tích phổ tán sắc năng lượng tia X
Thành phần nguyên tố hóa học epoxy-nanoclay được xác định trên thiết bị Detector phân tích phổ tán sắc năng lượng tia X (EDS) Model X-Max-50, hãng Oxford Instruments (Anh)
2.3.9 Phương pháp chụp phổ hồng ngoại
Phổ hồng ngoại của nanoclay I28E, nhựa epoxy, nhựa nền nanoclay I28E được thực hiện trên thiết bị Nicolet 6700, Thermo, Mỹ với dải sóng từ 4000 – 500 cm-1
epoxy-
2.3.10 Phương pháp phân tích nhiệt khối lượng
Khả năng chịu nhiệt đánh giá bằng phân tích nhiệt khối lượng TGA Môi trường thử nghiệm là khí nitơ, tốc độ tăng nhiệt 10
K/phút, nhiệt độ khảo sát 25 – 700o
C
2.3.11 Phương pháp xác định tính chất cơ - nhiệt động
Mẫu xác định tính chất cơ nhiệt động được xác định trên thiết bị phân tích cơ - động - lực DMA-8000 của hãng Perkin Elmer (Mỹ) Cách đo: Uốn đơn (single cantilever bending), quét theo thời gian và nhiệt độ, dải nhiệt độ từ nhiệt độ phòng đến 200oC, tốc độ nâng nhiệt 3oC/phút, tần số dao động 1Hz
2.3.12 Phương pháp xác định độ lão hóa nhiệt
Vật liệu compozit được thử nghiệm độ bền lão hóa nhiệt theo tiêu chuẩn ASTM D3045-92 (2003) Các mẫu vật liệu compozit được chế tạo như các mẫu để xác định tính chất cơ học sau đó thử nghiệm độ bền Footer Page 5 of 258.
Trang 6lão hóa nhiệt ở 155oC trong các khoảng thời gian 48 - 768 giờ theo mức
D của tiêu chuẩn Sau các khoảng thời gian thử nghiệm, mẫu được xác định tính chất cơ học để đánh giá sự suy giảm
2.3.13 Phương pháp xác định tính chất vật liệu sau khi thử nghiệm trong môi trường nước
Các mẫu vật liệu compozit epoxy - sợi thủy tinh được chế tạo như các mẫu để xác định tính chất cơ học sau đó ngâm trong môi trường chất lỏng theo các khoảng thời gian khảo sát Tính chất cơ học của vật liệu được xác định sau các khoảng thời gian khảo sát để đánh giá
sự suy giảm
2.4 Phương pháp thử nghiệm tính chất
2.4.1 Phương pháp xác định cường độ ứng suất tới hạn của vật liệu
Cường độ ứng suất tới hạn KIC của vật liệu theo tiêu chuẩn ISO
13586 (2000) trên máy LLoyd 500 N (Anh) mẫu đo uốn 3 điểm có khía hình chữ V (SENB), tốc độ đặt lực 10 mm/phút
2.4.2 Phương pháp xác định độ bền uốn
Độ bền uốn được xác định theo tiêu chuẩn ISO 178:2010 trên
máy Instron 5582-100 kN, tốc độ uốn 2 mm/phút
2.4.7 Phương pháp xác định độ bền liên kết sợi nhựa
Độ bám dính của sợi thủy tinh với nhựa epoxy (có nanoclay và không có nanoclay) được đo trên máy LLOYD 500 N của Anh, tốc
độ kéo 2 mm/phút
2.4.8 Phương pháp xác định độ bền dai phá hủy tách lớp của vật liệu
Độ bền dai phá hủy tách lớp của vật liệu được xác định theo tiêu Footer Page 6 of 258.
Trang 7chuẩn ASTM D5528-01
2.4.9 Phương pháp xác định độ bền mỏi động
Độ bền mỏi động xác định theo tiêu chuẩn ASTM D3479-96 (2007) trên thiết bị đo MTS 810 (Material Test System 810) của Mỹ, lực kéo đặt vào mẫu tương đương 70 % độ bền kéo của vật liệu, tần
Hình 3.1 Phổ XRD của nanoclay I28E
Nanoclay trên được đưa vào nhựa epoxy và khuấy cơ học với tốc
độ 2000 vòng/phút trong 5 giờ và 10 giờ, sau đó đóng rắn bằng MHHPA Kết quả chụp phổ XRD xác định khoảng cách cơ sở (d) của nanoclay khi phân tán trong nhựa epoxy theo thời gian khuấy cơ học được trình bày trong hình 3.2
Hình 3.2 Phổ XRD của nanoclay I28E sau khi khuấy cơ học
(a) 5 giờ (b) 10 giờ Kết quả trên cho thấy đã có sự xen kẽ - tách lớp rõ rệt của nanoclay
b
a
Footer Page 7 of 258.
Trang 83.1.1.2 Khuấy cơ học kết hợp rung siêu âm
Theo các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra, muốn nanoclay phân tán tốt trong nhựa epoxy thì sau khi khuấy cơ học phải tiến hành khuấy rung siêu
âm Đã tiến hành khảo sát nghiên cứu ảnh hưởng của khuấy rung siêu âm theo thời gian rung siêu âm Hỗp hợp nhựa epoxy-nanoclay sau khi khuấy
cơ học 10 giờ tiếp tục được khuấy rung siêu âm bằng máy rung siêu âm ultrasonic clearner DC400H – mrc trong thời gian 5 giờ và 10 giờ Kết quả chụp phổ XRD của hỗn hợp nhựa epoxy-nanoclay I28E sau khi khuấy cơ học kết hợp rung siêu âm được biểu diễn trên hình 3.3
Hình 3.3 Phổ XRD của nanoclay I28E sau khi khuấy cơ học
10 tiếng và rung siêu âm (a- 5 giờ ; b- 10 giờ )
Theo kết quả chụp phổ XRD cho thấy hỗn hợp nhựa nanoclay sau khi khuấy cơ học 10 giờ tiếp tục được rung siêu âm trong 5 giờ thì khoảng cách cơ sở của nanoclay tăng từ 48,66 Å lên 58,72 Å Sau đó tiếp tục tăng thời gian rung siêu âm lên 10 giờ thì khoảng cách cơ sở tăng lên 66,41 Å (xấp xỉ 2,5 lần so với ban đầu) Qua đó có thể thấy khi rung siêu âm có tác dụng phân tán nanoclay vào nhựa epoxy rất tốt
epoxy-Trên cơ sở những kết quả nghiên cứu khảo sát nêu trên đã rút ra qui trình phân tán nanoclay vào nhựa epoxy như sau: ủ nanoclay vào trong nhựa epoxy trong thời gian 24 giờ ở nhiệt độ 80oC, sau đó khuấy
cơ học hỗn hợp trong thời gian 10 giờ, hỗn hợp thu được tiếp tục được khuấy rung siêu âm trong 10 giờ, tại điều kiện này thì khoảng cách cơ
sở của nanoclay I28E thay đổi từ 26,58 Å lên 66,41 Å
3.1.2 Nghiên cứu hình thái cấu trúc của nanoclay khi phân tán trong nhựa epoxy
Để khẳng định nanoclay có cấu trúc bóc lớp khi phân tán trong
b
a
Footer Page 8 of 258.
Trang 9nhựa epoxy đã chụp ảnh TEM các mẫu epoxy-nanoclay Ảnh TEM của hỗn hợp epoxy-nanoclay được trình bày trên hình 3.4
Hình 3.4 Ảnh TEM của mẫu epoxy-nanoclay I28E - 2 pkl (độ phóng
Hình 3.5 Ảnh SEM chụp bề mặt phá hủy epoxy-nanoclay (độ phóng
đại X100.000)
Như vậy, bên cạnh cấu trúc xen kẽ - bóc lớp, còn tồn tại các cấu trúc nano dạng tập hợp với kích thước khoảng vài chục nanomet Footer Page 9 of 258.
Trang 103.2 Nghiên cứu tính chất hệ epoxy-nanoclay
3.2.1 Ảnh hưởng của hàm lượng nanoclay đến tính chất cơ học
3.2.1.1 Ảnh hưởng của hàm lượng nanoclay đến sự thay đổi cường
độ ứng suất tới hạn K IC
Việc phân tán nanoclay nhựa epoxy nhằm mục đích chế tạo vật liệu nanocompozit có khả năng giảm sự phát triển vết nứt của vật liệu khi chịu tác động của ngoại lực cơ học Một trong phương pháp chứng minh hiệu quả của việc ngăn chặn sự phát triển vết nứt là xác định cường độ ứng suất tới hạn KIC của vật liệu thu được Kết quả xác định cường độ ứng suất tới hạn KIC với các phụ gia nano I28E được trình bày trong hình 3.6
Hình 3.6 Sự thay đổi cường độ ứng suất tới hạn K IC theo hàm lượng nanoclay
Theo hình 3.6, cường độ ứng suất tới hạn KIC tăng khi phân tán nanoclay I28E vào trong nhựa epoxy và đạt giá trị lớn nhất khi hàm lượng nanoclay I28E phân tán trong nhựa epoxy là 2 pkl, sau đó tiếp tục tăng hàm lượng nanoclay I28E lên trên 2 pkl thì cường độ ứng suất tới hạn giảm dần Điều này chứng tỏ khi đưa nanoclay I28E vào epoxy với hàm lượng thích hợp (khoảng 2 pkl) đã hạn chế được sự phát triển vết nứt của hệ vật liệu khi chịu tác động của ngoại lực Tuy nhiên khi hàm lượng nanoclay lớn hơn 2 pkl thì tác dụng ngăn chặn giảm có thể là khi hàm lượng nanoclay lớn sẽ tạo thành các tập hợp nanoclay lớn dẫn đến khả năng ngăn chặn sự phát triển vết nứt giảm
3.2.1.2 Ảnh hưởng của hàm lượng nanoclay đến độ bền kéo của vật liệu
Tính chất kéo của vật liệu được đánh giá qua sự thay đổi: độ bền kéo, mođun kéo, độ giãn dài khi đứt Kết quả xác định sự thay đổi độ bền kéo của vật liệu nanocompozit epoxy-nanoclay theo hàm lượng nanoclay được thể hiện trong đồ thị hình 3.7
0 0.5 1 1.5 2
Trang 11Hình 3.7 Sự thay đổi độ bền kéo theo hàm lượng nanoclay
Từ hình 3.7 cho thấy, khi phân tán cả hai loại nanoclay vào nhựa nền epoxy DER 331 thì độ bền kéo của vật liệu tăng rõ rệt Tuy nhiên, mức độ tăng cường tính chất là không đồng đều: Sự gia cường tính chất đạt mức
độ cao nhất với hàm lượng 2 pkl Với hàm lượng 3 - 4 pkl, độ bền vật liệu giảm đi nhưng vẫn cao hơn so với vật liệu epoxy không có nanoclay Còn khi hàm lượng nanoclay lên tới 5 pkl, độ bền vật liệu nanocompozit lại thấp hơn cả epoxy ban đầu Điều này có thể giải thích là khi hàm lượng nanoclay 5 pkl phân tán trong nhựa epoxy tạo ra nhiều tập hợp hạt nanoclay với kích thước lớn làm cho tác dụng gia cường bị giảm, không còn tác dụng ngăn chặn sự phát triển các vết nứt tế vi
3.2.1.3 Ảnh hưởng của hàm lượng nanoclay đến độ bền uốn của vật liệu
Ảnh hưởng của hàm lượng nanoclay đến độ bền uốn của vật liệu cũng
được xác định thông qua sự thay đổi: độ bền uốn, mođun uốn, độ biến dạng khi uốn của vật liệu Kết quả được thể hiện trên hình 3.8
Hình 3.8 Sự thay đổi độ bền uốn theo hàm lượng nanoclay
Các kết quả xác định độ bền uốn của vật liệu nanocompozit trên
cơ sở nhựa epoxy-nanoclay cho thấy tính chất uốn của vật liệu thay đổi mạnh khi có nanoclay phân tán trong nhựa epoxy Độ bền uốn tăng mạnh so với nhựa epoxy khi có 1 - 2 pkl nanoclay phân tán
Trang 12trong nhựa epoxy và đạt giá trị cao nhất khi hàm lượng là 2 pkl nanoclay Khi tiếp tục tăng hàm lượng nanoclay phân tán trong nhựa epoxy thì độ bền uốn giảm mạnh
3.2.1.4 Ảnh hưởng của hàm lượng nanoclay đến độ bền va đập của vật liệu
Kết quả khảo sát độ bền va đập của vật liệu nanocompozit được trình bày trên hình 3.9
Hình 3.9 Sự thay đổi độ bền va đập theo hàm lượng nanoclay
Hình 3.9 cho thấy, nanoclay có ảnh hưởng đến sự thay đổi độ bền
va đập tương tự như sự thay đổi độ bền kéo, độ bền uốn Khi hàm lượng nanoclay tăng thì độ bền va đập tăng mạnh và đạt giá trị lớn nhất khi có 2 pkl nanoclay phân tán trong nhựa epoxy Nhưng khi hàm lượng nanoclay tăng 4 – 5 pkl thì độ bền giảm
3.2.1.5 Ảnh hưởng của hàm lượng nanoclay đến tính chất nén của vật liệu
Ngoài tính độ bền kéo, bền uốn, bền va đập của vật liệu thì nanoclay cũng có ảnh hưởng đến độ bền nén Kết quả xác định độ nén của vật nanocompozit epoxy-nanoclay được trình bày trong hình 3.10
Hình 3.10 Sự thay đổi độ bền nén theo hàm lượng nanoclay
Kết quả trong các mẫu được khảo sát, mẫu với hàm lượng nanoclay là 2 pkl có độ bền nén cao nhất Trái lại, mẫu có 5 pkl nanoclay có độ bền nhỏ hơn vật liệu epoxy ban đầu Thậm chí, mô đun nén của epoxy-nanoclay 5 pkl chỉ còn xấp xỉ 50 % so với epoxy ban đầu, chứng tỏ vật liệu “bở” đi đáng kể
0 10 20 30
0 200 400
