Đang tải... (xem toàn văn)
MỞ ĐẦU 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 vào 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, bền 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 [80]. Nanoclay là một loại phụ gia được sử dụng rộng rãi để chế tạo vật liệu polymenanocompozit [80,89]. 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 [79]. 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 [46,60]. Mức độ thấm nước của nanocompozit epoxy-nanoclay giảm mạnh [47]. Hệ epoxy-nanoclay khi được sử dụng như nền cho compozit cốt sợi cho thấy nanoclay có ảnh hưởng tích cực đến tính chất FRP. Compozit epoxy-nanoclay gia cường sợi cacbon có độ bền mỏi cao hơn hệ compozit cốt sợi nền epoxy nguyên sinh tới 74% [97]. Độ bền nén của compozit epoxy-nanoclay gia cường sợi cacbon cũng được tăng lên khi sử dụng nền là hệ epoxynanoclay do cơ chế phá hủy chuyển từ giòn sang tách lớp dẻo hơn [63]. 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 Việt 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 [7,13,14]. 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. Do đó đề tài “Nghiên cứu, chế tạo vật liệu compozit trên cơ sở nhựa epoxy gia cƣờng bằng sợi thủy tinh và nanoclay” được thực hiện với mục tiêu: 1. Làm rõ ảnh hưởng của nanoclay đến tính chất của nhựa nền epoxy và tương tác epoxy-clay sợi thủy tinh 2. Chế tạo vật liệu compozit nền epoxy-nanoclay gia cường sợi thuỷ tinh. Nội dung nghiên cứu của luận án: 1. Nghiên cứu chế tạo hệ vật liệu nền epoxy và nanoclay. 2. Nghiên cứu các tính chất hệ epoxy-nanoclay đóng rắn bằng MHHPA. 3. Chế tạo vật liệu compozit từ vật liệu nền epoxy và sợi thủy tinh. 4. Khảo sát các tính chất của compozit trên cơ sở epoxy DERR 331-nanoclay I28E gia cường bằng sợi thủy tinh. Ý nghĩa khoa học, thực tiễn: 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 DER 331 đóng rắn nóng bằng MHHPA. Trên cơ sở đó đã chế tạo được vật liệu compozit nền epoxynanoclay 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. 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 DER 331 có và không có nanoclay I28E 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.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - - NGUYỄN CÔNG QUYỀN NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANOCOMPOZIT TRÊN CƠ SỞ NHỰA EPOXY VÀ NANOCLAY LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÓA HỌC Hà Nội - 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - - Nguyễn Công Quyền NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANOCOMPOZIT TRÊN CƠ SỞ NHỰA EPOXY VÀ NANOCLAY Chuyên ngành: Vật liệu Cao phân tử Tổ hợp Mã số: 62440125 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÓA HỌC NG ƯỜ I HƯỚ NG DẪ N K HO A HỌ C: GS.TS BÙI CHƯƠNG TS ĐOÀN THỊ YẾN OANH Hà Nội - 2016 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Các ký hiệu Bước sóng tia X, [nm] d Khoảng cách sở nanoclay, [Å] D Hệ số khuếch tán, [cm2/s] Gic độ bền dai phá hủy thời điểm bắt đầu xuất vết nứt, [J/mm2] M Độ hấp thụ môi trường thử nghiệm lỏng, [%] KIC Cường độ ứng suất tới hạn, [MPa.m1/2] Tg Nhiệt độ hóa thủy tinh, [oC] T0 Nhiệt độ bắt đầu phân hủy, [oC] Tmax Te Nhiệt độ phân hủy mạnh nhất, [oC] Nhiệt độ kết thúc phân hủy [oC] Các chữ viết tắt ABS AHHP AMN AP ATHP BDMA CSTN DDSA DDS DMA DMBA DMP-30 EDA EDS EVA HDPE IFSS IR Acrylonitril butadien styren Anhydrit hexahydrophtalic Anhydrit metylnadic Anhydrit phtalic Anhydrit tetrahydrophtalic Benzyl dimetyl amin Cao su thiên nhiên Dodexenyl suxinic anhydrit Diaminodiphenyl sulfon Dynamic Mechnical Analysis (Phân tích - nhiệt động) Dimetylbenzylamin 2,4,6 tri (dimetyl amino metyl) phenol Etylen diamin Energy - dispersive X-ray spectroscopy (Phân tích phổ tán sắc lượng tia X) Copolyme etylen-vinyl axetat polyetylen tỉ trọng cao Interfacial shear strength (Độ bền liên kết sợi nhựa) Infrared spectroscopy (Phổ hồng ngoại) i HPMC HTPA MA MHHPA MMT MPTS MTHPA NMI PA PAN PCL PDDA PE PET PEO PEOA PEVA PI pkl PLA PMMA PNC PP PS PVA PVPyr PU SBS SEM TEM TGA THF TOA TESPT XRD Hidroxy propyl methyl xeluloza Hydroxyl-terminated polybutadien acrylonitril Maleic Anhydrit Anhydrit 4–metylhexahydrophtalic Montmorillonit Silan 3-metacryloxypropyl trimetoxy Metyl tetrahydrophtalic anhydrit 1-metylimidazol polyacrylamit poly acrylonitrin Polycaprolactam poly dimetyl diallyl amoni Polyetylen polyetylenterphtalat Polyetylen oxit poly(o-etoxy) anilin Polyetylenvinylaxetat polyimit Phần khối lượng Polylactic axit Poly metyl metacrylat Polyme nanocompozit Polypropylen Polystyren Poly vinyl ancol Poly vinyl pyrolidon polyuretan Styren-butadien- styren Scanning Electron Microscopy (Kính hiển vi điện tử quyét) Transmission Electron Microscopy (Kính hiển vi điện tử truyền qua) Thermogravimetric Analysis (Phương pháp phân tích nhiệt khối lượng) tetrahydro furan Tung oil Anhydride (Dầu trẩu) Trietoxysilylpropyltetrasulfure X-ray diffraction (Phương pháp nhiễu xạ tia Rơnghen) ii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Quan hệ kích thước hạt bề mặt riêng 16 Bảng 2.1 Chỉ tiêu kỹ thuật nhựa epoxy DER 331 42 Bảng 2.2 Chỉ tiêu kỹ thuật MHHPA 42 Bảng 2.3 Chỉ tiêu kỹ thuật nanoclay 43 Bảng 3.1 Tổng hợp số tính chất học epoxy có nanoclay 75 Bảng 3.2 Sự thay đổi hệ số khuếch tán nước vật liệu epoxy-nanoclay 77 Bảng 3.3 Sự thay đổi độ hấp thụ chất lỏng dung dịch axit HCl 10% 78 Bảng 3.4 Sự thay đổi độ hấp thụ chất lỏng dung dịch NaOH 10% 79 Bảng 3.5 Tương quan giá trị góc thấm ướt độ hấp thụ nước bão hòa chất lỏng vật liệu epoxy-nanoclay 82 Bảng 3.6 Các nhiệt độ phân hủy vật liệu epoxy-nanoclay 85 Bảng 3.7 Ảnh hưởng chế độ ép tới tính chất học vật liệu 88 Bảng 3.8 Ảnh hưởng tỉ lệ sợi/nhựa đến tính chất học vật liệu 89 Hình 3.9 Ảnh hưởng áp lực ép đến tính chất học vật liệu 90 Bảng 3.10 Mức độ liên kết với sợi thủy tinh nhựa 91 Bảng 3.11 Giá trị GIC trung bình vật liệu compozit sợi thủy tinh 94 Bảng 3.12 Ảnh hưởng nanoclay độ bền học vật liệu compozit 94 Bảng 3.13 Độ bền mỏi compozit sợi thuỷ tinh epoxy có nanoclay 97 Bảng 3.14 Ảnh hưởng thời gian ngâm nước đến độ bền va đập vật liệu 104 compozit Bảng 3.15 Sự suy giảm tính chất kéo vật liệu ngâm dung dịch axit HCl 10% 106 Bảng 3.16 Sự suy giảm tính chất uốn vật liệu ngâm dung dịch NaOH 10% 108 Bảng 3.17 Khả chịu nhiệt vật liệu compozit 112 Bảng 3.18 Ảnh hưởng thời gian lão hóa nhiệt đến tính chất kéo vật liệu 114 Bảng 3.19 Hệ số lão hóa nhiệt vật liệu compozit theo thời gian 116 iii DANH MỤC CÁC ẢNH, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Cấu trúc lý tưởng montmorillonit 14 Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý chung để chế tạo vật liệu polyme nanocompozit 19 Hình 1.3 Các dạng vật liệu polyme clay nanocompozit 21 Hình 1.4 Sơ đồ mô hình đường dẫn khí hay lỏng qua vật liệu compozit 25 Hình 1.5 Sơ đồ trình chèn lớp trạng thái nóng chảy 27 Hình 1.6 Sự hình thành nanocompozit từ clay hữu nhựa poly olefin biến tính 28 Hình 1.7 Sơ đồ tổng hợp nanocompozit sở polyamid nanoclay 29 Hình 1.8 Sơ đồ chế tạo vật liệu nanocompozit khoáng sét - polyme theo phương pháp bóc lớp – hấp phụ 30 Hình 1.9 Chế tạo vật liệu nanocompozit khoáng sét - polyme theo phương pháp bóc lớp – hấp phụ 30 Hình 1.10 Sơ đồ chế tạo vật liệu nanocompozit khoáng sét - polyme theo phương pháp tổng hợp khuôn 35 Hình 1.11 Chế tạo vật liệu nanocompozit khoáng sét – polyme phương pháp tổng hợp khuôn 35 Hình 1.12 Mối quan hệ lượng va đập ban đầu vật liệu hàm lượng nanoclay 38 Hình 1.13 Mối quan hệ lượng hấp thụ độ bền va đập vật liệu 38 Hình 2.1 Mẫu xác định độ bền dai phá hủy nhựa theo kiểu uốn ba điểm 48 Hình 2.2 Mô hình mẫu phép đo độ bền liên kết sợi nhựa 49 Hình 2.3 Mẫu xác định độ bền dai tách lớp GIC 50 Hình 3.1 Ảnh hưởng nhiệt độ đến hàm lượng phần gel nhựa epoxy 51 Hình 3.2 Ảnh hưởng thời gian đến hàm lượng phần gel nhựa epoxy 52 Hình 3.3 Ảnh hưởng tỷ lệ mol MHHPA: nhóm epoxy đến hàm lượng gel nhựa epoxy 53 Hình 3.4 Ảnh hưởng hàm lượng xúc tác NMI đến hàm lượng gel nhựa epoxy 54 Hình 3.5 Phổ XRD nanoclay I28E 56 Hình 3.6 Phổ XRD nanoclay I28E sau khuấy học 56 Hình 3.7 Sự thay đổi độ nhớt hỗn hợp nhựa epoxy-nanoclay I28E 57 Hình 3.8 Phổ XRD nanoclay I28E sau khuấy học 10 tiếng rung 58 iv siêu âm Hình 3.9 Ảnh xác định độ sa lắng nanoclay phân tán nhựa epoxy theo thời gian 59 60 Hình 3.10 Ảnh TEM mẫu epoxy-nanoclay 62 Hình 3.11 Ảnh SEM chụp bề mặt phá hủy epoxy-nanoclay độ phóng đại 63 Hình 3.12 Ảnh SEM chụp bề mặt phá hủy vật liệu epoxy-nanoclay 64 Hình 3.13 Phổ phổ tán sắc lượng tia X (EDS) 64 Hình 3.14 Phổ hồng ngoại (a)-Nanoclay I28E; (b) -epoxy DER 331 sau đóng rắn nóng; (c) epoxy DER 331 -nanoclay I28E sau đóng rắn nóng 65 Hình 3.15 Sự thay đổi cường độ ứng suất tới hạn KIC theo hàm lượng nanoclay 67 Hình 3.16 Ảnh SEM chụp bề mặt phá hủy vật liệu epoxy-nanoclay 68 Hình 3.17 Sự thay đổi tính chất kéo vật liệu nanocompozit theo hàm lượng nanoclay 70 Hình 3.18 Sự thay đổi tính chất uốn vật liệu nanocompozit theo hàm lượng nanoclay 71 Hình 3.19 Sự thay đổi độ bền va đập vật liệu theo hàm lượng nanoclay 72 Hình 3.20 Sự thay đổi tính chất nén vật liệu theo hàm lượng nanoclay 73 Hình 3.21 Ảnh hưởng hàm lượng nanoclay đến độ mài mòn vật liệu 74 Hình 3.22 Ảnh hưởng hàm lượng nanoclay đến độ hấp thụ nước 76 Hình 3.23 Góc tiếp xúc nước với nhựa epoxy có nanoclay 80 Hình 3.24 Góc tiếp xúc chất lỏng (dung dịch axit HCl 10%) với nhựa epoxy có nanoclay 81 Hình 3.25 Góc tiếp xúc chất lỏng (dung dịch kiềm NaOH 10%) với nhựa epoxy có nanoclay 81 Hình 3.26 Giản đồ TGA (a) nhựa epoxy; (b) epoxy-nanoclay I28E – pkl (c) epoxy-nanoclay I28E – 2pkl; (d) epoxy-nanoclay I28E – 3pkl 83 84 Hình 3.27 Sự thay đổi Môđun theo nhiệt độ 86 Hình 3.28 Sự thay đổi tan theo nhiệt độ 86 Hình 3.29 Ảnh SEM bề mặt vật liệu compozit sau đo độ bền liên kết sợi nhựa 92 Hình 3.30 Đồ thị lực – độ dịch chuyển phép đo độ bền phá hủy lớp vật liệu 93 Hình 3.31 Độ bền va đập vật liệu compozit 95 Hình 3.32 Đồ thị lực – độ dịch chuyển phép đo độ bền va đập Charpy 96 v Hình 3.33 Ảnh hưởng thời gian ngâm đến độ hấp thụ nước vật liệu 98 Hình 3.34 Ảnh hưởng thời gian ngâm đến độ hấp thụ chất lỏng dung dịch HCl 10% 99 Hình 3.35 Ảnh hưởng thời gian ngâm đến độ hấp thụ chất lỏng dung dịch NaOH 10% 99 Hình 3.36 Ảnh hưởng thời gian ngâm nước đến tính chất uốn vật liệu 101 Hình 3.37 Ảnh hưởng thời gian ngâm nước đến dự suy giảm tính chất kéo vật liệu 103 Hình 3.38 Sự suy giảm tính chất uốn vật liệu ngâm dung dịch axit HCl 10% 105 Hình 3.39 Sự suy giảm độ bền va đập vật liệu ngâm dung dịch axit HCl 10% 107 Hình 3.40 Sự suy giảm tính chất kéo vật liệu ngâm dung dịch NaOH 10% 109 Hình 3.41 Sự suy giảm độ bền va đập vật liệu ngâm dung dịch NaOH 10% 110 Hình 3.42 Giản đồ TGA vật liệu PC 111 Hình 3.43 Ảnh hưởng thời gian lão hóa nhiệt đến tính chất bền uốn vật liệu 113 Hình 3.44 Ảnh hưởng thời gian lão hóa nhiệt đến độ bền va đập vật liệu 115 vi MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Nhựa epoxy 1.1.1 Cấu tạo 1.1.2 Phân loại 1.1.3 Tính chất 1.1.4 Phương pháp điều chế 1.1.5 Đóng rắn nhựa epoxy 1.1.5.1 Đóng rắn amin 1.1.5.2 Đóng rắn axit anhydrit axit cacboxylic 1.1.5.3 Đóng rắn tác nhân khác 1.1.6 Ứng dụng 1.2 Giới thiệu nanoclay 1.2.1 Khái niệm chung 1.2.2 Cấu trúc 1.2.3 Các phương pháp chế tạo nanoclay 1.2.3.1 Phương pháp trao đổi ion 1.2.3.2 Phương pháp tương tác ion lưỡng cực 1.3 Vật liệu polyme nanocompozit 1.3.1 Khái niệm vật liệu polyme nanocompozit 1.3.2 Phân loại đặc điểm vật liệu polyme nanocompozit 1.3.2.1 Phân loại hạt nano 1.3.2.2 Đặc điểm vật liệu polyme nanocompozit 1.3.3 Ưu điểm vật liệu polyme nanocompozit 1.3.4 Phương pháp chế tạo 1.3.4.1 Phương pháp trộn hợp 1.3.4.2 Phương pháp sol – gel 2.2.4.3 Trùng hợp in-situ 1.4 Vật liệu polyme nanoclay compozit 1.4.1 Các loại vật liệu polyme nanoclay compozit 1.4.2 Tính chất polyme nanoclay compozit 1.4.2.1 Tính chất học cao 1.4.2.2 Khả chịu nhiệt chống cháy 1.4.2.3 Tính chất che chắn 1.4.2.4 Khả phân huỷ sinh học 1.4.2.5 Tính chất điện quang học 1.4.3 Công nghệ chế tạo vật liệu polyme - nanoclay compozit 1.4.3.1 Phương pháp trộn hợp 1.4.3.2 Phương pháp trùng hợp chỗ (in-situ) 1.4.3.3 Phương pháp bóc lớp - hấp phụ 1.4.3.4 Phương pháp tổng hợp khuôn 3 3 4 13 13 14 14 14 15 15 15 15 15 17 17 17 18 18 18 18 19 19 20 21 22 24 24 25 26 26 26 28 29 35 Bảng 3.19 Hệ số lão hóa nhiệt vật liệu compozit theo thời gian Vật liệu PC sở epoxy/sợi Vật liệu PC sở epoxy DER thủy tinh 331- nanoclay I28E/sợi thủy tinh Thời gian Hệ số lão Hệ số lão Hệ số lão Hệ số lão Hệ số lão Hệ số lão lão hóa hóa nhiệt hóa nhiệt hóa nhiệt hóa nhiệt hóa nhiệt hóa nhiệt (giờ) tính theo tính theo tính theo tính theo tính theo tính theo độ bền độ bền độ bền va độ bền độ bền độ bền va kéo uốn đập kéo uốn đập 24 0,989 0,985 0,983 0,996 0,994 0,992 48 0,972 0,973 0,971 9,986 0,987 0,976 96 0,956 0,967 0,964 0,984 0,979 0,972 192 0,953 0,945 0,935 0,977 0,964 0,959 384 0,920 0,887 0,894 0,949 0,915 0,925 768 0,867 0,866 0,837 0,892 0,888 0,868 Bảng 3.19 rằng, hệ số lão hóa nhiệt vật liệu compozit có sử dụng nanoclay I28E cao so với compozit không sử dụng nanoclay I28E Điều chứng tỏ có mặt nanoclay phân tán nhựa epoxy giúp cho vật liệu compozit sở hệ epoxy DER 331-nanoclay I28E gia cường sợi thủy tinh có khả chịu nhiệt tốt compozit sở epoxy DER 331 nguyên sinh gia cường sợi thủy tinh Từ kết cho thấy ảnh hưởng thời gian lão hóa nhiệt đến tính chất học vật liệu khác Độ bền va đập vật liệu giảm mạnh nhất, chênh lệch độ giảm tính chất uốn, tính chất kéo vật liệu không nhiều 116 KẾT LUẬN Bằng phương pháp khuấy học kết hợp rung siêu âm phân tán thành công nanoclay biến tính hữu vào nhựa epoxy Các cấu trúc nano hình thành từ nanoclay có hai dạng: - Cấu trúc xen kẽ - tách lớp với khoảng cách lớp đạt – nm; - Các tập hợp hạt với kích thước vài chục nanomet Nanoclay có ảnh hưởng tích cực đến tính chất học mài mòn hệ nhựa epoxy DER 331 đóng rắn MHHPA Trong khoảng hàm lượng xét (1- pkl), tính chất cao đạt hàm lượng nanoclay pkl Cụ thể là, so với hệ nhựa tương ứng nanoclay, hệ epoxy DER 331-nanoclay I28E có tính chất: - Cường độ ứng suất tới hạn KIC tăng 158%, đạt 1,7 MPa.m1/2; - Độ bền kéo tăng 36%, đạt 68,7 MPa; - Độ bền uốn tăng 72%, đạt 124,7 MPa; - Độ bền va đập tăng 76%, đạt 15,8 KJ/m2; - Độ bền nén tăng 50%, đạt 304,2 MPa; - Độ mài mòn giảm 50%, đạt 9,4 mg Ảnh hưởng tích cực cho chủ yếu hình thành cấu trúc nano dạng xen kẽ – bóc lớp nanoclay I28E epoxy DER 331 Kết nghiên cứu độ thẩm thấu hệ số khuếch tán số chất lỏng epoxy DER 331 đóng rắn MHHPA cho thấy, việc đưa nanoclay I28E vào làm tăng khả che chắn nhựa epoxy Hàm lượng clay tăng mức độ thẩm thấu hệ số khuếch tán giảm hàm lượng pkl nanoclay I28E Nguyên nhân tượng chủ yếu phần tử nanoclay dạng hạt epoxy, giảm mức độ thấm ướt chất lỏng hệ epoxy DER 331-nanoclay I28E Đã xác định so với nhựa epoxy ban đầu, hệ epoxy DER 331 -nanoclay I28E có khả bám dính với thủy tinh cao hẳn Cụ thể độ bền nhựa-sợi thủy tinh tăng 70% so với nhựa epoxy DER 331 ban đầu Đây yếu tố quan trọng để 117 tăng cường tính chất vật liệu compozit epoxy DER 331-sợi thủy tinh có sử dụng nanoclay I28E Đã xác định điều kiện chế tạo vật liệu nanocompozit epoxy DER 331nanoclay I28E gia cường sợi thủy tinh sau: - Hàm lượng I28E epoxy: pkl; - Tỷ lệ nền:Sợi thủy tinh 40/60 (w/w); - Chế độ gia công hai giai đoạn: + Giai đoạn 1: hỗn hợp epoxy DER 331/MHHPA/NMI tối ưu khảo sát phần 3.1.1 lăn ép tay khuôn chế tạo mẫu, sau đóng rắn sơ nhiệt độ 80oC thời gian 60 phút, trình không đặt áp lực ép + Giai đoạn 2: khuôn ép nâng nhiệt lên 110oC, áp lực ép nâng lên 90 kgf/cm2 chế độ trì thời gian 90 phút Vật liệu nanocompozit epoxy DER 331-nanoclay I28E gia cường sợi thủy tinh chế tạo có tính chất vượt trội so với compozit epoxy gia cường sợi thủy tinh thông thường tương ứng: - Độ bền va đập tăng 36,6%, đạt 94,1 kJ/m2; - Độ bền uốn tăng 28,9%, đạt 513,9 MPa; - Độ bền kéo tăng 37,7%, đạt 573,6 MPa; - Độ bền mỏi tăng xấp xỉ 2,2 lần, đạt 102.456 chu kỳ; - Độ bền dai tách lớp (GIC) tăng 1,7 lần, đạt 768,3 J/m2 Bên cạnh đó, khả chịu lão hóa nhiệt lão hóa môi trường chất lỏng xâm thực (nước, HCl 10%, NaOH 10%) vật liệu nanocompozit tăng đáng kể so với compozit nanoclay 118 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN Nguyễn Công Quyền, Bùi Chương (2013) Ứng dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm xác định chế độ tối ưu trình đóng rắn nhựa epoxy DER 331 anhydrit 4-metylhexahydrophtalic có mặt xúc tác 1-metylimidazol Tạp chí Khoa học công nghệ Môi trường Công an, số 42, 32-36 Nguyễn Công Quyền, Bùi Chương, Đoàn Thị Yến Oanh (2014) Nghiên cứu chế tạo vật liệu nanocompozit sở nhựa epoxy DER 331 nanoclay Phần Nghiên cứu chế độ phân tán nanoclay vào nhựa epoxy, ảnh hưởng hàm lượng nanoclay đến tính chất học vật liệu Tạp chí Hóa học, T52(1) 76-80 Nguyễn Công Quyền, Bùi Chương, Đoàn Thị Yến Oanh, Nguyễn Tiến Phong (2015) Nghiên cứu chế tạo vật liệu nanocompozit sở nhựa epoxy DER 331 nanoclay Phần Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng nanoclay đến tính chất vật liệu Tạp chí Hóa học, T53 (1) 112-116 Nguyễn Công Quyền, Bùi Chương, Đoàn Thị Yến Oanh, Nguyễn Khánh Quyên (2015) Ảnh hưởng nanoclay đến tính chất vật liệu polyme compozit sở nhựa epoxy DER 331 gia cường sợi thuỷ tinh Tạp chí Hóa học, T53(3), 385-398 Nguyen Cong Quyen, Doan Thi Yen Oanh, Nguyen Pham Duy Linh, Bui Chuong (2015) Investigation on effect of nanoclay on thermal, mechanical properties and liquid absorption of epoxy-clay nanocomposite Tạp chí Hóa học, T53 (5), 564-569 119 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Bạch Trọng Phúc, Đàm Mạnh Tuân (2007) Nghiên cứu chế tạo sơn lót chống ăn mòn chất lượng cao sở nhựa epoxy-cacdanol nanoclay 1.30E Tạp chí Hóa học, T.45 (5A), Tr 35-35, 40-44 [2] Bạch Trọng Phúc, Đàm Mạnh Tuân, Lê Xuân Quế (2007) Nghiên cứu chế tạo sơn lót chống ăn mòn chất lượng cao sở nhựa epoxy-cacdanil nanoclay1.3E Tạp chí Hóa học, T 45, tr.40-44 [3] Bùi Chương, Lê Hoài Anh, Trần Như Thọ, Hoàng Cao Huyên, Đỗ Văn Linh (2011) Nghiên cứu ảnh hưởng phương pháp phân tán nanoclay I30E nhựa epoxy đến tính chất học vật liệu Kỷ yếu Hội nghị Khoa học Công nghệ lần thứ 12, Phân ban vật liệu polyme, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh [4] Đỗ Quang Kháng (2013) Vật liệu Polyme, Quyển vật liệu polyme sở Nhà xuất Khoa học tự nhiên Công nghệ, Tr 145-150 [5] Đỗ Quang Kháng (2013) Vật liệu Polyme, Quyển vật liệu polyme tính cao Nhà xuất Khoa học tự nhiên Công nghệ, Tr 59-80 [6] Đỗ Quốc Mạnh, Trần Như Thọ, Hồ Ngọc Minh, Trần Ngọc Thanh (2010) Nghiên cứu chế tạo vật liệu compozit tiên tiến sở nhựa epoxy DER 324/MTHPA/DMP-30 gia cường sợi thuỷ tinh Tạp chí Hóa học, T 48 (5A), tr 133-139 [7] Lê Hoài Anh (2011) Nghiên cứu chế tạo vật liệu compozit epoxy đóng rắn anhydrit lỏng gia cường sợi Kevlar Luận án tiến sỹ Hóa học, Học viện Kỹ thuật Quân Bộ Quốc phòng [8] Lê Hoài Anh, Bùi Chương, Trần Như Thọ, Vũ Đình Khiêm, Đình Thị Liên (2010) Nghiên cứu hệ epoxy DER-331 đóng rắn metyltetra hydrophtalic anhydride (MTHPA) để chế tạo vật liệu compozit tiên tiến: Phần 2- Ảnh hưởng nanoclay đến đóng rắn hệ epoxy DER-331/MTHP/DMP Tạp chí Hóa học, T.48 (6), Tr 774-780 [9] Lê Hoài Anh, Bùi Chương, Trần Như Thọ, Vũ Đình Khiêm, Trần Viết Thuyền (2011) Nghiên cứu ảnh hưởng nanoclay đến số tính chất vật liệu compozit nhựa epoxy DER-331 gia cường vải Kevlar Tạp chí KHCNQS, số 13, Tr 116-120 [10] Lê Minh Đức, Mai Thị Phương Chi, Vũ Quốc Trung (2013) Chế tạo khảo sát 120 tính chất nanocompozit clay-epoxy Tạp chí Hóa học, T51(1), tr 66-70 [11] Phạm Thị Hà Thanh, Ngô Kế Thế (2011) Khảo sát khả gia cường sét hữu điều chế Bentonite đến số tính chất màng phủ epoxy Tạp chí Hóa học, T.49(2A), Tr 613-618 [12] Tô Xuân Hằng, Phạm Gia Vũ, Trịnh Anh Trúc (2009) Biến tính Clay ức chế ăn mòn gốc Benzothiol chế tạo lớp phủ bảo vệ epoxy clay nanocompozit Tạp chí Hóa học, T47 (4A), Tr 507-511 [13] Trần Vĩnh Diệu, Nguyễn Thị Thủy, Trần Kim Dung, Đàm Hoàng Anh (2007) Ảnh hưởng vật liệu nanoplyme compozit sở vinyleste epoxy dian Tạp chí hóa học, T.45 (5A), Tr 29-32 [14] Trần Vĩnh Diệu, Phan Thị Minh Ngọc, Nguyễn Văn Huynh, Vũ Xuân Bắc (2007) Nghiên cứu chế tạo vật liệu nanocompozit sở nhựa epoxy mạch vòng no nanoclay cloisite 20A Tạp chí Hóa học, 45(5A), 1-6 [15] Trần Vĩnh Diệu, Phan Thị Minh Ngọc, Nguyễn Văn Huynh, Vũ Xuân Bắc (2007) Nghiên cứu chế tạo vật liệu nanocompozit sở nhựa epoxy mạch vòng no nanoclay cloisite 20A Tạp chí Hóa học, 45(5A), - 11 [16] Thái Hoàng, Nguyễn Thu Hà (2012) Vật liệu nanocompozit khoáng sét nhựa nhiệt dẻo Nhà xuất Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Tr 85-121 [17] Vũ Minh Hoàng (2009) Nghiên cứu phản ứng khâu mạch số hệ đóng rắn biến tính sở nhựa epoxy biến tính dầu thực vật Luận án tiến sỹ Hóa học, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Tiếng Anh [18] Adriana N Mauri, Carmen C Riccardi, Roberto J J Williams (2001) Epoxy networks based on solutions of silsesquioxanes functionalized with 3-glycidoxypropyl groups in diglycidylether of Bisphenol A (DGEBA) Polymer Bulletin, 45, pp 523-530 [19] Aidah Jumahata, Costas Soutisb, Jamaluddin Mahmuda, Nurulnatisya Ahmad (2012) Compressive properties of nanoclay/epoxy nanocomposites Procedia Engineering, 41, pp.1607 – 1613 [20] Alexandre Michael, Dubois Philippe (2000) Polymer- layered silicate nanocomposites: 121 preparation, properties and uses of a new class of materials Materials Science and Engineering, 28, pp 1-63 [21] Alyssa Downing - Perrault (2005) Polymer Nanocomposites are the future University of Wisconsin – Stout [22] Asif Abdul Azeez, Kyong Yop Rhee, Soo Jin Park, David Hui (2012) Epoxy clay nanocomposites – processing, properties and applications: A review Composites: Part B [23] B Akbari, R Bagheri (2007) Deformation mechanism of epoxy/clay nanocomposite Macromolecular Nanotechnology, European Polymer Journal, 43, pp 782–788 [24] H Alamri, I M Low (2013) Effect of water absorption on the mechanical properties of nanoclay filled recycled cellulose fibre reinforced epoxy hybrid nanocomposites Composites: Part A, 44, pp 23–31 [25] B Alexandre, D Langevin, P Médéric, T Aubry, H Couderc, Q.T Nguyen, A Saiter a, S Marais (2009) Water barrier properties of polyamide 12/montmorillonite nanocomposite membranes: Structure and volume fraction effects Journal of Membrane Science, 328, pp 186–204 [26] Cevdet Kaynak, G Ipek Nakas, Nihat Ali Isitman (2009) Mechanical properties, flammability and char morphology of epoxy resin/montmorillonite nanocomposites Applied Clay Science, 46, pp 319–324 [27] Bharadwaj, R K Mehrabi, A R Hamilton, C Trujillo, C Murga, M.F and Chavira A (2002) Structure - property relationships in cross-linked polyester - clay nanocomposites Polymer, 43, pp 3699-3705 [28] K A Carrado, L Q Xu (1998) In-situ synthesis of polymer/clay nanocomposites from silicate gels Chemistry Materials,10, pp 1440-1445 [29] Chun-ki Lam, Kin-tak Lau, Hoi-yan Cheung, Hang-yin Ling (2005) Effect of ultrasound sonication in nanoclay clusters of nanoclay/epoxy composites Materials Letters, 59 (1), pp 369–1372 [30] Chun-Ki Lama, Hoi-yan Cheunga, Kin-tak Laua, Li-min Zhoua, Man-wai Hob, David Hui (2005) Cluster size effect in hardness of nanoclay/epoxy composites Composites: Part B, 36, pp 263–269 122 [31] Chenggang Chen, Alexander B Morgan (2009) Mild processing and characterization of silica epoxy hybrid nanocomposite Polymer, 50, pp 6265–6273 [32] Chung-Feng Dai, Pei-Ru Li, Jui-Ming Yeh (2008) Comparative studies for the effect of intercalating agent on the physical properties of epoxy resin-clay based nanocomposite materials European Polymer Journal, 44, pp 2439–2447 [33] Chian Wei and Timm Delmar C (2004) Kinetic Reaction Analysis of an Anhydride-Cured Thermoplastic Epoxy:PGE/NMA/BDMA Macromolecules, 37, pp 8091-8097 [34] Chowdhury, F H Hosur, M.V Jeelani, S (2006) Studies on the flexural and thermomechanical properties of woven carbon/nanoclay-epoxy laminates Material Science and Engineering A, 421 (2), pp 298-306 [35] Dai Feng, Xu Yahong, Zheng Yaping, YI XiaoSu (2005) Study on Morphology and Mechanical Properties of Highfunctional Epoxy Based Clay Nanocomposites Chinese Journal of Aeronautics,18 (3), pp 933- 936 [36] J A M Ferreira, L.P Borrego, J D M Costa, C Capela (2013) Fatigue behavior of nanoclay reinforced epoxy resin composites Composites: Part B, 52, pp 286-291 [37] Gautam Das, Niranjan Karak (2010) Thermostable and flame retardant Mesua ferrea L seed oil based on-halogenated epoxy resin/clay nanocomposite Progress in Organic Coatings, 69, pp 495–503 [38] Gautam Das, Niranjan Karak (2009) Vegetable oil-based flame retardant epoxy/clay nanocomposites Polymer Degradation and Stability, 94, pp 1948–1954 [39] Ghaemy M and Riahy M H (1996) Kinetics of Anhydride and Polyaminde Curing of Bisphenol A - Based Diglycidyl Ether Using DSC Euro Polymer Journal, 32 (10), pp 1207-1212 [40] Goldstein A, Hirai K (1994) Solid dispersion curing agents for epoxies Adhesive, 37 (11), pp 50-54 [41] Ganczakowski, H L and Beaumont, P W R (1989) The Behaviour of Kevlar Fibre - Epoxy Laminates under Static and Fatigue Loadings Part I - Experimental Composites Science and Technology, 36, pp 299-319 123 [42] Fatma Djouani, Frederic Herbst, Mohamed M Chehimi, Karim Benzarti (2011) Synthesis, characterization and reinforcing properties of novel, reactive clay/poly (glycidyl methacrylate) nanocomposites Construction and Building Materials, 25, pp 424–431 [43] Han Xiaozu, LiShaoyingand Zhang Qingyu (1990) Study on the epoxy resin toughened by Hydroxy-Terminated Butadiene Acrylonitrile Copolymer Chinese Journal of Polymer Science, (4), pp 335-341 [44] H Alamri, I M Low (2012) Effect of water absorption on the mechanical properties of nano-filler reinforced epoxy nanocomposites Materials and Design, 42, pp 214–222 [45] D.Z Chen, P.S He, L.J Pan (2003) Cure kinetics of epoxy-based nanocomposites analyzed by Avrami theory of phase change Polymer Testing, 22, pp 689–697 [46] Ke Wang, Ling Chen, Jingshen Wu, Mei Ling Toh, Chaobi He, Albert F.Yee (2005) Epoxy nanocomposites with highly exfoliated clay Mechanical properties and Fracture Mechanism, Macromolecules, 38, pp 788-800 [47] Kung-Chin Chang, Shih-Ting Chen, Hui-Fen Lin, Chang-Yu Lin, Hsin-Hua Huang, Jui-Ming Yeh, Yuan-Hsiang Yu (2008) Effect of clay on the corrosion protection efficiency of PMMA/Na+ - MMT clay nanocomposite coatings evaluated by electrochemical measurements Macromolecular Nanotechnology, European Polymer Journal, 44, pp.13–23 [48] Kung-Chin Chang, Guang-Way Jang, Chih-Wei Peng, Chang-Yu Lin, Jen-Chyuan Shieh, Jui-Ming Yeh, Jen-Chang Yang, Wen-Tyng Li (2007) Comparatively electrochemical studies at different operational temperatures for the effect of nanoclay platelets on the anticorrosion efficiency of DBSA-doped polyaniline/Na+– MMT clay nanocomposite coatings Electrochimica Acta, 52, pp 5191–5200 [49] Kornmann Xavier (2000) Synthesis and Characterisation of Thermoset - Clay Nanocomposites Internet site of Lulea University Sweden, Division of Polymer Engineering [50] Kwa Teik Lim (2006) Novel on-line True Stress-Strain - Electrical Conductivity, Uniaxial tensile stretching system and its Utility on Electrically Conductive 124 Polylactic Acid (PLA) Nanocomposites The Degree Master of Science [51] N Sheng, M.C Boyce, D.M Parks, G.C Rutledege, J.I Abes, R.E Cohen (2004) Multiscale micromechanical modeling of polymer/clay nanocompocites and the effective clay particle Polymer, 45, pp 487-506 [52] Iqbal Kosar, Khan Shafi-Ullah, Munir Arshad and Kim Jang-Kyo (2009) Impact damage resistance of CFRP with nanoclay-filled epoxy matrix Composites Science and Technology, 69, pp 1949-1957 [53] Lu Hai-jun, Liang Guo-Zheng, Ma Xiao-yan, Zhang Bao-yan and Chen Xiang-bao (2004) Epoxy/clay nanocomposites: further exfoliation of newly modified clay induced by shearing force of ball milling Polymer International, 53 (10), pp 1545-1553 [54] Jang-Kyo Kim, Chugang Hu, Ricky S.C Woo, Man-Lung Sham (2005) Moisture barrier characteristics of organoclay–epoxy nanocomposites Composites Science and Technology, 65, pp 805–813 [55] Jinwei Wang, Shuchao Qin (2007) Study on the thermal and mechanical properties of epoxy–nanoclay composites: The effect of ultrasonic stirring time Materials Letters, 61, pp 4222–4224 [56] Jong Hyun Park, Sadhan C Jana (2003) The relationship between nano- and micro-structures and mechanical properties in PMMA–epoxy–nanoclay composites Polymer, 44, pp 2091–2100 [57] Jyi-Jiin Luo, Isaac M Daniel (2003) Characterization and modeling of mechanical behavior of polymer/clay nanocomposites Compos Sci Technol, 63, pp 1607-16 [58] Lee S R, Park H.M, Lim H L, Kang T, Li X, Cho W J, and Ha C S (2002) Microstructure, tensile properties, and biodegradability of aliphatic polyester/clay nanocomposites, Polymer, 43, pp 2495-2500 [59] Lei Wang, Ke Wang, Ling Chen, Yongwei Zhang, Chaobin He (2006) Preparation, morphology and thermal/mechanical properties of epoxy/nanoclay composite Composites: Part A, 37, pp 1890–1896 [60] Hwan-Man Park (2003) Mechanism of exfoliation of nanoclay particles in epoxyclay nanocomposites, Macromolecules, 36 (8), pp 2758-2768 125 [61] T P Mohan, M Ramesh Kumar, R Velmurugan (2006) Thermal, mechanical and vibration characteristics of epoxy-clay nanocomposites J Mater Sci, 41, pp 5915–5925 [62] T P Mohan, K Kanny (2011) Water barrier properties of nanoclay filled sisal fibre reinforced epoxy composites Composites: Part A, 42, pp 385–393 [63] Kosar Iqbal, Shafi-Ullah Khan, Arshad Munir, Jang-Kyo Kim(2009) Impact damage resistance of CFRP with nanoclay-filled epoxy matrix Composites Science and Technology, 69, pp 1949–1957 [64] Mo-lin Chan, Kin-tak Lau, Tsun-tat Wong, Mei-po Ho, David Hui (2011) Mechanism of reinforcement in a nanoclay/polymer composite Composites: Part B, 42, pp 1708–1712 [65] J.A.M Ferreira, L.P Borrego, J.D.M Costa, C Capela (2013) Fatigue behaviour of nanoclay reinforced epoxy resin composites Composites: Part B, 52, pp 286–291 [66] T Glaskova, A Aniskevich (2009) Moisture absorption by epoxy/montmorillonite nanocomposite Composites Science and Technology, 69, pp 2711–2715 [67] S.R Ha a, S.H Ryu b, S.J Park c, K.Y Rhee (2007) Effect of clay surface modification and concentration on the tensile performance of clay/epoxy nanocomposites Materials Science and Engineering A, 448, pp 264–268 [68] Oh Jin-Kyoung (2009) Synthesis and Adhesion Performance of Polyacrylate-clay Pressure-sensitive Adhesive as nanocomposite by in-situ polymerization A Thesis for the Degree of Master [69] M Nematollahi, M Heidarian, M Peikari , S.M Kassiriha, N Arianpouya, M Esmaeilpour (2010) Comparison between the effect of nanoglass flake and montmorillonite organoclay on corrosion performance of epoxy coating Corrosion Science, 52, pp 1809–1817 [70] M R Bagherzadeh, F Mahdavi (2007) Preparation of epoxy–clay nanocomposite and investigation on its anti-corrosive behavior in epoxy coating Progress in Organic Coatings, 60, pp 117–120 [71] M.Somaiah Chowdary and M.S.R Niranjan Kumar (2015) Effect of Nanoclay on the Mechanical properties of Polyester and S-Glass Fiber (Al) International Journal of Advanced Science and Technology, 74, pp.35-42 126 [72] Nanocor, Inc Technical Data Sheets [73] Marks Maurice J, Pham Ha Q (2005) Epoxy Resins Wiley-VCH Verlag GmbH & Co [74] Manfredi LB, De Santis H, Vázquez A (2008) Influence of the addition of montmorillonite to the matrix of unidirectional glass fibre/epoxy composites on their mechanical and water absorption properties Compos Part A: Appl Sci Manuf, 39 (11), pp.1726–31 [75] M S Bhatnagar (1996) Epoxy resins Overview The Polymeric Materials Encyclopedia © CRC Press, Inc [76] Louis A Pilato, Michael J Michno (1994) Advanced composites materials Springer - Verlag Berlin Heidelberg [77] May C.A (1988) Epoxy resins - Chemistry and Technology Marcel Dekker, Inc, USA [78] Montserrat S, Andreu G Cortes, P Calventus Y Colomer P, Hutchinson J M, and Maiek J (1996) Addition of a reactive diluent to a catalyzed epoxy-Anhydride system Influence on the Cure Kinetics Journal of Applied Polymer Science, 61, pp 1663-1674 [79] Man-Wai Ho, Chun-Ki Lam, Kin-tak Lau, Dickon H.L Ng, David Hui (2006) Mechanical properties of epoxy-based composites using nanoclays, Composite Structures, 75, pp 415–421 [80] Nikhil Gupta, Tien Chi Lin, Michael Shapiro (2007) Clay-epoxy nanocomposites Processing and Properties JOM, 3, pp 61-65 [81] Paul S (1986) Surface coatings - Science and Technology John Willey and Son, Ltd, pp 248-259 [82] Park Hwan-Man, Li Xiucuo, Jin Chang-Zhu, Park Chan-Young, Cho Won-Jei, Ha Chang-Sik (2002) Preparation and Properties of Biodegradable Thermoplastic Starch/Clay Hybrids Macromol Mater Eng, 287, pp 553-558 [83] Potter W.G (1970) Epoxide resins London Iliffe books [84] Peters S.T (1998) Handbook of composites Chapman & Hall, Second edition [85] Piggott M.R (1991) Interfaces in composites Elsevier Applied science, London and New York [86] Park W.H, Lee J.K (1998) A Study on Isothermal Cure behavior of an Epoxy – rich/Anhydride, System by Differential Scanning Callorimetry J Appl Polym Sci., 67 127 (6), pp 1101-1108 [87] Park W.H, Lee J.K, Won K.J (1996) Cure behavior of an Epoxy - anhydride imidazole System Polymer Journal, 28 (5), pp 407- 441 [88] Punchaipetch Prakaipetch (2000), Epoxy + Liquid Crystalline Epoxy Coreacted Networks The Degree of Doctor of Philosophy [89] Quang T Nguyen, Donald G Baird (2006) Preparation of polymer-clay nanocomposites and their properties Advances in Polym Technology, 25 (4) pp 270-285 [90] Shafi Ullah Khan, Arshad Murir, Rizwan Hussain, Jang-Kyo Kim (2010) Fatigue damage behavior of Carbon fiber reinforced epoxy composites containing nanoclay, Composites Sci and Technology, 7, pp 2077-2085 [91] Dr P K Palani, M.Nanda kumar (2013) Analysis of mechanical properties of chopped strand mat Eglass fiber epoxy resin nanoclay composites The International Journal of Engineering and Science (Ijes), 2, Issue 2, pp 185-189 [92] Sung Rok Ha, Kyong Yop Rhee, Hee Cheul Kim, Jeong Tai Kim (2008) Fracture performance of clay/epoxy nanocomposites with clay surface-modified using 3aminopropyltriethoxysilane Colloids and Surfaces A: Physicochem Eng Aspects 313–314, pp 112–115 [93] Http://vi.wikipedia.org/wiki/Nanoclay [94] M.V Hosur, A A Mohammed, S Zainuddin, S Jeelani (2008) Processing of nanoclay filled sandwich composites and their response to low-velocity impact loading Compos Struct, 82, pp 101-16 [95] Rocks Jens (2004) Characterization of Novel Co - Anhydride cured Epoxy Resins The degree of Doctor of Philosophy in the Queensland University of Technology (QUT) [96] Roberta Peila, J C Seferis, T Karaki and G Parker (2009) effects of nanoclay on the thermal and rheolgical properties of a vartm (vacuum assisted resin transfer molding) epoxy resin Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 96 (2), pp 587–592 [97] T Sakthivel and S Balasivanandha Prabu (2008) Influence of Addition of nanoclay on the mechanical Behavior of polymer nanocomposite, 61(2-3), pp 73-76 128 [98] Tang Yong, Hu Yuan, Wang Shaofeng, Gui Zhou, Chen Zuyao and Fan Weicheng (2003) Preparation of polypropylene/layered nanocomposite by melt intercalation from pris-tine montmorillonite Polymer for Advanced Technologies, 10 (14), pp 733-737 [99] S.R Ha, S.H Ryu, D.J Park, K.Y Rhee (2007) Effect of clay surface modification anh concentration on the tensile performance of clay/epoxy nanocomposites Materials Science anh Engineering A, 448, pp 264-268 [100] Tanrattanakul Varapom and Tiaw Kaew Sae (2005) Comparision or microwave and thermal cure of epoxy - anhydride resins: Mechanical properties and dynamic characteristics Journal of Applied Polymer Science, 97, pp 1442-1461 [101] Tanaka et al (2010) Epoxy resin curing agent produced by heating anhydride and polyester in presence of hydrogen and hydrogenation catalyst US Patent 7790812 B2 [102] Xidas Panagiotis I and Triantafyllidis Kostas S (2010) Effect of the type of alkylammonium ion clay modifier on the structure and thermal/mechanical properties of glassy and rubbery epoxy - clay nanocomposites European Polymer Journal, 46 (3), pp 404-417 [103] Tetto J.A., Steeves D.M., Welsh E.A., Powell BE (1999) Biodegradable poly (1caprolactone)/clay nanocomposites ANTEC, 99, pp 1628-1632 [104] Zou S W Hua, Shen Jian (2008) Polymer/silica nanocomposites: Preparation, characterization, properties, and applications Chem Rev, 108, pp 3893-3957 [105] Zeng Q.H, Yu A.B, Lu G.Q (Max), Paul D.R (2005) Clay-based Polymer Nanocomposites: Reseach and Commerical Development Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 5, pp 1574-1592 [106] Yasmin.A, Luo J J, Abot J L, Danied I M (2006) Mechanical and thermal behavior of clay/epoxy nanocomposites Composites Science and Technology, 66, pp 2415-2422 [107] Wang Jinwei and Qin Shuchao (2007) Study on the thermal and mechanical properties of epoxy-nanoclay composites: The effect of ultrasonic stirring time Materials Letters, 61 (19), pp 4222-4224 [108] Ying-Nan Chan, Tzong-Yuan Juang, Yi-Lin Liao, Shenghong A Dai, Jiang-Jen Lin (2008) Preparation of clay/epoxy nanocomposites by layered-double-hydroxide 129 initiated self-polymerization Polymer, 49, pp 4796–4801 [109] Stone F W, Stratta J J, Mark H F, Gaylord N G and Bikales N M (1966) Ecyclopedia of Polymer Science and Technology Interscience, New York, 6, pp 103-145 [110] Wang H, Hoa S V, Adams P M Wood (2006) New method for the synthesis of clay/epoxy nanocomposites Journal of Applied Polymer Science100 (6), pp 4286-4296 [111] Porter D, Metcalfe E, Thomas M.J.K (2000) Nanocomposite Fire Retardants A review, Fire Mater 24, pp 45-52 [112] W S Chow (2007) Water absorption of epoxy/glass fiber/organomontmorillonite nanocomposites, Express Polymer Letters, (2), pp 104–108 [113] Shivraj Puggal, Sumit Mahajan, Novepreet Dhall (2014) A study on glass fieber reinforced polymer-clay nanocomposites with sandwich structure, International Journal of Research in Engineering and Technology, 3, pp 194-198 [114] A.Thiagarajan, K.Kaviarasan, R Vigneshwaran, K.M Venkatraman (2014) The nano clay influence on mechanical properties of mixed glass fibre polymer composites Int.J Chem Tech Res, (3), pp 1840-1843 [115] Standard test method for moisture absorption properties and equilibrium conditioning of polymer matrix composite materials Designation: D 5229/D 5229M – 92 (2004) ASTM International, 100 Barr Harbor Drive, PO Box C700, West Conshohocken, PA 19428-2959, United States 130 [...]... vi nha epoxy [7,13,14] Tuy nhiờn, cn phi nghiờn cu mt cỏch h thng v nõng cao kh nng ng dng vo thc tin ca vt liu nanocompozit trờn c s epoxy- nanoclay Do ú ti Nghiờn cu, ch to vt liu compozit trờn c s nha epoxy gia cng bng si thy tinh v nanoclay c thc hin vi mc tiờu: 1 Lm rừ nh hng ca nanoclay n tớnh cht ca nha nn epoxy v tng tỏc epoxy- clay si thy tinh 2 Ch to vt liu compozit nn epoxy- nanoclay gia cng... thm nc ca nanocompozit epoxy- nanoclay gim mnh [47] H epoxy- nanoclay khi c s dng nh nn cho compozit ct si cho thy nanoclay cú nh hng tớch cc n tớnh cht FRP Compozit epoxy- nanoclay gia cng si cacbon cú bn mi cao hn h compozit ct si nn epoxy nguyờn sinh ti 74% [97] bn nộn ca compozit epoxy- nanoclay gia cng si cacbon cng c tng lờn khi s dng nn l h epoxynanoclay do c ch phỏ hy chuyn t giũn sang tỏch lp do... liu compozit 3.3.2.1 nh hng ca nanoclay n bn liờn kt si nha 3.3.2.2 nh hng ca nanoclay n kh nng chng tỏch lp compozit epoxysi thy tinh 3.3.2.3 nh hng ca nanoclay n bn c hc ca vt liu compozit 3.3.2.4 nh hng ca nanoclay n bn va p ca vt liu compozit 3.3.2.5 nh hng ca nanoclay n bn mi ca vt liu compozit 3.3.3 nh hng ca nanoclay n kh nng chu mụi trng cht lng ca vt liu compozit 3.3.3.1 nh hng ca nanoclay. .. epoxy- nanoclay gia cng si thu tinh Ni dung nghiờn cu ca lun ỏn: 1 Nghiờn cu ch to h vt liu nn epoxy v nanoclay 2 Nghiờn cu cỏc tớnh cht h epoxy- nanoclay úng rn bng MHHPA 3 Ch to vt liu compozit t vt liu nn epoxy v si thy tinh 4 Kho sỏt cỏc tớnh cht ca compozit trờn c s epoxy DERR 331 -nanoclay I28E gia cng bng si thy tinh í ngha khoa hc, thc tin: Lun ỏn gúp phn lm rừ nh hng ca nanoclay I28E n s ci thin... ca h nha nn epoxy DER 331 úng rn núng bng MHHPA Trờn c s ú ó ch to c vt liu compozit nn epoxynanoclay gia cng bng si thy tinh vi cỏc tớnh cht c hc, bn mụi trng vt tri so vi vt liu compozit epoxy - si thy tinh úng gúp mi ca lun ỏn: - ó lm sỏng t nh hng tớch cc ca nanoclay I28E n tớnh cht c hc ca nha nn epoxy DER 331- nanoclay I28E - Da trờn kt qu nghiờn cu v bỏm dớnh si thy tinh nha nn epoxy DER 331... ca Al3+ cho Mg2+ tm bỏt din m gia cỏc lp nanoclay cú in tớch õm Cỏc in tớch õm ny c trung hũa bi cỏc cation nh Ca2+ v Na+ gia cỏc lp nanoclay Ngoi ra, do nanoclay cú tớnh a nc cao nờn gia cỏc lp nanoclay thng cú cỏc phõn t nc Cỏc lp nanoclay c liờn kt vi nhau bng lc Van der Waals Khong cỏch gia hai lp clay bng tng di ca chiu dy mt lp nanoclay vi khong cỏch gia hai lp nanoclay v c gi l khong cỏch c... trong ú cú nanoclay [80] Nanoclay l mt loi ph gia c s dng rng rói ch to vt liu polymenanocompozit [80,89] Nh kh nng em li s ci thin nhiu tớnh cht vi hm lng nh, vt liu nanocompozit cha nanoclay c s dng rng rói v th phn ca nú vn tip tc tng lờn [79] Vic a nanoclay vo epoxy lm ci thin nhiu tớnh cht ca vt liu ny Chng hn bn dai hoc dai phỏ hy tng rừ rt [46,60] Mc thm nc ca nanocompozit epoxy- nanoclay gim... hng nanoclay n ca tớnh cht c nhit ng ca vt liu 3.3 Ch to v tớnh cht vt liu compozit epoxy DER 331 - nanoclay I28E gia cng si thy tinh 3.3.1 nh hng ca cụng ngh ch to n tớnh cht c hc ca vt liu compozit 3.3.1.1 nh hng ca ch ộp n tớnh cht c hc ca vt liu compozit 3.3.1.2 nh hng ca t l si nha n tớnh cht c hc ca vt liu compozit 3.3.1.3 nh hng ca ỏp lc ộp n tớnh cht c hc ca vt liu compozit 3.3.2 nh hng ca nanoclay. .. nn epoxy DER 331 cú v khụng cú nanoclay I28E v kh nng chng li s phỏt trin ca vt nt ca nanoclay trong h vt liu nanoclay epoxy compozit ó gii thớch mt cỏch hp lý s vt tri tớnh cht c hc ca h vt liu trờn so vi h vt liu khụng cú nanoclay 2 CHNG 1: TNG QUAN 1.1 Nha epoxy 1.1.1 Cu to Nha epoxy l mt loi polyete m trờn mch cú cỏc nhúm "epoxy" cui mch Cụng thc cu to chung ca nha epoxy l: CH2 CH CH2 OROCH2CHCH2... 3.1 Ch to vt liu epoxy- nanoclay 3.1.1 Nghiờn cu h epoxy - anhydrit 4metylhexahydrophtalic 3.1.1.1 nh hng ca thi gian v nhit phn ng mc úng rn ca nha epoxy 3.1.1.2 nh hng ca hm lng anhydrit 4metylhexahydrophtalic, xỳc tỏc 1-metylimidazol n mc úng rn ca nha epoxy 3.1.2 Phõn tỏn nanoclay I28E vo nha epoxy DER 331 3.1.2.1 nh hng ca phng phỏp phõn tỏn 3.1.2.2 Nghiờn cu hỡnh thỏi cu trỳc ca nanoclay khi phõn ... thm nc ca nanocompozit epoxy- nanoclay gim mnh [47] H epoxy- nanoclay c s dng nh nn cho compozit ct si cho thy nanoclay cú nh hng tớch cc n tớnh cht FRP Compozit epoxy- nanoclay gia cng si cacbon... cht ca nha nn epoxy v tng tỏc epoxy- clay si thy tinh Ch to vt liu compozit nn epoxy- nanoclay gia cng si thu tinh Ni dung nghiờn cu ca lun ỏn: Nghiờn cu ch to h vt liu nn epoxy v nanoclay Nghiờn... tớnh cht h epoxy- nanoclay úng rn bng MHHPA Ch to vt liu compozit t vt liu nn epoxy v si thy tinh Kho sỏt cỏc tớnh cht ca compozit trờn c s epoxy DERR 331 -nanoclay I28E gia cng bng si thy tinh í ngha