BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VŨ HỮU HƯNG
NGHIÊN CỨU NÂNG CAO TÍNH CHẤT NHỰA EPOXY DIAN
GELR 128 BẰNG SẢN PHẨM EPOXY HÓA DẦU THỰC VẬT
VÀ PHỤ GIA ỐNG NANO CACBON
Ngành: Kỹ thuật Hóa học
Mã số: 9520301
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÓA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS Bạch Trọng Phúc
Hà Nội – 2022
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan những kết quả thực nghiệm được trình bày trong luận án là do
tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn khoa học. Các số liệu, kết
quả trình bày trong luận án được thực hiện tại Trung tâm Nghiên cứu Vật liệu Polyme
- Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội và chưa được công bố trong bất kỳ công trình
nào của các nhóm nghiên cứu khác.
Hà Nội, ngày…….tháng……năm…….
Giáo viên hướng dẫn
PGS.TS Bạch Trọng Phúc
Nghiên cứu sinh
Vũ Hữu Hưng
LỜI CẢM ƠN
Với lòng biết ơn sâu sắc và chân thành tác giả xin gửi lời cảm ơn tới PGS.TS Bạch
Trọng Phúc đã hướng dẫn, giúp đỡ tận tình và động viên thực hiện thành công luận án
tiến sĩ này.
Tác giả xin trân trọng cảm ơn tới Ban Lãnh đạo Tổng cục Hậu cần – Kỹ thuật, Ban
Lãnh đạo Viện Kỹ thuật Hóa học, Sinh học và Tài liệu Nghiệp vụ và các bạn đồng
nghiệp trong cơ quan Tổng cục Hậu cần – Kỹ thuật, Bộ Công an đã luôn ủng hộ và tạo
mọi điều kiện thuận lợi cho tác giả trong thời gian đi học và hoàn thành luận án.
Xin cảm ơn rất nhiều tới Ban Lãnh đạo Trung tâm và các anh, các chị, các bạn
sinh viên tại Trung tâm Nghiên cứu Vật liệu Polyme Compozit và Trường Đại học
Bách Khoa Hà Nội đã chia sẻ những khó khăn và hỗ trợ tác giả trong suốt quá trình
thực hiện công trình khoa học này.
Cuối cùng, tác giả xin gửi lời biết ơn sâu sắc tới bố mẹ, gia đình đã luôn ở bên
cạnh, cảm thông, chia sẻ và khuyến khích rất nhiều về công việc, tinh thần để tác giả
tự tin thực hiện tốt luận án tiến sĩ.
Tác giả luận án
Vũ Hữu Hưng
MỤC LỤC
Trang
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
DANH MỤC CÁC HÌNH
MỞ ĐẦU
1
Chương 1. TỔNG QUAN
4
1.1. Vật liệu polyme nanocompozit
4
1.2. Nhựa nền epoxy dian
5
1.2.1. Phản ứng tổng hợp nhựa epoxy dian
5
1.2.2. Tính chất của nhựa epoxy dian
7
1.2.3. Các chất đóng rắn và cơ chế đóng rắn nhựa epoxy
8
1.2.4. Ứng dụng của nhựa epoxy dian
12
1.3. Dầu thực vật epoxy hóa
12
1.3.1. Dầu thực vật
12
1.3.2. Thành phần, cấu tạo dầu hướng dương
15
1.3.3. Thành phần, cấu tạo dầu hạt cải
17
1.3.4. Thành phần, cấu tạo dầu thầu dầu
18
1.3.5. Phương pháp epoxy hóa dầu thực vật
19
1.4. Ống nano cacbon (CNT)
23
1.4.1. Cấu trúc của ống nano cacbon
23
1.4.2. Tính chất của ống nano cacbon
23
1.4.3. Các phương pháp chế tạo CNT
25
1.4.4. Ứng dụng của ống nano cacbon
27
1.5. Các phương pháp nâng cao độ bền dai và độ bền cơ học của vật liệu epoxy
27
1.6. Tình hình nghiên cứu cải thiện tính chất nhựa epoxy bằng dầu thực vật
epoxy hóa và phụ gia ống nano cacbon trong và ngoài nước
28
1.6.1. Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài
28
1.6.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
31
Chương 2. THỰC NGHIỆM
33
2.1. Nguyên liệu, hóa chất thí nghiệm
33
2.1.1. Dầu thực vật
33
ii
2.1.2. Nhựa nền epoxy dian GELR 128
33
2.1.3. Ống nano cacbon
33
2.1.4. Các chất đóng rắn
33
2.1.5. Các hóa chất khác
34
2.2. Các phương pháp thực nghiệm
34
2.2.1. Phương pháp xác định đặc tính ban đầu của nguyên vật liệu
34
2.2.1.1. Phương pháp xác định chỉ số axit của dầu thực vật
34
2.2.1.2. Phương pháp xác định chỉ số Iot của dầu thực vật
35
2.2.1.3. Phương pháp xác định tỷ trọng của dầu thực vật
36
2.2.1.4. Phương pháp xác định độ nhớt của dầu thực vật
36
2.2.1.5. Phương pháp sắc ký khí phổ khối GC – MS
36
2.2.2. Phương pháp epoxy hóa dầu thực vật
36
2.2.3. Phương pháp tạo vật liệu blend epoxy dian/dầu thực vật epoxy hóa
37
2.2.4. Phương pháp chế tạo vật liệu polyme- nanocompozit
38
2.2.5. Các phương pháp xác định độ bền cơ học của vật liệu polyme
compozit
39
2.2.5.1. Phương pháp xác định độ bền kéo
39
2.2.5.2. Phương pháp xác định độ bền uốn
39
2.2.5.3. Phương pháp xác định độ bền va đập Izod
40
2.2.5.4. Phương pháp đo độ bền dai phá hủy KIC
41
2.2.6. Phương pháp phân tích cấu trúc và tính chất của vật liệu
42
2.2.6.1. Phương pháp xác định hình thái cấu trúc của vật liệu
42
2.2.6.2. Phân tích nhiệt trọng lượng TGA
42
2.2.6.3. Phân tích phổ hồng ngoại FTIR
42
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
43
3.1. Khảo sát quá trình epoxy hóa dầu thực vật
43
3.1.1. Khảo sát các đặc tính của dầu thực vật
43
3.1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình epoxy hóa dầu thực vật
45
3.1.2.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ
46
3.1.2.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ H2O2
55
3.1.2.3. Ảnh hưởng của tốc độ khuấy
57