intTypePromotion=1
ADSENSE

Nghiên cứu chế tạo vật liệu polyme compozit trên cơ sở nhựa epoxy DER331 gia cường bằng soi lai tạo thủy tinh - kevlar theo cấu trúc các lớp xen kẽ

Chia sẻ: Lê Thị Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:4

92
lượt xem
15
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong công trình này, đã tiến hành nghiên cứu phản ứng đóng rắn nhựa epoxy DER331 bằng các chất đóng rắn NPV 99, VER và ứng dụng cho vật liệu polyme compozit lai tạo.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu chế tạo vật liệu polyme compozit trên cơ sở nhựa epoxy DER331 gia cường bằng soi lai tạo thủy tinh - kevlar theo cấu trúc các lớp xen kẽ

T¹p chÝ Hãa häc, T. 41, sè 4, Tr. 83 - 86, 2003<br /> <br /> <br /> <br /> Nghiªn cøu chÕ t¹o vËt liÖu polyme compozit trªn<br /> c¬ së nhùa epoxy DER331 gia c$êng b»ng hÖ sîi lai<br /> t¹o Thñy tinh - kevlar theo cÊu tróc c¸c líp xen kÏ<br /> §Õn Tßa so¹n 28-3-2003<br /> TrÇn VÜnh DiÖu, NguyÔn ThÞ Thñy, TrÇn THÞ Kim Dung<br /> Trung t©m Nghiªn cøu vËt liÖu polyme, Tr-êng §¹i häc B¸ch khoa H2 Néi<br /> <br /> <br /> Summary<br /> For curing epoxy resin DER331 two hardeners versamid-125 (VER) and monoxyanethyl-<br /> entriamine (NPV-99) have been used.<br /> Optimal amount of VER has been found to be suitable for curing epoxy resin DER 331.<br /> Polymer composite materials based on epoxy resin DER331 with VER and NPV-99<br /> hardener reinforced by hybrid fibres possess good creep and physico-mechanical properties.<br /> That could be used for some special applications.<br /> <br /> <br /> I - §Æt vÊn ®Ò epoxy 23%); chÊt ®ãng r¾n NPV 99 (tù tæng<br /> hîp); versamid 125 (Dow Chemicals); sîi thñy<br /> ChÊt ®ãng r¾n (C§R) amin cho hÇu hÕt c¸c tinh E (160 g/m2 - Trung Quèc); kevlar 29<br /> lo¹i nhùa epoxy cã thÓ l# amin m¹ch th¼ng, (280 g/m2 - Mü).<br /> th¬m, vßng, dÞ vßng v# c¸c s¶n phÈm biÕn tÝnh<br /> cña chóng [1]. 2. H#m l8îng phÇn gel ®8îc x¸c ®Þnh b»ng c¸ch<br /> trÝch ly trong axeton trªn dông cô soxhlet trong<br /> C¸c amin m¹ch th¼ng cã khèi l8îng ph©n tö<br /> thêi gian 16 giê.<br /> thÊp nh8 etyldiamin, dietyltriamin... th8êng dÔ<br /> hót Èm, dÔ bay h¬i v# t¹o muèi cacbamat víi 3. C¸c ph ¬ng ph¸p x¸c ®Þnh tÝnh chÊt c¬ lý<br /> CO2 trong kh«ng khÝ. §Ó h¹n chÕ nh÷ng ¶nh cña vËt liÖu<br /> h8ëng n#y ng8êi ta th8êng dïng c¸c s¶n phÈm<br /> §é bÒn uèn x¸c ®Þnh theo tiªu chuÈn<br /> biÕn tÝnh cña chóng m# ®Æc biÖt l# s¶n phÈm<br /> ISO178-1993(E) trªn m¸y ®o LLoyd-LR 50K<br /> biÕn tÝnh cña c¸c amin m¹ch th¼ng b»ng c¸ch<br /> (Anh), tèc ®é uèn 2 mm/phót.<br /> xyanetyl hãa amin bËc mét b»ng acrylonitril [2].<br /> §é kÐo ®øt x¸c ®Þnh theo tiªu chuÈn ISO<br /> Trong c«ng tr×nh n#y, ®L tiÕn h#nh nghiªn 527-1 trªn m¸y LLoyd-LR50K (Anh), tèc ®é<br /> cøu ph¶n øng ®ãng r¾n nhùa epoxy DER331 kÐo 2 mm/phót.<br /> b»ng c¸c chÊt ®ãng r¾n NPV 99, VER v# øng<br /> dông cho vËt liÖu polyme compozit lai t¹o. §é bÒn va ®Ëp Charpy ®8îc x¸c ®Þnh theo<br /> tiªu chuÈn ISO179-1993(E) trªn m¸y ®o<br /> II - thùc nghiÖm Radmana ITR-2000 cña óc.<br /> §é bÒn rLo ®8îc x¸c ®Þnh theo tiªu chuÈn<br /> 1. C¸c nguyªn liÖu v hãa chÊt chÝnh ASTM D2990-95 trªn m¸y Trainvis-Ceast cña<br /> Nhùa epoxy DER 331 (h#m l8îng nhãm ý.<br /> <br /> 83<br /> 4. C¸c ph ¬ng ph¸p x¸c ®Þnh tÝnh chÊt c¬ lý VER 80 ÷ 120 PTL møc ®é ®ãng r¾n kh¸ cao,<br /> cña m ng vecni chØ sau 2 ng#y HLPG ®L ®¹t 94 ÷ 95%.<br /> §é bÒn uèn x¸c ®Þnh theo tiªu chuÈn Nh»m nghiªn cøu thªm vÒ tû lÖ DER/VER,<br /> ASTM1737 trªn dông cô Erichsen model-266. ®L tiÕn h#nh chÕ t¹o m#ng vecni v# x¸c ®Þnh<br /> §é bÒn va ®Ëp x¸c ®Þnh theo tiªu chuÈn tÝnh chÊt c¬ lý víi c¸c h#m l8îng VER thay ®æi<br /> ASTM2794 trªn dông cô Erichsen model-304. tõ 80 ®Õn 120 PTL. KÕt qu¶ x¸c ®Þnh tÝnh chÊt<br /> c¬ lý tr×nh b#y ë b¶ng 1.<br /> §é cøng t8¬ng ®èi ®8îc x¸c ®Þnh theo tiªu<br /> chuÈn ISO1522 trªn dông cô con l¾c Erichsen B¶ng 1: TÝnh chÊt c¬ lý cña m#ng vecni<br /> model-299.<br /> DER/VER<br /> §é bÒn c#o x8íc x¸c ®Þnh theo tiªu chuÈn TÝnh chÊt c¬ lý<br /> ISO1518 trªn dông cô Erichsen model-239/I. 100/80 100/100 100/120<br /> §é cøng t8¬ng ®èi 0,61 0,59 0,34<br /> III - KÕt qu¶ v) th¶o luËn §é bÒn c#o x8íc,<br /> 9 8 7<br /> kg<br /> 1. Nghiªn cøu ph¶n øng ®ãng r¾n cña nhùa<br /> epoxy DER 331 víi c¸c C§R: NPV, VER §é bÒn uèn, mm 2 2 2<br /> §Ó nghiªn cøu, ®L sö dông tû lÖ c¸c cÊu tö: §é bÒn va ®Ëp,<br /> 50 68 80<br /> inch.pounds<br /> DER 331/VER= 100/40-120 PTL. Qu¸ tr×nh<br /> ®ãng r¾n tiÕn h#nh ë nhiÖt ®é th8êng (30oC), Tõ b¶ng 1 nhËn thÊy, khi t¨ng h#m l8îng<br /> ®é Èm 50%. KÕt qu¶ x¸c ®Þnh h#m l8îng phÇn chÊt ®ãng r¾n th× ®é bÒn va ®Ëp t¨ng cßn ®é<br /> gel (HLPG) sau 10 ng#y tr×nh b#y ë h×nh 1. cøng t8¬ng ®èi l¹i gi¶m. Tuy nhiªn, møc ®é<br /> t¨ng gi¶m kh«ng nhiÒu nªn tïy theo môc ®Ých<br /> l8îng phÇn gel, %<br /> phÇn gel, %<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> sö dông ®Ó lùa chän tæ hîp thÝch hîp. ë c«ng<br /> 10 tr×nh n#y chän tû lÖ DER/VER = 100/100 PTL<br /> 9 cho c¸c nghiªn cøu tiÕp theo.<br /> 8 2. §é bÒn nhiÖt cña vËt liÖu<br /> l8îng<br /> H#m H#m<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 7<br /> 100/10<br /> §Ó x¸c ®Þnh kh¶ n¨ng chÞu nhiÖt cña vËt<br /> 6 liÖu sau khi ®ãng r¾n theo tæ hîp ®L chän, tiÕn<br /> 100/12 h#nh ph©n tÝch sù tæn hao khèi l8îng theo nhiÖt<br /> 5<br /> 0100/80 ®é trªn m¸y TGA 503 Bahr (CHLB §øc). KÕt<br /> 4<br /> 100/60 qu¶ nhËn ®8îc tr×nh b#y ë h×nh 2.<br /> 3 100/50<br /> Tõ h×nh 2 nhËn thÊy, vËt liÖu sau khi ®ãng<br /> 2 100/40<br /> r¾n (víi c¶ hai lo¹i C§R) chÞu nhiÖt rÊt tèt,<br /> 1 nhiÖt ®é b¾t ®Çu ph©n hñy cña DER/VER<br /> (257oC) tuy cã cao h¬n cña DER/NPV (178oC)<br /> 0<br /> nh8ng ®Õn 560oC l8îng tæn hao cña DER/VER<br /> 1 2 3 4 5 6 7 8 9<br /> Thêi gian, ng#y (79%) cao h¬n cña DER/NPV (74,9%).<br /> 3. TÝnh chÊt c¬ lý cña vËt liÖu<br /> H×nh 1: ¶nh h8ëng cña h#m l8îng VER ®Õn<br /> møc ®é ®ãng r¾n cña nhùa DER331 ë nhiÖt ®é Tõ tû lÖ ®L sö dông ë trªn cïng víi c¸c lo¹i<br /> th8êng sîi gia c8êng nh8 thñy tinh (T) v# kevlar (K),<br /> ®L tiÕn h#nh gia c«ng mÉu theo tiªu chuÈn ®Ó<br /> Tõ h×nh 1 nhËn thÊy, h#m l8îng VER 40 ÷ x¸c ®Þnh tÝnh chÊt c¬ lý cña vËt liÖu b»ng c¸c<br /> 60 PTL møc ®é ®ãng r¾n thÊp, sau 10 ng#y dông cô chuyªn dông. KÕt qu¶ tÝnh chÊt c¬ lý<br /> HLPG míi ®¹t 85 ÷ 86%. Nh8ng víi h#m l8îng tr×nh b#y ë b¶ng 2 v# 3.<br /> <br /> <br /> 84<br /> 18,0<br /> 257oC<br /> <br /> 0,0<br /> % 178oC<br /> %<br /> -18,0<br /> Versamid125<br /> <br /> -36,0 NPV-99<br /> <br /> <br /> -54,0<br /> <br /> 74,9%<br /> -72,0<br /> <br /> 79,0%<br /> -90,0<br /> 0 140 280 420 560 700oC<br /> <br /> H×nh 2: BiÓu ®å ph©n tÝch TGA: DER/NPV = 100/22; DER/VER = 100/100<br /> <br /> B¶ng 2: TÝnh chÊt c¬ lý cña vËt liÖu compozit (C§R NPV)<br /> <br /> MÉu H#m l8îng sîi, % §é bÒn uèn, MPa §é bÒn kÐo, MPa §é bÒn va ®Ëp, KJ/m2<br /> K 44,6 66,1 274,1 21,6<br /> T 56,6 216,7 267,7 41,7<br /> T-K 18,1 /30,9 122,6 208,4 29,5<br /> <br /> Tõ b¶ng 2 nhËn thÊy mÉu PC gia c8êng tù: mÉu PC gia c8êng b»ng hÖ sîi lai t¹o T-K cã<br /> b»ng hÖ sîi lai t¹o T-K cã ®é bÒn c¬ lý cao: ®é ®é bÒn uèn t¨ng 56,5%, ®é bÒn va ®Ëp t¨ng<br /> bÒn uèn ®¹t 122,6 MPa t¨ng 85%, ®é bÒn va 53,1% so víi mÉu PC gia c8êng b»ng sîi K.<br /> ®Ëp ®¹t 29,5 KJ/m2 t¨ng 35,6% so víi mÉu PC Nh8 vËy, sö dông hÖ sîi lai t¹o T-K ®L c¶i<br /> gia c8êng b»ng sîi K; trong khi ®ã ®é bÒn kÐo thiÖn ®¸ng kÓ ®é bÒn uèn còng nh8 ®é bÒn va<br /> ®¹t 208,4 MPa, gi¶m 24% so víi mÉu PC chØ ®Ëp cña vËt liÖu PC trong khi ®ã ®é bÒn kÐo<br /> gia c8êng b»ng sîi K. gi¶m kh«ng nhiÒu so víi vËt liÖu PC gia c8êng<br /> Víi C§R VER còng nhËn ®8îc kÕt qu¶ t8¬ng b»ng sîi K.<br /> <br /> B¶ng 3: TÝnh chÊt c¬ lý cña vËt liÖu compozit (C§R VER)<br /> <br /> MÉu H#m l8îng sîi, % §é bÒn uèn, MPa §é bÒn kÐo, MPa §é bÒn va ®Ëp,<br /> KJ/m2<br /> K 38,5 40,7 163,9 25,8<br /> T 43,8 116,1 145,7 57,0<br /> T-K 15,6 - 24,9 63,7 128,3 39,5<br /> <br /> 85<br /> . §é r·o cña vËt liÖu Tõ h×nh 3 v# 4 nhËn thÊy, víi c¶ hai lo¹i<br /> C§R, mÉu PC gia c8êng b»ng hÖ sîi lai t¹o T-<br /> KÕt qu¶ x¸c ®Þnh ®é rLo sau 24 giê t¹i nhiÖt K bÒn rLo h¬n h¼n mÉu PC chØ gia c8êng b»ng<br /> ®é 40oC tr×nh b#y ë h×nh 3 v# 4. sîi K.<br /> <br /> 0,12 0,30<br /> 0,10 0,25<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> §é rLo, mm<br /> mm<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> §é rLo, mm<br /> mm<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 0,08 0,20 K/NPV<br /> rLo,<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> K/VER T - K/NPV<br /> §érLo,<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 0,06 0,15<br /> mm<br /> mm<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> T-K/VER<br /> rLo,§é<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 0,04 0,10<br /> §érLo,<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 0,02 0,05<br /> §é<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 0 0<br /> 0 5 10 15 20 25 0 5 10 15 20 25<br /> Thêi gian, giê Thêi gian, giê<br /> <br /> H×nh 3: §é rLo theo kÐo C§R-NPV H×nh 4: §é rLo theo kÐo C§R-VER<br /> <br /> IV - KÕt luËn lùc ®Æc biÖt.<br /> <br /> 1. §L t×m ®8îc h#m l8îng Versamid 125 T)i liÖu tham kh¶o<br /> thÝch hîp ®Ó ®ãng r¾n ho#n to#n nhùa epoxy<br /> DER 331. 1. TrÇn VÜnh DiÖu, Lª ThÞ Ph¸i. VËt liÖu<br /> compozit. C¸c vÊn ®Ò khoa häc, h8íng ph¸t<br /> 2. VËt liÖu compozit trªn c¬ së hÖ nhùa triÓn v# øng dông. Trung t©m KHTN v#<br /> DER 331/NPV, VER gia c8êng b»ng hÖ sîi CNQG. Trung t©m Th«ng tin t8 liÖu (1998).<br /> lai t¹o theo ph8¬ng ¸n c¸c líp xen kÏ thñy 2. Composite Materials. Vol. 3. Engin. Appl.<br /> tinh-kevlar bÒn rLo v# cã tÝnh chÊt c¬ lý cao of Comp. Academic. Press. New York and<br /> cã kh¶ n¨ng øng dông cho c¸c kÕt cÊu chÞu London (1974).<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 86<br />
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2