BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VŨ HỮU HƯNG
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
Mã số: 9520301
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC
Hà Nội – 2022
Công trình được hoàn thành tại:
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS Bạch Trọng Phúc
Phản biện 1:
Phản biện 2:
Phản biện 3:
Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp
Trường họp tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
Vào hồi …….. giờ, ngày ….. tháng ….. năm ………
Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:
1. Thư viện Tạ Quang Bửu - Trường ĐHBK Hà Nội
2. Thư viện Quốc gia Việt Nam
3
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Nhựa epoxy là một loại nhựa nhiệt rắn, có khả năng bám
dính tốt với nhiều vật liệu. Sau khi đóng rắn nhựa epoxy có thể
chuyển sang trạng thái không gian 3 chiều nên có tính năng cơ,
lý, hóa nổi trội so với các loại nhựa nhiệt rắn khác như độ bền
cơ học tốt, bền thời tiết, chịu hóa chất và cách nhiệt, cách điện.
Tuy nhiên, nhược điểm của nhựa epoxy là giòn, ở dạng màng
mỏng dễ bị nứt, độ dẻo hóa thấp không đáp ứng được một số
yêu cầu trong quá trình sử dụng lâu dài. Vì vậy, để khắc phục
nhược điểm này một số công trình nghiên cứu đã biến tính
nhựa epoxy hướng tới những sản phẩm được dẻo hóa như
epoxy – phenol formandehyt, epoxy biến tính dầu thực vật, kế
cả đóng rắn nhựa epoxy bằng polyamin. Tuy nhiên, khi độ dẻo
hóa tăng thì độ bền cơ có xu hướng giảm. Do đó đề tài đã lựa
chọn kết hợp cả hai phương pháp là sử dụng phụ gia ống nano
cacbon đa tường và sản phẩm dầu thực vật epoxy hóa để nâng
cao cả độ bền cơ và độ bền dai của nhựa epoxy dian. Phương
pháp thứ nhất sử dụng sản phẩm dầu thực vật epoxy hóa để
tăng độ dai hóa của nhựa, khắc phục đặc tính giòn. Dầu thực
vật sử dụng là dầu hướng dương, dầu thầu dầu dầu và dầu hạt
cải. Vì trong cấu tạo hóa học của các loại dầu này có chứa
nhiều axit béo không no, có thể thực hiện được quá trình epoxy
hóa để đưa nhóm epoxy vào trong dầu, có bản chất giống nhựa
nền. Phương pháp thứ 2 là kết hợp nhựa nền epoxy GERL128
với phụ gia ống nano cacbon. Đây là chất phụ gia có kích
thước rất nhỏ, có khả năng phân tán tốt trong nhựa nền và chịu
ứng suất, nâng cao được độ bền cơ học cho nhựa nền. Cả hai
phương pháp lựa chọn đều đang được các nhà khoa học quan
tâm.
Vì vậy đề tài “Nghiên cứu nâng cao tính chất nhựa epoxy
GELR128 bằng sản phẩm epoxy hóa dầu thực vật và phụ gia
ống nano cacbon” là một hướng nghiên cứu mới, có giá trị
khoa học cả về lý thuyết và thực tiễn.
4
2. Mục tiêu của đề tài
Mục tiêu nghiên cứu của Luận án là nâng cao độ bền cơ học
và độ bền dai của nhựa epoxy dian GELR 128 bằng dầu thực
vật epoxy hóa và ống nano cacbon. Để thực hiện mục tiêu trên,
luận án đã tiến hành nghiên cứu các nội dung chủ yếu sau:
Nghiên cứu quá trình epoxy hóa dầu thực vật (dầu
hướng dương, dầu hạt cải, dầu thầu dầu)
Nghiên cứu chế tạo blend giữa nhựa epoxy dian GELR
128 và sản phẩm dầu thực vật epoxy hóa.
Nghiên cứu chế tạo vật liệu compozit nền nhựa epoxy
dian GELR 128 gia cường bằng phụ gia ống nano
cacbon
Nghiên cứu chế tạo vật liệu compozit nền nhựa epoxy
dian GELR 128 blend dầu thực vật epoxy hóa gia
cường bằng phụ gia ống nano cacbon
3. .Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Chế tạo được vật liệu epoxy compozit mới có các tính năng
cao hơn vật liệu epoxy nguyên bản, đặc biệt cải thiện được tính
giòn của nhựa epoxy. Đồng thời góp phần trong việc tạo ra vật
liệu có tính chất thân thiện môi trường, thúc đẩy việc sử dụng
nguyên liệu có tính chất tái tạo.
4. Điểm mới của luận án
Tổng hợp 3 sản phẩm dầu thực vật epoxy hóa mới là: dầu
hướng dương, dầu hạt cải và dầu thầu dầu.
Khắc phục độ giòn, cải thiện đáng kể độ dẻo hóa của
nhựa nền epoxy GELR 128 bằng sản phẩm dầu thực vật
epoxy hóa khi chế tạo vật liệu blend.
Nâng cao cả độ bền cơ và độ bền dai của nhựa nền epoxy
dian GELR 128 khi kết hợp đồng thời ống nano cacbon
đa tường và dầu thực vật epoxy hóa trong chế tạo vật liệu
epoxy nanocompozit.
5
5. Cấu trúc của luận án
Toàn bộ nội dung luận án được trình bày trong 105 trang,
trong đó có 24 bảng biểu, 49 hình và đồ thị, 92 tài liệu tham
khảo. Luận án gồm phần Mở đầu (3 trang), phần Tổng quan
(30 trang), phần Thực nghiệm (10 trang), phần Kết quả nghiên
cứu và bàn luận (61 trang), phần Kết luận (1 trang). Phần lớn
kết quả của luận án đã được công bố trong 1 bài báo đăng trên
Tạp chí Hóa học và 3 bài báo đăng trên Tạp chí Quốc tế.
NỘI DUNG LUẬN ÁN
Phần 1: TỔNG QUAN
Trình bày tổng quan về những vấn đề sau:
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.
Phương pháp biến tính nhựa epoxy và cải thiện độ bền
dai của nhựa epoxy bằng dầu thực vật epoxy hóa đã được
một số nhà khoa học nghiên cứu và cho hiệu quả với dầu
đậu nành và dầu lanh. Nghiên cứu sử dụng phụ gia ống
nano cacbon gia cường cho nhựa epoxy cũng đã được thực
hiện và cho kết quả khả thi khi nâng cao được độ bền cơ
học của nhựa nền. Tuy nhiên, mỗi phương pháp tập trung
vào nâng cao một tính chất của nhựa nền mà chưa có
nghiên cứu kết hợp đồng thời 2 phương pháp để nâng cao
