TR NG Đ I H C BÁCH KHOA HÀ N IƯỜ Ạ Ọ Ộ
VI N KĨ THU T HÓA H CỆ Ậ Ọ
TRUNG TÂM NGHIÊN C U V T LI U POLYMEỨ Ậ Ệ
Bài ti u lu nể ậ
M t s v n đ ch t đ n và n nộ ố ấ ề ấ ộ ề
polymer trong composite
HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
4/2014
Nhóm sinh viên th c hi n:ự ệ
H & Tên SHSV L p.ọ ớ
Nguy n Văn Dũng 20103611 Polyme-ễ
k55
Nguy n Đình Hi u 20103216 Polyme-ễ ế
k55
Mai Đ c Hi u 20103124 Polyme-ứ ế
k55
I. Năm c ch phá h y v t li u composite.ơ ế ủ ậ ệ
Đ b n phá h y c a m t v t li u ph thu c vào các tính ch t c a v t li u,ộ ề ủ ủ ộ ậ ệ ụ ộ ấ ủ ậ ệ
các tính ch t bao g m: b n kéo, ng su t ch y, mô đun đàn h i, đ b n u nấ ồ ề ứ ấ ả ồ ộ ề ố
và đ b n phá h y. Các tính ch t này l i ph thu c vào t l và lo i ch t đ nộ ề ủ ấ ạ ụ ộ ỉ ệ ạ ấ ộ
có trong v t li u n n. Do đó, ch t đ n có vai trò quan tr ng, quy t đ nh đ nậ ệ ề ấ ộ ọ ế ị ế
đ b n phá h y . Ch có nh ng hi n t ng liên quan đ n va đ p, u n, ngộ ề ủ ỉ ữ ệ ượ ế ậ ố ứ
su t kéo m i có th gây ra s phá h y v t li u. T t c các hi n t ng liênấ ớ ể ự ủ ậ ệ ấ ả ệ ượ
quan t i đ m i c a v t li u khi ch u t i tr ng đ ng đ c th o lu n trongớ ộ ỏ ủ ậ ệ ị ả ọ ộ ượ ả ậ
t ng ph n nh sau.ừ ầ ư
Các cách phá h y.ủ
Các c ch phá h y.ơ ế ủ
C u trúc vi mô c a h t ch t đ n.ấ ủ ạ ấ ộ
Nh ng s thay đ i trong n n d i tác đ ngữ ự ổ ề ướ ộ
Làm b n v t li u.ề ậ ệ
D đoán và mô ph ng ph ng th c phá h y v t li u.ự ỏ ươ ứ ủ ậ ệ
Năm ki u phá h y quan sát đ c trong các thí nghi m kéo. Ph n l n các v tể ủ ượ ệ ầ ớ ậ
li u m m, d u n b phá h y trong lúc bi n d ng c ng d o( ki u A) ho cệ ề ễ ố ị ủ ế ạ ứ ẻ ể ặ
phát tri n c chai ( ki u B). Ki u C và ki u D là hai ki u đi n hình trongể ổ ể ể ể ể ể
ki u phá h y t ng t phá h y giòn. Ki u C, m t vùng m ng đ c t o raể ủ ươ ự ủ ể ộ ỏ ượ ạ
trong quá trình hình thành c eo. Trong tr ng h p này, ng su t gi m đ nổ ườ ợ ứ ấ ả ế
ng su t kéo. Trong ki u D, phá h y m u thông quá s hình thành d i băng.ứ ấ ể ủ ẫ ự ả
Các d i băng này c t ngang qua m u và s phá h y xu t hi n khi v t quáả ắ ẫ ự ủ ấ ệ ượ
gi i h n đàn h i. Ki u E là phá h y giòn, phát tri n vuông góc v i ph ngớ ạ ồ ể ủ ể ớ ươ
tác đ ng l c. S phá h y xu t hi n tr c bi n d ng đàn h i.ộ ự ự ủ ấ ệ ướ ế ạ ồ
2
H. S đ bi u di n năm ki u phá h y v t li u khi kéoơ ồ ể ễ ể ủ ậ ệ
T s đ ta nh n th y khi hàm l ng ch t đ n càng tăng thì s phát tri n cừ ơ ồ ậ ấ ượ ấ ộ ự ể ổ
eo c a m u khi ch u tác đ ng c a l c càng gi m, s phá h y ti n d n t i pháủ ẫ ị ộ ủ ự ả ự ủ ế ầ ớ
h y giòn.ủ
Các mô t trong các c ch phá h y d i đây đ c quan sát b ng SEM vàả ơ ế ủ ướ ượ ằ
nh a n n là polyeste nhi t d o v i ch t đ n s d ng là Canxi terephalat,ự ề ệ ẻ ớ ấ ộ ử ụ
Canxi cacbonat.
1.C ch 1( c ch A).ơ ế ơ ế
V t li u: có t l ch t đ n th p so v i nậ ệ ỉ ệ ấ ộ ấ ớ ền.
Hình s 1 mô t c ch phá h y ki u A.ố ả ơ ế ủ ể
3
H.1. S đ mô t quá trình phá h y theo c ch A.ơ ồ ả ủ ơ ế
D i tác d ng c a l c kéoướ ụ ủ ự , các v t n t phát tri n t o nên vùng thô ráp trênế ứ ể ạ
b m t m u. Bi n d ng c ng d o giúp m u không b phá h y d i tác đ ngề ặ ẫ ế ạ ứ ẻ ẫ ị ủ ướ ộ
c a t i tr ng. T l ch t đ n th p, đi u đó giúp có đ polyme n n đ m uủ ả ọ ỉ ệ ấ ộ ấ ề ủ ề ể ẫ
không b phá h y d i tác đ ng c a t i tr ng bên ngoài. B m t có 1 vùngị ủ ướ ộ ủ ả ọ ề ặ
r i ra (v trí phá h y ban đ u) và 1 vùng hình hoa h u nh tách r i ra (n i mờ ị ủ ầ ầ ư ờ ơ ở
r ng v t xé x y ra). Các đ c đi m hình thái h c bao g m : m t k t dính h tộ ế ả ặ ể ọ ồ ấ ế ạ
và kéo dài kho ng tr ng. S phá h y xu t hi n khi ng su t c c b trong cácả ố ự ủ ấ ệ ứ ấ ụ ộ
m ch phân t polyme đ t t i ng su t phá h y c a n n.ạ ử ạ ớ ứ ấ ủ ủ ề Trong v t li u c nậ ệ ầ
có t l ch t đ n th p, thì “ hoa th ” m i có th hình thành. Hi n t ng trênỉ ệ ấ ộ ấ ị ớ ể ệ ượ
đ c gi i thích nh sau, khi ta tác đ ng l c lên hai đ u c a m u, m u bi nượ ả ư ộ ự ầ ủ ẫ ẫ ế
d ng, do s khác nhau v đ c ng nên d n t i s khác nhau v bi n d ngạ ự ề ộ ứ ẫ ớ ự ề ế ạ
gi a h t đ n và n n. Chính vì s khác nhau gi a bi n d ng gi a m u và n n,ữ ạ ộ ề ự ữ ế ạ ữ ẫ ề
4
các kho ng tr ng b t đ u xu t hi n ( đây chính là các v t n t t vi). Tuyả ố ắ ầ ấ ệ ế ứ ế
nhiên t l ch t đ n so v i n n r t th p nên các kho ng tr ng lúc nay khôngỉ ệ ấ ộ ớ ề ấ ấ ả ố
t p h p l i đ c v nhau, đ b n c a m u lúc này ph thu c ch y u vàoậ ợ ạ ượ ớ ộ ề ủ ẫ ụ ộ ủ ế
đ b n c a nh a n n. Gi s là các h t ch t đ n đã l p đ y đ c h t cácộ ề ủ ự ề ả ử ạ ấ ộ ấ ầ ượ ế
khuy t t t c a m u, thì khi l c tác đ ng, n i y u nh t trong m u chính là haiế ậ ủ ẫ ự ộ ơ ế ấ ẫ
bên b m t c a m u b i vì v i các phân t bên trong lòng m u khi l c tácề ặ ủ ẫ ở ớ ử ẫ ự
đ ng các phân t đó đ c hai phân t hai b n gánh b t l c, còn v i bên bộ ử ượ ử ề ớ ự ớ ề
m t ngoài m u thì các phân t ch có đ c m t s tr l c c a phân t bênặ ẫ ử ỉ ượ ộ ự ợ ự ủ ử
c nh, do v y s phá h y m u s x y ra t b m t ngoài c a m u.ạ ậ ự ủ ẫ ẽ ả ừ ề ặ ủ ẫ
2. C ch phá h y B.ơ ế ủ
V t li u: t l ch t đ n cao h n A.ậ ệ ỉ ệ ấ ộ ơ
Hình 2 mô t c ch phá h y ki u B.ả ơ ế ủ ể S hình thành và phát tri n các kho ngự ể ả
tr ng t ng t nh ki u phá h y A. Ch khác là ki u này các kho ng tr ngố ươ ự ư ể ủ ỉ ở ể ả ố
đó t p trung l i v i nhau và s phá h y x y ra khi các t p h p h t đ n t pậ ạ ớ ự ủ ả ậ ợ ạ ộ ậ
k t t l i v i nhau t o kho ng tr ng l n t i đa. Phá h y b t đ u x y ra vế ụ ạ ớ ạ ả ố ớ ố ủ ắ ầ ả ở ị
trí bên ( b m t ngoài) nh ki u A , c phá h y t bên trong m u ề ặ ư ể ả ủ ừ ẫ và không có
vùng hoa thị. Các bó s i ng n và nh theo đ ng kính. ợ ắ ỏ ườ
H.2. S đ mô t quá trình phá h y v t li u theo c ch B.ơ ồ ả ủ ậ ệ ơ ế
5