V t li u polymer - composite ậ ệ C p nh p ậ
ậ - 11/03/2008 17:53
c ch t o t ng h p t ợ ừ ậ ệ ậ ệ ượ ạ ế ạ ổ ớ ả ằ ậ ệ ậ ệ ề t h n h n v t li u ban ậ ệ ẳ ệ ơ các thành ph n c t nh m đ m b o cho ả ằ t và v t li u n n đ m b o cho các ả ả ế ượ hai hay nhi u v t li u khác ư ầ ố ậ ệ ớ
r t lâu trong cu c s ng, kho ng 5.000 năm tr ả ộ ố ị ậ ệ ộ ố ậ ệ ộ ả ự kho ng 3.000 năm tr ở ừ ồ ố ướ i Ai C p đã bi ậ ỏ ằ ẩ ả ề ề ộ ộ ẩ
ụ ườ ế ạ ượ ạ ờ ố ế ộ ợ i pháp này đã đ ụ ụ ọ ứ ậ ệ ự ừ i l n th c hai. Năm 1950 b ự ấ ề ử ụ ệ ậ ệ ộ , th thao, quân s vv... ụ ệ ướ ộ ợ ấ ẻ ể ế ng nh Polyeste, nylon,… T năm 1970 ư c đ a vào s d ng r ng rãi trong các ượ ư ự
ế v t li u này thành các k t ế ạ ừ ậ ệ ố ỹ t c a v t li u Composite là kh năng ch t o t ệ ủ ậ ệ ữ ẩ ầ ố ủ ậ ệ ả ầ ộ ứ ạ ề ị ầ ả ườ ề ệ ộ ề ệ ủ ậ ệ ấ ả ụ ộ ị ộ ề ặ ớ ệ ộ ấ ị ệ ệ ườ t đ và áp su t nh t đ nh d ấ ấ ế ạ ở ộ ậ ợ ả ượ ẫ ủ ệ ả
c phân lo i theo hình d ng và theo b n ch t c a v t li u thành ấ ủ ậ ệ ạ ượ ạ ả
ạ ậ ệ ộ ấ ộ ng có d ng s i, ta g i đó là composite đ n d ng s i, ch t đ n ườ ạ ọ ộ ợ ườ ề ơ ộ ề ng có d ng h t, các ti u phân h t đ n phân tán vào polymer n n. ạ ộ ạ ạ ườ ạ ch nó không có kích th ấ ớ ậ ệ ố ợ ữ ơ ề ữ ơ ự ạ ạ ạ ợ ợ ợ ề ề ạ ạ ợ ạ ợ ạ ạ ố ợ I. KHÁI NI MỆ 1. Khái ni mệ V t li u Composite là v t li u đ nhau nh m m c đích t o ra m t v t li u m i có tính năng u vi ộ ậ ệ ụ c c u t o t đ u. V t li u Composite đ ượ ấ ạ ừ ầ c các đ c tính c h c c n thi Composite có đ ơ ọ ầ ề ặ thành ph n c a Composite liên k t, làm vi c hài hoà v i nhau. ệ ế ầ ủ 2. L ch s hình thành và phát tri n ể ử c ướ V t li u Composite đã xu t hi n t ấ ệ ừ ấ i c đ i đã bi t v n d ng v t li u composite vào cu c s ng ( ví d : ụ Công nguyên ng ườ ổ ạ ế ậ ụ s d ng b t đá tr n v i đ t sét đ đ m b o s dãn n trong quá trình nung đ g m). ớ ấ ộ ể ả ử ụ t v n d ng v t li u Composite t Ng c Công ậ ệ ế ậ ụ ả ườ nguyên, s n ph m đi n hình là v thuy n làm b ng lau, s y t m pitum v sau này các ề ể ậ ẩ thuy n đan b ng tre chát mùn c a và nh a thông hay các vách t ớ ng đan tre chát bùn v i ườ ự ư ằ ự c áp d ng r ng rãi trong đ i s ng xã h i. S r m, d là nh ng s n ph m Composite đ ụ ượ ả ơ ữ ạ ữ phát tri n c a v t li u composite đã đ c kh ng đ nh và mang tính đ t bi n vào nh ng ẳ ị ượ ể ủ ậ ệ năm 1930 khi mà stayer và Thomat đã nghiên c u, ng d ng thành công s i thu tinh; ỷ ứ ứ ụ c áp d ng ng cho Polyeste không no và gi Fillis và Foster dùng gia c ả ế r ng rãi trong ngành công nghi p ch t o máy bay, tàu chi n ph c v cho đ i chi n th ộ ế ế gi c đ t phá quan tr ng trong ngành v t li u Composite đó ớ ầ là s xu t hi n nh a Epoxy và các s i gia c ườ đ n nay v t li u composite n n ch t d o đã đ ế ngành công nghi p và dân d ng,y t ệ 3. u đi m Ư ể Tính u vi ả ư c u s n ph m theo nh ng yêu c u k thu t khác nhau mà ta mong mu n, các thành ậ ấ ả ph n c t c a Composite có đ c ng, đ b n c h c cao, v t li u n n luôn đ m b o cho ộ ề ơ ọ ả t và ch u s ăn các thành ph n liên k t hài hoà t o nên các k t c u có kh năng ch u nhi ị ự ế ấ ệ ế ụ ng M t trong các ng d ng t c a môi tr mòn c a v t li u trong đi u ki n kh c nghi ứ ệ ủ ắ có hi u qu nh t đó là Composite polyme, đây là v t li u có nhi u tính u vi t và có ệ ậ ệ ư ng, r l p kh năng áp d ng r ng rãi, tính ch t n i b t là nh , đ b n cao, ch u môi tr ễ ắ ẹ ộ ề ấ ổ ậ ườ ả ng ăn mòn hoá đ t, có đ b n riêng và các đ c tr ng đàn h i cao, b n v ng v i môi tr ề ữ ồ ư ặ ễ m t nhi h c, đ d n nhi t, d n đi n th p. Khi ch t o ộ ẫ ọ ấ c các th pháp công ngh , thu n l tri n kh đ i cho quá trình s n xu t. ể II. PHÂN LO I COMPOSITE Ạ V t li u composite đ ậ ệ ph n. ầ 1 - Phân lo i theo hình d ng ạ a. V t li u composite đ n d ng s i: ạ ợ Khi v t li u tăng c ợ ạ ậ ệ ng tăng c lý tính cho polymer n n. d ng s i gia c ợ ạ b. V t li u composite đ n d ng h t : ạ ậ ệ Khi v t li u tăng c ạ ậ ệ ể H t khác s i c u tiên. ợ ở ỗ ướ ư 2 - Phân lo i theo b n ch t, thành ph n ầ ả ạ •Composite n n h u c ( nh a, h t) cùng v i v t li u c t có d ng: s i h u c (polyamide, kevlar…), S i khoáng ( th y tinh, carbon…), s i kim lo i (Bo, nhôm...) ủ •Composite n n kim lo i: n n kim lo i ( h p kim Titan, h p kim Al,…) cùng v i đ n ớ ộ ợ ạ d ng h t: s i kim lo i (Bo), s i khoáng ( Si, C)… ạ •Composite n n khoáng (g m) v i v t li u c t d ng: s i kim lo i (Bo), h t kim lo i ạ ớ ậ ệ ố ạ (ch t g m), h t g m (cacbua, Nit )… ề ạ ố ấ ố ơ
Ệ Ấ Ạ Ủ
ng phân tán, đóng vai trò truy n ng su t sang đ n khi có ộ ấ ạ ề ứ
m t ch t ho c h n h p nhi u ch t đ ợ ề ộ ẫ ặ ỗ ấ ượ ạ ự ể ạ ườ ậ ệ ấ ồ c tr n l n m t cách đ ng ộ ấ ạ , ng t d o làm polymer t r n hay nh a nhi i ta có th s d ng nh a nhi ự ự ệ ắ ệ ẻ ể ử ụ ừ ộ ụ ườ
t d o: PE, PS, ABS, PVC…đ n đ c tr n v i nh a, gia công trên máy ép ớ ộ ự ệ ẻ ộ ượ tr ng thái nóng ch y. ả ướ ệ ắ ớ t r n: PU, PP, UF, Epoxy, Polyester không no, gia công d ở ề ằ ể ế ự i áp su t và nhi ấ ng, gia ườ ơ t ệ đi u ki n th ệ t r n cho v t li u có c tính ậ ệ t d o. ơ ng: t r n thông th ườ ệ ắ
c s d ng r ng rãi trong công ngh composite, Polyester lo i này ộ t r n, có kh năng đóng r n ự ệ ắ ắ ở ạ ệ ả ng ng i ta g i polyester không no ạ d ng l ng ho c ặ ỏ ọ ợ ắ ệ ườ ườ ạ ế ượ ử ụ ng là lo i không no, đây là nh a nhi ề ơ ự ỗ ạ ạ ề ạ ấ ự ể ấ ộ tác ch t s d ng) l ỷ ệ : ạ ấ ử ụ ủ ế ầ
ợ ử ế ấ ấ
i ta s t o ra nhi u lo i nh a UPE có các tính ạ ế ố ườ ự ề ổ ẽ ạ ầ ử ụ ệ
trên, ng t khác nhau tùy thu c vào yêu c u s d ng. ộ ự ng s d ng trong công ngh composite. Nh a ườ cao, đ i có ử ụ ượ ử ụ ạ ệ c s d ng r ng rãi. Còn nh a isophthalic l ượ ệ c xem là v t li u quan tr ng trong công nghi p, ộ ậ ệ ự ọ
c pha loãng trong styrene. L ng styrene ườ ượ ượ ạ ệ ố ự ể ự ế ể ễ ữ ử ế ả ệ ẩ ụ ả ả ự ạ ấ ng t ộ ờ đóng r n c a nó sau m t th i ắ ủ ổ ng nh ch t c ch trong quá trình t ng ế ự ỏ ấ ứ ệ ượ ộ ượ
ữ ắ i ta thêm vào m t l ng này. d ng t ự nhiên hay có dùng m t s ph gia. Nh a ộ ố ụ ự ấ c. Nh đã đ c p ử ụ ư ự ắ ấ ự ở ạ c s n xu t đ ch c n cho xúc tác vào là s d ng đ ả ử ụ ợ ể ạ ộ ố ộ ấ ể ậ ầ ả ự ộ ờ ấ ứ ắ c g i là quá trình Polymer hóa. Đây là ph n ng hoá h c ch có ượ ọ ạ ỉ i đ ị ả ượ ọ ị ấ ẩ ị ỗ ề ả ướ ự ụ ợ ự ử ụ ả ấ ẩ ậ ng quá trình gia công. Đi u này r t quan tr ng do b t khí còn III. C U T O C A V T LI U COMPOSITE Ậ 1 – Polymer n nề Là ch t k t dính, t o môi tr ấ ế ngo i l c tác d ng lên v t li u. ụ Có th t o thành t nh t t o th liên t c. ể Trong th c t ự ế n n: ề •Nh a nhi ự phun ở ạ •Nh a nhi ự đ cao, riêng v i epoxy và polyester không no có th ti n hành ộ công b ng tay (hand lay- up method). Nhìn chung, nh a nhi ệ ắ cao h n nh a nhi ệ ẻ ự •M t s lo i nh a nhi ự ộ ố ạ Polyester Nh a polyester đ ự th ườ d ng r n n u có đi u ki n thích h p. Thông th ở ạ là nh a polyester hay ng n g n h n là polyester. ọ ắ ữ Polyester có nhi u lo i, đi t các acid, glycol và monomer khác nhau, m i lo i có nh ng ừ tính ch t khác nhau. Chúng có th r t khác nhau trong các lo i nh a UPE khác nhau, ph ụ thu c ch y u vào các y u t ế ố + Thành ph n nguyên li u (lo i và t ệ + Ph ng pháp t ng h p ổ ươ ng phân t + Tr ng l ượ ọ + H đóng r n (monomer, ch t xúc tác, ch t xúc ti n) ệ ắ + H ch t đ n ệ ấ ộ B ng cách thay đ i các y u t ằ ch t đ c bi ấ ặ Có hai lo i polyester chính th ạ orthophthalic cho tính kinh t ế kh năng kháng n c tuy t v i nên đ ướ ệ ờ ả đ c bi t là hàng h i. ả ặ ng đ Đa s nh a polyester có màu nh t, th có th lên đ n 50% đ làm gi m đ nh t c a nh a, d dàng cho quá trình gia công. ộ ớ ủ Ngoài ra, styrene còn làm nhi m v đóng r n t o liên k t ngang gi a các phân t mà ắ ạ ụ không có s t o thành s n ph m ph nào. Polyester còn có kh năng ép khuôn mà không c n áp su t. ầ Polyester có th i gian t n tr ng n là do hi n t ồ ờ gian. Thông th ng, ng ườ ườ h p polyester đ ngăn ng a hi n t ệ ượ ừ ể ợ Nhà s n xu t có th cung c p nh a ả ể ề ậ ở có th đ ấ ể ỉ ầ ượ ể ượ ả đóng r n. T c đ trùng h p quá ch m cho trên, c n ph i có th i gian đ polyester t ậ ờ ầ ợ m c đích s d ng, vì v y c n dùng ch t xúc tác và ch t xúc ti n đ đ t đ trùng h p ế ấ ụ c a nh a trong m t kho ng th i gian nào đó. ủ Khi đã đóng r n, polyester r t c ng và có kh năng kháng hoá ch t. Quá trình đóng r n ắ ả hay t o k t ngang đ ế m t chi u. C u trúc không gian này cho phép nh a ch u t ộ C n ph i chu n b h n h p nh a tr ự ầ c phân tán đ u tr đ ượ ướ ề b t khí trong nh a nh h ự ả ọ ấ ả ứ c mà không b giòn. ả c khi s d ng. Nh a và các ph gia khác ph i c khi cho xúc tác vào. Ph i khu y đ u và c n th n đ lo i b ể ạ ỏ ề ưở ề ấ ọ ọ
ả ầ ẩ ị ế ậ ệ ấ ơ ớ ế ng tính ch t c lý, làm c u trúc s n ph m b y u. C n ph i chú ý ả ừ ủ ẽ ấ ự ẽ ả ng v a đ s cho v t li u nh ng tính ượ ệ t nh t. N u quá nhi u xúc tác s làm quá trình gel hoá x y ra nhanh h n, ng ả ấ ề ế ữ ơ ượ c i. ạ ẽ ắ ẽ ị ậ
ng t ấ ệ ể nh polyester, nh ng đi m khác bi ư ử ươ ả ứ ự ư ườ cu i m ch phân t ạ hai đ u m ch mà thôi. Toàn b chi u dài m ch phân t ở ạ ạ ử ề ẵ ng là ộ ở ố ề t ch y u c a nó ủ ế ủ ế do vinyl ester ch có k t ỉ ị ả i, đ u s n ch u t ơ c t t h n các polyester khác, ướ ố ơ ồ ơ ứ c ng d ng làm ng d n và b n ch a hoá ch t. ồ ố ấ ẫ ậ ứ ượ ứ ơ ấ ễ ị ủ ng đ ườ ớ ớ ủ ư ưở ụ ố ủ ỏ ấ ả ứ ậ ề ể ạ ng b i ph n ng th y phân. Th ư ả ơ ấ t đ cao sau đóng r n.
ệ ệ ấ ạ ơ ạ ơ t nh t hi n nay. Nói chung, epoxy có ố c s d ng ng h n h n các nh a khác, là lo i nh a đ ự ượ ử ụ ự ướ c ấ ế ấ ả ộ ố ự ườ t máy bay. V i tính ch t k t dính và kh năng kháng n ấ ẳ ớ ể ử ụ ưở ớ ng cao ho c là l p ph bên ngoài v tàu hay thay cho polyester d b ng đ s d ng trong ngành đóng tàu, là l p lót chính ủ ễ ị ặ ỏ c và gelcoat. ở ướ c t o thành t vinylester, ng t dài, có c u trúc t ấ ượ ạ ủ ự ươ ự ử ừ ữ v trí cu i m ch. Nh a epoxy không có nhóm ester, do đó nh ng m ch phân t ạ ự ạ ả ứ ở ị v trí trung tâm t nó t t. Ngoài ra, do có hai vòng th m ạ ệ ấ t h n m ch th ng, do v y, epoxy r t ơ ở ị ậ ố ơ ự ẳ ấ ơ t. ể ạ ề ạ ắ ấ ả ứ ượ ữ ng nhóm epoxy s ph n ng k t kh i v i nhóm amine, t o ra c u trúc phân t ố ớ ả ứ ế ấ nh t đ nh, đây là y u t ẽ ả ạ ấ ị ớ ứ ạ ệ ả ộ ọ ư ặ
ng công th c hoá các thành ườ ứ ấ ng hay th tích c a chúng. trong nh a s nh h ưở r ng vi c dùng xúc tác và xúc ti n v i hàm l ằ ch t t ấ ố l i, n u ít xúc tác quá trình đóng r n s b ch m l ế ạ Vinylester Vinylester có c u trúc t v i polyester là v trí ph n ng, th ị ớ đôi C=C ầ nghĩa là vinylester dai và đàn h i h n polyester. Vinylester có ít nhóm ester h n polyester, nhóm ester r t d b th y phân, t c là vinylester kháng n do v y nó th Khi so sánh v i polyester thì s nhóm ester trong vinyl ester ít h n, nghĩa là vinyl ester ít ng dùing v t li u này nh là l p ph bên b nh h ườ ở ị ả ậ ệ c, nh là v ngoài c a tàu, thuy n. C u trúc đóng ngoài cho s n ph m ng p trong n ủ ẩ ướ r n c a vinyl ester có khuynh h ng dai h n polyester, m c dù đ đ t tính ch t này, ướ ặ ắ ủ nh a c n nhi ắ ệ ộ ự ầ Epoxy Epoxy là đ i di n cho m t s nh a có tính năng t tính năng c lý, kháng môi tr nhi u nh t trong các chi ti ề ế tuy t v i c a mình, epoxy r t lý t ệ ờ ủ cho tàu ch t l ớ ấ ượ th y phân b i n Nh a epoxy đ v i nhóm epoxy ph n ng ố ớ kh năng kháng n c c a epoxy r t t ướ ủ ấ ố ả nên nh a epoxy ch u ng su t c và nhi ị ứ t t c ng, dai và kháng nhi ệ ố ứ Nh a epoxy, ta dùng ch t đóng r n đ t o m ng không gian ba chi u. Ch t đóng r n a ắ ư ấ ự c cho vào epoxy, lúc này gi a chúng s x y ra ph n ng hoá h c. s d ng là amine, đ ọ ử ụ ử ba Th ẽ ườ chi u ph c t p. Amine k t h p v i epoxy theo m t t l quan ế ố ộ ỉ ệ ế ợ ề tr n ế ỉ ệ ộ đ m b o cho ph n ng x y ra hoàn toàn. N u t l tr ng vì vi c tr n đúng t l ả ỉ ệ ả không đúng thì nh a ch a ph n ng ho c ch t đóng r n còn d trong h n h p s nh ợ ẽ ả ả ứ ỗ ắ h ắ ẩ ế ưở Đ đ m b o t l ả ỉ ệ ể ả ph n và đ a ra m t t l ư ầ ả ứ ự ấ ư ng đ n tính ch t s n ph m sau đóng r n. ấ ả ph i tr n chính xác, nhà s n xu t th ả ố ộ ả ộ ỉ ệ ộ tr n đ n gi n b ng cách đo kh i l ằ ố ượ ủ ể ơ
ỏ ắ ề ả ự ắ ọ ộ ấ ữ ư ộ nhi ở ể c tăng c ủ ượ ắ ự ế ườ ấ ắ ả ủ ề ặ c dùng làm: keo dán, h n h p x lý b m t, ỗ ợ ử ượ ấ ộ ạ ơ ng có tính ấ ườ ấ ậ i ta đánh giá đ n d a trên các đ c đi m sau: ố Đóng vai trò là ch t ch u ng su t t p trung vì đ n th ị ứ ơ ộ ự ộ ể ườ ặ ườ ng, nhi t đ . ệ ộ ườ
t. i nhi t, gi t. t t ệ ố ệ i cho quá trình gia công. i quá trình gia C nh a epoxy l ng và tác nhân đóng r n đ u có đ nh t th p thu n l ớ ấ ậ ợ 5-150oC, tuỳ cách t đ phòng t công. Epoxy đóng r n d dàng và nhanh chóng ệ ộ ừ ễ ấ l a ch n ch t đóng r n. M t trong nh ng u đi m n i b t c a epoxy là co ngót th p ổ ậ ủ ự ng b i tính trong khi đóng r n. L c k t dính, tính ch t c lý c a epoxy đ ở ấ ơ cách đi n và kh năng kháng hoá ch t. ệ ng d ng c a epoxy r t đa d ng, nó đ Ứ ụ h n h p đ , sealant, b t trét, s n. ợ ổ ỗ 2 – Ch t đ n( c t) ấ ộ ch t c lý cao h n nh a. Ng ự ấ ơ ng c h c. •Tính gia c ơ ọ •Tính kháng hoá ch t, môi tr ấ •Phân tán vào nh a t ự ố •Truy n nhi ề ả •Thu n l ậ ợ •Giá thành h , nh . ẹ ạ
ộ ẩ ầ ừ ừ ườ ạ ả ạ ậ i ta có th ch n lo i v t ể ọ ộ ộ ạ ệ ộ ơ ộ ạ ợ ợ ơ ợ ủ ạ ấ ư ợ ạ ậ ệ ợ ng dùng đ ch t o các lo i v t li u cao c p nh : s i th y tinh, s i ơ ể ế ạ ợ ộ ạ ạ ượ ử ụ ộ c s d ng là : silica, CaCO3, v y mica, v y kim lo i, đ n ườ ẩ ả ườ ấ ạ ng c tính ơ ớ ụ ộ c s d ng v i m c đích sau: ạ ượ ử ụ ả t, đi n, kh năng t đ i v i đ n tr , tăng đ b n c lý, hoá, nhi ơ ả ệ ệ ộ ề ơ ế ố ớ ộ ng. ớ ộ ự ự ạ ắ ấ ợ ả ấ ề ặ ậ ệ ố t khi đóng r n. ợ ệ ườ ng s i, gi m to nhi ả ơ ợ ợ ể ắ ợ ơ ừ ợ ợ ầ ử ụ ợ ợ ợ ố ấ ạ ế ạ ợ ợ ả ợ ạ ắ ụ ề ạ ố ợ ả ở ị ượ ọ ủ ậ ệ t ; tính ch u ma sát- mài mòn ; đ nén, đ u n d o và đ kéo ậ ẻ ị c trong môi tr ề tính u vi ư c va đ p ; đ giãn n ộ ố ng ăn mòn nh : mu i, ki m, axít… Nh ng ữ ố ớ ệ ữ ạ t c a h th ng v t li u PC m i so v i các lo i ớ ậ t âý mà h th ng v t ệ ố ấ ệ ộ ư ậ ệ ư ư ườ ứ ệ ủ ệ ố ng. Và, cũng chính vì nh ng tính năng u vi ườ c s d ng rông rãi trong s n xu t cũng nh trong đ i s ng. ả ượ ử ụ ờ ố
ng n i đôi và nhóm ete, vào ả ượ ữ ộ ố mà còn ph thu c vào tính ch t cu tác nhân n i ố ấ ụ ụ ạ ả ộ
ượ ạ ớ ố ể ồ ộ ấ ỏ ớ c dùng đ đ ng trùng h p v i các n i đôi trong ợ ng là ch t có đ nh t th p (d ng l ng) nên còn có tác ạ c g i là ch t pha loãng. ấ ượ ọ ạ ả ậ ợ ề ệ ẩ ợ t v i polyester, không trùng h p riêng r t o s n ph m không đ ng ồ ả i monomer làm s n ng đ n tính ch t cu s n ph m, ho c còn sót l ẽ ạ ả ạ ả ả ả ấ ẩ ặ ồ ấ ẩ t nh t là dung môi cho polyester. ấ ớ ấ ỗ ồ ố polyester, t o thu n l i cho ậ ợ ữ ả ứ ắ ạ ớ ộ ơ ả ạ ạ i cho quá trình gia công ậ ợ t đ sôi cao, khó bay h i trong quá trình gia công và b o qu n. ả t ph n ng đ ng trùng h p th p, s n ph m đ ng trùng h p ít co rút. ả ấ ệ ộ ệ ả ứ ẩ ồ ợ ồ ợ
i ta dùng các monomer : styrene, metyl meta acrylat (MMA), ườ ể ắ c s d ng nhi u nh t do có nh ng tính ấ ượ ử ụ ữ ề t:
trùng h p th p. ợ ươ ự ả ấ ồ ợ
t, c lý tính cao, cách đi n t t. ệ ố ả ơ ả t t ờ ế ố ấ ấ ụ
ề ặ ụ Tuỳ thu c vào t ng yêu c u cho t ng lo i s n ph m mà ng li u đ n cho thích h p. Có hai d ng đ n: ợ •Đ n d ng s i: s i có tính năng c lý hoá cao h n đ n d ng h t, tuy nhiên, s i có giá ạ thành cao h n, th ườ carbon, s i Bo, s i cacbua silic, s i amide… ợ ợ ng đ •Đ n d ng h t: th ẩ khoáng, cao lanh, đ t sét, b t talc, hay graphite, carbon… kh năng gia c c a ch t đ n d ng h t d ạ ấ ộ ủ - Gi m giá thành - Tăng th tích c n thi ầ ể ch m cháy đ i v i đ n tăng c ậ ườ ố ớ ộ - D đúc khuôn, gi m s t o b t khí trong nh a có đ nh t cao. ễ ọ ấ - C i thi n tính ch t b m t v t li u, ch ng co rút khi đóng r n, che khu t s i trong c u ệ ả t o tăng c ả ạ nhiên (s i đay, s i gai, s i lanh, x d a, x tre, bông…), có C t s i cũng có th là s i t ợ ự ố ợ th là s i nhân t o (s i thu tinh, s i v i, s i poliamit…). Tuỳ theo yêu c u s d ng mà ể ỷ i ta ch t o s i thành nhi u d ng khác nhau : s i ng n, s i dài, s i r i, t m s i…. ng ợ ườ ộ ề ơ ọ Vi c tr n thêm các lo i c t s i này vào h n h p có tác d ng làm tăng đ b n c h c ợ ộ ỗ ệ cũng nh đ b n hoá h c c a v t li u PC nh : kh năng ch u đ ộ ư ộ ề ư cao ; kh năng cách âm t ộ ố ả đ t cao ; kh năng ch u đ ứ ị ượ ả kh năng đó đã ch ng t ỏ ả Polyme thông th li u PC đã đ 3 – Ch t pha loãng ấ Tính ch t cu polyester ph thu c không nh ng vào hàm l ấ ụ m ch th m hay th ng, m c đ đa t ứ ộ ẳ ơ ngang – monomer. Các monomer khâu m ch ngang đ nh a UPE, t o k t ngang, th ế ấ ườ ự d ng làm gi m đ nh t c a h n h p, do v y chúng còn đ ớ ủ ỗ ộ ụ Monomer pha loãng ph i th a mãn các đi u ki n sau: ả ỏ •Đ ng trùng h p t ợ ố ớ nh t, làm nh h ế ưở ph m m m d o, kém b n. ề ẻ ề •Monomer ph i t o h n h p đ ng nh t v i polyester, t ợ ả ạ Lúc đó nó hoà tan hoàn toàn vào gi a các m ch phân t ử ph n ng đóng r n và t o đ nh t thu n l •Nhi •Nhi •Ít đ c. ộ Đ đóng r n polyester, ng vinyl, triallil xianuarat, … trong đó styrene đ ch t u vi ệ ấ ư •Có đ nh t th p. ấ ớ ộ t v i polyester, kh năng đ ng trùng h p cao, t ng h p t •T ợ ố ớ •Đóng r n nh a nhanh. ự ắ •S n ph m ch u th i ti ị ẩ b c cháy th p. •Kh năng t ự ố 4 – Ch t tách khuôn, ch t làm kín và các ph gia khác ấ •Ch t róc khuôn - Ch t róc khuôn có tác d ng ngăn c n nh a bám dính vào b m t khuôn. ả - Ch t róc khuôn dùng trong đ p tay là lo i ch t róc khuôn ngo i đ c bôi tr c ti p lên ự ế ạ ượ ấ ấ ấ ự ạ ắ ấ
ỏ ỡ ầ
các v t li u x p nh g , th ch cao thì c n ph i bôi ch t làm kín ố ấ ạ ầ ả ư ỗ
x p, ngăn ch n nh a bám vào. ặ ậ ự ỗ ố ự ấ ộ ố ấ
ọ ẩ ả ị ả ộ ị ỹ ề ờ ế ộ ị ự t và th m m b ẩ
ng th ng s d ng: 0.2-0.5% l ườ ượ ử ụ c khi dùng các thành ph n khác. ọ ầ ng nh a. ự ướ ự
t s i giúp s d ng đ n nhi u h n. ơ ộ ề ử ụ ấ ướ ợ ấ ướ ợ ụ ả ng dùng: 0.5-1.5% so v i đ n. ộ ơ ượ ấ ấ
ạ ủ ự ỉ ượ ố c khi gia công. Vai trò c a chúng là t o g c c cho vào nh a tr do kích đ ng cho quá trình xúc tác ph n ng đ ng trùng h p. ợ ộ ồ do có th là ch t xúc ti n, b c x ánh sáng, ấ ể ự ạ ướ ả ứ ố ự ứ ạ ế ạ ồ
ụ ấ i ướ ạ ẩ ướ c dùng đ đóng r n nh a polyester ( nhi ba d ng : khô (kho ng 5% m), paste trong n ồ ạ ở ấ ụ ượ ở ả c (kho ng ả c), và thông d ng nh t là paste trong tricresyl-phosphonate hay dimetyl phthalate ả t đ kho ng ắ ể 0,5-2% so v i nh a. Khi cho vào nh a nó ớ ỉ ệ ệ ộ ự ự ớ ự ng ở ạ ườ c dùng v i t l d ng ộ ng đ ườ d ng paste vì ấ ạ
ượ ự ể ắ t t ế ắ ự ấ ỗ ợ ủ ấ ầ ả ấ ấ ộ ế ạ ả ớ ả ứ ữ ẩ ả ớ ợ ủ ấ ố ỗ
ả ả ế ấ ấ ả ấ ế ấ ạ ả ứ ờ ệ ộ ấ khuôn. - M t s ch t róc khuôn: wax, silicon, d u m , m heo… ộ ố ấ •Ch t làm kín: ấ - V i khuôn làm t ừ ậ ệ ớ tr c khi dùng ch t róc khuôn. ấ ướ - Các ch t làm kín xâm nh p vào các l - M t s ch t làm kín: Cellulose acetate, wax, silicon, stearic acid, nh a furane, véc ni, s n mài… ơ •Ch t t y b t khí ấ ẩ - B t khí làm s n ph m composite b gi m đ ch u l c, đ ch u th i ti ọ m t. ặ - L ượ - L u ý: nên cho ch t t y b t khí vào nh a tr ấ ẩ ư •Ch t th m t s i: ấ - Có tác d ng tăng kh năng th m - L ớ ộ •Ch t tăng đ phân tán •Ch t ngăn thoát h i styrene 5 – Xúc tác – Xúc ti nế •Xúc tác Các ch t xúc tác ch đ ấ t ự Tác nhân kích thích cho s t o thành g c t t đ . ngo i hay nhi tia t ệ ộ ử Ch t xúc tác g m các lo i ạ ấ Xúc tác Peroxide + Peroxide : thông d ng nh t là benzoil-peroxide Nó là lo i b t tr ng, t n t ạ ộ ắ 25% n (kho ng 70% peroxide). Nó đ ả trên 80Oc) và th ượ th ở ạ Ngoài ra các ch t xúc tác thu c lo i peroxide còn có: + Di-t-butyl peroxide (CH3)3-C-O-O-C-(CH3)3 + Di-acetyl peroxide (CH3)3-CO-O-O-OC-(CH3)3 + Hydroperoxide : + t-butyl-hydroperoxide (CH3)3-COOH + Cumen-hydroperoxide C6H5-C-(CH3)2-O-OH c dùng đ đóng r n ngu i cho nh a polyester. Hai lo i MEKP và HCH đ ộ ạ t cu metyl ethyl keton peroxide, nó th c ch t là h n h p c a m t MEKP là tên vi ộ ả s h p ch t peroxide, thành ph n thay đ i tùy thu c vào nhà s n xu t. Nó là ch t oxi ổ ố ợ hoá m nh nên ph i tránh ti p xúc v i oxi. c g i HCH là s n ph m ph n ng gi a hydroperoxide v i cyclohexanol peroxide và đ ượ ọ tên là cyclo-hexanol peroxide. Tuy nhiên nó là h n h p c a ít nh t hai trong b n ch t sau ấ (theo Criegree, Schorenberg và Becke) Xúc tác azo và diazo + Diazo aminobenzen: C6H5-NH-N=N-C6H5 + Dinitric cu acid diizobutyric: NC(CH3)2-N=N-C(CH3)2-COO-CN + Dimetyl ester cu acid diizobutyric: C2H5-OOC-C(CH3)2-N=N-C(CH3)2-COO-C2H5 •Ch t xúc ti n do cu ch t xúc tác. Ch t xúc ti n là ch t đóng vai trò xúc tác cho ph n ng t o g c t ố ự c nhi Dùng ch t xúc ti n s gi m đ ể t đ và th i gian đóng r n m t cách đáng k và ộ ắ ượ có th đóng r n ngu i. G m các lo i: ạ ắ ế ẽ ả ồ ộ ể
ố ạ ả ể ế ạ ạ ế ế ố ạ ư ườ
ạ ụ ứ ớ ụ ấ ạ ở ạ ầ ế i ta còn dùng d ng ph c, ví d : Ferrocen, ể nhi ở ệ ộ ạ ng dùng ườ d ng mu i, ng ườ ố ả ắ t đ kho ng 80oC. ả ậ ng đ c dùng v i các ch t xúc tác peroxide, thu c lo i này ớ ộ ạ ấ ượ ườ ạ ườ
c nhi u nhà nghiên ể ậ ệ ng d ng ụ i ế ớ ử ượ ề i bi ệ ế ớ i th hai nhi u n ứ ủ ế ế c trên th gi ế ụ ứ i áp d ng. Đ i chi n th gi ế ớ ạ ế ụ ụ ế ộ ượ ử ụ ệ t nh gi m tr ng l ế ặ ự ộ ị ế ộ c s d ng đ ch t o nhi u chi ti ể ế ạ ề ng, ti ọ ế ượ t ki m nhiên li u cho máy móc. ệ ệ ệ ố ộ ố ư ệ c s d ng đ s n xu t các chi ti đ ệ ử ượ ử ụ ả t, các b ng ể ả ệ ế ấ ồ ệ , răng gi ả ả ồ , ghép s …, ngành th thao, các đ dùng th ể ố ế ệ (h th ng chân, tay gi ợ ọ ụ ế ệ ố ư ậ t Nam các ngành, các lĩnh v c c a n n kinh t ụ Vi c áp d ng h u h t ượ ự ự ủ ề ượ ế ở ấ ậ ệ ệ ậ ệ ố ế ệ t ụ ở c tiêu th ứ ề ấ ể i Hà N i đã có 8 đ tài nghiên c u v composite c p ấ ượ ử ụ ộ ủ ệ ươ ộ ậ ệ ệ ư ế ị ụ ng giao thông, h th ng tàu xu ng, h th ng máng tr ượ ườ ứ ồ ệ ố ấ ệ ố ộ ủ ế ậ ồ ự ụ ứ ụ ệ ộ đi n, sào cách đi n, đ c bi t là s cách đi n. ... Xúc ti n kim lo i Xúc ti n kim lo i là mu i cu kim lo i chuy n ti p nh : cobalt, chì, mangan, ceri, … và ư các acid nh : naphthenic, linoleic, octonic,… hoà tan t t trong polymer. Lo i xúc tác này th ng dùng chung v i các ch t xúc tác d ng hydroperoxit (MEKP, HCH). Naphthenic- ấ cobalt là lo i thông d ng nh t th ạ Ngoài xúc ti n kim lo i ế d ng ph c dicyclopentadienyl cu s t dùng đ xúc ti n cho cumen peroxit khi c n đóng ứ ạ r n nhanh ắ Amin b c ba Lo i xúc ti n này th ế th ng g p ặ + Dimetyl-aniline ( DMA ) : C6H5N(CH3)2 + Dietyl-aniline ( DEA ) : C6H5N(C2H5)2 + Dimetyl-p-toluidin ( DMPT ) : CH3C6H5N(CH3)2 Ứ - Th gi V i l ch s phát tri n phong phú c a mình, v t li u composite đã đ ớ ị ậ ệ t đ n. Vi c nghiên c u và áp d ng thành công v t li u c u khoa h c trên th gi ọ ứ c này đã đ ề ướ c nhi u n ượ ụ ế ớ ề ướ đã s n xu t mày bay, tàu chi n và vũ khi ph v cho cu c chi n này. Cho đ n nay thì ấ ả ế ế t, linh ki n ch v t li u Composite polyme đã đ ậ ệ ế ệ t o ôtô; D a trên nh ng u th đ c bi t ki m nhiên li u, ữ ư ệ ư ả ệ ạ tăng đ ch u ăn mòn, gi m đ rung, ti ng n và ti ế ả ồ Ngành hàng không vũ tr s d ng v t li u này vào vi c cu n cánh máy bay, mũi máy ậ ệ ụ ử ụ bay và m t s linh ki n, máy móc khác c a các hãng nh Boing 757, 676 Airbus 310… ủ Trong ngành công nghi p đi n t m ch và các linh ki n. Ngành công nghi p đóng tàu, xu ng, ca nô; các ngành dân d ng ụ ạ ể nh y t ư thao nh g y gôn, v t tennit… và các ngành dân d ng, qu c k dân sinh khác. - Vi V t li u composite đ ầ qu c dân. Tính riêng nh a dùng đ s n x t v t li u composite đ ể ả Nam kho ng 5.000 t n m i năm; t ỗ ả ề ạ ờ c s d ng nhi u trong đ i c tuy n tr n, theo đó v t li u composite đ thành ph đ ề ọ ố ượ ậ ệ ng Quân đ i 108 đã s d ng v t li u s ng xã h i. T i khoa răng c a b nh vi n trung ử ụ ạ ộ ố i ả t b giáo d c, bàn gh , các gi Composite vào trong vi c ghép răng th a, các ngành thi ế ệ phân cách đ t, máng h ng và t gh ng i, mái che c a các nhà thi đ u, các sân v n đ ng và các trung tâm văn hoá…Vi ệ Nam đã và đang ng d ng v t li u Composite vào các lĩnh v c đi n dân d ng, h p công t ơ ệ ậ ề ệ ứ ệ ệ ặ
Vatlieu t ng h p ợ ổ
