Thạc Sĩ Nghiên cứu ảnh hưởng của sét hữu cơ đến một số tính chất của epoxy

MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, việc nghiên cứu chế tạo ra những loại vật liệu mới có nhiều tính năng ưu việt nhằm đáp ứng những yêu cầu, đòi hỏi của các ngành công nghệ cao như công nghệ thông tin, điện tử, công nghệ hàng không vũ trụ, công nghệ quân sự, công nghệ sinh học, y dược là một trong những mục tiêu hàng đầu của nhiều viện nghiên cứu, phòng thí nghiệm trên thế giới. Trong đó việc nghiên cứu ứng dụng vật liệu polyme là hướng nghiên cứu quan trọng bởi đây là một loại vật liệu có phạm vi ứng dụng vô cùng to lớn và ngày càng được mở rộng. Tuy nhiên vật liệu này cũng có những tính chất hạn chế như: độ bền nhiệt kém, độ cứng, chịu mài mòn, khả năng chịu đựng hóa chất thường không cao. Do đó việc nghiên cứu cải thiện tính chất của loại vật liệu này luôn là một vấn đề cấp thiết và là một hướng nghiên cứu hấp dẫn.
Việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ nano và vật liệu composite là một hướng đi chủ yếu, đã và đang được nhiều quốc gia quan tâm phát triển, là trọng tâm nghiên cứu của nhiều phòng thí nghiệm. Vật liệu tổ hợp (composite) là một loại vật liệu được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi nhất trong những năm gần đây, chúng được chia thành nhiều nhóm loại khác nhau, tuỳ thuộc vào chất phụ gia tăng cường.
Ngày nay vật liệu composite đã trở nên phổ biến trong đời sống. Những tính năng tuyệt vời của chúng luôn là các đề tài mới hay mảnh đất màu mỡ cho những nhà hóa học khai thác, nghiên cứu để chế tạo những vật liệu có các tính năng mong muốn nhờ các chất gia cường mới.
Vật liệu polyme nanocomposite trên cơ sở nanoclay là một trong những hướng nghiên cứu như thế. Với việc sử dụng những hạt nanoclay đưa vào trong mạng polyme ở kích thước nano, nhiều tính chất của polyme đã được
cải thiện đáng kể. Hơn nữa, bentonite là một loại khoáng sét phổ biến, quá trình tinh chế, biến tính đơn giản, do đó nanoclay có khả năng ứng dụng cao để làm chất độn gia cường.
Với mong muốn tiếp cận hướng nghiên cứu trong lĩnh vực mới này nhằm tạo ra vật liệu polyme có tính chất ưu việt, chúng tôi đã chọn đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của sét hữu cơ đến một số tính chất của epoxy” làm luận văn thạc sĩ khoa học

Mục tiêu của đề tài:
- Nghiên cứu xác định các điều kiện phản ứng chế tạo sét hữu cơ từ 2 nguồn bentonite khác nhau, Prolabo (Pháp) và Bình Thuận (Việt Nam), so sánh đánh giá chất lượng của khoáng bentonite Bình Thuận.
- Khảo sát khả năng gia cường của sét hữu cơ được đề tài điều chế đến một số tính chất của vật liệu epoxy.


MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3
1.1. GIỚI THIỆU BENTONITE, SÉT HỮU CƠ, EPOXY 3
1.1.1. Giới thiệu về bentonite 3
1.1.1.1. Cấu tạo 3
1.1.1.2. Tính chất 5
1.1.1.3. Ứng dụng 6
1.1.1.4. Nguồn bentonite ở nước ta hiện nay 7
1.1.2. Giới thiệu về sét hữu cơ 8
1.1.2.1. Cấu tạo 9
1.1.2.2. Biến tính sét hữu cơ 10
1.1.3. Giới thiệu về epoxy 15
1.2. GIỚI THIỆU VỀ VẬT LIỆU COMPOSITE, VẬT LIỆU NANO VÀ VẬT LIỆU NANOCOMPOSITE 16
1.2.1. Giới thiệu về vật liệu composite 16
1.2.2. Giới thiệu về vật liệu nano 18
1.2.3. Giới thiệu về vật liệu nanocomposite 19
1.2.4. Giới thiệu về vật liệu polyme - clay nanocomposite 20
1.2.4.1. Các loại vật liệu polyme - clay nanocomposite 21
1.2.4.2. Tính chất của polyme - clay nanocomposite 22
1.2.4.3. Công nghệ chế tạo vật liệu polyme clay nanocomposite 24
CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 26
2.1. DỤNG CỤ, HÓA CHẤT 26
2.1.1. Dụng cụ 26
2.1.2. Hóa chất 26
2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27
2.2.1. Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) 27
2.2.2. Phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại (IR) 28
2.2.3. Phương pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM) 28
2.2.4. Phương pháp phân tích nhiệt 28
2.2.5. Phương pháp xác định hàm lượng chất đóng rắn 29
2.2.6. Các phương pháp xác định tính chất cơ lý của vật liệu 29
2.2.6.1. Phương pháp xác định độ bền va đập 29
2.2.6.2. Phương pháp xác định độ cứng của màng phủ 31
2.2.6.3. Phương pháp xác định độ bền uốn 33
2.2.6.4. Phương pháp xác định độ bám dính 34
2.3. PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 36
2.3.1. Điều chế sét hữu cơ 36
2.3.2. Tổng hợp composite từ sét hữu cơ và epoxy 38
2.3.3. Khảo sát một số tính chất cơ lý của màng phủ epoxy – clay composite. 39
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 40
3.1.TỔNG HỢP SÉT HỮU CƠ 40
3.1.1.Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng đến giá trị d001 và mức độ thâm nhập của DMDOA vào bentonite 40
3.1.2. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ khối lượng DMDOA/bentonite đến giá trị d001 và mức độ thâm nhập của DMDOA vào bentonite 45
3.1.3.Khảo sát ảnh hưởng của pH dung dịch đến giá trị d001 trong sét hữu cơ .49
3.1.4. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến giá trị d001 trong sét hữu cơ 50
3.2. KHẢO SÁT KHẢ NĂNG GIA CƯỜNG CỦA SÉT HỮU CƠ CHO MÀNG PHỦ EPOXY-CLAY NANOCOMPOSITE 59
3.2.1. Xác định hàm lượng chất đóng rắn 59
3.2.2. Khảo sát lớp phủ epoxy – clay composite. 60
3.2.3. Ảnh hưởng của sét hữu cơ đến tính chất của màng phủ epoxy – clay composite 63
3.2.3.1. Tính chất cơ lý của màng phủ 63
3.2.3.1. Độ bền nhiệt của màng phủ 65
KẾT LUẬN 68
TÀI LIỆU THAM KHẢO 70