- 28 Bảng 3.1: Kết quả phân tích TGA của các mẫu vật liệu trên cao su blend. - Hình 1.1: Nguyên lý chung để chế tạo vật liệu polyme nanocompozit. - Hình 1.6: Ảnh hưởng của hàm lượng CNT tới hệ số dẫn nhiệt của vật liệu. - Hình 1.7: Ảnh TEM của mẫu vật liệu CSTN chứa CNT (a) và C18-CNT (b. - Hình 2.1: Mẫu vật liệu đo tính chất kéo của vật liệu. - Hình 3.1: Ảnh hưởng của hàm lượng than đen đến độ dãn dài khi đứt và độ bền kéo đứt của vật liệu. - Hình 3.2: Ảnh hưởng của hàm lượng than đen đến độ cứng và độ mài mòn của vật liệu. - Hình 3.3: Ảnh hưởng của hàm lượng CNT đến độ dài kéo đứt của vật liệu. - Hình 3.4: Ảnh hưởng của hàm lượng CNT đến độ dãn dài khi kéo đứt của vật liệu. - Hình 3.5: Ảnh hưởng của hàm lượng CNT đến độ cứng của vật liệu. - Hình 3.6: Ảnh hưởng của hàm lượng CNT đến độ mài mòn của vật liệu. - Hình 3.7: Ảnh FESEM bề mặt gãy mẫu vật liệu NBR/PVC/25CB. - Hình 3.8: Ảnh FESEM bề mặt gãy mẫu vật liệu NBR/PVC/40CB. - Hình 3.9: Ảnh FESEM bề mặt gãy mẫu vật liệu NBR/PVC/50CB. - Hình 3.10: Ảnh FESEM bề mặt gãy mẫu vật liệu NBR/PVC/39CB/1CNT. - Hình 3.11: Giản đồ TGA mẫu vật liệu NBR/PVC. - Hình 3.12: Giản đồ TGA mẫu vật liệu NBR/PVC/40CB. - Hình 3.13: Giản đồ TGA mẫu vật liệu NBR/PVC/39CB/1CNT. - Giới thiệu về vật liệu polyme nanocompozit và cao su nanocompozit. - Phân loại và đặc điểm của vật liệu cao su nanocompozit. - Ưu điểm của vật liệu polyme nanocompozit và cao su nanocompozit. - Những yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của vật liệu polyme blend. - Tình hình nghiên cứu vật liệu cao su/CNT nanocompozit trong và ngoài nước. - Hóa chất, vật liệu. - Phương pháp xác định một số tính chất cơ học của vật liệu. - Phương pháp xác định độ cứng của vật liệu. - Nghiên cứu cấu trúc hình thái của vật liệu bằng kính hiển vi điện tử quét trường phát xạ. - Nghiên cứu độ bền nhiệt của vật liệu bằng phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng. - Ảnh hưởng của hàm lượng chất độn gia cường tới tính chât cơ học của vật liệu. - Ảnh hưởng của hàm lượng than đen tới tính chất cơ học của vật liệu. - Ảnh hưởng của hàm lượng CNT phối hợp thay thế CB tới tính chất cơ học của vật liệu. - Nghiên cứu cấu trúc hình thái của vật liệu. - Ảnh hưởng của quá trình biến tính tới khả năng bền nhiệt của vật liệu...39 KẾT LUẬN. - Vật liệu này kết hợp được cả ưu điểm của vật liệu vô cơ (như tính chất cứng, bền nhiệt. - Vật liệu cao su nanocompozit gồm có pha nền là cao su hoặc cao su blend và các chất độn gia cường nano. - Do vậy, vật liệu cao su blend NBR/PVC vừa có tính chất cơ học tốt của PVC vừa có khả năng bền dầu mỡ của cao su NBR. - Do vậy, các hạt nano rất quan trọng để gia cường cho vật liệu cao su. - Chính vì vậy, việc “Nghiên cứu ảnh hưởng của than đen và ống nano cacbon tới tính chất của cao su blend NBR/PVC” nhằm nâng cao tính chất cơ học và độ bền nhiệt của vật liệu.. - Đánh giá khả năng phối hợp gia cường giữa ống nano cacbon và than đen cho vật liệu cao su blend NBR/PVC.. - Định hướng ứng dụng của vật liệu trên trong chế tạo các sản phẩm cao su kĩ thuật.. - Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng than đen tới tính chất cơ học của vật liệu.. - Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng ống nano cacbon thay thế than đen tới tính chất cơ học của vật liệu.. - Nghiên cứu cấu trúc hình thái cấu trúc của vật liệu.. - Nghiên cứu khả năng bền nhiệt của vật liệu. - Do vậy, vật liệu cao su nanocompozit là một trường hợp riêng của polyme nanocompozit với nền là cao su hoặc cao su blend. - Vật liệu polyme nanocompozit kết hợp được cả ưu điểm của vật liệu vô cơ (như tính chất cứng, bền nhiệt. - Phân loại và đặc điểm của vật liệu cao su nanocompozit 1.1.1.1. - Polyme nanocompozit nói chung hay cao su nanocompozit nói riêng được phân loại dựa vào số chiều có kích thước nanomet của vật liệu gia cường :[22]. - Đặc điểm của vật liệu polyme nanocompozit. - Vật liệu polyme blend được cấu thành từ hai hay nhiều polyme nhiệt dẻo hay polyme nhiệt với cao su để làm tăng độ bền của vật liệu. - Những yếu tố quyết định đặc tính của vật liệu polyme blend [9,22]:. - cần thiết làm tăng các tính chất cơ lý của cao su như độ bền kéo đứt, xé rách, bền mài mòn, độ cứng, modul đàn hồi của vật liệu. - Độ cứng của vật liệu có than đen cao hơn mẫu không có than đen. - Hàm lượng than đen tăng, độ cứng vật liệu tăng. - Với cả hai loại cao su SBR và NBR, khi được gia cường bằng than đen, khả năng chống mài mòn của vật liệu được gia tăng. - Khả năng chống mài mòn của vật liệu tăng khi hàm lượng than đen tăng [26].. - Độ cứng của mẫu vật liệu tăng khi hàm lượng chất độn tăng. - Kết quả khảo sát cho thấy, hàm lượng than đen có một ảnh hưởng đáng kể đến tính chất lão hóa của vật liệu cao su compozit [44].. - Tình hình nghiên cứu vật liệu cao su/CNT nanocompozit trong và n goài nước. - Hình 1.6: Ảnh hưởng của hàm lượng CNT tới hệ số dẫn nhiệt của vật liệu Có khá nhiều công trình đã công bố về ứng dụng của ống nano cacbon trong vật liệu cao su. - Tác giả Sadia Sagar và cộng sự quan tâm nhiều tới tính chất nhiệt của mẫu vật liệu cao su thiên nhiên (NR) gia cường bằng CNT, các mẫu NR1 (0%CNT), NR2 (0,1%CNT. - Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu NR/CNT ở 100 o C tương đương khả năng dẫn nhiệt của đồng. - Selvin Thomas lại quan tâm ảnh hưởng của CNT và CNT biến tính tới tính chất điện của vật liệu CSTN/CNT. - Có rất nhiều bài báo đã nghiên cứu khả năng gia cường của CNT cho vật liệu cao su hoặc cao su blend. - Ông và các cộng sự đã và đang nghiên cứu về vật liệu cao su nanocompozit với chất gia cường ống nano cacbon . - Ảnh hưởng của hàm lượng CNT và CNT-g-TESPT tới tính chất cơ học của vật liệu đã được khảo sát.. - Tính chất cơ học của vật liệu CSTN/CR/CNT-g-TESPT cao hơn so với vật liệu CSTN/CR/CNT ở cùng hàm. - Phương pháp xác định một số tính chất cơ học của vật liệu 2.3.1. - Độ cứng của vật liệu được đo bằng đồng hồ đo độ cứng TECLOCK ký hiệu JIS K7215 A (Nhật Bản).. - Cấu trúc hình thái của vật liệu được nghiên cứu bằng kính hiển vi điện tử quét trường phát xạ (FESEM) thực hiện trên máy S-4800 của hãng Hitachi (Nhật Bản). - Ảnh hưởng của hàm lượng chất độn gia cường tới tính chât cơ học của vật liệu và hinh thái cấu trúc của vậ liệu.. - Trong nghiên cứu này, các chất độn gia cường gồm: than đen (CB), ống nano cacbon (CNT) được sử dụng làm chất gia cường cho cao su blend NBR/PVC và khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng của chúng tới tính năng cơ học của vật liệu.. - Nhận thấy rằng, khi hàm lượng than đen (CB) tăng lên, độ bền kéo đứt của vật liệu tăng và độ mài mòn giảm. - Nếu hàm lượng CB lớn hơn 40 pkl, độ bền kéo đứt của vật liệu lại giảm và độ mài mòn tăng.. - Hai mạng lưới này đan xen, móc xích vào nhau tạo thành một cấu trúc cao su - chất độn liên tục làm tăng tính chất cơ học của vật liệu. - Trong khi đó, độ dãn dài khi đứt của vật liệu giảm dần, độ cứng tăng dần khi hàm lượng CB tăng. - Vì vậy trong nghiên cứu này, đã khảo sát sự thay thế lượng than đen bằng CNT tới tính chất cơ học của vật liệu. - Hình 3.3: Ảnh hưởng của tỷ lệ CB/CNT đến độ dài kéo đứt của vật liệu. - Mẫu vật liệu. - Hình 3.5: Ảnh hưởng của tỷ lệ CB/CNT đến độ cứng của vật liệu. - Hình 3.6: Ảnh hưởng của tỷ lệ CB/CNT đến độ mài mòn của vật liệu. - Mẫu vật liệu Độ mài mòn (cm3/1.61 km). - Sau đó tiếp tục tăng hàm lượng CNT thay thế, các tính chất này của vật liệu lại giảm. - Riêng độ cứng của vật liệu tăng dần, do ống CNT có độ cứng lớn hơn CB. - Cấu trúc hình thái của vật liệu cao su blend NBR/PVC với CB và CNT được xác định bằng phương pháp kính hiển vi điện tử quét trường phát xạ (FESEM). - Tuy nhiên, trên bề mặt gãy của vật liệu vẫn có hiện tượng lồi lõm. - Do vậy, tính chất cơ lý của vật liệu đạt giá trị lớn nhất. - Chính vì vậy, với 1 pkl CNT thay thế CB đã cải thiện đáng kể tính chất cơ học của vật liệu.. - Ảnh hưởng của quá trình biến tính tới khả năng bền nhiệt của vật liệu Độ bền nhiệt của vật liệu được đánh giá bằng phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng (TGA). - Kết quả phân tích nhiệt TGA của các mẫu vật liệu. - Hình 3.11: Giản đồ TGA mẫu vật liệu cao su NBR/PVC. - Hình 3.12: Giản đồ TGA mẫu vật liệu cao su NBR/PVC/40CB. - Hình 3.13: Giản đồ TGA mẫu vật liệu cao su NBR/PVC/39CB/1CNT Bảng 3.1: Kết quả phân tích TGA của các mẫu vật liệu trên cơ sở. - Chính vì vậy, với hàm lượng ống CNT thay thế thích hợp đã làm tăng khả năng bền nhiệt của vật liệu.. - Tại hàm lượng này, vật liệu có tính chất cơ học tốt nhất với độ bền kéo đứt tăng 47%. - so với mẫu vật liệu không chứa than đen.. - Với hàm lượng than đen lớn (50 pkl), độ cứng của vật liệu tăng. - Cấu trúc chặt chẽ của vật liệu bị phá vỡ, các hạt than đen có xu hướng kết khối, dẫn tới tính chất cơ học của vật liệu giảm.. - Ở hàm lượng này, cao su blend NBR/PVC có tính chất cơ học lớn nhất với độ bền kéo đứt tăng 11,2% so với mẫu vật liệu không chứa CNT.. - Vật liệu NBR/PVC/39CB/1CNT nanocompozit có tính chất cơ lý, kỹ thuật cao có thể đáp ứng để chế tạo các sản phẩm cao su kỹ thuật cao.
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt