VẬT LIỆU POLYME COMPOZIT nền NHỰA EPOXY

VẬT LIỆU POLYME COMPOZIT NỀN NHỰA
EPOXY
Nhóm 9: Uông Văn Vương
Nguyễn Tuấn Phương
Hoàng Quang Hưng
1
LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN
•
Khoảng 5000 năm TCN, người cổ đại đã biết nghiền
nhỏ đá và các vật liệu hữu cơ khác trộn vào đất sét
để giảm độ co ngót của gạch khi nung.
•
Ở Ai Cập khoảng 3000 năm TCN, người ta đã
làm vỏ thuyền bằng lau, sậy tẩm pitum.
•
Ở Việt Nam, nhà làm từ hỗn hợp bùn trộn rơm, rạ và
thuyền đan trát sơn ta là những ví dụ về vật liệu PC.
2
LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN
•
Vào những năm 1930, Slayter vàThomas đã
nghiên cứu và ứng dụng thành công sợi thủy
tinh. Sau đó được Ellis và Foster dùng gia
cường cho polyeste.
•
Năm 1950, chất lượng của VLPC được cải
thiện đáng kể nhờ sự ra đời của nhựa epoxy và
hàng loạt sợi gia cường khác như sợi cacbon,
nilon, aramit, sợi silic…
3
LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN

•
Từ những năm 1970 cho đến nay, các chi tiết
chế tạo từ vật liệu PC được sử dụng rộng rãi
trong nhiều lĩnh vực như đóng tàu, chế tạo ô
tô, vật liệu xây dựng, những ngành kỹ thuật
cao như hàng không vũ trụ,…
4
ĐỊNH NGHĨA
•
Vật liệu polyme compozit là loại vật liệu kết
hợp của hai hay nhiều cấu tử thường rất khác
nhau về bản chất và được phân cách nhau bởi
bề mặt phân chia pha. Pha liên tục trong toàn
khối compozit được gọi là pha nền, pha phân
bố gián đoạn được nền bao bọc gọi là pha gia
cường.
5
THÀNH PHẦN CỦA VẬT LIỆU POLYME
COMPOZIT
6
CẤU TRÚC CỦA VẬT LIỆU POLYME
COMPOZIT
7
VÙNG PHÂN CHIA PHA TRONG VẬT LIỆU
POLYME COMPOZIT
8
TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU POLYME
COMPOZIT
Ưu điểm
•

Độ bền và độ cứng cao kết hợp với trọng
lượng nhẹ.
•
Có khả năng chịu nhiệt và chống ăn mòn cao.
•
Thời gian sử dụng lâu dài.
•
Dễ dàng tạo hình, gia công.
9
TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU POLYME
COMPOZIT
Nhược điểm
•
Nhiệt độ làm việc thấp.
•
Không ổn định về hình dạng, kích thước dưới
điều kiện nhiệt độ cao.
•
Nhạy cảm với bức xạ năng lượng và độ ẩm.
•
Giá thành khá cao.
10
VẬT LIỆU NỀN
Yêu cầu đối với vật liệu nền
•
Tính chất cơ học tốt.
•
Tính thấm ướt, kết dính tốt.
•
Phù hợp với môi trường nhựa nền được sử

dụng.
•
Phù hợp với phương pháp gia công.
11
MỘT VÀI ĐIỂM KHÁC BIỆT GIỮA NHỰA
NHIỆT DẺO, NHIỆT RẮN VÀ CAO SU
12
SO SÁNH MỘT VÀI TÍNH CHẤT CƠ NHIỆT CỦA
NHỰA NHIỆT DẺO VÀ NHỰA NHIỆT RẮN
13
NHỰA EPOXY
•
Là loại nhựa được xem là có tính năng cao nhất.
•
Gồm 2 thành phần: nhựa lỏng và chất đóng rắn (hoặc chất xúc tác), nhiệt độ
đóng rắn từ 5oC đến 150oC tùy thuộc vào chất đóng rắn, xúc tác.
•
Độ bền kết dính cao.
•
Độ bền cơ học, độ bền nhiệt tốt.
•
Bền hóa chất.
14
MỘT SỐ NHỰA EPOXY THÔNG DỤNG
Epoxydian
•
Bám dính, chịu nhiệt tốt.
•
Tan tốt trong dung môi hữu cơ, tuy nhiên không hòa
tan trong dung môi loại hydrocacbon mạch thẳng

15
MỘT SỐ NHỰA EPOXY THÔNG DỤNG
•
Được tổng hợp từ epiclohydrin và bisphenol A
16
MỘT SỐ NHỰA EPOXY THÔNG DỤNG
Nhựa epoxy novolac
•
Độ bám dính cao, chịu mài mòn tốt.
•
Có khả năng chịu hóa chất tốt ngay cả ở điều kiện nhiệt
độ và áp suất cao.
17
MỘT SỐ NHỰA EPOXY THÔNG DỤNG
Nhựa epoxy mạch vòng no
•
So với các loại nhựa epoxy trên cơ sở bisphenol A, loại
nhựa này có màu sáng hơn, độ nhớt thấp hơn nhiều.
Nhìn chung nhựa epoxy loại này phản ứng chậm hơn
với amin.
18
CÁC THÔNG SỐ QUAN TRỌNG CỦA
NHỰA EPOXY
Hàm lượng nhóm epoxy (HLE)
•
Là khối lượng của nhóm
epoxy trong 100g nhựa
Đương lượng epoxy (ĐLE)
•
là lượng nhựa tính theo gam

chứa một đương lượng oxy
epoxy
19
CÁC THÔNG SỐ QUAN TRỌNG CỦA
NHỰA EPOXY
•
Giá trị epoxy (GTE): là đương lượng gam của
oxy epoxy có trong 100g nhựa.
Trong đó:
20
CÁC THÔNG SỐ QUAN TRỌNG CỦA
NHỰA EPOXY
21
•
Ngoài các thông số trên thì còn có một số
thông số được giới thiệu cho một số loại nhựa
epoxy như: độ nhớt, chỉ số khúc xạ, đương
lượng hydroxy.
TÍNH ỨNG DỤNG CỦA NHỰA EPOXY
TRONG VẬT LIỆU POLYME COMPOZIT
•
Nhờ có các nhóm phân cực nên nhựa epoxy có
khả năng bám dính tốt với sợi gia cường làm
tăng độ bền của compozit.
•
Ngoài ra nhựa epoxy còn có nhiều ưu điểm nổi
bật như: chịu hóa chất tốt, độ bền cơ học cao,
nhẹ, dễ gia công, sửa chữa.
Nhờ có các tính chất trên của nhựa epoxy mà vật liệu
compozit trên nền nhựa epoxy có được nhiều ưu điểm nổi trội

hơn so với các loại vật liệu khác và được ứng dụng trong rất
nhiều lĩnh vực
22
ĐÓNG RẮN NHỰA EPOXY
•
Các phản ứng của nhựa epoxy là cộng hợp với
các chất có chứa các nguyên tử hydro hoạt
động và trùng hợp nhóm epoxy theo cơ chế
ion. Do vậy chất đóng rắn được phân thành 2
nhóm chính:

Chất đóng rắn cộng hợp: amin, anhydrit axit

Chất đóng rắn trùng hợp: các axit và bazơ
23
ĐÓNG RẮN NHỰA EPOXY
Phản ứng đóng rắn giữa nhựa epoxy và amin
24
Một số chất đóng rắn amin thông dụng
25