Nghiên cứu và chế tạo vật liệu compozit polime chắn sóng điện từ có pha trộn ống nano cacbon để đảm bảo an toàn phơi nhiễm điện từ trường cho con người

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN HỒNG NHUNG NGHIÊN CỨU VÀ CHẾ TẠO VẬT LIỆU COMPOZIT POLYME CHẮN SÓNG ĐIỆN TỪ CÓ PHA TRỘN ỐNG NANO CACBON ĐỂ BẢO ĐẢM AN TOÀN PHƠI NHIỄM ĐIỆN TỪ TRƯỜNG CHO CON NGƯỜI Chuyên ngành : KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT VẬT LIỆU PHI KIM LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT VẬT LIỆU PHI KIM NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS HOÀNG ANH SƠN 2.TS NGUYỄN HUY TÙNG Hà Nội – Năm 2012 MỤC LỤC Lời cam đoan Lời cảm ơn Danh mục chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ, đồ thị Mở đầu Chương 1: Tổng quan 1.1 Ống nano cacbon 1.1.1 Giới thiệu chung 1.1.2 Các phương pháp tổng hợp ống nano cacbon 1.1.3 Các tính chất CNT 1.1.4 Các ứng dụng CNT 1.1.5 Các phương pháp biến tính CNT 11 1.2 Nhựa PMMA 13 1.2.1 Giới thiệu 13 1.2.2 Tính chất 13 1.2.3 Quá trình tổng hợp 15 1.2.4 Ứng dụng 18 1.3 Nhựa epoxy 21 1.3.1 Một vài nét nhựa epoxy 21 1.3.2 Phân loại số ứng dụng nhựa epoxy 22 1.3.3 Các chất đóng rắn chất xúc tác đóng rắn cho nhựa epoxy 27 1.3.4 Một số tính chất nhựa epoxy 32 1.4 33 Điện từ trường tác động chúng người 1.4.1 Điện từ trường tần số vô tuyến điện 34 1.4.2 Điện từ trường tần số công nghiệp 34 1.4.3 Tác động điện từ trường lên thể người 34 Chương 2: Các phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 36 2.1 Nguyên liệu hóa chất 36 2.2 Phương pháp chế tạo 36 2.2.1 Vật liệu nanocompozit sở nhựa epoxy pha trộn CNT 36 2.2.2 sơn polymetylmetacrylat pha trộn CNT 36 2.3 Các phương pháp phân tích sản phẩm 37 2.3.1 Phương pháp xác định độ bền kéo vật liệu PC 37 2.3.2 Phương pháp xác định độ bền uốn vật liệu PC 37 2.3.3 Phương pháp xác định độ bền va đập vật liệu PC 38 2.3.4 Phương pháp xác định thay đổi khối lượng mơi trường hóa 39 chất 2.3.5 Phương pháp xác định độ hấp thụ nước 39 2.3.6 Phương pháp xác định độ bền bám dính màng sơn 40 2.3.7 Phương pháp xác định độ cứng tương đối 40 2.3.8 Phương pháp xác định độ bền uốn màng sơn 41 2.3.9 Phương pháp xác định độ bền va đập màng sơn 41 2.3.10.Phương pháp xác định điện trở suất 42 2.3.11.Phương pháp xác định hiệu lực chắn sóng điện từ 42 2.3.12.Phương pháp chụp kính hiển vi điện tử quét (SEM) 43 Chương 3: Kết thảo luận 44 3.1 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng CNT đến tính chất vật liệu 44 PC epoxy/CNT 3.1.1 Tính chất lý 44 3.1.2 Tính chất điện 46 3.1.3 Hiệu lực chắn sóng điện từ 47 3.2 Khảo sát ảnh hưởng độ dày vật liệu PC đến hiệu lực chắn sóng điện từ thiết lập mức hiệu lực chắn an toàn 49 3.3 Khảo sát thay đổi khối lượng vật liệu PC epoxy/CNT môi trường khác theo thời gian 49 3.4 Khảo sát độ hấp thụ nước vật liệu PC epoxy/CNT 50 3.5 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng CNT đến tính chất màng sơn PMMA/CNT 51 3.5.1 Tính chất học 51 3.5.2 Tính chất điện 54 3.5.3 Hiệu lực chắn sóng điện từ 55 3.6 Khảo sát ảnh hưởng độ dày màng sơn đến hiệu lực chắn sóng điện từ thiết lập mức hiệu lực chắn an toàn 56 Kết luận 57 Tài liệu tham khảo 59 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình Hà Nội, ngày tháng Học viên thực Nguyễn Hồng Nhung năm LỜI CẢM ƠN Sau thời gian nghiên cứu, em hoàn thành luận văn tốt nghiệp Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn TS Hoàng Anh Sơn TS Nguyễn Huy Tùng giúp đỡ tận tình truyền thụ kiến thức, kinh nghiệm quý báu suốt trình thực luận văn Nhân đây, em xin gửi lời cảm ơn tới thầy, cô giáo cán Trung tâm nghiên cứu vật liệu Polyme-Compozit, trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, cán phịng Hóa học Vật liệu xúc tác, Viện Khoa học Vật liệu anh chị bạn bè giúp đỡ em hoàn thành luận văn DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT CNT: Ống cacbon nano KLPT: Khối lượng phân tử PC: Polyme compozit HLE: Hàm lượng nhóm epoxy ĐLE: Đương lượng nhóm epoxy PMMA: Poly(metylmetacrylat) DANH MỤC CÁC BẢNG STT Tên bảng 1.1 Các thơng số tính vật liệu CNT số vật liệu khác 1.2 Ảnh hưởng tỷ lệ cấu tử, nhiệt độ, nồng độ NaOH đến khối lượng phân tử nhựa epoxy 1.3 Một số chất đóng rắn amin thơng dụng 1.4 Một số chất đóng rắn axit 1.5 Một số chất xúc tác đóng rắn điển hình 2.1 Thành phần sơn PMMA/CNT 3.1 Ảnh hưởng hàm lượng CNT đến điện trở khối vật liệu PC nhựa epoxy EPIKOTE 828 3.2 Ảnh hưởng hàm lượng CNT đến hiệu lực chắn đo dải tần số từ 100 MHz đến GHz 3.3 Ảnh hưởng hàm lượng CNT đến hiệu lực chắn đo dải tần số X-band 3.4 Ảnh hưởng độ dày màng sơn đến hiệu lực chắn sóng điền từ 3.5 Sự thay đổi khối lượng mẫu vật liệu composit epoxy/CNT môi trường lỏng 3.6 Độ bám dính lớp phủ PMMA với hàm lượng CNT khác 3.7 Độ bền va đập lớp phủ PMMA với hàm lượng CNT khác 3.8 Ảnh hưởng hàm lượng CNT đến độ bền uốn độ cứng màng sơn PMMA/CNT 3.9 Ảnh hưởng hàm lượng CNT đến độ dẫn điện màng sơn PMMA/CNT 3.10 Ảnh hưởng hàm lượng CNT đến hiệu lực chán sóng điện từ màng sơn PMMA/CNT 3.11 Ảnh hưởng độ dày màng sơn đến hiệu lực chắn sóng điện từ màng sơn PMMA/CNT 10 8,26.103 15 3,89.103 20 1,32.103 25 0,62.102 30 0,16.102 Mục đích đề tài tăng khả chắn sóng điện từ vật liệu Muốn vậy, vật liệu phải có điện trở suất tương đương với vật liệu dẫn điện (điện trở suất khoảng 102 Ω.cm) Đề tài tiến hành khảo sát điện trở suất khối vật liệu PC nhựa epoxy EPIKOTE 828 pha trộn CNT với hàm lượng khác để thấy ảnh hưởng hàm lượng CNT tới khả dẫn điện vật liệu PC Kết đo thể bảng nhựa EPIKOTE 828 khơng dẫn điện giá trị điện trở suất cao 1,36.106 Ω.cm Khi có pha trộn CNT, điện trở suất vật liệu PC nhựa epoxy EPIKOTE 828 giảm rõ rệt Với PKL CNT, điện trở suất giảm xuống 13,07.107 Ω.cm hàm lượng CNT mức 10 đến 20 PKL, điện trở suất khối giảm xuống khoảng 103 Ω.cm tiếp tục tăng lượng CNT đến 25, 30 PKL điện trở suất đạt tương đương với vật liệu dẫn điện Hiệu lực chắn sóng điện từ Bảng 3.2 Ảnh hưởng hàm lượng CNT đến hiệu lực chắn đo dải tần số từ 100 MHz đến GHz Hàm lượng CNT (pkl) Hiệu lực chắn trung bình (dB) 0,05 0,86 1,92 2,83 10 15 20 25 30 11,96 12,78 21,32 23,31 47 Hiệu lực chắn sóng điện từ vật liệu PC nhựa epoxy EPIKOTE 828 pha trộn CNT đề tài khảo sát máy phân tích vạch vecto HP 8720D Nghiên cứu khả chắn xạ phát dải tần RF (100 MHz-3 GHz) X-band từ đến 12 GHz kết nhận bảng Bảng 3.3 Ảnh hưởng hàm lượng CNT đến hiệu lực chắn đo dải tần số X-band Tên mẫu Hiệu lực chắn trung bình (dB) 0,02 0,26 1,39 10 2,27 15 11,58 20 12,24 25 20,56 30 22,06 Hiệu lực chắn sóng điện từ lớp phủ PU/MWCNT phụ thuộc chặt chẽ vào tính dẫn điện Như tăng hàm lượng MWCNT hiệu lực chắn sóng điện từ vật liệu tăng Ở hàm lượng MWCNT 25%, hiệu lực chắn hai dải đo trung bình đạt 22 dB nghĩa là: SE =22 = 10log|P1/P2| P1/P2 = 102,3 = 199 Từ thấy cường độ sóng điện từ truyền qua 1/199 (0,5%) cường độ sóng điền từ trường tới, nghĩa lớp phủ PU/MWCNT có khả che chắn 99,95% sóng điện từ tới Như vậy, tăng lượng CNT vật liệu PC, hiệu lực chắn sóng điện từ vật liệu tăng theo đạt giá trị 20 dB hàm lượng CNT từ 25 PKL trở lên Nhưng tăng hàm lượng CNT lên 30 PKL, độ bền vật liệu bị suy 48 giảm nhiều, cấu trúc vật liệu bị ảnh hưởng nên không đảm bảo tiêu kỹ thuật vật liệu PC 3.2 Khảo sát ảnh hưởng độ dày vật liệu PC đến hiệu lực chắn sóng điện từ thiết lập mức hiệu lực chắn an tồn Khảo sát hiệu lực chắn sóng điện từ vật liệu compozit epoxy/MWCNT với độ dày khác cho thấy, hiệu lực chắn sóng điện từ tăng tăng số lớp vật liệu Với mẫu vật liệu thử nghiệm có độ dày mm, hàm lượng MWCNT 25% hiệu lực chắn trung bình đạt 20,56 dB Cũng với mẫu này, có lớp với tổng chiều dày mm hiệu lực chắn đạt dB Bảng 3.4 Ảnh hưởng độ dày màng sơn đến hiệu lực chắn sóng điền từ Độ dày vật liệu Hiệu lực chắn trung bình Hiệu lực chắn trung bình (mm) dải 100MHz – GHz (dB) dải X –band (dB) 21,32 20,56 22,81 22,47 3.3 Khảo sát thay đổi khối lượng vật liệu PC epoxy/CNT môi trường khác theo thời gian Qua trình khảo sát ảnh hưởng hàm lượng CNT đến độ bền học tính chất điện hiệu lực chắn sóng điện từ vật liệu PC nhựa epoxy EPIKOTE 828 pha trộn CNT, ta thấy, hàm lượng CNT 25 PKL cho khả che chắn sóng điện từ đến 99,5 % đảm bảo tính kỹ thuật Để xác định xem mẫu vật liệu PC có phù hợp với môi trường ứng dụng hay khong, đề tài có khảo sát thay đổi vật liệu môi trường khác Môi trường tiến hành thực nghiệm gồm có nước cất, NaCl 10%, NaOH 10%, HCl 10%, H2SO4 10% Mẫu cưa nhỏ, ngam mơi trường 30 ngày Sự thay đổi theo thơi gian ghi nhận lại sau bảng Bảng 3.5 Sự thay đổi khối lượng mẫu vật liệu composit epoxy/CNT môi trường lỏng 49 Thời gian, H2O NaCl 10% NaOH 10% HCl 10% H2SO4 10% ngày % % % % % 01 0,018 0,022 0,026 0,020 0,021 05 0,026 0,065 0,065 0,026 0,028 09 0,035 0,069 0,072 0,038 0,031 13 0,041 0,075 0,079 0,045 0,049 17 0,059 0,083 0,084 0,059 0,072 21 0,071 0,089 0,092 0,067 0,079 25 0,074 0,092 0,099 0,081 0,087 29 0,089 0,096 0,105 0,087 0,092 30 0,089 0,096 0,105 0,087 0,092 10 31 0,089 0,096 0,105 0,087 0,092 TT Từ kết bảng nhận thấy, mẫu vật liệu ngâm môi trường khảo sát đến 29 ngày khối lượng khơng thay đổi Mẫu vật liệu pha nhựa epoxy pha trộn CNT có độ tăng khối lượng lớn môi trường kiềm không đáng kể Như vật liệu composite epoxy pha trộn ống cacbon nano có độ hấp thụ nước thấp nước, dung dịch NaCl, NaOH, HCl H2SO4 3.4 Khảo sát độ hấp thụ nước vật liệu PC epoxy/CNT Một tính chất sử dụng quan trọng vật liệu PC khả chịu nước Để khảo sát đặc tính trên, đề tài tiến hành chế tạp vật liệu PC từ nhựa epoxy với 25 PKL CNT Mẫu đúc hình trịn có đường kính 50mm, chiều dày 4mm Mẫu ngâm nước thời gian 30 ngày Quan sát tượng tượng ghi nhận thay đổi khối lượng mẫu đặn ta xây dựng đồ biểu diễn độ hấp thụ nước qua hình 50 Hình 3.4 Độ hấp thụ nước vật liệu PC nhựa epoxy EPIKOTE 828 theo thời gian Độ hấp thụ nước vật liệu sở nhựa epoxy EPIKOTE 828 với CNT nhỏ hấp thụ nhanh 72 ngâm Có thể giai đoạn nước thẩm thấu vào vật liệu theo chế mao quản Sau độ hấp thụ nước vật liệu tăng chậm Điều giải thích tính kị nước CNT 3.5 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng CNT đến tính chất màng sơn PMMA/CNT 3.5.1 Tính chất học Để khảo sát ảnh hưởng hàm lượng CNT đến tính chất học lớp phủ tiến hành chế tạo lớp phủ sở nhựa PMMA độn CNT với tỷ lệ CNT/PMMA thay đổi (% theo khối lượng PMMA): : 0/100 , 1/100 , 3/100 , 5/100, 10/100,15/100, 17/100, 20/100, 25/100, 30/100 Bảng 3.6 Độ bám dính lớp phủ PMMA với hàm lượng CNT khác Tên mẫu (tương ứng Tỉ lệ diện tích sơn bị bong với hàm lượng % khối (%) TCVN lượng CNT) M0 9% Điểm M1 9% Điểm M3 11% Điểm 51 M5 11% Điểm M10 13% Điểm M15 15% Điểm M20 19% Điểm M25 23% Điểm M30 25% Điểm Kết bảng cho thấy tính bám dính lớp phủ PMMA/CNT giảm dần tăng hàm lượng CNT Khi hàm lượng ống nano cacbon đa tường CNT khoảng từ 1% đến 10% độ bám dính lớp phủ PMMA/CNT tốt, đạt điểm (TCVN) Với hàm lượng CNT lớn 10% (cho đến 30%) độ bám dính lớp phủ PMMA/CNT giảm nhiên tương đối tốt, đạt điểm (TCVN) Như vậy, tính bám dính lớp phủ PMMA/CNT giảm tăng hàm lượng ống nano cacbon song với mức tăng hàm lượng khảo sát độ bám dính đạt mức tốt tùy theo mục đích sử dụng (mức độ che chắn sóng điện từ khảo sát phần sau) chọn hàm lượng CNT phù hợp Bảng 3.7 Độ bền va đập lớp phủ PMMA với hàm lượng CNT khác Tên mẫu (tương ứng với hàm Độ bền va đập (kg.cm) lượng % khối lượng CNT) M0 16 M1 18 M3 20 M5 23 M10 26 M15 26 M20 25 M25 22 M30 21 52 Khảo sát độ bền va đập lớp phủ PMMA/CNT hình 3.2 cho thấy: độ bền va đập lớp phủ PMMA/CNT tăng tăng hàm lượng MWCTs khoảng từ đến 10% Sau tiếp tục tăng hàm lượng MWCTs độ bền va đập lớp phủ lại giảm dần, điều hoàn toàn dễ hiểu hiệu ứng kích thước bé (cỡ nm) nên với 10% MWCTs theo khối lượng tính theo hàm lượng thể tích lại lớn khả liên kết nhựa-nhựa nhựa-CNT dẫn đến khả liên kết chúng với bề mặt vật liệu phủ giảm Ở hàm lượng CNT/PMMA=10% lớp phủ polyuretan/CNT cho độ bền va đập tốt Bảng 3.8 Ảnh hưởng hàm lượng CNT đến độ bền uốn độ cứng màng sơn PMMA/CNT Tên mẫu Độ bền uốn (mm) Độ cứng(%) M0 57,2 M1 64,5 M3 76,1 M5 83,4 M10 90,5 M15 86,1 M20 85,6 M25 83,5 M30 75,9 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng ống nano cacbon đa tường (CNT) đến độ bền uốn lớp phủ PPMA/CNT, kết khảo sát cho thấy rằng: Ở hàm lượng ống nano cacbon từ đến 5% độ bền uốn lớp phủ PMMA/CNT tốt (đạt mm) Tiếp tục tăng hàm lượng ống nano cacbon độ bền uốn có suy giảm Khi hàm lượng ống nano cacbon đa tường lớn 20% độ bền uốn màng suy giảm đến mức thấp (mức 3mm) Đáng ý thay đổi độ cứng 53 màng phủ, gia tăng nhiều có mặt ống nano cacbon Độ cứng mẫu khơng có ống nano cacbon đa tường M0 có giá trị 57,2% , gia cường ống nano cacbon đa tường với hàm lượng từ 1% đến 20% giá trị tăng lên đạt giá trị cực đại mẫu M10 (90,5%) Sau giá trị cực đại, độ cứng lại giảm dần đạt giá trị thấp mẫu M25 (75,9%) Như ống nano cacbon đa tường CNT có tác dụng gia tăng độ cứng cho màng phủ PMMA, hiệu ứng nano thể rõ nét mẫu M10 với hàm lượng ống nano cacbon đa tường 10% , độ cứng gia tăng 160% 3.5.2 Tính chất điện Bảng 3.9 Ảnh hưởng hàm lượng CNT đến độ dẫn điện màng sơn PMMA/CNT Tên mẫu (hàm Điện trở khối ( Ω∙cm) Độ dẫn (S.cm -1) lượng CNT) M0 1,76.10 16 0,568.10-16 M1 57,47.107 0,017.10-7 M3 13,07.107 0,076.10-7 M5 0,50.107 1,984.10-7 M10 7,26.103 0,138.10-3 M15 3,89.103 0,257.10-3 M20 2,31.102 0,432 10-2 M25 6,8.10 1,47.10-1 M30 3,07.101 3,257.10-1 Kết khảo sát tính chất điện lớp phủ PMMA/CNT cho thấy: khả dẫn điện lớp phủ PMMA/CNT tăng tăng hàm lượng CNT Khi chưa có CNT màng PMMA khơng dẫn điện Khi tăng hàm lượng CNT từ 1% lên 5% độ dẫn điện màng PMMA/CNT tăng lên rõ rệt (tăng đến bậc so với PMMA khơng có CNT) Ở hàm lượng CNT từ 10% đến 20% độ dẫn điện màng khơng 54 có thay đổi nhiều nhiên bắt đầu với 25% độ dẫn điện màng gần đạt đến độ dẫn vật dẫn Sau việc tiếp tục tăng hàm lượng CNT làm làm ảnh hưởng đến tính liên tục pha polyme nền, ảnh hưởng đến đặc tính liên kết phá vỡ cấu trúc bền vững màng phủ dẫn đến làm giảm sút tính dẫn điện Hiệu lực chắn sóng điện từ Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng ống nano cacbon đa tường (CNT) đến hiệu lực chắn sóng điện từ lớp phủ PMMA/CNT qua mẫu thử nghiệm có kích thước 100 x 70mm x 1mm bìa caton, chiều dày lớp quét khoảng 60 μm (2 lớp quét) máy phân tích vạch vectơ HP 8720D Nghiên cứu tính chắn sóng điện từ vật liệu với xạ phát dải băng tần RF (100 MHz-3 GHz) X-band từ đến 12 GHz kết nhận bảng Bảng 3.10 Ảnh hưởng hàm lượng CNT đến hiệu lực chán sóng điện từ màng sơn PMMA/CNT Tên mẫu (hàm lượng Hiệu lực chắn trung bình dải Hiệu lực chắn trung bình dải CNT) 100MHz – GHz (dB) X –band (dB) M0 0,05 0,02 M1 1,39 0,99 M3 2,83 2,18 M5 3,53 2,64 M10 12,47 11,58 M15 13,61 12,24 M20 18,22 17,64 M25 27,2 26,66 M30 31,89 31,36 Hiệu lực chắn sóng điện từ lớp phủ PMMA/CNT phụ thuộc chặt chẽ vào tính dẫn điện Như tăng hàm lượng CNT hiệu lực chắn sóng điện từ vật liệu tăng Tuy nhiên ban đầu tăng hàm lượng CNT (ở khoảng 0-10%) 55 hiệu lực chắn tăng không đáng kể Bởi theo kết nghiên cứu trước đó, ngưỡng dẫn điện lớp phủ PMMA/CNT đạt mức độ hàm lượng CNT đủ lớn để vật liệu xuất hiệu ứng tunnel…Độ dẫn điện vật liệu lúc khơng 10-1 S/cm Vì hàm lượng CNT từ 25 đến 30 % hiệu lực chắn tăng đột biến đạt mức trung bình cao 31,36 dB SE =31,36 dB = 10log|P1/P2| P1/P2 = 103,136 = 1367,73 Từ thấy cường độ sóng điện từ truyền qua 1/1367,73 (0,0073%) cường độ sóng điền từ trường tới, nghĩa lớp phủ PMMA/CNT có khả che chắn 99,99% sóng điện từ tới ( P1 P2 cường độ sóng điện từ tới cường độ sóng điện từ truyền qua ) Sau việc tiếp tục tăng hàm lượng CNT làm làm ảnh hưởng đến tính liên tục lớp phủ, phá vỡ cấu trúc bền vững màng dẫn đến làm giảm sút tính chắn sóng điện từ lớp phủ PMMA/CNT 3.6 Khảo sát ảnh hưởng độ dày màng sơn đến hiệu lực chắn sóng điện từ thiết lập mức hiệu lực chắn an toàn Việc khảo sát ảnh hưởng độ dày lớp phủ đến hiệu lực chắn sóng điện từ tiến hành hai mẫu thí nghiệm; mẫu phủ mặt lớp quét có chiều dày tổng cộng khoảng 100 µm; mẫu phủ hai mặt mặt phủ có chiều dày khoảng 100 µm (chiều dày tổng cộng khoảng 200 µm) Tất lớp phủ gia cơng hỗn hợp PMMA/CNT có hàm lượng CNT 25% Bảng 3.11 Ảnh hưởng độ dày màng sơn đến hiệu lực chắn sóng điện từ màng sơn PMMA/CNT Độ dày lớp phủ Hiệu lực chắn trung bình Hiệu lực chắn trung bình (µm) dải 100MHz – GHz (dB) dải X –band (dB) 100 27,21 26,68 200 29,83 29,17 56 KẾT LUẬN Qua trình tìm hiểu nghiên cứu, đề tài rút kết luận sau: Phương pháp nghiền học có sử dụng dung mơi trợ phân tán giúp cho CNT tương hợp phân tán tốt nhựa PMMA, phương pháp khuấy kết hợp rung siêu âm phân tán CNT nhựa epoxy Đã tiến hành khảo sát ảnh hưởng hàm lượng CNT đến độ bền kéo, uốn, va đập vật liệu PC nhựa EPIKOTE 828 Kết cho thấy độ bền học vật liệu tăng hàm lượng CNT nhỏ 3PKL Tiếp tục tăng hàm lượng CNT (đến 30%) tính chất học suy giảm Đã khảo sát thay đổi khối lượng vật liệu PC môi trường nước cất, NaCl 10%, NaOH 10%, HCl 10%, H2SO4 10% Qua thời gian ngâm ngày, cho thấy khả chịu môi trường ăn mòn mạnh vật liệu tương đối tốt, có mơi trường kiềm Đã khảo sát độ hấp thụ nước vật liệu PC Kết vật liệu tương đối bền nước Đã khảo sát sát ảnh hưởng hàm lượng ống nano cacbon đa tường đến độ bền bám dính, độ bền va đập, độ bền uốn, độ cứng lớp phủ PMMA/CNT cho thấy: Với hàm lượng CNT tăng từ 1% đến 10% tính chất lý lớp phủ tăng theo Tiếp tục tăng hàm lượng CNT (từ 10 đến 30%) đồng nghĩa với việc suy giảm tính chất Đã khảo sát ảnh hưởng hàm lượng CNT đến tính chất điện Khi chưa có CNT vật liệu epoxy màng PMMA khơng dẫn điện Khi tăng hàm lượng CNT từ 1PKL đến 5PKL độ dẫn điện vật liệu PC nhựa EPIKOTE 828 màng sơn PMMA/CNT tăng lên rõ rệt (tăng 09 bậc so với nhựa khơng có CNT) Ở hàm lượng CNT từ 10 đến 20PKL độ dẫn điện vật liệu khơng có thay đổi nhiều nhiên với 25PKL CNT, độ dẫn điện vật liệu PC nhựa EPIKOTE 828 màng sơn PMMA/CNT đạt đến độ dẫn vật dẫn Đã khảo sát ảnh hưởng hàm lượng CNT đến hiệu lực chắn sóng điện từ hai dải tần số 100 MHz ÷ GHz -12 GHz Kết cho thấy hiệu lực chắn sóng 57 điện từ tăng theo hàm lượng CNT Hiệu lực chắn sóng điện từ đạt 99% hàm lượng CNT vật liệu PC nhựa EPIKOTE 828 sơn sở nhựa PMMA 25PKL Số lớp vật liệu ảnh hưởng đến hiệu lực chắn lớp vật liệu PC nhựa EPIKOTE 828 lớp sơn PMMA có hiệu lực chắn cao gần dB so với lớp 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT GS Phan Hồng Khôi, (2006), “Bài giảng Nhập môn Khoa học Công nghệ Nano”, Trường Đại Học Công Nghệ, Đại Học Quốc Gia Hà Nội TS Phan Ngọc Minh GS Phan Hồng Khôi (2006) “Bài giảng Vật liệu bon có cấu trúc nano số ứng dụng ban đầu”, Trường Đại Học Công Nghệ Nguyễn Văn Lộc, (1999), Nhà xuất giáo dục, Kỹ thuật sơn 59 TIẾNG ANH Hoang Anh Son, (2011), Adv Nat Sci.: Nanosci Nanotechnol 2, 025007 V.-T Truong, S Z Riddell, R F Muscat, “Polypyrrole based microwave absorbers”, J Mater Sci., 33, p.4971, 1998 Chandrasekhar P., (1999),Conducting Polymers, Fundamentals and Applications: A Practical Approach.; Kluwer Academic Publishers: London Nguyen T A, Nguyen P T H, Dinh D H, Dang M C, Song W, Jung D, Kim S K and Park C, (2010),Adv Nat Sci.: Nanosci Nanotechnol., 1, 015010, M Daenen(N), R.D de Fouw (ST), B Hamers (ST, Treasurer), P.G.A Janssen(ST), K Schouteder (N), M.A.J Veld (ST, Project Manager), (2003) The Wondrous Warld of Carbon Nanotubes, Dai.H Carbon Nanotubes as Scanning Probe Tips et al, Nature, 384, 147 (1996) P J F Harris, “Carbon nanotube composites”, International Materials Reviews, V.49 (1), 31-43, 2004 Valentin N Popov, (2004), “Carbon nanotubes: properties and application”, Materials Science and Engineering R 43 61–102 J Sandler, M.S.P Shaffer, T Prasse, W Bauhofer, K Schulte, A.H Windle, “Development of a dispersion process for carbon nanotubes in matrix and the resulting electrical properties”, Polymer 40 (1999) 5967–5971 10 Yan Geng, Ming Yang Liu, Jing Li, Xiao Mei Shi, Jang Kyo Kim, “Effects of surfactant treatment on mechanical and electrical properties of CNT/epoxy nanocomposites”, Composites: Part A 39 (2008) 1876–1883 11 Kai Yang, Mingyuan Gu, Yiping Guo, Xifeng Pan, Guohong Mu, “Effects of carbon nanotube functionalization on the mechanical and thermal properties of epoxy composites”, CA R B O N47 (2009) 1723–1737 12 Russell E Gorga, Robert E Cohen, “Toughness Enhancements in Poly(methyl methacrylate) by Addition of Oriented Multiwall Carbon Nanotubes”, Journal of Polymer Science: Part B: Polymer Physics, Vol 42, n2690–2702, 2004 60 13 David Blond,Valerie Barron,Manuel Ruether,Kevin P Ryan, Valeria Nicolosi,Werner J Blau, and Jonathan N Colemanm, “Enhancement of Modulus, Strength, and Toughness in Poly(methylmethacrylate)-Based Composites by the Incorporation of Poly(methyl methacrylate)-Functionalized Nanotubes”, Adv Funct Mater.0000,00, 1–7, 2006 14 Shailaja Pand, B P Singh, R B Mathur, T L Dhami, P Saini, S K Dhawan, “Improved Electromagnetic Interference Shielding Properties of MWCNT– PMMA Composites Using Layered Structures”, Nanoscale Res Lett (2009) 4:327–334 15 Hideberto Nava (2004), Epoxy Resin, Encyclopedia of Polymer Science and Technology-Vol 61 ... tài ? ?Nghiên cứu chế tạo vật liệu compozit polyme chắn sóng điện từ có pha trộn ống nano cacbon để bảo đảm an toàn phơi nhiễm điện từ trường cho người? ?? Mục đích đề tài Mục đích đề tài chế tạo vật. .. thấy nghiên cứu giới chế tạo vật liệu chắn sóng điện từ chủ yếu tập trung vào vật liệu nano cacbon Từ tình hình tổng quan nói thấy rõ việc bảo vệ người khỏi tác động sóng điện từ môi trường sống,... số vật liệu có khả che chắn sóng điện từ, vật liệu từ polyme dẫn polyanilin, polypyrol … đề cập đến nhiều trước Tuy nhiên, từ phát ống nano cacbon có thay đổi đáng kể vấn đề Vật liệu ống nano cacbon