Đề tài Nghiên cứu chế tạo và ứng dụng vật liệu compozit cao cấp trên nền polymid và sợi cacbon thuộc công trình nghiên cứu khoa học cấp bộ
BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ TRUNG TÂM NCVL POLYMER- TRƯỜNG ĐHBK TP.HCM CHƯƠNG TRÌNH KHCN CẤP NHÀ NƯỚC KC.02/06-10 BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ ỨNG DỤNG VẬT LIỆU COMPOZÍT CAO CẤP TRÊN NỀN POLYIMID VÀ SỢI CACBON Mã số: KC.02.11/06-10 Cơ quan chủ trì đề tài/dự án: TRUNG TÂM NCVL POLYMER Chủ nhiệm đề tài/dự án: GS.TS. NGUYỄN HỮU NIẾU 8583 Tp.HỒ CHÍ MINH 5-2010 1 TRUNG TÂM NCVL POLYMER __________________ CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc TP.HCM, ngày 26 tháng 04 năm 2010 BÁO CÁO THỐNG KÊ KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI I. THÔNG TIN CHUNG 1. Tên đề tài/dự án: Nghiên cứu chế tạo và ứng dụng vật liệu compozit cao cấp trên nền polymid và sợi các bon Mã số đề tài, dự án: KC.02.11/06-10 Thuộc: Chương trình (tên, mã số chương trình): KC.02/06-10 2. Chủ nhiệm đề tài/dự án: Họ và tên: NGUYỄN HỮU NIẾU Ngày, tháng, năm sinh: 02/02/1942 ; Nam/ Nữ: Nam Học hàm, học vị: Tiến sỹ Chức danh khoa học: Giáo sư Chức vụ: Cố vấn Khoa họ c Phòng TN trọng điểm vật liệu polyme và compozit Điện thoại: CQ: 0838655456 NR: 083429392 Mobile:0903702192 Fax: 0838655456 ; E-mail: nghnieu@hcmut.edu.vn Tên tổ chức đang công tác: Trung tâm NCVL Polymer, ĐHBK Tp.HCM Địa chỉ tổ chức: 268 Lý Thường Kiệt, F14, Quận10, Tp.HCM Địa chỉ nhà riêng: 6/20 Đồ Sơn, Phường 4, Quận Tân Bình, Tp.HCM 3. Tổ chức chủ trì đề tài/dự án: Tên tổ chức chủ trì đề tài: Trung tâm NCVL Polymer, ĐHBK Tp.HCM Điện thoại: 08 38645521 38651730 Fax: 0838655456 E-mail: nghnieu@hcmut.edu.vn Website: Địa chỉ: 268 Lý Thường Kiệt, F14, Quận10, Tp.HCM 2 Họ và tên thủ trưởng tổ chức: PGS.TS. Nguyễn Đắc Thành Số tài khoản: 931.01.10.00011 Kho Bạc: Kho Bạc Nhà Nước Quận 10, Thành phố Hồ Chí Minh Tên cơ quan chủ quản đề tài: Chương Trình KC.02 II. TÌNH HÌNH THỰC HIỆN 1. Thời gian thực hiện đề tài/dự án: - Theo Hợp đồng đã ký kết: từ tháng 12 năm 2007 đến tháng 12 năm2009 - Thực tế thực hiện: từ tháng 12 năm 2007 đến tháng 3 năm 2010 - Được gia hạn (nếu có): - Lần 1 : từ tháng 01 năm 2010 đến tháng 03 năm 2010 2. Kinh phí và sử dụng kinh phí: a) Tổng số kinh phí thực hiện: 1.752 tr.đ, trong đó: + Kính phí hỗ trợ từ SNKH: 1.480 tr.đ . + Kinh phí từ các nguồn khác: 272 tr.đ. + Tỷ lệ và kinh phí thu hồi đối với dự án (nếu có): …………. b) Tình hình cấp và sử dụng kinh phí từ nguồn SNKH: Theo kế hoạch Thực tế đạt được Số TT Thời gian (Tháng, năm) Kinh phí (Tr.đ) Thời gian (Tháng, năm) Kinh phí (Tr.đ) Ghi chú (Số đề nghị quyết toán) 1 12/2007 đến 12/2009 1.480 12/2007 đến 03/2010 1.480 1.480 3 c) Kết quả sử dụng kinh phí theo các khoản chi: Đơn vị tính: Triệu đồng Theo kế hoạch Thực tế đạt được Số TT Nội dung các khoản chi Tổng SNKH Nguồn khác Tổng SNKH Nguồn khác 1 Trả công lao động (khoa học, phổ thông) 449 449 0 449 449 0 2 Nguyên, vật liệu, năng lượng 400 341 59 350,0358 41 350,0358 41 0 3 Thiết bị, máy móc 601 444 157 444 444 0 4 Xây dựng, sửa chữa nhỏ 10 0 10 0 0 0 5 Chi khác 292 246 46 236,9641 59 236,9641 59 0 Tổng cộng 1.752 1.480 272 1.480 1.480 - Lý do thay đổi: + Về nguyên vật liệu mua vượt mức so với dự toán là: 9.035.841đồng 3. Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện đề tài/dự án: (Liệt kê các quyết định, văn bản của cơ quan quản lý từ công đoạn xác định nhiệm vụ, xét chọn, phê duyệt kinh phí, hợp đồng, điều chỉnh (thời gian, nội dung, kinh phí thực hiện nếu có); văn bản của tổ chức chủ trì đề tài, dự án (đơn, kiến nghị điều chỉnh nếu có) Số TT Số, thời gian ban hành văn bản Tên văn bản Ghi chú I Cơ quan quản lý 1 1678/QĐ-BKHCN Ngày 05/8/2008 Về việc phê duyệt kế hoạch đấu thầu mua sắm tài sản của đề tài thuộc chương trình “Nghiên cứu, phát triển và ứng dụng công nghệ vật liệu”, mã số KC.02/06-10 Mua hệ nồi phản ứng tổng hợp thủy tinh 2 2032/QĐ-BKHCN Ngày 17/9/2008 Về việc phê duyệt kế hoạch đấu thầu mua sắm tài sản của đề tài thuộc chương trình “Nghiên cứu, phát triển và ứng dụng công nghệ vật liệu”, mã số KC.02/06-10 Mua nguyên vật liệu (sợi các bon) 4 3 311/QĐ-BKHCN Ngày 9/3/2009 Về việc cử các đoàn đi công tác nước ngoài thực hiện trong năm 2009 thuộc chương trình “Nghiên cứu, phát triển và ứng dụng công nghệ vật liệu”, mã số KC.02/06-10 Cử Đoàn đi Đức 4 366/VPCT-HCTH Ngày 9/9/2009 Thay đổi sản phẩm khoa học công nghệ của đề tài KC.02.11/06-10 5 2985/QĐ-BKHCN Ngày 23/12/2009 Về việc điều chỉnh thời gian thực hiện của đề tài KC.02.11/06-10 thuộc chương trình KH&CN trọng điểm cấp Nhà nước giai đoạn 2006-2010 “Nghiên cứu, phát triển và ứng dụng công nghệ vật liệu”, mã số KC.02/06- 10 6 14/ QĐ-BKHCN Ngày 08/01/2010 Về việc cử đoàn đi công tác nước ngoài thực hiện trong năm 2010 thuộc chương trình “Nghiên cứu, phát triển và ứng dụng công nghệ vật liệu”, mã số KC.02/06-10 Cử Đoàn đi Hàn Quốc II Tổ chức chủ trì đề tài 1 31/09/CV-Pol Ngày 20/7/2009 Đề nghị thay đổi sản phẩm KH – CN cho đề tài 51/09/CV-Pol Ngày 04/11/2009 Đề nghị thay đổi một số danh mục hóa chất cho đề tài 2 60/09/CV-Pol Ngày 01/12/2009 Xin gia hạn nghiệm thu đề tài 3 66/09/CV-Pol Ngày 22/12/2009 Hợp tác quốc tế 4. Tổ chức phối hợp thực hiện đề tài, dự án: Số TT Tên tổ chức đăng ký theo Thuyết minh Tên tổ chức đã tham gia thực hiện Nội dung tham gia chủ yếu Sản phẩm chủ yếu đạt được Ghi chú* 1 Công ty TNHH Sông Hồng Công ty TNHH Sông Hồng Thử nghiệm bạc chịu nhiệt 2 Công ty TNHH Trung việt 5 3 Xưởng Cơ Khí Chính xác - Viện cơ học ứng dụng Xưởng Cơ Khí Chính xác - Viện cơ học ứng dụng Thử nghiệm bánh răng truyền động - Lý do thay đổi (nếu có): 5. Cá nhân tham gia thực hiện đề tài, dự án: (Người tham gia thực hiện đề tài thuộc tổ chức chủ trì và cơ quan phối hợp, không quá 10 người kể cả chủ nhiệm) Số TT Tên cá nhân đăng ký theo Thuyết minh Tên cá nhân đã tham gia thực hiện Nội dung tham gia chính Sản phẩm chủ yếu đạt được Ghi chú* 1 Nguyễn Hữu Niếu Nguyễn Hữu Niếu - Điều hành chung - Nghiên cứu tổng hợp vật liệu - Triển khai ứng dụng 2 Nguyễn Đắc Thành Nguyễn Đắc Thành - Nghiên cứu chế tạo vật liệu - Nghiên cứu ứng dụng 3 La Thị Thái Hà La Thị Thái Hà - Nghiên cứu tổng hợp vật liệu - Khảo sát, đánh giá tính chất 4 Nguyễn Quốc Việt Nguyễn Quốc Việt - Nghiên cứu tổng hợp vật liệu - Khảo sát tính chất 5 Nguyễn Hoàng Dương Nguyễn Hoàng Dương - Nghiên cứu tính chất polyimid - Khảo sát tính chất 6 Hoàng Xuân Tùng Hoàng Xuân Tùng - Nghiên cứu polyimid - Chế tạo sản phẩm 7 Nguyễn Anh Tú Nguyễn Anh Tú - Nghiên cứu tính chất polyimid - Khảo sát tính chất 8 Phan Chỉ Chế Đông Biên - Nghiên cứu polyimid - Chế tạo sản phẩm 6 - Lý do thay đổi : Cho phù hợp với nội dung nghiên cứu và triển khai ứng dụng sản phẩm. 6. Tình hình hợp tác quốc tế: Số TT Theo kế hoạch (Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm, tên tổ chức hợp tác, số đoàn, số lượng người tham gia ) Thực tế đạt được (Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm, tên tổ chức hợp tác, số đoàn, số lượng người tham gia ) Ghi chú* 1 Đoàn ra: Hàn Quốc Đoàn ra: Hàn Quốc - Nội dung: + Tham gia hội nghị khoa học + Thử nghiệm kiểm tra mẫu + Tham quan khoa học - Thời gian: 7 ngày - Kinh phí: 71.000.000đ - Địa điểm: Hàn Quốc - Tên tổ chức hợp tác: - Số đoàn: 01 - Số lượng người tham gia: 03 - Nội dung: + Tham gia hội nghị khoa học + Thử nghiệm kiểm tra mẫu + Tham quan khoa học - Thời gian: 7 ngày - Kinh phí: 92.252.640đ - Địa điểm: Hàn quốc - Tên tổ chức hợ p tác: Trường Đại học SUNG KYUN KWAN - Số đoàn: 01 - Số lượng người tham gia: 03 2 Đoàn ra: Mỹ Đoàn ra: Đức - Nội dung: Báo cáo khoa học - Thời gian: 05 ngày - Kinh phí: 55.000.000đ - Địa điểm: Mỹ - Tên tổ chức hợp tác: - Số đoàn: 01 - Số lượng người tham gia: 02 - Nội dung: Báo cáo khoa học - Thời gian: 08 ngày - Kinh phí: 33.747.360đ - Địa điểm: Đức - Tên tổ chức hợp tác: Trường Đại học Tổng hợp Martin Luther – Tp.Halle tại CH Liên Bang Đức - Số đoàn: 01 - Số lượng người tham gia: 01 - Lý do thay đổi : + Thay đổi Đoàn ra đi Mỹ chuyển sang đi CH Liên Bang Đức lý do là Phía bên Đức có giấy mời tham gia hội nghị có nội dung phù hợp với lĩnh vực nghiên cứu của Đề tài + Về phần kinh phí có sự thay đổi so với dự kiến do thay đổi địa điềm và do trượt giá 7 7. Tình hình tổ chức hội thảo, hội nghị: Số TT Theo kế hoạch (Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm ) Thực tế đạt được (Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm ) Ghi chú* 1 2 - Lý do thay đổi (nếu có): 8. Tóm tắt các nội dung, công việc chủ yếu: (Nêu tại mục 15 của thuyết minh, không bao gồm: Hội thảo khoa học, điều tra khảo sát trong nước và nước ngoài) Thời gian (Bắt đầu, kết thúc - tháng … năm) Số TT Các nội dung, công việc chủ yếu (Các mốc đánh giá chủ yếu) Theo kế hoạch Thực tế đạt được Người, cơ quan thực hiện 1 2 - Lý do thay đổi (nếu có): III. SẢN PHẨM KH&CN CỦA ĐỀ TÀI, DỰ ÁN 1. Sản phẩm KH&CN đã tạo ra: a) Sản phẩm Dạng I: Thực tế đạt được Số TT Tên sản phẩm và chỉ tiêu chất lượng chủ yếu Đơn vị đo Theo kế hoạch BMI.DDM BMI.ODA 1 Vật liệu compozit từ BMI - sợi cacbon Kg 50 50 Nhiệt độ hóa thủy tinh Tg 0 C 270 254,7 - Ứng suất uốn σ U MPa 570 691 726 Modun uốn E U MPa 60.000 50.663 69.520 Ứng suất kéo σ K MPa 600 736 535 Modun kéo E K MPa 16.500 18.610 29.742 8 Độ bền va đập E P mj/mm 390 1650 1730 Độ bền nhiệt, t 0 ph 0 C ≥ 450 458 485 Hệ số dãn nở nhiệt 0 C -1 10 -5 ÷10 -4 -5,74. 10 -6 -5,69. 10 -6 Độ bền mài mòn (tùy thuộc vào phụ gia tăng cường) cm 3 /giờ 10 -2 ÷10 -4 7,5.10 -4 6,1.10 -4 Nhiệt độ làm việc 0 C 200-300 200-300 200-300 2 Vật liệu compozit từ BMI biến tính – sợi cacbon Kg 50 50 Nhiệt độ hóa thủy tinh Tg 0 C 180 233 - Ứng suất uốn σ U MPa 820 965 1252 Modun uốn E U MPa 68.000 65.995 98.126 Ứng suất kéo σ K MPa 800 824 776 Modun kéo E K MPa 16.000 22.810 29.569 Nhiệt độ phân hủy, t 0 ph 0 C ≥ 450 449 395 Hệ số dãn nở nhiệt 0 C -1 10 -5 ÷10 -4 -4.82. 10 -6 -3,1510 -6 Độ bền mài mòn (tùy thuộc vào phụ gia tăng cường) cm 3 /giờ 10 -2 ÷10 -4 8,4.10 -4 7,2.10 -4 Nhiệt độ làm việc 0 C 200-300 200-300 200-300 Độ bền va đập E P mj/mm Không yêu cầu 2230 2360 3 Bạc trục chịu nhiệt cho giàn khoan. Cái 10 Nhiệt độ làm việc 0 C ≥200 ≥200 Chịu áp lực kG/ cm 2 ≥1000 ≥1000 4 Cặp bánh răng bằng vật liệu compozit sợi cacbon Cặp 5 Đệm truyền động cho máy brabender Cái Thay đổi so với sản phẩm đăng ký -Lý do thay đổi (nếu có): Thay đổi sản phẩm ứng dụng phù hợp với thực tế sản xuất hiện nay 9 b) Sản phẩm Dạng II: Yêu cầu khoa học cần đạt Số TT Tên sản phẩm Theo kế hoạch Thực tế đạt được Ghi chú Quy trình tổng hợp BMI từ AM và DDM Quy trình tổng hợp BMI từ AM và ODA Các thông số kỹ thuật tạo amidaxít Quá trình imid hóa Quá trình đóng rắn 1 Quy trình tổng hợp BMI từ AM và DDS Không yêu cầu Các thông số kỹ thuật tạo amidaxít Quá trình imid hóa Quá trình đóng rắn Vượt yêu cầu 2 Quy trình tổng hợp BMI biến tính Khối lượng phân tử MW ≈ 900 ÷ 1000 Ip = 1,1 ÷ 1,3 Khối lượng phân tử MW ≈ 900 ÷ 1000 Ip = 1,1 ÷ 1,3 Tạo ra 3 loại BMI.BT BMI.DDM.BT.DDM BMI.ODA.BT.DDS BMI.DDS.BT.ODA 3 Quy trình chế tạo prepreg từ BMI – sợi cacbon Thời gian lưu giữ ≥ 6 tháng Thời gian lưu giữ ≥ 6 tháng 4 Quy trình gia công sản phẩm compozit Đạt thông số sản phẩm như mục 22 Đạt thông số sản phẩm như mục 22 Thuyết minh đề tài - Lý do thay đổi (nếu có): c) Sản phẩm Dạng III: Yêu cầu khoa học cần đạt Số TT Tên sản phẩm Theo kế hoạch Thực tế đạt được Số lượng, nơi công bố (Tạp chí, nhà xuất bản) 1 Bài báo trong nước 4 7 Tạp chí hóa học Tạp chí phát triển KH- CN (ĐHQG Tp.HCM) 2 Bài báo nước ngoài 0 2 - Lý do thay đổi (nếu có): [...]... SẢN PHẨM COMPOZIT ỨNG DỤNG 138 3.10.1 Bạc chịu nhiệt và bôi trơn 138 3.10.2 Cặp bánh răng bằng vật liệu compozit sợi cacbon 141 3.10.3 Đệm truyền động cho máy brabender 144 KẾT LUẬN 147 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC xi MỞ ĐẦU Đề tài NCKH cấp nhà nước: Nghiên cứu chế tạo và ứng dụng vật liệu compozit cao cấp trên nền polyimit và sợi cacbon, ... là đề tài kế tiếp của đề tài nghiên cứu cấp nhà nước: Nghiên cứu chế tạo và ứng dụng vật liệu polyme compozit làm việc ở nhiệt độ cao, mã số KC-02-16 thực hiện năm 2005-2007 Ở đề tài KC-02-16, nhóm tác giả đã tiến hành nghiên cứu sử dụng các hệ polyme nền chịu nhiệt: nhựa phenol-formaldehyt, nhựa epoxy và epoxynovolac, polyme nanocompozit sử dụng nano-clay làm hệ tăng cường Đồng thời cũng tiến hành nghiên. .. nghiên cứu sử dụng hệ nhựa nền chịu nhiệt của polyimit nhiệt dẻo, chủ yếu làm chất tạo màng Ở đề tài này, các loại vật liệu tăng cường cũng được sử dụng: sợi thuỷ tinh, sợi kevlar, graphit, nano-clay Đề tài KC-02.11/06-10 tập trung nghiên cứu vật liệu compozit trên nền nhựa polyimit nhiệt rắn (nhựa bismaleimit) các loại và sợi cacbon Các kết quả thu được đạt chất lượng đã đề ra trong đề cương nghiên cứu. .. tâm polyme và Phòng Thí nghiệm Trọng điểm Vật liệu Polyme và Compozit − Của các phòng thí nghiệm, các trung tâm nghiên cứu khác Nhóm đề tài chân thành cảm ơn Các kết quả đạt được đạt yêu cầu đề ra, nhưng chỉ là bước đầu Sắp tới chúng tôi phải tiếp tục nghiên cứu và triển khai ứng dụng các loại vật liệu cao cấp này Kính chào trân trọng Chương 1: Tổng quan Đề tài KC.02.11/06-10 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1... nghệ và mức độ nắm vững, làm chủ, so sánh với trình độ công nghệ so với khu vực và thế giới…) Chúng ta sẽ hoàn toàn chủ động trong việc chế tạo các loại phụ tùng thay thế ở các điều kiện sử dụng, đặc biệt trong cơ khí, vũ khí, hàng không, dầu khí, 10 * Nghiên cứu và triển khai ứng dụng thành công loại vật liệu mới tiên tiến này sẽ mở ra hướng ứng dụng mới: ứng dụng trong lĩnh vực kỹ thuật cao và đặc... trợ hút chân không 128 3.9.4 Khảo sát các yếu tố trong quá trình gia công vật liệu compozit 129 3.9.4.1 Khảo sát tỷ lệ nhựa /sợi 130 3.9.4.2 Khảo sát thời gian postcure 131 3.9.5 Tính chất của vật liệu compozit trên cơ sở nhựa BMI và sợi cacbon 132 3.9.6 Vật liệu compozit trên nền nhựa BMI.DDS và các loại sợi khác nhau 135 3.9.7 Khảo sát khả năng chịu môi trường ... chất của vật liệu compozit của các loại nhựa BMI và sợi cacbon1 32 Bảng 3.37: Tính chất của vật liệu compozit của các loại nhựa BMI biến tính và sợi cacbon 132 Bảng 3.38: Tính chất cơ lý, dãn nở nhiệt và hệ số ma sát của các mẫu compozit 135 Bảng 3.39: Sự thay đổi khối lượng và kích thước của các mẫu trong môi trường HCl 10% 135 Bảng 3.40: Độ bền cơ lý của các mẫu compozit. .. 3.25: Tính chất của vật liệu compozit của các loại nhựa BMI và sợi cacbon1 21 Bảng 3.26: Độ hòa tan của BMI.DDM và BMI.DDM.BT.DDM trong một số dung môi và hệ dung môi khác nhau 122 Bảng 3.27: Độ nhớt theo nồng độ của hệ BMI.BT với MEK/DMF (6:4) 122 Bảng 3.28: Cơ tính vật liệu compozit nền BMI.DDM theo thời gian lưu trữ prepreg123 iv Bảng 3.29: Cơ tính vật liệu compozit nền BMI.DDM.BT.DDM... kỹ thuật cao và đặc biệt ứng dụng trong điều kiện khí hậu Việt Nam * Có thể tạo ra một số tổ hợp vật liệu có tính năng mới phù hợp với điều kiện sử dụng b) Hiệu quả về kinh tế xã hội: (Nêu rõ hiệu quả làm lợi tính bằng tiền dự kiến do đề tài, dự án tạo ra so với các sản phẩm cùng loại trên thị trường…) Việc triển khai sản xuất và ứng dụng không ảnh hưởng đến môi trường xã hội Tạo điều kiện giúp ta tiến... Nhóm nghiên cứu đề tài cũng đã tiến hành nghiên cứu đối chứng khi so sánh nhựa BMI tổng hợp và nhựa BMI nhập khẩu cùng loại của hãng Aldrich, kết quả thu được là tương đương Trong quá trình thực hiện đề tài, nhóm nghiên cứu đã nhận được sự giúp đỡ hiệu quả của: − Ban chủ nhiệm chương trình KC-02 − Văn phòng điều hành các chương trình KC- Bộ KHCN − Lãnh đạo nhà trường, lãnh đạo trung tâm polyme và Phòng . HIỆN ĐỀ TÀI I. THÔNG TIN CHUNG 1. Tên đề tài/dự án: Nghiên cứu chế tạo và ứng dụng vật liệu compozit cao cấp trên nền polymid và sợi các bon Mã số đề tài, dự án: KC.02.11/06-10 Thuộc: Chương. - Điều hành chung - Nghiên cứu tổng hợp vật liệu - Triển khai ứng dụng 2 Nguyễn Đắc Thành Nguyễn Đắc Thành - Nghiên cứu chế tạo vật liệu - Nghiên cứu ứng dụng 3 La Thị Thái. khí, 11 * Nghiên cứu và triển khai ứng dụng thành công loại vật liệu mới tiên tiến này sẽ mở ra hướng ứng dụng mới: ứng dụng trong lĩnh vực kỹ thuật cao và đặc biệt ứng dụng trong điều