Nghiên ứu quá trình khâu mạh quang ủa hệ nhựa epoxyđianao su thiên nhiên lỏng hứ hoá

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN ANH HIỆP Nghiên cứu trình khâu mạch quang hệ nhựa epoxy đian//cao su thiên nhiên lỏng chức hoá LUN VN THC SĨ KHOA HỌC CHUYÊN NGÀNH: HOÁ HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: Hà Nội - 2008 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17057205212281000000 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI *********♦********* NGUYN ANH HIP Nghiên cứu trình khâu mạch quang hệ nhựa epoxy đian//cao su thiên nhiên lỏng chức hoá LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGHÀNH : CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS NGUYỄN THỊ VIỆT TRIỀU HÀ NỘI 2008 -1- Môc lôc Trang Lời cảm ơn Lời cam đoan Các ký hiệu Tóm tắt Abstract Mở đầu Phần I : Tổng quan I Khâu mạch phơng pháp quang hoá I.1 Sự phát triển ứng dụng phơng pháp khâu mạch quang I.2 Ưu điểm hạn chế phơng pháp quang hoá I.3 Nguyên lý trình khâu mạch quang I.4 Các thành phần chủ yếu sử dụng để khâu mạch quang I.5 Các nguồn sáng sử dụng để khâu mạch quang I.5.1 Các loại nguồn sáng thờng sử dụng I.5.2 Đặc điểm số nguồn sáng I.6 Các yếu tố ảnh hởng tới khâu mạch quang I.6.1 ảnh hởng chiều dày màng I.6.2 ảnh hởng nồng độ chất khơi mào I.6.3 ảnh hởng oxy I.6.4 ảnh hởng cờng độ ánh sáng I.6.5 ảnh hởng nhiệt độ I.7 Các yêu cầu để khâu mạch quang hiệu I.8 Cơ chế phản ứng khâu mạch quang I.8.1 Phản ứng khâu mạch quang dạng gốc I.8.1.1 Các hệ nhựa có khả khâu mạch dạng gốc I.8.1.2 Cơ chế phân quang dạng gốc I.8.2 Phản ứng khâu mạch quang dạng cation I.8.2.1 Nguyên lý khơi mào quang cation I.8.2.3 C¸c kiĨu nhãm chøc cã thĨ trïng hợp dạng cation I.8.2.4 Ưu điểm nhợc điểm khâu mạch quạng dạng cation II Nhựa epoxy II.1 Cấu tạo hoá học nhựa epoxy đian II.2 Các số đặc trng tính chất nhựa epoxy II.3 Cơ chế khâu mạch quang nhựa epoxy III Cao su thiên nhiên lỏng epoxy hóa (CSTNLE) B Luận văn cao häc 10 10 10 10 10 10 13 14 14 15 16 17 18 20 23 23 23 23 24 25 25 26 26 26 26 26 26 27 Ngun Anh HiƯp - CNVL 2006 - 2008 -2- III.1 Vµi nÐt vỊ CSTNLE III.2 TÝnh chÊt vËt lý vµ hãa lý cđa CSTNLE III.2.1 Mét sè tÝnh chÊt cđa CSTNLE III.2.2 CÊu tróc lËp thĨ cđa CSTNLE III.2.3 NhiƯt ®é thđy tinh hãa (Tg) III.2.4 Tính tan III.2.5 Khối lợng phân tử III.2.6 Độ ổn định bảo quản III.3 Khả chế biến ứng dụng thực tiễn CSTNLE III.4 Cơ chế khâu mạch quang CSTNLE IV Khái niệm chung chất hoá dẻo cần thiết hoá dẻo nhựa epoxy đian IV.1 Giới thiệu chung hoá dẻo polyme IV.1.1 Khái niệm chất hóa dẻo IV.1.2 Các loại chất hóa dẻo IV.1.3 Các hình thức hoá dẻo IV.1.3.1 Hoá dẻo nội IV.1.3.2 Hoá dẻo ngoại IV.1.3.3 Các yêu cầu cần cho chất hoá dẻo IV.2 ảnh hởng chất hoá dẻo lên tính chất polyme IV.2.1 ảnh hởng chất hoá dẻo lên nhiệt độ IV.2.2 ảnh hởng chất hoá dẻo lên tính chất học polyme IV.2.3 ảnh hởng chất hoá dẻo đến tính chất điện môi polyme IV.3 Cơ chế trình hoá dẻo IV.4 Sử dụng cao su để hoá dẻo nhựa epoxy Phần II - Thực Nghiệm I Nguyên liệu hoá chất I.1 Nhựa epoxy đian I.2 Cao su tự nhiên lỏng epoxy hoá I.3 Chất khơi mào quang III Phơng pháp phân tích III.1 Khảo sát biến đổi hàm lợng nhóm chức hệ khâu mạch quang III.2 Xác định giảm chất khơi mào quang III.3 Xác định phần gel độ trơng III.4 xác định tính chất học sản phẩm sau khâu mạch quang III.4.1 Xác định độ cứng tơng đối Luận văn cao học 27 27 27 27 28 28 28 28 29 29 29 29 29 30 30 30 30 30 31 31 31 33 33 33 33 40 42 42 42 44 44 Ngun Anh HiƯp - CNVL 2006 - 2008 -3- III.4.2 xác định độ bền va đập III.4.3 xác định độ bền ép giÃn III.4.4 Xác định độ bám dính III.4.5 Xác định độ bền uốn III.5 Xác định vi cấu tróc III.6 Ph©n tÝch nhiƯt 45 47 47 47 48 50 Phần III - Kết nghiên cứu I Nghiên cứu ảnh hởng hàm lợng chất khơi mào quang TAS đến trình khâu mạch quang hệ nhựa epoxy đian Epon 828/CSTNLE II Nghiên cứu ảnh hởng hàm lợng CSTNLE đến trình khâu mạch quang hệ nhựa epoxy đian Epon 828/CSTNLE III Nghiên cứu ảnh hởng chất loại nhựa epoxy đian đến trình khâu mạch quang hệ nhựa epoxy đian/CSTNLE IV Nghiên cứu ảnh hởng chất chất hoá dẻo đến trình khâu mạch quang hệ nhựa epoxy đian Epon 828/CSTNLE V Nghiên cứu khả khâu mạch hệ để tối VI Nghiên cøu tÝnh chÊt nhiƯt cđa hƯ nhùa VII Nghiªn cøu vi cÊu tróc cđa hƯ nhùa B B 50 50 B B PhÇn IV - KÕt luận tài liệu tham khảo Luận văn cao học 52 54 71 73 75 81 82 Ngun Anh HiƯp - CNVL 2006 - 2008 -4- Lời cảm ơn Trong suốt thời gian nghiên cứu, học tập thực luận văn tốt nghiệp cao học, đợc giúp đỡ thầy cô, thuộc môn vật liệu Polyme trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội đồng nghiệp viện kỹ thuật nhiệt đới dà giúp em hoàn luận văn Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn toàn thể thầy cô, đặc biệt cô giáo hớng dẫn PGS TS Nguyênc thị Việt Triêug Ãà tận tình giúp đỡ em hoàn thành luận văn Hà Nội, ngày 10 tháng 11 năm 2006 Học viên Nguyễn Anh Hiệp Luận văn cao häc Ngun Anh HiƯp - CNVL 2006 - 2008 -5- Lời cam đoan Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực cha có khác công bố công trình Học viên Nguyễn Anh Hiệp Luận văn cao häc Ngun Anh HiƯp - CNVL 2006 - 2008 -6- Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt CSTNLE: Cao su thiên nhiên lỏng epoxy hoá CSTN: Cao su thiên nhiên Luận văn cao học Nguyễn Anh Hiệp - CNVL 2006 - 2008 -7- Tóm tắt Luận văn tốt nghiệp với mục đích dùng cao su lỏng chức hoá nhằm nâng cao tính chất màng nhựa epoxy khâu mạch phơng pháp quang hoá Bản luận văn gồm phần chính: Phần mở đầu trình bày lý ý nghĩa thực tiễn luận văn; Phần tổng quan trình bày phơng pháp khâu mạch quang nh thành phần, cấu tạo hoá họcvà tính chất hoá học làm sở để nghiên cứu phần sau; Phần thực nghiệm trình bày nguyên liệu, hoá chất, gia công màng phơng pháp phân tích; Phần trình bày kết nghiên cứu thảo luận Trong luận văn ®· sư dơng mét så lo¹i nhùa epoxy ®ian nh E-44, Epon 828 chất hoá dẻo sử dụng nh DOP, CSTNLE Khi hệ nhựa Epoxy có mặt thêm CSTNLE làm tăng tính chất học lên đáng kể Trong luận văn tiến hành khảo sát so sánh đợc chất chất hoá dẻo lên tính chất học hệ nhựa Đà nghiên cứu đợc ảnh hởng chất nhựa đến trình khâu mạch quang nh tính chất học của hệ nhựa Luận văn cung đà nghiên cứu đợc ảnh hởng chất nhựa đến trình khâu mạch quang của hệ nhựa Đà nghiên cứu đợc vi cấu trúc tính chất nhiệt hệ Từ kết nghiên cứu thấy sử dụng CSTNLE với mục đích chế tạo đợc màng nhựa có tính chất lý tơng đối tốt nhằm ứng dụng vào lĩnh vực đời sống Luận văn cao học Nguyễn Anh Hiệp - CNVL 2006 - 2008 -8- Abstract The polymerization of epoxy group in the 20µm thick film of the system containing 5% triarylsulfonium salt (TAS) and epoxy resin modified by CSTNLE The photopolymerization of the epoxy group in the 20µm thickness film of the systems has been followed by IR spectroscopy The fastest rate of the reaction was observed in the system with the weight ratio Epon 828 /CSTNLE = 90/10 leading to epoxy convertion of the Epon 828 and CSTNLE 10% respectively after 2,4 seconds exposure under 110mW/cm2 intensity UVlamp The influence of the film thickness studied in range from 10µm to 50µm showed the decrease of the photocrosslinking rate with the increase of the film thickness The themal curing behavior of epoxy resin modified by CSTNLE was studied at 1500C, epoxy were measured by FT-IR spectroscopy The polymerization of epoxy group in the 20µm thick film of the system containing epoxy resin modified by CSTNLE with different mol ratios epoxy/CSTNLE: 100/0; 98/2; ; 95/5; 90/10; 85/15; and 80/20 have been studied The fastest rate of the reaction was observed in the system with the mol ratio epoxy/CSTNLE = 90/10 leading to epoxy convertion of the Epon 828, CSTNLE 83% and 100% respectively after 130 minutes at 1500C Luận văn cao học Ngun Anh HiƯp - CNVL 2006 - 2008