Đảm bảo rằng các bề mặt cuối của mẫu thử song song với cácbề mặt của các tấm nén và điều chỉnh máy sao cho các bề mặt của các đầu của mẫu thửvà tấm nén vừa chạm vào nhau.Bước 3: Đặt tốc
GVHD: PGS.TS Đoàn Thị Thu Loan ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HÓA DỰ ÁN XÁC ĐỊNH, ĐÁNH GIÁ TÍNH CHẤT VÀ ĐẶC TRƯNG CỦA SẢN PHẨM POLYMER-XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN NÉN VÀ KHẢ NĂNG CHỊU MƠI TRƯỜNG GVHD : PGS.TS Đồn Thị Thu Loan SVTH : Phan Văn Quý Trần Thị Ngọc Hiếu Lê Thị Thúy Nga Nguyễn Ngọc Tiến Võ Thị Lệ Quyền Võ Thị Anh Thư LỚP : 20H4 NHÓM : Đà Nẵng, tháng 09 năm 2023 GVHD: PGS.TS Đoàn Thị Thu Loan MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 Mục đích phân tích nhựa [] .2 1.2 Phân tích nhựa phương pháp đo độ bền nén [] 1.3 Phân tích nhựa phương pháp đo khả chịu môi trường nhựa [] CHƯƠNG 2: TIÊU CHUẨN ĐO, NGUYÊN TẮC VẬN HÀNH, QUY TRÌNH ĐO 2.1 Nguyên tắc vận hành 2.2 Tiêu chuẩn đo ISO 604[] 2.3 Tiêu chuẩn đo ASTM D695[] 2.4 Quy trình vận hành thiết bị đo 3.1 Các yếu tố bên ảnh hưởng đến tính chất lý polymer .10 3.1.1 Cấu trúc phân tử 10 3.1.2 Khối lượng phân tử [] 10 3.1.3 Nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh 11 3.2.2 Phụ gia chất độn [] .16 3.2.3 Môi trường .18 3.2.3.1 Môi trường nước [] 19 3.2.3.2 Môi trường bazo .20 CHƯƠNG 4: THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ 22 4.1 Đo độ bền uốn 22 4.1.1 Chuẩn bị mẫu 22 4.1.2 Kích thước mẫu 22 4.1.3 Cách tiến hành 22 4.1.3.1 Chuẩn bị .22 4.1.3.2 Quy trình thử nghiệm 23 4.1.4 Kết tính tốn 23 4.1.4.2 Tính tốn 24 4.2 Đo độ bền va đập 25 4.2.1 Chuẩn bị mẫu 25 4.2.2 Kích thước mẫu 25 4.2.3 Cách tiến hành 26 4.2.4 Kết 26 TÀI LIỆU THAM KHẢO 29 GVHD: PGS.TS Đoàn Thị Thu Loan MỤC LỤC HÌNH ẢNH Hình 1 Sơ đồ phân tích nhựa phương pháp đo độ bền nén Hình Sơ đồ quy trình phân tích khả chịu mơi trường Hình Đường cong ứng suất/ biến dạng điển hình Hình Đường cong ứng suất-biến dạng nhiệt độ phịng mẫu PC 12 Hình Đường cong ứng suất-biến dạng Hopkison cho mẫu PC phạm vi nhiệt độ 13 Hình 3 Mơ-đun lưu trư tan δ cho PC tần số 1, 10 100Hz 13 Hình Đồ thị ứng suất cực đại tốc độ biến dạng 21oC 14 Hình Đồ thị ứng suất cực đại theo nhiệt độ 15 Hình Sự biến đổi ứng suất cực đại theo nhiệt độ thay đổi ứng suất cực đại với tốc độ biến dạng ánh xạ vào nhiệt độ 15 Hình So sánh liệu từ Blumenthal từ nghiên cứu tại, tất ánh xạ tới tốc độ biến dạng 5500 sK1 16 Hình Ảnh hưởng hàm lượng độn đến độ bền nén độ cứng vật liệu composite 17 Hình Ảnh hưởng hàm lượng styren đến độ bền nén độ cứng vật liệu composite 18 Hình 10 Độ bền kéo (a) độ bền uốn (b) mẫu composite trước sau ngâm 30 ngày nước máy 20 Hình 11 Độ bền kéo (a) độ bền uốn (b) mẫu composite trước sau ngâm 30 ngày nước biển 21 Hình 12 Mô tả phân hủy vật liệu composite mơi trường kiềm 22 Hình 13 Bề mặt vật liệu sau 60, 300 ngày dung dịch kiềm 20℃ 22 Hình 14 Bề mặt vật liệu sau 60, 300 ngày dung dịch kiềm 60℃ 22 Hình Máy đo độ bền uốn 22 Hình 2Các mẫu IPP-20 bị cong vênh sau đo .24 GVHD: PGS.TS Đoàn Thị Thu Loan DANH MỤC BẢNG Bảng So sánh hai tiêu chuẩn đo .8 Bảng Kết đo độ bền uốn thực nghiệm 25 Bảng Kích thước mẫu lượng va đập đo phịng thí nghiệm 26 Bảng Độ bền va đập mẫu (Đơn vị kJ/m2) .28 GVHD: PGS.TS Đoàn Thị Thu Loan LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành báo cáo này, em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng, khoa Hóa thuộc Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng tạo điều kiện thuận lợi trình học tập nghiên cứu tài liệu Đặc biệt chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến cô PGS.TS Đoàn Thị Thu Loan -người trực tiếp giảng dạy hướng dẫn chúng em thực báo cáo tất lịng nhiệt tình quan tâm sâu sắc Trong trình thực báo cáo này, hiểu biết nhiều hạn chế nên khó tránh khỏi thiếu sót Chúng em mong nhận lời góp ý quý thầy để báo cáo ngày hồn thiện GVHD: PGS.TS Đoàn Thị Thu Loan MỞ ĐẦU Hiện nay, nhựa vật liệu phổ biến sử dụng nhiều lĩnh vực khác đời sống từ xây dựng, giao thơng vận tải, cơng nghiệp hóa chất đến y tế, điện tử Đối với lĩnh vực cần sử dụng nhựa chịu lực cao kết cấu xây dựng, đường xá, cầu cống, việc xác định độ bền nén nhựa yêu cầu bắt buộc Nếu độ bền nén không đủ, nhựa bị biến dạng gãy vỡ tác dụng tải trọng, gây an toàn thiệt hại Đối với ứng dụng chịu lực thấp hơn, bao bì, đồ dùng gia dụng, độ bền nén nhựa cần xem xét để đảm bảo sản phẩm khơng bị biến dạng hư hỏng q trình sử dụng Việc xác định thành phần nguyên tố, cấu trúc phân tử chất thông qua việc phân tích polyme để xác định, đánh giá tính chất đặc trưng sản phẩm polymer nhằm để khắc phục khuyết điểm sản phẩm nâng cao hiệu suất sản phẩm mục tiêu quan trọng báo cáo Các phương pháp thử nghiệm học phổ biến polymer bao gồm phép đo như: độ bền kéo, độ uốn, va đập, nén thí nghiệm để kiểm tra độ bền mơi trường nước, base, acid Mà độ bền nén nhựa tính chất học quan trọng nhất, định khả chịu lực nhựa tác dụng lực nén nghiên cứu độ bền nén nhựa vấn đề cấp thiết, có ý nghĩa quan trọng việc nâng cao chất lượng ứng dụng nhựa Trong báo cáo này, chúng em tập trung vào xác định độ bền nén kiểm tra độ bền polymer mơi trường nước base GVHD: PGS.TS Đồn Thị Thu Loan CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 Mục đích phân tích nhựa [1] Trong q trình đo nén, điều quan trọng phải xác định mục tiêu phân tích để đảm bảo việc thực thử nghiệm đưa thông tin cần thiết xác Các mục tiêu chung bao gồm kiểm tra chất lượng sản phẩm, dự đốn/ đánh giá tính sử dụng, khảo sát phá hủy, tạo giữ liệu thiết kế, đánh giá tác động yếu tố mơi trường xác định tính chất chịu lực vật liệu + Kiểm tra chất lượng sản phẩm: kiểm tra tính chất yêu cầu sản phẩm để phát sai lệch trình sản xuất so với tiêu chuẩn đề ra, kịp thời điều chỉnh sai lệch + Dự đoán/ đánh giá tính sử dụng: dùng phép đo liên quan đến điều kiện sử dụng để chứng tỏ với khách hàng tính sử dụng sản phẩm Không nên sử dụng phương pháp phức tạp để phân tích + Khảo sát phá hủy polymer: để biết nguyên nhân phá hủy từ tìm biện pháp khắc phục đồng thời lựa chọn phép đo phù hợp cần phải tìm hiểu trước chế phá hủy + Tạo liệu thiết kế: để hiểu tính chất vật liệu trước lựa chọn thiết kế sản phẩm, phép thử theo chuẩn hình dạng kích thước + Cung cấp thơng tin để đánh giá ảnh hưởng môi trường, nhiệt độ độ ẩm, đến độ bền uốn tính chất lý vật liệu Điều quan trọng ứng dụng vật liệu môi trường khác + Xác định tính chất chịu lực vật liệu, quan trọng vật liệu cần chịu tải trọng ứng dụng thực tế Tóm lại, việc xác định mục tiêu phân tích thử nghiệm đo nén quan trọng, để đảm bảo việc thử nghiệm mang lại thông tin xác có ích cho mục tiêu nghiên cứu sản xuất Đối tượng phân tích: Những loại nhựa dùng để phân tích nhựa Polypropylene (PP), nhựa Poly(ethylene terephthalate) (PET), nhựa Polycarbonate (PC), nhựa Polystyrene (PS) 1.2 Phân tích nhựa phương pháp đo độ bền nén [2] Quy trình phân tích nhựa phương pháp đo độ bền nén theo tiêu chuẩn ASTM D695 đề cập theo sơ đồ Hình 1.1 Nhóm GVHD: PGS.TS Đồn Thị Thu Loan Chuẩn bị mẫu Xử lí mẫu Thiết lập kiểm tra thiết bị đo Đánh giá phân tích kết Ghi lại kết Thực đo độ bền nén Hình 1 Sơ đồ phân tích nhựa phương pháp đo độ bền nén Bước Chuẩn bị mẫu Quy kích mẫu đề cập Bảng theo tiêu chuẩn ASTM D695 ISO 604 Bước Xử lí mẫu Điều kiện thử nghiệm [3] - Mẫu thử nhiệt độ 23 ± 2°C (73,4 ±3,6°F) độ ẩm tương đối 50±5 % thời gian khoảng 40 trước thử nghiệm - Tốc độ thử nghiệm tốc độ chuyển động tương đối kẹp thiết bị thử nghiệm trình thử nghiệm Tốc độ thử nghiệm tiêu chuẩn là: 1,3 ±0,3 mm (0,050±0,010 in)/phút Kiểm tra mẫu - Mẫu thử phải không bị vênh, hai mặt đối diện chúng phải song song mặt cạnh kề phải vng góc Tất bề mặt mép phải khơng có vết trầy, lỗ, lún nhựa thừa - Mẫu thử kiểm tra xem có tuân thủ yêu cầu hay không cách quan sát mắt trần cạnh thẳng, góc vuông phẳng, đo thước đo calipers - Mẫu thử có chênh lệch đáng kể nhiều yêu cầu bị loại bỏ gia cơng lại thành kích thước hình dạng trước thử nghiệm Bước Thiết lập kiểm tra thiết bị đo Kiểm tra nén thường thực máy kiểm tra đa năng. Nó bao gồm bàn, khung tải trượt dưới. Kích thước loại máy phụ thuộc vào hạng mục kiểm tra (ví dụ: nhựa địi hỏi lực nén nhiều so với kim loại bê tông) Các phận cố định máy (tấm ép, cảm biến tải trọng phụ kiện khác) cần phải lựa chọn lắp theo vật liệu hình dạng mẫu. Nhóm GVHD: PGS.TS Đoàn Thị Thu Loan Máy kiểm tra đa cần thiết lập hiệu chuẩn theo yêu cầu quy trình Điều bao gồm việc đặt cấu hình, kiểm tra hiệu chuẩn thiết bị để đảm bảo tính xác kết Bước Thực đo độ bền nén được đề cập mục 2.3 Bước Ghi lại kết Kết trình đo ghi lại, bao gồm lực đàn nén tối đa mà mẫu chịu trước bị biến dạng Bước Đánh giá phân tích kết Kết phân tích đánh giá phân tích để đưa thơng tin độ bền nén nhựa Kết so sánh với tiêu chuẩn quy định quốc tế với mẫu khác để đánh giá chất lượng tính chất học nhựa, đồng thời phát khuyết tật nhựa q trình phân tích 1.3 Phân tích nhựa phương pháp đo khả chịu mơi trường nhựa [4] Quy trình phân tích nhựa đo khả chịu môi trường theo tiêu chuẩn ASTM D570 theo sơ đồ Hình 1.2 Chuẩn bị dụng cụ thiết bị Chuẩn bị mẫu Xử lí mẫu Xử lí số liệu kết luận Ghi lại kết Ngâm mẫu Hình Sơ đồ quy trình phân tích khả chịu mơi trường Bước Chuẩn bị dụng cụ thiết bị Cân phân tích, tủ sấy, vải khơ, bình hút ẩm, mẫu thử nhựa Bước Chuẩn bị mẫu Mẫu thử loại nhựa đúc phải có dạng đĩa có đường kính 50,8 mm dày 3,2 mm Mẫu thử dạng phải có dạng dài 16,2 mm x rộng 25,4 mm theo độ dày vật liệu Mẫu thử dạng ống: đường kính nhỏ 76 mm dài 25,4 mm Bước Xử lí mẫu Mẫu thử phải gia công, cưa cắt từ mẫu cho cạnh nhẵn, không bị nứt Các cạnh cắt phải làm nhẵn cách dùng giấy nhám vải nhám Nhóm GVHD: PGS.TS Đồn Thị Thu Loan Gia cơng cưa thao tác chà nhám phải đảm bảo đủ chậm để vật liệu khơng bị nóng lên đáng kể Nếu có vết dầu bề mặt mẫu gia cơng phải rửa mẫu vải thấm xăng để loại bỏ, lau vải khô để n khơng khí để xăng bay Mẫu vật liệu có giá trị hấp thụ nước bị ảnh hưởng đáng kể nhiệt độ khoảng 1100C, phải sấy khô tủ sấy khoảng 24 nhiệt độ 50,3 0C, làm nguội bình hút ẩm đem cân Bước Ngâm mẫu Các mẫu ổn định nhiệt phải ngâm chìm thùng chứa nước cất 24 có nhiệt độ 23±1 0C Sau 24 giờ, lấy mẫu ra, dùng vải lau khô đem cân Bước Ghi lại kết Bước Xử lý số liệu báo cáo kết Báo cáo bao gồm thay đổi tượng cong vênh, nứt thay đổi ngoại quan mẫu thử, … để nhận xét khả chịu môi trường nước hút nước nhựa Nhóm 10