Nghiên cứu nâng cao tính chất cơ học và độ chậm cháy của compozit trên nền epoxy gia cường bằng vải thủy tinh

i MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC BẢNG BIỂU vi DANH MỤC HÌNH ẢNH ĐỒ THỊ x MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Nhựa epoxy 1.1.1 Các loại nhựa epoxy 1.1.2 Tính chất nhựa epoxy 1.1.3 Phản ứng đóng rắn nhựa epoxy 1.2 Các giải pháp nâng cao tính chất học độ chậm cháy compozit sở nhựa epoxy gia cƣờng vải thủy tinh 1.2.1 Phối trộn nhựa epoxy với dầu lanh epoxy hóa 1.2.2 Đưa nanoclay vào nhựa epoxy 1.2.3 Đưa MWCNTs vào nhựa epoxy 15 1.3 Các chất làm chậm cháy polyme 22 1.3.1 Cơ chế cháy vật liệu polyme 22 1.3.2 Cơ chế hoạt động phụ gia chống cháy 26 1.3.3 Phụ gia chống cháy 27 1.4 Các loại vải thuỷ tinh thông thƣờng vải thủy tinh 3D 29 1.4.1 Vải thủy tinh thông thường 29 1.4.2 Vải thủy tinh dệt 3D 30 CHƢƠNG PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31 2.1 Nguyên liệu, thiết bị 31 2.1.1 Nguyên liệu 31 2.1.2 Thiết bị 32 2.2 Phƣơng pháp chế tạo mẫu 32 2.2.1 Phương pháp chế tạo mẫu nhựa 32 2.2.1.1 Phương pháp chế tạo mẫu epoxy Epikote 240 với chất chống cháy 32 2.2.1.2 Phương pháp chế tạo mẫu epoxy Epikote 240/dầu lanh epoxy hóa…… 33 2.2.1.3 Phương pháp phân tán nanoclay I.30E vào epoxy Epikote 240 34 2.2.1.4 Phương pháp phân tán MWCNTs vào epoxy Epikote 240 34 2.2.1.5 Phương pháp phân tán nanoclay I.30E /MWCNTs vào epoxy Epikote 240 34 2.2.2 Chế tạo vật liệu polyme compozit epoxy Epikote 240 gia cường vải thủy tinh 35 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 35 2.3.1 Phương pháp xác định hàm lượng phần gel 35 ii 2.3.2 Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) 35 2.3.3 Phương pháp phân tích nhiệt khối lượng (TGA) 36 2.3.4 Phương pháp xác định hình thái cấu trúc vật liệu 36 2.3.5 Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua (TEM) 36 2.3.6 Phương pháp xác định tính chất học 36 2.3.7 Các phương pháp khảo sát khả chống cháy vật liệu 37 2.3.7.1 Phương pháp đo số oxy tới hạn (Limiting Oxygen Index -LOI) 37 2.3.7.2 Phương pháp xác định tính dễ bốc cháy vật liệu thiết bị UL 94 38 2.3.7.3 Phương pháp đo số tốc độ cháy 40 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 42 3.1 Nghiên cứu điều kiện ảnh hƣởng đến tính chất vật liệu polyme compozit nhựa epoxy Epikote 240 42 3.1.1 Nghiên cứu ảnh hưởng chất đóng rắn amin khác đến mức độ đóng rắn, độ bền học độ chậm cháy vật liệu polyme epoxy E 240 42 3.1.2 Nghiên cứu ảnh hưởng loại vải thủy tinh đến tính chất học độ chậm cháy vật liệu polyme compozit nhựa epoxy E 240 đóng rắn DETA 43 3.1.3 Nghiên cứu ảnh hưởng chất chống cháy đến tính chất vật liệu epoxy E 240 đóng rắn DETA 44 3.1.3.1 Nghiên cứu ảnh hưởng chất chống cháy đến độ chậm cháy vật liệu epoxy E 240 44 3.1.3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng chất chống cháy đến tính chất học vật liệu epoxy E 240 46 3.1.3.3 Hình thái cấu trúc vật liệu epoxy E 240 có mặt chất chống cháy khác 47 3.1.3.4 Nghiên cứu ảnh hưởng chất chống cháy đến tính chất nhiệt vật liệu epoxy E 240 48 3.1.4 Nghiên cứu ảnh hưởng hệ chất chống cháy oxyt antimon paraphin clo hóa đến độ chậm cháy tính chất học vật liệu epoxy E 240 49 3.1.5 Hình thái cấu trúc vật liệu epoxy E240 có mặt hệ chất chống cháy oxyt antimon paraphin clo hóa 52 3.1.6 Tính chất nhiệt vật liệu epoxy E240 có mặt hệ chất chống cháy oxyt antimon/paraphin clo hóa 53 3.2 Nghiên cứu chế tạo vật liệu PC nhựa epoxy E 240 - dầu lanh epoxy hóa (ELO) gia cƣờng vải thủy tinh 55 3.2.1 Khảo sát trình đóng rắn hỗn hợp epoxy E 240/ELO đóng rắn DETA 55 3.2.2 Ảnh hưởng hàm lượng ELO hóa đến tính chất học độ chậm cháy tổ hợp epoxy E 240/ELO đóng rắn DETA 56 iii 3.2.3 Hình thái cấu trúc vật liệu epoxy Epikote 240/dầu lanh epoxy hóa đóng rắn DETA 57 3.2.4 Tính chất học độ chậm cháy vật liệu PC epoxy E 240/ ELO gia cường vải thủy tinh có mặt chất chống cháy 59 3.2.4.1 Tính chất học độ chậm cháy hỗn hợp epoxy E 240/ELO có mặt chất chống cháy 59 3.2.4.2 Tính chất học độ chống cháy vật liệu PC epoxy E 240/ELO gia cường vải thủy tinh có mặt chất chống cháy 61 3.3 Nghiên cứu chế tạo vật liệu PC epoxy E 240 có nanoclay I.30E gia cƣờng vải thủy tinh 66 3.3.1 Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng I.30E đến tính chất học khả chậm cháy vật liệu nanocompozit epoxy E 240/I30E 66 3.3.1.1 Khảo sát hình thái cấu trúc nhiễu xạ tia X vật liệu nanocompozit epoxy E 240/I.30E 66 3.3.1.2 Tính chất học độ chậm cháy vật liệu nanocompozit epoxy E 240/I.30E 67 3.3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng thời gian khuấy học đến tính chất học khả chậm cháy vật liệu nanocompozit epoxy E 240/I.30E 70 3.3.2.1 Ảnh hưởng thời gian khuấy học đến hình thái cấu trúc vật liệu nanocompozit epoxy E 240/I.30E 70 3.3.2.2 Ảnh hưởng thời gian khuấy học tính chất học độ chậm cháy vật liệu nanocompozit epoxy E 240/I.30E 71 3.3.3 Ảnh hưởng nhiệt độ trình khuấy học đến tính chất học độ chậm cháy vật liệu nanocompozit epoxy E 240/I.30E 72 3.3.3.1 Khảo sát hình thái cấu trúc X-ray vật liệu nanocompozit epoxy E 240/I.30E 72 3.3.3.2 Ảnh hưởng nhiệt độ trình khuấy học đến tính chất học độ chậm cháy vật liệu nanocompozit epoxy E 240/I.30E 74 3.3.4 Ảnh hưởng vận tốc khuấy học đến tính chất học khả chậm cháy vật liệu nanocompozit epoxy E 240/I.30E 75 3.3.4.1 Ảnh hưởng vận tốc khuấy học đến phân tán I.30E nhựa epoxy E 240 75 3.3.4.2 Ảnh hưởng tốc độ khuấy học đến tính chất học độ chậm cháy vật liệu nanocompozit epoxy Epikote 240/I.30E 77 3.3.5 Nghiên cứu điều kiện khuấy siêu âm ảnh hưởng đến tính chất học khả chậm cháy vật liệu nanocompozit epoxy E 240/I.30E 78 3.3.5.1 Nghiên cứu ảnh hưởng thời gian khuấy siêu âm đến tính chất học độ chậm cháy vật liệu nanocompozit epoxy E 240/I.30E 78 3.3.5.2 Ảnh hưởng công suất làm việc máy khuấy siêu âm đến tính iv chất học độ chậm cháy vật liệu nanocompozit epoxy E 240/I.30E 80 3.3.6 Vật liệu PC epoxy E 240/ELO/I.30E gia cường vải thủy tinh 83 3.3.6.1 Tính chất học độ chậm cháy nanocompozit epoxy E 240/ELO/I.30E có chất chậm cháy 83 3.3.6.2 Tính chất học độ chậm cháy PC epoxy E 240/ELO /I.30E gia cường vải thủy tinh có chất chậm cháy 86 3.4 Nghiên cứu chế tạo vật liệu PC epoxy Epikote 240 có ống nano bon đa tƣờng (MWCNTs: Multi-walled carbon nanotubes) gia cƣờng vải thủy tinh 90 3.4.1 Nghiên cứu phương pháp phân tán MWCNTs vào epoxy kỹ thuật rung siêu âm 90 3.4.1.1 Ảnh hưởng thời gian rung siêu âm đến mức độ phân tán, tính chất học tính chất chống cháy vật liệu nanocompozit MWCNTs/epoxy E 240 90 3.4.1.2 Ảnh hưởng nhiệt độ rung siêu âm đến tính chất học tính chất chống cháy vật liệu nanocompozit MWCNTs/epoxy E 240 94 3.4.1.3 Ảnh hưởng hàm lượng MWCNTs đến tính chất học tính chất chậm cháy vật liệu MWCNTs/epoxy nanocompozit 95 3.4.2 Nghiên cứu phương pháp phân tán MWCNTs vào epoxy kỹ thuật khuấy học kết hợp rung siêu 97 3.4.3 Nghiên cứu chế tạo vật liệu compozit epoxy có bổ sung I.30E MWCNTs 99 3.4.3.1 Phân tán I.30E MWCNTs vào epoxy E 240 99 3.4.3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ hàm lượng I.30E MWCNTs đến tính chất nhựa epoxy E 240 103 3.4.4 Tính chất học độ chậm cháy vật liệu nanocompozit nhựa epoxy Epikote 240 phối hợp ELO có mặt I.30E, MWCNTs chất chậm cháy 111 3.4.5 Tính chất học độ chậm cháy vật liệu nanocompozit epoxy E 240 có mặt MWCNTs I.30E có chất chậm cháy gia cường vải thủy tinh 116 KẾT LUẬN 121 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ 123 TÀI LIỆU THAM KHẢO 124 v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT PC MMT MWCNTs Polyme compozit Montmorillonite Multi walled carbon nanotubes DETA dietylentriamin TETA Trietylentetramin XEDETA Xyanetyldietylentriamin TEM Transmission Electron Microscopy XRD X-rays sifraction SEM Scanning Electron Microscopy FE-SEM Kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường ELO Dầu lanh epoxy hóa E 240 Nhựa epoxy Epikote 240 PEKN Nhựa polyeste không no DOP Dioctylphtalat ESO Dầu đậu nành epoxy hóa EGS Dầu đậu nành PLA Axit lactic LOI Limit Oxygen Index EGL Dầu lanh HMDA Hexametylendiamin PEPA Polyetylenpolyamin DDS 4,4 diaminodiphenylsulfon DDM 4,4 diaminodiphenylmetan NC Nanoclay I.30E NB Nano cacbon (MWCNTs) E 600 Vải thủy tinh thô loại E 600 g/m2 CPC Xetylpyridinum cloisite MGPs Multi grapphene platelets vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Đặc tính sợi thủy tinh 29 Bảng 2.1 Tỷ lệ trộn hợp epoxy Epikote 240 với Sb2O3, paraphin clo hóa 33 Bảng 2.2 Tỷ lệ trộn hợp epoxy Epikote 240 dầu lanh epoxy hóa 33 Bảng 2.3 Tỷ lệ trộn hợp nanoclay MWCNTs vào epoxy 34 Bảng 2.4 Các tiêu chuẩn phép thử khả chống cháy thiết bị UL-94 39 Bảng 3.1 Ảnh hưởng chất đóng rắn tới thời gian gel hóa, hàm lượng phần gel khả chống cháy E 240 42 Bảng 3.2 Tính chất chậm cháy PC epoxy E 240 gia cường vải thủy tinh 44 Bảng 3.3 Tính chất học nhựa epoxy E 240 có mặt chất chống cháy khác 47 Bảng 3.4 Độ bền học vật liệu polyme epoxy có mặt hệ chất chống cháy oxyt antimon/paraphin clo hóa với phần khối lượng khác 49 Bảng 3.5 Đánh giá khả chậm cháy nhựa epoxy E 240 có mặt hệ chất chống cháy oxyt antimon/paraphin clo hóa với tỷ lệ khối lượng khác 50 Bảng 3.6 Ảnh hưởng hàm lượng ELO đến hàm lượng phần gel thời gian đóng rắn nhựa epoxy E 240/ELO 56 Bảng 3.7 Tính chất học hỗn hợp epoxy E 240/ELO 56 Bảng 3.8 Độ chậm cháy hỗn hợp epoxy E 240/ELO với tỷ lệ trộn hợp khác đóng rắn DETA 57 Bảng 3.9 Độ chậm cháy vật liệu epoxy Epikote 240/ELO/ Sb2O3/paraphin clo hóa so với vật liệu khác 60 Bảng 3.10 Tính chất học vật liệu polyme compozit (PC) epoxy gia cường vải thuỷ tinh đóng rắn DETA 61 Bảng 3.11 Tính chất cháy vật liệu PC epoxy E 240 gia cường vải thuỷ tinh, sử dụng chất đóng rắn DETA 64 vii Bảng 3.12 Độ bền học vật liệu nanocompozit epoxy Epikote 240/I.30E với hàm lượng nanoclay khác 67 Bảng 3.13 Độ chậm cháy vật liệu nanocompozit epoxy E 240/I.30E với hàm lượng nanoclay khác 69 Bảng 3.14 Ảnh hưởng thời gian khuấy học đến tính chất học vật liệu nanocompozit epoxy E 240/I.30E 72 Bảng 3.15 Ảnh hưởng thời gian khuấy học đến độ chậm cháy vật liệu nanocompozit epoxy E 240/I.30E 72 Bảng 3.16 Ảnh hưởng nhiệt độ trình khuấy học đến tính chất học vật liệu nanocompozit epoxy E 240/I.30E 74 Bảng 3.17 Ảnh hưởng nhiệt độ trình khuấy học đến độ chậm cháy vật liệu nanocompozit epoxy E 240/I.30E 74 Bảng 3.18 Ảnh hưởng tốc độ khuấy học đến tính chất học vật liệu nanocompozit epoxy Epikote 240/I.30E 77 Bảng 3.19 Độ chậm cháy vật liệu nanocompozit epoxy Epikote 240/I.30E 77 Bảng 3.20 Tính chất học vật liệu nanocompozit epoxy E 240/I.30E 79 Bảng 3.21 Ảnh hưởng thời gian khuấy siêu âm đến độ chậm cháy vật liệu nanocompozit epoxy Epikote 240 /MMT-I.30E 80 Bảng 3.22 Tính chất học vật liệu nanocompozit epoxy E 240/I.30E với công suất khuấy siêu âm khác 82 Bảng 3.23 Ảnh hưởng công suất khuấy siêu âm đến tính chất chậm cháy vật liệu epoxy/MMT-nanocompozit 82 Bảng 3.24 Tính chất học vật liệu nanocompozit epoxy E 240/ELO/I.30E có mặt chất chống cháy 84 Bảng 3.25 Độ chậm cháy vật liệu nanocompozit epoxy E 240/ELO/I.30E có chất chống cháy 85 Bảng 3.26 Tính chất học vật liệu epoxy/MMT compozit có mặt ELO, chất chống cháy 87 viii Bảng 3.27 Độ chậm cháy vật liệu epoxy E 240/ELO có nanoclay I.30E, chất chống cháy gia cường vải thủy tinh thường loại E 600g/m2 thủy tinh dệt 3D 87 Bảng 3.28 Tính chất học vật liệu nanocompozit MWCNTs/epoxy E 240 rung siêu âm thời gian: 4h, 5h, 6h 7h 92 Bảng 3.29 Độ chậm cháy vật liệu nanocompozit MWCNTs/epoxy E 240 rung siêu âm thời gian: 4h, 5h, 6h 7h 92 Bảng 3.30 Tính chất học vật liệu nanocompozit MWCNTs/epoxy E 240 rung siêu âm nhiệt độ: 550C, 600C, 650C 700C 94 Bảng 3.31 Tính chất chống cháy vật liệu nanocompozit MWCNTs/epoxy E240 rung siêu âm nhiệt độ: 550C, 600C, 650C 700C 94 Bảng 3.32 Tính chất học vật liệu nanocompozit MWCNTs/epoxy E 240 với hàm lượng MWCNTs khác nhau: 0,01%, 0,02%, 0,03% khối lượng 96 Bảng 3.33 Tính chất chậm cháy vật liệu nanocompozit MWCNTs/epoxy E 240 với hàm lượng MWCNTs 0,01%; 0,02%; 0,03% khối lượng 96 Bảng 3.34 Ảnh hưởng thời gian khuấy học rung siêu âm đến tính chất học vật liệu nanocompozit MWCNTs/epoxy E 240 98 Bảng 3.35 Ảnh hưởng thời gian khuấy học đến tính chất chậm cháy vật liệu nanocompozit MWCNTs/epoxy E 240 99 Bảng 3.36 Tính chất học vật liệu nanocompozit MWCNTs/nanoclay I.30E /epoxy E 240 rung siêu âm 6h khuấy học thời gian 7h, 8h, 9h kết hợp rung siêu âm 6h 103 Bảng 3.37 Tỷ lệ % khối lượng MWCNTs nanoclay I.30E sử dụng để chế tạo vật liệu nanocompozit MWCNTs/nanoclay I.30E/epoxy E 240 104 Bảng 3.38 Độ bền học vật liệu MWCNTs/nanoclay I.30E /epoxy E 240 108 tỷ lệ khối lượng khác 108 Bảng 3.39 Độ chậm cháy vật liệu MWCNTs/nanoclay I.30E/epoxy E 240 tỷ lệ khối lượng khác 109 Bảng 3.40 Các thí nghiệm ký hiệu mẫu chế tạo vật liệu compozit 111 Bảng 3.41 Độ bền học vật liệu nanocompozit MWCNTs/I.30E/epoxy E 240/ELO 113 ix Bảng 3.42 Độ chậm cháy vật liệu compozit epoxy có mặt nanoclay, MWCMTs, ELO, chất chống cháy gia cường vải thủy tinh 114 Bảng 3.43 Ký hiệu mẫu tỷ lệ phối trộn vật liệu compozit epoxy E 240 có mặt ELO, MWCNTs, I.30E chất chống cháy 116 Bảng 3.44 Độ bền học vật liệu PC epoxy E 240 có mặt ELO, CCC, MWCNTs nanoclay I.30E gia cường vải thủy tinh thường thủy tinh dệt 3D 118 Bảng 3.45 Độ chậm cháy của vật liệu PC epoxy E 240 có mặt ELO, CCC, MWCNTs nanoclay I.30E gia cường vải thủy tinh thường thủy tinh dệt 3D 119 x DANH MỤC HÌNH ẢNH ĐỒ THỊ Hình 1.1 Tính chất nhựa epoxy epidian……………………………………………… Hình 1.2 Quá trình khâu mạch nhựa epoxy diamin Hình 1.3 Phản ứng epoxy hóa dầu lanh Hình 1.4 Cấu trúc tinh thể MMT 10 Hình 1.5 Hình thành epoxy / micro MMT compozit 10 Hình 1.6 Phổ XRD mẫu epoxy clay/nanocompozit phân tán nhiệt độ khác 11 Hình 1.7 Ảnh SEM nhựa epoxy 5% nanoclay-I.30E/epoxy 12 Hình 1.8 XRD vật liệu nanocompozit với hàm lượng nanoclay khác 14 Hình 1.9 Ảnh SEM mẫu nanocompozit 14 Hình 1.10 Cấu trúc buckyball 16 Hình 1.11 Ống nano cacbon đa tường 17 Hình 1.12 Ảnh SEM bề mặt gãy epoxy nguyên thể (a), phân tán MWCNTs epoxy: 15 phút (b), 45 phút (c) 135 phút (d) công suất khuấy siêu âm 50 W 18 Hình 1.13 Ảnh SEM MWCNTs phân tán epoxy: 15 phút a) 45 phút b) 135 phút (c) công suất khuấy siêu âm 50 W 18 Hình 1.14 Ảnh SEM nanocompozit: (a) % MWCNTs, 60,000 110,000 (b) 0.5 % MWCNTs, 19 Hình 1.15 Ảnh SEM phân tán (a) kết tụ (b) vật liệu MWCNTs/epoxy 20 Hình 1.16 Ảnh SEM bề mặt gẫy vật liệu compozit epoxy có mặt nano cácbon gia cường băng sợi thủy tinh 21 Hình 1.17 Ảnh SEM hiển vi bẽ gẫy sợi thủy tinh mẫu: (A B) Epoxy/E-sợi thuỷ tinh (C D) 0,3 % khối lượng v (E F) 0,4% khối lượng Compozit MWCNTs Ethủy tinh / epoxy 22 Hình 1.18 Cơ chế cháy theo tam giác lửa 23 Hình 1.19 Sự nhiêt phân trình phân hủy polyme 23 117 Hình thái cấu trúc bề mặt gẫy mẫu kéo đánh gia phương pháp FESEM (hình 3.59 a-f) Hình 3.59 Ảnh FE-SEM bề mặt gẫy vật liệu polyme compozit: (a)-PC.NB, (b)-PC.NB.CCC, (c)-PC.NB.ELO.CCC, (d)-PC.NB.NC, (e,f)-PC.NBNC.ELO.CCC Độ kết dính chất gia cường đóng vai trò quan trọng độ bền học vật liệu liên quan trực tiếp với độ gồ ghề bề mặt gãy nơi phát triển vết nứt xảy Hình 3.59-(c) cho thấy sau mẫu PC.NB.ELO.CCC bị bẻ gẫy, sợi kéo từ bên nhựa epoxy E 240 sau bị gẫy bề mặt sợi lượng nhựa với cấu tử khác bám lại nhiều Khi quan sát hình 3.59-(a) mẫu PC.NB nhận thấy lượng nhựa bám lại sợi thủy tinh thưa thớt có tượng bóc tách vỡ vụn cho thấy tượng bẻ gẫy dòn 118 hơn, bề mặt nhẵn bám dính Đặc biệt mẫu PC.NC.NB.ELO.CCC, (hình 3.59-(e,f)) thấy bị vỡ phần epoxy khe sợi kéo chứng tương tác tốt sợi thủy tinh vật liệu Quan sát hình 3.59-(d) nhận thấy sợi thủy tinh gẫy có bề mặt nhám, thô biểu phá hủy với tiêu tốn lượng Độ bền học vật liệu PC epoxy E 240 có mặt ELO, CCC, MWCNTs nanoclay I.30E trình bày bảng 3.44 Bảng 3.44 Độ bền học vật liệu PC epoxy E 240 có mặt ELO, CCC, MWCNTs nanoclay I.30E gia cường vải thủy tinh thường thủy tinh dệt 3D Độ bền Độ bền Độ bền Độ bền va Thí kéo uốn nén đập Izod nghiệm (MPa) (MPa) (MPa) (KJ/m2) TT Ký hiệu mẫu compozit PC 286,01 355,50 244,82 144,46 PC.NB 379,17 423,70 386,80 158,63 PC.NB.CCC 306,54 425,55 342,26 162,88 PC.NB.ELO 292,03 451,10 346,68 165,52 PC.NB.ELO.CCC 304,02 474,77 322,21 170,32 PC.NB.NC 472,61 454,00 399,94 187,31 PC.NB.NC.ELO 386,63 478,40 388,09 189,89 PC.NB.NC.CCC 384,13 506,56 390,12 188,79 PC.NB.NC.ELO.CCC 390,65 520,30 389,30 198,45 PC.NB.NC.ELO.CCC.3D* 507,19 621,30 499,29 255,50 10 Từ bảng 3.44 nhận thấy kết hợp nanoclay MWCNTs với nhựa epoxy E 240 cải thiện đáng kể tính chất học đặc biệt vải thủy tinh dệt 3D Do có liên kết tốt sợi thủy tinh với chất gia cường (I.30E, MWCNTs…) nhựa phân tích ảnh FE-SEM bề mặt gẫy sợi, cho vấn đề quan trọng nâng cao tính chất học mức độ giảm độ bền học không nhiều bổ sung chất chậm cháy Khi gia cường vải thủy tinh E dệt 3D, độ bền học có giá trị cao hẳn so với vật liệu compozit gia cường vải thủy tinh loại E dệt 2D, tăng độ bền học so với vật liệu compozit có thành phần trung bình 27% Việc bổ sung MWCNTs 119 I.30E vào epoxy E 240 nâng cao độ bền học cho vật liệu polyme compozit, cho kết hợp MWCNTs/nanoclay với polyme epoxy trộn hợp ưu việt Độ chậm cháy của vật liệu PC epoxy E 240 có mặt ELO, CCC, MWCNTs nanoclay I.30E gia cường vải thủy tinh thường thủy tinh dệt 3D trình bày bảng 3.45 Bảng 3.45 Độ chậm cháy của vật liệu PC epoxy E 240 có mặt ELO, CCC, MWCNTs nanoclay I.30E gia cường vải thủy tinh thường thủy tinh dệt 3D Chỉ số Tốc độ Thí LOI cháy nghiệm (%) (mm/phút) TT Ký hiệu mẫu compozit UL 94V Sử chảy nhỏ giọt PC 27,6 25,82 - - PC.NB 28,9 18,56 - - PC.NB.CCC 31,0 12,11 V1 - PC.NB.ELO 28,9 18,09 - - PC.NB.ELO.CCC 31,0 14,19 V1 không PC.NB.NC 31.6 12,35 V2 không PC.NB.NC.ELO 31,6 12,89 V2 không PC.NB.NC.CCC 33,3 10,05 V0 không PC.NB.NC.ELO.CCC 32,9 10,25 V0 không 10 PC.NB.NC.ELO.CCC.3D* 32,0 14,20 V0 không Từ bảng 3.45 nhận thấy tác động đồng thời MWCNTs nanoclay I.30E với chế chống cháy khác cải thiện đáng kể độ chậm cháy vật liệu compozit MWCNTs/I.30E/CCC/epoxy E 240 Ngoài với kích thước nano phụ gia phân tán epoxy E 240 hình thành lớp than lớp silicat bền nhiệt mỏng bao phủ bên vật liệu Mặt khác bổ sung hệ chất chống cháy oxyt antimon paraphin clo hóa độ chậm cháy nâng cao, tác động nhiều chế chống cháy diễn đồng thời tương ứng với chất phụ gia gia tăng khả chậm cháy vật liệu polyme compozit Đối với compozit gia cường vải thủy tinh dệt 3D, theo kết bảng 3.45 nhận thấy độ chậm cháy thấp so với vải thủy tinh thường dệt 2D Do vải thủy tinh 3D có mặt sợi tổng hợp nguồn gốc hữu dễ cháy Như vậy, vật liệu compozit gia cường vải thủy tinh 3D có tính chất học cao tính chất chống cháy không cao compozit gia cường vải thủy tinh dệt 2D 120 thông thường Kết nghiên cứu sở cho lựa chọn loại vải thủy tinh 2D hay 3D để ứng dụng lĩnh vực kỹ thuật công nghệ khác tùy vào mực đích sử dụng Chẳng hạn tỷ trọng nhẹ nên vải thủy tinh 3D thường úng dụng công nghệ chế tạo tàu thuyền thay cho vật liệu kim loại truyền thống ứng dụng xây dựng với việc chế tạo có độ bền cao đồng thời chống cháy bền nhiệt Từ kết nghiên cứu rút số kết luận:  Đã chế tạo vật liệu nanocompozit epoxy E 240 có MWCNTs phương pháp phân tán 0,02 % khối lượng MWCNTs thích hợp vào nhựa epoxy E 240 kỹ thuật rung siêu âm 650C kỹ thuật khuấy học 8h 800C với tốc độ 3000 vòng/phút kết hợp rung siêu âm 650C  Đã chế tạo vật liệu nanocompozit epoxy E 240 có MWCNTs nanoclay I.30E phương pháp trộn hợp MWCNTs nanoclay I.30E vào nhựa epoxy E 240 với tỷ lệ phần trăm khối lượng kết hợp khác sử dụng kỹ thuật phân tán khuấy học kết hợp rung siêu âm tỷ lệ 0,02% khối lượng MWCNTs kết hợp với 2% nanoclay khối lượng I.30E vật liệu nanocompozit có tính chất học độ chậm cháy nâng cao: độ bền kéo 95,5 MPa; độ bền uốn 115,45 MPa, độ bền nén 219,10 MPa; độ bền va đập Izod 22,30 KJ/m2 độ chậm cháy: tốc tộ cháy 20,5 mm/phút; số LOI 25% theo UL 94HB tốc độ cháy đạt 18,60 mm/phút  Vật liệu nanocompozit epoxy E 240 có: 0,02% MWCNTs, 2% nanoclay I.30E oxyt antimon, paraphin clo hóa, có độ bền kéo 86,23 MPa; độ bền uốn 115,76 MPa; độ bền nén 190,57 MPa; độ bền va đập Izod 23,14 KJ/m2 tốc độ cháy 11,34 mm/phút; số LOI 29,8%; theo UL 94HB tốc độ cháy 10,09 mm/phút  Vật liệu PC epoxy E 240/ELO gia cường vải thủy tinh thô loại E 600 g/m2 có: nanoclay I.30E, MWCNTs Sb2O3, paraphin clo hóa có độ bền kéo 390,65 MPa; độ bền uốn 520,30 MPa; độ bền nén 389,30 MPa; độ bền va đập Izod 198,45 KJ/m2 tốc độ cháy 10,25 mm/phút; số LOI đạt 32,9% theo phương pháp UL 94V đạt mức V0 121 KẾT LUẬN Đã nghiên cứu ảnh hưởng chất đóng rắn amin, loại vải thủy tinh khác đến mức độ đóng rắn, độ bền học độ chậm cháy vật liệu compozit epoxy Epikote 240 Lựa chọn chất đóng rắn DETA đảm bảo tốt cho việc chế tạo vật liệu compozit epoxy Epikote 240/DETA với độ bền kéo 55,90 MPa, độ bền uốn 86,75 MPa, độ bền nén 156,08 MPa độ bền va đập Izod 7,11KJ/m2, số LOI đạt 20,8%, tốc độ cháy 28,41 mm/phút Đồng thời lựa chọn loại vải thủy tinh thô loại E 600 g/m2 cho vật liệu compozit có độ bền kéo 286,01 MPa, độ bền uốn 355,5 MPa độ bền nén 244,82 MPa, độ bền va đập Izod 144,46 KJ/m2 số oxy đạt 28,9% tốc độ cháy 25,82 mm/phút đáp ứng được yêu cầu vật liệu polyme compozit có độ chậm cháy tốt độ bền học cao Đã nghiên cứu ảnh hưởng chất chống cháy paraphin clo hóa, oxyt antimon, amino phosphat (AC2) tris(1,3-dicloro-iso-propyl)phosphat với PKL đến tính chất chậm cháy tính chất học vật liệu compozit epoxy Epikote 240 Lựa chọn tỷ lệ phối trộn chất chống cháy oxit antimony/paraphin clo hóa = 9/11PKL tỷ lệ thích hợp, tỷ lệ vật liệu compozit có độ chậm cháy cao tính chất học trì mức tốt Đã nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng dầu lanh epoxy hóa (ELO) đến tính chất học độ chậm cháy vật liệu polyme epoxy Epikote 240 đóng rắn DETA Xác định tỷ lệ tối ưu EP/ELO = 90/10 PKL, số độ bền học nâng cao độ bền va đập Izod đạt 8,65 KJ/m2 (tăng 21,65% so với nhựa epoxy Epikote 240), đồng thời độ chậm cháy giữ mức quy định Phân tán thành công nanoclay-I.30E với 2% khối lượng vào nhựa epoxy Epikote 240 đạt mức độ bóc tách lớp silicat vật liệu epoxy Epikote 240/nanoclay-I.30E nanocompozit có tính chất học cao: độ bền kéo 63,5 MPa (tăng 13,59%), độ bền uốn 116,80 MPa (tăng 34,63%), độ bền nén đạt 179,67 MPa (tăng 15,11%) độ bền va đập Izod 12,81 KJ/m2 (tăng 80,16%) độ chậm cháy đạt mức cao so với nhựa epoxy Epikote 240, số LOI 23,7%, tốc độ cháy 24,5 mm/phút tốc độ cháy theo UL 94HB đạt 22,59 mm/phút Bằng cách sử dụng nanoclay-I.30E phối hợp với chất chống cháy oxyt antimon paraphin clo hóa hệ vật liệu epoxy Epikote 240 cho kết khả quan Thông số độ chậm cháy đạt là: số LOI 25,4%, tốc độ cháy 19,65 mm/phút tốc độ 122 cháy theo UL 94HB 20,45 mm/phút độ bền học nâng cao: độ bền kéo 61,09 MPa, độ bền uốn 101,00 MPa, độ bền nén 165,15 MPa độ bền va đập Izod 13,87 KJ/m2 Phân tán thành công MWCNTs với 0,02 % khối lượng epoxy Epikote 240 phương pháp rung siêu âm 650C phương pháp phân tán kết hợp khuấy học 3000 vòng/phút, 800C sau rung siêu âm Các vật liệu epoxy Epikote 240/MWCNTs nanocompozit chế tạo có tính học cao độ chậm cháy đạt mức cao Khi sử dụng kỹ thuật rung siêu âm, vật liệu MWCNTs/epoxy Epikote 240 có độ bền kéo 71,45 MPa, độ bền uốn 109,00 MPa, độ bền nén 191,54MPa độ bền va đập Izod 16,11 KJ/m2, số LOI 23,2%, tốc độ cháy 23,03 mm/phút tốc độ cháy theo UL 94HB đạt 21,07 mm/phút Đã nghiên cứu thành công vật liệu MWCNTs/nanoclay-I.30E/epoxy Epikote 240 nanocompozit có tính chất học độ chậm cháy đạt mức cao Đặc biệt có mặt chất chống cháy oxyt antimon paraphin clo hóa hệ vật liệu MWCNTs/nanoclay-I.30E/epoxy Epikote 240 nanocompozit độ chậm cháy vượt trội: số LOI 29,8%, tốc độ cháy 11,34 mm/phút, mức độ chống bắt cháy (UL 94V) đạt mức V1, đồng thời tính chất học đạt giá trị cao: độ bền kéo 86,23 MPa, độ bền uốn 115,76MPa, độ bền nén 190,57MPa độ bền va đập Izod 23,14 KJ/m2 Đã chế tạo vật liệu compozit epoxy Epikote 240/ELO có mặt MWCNTs, nanoclay-I.30E chất chống cháy oxyt antimon paraphin clo hóa gia cường vải thủy tinh thô loại E 600 g/m2 vải thủy tinh dệt 3D loại 600 g/m2 Vải thủy tinh dệt 3D loại 600 g/m2 cho tính chất học vượt trội hoàn toàn so với vải thủy tinh thô loại E 600 g/m2 (độ bền kéo 507,19 MPa, độ bền uốn 621,30 MPa, độ bền nén 499,29 MPa độ bền va đập Izod 255,50 KJ/m2) nhiên độ chậm cháy giảm nhẹ 123 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN Nguyen Tuan Anh, Bach Trong Phuc, Tran Vinh Dieu (2013) Study of effect of the flame retardants on epoxy Epikote 240 resin cured by amine hardeners, Tạp chí Khoa học Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học & Công nghệ Việt Nam, Tập 51(5B), tr 123-127 Nguyễn Tuấn Anh, Bạch Trọng Phúc, Trần Vĩnh Diệu (2013) Nghiên cứu ảnh hưởng loại vải gia cường đến tính chất học khả chậm cháy vật liệu polyme compozit nhựa epoxy Epikote 240, Tạp chí Hóa học, Tập 51(6ABC), tr.1-4 Nguyen Tuan Anh, Bach Trong Phuc, Tran Vinh Dieu (2014) A study on the mixing of polymers based on epoxy resin and Epoxidized linseed oil, ISEPD2014 Internation Symposium on Eco-materials Processing and Design, Hanoi, January 12-15, 2014, pp 232-236 Bach Trong Phuc, Tran Vinh Dieu and Nguyen Tuan Anh (2014) Improved Flame Retardant Properties of Polymers Epoxy Based on Antimony Trioxide/Chlorinated Paraffin, Journal of Materials Science and Engineering A (USA), Vol (5), pp 146-150 Nguyen Tuan Anh, Bach Trong Phuc, Tran Vinh Dieu (2014) Impoved flame retardant and mechanical properties of polymer composite materials based on epoxy Epikote 240/epoxidized linseed oil by fire-retardant additives, Proceeding of the 2nd International Conference on Green Technology and Sustainable Development - Volume 1, Ho Chi Minh City, October 30-31, 2014 pp 168-172 Tran Vinh Dieu, Bach Trong Phuc, Nguyen Quang Tung, Nguyen Tuan Anh (2015) Study the effect of stirring time to the mechanical properties and flame retardancy of epoxy/MMT-I.30E nanocomposite Tạp chí Hóa học, Tập 53(4E2), tr 64-67 Trần Vĩnh Diệu, Bạch Trọng Phúc, Nguyễn Quang Tùng, Nguyễn Tuấn Anh (2015) Nghiên cứu ảnh hưởng thời gian rung siêu âm đến tính chất học khả chống cháy vật liệu MWCNTs/epoxy nanocompozit Tạp chí Hóa học, Tập 53(4E2), tr 42-46 Bạch Trọng Phúc, Trần Vĩnh Diệu, Nguyễn Quang Tùng, Nguyễn Tuấn Anh (2015) Ảnh hưởng hàm lượng nanoclay đến tính chất học độ chậm cháy compozit epoxy Tạp chí Hóa học, Tập 53(4E2), tr 97-101 124 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Đỗ Quang Kháng (2013) Vật liệu polyme - Quyển Nxb Khoa học Tự nhiên Công nghệ [2] Lê Công Dưỡng (1997) Vật liệu học NXB Khoa học Kỹ thuật [3] Lê Hoài Anh (2012) Nghiên cứu chế tạo vật liệu compozit epoxy đóng rắn anhydrit lỏng gia cường sợi Kevlar Luận án Tiến sĩ, Đại học Bách khoa Hà Nội [4] Nguyễn Đăng Cường (2011) Compozit sợi thủy tinh ứng dụng Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [5] Nguyễn Hữu Niếu, Nguyễn Đắc Thành, La Thái Hà (2003) Tổng hợp đánh giá tính chất nhựa vinyl este sở dầu đậu nành epoxy hóa (ESO) với axit metacrylic.Tạp chí Hóa học, T41 , Số ,tr 48-53 [6] Nguyễn Thành Nhân (2006) Nghiên cứu chế tạo vật liệu cao su blend chống cháy kết cấu cứu hộ hỏa hoạn khẩn cấp nhà cao tầng UBND TP HCM [7] Nguyễn Thị Kim Dung (2011) Nghiên cứu chế tạo vật liệu Nanocompozit sở polyvinylclorua nanoclay Luận án Tiến sĩ, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam [8] Phan Thị Minh Ngọc, Bạch Trọng Phúc, Ngô Thị Thanh Vân (2000) Tổng hợp ứng dụng adduct dietylentriaminacrylonitril làm chất đóng rắn cho nhựa epoxy vật liệu polyme compozit gia cường sợi thủy tinh Tạp chí Hóa học, Tập 38(3), tr 45-49 [9] Trần Ích Thịch (1994) Vật liệu compozit học tính toán kết cấu NXB GD [10] Trần Vĩnh Diệu (2004) Nghiên cứu chế tạo ứng dụng vật liệu polyme compozit lai tạo Báo cáo tổng kết Khoa học Kỹ thuật đề tài cấp Nhà nước, Mã số KC-02-06, Trung tâm [11] Trần Vĩnh Diệu, Bạch Trọng Phúc (1992) “Tổng hợp addut khảo sát ảnh hưởng chúng đến trình khâu mạch nhựa epoxy” Tạp chí Hóa học, Tập 30, số 4, tr [12] Trần Vĩnh Diệu, Bùi Chương (2011) Nghiên cứu ứng dụng sợi thực vật nguồn nguyên liệu có khả tái tạo để bảo vệ môi trường NXB Khoa học Tự nhiên Công nghệ [13] Trần Vĩnh Diệu, Lê Thị Phái (1994) Hướng phát triển, vấn đề khoa học-công nghệ ứng dụng vật liệu polyme compozit Trung tâm nghiên cứu vật liệu Polyme, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 125 [14] Trần Vĩnh Diệu, Phan Thị Minh Ngọc, Nguyễn Văn Huynh, Vũ Xuân Bắc (2007) “Nghiên cứu chế tạo vật liệu nanocompoziy sở nhựa epoxy mạch vòng no nanoclay Cloisite 20A: Phần Ảnh hưởng phương pháp chế tạo hàm lượng đến cấu trúc tính chất vật liệu” Tạp chí Hóa học, T.45 (5A), tr 1-6 [15] Trần Vĩnh Diệu, Trần Trung Lê (2006) Môi trường gia công chất dẻo compozit, NXB Đại học Bách khoa HN [16] Trung tâm nghiên cứu vật liệu polyme - trường ĐHBK Hà nội (1999) Nghiên xây dựng tổng quan điều tra tổng thể lĩnh vực: Chiến lược phát triển vật liệu tổ hợp (Polyme compozit) Hà Nội Tiếng Anh [17] A Jiménez-Suárez, M Campo, I Gaztelumendi, N Markaide, M.Sánchez, A Ureña (2013) The influence of mechanical dispersion of MWCNT in epoxy matrix by calendering method: Batch method versus time controlled Composites: Part B, Vol.48, pp 88–94 [18] A Montazeri, M.Chitsazzadeh (2014) Effect of sonication parameters on the mechanical properties of multi-walled carbon nanotube/epoxy composites Materials and Design, Vol 56, pp 500–508 [19] A R Horrocks and D Price (2001) Fire Retardant Materials Woodhead Publishing Limited, Cambridge, England [20] Aidah Jumahata, Costas Soutisb, Jamaluddin Mahmuda, Nurulnatisya Ahmada (2012) Compressive properties of nanoclay/epoxy nanocomposites-International Symposium on Robotics and Intelligent Sensors(IRIS 2012) Procedia Engineering, Vol 41, pp 1607 – 1613 [21] Antonio F A ´vila, La´zaro V Donadon, Hora´cio V Duarte (2008) Modal analysis on nanoclay epoxy-based fiber-glass laminates Composite Structures, Vol 83, pp 324–333 [22] Arash Alan H Windle, Marc Nyden, Takashi Kashiwagi, Jeffrey W Gilman (2010) Effect of carbon nanotubes and montmorillonite on the flammability of epoxy nanocomposites Polymer Degradation and Stability, Vol 95, pp 870-879 [23] Arash Montazeri, Jafar Javadpour, Alireza Khavandi, Abbas Tcharkhtchi, Ali Mohajeri, (2010) Mechanical properties of multi-walled carbon nanotube/epoxy composites Materials and Design, Vol.31, pp 4202–4208 [24] Arash Montazeri, Khalil Pourshamsian, Mehran Riazian (2014) Viscoelastic properties and determination of free volume fraction of multi-walled carbon 126 nanotube/epoxy composite using dynamic mechanical thermal analysis Materials and Design, Vol.36, pp 408–414 [25] Asif Abdul Azeez, Kyong yop Rhee, Soo Jin Park, David Hui (2013) Epoxy clay nanocomposites-processing, properties and applications: A review Composites: part B – 45, pp 308-320 [26] ASTM D3045-92 (2013) “Standard Practice for Heat Aging of Plastics Without Load” [27] Ateeq Rahman, Ilias Ali, Saeed M Al Zahrani (2011) Areview of the applications of nanocarbon polymer composites NANO: Brief Reports and Reviews, Vol 6, No.3, pp 185-203 [28] B Qi, Q.X Zhang, M Bannister, Y.-W Mai (2006) Investigation of the mechanical properties of DGEBA-based epoxy resin with nanoclay additives Composite Structures, Vol 75, pp 514–519 [29] Baljin K Kandola, Bhaskar Biswas, Dennis Price, A.richard Horrocks (2010) Studies on the effect of different levels of toughener and flame retardants on thermal stability of epoxy resin Polymer Degradation and Stability, Vol 95, pp 144-152 [30] Behzad Shirkavand Hadavand, Kimya Mahdavi Javid, Mehrnaz Gharagozlou (2013) Mechanical properties of multi-walled carbon nanotube/epoxy polysulfide nanocomposite Materials and Design, Vol 50 pp 62–67 [31] Bettina Dittrich, Karen-Alessa Wartig, Daniel Hofmann, Rolf Mülhaupt, Bernhard Schartel (2013) Flame retardancy through carbon nanomaterials: Carbon black, multiwall nanotubes, expanded graphite, multi-layer graphene and graphene in polypropylene Polymer Degradation and Stability, Vol 98, pp 1495-1505 [32] Byung-Dae Parka, John F Kadla (2012) Thermal degradation kinetics of resole phenol-formaldehyde resin/multi-walled carbon nanotube/cellulose nanocomposite Thermochimica Acta, Vol.540, pp 107– 115 [33] C.H.Hare (1996) Amine curing agents for epoxies Paint India, N0-11, p.59-70 [34] Cevdet Kaynak, G Ipek Nakas, Nihat Ali Isitman (2009) Mechanical properties, flammability and char morphology of epoxy resin/montmorillonite nanocomposites Applied Clay Science, Vol 46, pp 319–324 [35] Cristiane M Becker, Aline D Gabbardo, Fernando Wypych, Sandro C Amico (2011) Mechanical and flame-retardant properties of epoxy/Mg–Al LDH composites Composites: Part A Vol 42, pp 96–202 [36] Cristiane M Becker, Teo A Dick, Fernando Wypych, Henri S Schrekker, Sandro C Amico (2012) Synergetic effect of LDH and glass fiber on the properties of two- and three-component epoxy composites Polymer Testing, Vol 31, pp 741–747 127 [37] Chun-Ki Lam, Hoi-yan Cheung, Kin-tak Lau, Li-min Zhou (2005) Cluster size efect in hardness of nanoclay/epoxy composites Composites: Part B engineering, Vol 36, pp 263–268 [38] D Prorter, E Metcalf and M.J.K Thomas (2000) Nanocomposite Fire RetardantsA Review Fire and Materials Vol 24, pp 45-52 [39] D.T Cartera, N Stansfielda, R.J Mantlea, C.M Franceb, P.A Smithb (2008) An investigation of epoxidised linseed oil as an alternative to PVC in flooring applications Industrial crops and products, Vol 8, pp 309–319 [40] Debdatta Ratna (2005) Epoxy Composites: Impact Resistance and Flame Retardancy Volume 16, Number [41] Dr Elisabeth S Papazoglou (2004) Chapter flame retardants for plaslics [42] Erik T Thostenson, Zhifeng Ren, Tsu-Wei Chou (2001) Advances in the science and technology of carbontubes and their composites: a review Composites Secience and Technology, Vol 61, pp 1899-1912 [43] F Laoutida, L Bonnauda, M Alexandreb, J.-M Lopez-Cuesta (2009) New prospects in flame retardant polymer materials: From fundamentals to nanocomposites Materials Science and Engineering, Vol 63, pp 100 - 125 [44] Frederick T.Wallenberger, James C Watson and Hong Li Glass Fibers PPG Industries, Inc ASM Handbook, Volume 21: Composites [45] Fredrik Stig (2012) 3D-woven Reinforcement in Composites Doctoral ThesisStockholm, Sweden [46] G E Zaikov and S M Lomakin (2002) Ecological issue of polymer flame retardancy J.Apph Polymer Sci, Vol 86, pp 2249 – 2462 [47] Gautam Das, Niranjan Karak (2010) Thermostable and flame retardant Mesua ferrea L seed oil based non-halogenated epoxy resin/clay nanocomposites Progress in Organic Coatings, Vol 69, pp 495–503 [48] H Alamri, I.M Low (2012) Effect of water absorption on the mechanical properties of nano-filler reinforced epoxy nanocomposites Materials and Design, Vol 42, pp 214–222 [49] Hae Ri Jeon, JinHwan Park, MinYoung Shon (2012) Corrosion protection by epoxy coating containing multi-walled carbon nanotubes Journal of Industrial and Engineering Chemistry Vol 19, pp 849–853 [50] http://pslc.ws/macrog/level2.htm/ (21-8-2011) [51] http://vi.wikipedia.org/wiki/MWCNTs (7-10-2012) [52] http://vi.wikipedia.org/wiki/Nanoclay (25-11-2012) 128 [53] http://www sds.com.sg/vgcf-x-for-composites/ (7-12-2012) [54] http://www.ewkaufmann.com/product/lankroflex-e2447/ (21-09-2012) [55] http://www.usfa.dhs.gov/statistics/national/(20-11-2012) [56] J.A.M Ferreira, L.P Borrego, J.D.M Costa (2013) Fatigue behaviour of nanoclay reinforced epoxy resin composites Composites: Part B 52, pp 286–291 [57] J.B Bai, A Allaoui (2003) Effect of the length and aggregate size of MWWCNTs on the improvement efficiency of the mechanical and electrical properties of nanocomposites - xperimental investigation Composites Part A: applied sience and manufacturing, Part A, pp 689-694 [58] Javed Alam, Manawwer Alam, Mohan Raja, Zainularifeen Abduljaleel and Lawrence Arockiasamy Dass (2014) MWCNTs-Reinforced Epoxidized Linseed Oil Plasticized Polylactic Acid Nanocomposite and Its Electroactive Shape Memory Behaviour Molecular Sciences, Vol 15, pp 19924-19937 [59] Ji Sun Im, Sung Kyu Lee, Se Jin In, Young-Seak Lee(2010) Improved flame retardant properties of epoxy resin by fluorinated MMT/MWCNT additives Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, Vol 89, pp 225–232 [60] Jianxia Chena, Mark D Souceka, William J Simonsickb, Recep W Celikay (2002) Synthesis and photopolymerization of norbornyl epoxidized linseed oil Polymer, Vol 43, pp 5379–5389 [61] Johann, Fawad Inam, Mike J Reece (2011) Carbon nanotubes: they toughen brittle matrices J.Mater Sci, Vol 46, pp 4770-4779 [62] Joo Ran Kim, Suraj Sharma (2012) The development and comparison of biothermoset plastics from epoxidized plant oils Industrial Crops and Products, Vol 36, pp 485–499 [63] Josep H.Koo (2006) Polymer Nanocomposites, processing Characterrization and Applications [64] K.L Loewenstein (1993) The Manufacturing Technology of Continuous Glass Fibers 3rd revised ed., Elsevier [65] K.Z.K Ahmada, S.Hj Ahmada, M.A.Tarawneha, P.R Apteb (2012) Evaluation of Mechanical Properties of Epoxy/Nanoclay/Multi-Walled Carbon Nanotube Nanocomposites using Taguchi Method Procedia Chemistry, Vol 4, pp 80 – 86 [66] Kornmann Xavir (2000) Synthesis and Characterisation of Thermoset-clay Nanocomposite, Internet site of Lulea University Sweden Division of Polymer Engineering 129 [67] Lian Wang, Xiaoxue Shui, Xin Zheng, Jichun You, Yongjin Li, (2009) Investigations on the morphologies and properties of epoxy/acrylic rubber/nanoclay nanocomposites for adhesive films Composites Science and Technology Vol 93, pp 46–53 [68] Li-Jun Qian, Long-Jian Ye, Guo-Zhi Xu, Jing Liu, Jia-Qing Guo (2011)The nonhalogen flame retardant epoxy resin based on a novel compound with phosphaphenanthrene and cyclotriphosphazene double functional groups Polymer Degradation and Stability, Vol 96, pp 1118-1124 [69] Li-Ping Gao, De-Yi Wang, Yu-Zhong Wang, Jun-Sheng Wang a, Bing Yang (2008) A flame-retardant epoxy resin based on a reactive phosphorus-containing monomer of DODPP and its thermal and flame-retardant properties Polymer Degradation and Stability, Vol 93, pp 1308–1315 [70] M.R Bagherzadeh, T Mousavinejad (2012) Preparation and investigation of anticorrosion properties of the water-based epoxy-clay nanocoating modified by Na+MMT and Cloisite 30B Progress in Organic Coatings Vol 74, pp 589– 595 [71] Mahmood M Shokrieh, Amir R Kefayati, Majid Chitsazzadeh (2012) Fabrication and mechanical properties of clay/epoxy nanocomposite and its polymer concrete Materials and Design, Vol.40, pp 443–452 [72] Marco Monti ,Ilaria Armentano, Gabriella Faiella, Vincenza Antonucci, Josè Maria Kenny, Luigi Torre, Michele Giordan (2014) Toward the microstructure– properties relationship in MWCNT/epoxy composites: Percolation behavior and dielectric spectroscopy Composites Science and Technology, Vol.96, pp.38–46 [73] Milos D Tomic', Branko Dunjic', Jelena Bajata, Jelena Rogana, Jasna Djonlagic', Violeta Likic (2014) The use of nanoclay in preparation of epoxy anticorrsive coatings Progress in Organic Coatings Vol 77, pp 518-527 [74] Nanomer®nanoclays, Inc (2011) Lit T-13 (10/04) Dispersion Guidelines For Nanomer® I.30E Nanoclay USA [75] O Fenollar, D García, L Sánchez, J López, R Balart (2009) Optimization of the curing conditions of PVC plastisols based on the use of an epoxidized fatty acid ester plasticizer European Polymer Journal, Vol 45, pp 2674–2684 [76] O Jacobs, W Xu, B Schadel and W Wu (2006) Wear behavior of carbon nanotube reinforced epoxy resin composites Tribology Letters, Vol 23(1), pp 65-75 [77] O Mauerer (2005) New reactive, halogen-free flame retardant system for epoxy resins Polymer Degradation and Stability, Vol 88, pp 70-73 130 [78] O Starkova, S.T Buschhor, E Mannov, K Schulte, A Aniskevich (2013) Water transport in epoxy/MWCNT composites European Polymer Journal Vol 49, pp 2138–2148 [79] Price, D., Anthony, G., and Carty, P (2000) “Polymer Combustion, Condensed Phase Pyrolysis and Smoke Formation” in Horrocks A.R., and Price, D., eds., Fire Retardant Materials, CRC Press [80] R Wang, T P Schuman (2013) Vegetable oil-derived epoxy monomers and polymer blends: A comparative study with review-EXPRESS Polymer Letters Vol.7, No.3, pp 272–292 [81] Richard D Ashby, Thomas A Foglia, Daniel K.Y Solaiman, Cheng-Kung Liu, Alberto Nun˜ez, Gerrit Eggink (2000) Viscoelastic properties of linseed oil-based medium chain length poly(hydroxyalkanoate) films: effects of epoxidation and curing International Journal of Biological Macromolecules, Vol 27, pp 355–361 [82] S M Lomakin and G E Zaikov (2003) Modern Polymer Flame Retardancy VSP Publishers, Netherlands Martini, Bibiana Aguiar Braga, Dimitrios Samios (2009) On the curing of linseed oil epoxidized methyl esters with different cyclic dicarboxylic anhydrides Polymer , Vol 50, pp 2919–2925 [83] S Peeterbroeck, M Alexandre, Ph Dudois (2004) Polymer-layered silicate-carbon nanocomposites: unique nanofiller synergistic effect Composites Science and Technology [84] S Zainuddin, A Fahim, T Arifin, M.V Hosur, M.M Rahman, J.D Tyson, S Jeelani (2014) Optimization of mechanical and thermo-mechanical properties of epoxy and E-glass/epoxy composites using NH2-MWCNTs, acetone solvent and combined dispersion methods Composite Structures, Vol 110, pp 39–50 [85] S Zainuddina, M.V Hosura, Y Zhoua, Alfred T Narteha, Ashok Kumarb, S Jeelani (2010) Experimental and numerical investigations on flexural and thermal properties of nanoclay–epoxy nanocomposites Materials Science and Engineering A,Vol 527, pp 7920–7926 [86] Sameer S Rahatekar, Mauro Zammarano, Szabolcs Matko, Krzysztof K Koziol, Alan H Windle, Marc Nyden, Takashi Kashiwagi, Jeffrey W Gilman (2010) Effect of carbon nanotubes and montmorillonite on the flammability of epoxy nanocomposites Polymer Degradation and Stability, Vol 95, pp 870-879 [87] Shell Chemicals (2011) Data sheet Epikote 240 spoxy resins USA [88] Shida Miao, Ping Wangc, Zhiguo Su a, Songping Zhang (2014) Vegetable-oilbased polymers as future polymeric biomaterials Acta Biomaterialia, Vol 10, pp 1692–1704 131 [89] Shin-Yi Yang, Wei-Ning Lin, Yuan-Li Huang, Hsi-Wen Tien, Jeng-Yu Wang, Chen-Chi M M, Shin-Ming Li, Yu-Sheng Wang (2011) Synergetic effects of graphene platelets and carbon nanotubes on the mechanical and thermal properties of epoxy composites Vol 49, pp 793 –803 [90] Sivasaravanan.S,V.K.Bupesh Raja, Manikandan (2014) Impact Characterization of Epoxy LY556/E-Glass Fibre/ Nano Clay Hybrid Nano Composite Materials-12th GLOBAL CONGRESS ON MANUFACTURING AND MANAGEMENT, GCMM 2014 Procedia Engineering, Vol 97, pp 968 – 974 [91] Troitzsch, J., (1990) International Plastics Flammability Handbook 2nd edition, Hanser Publishers [92] Tayde Saurabh, Patnaik, Bhangt S.L, Renge V.C (2011) Epoxidation of vegetable oils: a review International Journal of Advanced Engineering Technology IJAET/Vol II/ Issue IV/October-December, pp 491-501 [93] Hiroaki Miyagawa,Robert J Jurek, Amar K Mohanty, Manjusri Misra, Lawrence T Drzal (2006) Biobased epoxy/clay nanocomposites as a new matrix for CFRP Composites: Part A, Vol 37, pp 54-62 [94] Underwriters Laboratories Inc (2001) Test for Flammability of Plastic Materials for Parts in Devices and Appliances UL 94, ISBN 0-7629-0082-2 [95] Vijay Kumar Srivastava (2012) Modeling and mechanical performance of carbon nanotube/epoxy resin composites Materials and Design, Vol 39, pp 432–436 [96] Volkan Eskizeybek, Ahmet Avci, Ahmet Gülce (2014) The Mode I interlaminar fracture toughness of chemically carbon nanotube grafted glass fabric/epoxy multiscale composite structures Composites: Part A, Vol 63, pp 94–102 [97] Xianhong Chena, JianfengWanga, Ming Lina,Wenbin Zhonga, Tao Fenga, Xiaohua Chena, Jianghua Chena, Feng Xueb (2012) Mechanical and thermal properties of epoxy nanocomposites reinforced with amino-functionalized multi-walled carbon nanotubes Materials Science and Engineering A, Vol 492, pp 236–242 [98] Z.A Ghaleb, M Mariatti, Z.M Ariff (2014) Properties of graphene nanopowder and multi-walled carbon nanotube-filled epoxy thin-film nanocomposites for electronic applications: The effect of sonication time and filler loading Composites: Part A, Vol 58, pp 77–83 [99] Zhidong Han, Alberto Fina (2011) Thermal conductivity of carbon nanotubes and polymer nanocomposites: A review Progress in Polymer Science, Vol 36, pp 914-944 [...]... SEM của vật liệu PC nền epoxy E 240 gia cường bằng vải thủy tinh có mặt hệ chất chống cháy và ELO: vật liệu epoxy E 240 /vải thủy tinh/ paraphin clo hóa/ Sb2O3 (a); vật liệu epoxy E 240/ELO /vải thủy tinh/ paraphin clo hóa/Sb2O3 (b) 62 Hình 3.16 Ảnh FE-SEM của vật liệu PC nền epoxy E 240 gia cường bằng vải thủy tinh ở độ phóng đại khác nhau: epoxy/ vải thủy tinh- PC 0 (a, C); epoxy E 240/ELO/CCC /vải thủy. .. chậm cháy của compozit trên nền epoxy gia cƣờng bằng vải thủy tinh và hy vọng kết quả của luận án sẽ có đóng góp vào phát triển vật liệu compozit chậm cháy ở nước ta Nội dung nghiên cứu của luận án: 1 Nghiên cứu các điều kiện ảnh hưởng đến tính chất của vật liệu compozit trên cơ sở nhựa epoxy Epikote 240 (lựa chọn chất đóng rắn, loại vải thủy tinh, chất chống cháy và tỷ lệ thích hợp trong vật liệu compozit) ... tường (MWCNTs) gia cường bằng vải thủy tinh có và không có chống chậm cháy 5 Nghiên cứu chế tạo vật liệu compozit trên cơ sở nhựa epoxy Epikote 240 có mặt MWCNTs/nanoclay I.30E gia cường bằng vải thủy tinh có và không có chất chống cháy Ý nghĩa khoa học, thực tiễn và đóng góp mới của luận án: Ý nghĩa khoa học Các chất chống cháy bổ sung thường làm giảm tính chất cơ học của vật liệu compozit và có thể ảnh... trong vật liệu compozit) 2 Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ dầu lanh epoxy hóa (ELO) đến tính chất cơ học và độ chậm cháy của vật liệu epoxy Epikote 240 - dầu lanh epoxy hóa 3 Nghiên cứu chế tạo vật liệu compozit trên cơ sở nhựa epoxy Epikote 240 có mặt nanoclay I.30E gia cường bằng vải thủy tinh có và không có chất chống cháy 2 4 Nghiên cứu chế tạo vật liệu compozit trên cơ sở nhựa epoxy Epikote 240 có mặt... 21 cho sự bám dính tốt của sợi thủy tinh vào nhựa nền vì thế mà tính chất cơ học được nâng cao [96] Hình 1.16 Ảnh SEM bề mặt gẫy của vật liệu compozit nền epoxy có mặt nano cácbon gia cường băng sợi thủy tinh [96] Cũng về vật liệu compozit gia cường bằng sợi thủy tinh, S Zainuddin et al [84] đã nghiên cứu tối ưu hóa tính chất cơ học và nhiệt của vật liệu MWCNTs /epoxy/ sợi thủy tinh, hàm lượng MWCNTs... khuấy cơ học Vật liệu chế tạo được là vật liệu nanocompozit có tính chất cơ học và độ chậm cháy cao - Nghiên cứu chế tạo thành công vật liệu nanocompozit trên cơ sở nhựa epoxy Epikote 240, MWCNTs và nanoclay I.30E Vật liệu MWCNTs/nanoclay I.30E /epoxy Epikote 240 có tính cơ học và tính chất chống cháy vượt trội hoàn toàn, chứng tỏ được sự gia cường của đồng thời MWCNTs và nanoclay - Chế tạo vật liệu compozit. .. 3.1 Tính chất cơ học của vật liệu E 240 đóng rắn bằng các chất đóng rắn amin 43 Hình 3.2 Tính chất cơ học của vật liệu PC nền epoxy E 240 gia cường bằng các loại vải thủy tinh 43 Hình 3.3 Chỉ số oxy giới hạn và tốc độ cháy của các vật liệu nhựa epoxy E 240 có mặt các chất chống cháy khác nhau 45 Hình 3.4 Đánh giá khả năng chậm cháy theo phương pháp định tính dễ bốc cháy trên. .. ẩm, độc nên ảnh hưởng đến môi trường làm việc 1.2 Các giải pháp nâng cao tính chất cơ học và độ chậm cháy của compozit trên cơ sở nhựa epoxy gia cƣờng bằng vải thủy tinh 1.2.1 Phối trộn nhựa epoxy với dầu lanh epoxy hóa Nhựa epoxy có tầm quan trọng trong việc ứng dụng chế tạo các kết cấu, chi tiết thiết bị cho các ngành kỹ thuật trong nhiều năm qua, do có tính chất cơ lý, tính chất điện, tính chất. .. lệ này độ chậm cháy được nâng cao so với nhựa epoxy Epikote 240 nguyên chất đồng thời độ bền cơ học vẫn giữ ở mức cao - Phân tán thành công nanoclay I.30E trong epoxy Epikote 240 đến mức độ tách lớp hoàn toàn bằng kỹ thuật khuấy siêu âm kết hợp khuấy cơ học, độ bền cơ học và độ chậm cháy của vật liệu được cải thiện - Phân tán MWCNTs vào epoxy Epikote 240 bằng kỹ thuật phân tán rung siêu âm và kỹ thuật... được đưa vào để thay thế một phần nhựa nền epoxy epidian từ bis-phenol A trong vật liệu compozit gia cường vải thủy tinh Với 60% (theo khối lượng) dầu đậu nành epoxy hóa, tính chất cơ học của nhựa nền loại này tương đương với nhựa nền epoxy truyền thống [88] Hiroaki Miyagawa et al [93] nghiên cứu trộn hợp dầu lanh epoxy với hàm lượng nhỏ vào vật liệu nano-clay compozit để tăng cường tính chất của vật ... tính iv chất học độ chậm cháy vật liệu nanocompozit epoxy E 240/I.30E 80 3.3.6 Vật liệu PC epoxy E 240/ELO/I.30E gia cường vải thủy tinh 83 3.3.6.1 Tính chất học độ chậm cháy nanocompozit epoxy. .. 3.2.4.1 Tính chất học độ chậm cháy hỗn hợp epoxy E 240/ELO có mặt chất chống cháy 59 3.2.4.2 Tính chất học độ chống cháy vật liệu PC epoxy E 240/ELO gia cường vải thủy tinh có mặt chất. .. 240/ELO/I.30E có chất chậm cháy 83 3.3.6.2 Tính chất học độ chậm cháy PC epoxy E 240/ELO /I.30E gia cường vải thủy tinh có chất chậm cháy 86 3.4 Nghiên cứu chế tạo vật liệu PC epoxy