Nghiên cứu khả năng ứng dụng sợi basalt trong chế tạo vỏ tàu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG MAI ĐÌNH NAM NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG SỢI BASALT TRONG CHẾ TẠO VỎ TÀU COMPOSITE LUẬN VĂN THẠC SĨ KHÁNH HÒA - 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG MAI ĐÌNH NAM NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG SỢI BASALT TRONG CHẾ TẠO VỎ TÀU COMPOSITE LUẬN VĂN THẠC SĨ Ngành: Kỹ thuật khí động lực Mã số: 60520116 Quyết định giao đề tài: 940/QĐ-ĐHNT ngày 26/9/2014 Quyết định thành lập HĐ: 01/12/2015 Ngày bảo vệ: Người hướng dẫn khoa học: TS TRẦN DOÃN HÙNG Chủ tịch Hội đồng: PGS TS TRẦN GIA THÁI Khoa sau đại học: KHÁNH HÒA - 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết đề tài: ‘‘nghiên cứu khả ứng dụng sợi basalt chế tạo vỏ tàu composite’’ công trình nghiên cứu cá nhân chưa công bố công trình khoa học khác thời điểm Khánh Hòa, Ngày tháng năm Tác giả luận văn Mai Đình Nam i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này: Trước hết xin gửi tới Ban Giám hiệu Trường Đại học Nha Trang, Ban Chủ nhiệm Khoa Kỹ thuật giao thông niềm kính trọng, tự hào học tập trường năm qua Sự biết ơn sâu sắc xin dành cho TS Trần Doãn Hùng tận tình hướng dẫn, giúp đỡ truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm quý báu cho suốt trình thực luận văn tốt nghiệp Đặc biệt xin ghi nhớ chân thành cảm ơn tới TS Nguyễn Văn Đạt – Viện trưởng, Viện nghiên cứu chế tạo Tàu thủy – Trường Đại học Nha Trang cán Viện giúp đỡ nhiệt tình tạo điều kiện thuận lợi vật liệu, dụng cụ, trang thiết bị cho suốt trình thực luận văn Xin cảm ơn giúp đỡ thầy, cô giáo Khoa Kỹ thuật giao thông, xưởng Cơ khí, Trung tâm Thí nghiệm Thực hành Trường Đại học Nha Trang giúp đỡ nhiệt tình tạo điều kiện thuận lợi thiết bị cho suốt trình Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình, người thân bạn bè tạo điều kiện, động viên khích lệ để vượt qua khó khăn trình học tập vừa qua thực luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn! Khánh Hòa, Ngày tháng năm Tác giả luận văn Mai Đình Nam ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC KÍ HIỆU vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vii DANH MỤC BẢNG viii DANH MỤC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ ix Chương TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan đề tài nghiên cứu 1.2 Tình hình nghiên cứu vần đề đặt 1.2.1 Tình hình nghiên cứu giới 1.2.2 Tình hình nghiên cứu nước 1.3 Mục tiêu, phương pháp, nội dung giới hạn nghiên cứu 1.3.1 Mục tiêu mục đích nghiên cứu 1.3.2 Nôi dung nghiên cứu bố cục đề tài 1.3.3 Phương pháp nghiên cứu 1.3.3.1 Nghiên cứu lý thuyết 1.3.3.2 Nghiên cứu thực nghiệm 1.3.4 Giới hạn nội dung nghiên cứu Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ THIẾT BỊ 2.1 Vật liệu composite .8 2.1.1 Giới thiệu chung vật liệu composite 2.1.2 Định nghĩa phân loại 2.1.3 Tính chất vật liệu composite 10 2.1.4 Công nghệ chế tạo vật liệu composite 11 2.1.5 Một số yếu tố ảnh hưởng tới độ bền vật liệu composite 18 2.1.6 Công dụng ưu nhược điểm vật liệu composite 19 2.2 Vật liệu 20 2.2.1 Phân loại .20 2.2.1.1 Nhựa vinylester 20 2.2.1.2 Nhựa epoxy 20 iii 2.2.1.3 Nhựa phenolic 21 2.2.1.4 Nhựa nhiệt dẻo .21 2.2.1.5 Nhựa polyester .21 2.2.2 Nhựa polyester không no (UPR) 22 2.2.2.1 Khái niệm 22 2.2.2.2 Ứng dụng 23 2.3 Vật liệu cốt 23 2.3.1 Khái niệm chung 23 2.3.2 Một số vật liệu cốt 23 2.3.2.1 Sợi cácbon 23 2.3.2.2 Sợi aramid 24 2.3.3 Sợi thủy tinh 24 2.3.3.1 Tìm hiểu chung sợi thủy tinh 24 2.3.3.2 Phân loại sợi thủy tinh 25 2.3.3.3 Công nghệ chế tạo sợi 27 2.3.3.4 Xử lý bề mặt sợi .27 2.3.3.5 Các kiểu dệt sợi thủy tinh .27 2.3.3.6 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất sợi thủy tinh 28 2.3.4 Sợi basalt .30 2.3.4.1 Định nghĩa 30 2.3.4.2 Phân loại 31 2.3.4.3 Nguồn nguyên liệu 32 2.3.4.4 Ứng dụng sợi basalt 33 2.3.4.5 Sản xuất sợi basalt 34 2.4 Một số quy phạm, quy chuẩn hành 37 2.4.1 Quy chuẩn so sánh 37 2.4.2 Quy phạm chế tạo thử nghiệm 37 2.5 Thiết bị thử nghiệm 37 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 41 3.1 Lựa chọn tổ hợp vật liệu .41 3.1.1 Vật liệu 41 3.1.2 Vật liệu cốt 41 iv 3.2 Chế tạo mẫu thử 42 3.3 Kết thử nghiệm xác định tính vật liệu .45 3.3.1 Độ bền kéo 45 3.3.2 Độ bền uốn 51 3.3.3 Độ bền nén 57 3.3.4 Độ bền va đập 59 3.3.5 Độ mài mòn 60 3.3.6 Độ hấp thụ nước 61 3.4 So sánh tiêu kinh tế .62 Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .64 4.1 Kết luận .64 4.1.1 Chỉ tiêu tính 64 4.1.2 Chỉ tiêu kinh tế 64 4.2 Kiến nghị .64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 v DANH MỤC KÍ HIỆU b: Chiều rộng H: Độ hấp thụ nước l: Chiều dài M: Độ mài mòn MK : Mô đun đàn hồi kéo MU : Mô đun đàn hồi uốn MN : Mô đun đàn hồi nén P1 : Phương P2 : Phương t: Chiều dày W: Khối lượng WR120 : Sợi thủy tinh trọng lượng 120 g/m2 WR800 : Sợi thủy tinh trọng lượng 800 g/m2 σK : Ứng suất kéo σU : Ứng suất uốn σN : Ứng suất nén vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT A: Alkali glass (Sợi thủy tinh kiềm) BGTVT : Bộ Giao thông vận tải C: Chemical glass (Sợi thủy tinh chịu axit) E: Electrical glass (Sợi thủy tinh có đặc tính cách điện cao) FRP : Fibreglass reinforced plastics (Chất dẻo cốt sợi thủy tinh) KQ : Kết QCVN : Quy chuẩn Việt Nam TB: Trung bình TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam TT : Thứ tự UPR : Unsaturated Polyester Resin (Nhựa Polyester không no) vii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Sự so sánh tính chất sợi thương phẩm khác Bảng 1.2 Các tính chất sợi gia cường Bảng 2.1 Thành phần hóa học sợi thủy tinh 26 Bảng 2.2 Đặc tính lý sợi thủy tinh 26 Bảng 2.3 Đường kính sợi thủy tinh đơn (Filament) 26 Bảng 2.4 Thành phần hóa học tảng đá thích hợp cho sản xuất sợi basalt 32 Bảng 3.1 Kết thử kéo lần 46 Bảng 3.2 Tỉ lệ % thực tế nhựa sợi mẫu sau khô 48 Bảng 3.3 Kết thử kéo lần 49 Bảng 3.4 Kết thử uốn lần 52 Bảng 3.5 Kết thử uốn lần 55 Bảng 3.6 Kết thử nén 58 Bảng 3.7 Kết thử va đập 60 Bảng 3.8 Kết thử độ mài mòn 61 Bảng 3.9 Kết đo độ hấp thụ nước 62 viii Kết thử nghiệm cho thấy độ bền uốn modul đàn hồi uốn mẫu composite cốt sợi basalt nhỏ so với mẫu composite cốt sợi thủy tinh hai mẫu không đạt tiêu chuẩn độ bền uốn vật liệu composite theo quy chuẩn QCVN 56: 2013/BGTVT, điều cho thấy vật liệu sợi basalt tỷ trọng 175 g/m2 chưa thể ứng dụng vào làm vỏ tàu composite nhựa polyester không no tính thấp vật liệu composite cốt sợi thủy tinh 800 g/m2, nhựa 8201 không đáp ứng độ bền theo tiêu chuẩn Hình 3.10 Thử uốn vật liệu Bảng 3.4 Kết thử uốn lần Vật liệu Glass Kích thước mẫu Ứng suất uốn Modul đàn hồi uốn (mm) (σU) (MU) Lần thử nghiệm Dài Rộng KG/mm2 MPa KG/mm2 MPa 29.22 2.98 26.67 261.5 1544.93 15150.5 30.27 3.05 21.89 214.7 1466.33 14379.7 30.27 3.00 29.13 285.7 1602.99 15719.9 29.45 3.04 23.33 228.8 1415.58 13882.0 30.65 2.86 25.92 254.2 1632.93 16013.5 30.66 2.79 25.49 250.0 1686.67 16540.5 25.41 249.2 1558.23 15281.0 TB Basalt 30.54 3.49 17.53 171.9 1194.97 11718.6 30.43 3.54 16.53 162.1 1251.89 12276.8 30.78 3.57 17.39 170.5 1275.44 12507.7 30.67 3.58 17.74 174.0 1204.22 11809.3 30.59 3.49 16.13 158.2 1132.32 11104.2 30.23 3.49 15.41 151.1 1086.61 10656.0 16.78 164.6 1190.91 11678.8 TB 52 a) b) Hình 3.11 Đồ thị uốn lần ( a- Glass, b- Basalt) Trong lần thí nghiệm uốn thứ hai, sử dụng vật liệu sợi basalt phương phương 2, sợi thủy tinh WR120 phương 2, nhựa nhựa reversol 9509 Chế tạo mẫu vật liệu so sánh kết Với chiều dày mẫu theo tiêu chuẩn t ≥ mm, số 53 lớp mẫu composite cốt sợi bsalt có 18 lớp, mẫu composite cốt sợi thủy tinh WR120 có 28 lớp Sau chế tạo thử nghiệm mẫu uốn với loại vật liệu, số liệu xử lý tính toán phần mềm excel Việc kiểm tra, đánh giá chất lượng mẫu chế tạo thử nghiệm biến dạng mẫu sau thử nghiệm kết cho thấy tương đồng mẫu Kết trình bày bảng 3.5 Kết thử nghiệm cho thấy độ bền uốn mẫu composite cốt sợi basalt lớn so với mẫu composite cốt sợi thủy tinh, điều cho thấy khả thích ứng sợi basalt nhựa polyester tốt, phù hợp với kết nghiên cứu công bố trước sợi basalt tương thích với hầu hết loại nhựa epoxy, polyester, nhựa vinyl ester, phenolic, melamine, acrylate, hệ nhựa polyurethane [21] Cả hai lần thử nghiệm mẫu composite gia cường sợi basalt có modul đàn hồi uốn lớn mẫu vật liệu composite cốt sợi thủy tinh đạt tiêu chuẩn độ bền uốn vật liệu composite theo quy chuẩn QCVN 56: 2013/BGTVT Và so phương sợi vật liệu composite cốt sợi basalt theo phương có độ bền uốn modul đàn hồi uốn lơn so với vật liệu composite cốt sợi basalt theo phương Kết sai khác trình gia công chế tạo mẫu Hình 3.12 Mẫu bị phá hủy sau thử nghiệm uốn 54 Bảng 3.5 Kết thử uốn lần Vật liệu Glass (P2) Kích thước mẫu Ứng suất uốn Modul đàn hồi uốn (mm) (σU) (MU) Lần thử nghiệm Dài Rộng KG/mm2 MPa KG/mm2 MPa 30.92 3.86 16.40 160.8 892.88 8756.1 30.92 3.72 18.20 178.5 976.08 9572.0 31.02 3.87 16.62 163.0 897.36 8800.1 30.76 3.86 17.42 170.8 904.76 8872.6 30.70 3.85 17.15 168.2 911.17 8935.5 30.92 3.75 17.11 167.8 917.50 8997.6 17.15 168.2 916.63 8989.0 TB Basalt (P2) 31.09 3.46 16.52 162.0 1119.05 10974.1 30.83 3.48 15.45 151.5 1004.22 9848.0 31.19 3.48 16.63 163.1 1107.99 10865.6 31.21 3.42 15.60 153.0 1011.80 9922.3 30.74 3.50 13.50 132.4 915.36 8976.6 30.68 3.51 18.19 178.4 1201.03 11778 15.98 156.7 1059.91 10394.1 TB Basalt (P1) 31.67 3.44 20.12 197.3 1343.43 13174.5 29.99 3.34 18.96 185.9 1405.76 13785.7 31.07 3.43 19.42 190.4 1351.04 13249.1 31.26 3.39 17.45 171.1 1352.80 13266.4 30.85 3.41 19.45 190.7 1330.91 13051.7 30.44 3.35 18.34 179.9 1332.06 13063.0 18.96 185.9 1352.66 13265.0 TB 55 a) b) 56 c) Hình 3.13 Đồ thị lực uốn lần 2(a- glass, b- basalt(p2), c- basalt(p1)) 3.3.3 Độ bền nén Sau chuẩn bị mẫu xong, đánh số đo lấy kích thước mẫu, khởi động máy, khởi động phần mềm, cài đặt chế độ đo, chỉnh khoảng cách gối 65 mm, khai báo kích thước mẫu, đặt đơn vị đo Đặt vận tốc chuyển động máy 1mm/min,reset đơn vị giá trị không Nhấn nút start để máy chạy, lực tăng lên đến giá trị cực đại tương ứng mẫu bị phá hủy lực giảm dần, xuất kết đồ thị, tiến hành thử mẫu Trong thí nghiệm nén, sử dụng vật liệu sợi basalt phương 1, nhựa nhựa palymal 8201 Chế tạo mẫu vật liệu composite sợi basalt so sánh với kết thử trước Viện nghiên cứu Với chiều dày mẫu theo tiêu chuẩn t ≥ 10 mm, số lớp mẫu composite cốt sợi bsalt có 66 lớp, chia làm ba lần đánh mẫu, lần đánh 22 lớp sau chờ mẫu khô tiếp tục gia công lần Sau chế tạo thử nghiệm mẫu nén, số liệu xử lý tính toán phần mềm excel Việc kiểm tra, đánh giá chất lượng mẫu chế tạo thử nghiệm biến dạng mẫu sau thử nghiệm kết cho thấy tương đồng mẫu Kết trình bày bảng 3.6 57 Kết thử nghiệm cho thấy độ bền nén modul đàn hồi nén mẫu composite cốt sợi basalt nhỏ nhiều so với mẫu composite cốt sợi thủy tinh trước Theo tiêu chuẩn chưa đủ độ bền nén, đạt tiêu chuẩn độ modul đàn hồi nén vật liệu [14] Hình 3.14 Thử nén vật liệu Bảng 3.6 Kết thử nén Vật liệu Glass Kích thước mẫu Ứng suất nén Modul đàn hồi nén (mm) (σN) (MN) Lần thử nghiệm Rộng Dày KG/mm2 MPa KG/mm2 MPa 10.02 10.07 10.46 102.6 392.23 3846.4 9.99 10.09 10.64 104.3 296.25 2905.2 10.13 10.16 10.15 99.5 291.25 2856.2 10.01 9.99 8.38 82.2 278.39 2730.1 10.19 10.14 11.07 108.6 140.93 1382.0 10.14 99.4 279.81 2744.0 TB Basalt 10.3 10.0 17.42 170.87 766.58 7517.6 10.4 10.3 15.44 151.42 772.33 7573.9 10.4 10.3 17.15 168.22 775.48 7604.8 10 9.9 16.83 165.05 771.55 7566.3 10 9.9 19.30 189.29 767.02 7521.9 17.11 167.83 770.59 7556.9 TB 58 Hình 3.15 Đồ thị lực nén 3.3.4 Độ bền va đập Sau chuẩn bị mẫu xong, đánh số đo lấy kích thước mẫu, khởi động máy, gá mẫu vào vị trí reset kết quả, ấn nút máy chạy ghi kết bảng số Trong thí nghiệm nén, sử dụng vật liệu sợi basalt phương 1, nhựa nhựa palymal 8201 Với chiều dày mẫu theo tiêu chuẩn t ≥ 10 mm, số lớp mẫu composite cốt sợi bsalt có 66 lớp, chia làm ba lần đánh mẫu, lần đánh 22 lớp sau chờ mẫu khô tiếp tục gia công lần Không làm mẫu conposite sợi thủy tinh độ bền quan trọng làm so sánh với tiêu chuẩn Sau chế tạo thử nghiệm mẫu va đập, số liệu ghi lại sau đọc máy kiểm nghiệm Việc kiểm tra, đánh giá chất lượng mẫu chế tạo thử nghiệm biến dạng mẫu sau thử nghiệm kết cho thấy tương đồng mẫu Kết trình bày bảng 3.7 59 Hình 3.16 Thử độ bền va đập vật liệu Bảng 3.7 Kết thử va đập TT Lần Lần KQ (J) 22 12.5 3.3.5 Độ mài mòn Lần Lần Lần Lần Lần Lần 10 12 13.5 14 11 14 Độ mài mòn xác định theo tiêu chuẩn ASTM D1044 – 13 [12]hay theo tiêu chuẩn JIS K7204 – 1997, cách xác định độ mài mòn khô Trên máy Taber Abraser- 5131 (Mỹ) Với bánh thử mài mòn Calibrase CS - 10 Tải trọng đặt lên bánh xe thử mài mòn thay đổi từ 250- 1000g Thông thường với vật liệu Polymer composite chịu mài mòn tải trọng đặt lên bánh xe 1000g Tốc độ quay máy 60 vòng/phút Môi trường đo không khí - nhiệt độ 25oC - độ ẩm 50 ±2% Mẫu thử độ mài mòn hình chữ nhật kích thước 100 x 100 mm, khoan lỗ 15 Mẫu mài nhẵn, sấy khô đến khối lượng không đổi để bình hút ẩm vòng 24 Tiến hành thử: mẫu cân cân phân tích có độ xác 104 g Sau chịu 1000 vòng quay lấy lau cân lại Độ mài mòn (M) tính theo lượng hao hụt khối lượng mẫu gam sau 1000 vòng quay M = W0– W1 (g/1000 vòng) (3.1) Trong đó: W0 : Trọng lượng mẫu trước thử mài mòn (gam) W1 : Trọng lượng mẫu sau thử mài mòn (gam) 60 Hình 3.17 Thử nghiệm độ mài mòn vật liệu Sau chế tạo thử nghiệm mẫu mài mòn với loại vật liệu, kết trình bày bảng 3.8 Kết thử nghiệm cho thấy vật liệu composite cốt sợi basalt bị mài mòn nhiều so với mẫu vật liệu composite cốt sợi thủy tinh sau 1000 vòng quay cho thấy khả chịu mài mòn Bảng 3.8 Kết thử độ mài mòn Độ mài mòn trung bình M Mẫu thử nghiệm (gam) Composite cốt sợi thủy tinh 0.0319 Composite cốt sợi basalt 0.0593 3.3.6 Độ hấp thụ nước Được xác định theo tiêu chuẩn ASTM D570- 98 hay ISO 62: 1999 [17] Mẫu có hình dạng tròn khối hộp vuông 50 x 50 x 3mm Mẫu sấy khô đến khối lượng không đổi để bình hút ẩm vòng 24 Cân mẫu cân phân tích với độ xác 10-4g ngâm mẫu nước cất nhiệt độ phòng Sau thời gian định lấy thấm khô giấy lọc cân lại, thời gian cân không phút Độ hấp thụ nước tính theo công thức sau: H w1  w0 x100 w0 Trong đó: (3.2) H: Độ hấp thụ nước % w0: Trọng lưọng mẫu trước ngâm (gam) w1: Trọng lượng mẫu sau ngâm (gam) 61 Hình 3.18 Thử nghiệm độ hấp thụ nước vật liệu Sau chế tạo thử nghiệm mẫu với loại vật liệu, ngâm mẫu nước cất ngày 1, ngày 2, ngày 4, ngày 6, ngày kết trình bày bảng 3.9 Kết thử nghiệm cho ngày thử nghiệm, mẫu vật liệu composite có xu hướng hấp thụ nước tăng nhau, với vật liệu composite cốt sợi basalt có độ hấp thụ mước lớn so với mẫu vật liệu composite cốt sợi thủy tinh sau ngâm mẫu nước cất ngày thí nghiệm nhiên độ chênh lệch không nhiều Bảng 3.9 Kết đo độ hấp thụ nước Mẫu thử nghiệm H/N1 H/N2 H/N4 H/N6 H/N8 (%) (%) (%) (%) (%) Composite cốt sợi thủy tinh 0.6548 0.6108 1.0725 1.0062 1.1669 Composite cốt sợi basalt 0.5809 0.7483 1.1884 1.1503 1.2919 Với kết thử nghiệm độ bền kéo, độ bền uốn vật liệu composite cốt sợi basalt chưa nên ứng dụng vào chế tạo vỏ tàu composite có tính thấp so với vật liệu composite dùng làm vỏ tàu nay, nhiên với tính cao so với vật liệu composite cốt sợi thủy tinh WR120 độ mà mòn độ hấp thụ nước vật liệu composite cốt sợi basalt có tiềm lớn ứng dụng vào chế tạo vỏ tàu composite 3.4 So sánh tiêu kinh tế Về giá thành, mức giá sợi basalt giới cao sợi thủy tinh E-glass thấp sợi S-glass [11] Ở Việt Nam sợi basalt chưa phổ biến, 62 chưa quan tâm đên, nên nguồn cung cấp sợi ít, dẫn đến giá thành cao so với giá mua nước Tuy nhiên cần nghiên cứu rộng rãi, nhu cầu sử dụng sợi basalt tăng lên nguồn cung cấp nhiều, lúc giá thành sợi basalt nước với thực tế Ngoài trình gia công sợi basalt tốn thời gian gia công, nên cần xem xét kỹ có nhiều lựa chọn loại sợi Tuy nhiên mục đích tìm kiếm loại vật liệu có nguồn gốc từ tự nhiên, thân thiện với người thi công môi trường, khả đáp ứng tiêu kinh tế sợi basalt có khả quan, cần thêm nghiên cứu để có kết luận xác 63 Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận 4.1.1 Chỉ tiêu tính Kết nghiên cứu thử nghiệm tính vật liệu độ bền kéo, độ bền uốn, độ bền nén va đập, độ mài mòn độ hấp thụ nước vật liệu cho thấy: Vật liệu composite cốt sợi basalt có tính vật liệu composite cốt sợi thủy tinh WR800, thấy sợi basalt sử dụng để nghiên cứu chưa đáp ứng tiêu tính để sử dụng chế tạo vỏ tàu composite Vật liệu composite cốt sợi basalt có tính tốt vật liệu composite cốt sợi thủy tinh W120, đáp ứng yêu cầu Quy chuẩn hành vật liệu chế tạo vỏ tàu composite Do cho thấy hướng mở có sợi basalt tương thích với nhựa polyester không no khả ứng dụng sợi basalt chế tạo vỏ tàu composite cao Tuy nhiên cần có thêm nghiên cứu khác để xem xét khả ứng dụng sợi basalt chế tạo vỏ tàu composite 4.1.2 Chỉ tiêu kinh tế Như nói trên, với ưu điểm tính sợi, đặc biệt thân thiện với môi trường sức khỏe người thi công Thì khả đáp ứng tiêu kinh tế sợi basalt có khả quan, cần thêm nghiên cứu để có kết luận xác Như qua thấy vật liệu composite cốt sợi basalt với mẫu chưa nên sử dụng để làm vỏ tàu composite, nhiên nghiên cứu cho thấy tiềm sợi basalt cao Cần nghiên cứu thêm vật liệu composite cốt sợi basalt với nhiều loại khác để đánh giá xác khả ứng dụng sợi basalt chế tạo vỏ tàu composite 4.2 Kiến nghị Nghiên cứu thêm vật liệu composite cốt sợi basalt với nhiều loại khác để đánh giá xác khả ứng dụng sợi basalt chế tạo vỏ tàu composite Nghiên cứu ứng dụng sợi basalt việc bọc vỏ tàu cá gỗ để mở rộng phạm vi ứng dụng Để tận dụng ưu nhược điểm loại sợi tự nhiên sợi hóa học, nghiên cứu chế tạo vật liệu composite sở gia cường phối hợp hai loại sơi 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Hoàng Thị Phương Đồ án tốt nghiệp Tính chất học vật liệu polyme compozit từ nhựa epoxydian gia cường mát dứa dại Lớp CN Polyme k49, Trường đại học bách khoa Hà Nội; 2009 http://vientauthuy.com.vn/ Nguyễn Cao Việt Công nghệ sản xuất sợi basalt Khoa công nghệ vật liệu, Đại học Bách khoa TPHCM Nguyễn Đăng Cường Composite sợi thủy tinh ứng dụng: NXB Khoa học kỹ thuật Hà nội; 2005 QCVN 56: 2013/BGTVT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia phân cấp đóng tàu làm chất dẻo cốt sợi thủy tinh; 2013 Trần Ích Thịnh Vật liệu compozit – Cơ học tính toán kết cấu: NXB Giáo dục Hà nội; 1994 Trung tâm nghiên cứu vật liệu Polymer Nghiên cứu chế tạo vật liệu BMC sở sợi thủy tinh sợi tre Trường đại học bách khoa Hà Nội, Khoa công nghệ hóa học Vũ Bích Ngọc Kết cấu tàu thủy tập 1; 2007 Tài liệu tiếng nước Abbate, Carmelo, et al E Changes induced by exposure of the human lung to glass fiber-reinforced plastic Environmental health perspectives; 2006 p 1725–9 10 Amuthakkannan P, Manikandan V, Jappes JTW, Uthayakumar M Effect of Fibre Length and Fibre Content on Mechanical Properties of Short Basalt Fibre Mater Phys Mech 2013;16:107–17 11 Anne Ross Basalt Fibers: Alternative To Glass [Internet] 2006 Available from: http://www.compositesworld.com/articles/basalt-fibers-alternative-to-glass 12 ASTM:D1044-13 Abrasion, Standard Test Method for Resistance of Transparent Plastics to Surface; 2002 13 ASTM D256 Standard Test Methods for Determining the Izod Pendulum Impact Resistance of Plastics 14 ASTM D695 Compressive Strength; 2009: 1–2 15 Chikhradze NM, Japaridze LA, Abashidze GS Properties of Basalt Plastics and of Composites Reinforced by Hybrid Fibers in Operating Conditions; 2012; 65 (Table 2): 221–46 16 David Cripps G Resin Systems [Internet] [cited 2015 Jan 8] Available from: http://www.netcomposites.com/guide/resin-systems/6 17 EN ISO-62 Plastics Determination of water absorption; 1999: (1108) 18 Parnas R, Shaw M, Qiang L Basalt Fiber Reinforced Polymer Composites 2007; (03) 19 Schneider T, Sc M Public Health Statement Synthetic Vitreous Fibers World Health; 2004 20 Strength of Aligned Fibre Composites [Internet] [cited 2015 Jan 8] Availablefrom: http://www.mse.mtu.edu/~drjohn/my4150/compositesdesign/cd2/cd1.html 21 Vek K Basfiber [Internet] 2014 [cited 2014 Jul 20] Available from: http://www.basfiber.com/about 66 [...]... cách kéo cuộn sợi từ sự tan chảy Một khi các sợi basalt liên tục đã được sản xuất, chúng sẽ được chuyển đổi thành một dạng phù hợp cho các ứng dụng cụ thể Sợi basalt liên tục có thể được xử lý dạng sợi thô hoặc băm nhỏ sợi basalt Ngoài ra sợi basalt thô có thể được chế tạo thành dạng vải sợi thô hoặc tấm gia cường [21] Chính vì vậy, nghiên cứu khả năng ứng dụng sợi basalt trong chế tạo vỏ tàu composite... bằng sợi basalt có cơ tính kém hơn vật liệu composite cốt sợi thủy tinh đang sử dụng làm vỏ tàu composite hiện nay, tuy nhiên vật liệu composite cốt sợi basalt đáp ứng được yêu cầu về Quy chuẩn hiện hành cho vật liệu ứng dụng trong chế tạo vỏ tàu composite Từ đó cho thấy khả tiềm năng ứng dụng của sợi basalt trong công nghiệp đóng tàu composite tại nước ta là có khả thi Với kiến nghị cần nghiên cứu. .. tài nghiên cứu khả năng ứng dụng sợi basalt trong chế tạo vỏ tàu composite” 1.2 Tình hình nghiên cứu đối với vần đề đặt ra 1.2.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới Được hình thành từ đá basalt núi lửa do đó sợi basalt có nhiều đặc tính có lợi Bên cạnh có mô đun đàn hồi cao và chịu nhiệt độ cao, sợi basalt còn có tính cách âm và chống rung rất cao Với nhiều đặc tính vượt trội thì việc nghiên cứu về ứng. .. thu hút người sử dụng 1.2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước Ở Việt Nam, hiện nay các công trình nghiên cứu liên quan đến việc sử dụng sợi basalt làm vật liệu gia cường cho vật liệu composite làm vỏ tàu ở nước ta vẫn chưa được công bố Chính vì vậy, nghiên cứu khả năng ứng dụng sợi basalt trong chế tạo vỏ tàu composite nhằm nâng cao chất lượng của vật liệu làm vỏ tàu, giảm thiểu tác hại đến sức khỏe con... luận và kiến nghị 1.3.3 Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu sử dụng trong đề tài là kết hợp giữa phương pháp nghiên cứu lý thuyết và nghiên cứu thực nghiệm, trên cơ sở chế tạo mẫu và thử nghiệm xác định cơ tính của vật liệu đề xuất và ứng dụng các thông số vật liệu đã xác định xem xét khả năng ứng dụng, thay thế trong ngành công nghiệp tàu thủy 1.3.3.1 Nghiên cứu lý thuyết - Lý thuyết chung về... 2.13 Sợi balsalt 30 Hình 2.14 Sợi basalt dạng xơ .31 Hình 2.15 Vải sợi basalt 31 Hình 2.16 Vảy basalt 32 Hình 2.17 Đá basalt 32 Hình 2.18: Mỏ đá basalt 33 Hình 2.19 Ứng dụng của sợi basalt 33 Hình 2.20 Ứng dụng của sợi basalt 34 Hình 2.21 Quy trình công nghệ sản xuất sợi basalt 35 Hình 2.22 Quy trình kéo sợi basalt. .. một loại vật liệu có tiềm năng rất lớn để nghiên cứu khả năng ứng dụng trong nghành công nghiệp tàu thủy, dẫn đến nâng cao chất lượng của vật liệu làm vỏ tàu Từ đó chúng tôi mạnh dạn đề xuất nghiên cứu sử dụng loại vật liệu Composite mới là tổ hợp giữa cốt sợi basalt với nền nhựa polyester không no Tuy nhiên, do đây là vật liệu mới nên để có thể sử dụng được trong đóng vỏ tàu thì cần giải quyết hàng... là nghiên cứu khả năng ứng dụng sợi basalt thay thế sợi thủy tinh trong công nghiệp đóng tàu composite trên nền nhựa polyester không no, với mục đích tìm kiếm loại vật liệu mới nhằm thay thế vật liệu composite đang sử dụng trong đóng tàu vẫn còn nhiều hạn chế 1.3.2 Nôi dung nghiên cứu và bố cục của đề tài Từ mục tiêu và mục đích nghiên cứu đã trình bày, nội dung đề tài tập trung vào việc chế tạo mẫu... thủy tinh như: độ cứng cao, khả năng chịu kéo cao, bền với hóa chất, nhiệt độ, sợi basalt có nguồn gốc từ tự nhiên nên thân thiện với môi trường và có giá thành hợp lý Nhưng sợi basalt chưa được phổ biến tại nước ta và ngành công nghiệp đóng tàu composite hiện nay vẫn sử dụng sợi thủy tinh làm vật liệu gia cường Vì vậy việc nghiên cứu khả năng ứng dụng sợi basalt trong ngành công nghiệp tàu thủy, nhằm... composite cốt sợi basalt với nhiều loại khác nhau để đánh giá chính xác hơn về khả năng ứng dụng sợi basalt trong chế tạo vỏ tàu composite Từ khóa: sợi basalt, sợi thủy tinh, vật liệu composite, nhựa polyester không no xi Chương 1 TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về đề tài nghiên cứu Vật liệu và công nghệ vật liệu đóng một vai trò và ý nghĩa rất quan trọng của các ngành công nghiệp nói chung và công nghiệp tàu thủy ... chọn đề tài nghiên cứu khả ứng dụng sợi basalt chế tạo vỏ tàu composite” 1.2 Tình hình nghiên cứu vần đề đặt 1.2.1 Tình hình nghiên cứu giới Được hình thành từ đá basalt núi lửa sợi basalt có nhiều... Với kiến nghị cần nghiên cứu thêm vật liệu composite cốt sợi basalt với nhiều loại khác để đánh giá xác khả ứng dụng sợi basalt chế tạo vỏ tàu composite Từ khóa: sợi basalt, sợi thủy tinh, vật... composite cốt sợi basalt đáp ứng yêu cầu Quy chuẩn hành cho vật liệu ứng dụng chế tạo vỏ tàu composite Từ cho thấy khả tiềm ứng dụng sợi basalt công nghiệp đóng tàu composite nước ta có khả thi Với