VẬT LIỆU POLYMERCLAY NANOCOMPOSITE

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ Nhóm 13: VẬT LIỆU POLYMER-CLAY NANOCOMPOSITE GVHD: PGS.TS Nguyễn Ngọc Hạnh Thành viên nhóm: • Nguyễn Hoài Thương-61203768 • Nguyễn Thị Hồng Phượng-61202908 • Trịnh Minh Ngọc Anh-61200118 • Huỳnh Kim Anh-61200047 POLYMER-CLAY NANOCOMPOSITE I Tổng quan polymer-clay nanocomposite II Vật liệu Polypropylen clay nanocomposite III Vật liệu Nylon-6 clay nanocomposite IV Ứng dụng I.TỔNG QUAN 1.Cấu trúc clay: Cấu trúc tinh thể clay I.TỔNG QUAN 1.Cấu trúc clay: Các dạng clay thường dùng gặp: Cấu trúc Hectorit Cấu trúc Montmorilonite I.TỔNG QUAN 1.Cấu trúc clay: Biến tính Clay: Nanoclay clay biến tính bề mặt nhằm tăng tính thấm ướt khả phân tán tinh thể silicat clay vào hỗn hợp cần gia cố tính chất I.TỔNG QUAN Polymer composite? Polymer-clay nanocomposite? I.TỔNG QUAN 2.Vật liệu polymer-clay nanocomposite: Nền polymer + Chất gia cường kích cỡ nano I.TỔNG QUAN 2.Vật liệu polymer-clay nanocomposite: Các loại polymer-clay nanocomposite: Nanocompozit dạng bóc lớp có tính chất học cao ba dạng nanocompozit cấu trúc mong muốn đạt chế tạo vật liệu polymer-clay nanocompozit I.TỔNG QUAN 3.Các phương pháp tổng hơp: Quy trình chung: Lựa chọn clay có hàm lượng MMT cao Biến tính clay Tiến hành khuếch tán clay vào chất I.TỔNG QUAN 3.Các phương pháp tổng hơp: Phương pháp dung dịch + Không cần biến tính clay + Dung môi sau tách gây ô nhiễm môi trường + Ít sử dụng mục đích kinh tế 10 III.NYLON-6-CLAY NANOCOMPOSITE: Nylon-6-clay Nanocomposite Tính chất: Tính chất Nylon-6 nguyên sinh Nylon6/5%khoáng sét Độ bền kéo đứt (MPa) 69 107 Modun đàn hồi (GPa) Modun dẻo (GPa) Cường độ nén (kJ/m2) Tốc độ thoát nhiệt (HRR) (kW/m) Nhiệt độ biến dạng nóng (HDT) (0C) Tốc độ thấm khí O2 (ml/100cm2/ngày) Độ hấp phụ nước (%) 1,1 1,02 2,3 1011 2,1 2,09 2,8 378 65 145 0,31 – 0,39 0,08 – 0,16 31 0,87 0,51 III.NYLON-6-CLAY NANOCOMPOSITE: Nylon-6-clay Nanocomposite Tính chất: Mô đun đàn hồi: 32 III.NYLON-6-CLAY NANOCOMPOSITE: Nylon-6-clay Nanocomposite Tính chất: Tính chất vật lý: Độ bền nhiệt: Nanocomposite chèn lớp có độ bền nhiệt cao nanocomposite bóc lớp bền clay 33 III.NYLON-6-CLAY NANOCOMPOSITE: Nylon-6-clay Nanocomposite Tính chất: Tính chất vật lý: Quá trình kết tinh: 34 III.NYLON-6-CLAY NANOCOMPOSITE: Nylon-6-clay Nanocomposite Tính chất: Khả chống cháy tính che chắn: Nanocomposite sở PA6 với hàm lượng 2PTL nanoclay thay pentacritriol Hợp chất tạo thành cho khả chống cháy cao Clay giúp tăng tính che chắn tạo thành đường dẫn vòng 35 IV.ỨNG DỤNG 36 IV.ỨNG DỤNG Trong kỹ thuật ô tô: Công ty Ube thuộc tập đoàn Toyota sử dụng để thay số phận kim loại động ô tô 37 IV.ỨNG DỤNG Trong kỹ thuật ô tô: ABS-MMT nanocomposite sử dụng làm khung xe hay khung máy bay 38 IV.ỨNG DỤNG Đóng gói, bao bì thực phẩm:  Vật liệu bọt khí hàng rào  Hạt nanoclay tạo mạng lưới phức tạp polymer matrix  Làm giảm độ khuyếch tán oxy nước vào bên màng bọc  Thực phẩm tươi lâu 39 IV.ỨNG DỤNG Đóng gói, bao bì thực phẩm: - Nhiều loại đất sét, có hạt tinh thể sét nhỏ (nanoclay) hình mỏng, bề dày độ ba, bốn lớp nguyên tử, chiều rộng lên đến hàng chục nanomet, micromet - Trộn polymer với cát hạt nano sét hình lúc thổi thành túi, hạt nằm song song với mặt túi, ngăn chặn mùi tốt 40 IV.ỨNG DỤNG 41 IV.ỨNG DỤNG Vật liệu chống cháy: Các polymer clay nanocomposite thay chất làm chậm cháy truyền thống nhiều tỉ lệ 1:1 Vật liệu nhẹ Sản phẩm thương mại: - Vỏ bọc chống cháy cho dây cáp Wire & Cable - Hợp chất chống cháy MaxxamTM FR 42 IV.ỨNG DỤNG Các loại bạc trượt hoạt động môi trường nước: 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO: Thái Hoàng, Nguyễn Thu Hà, Vật liệu nanocompozit khoáng sét nhựa nhiệt dẻo, Nhà xuất Khoa hoc tự nhiên công nghệ Nguyễn Đức Nghĩa, Hóa học nano công nghệ vật liệu nguồn 44 THANK YOU FOR YOUR ATTENTION 45 [...]... II.POLYPROPYLENE-CLAY NANOCOMPOSITE: Polypropylene-clay Nanocomposite Phương pháp trùng hợp tại chỗ (in-situ) Vật liệu nanocomposite PP-clay hectorit đã được Tudor và cộng sự chế tạo với xúc tác metallocen  18 II.POLYPROPYLENE-CLAY NANOCOMPOSITE: Polypropylene-clay Nanocomposite Tính chất: 19 II.POLYPROPYLENE-CLAY NANOCOMPOSITE: Polypropylene-clay Nanocomposite Tính chất: Tính chất cơ học PP/clay nanocomposite. .. 0,87 0,51 III.NYLON-6-CLAY NANOCOMPOSITE: Nylon-6-clay Nanocomposite Tính chất: Mô đun đàn hồi: 32 III.NYLON-6-CLAY NANOCOMPOSITE: Nylon-6-clay Nanocomposite Tính chất: Tính chất vật lý: Độ bền nhiệt: Nanocomposite chèn lớp có độ bền nhiệt cao hơn nanocomposite bóc lớp và bền hơn khi không có clay 33 III.NYLON-6-CLAY NANOCOMPOSITE: Nylon-6-clay Nanocomposite Tính chất: Tính chất vật lý: Quá trình kết tinh:... nanocomposite có tính chất cơ học cao hơn nhiều so với PP ban đầu  E-modul 20 II.POLYPROPYLENE-CLAY NANOCOMPOSITE: Polypropylene-clay Nanocomposite Tính chất: Độ bền nhiệt Vật liệu nanocomposite PP-MA/2%MMT có tốc độ mất khối lượng nhỏ nhất 21 II.POLYPROPYLENE-CLAY NANOCOMPOSITE: Polypropylene-clay Nanocomposite Một số đặc trưng nhiệt khối lượng của PPMA có và không có nanoclay hữu cơ % Khối lượng... 21,53 22 II.POLYPROPYLENE-CLAY NANOCOMPOSITE: Polypropylene-clay Nanocomposite Tính chất: Tính chất điện: Mẫu PP  s ( ) Tg(δ) Eđt  v (.cm ) 0,001 169 7,85.1012 2,99.1013 PP/3%clay 0,004 252 1,57.1015 3,96.1013 90%PP/10%PPAM/3%clay 0,002 232 9,01.1015 7,5.1013 23 Tính chất điện học của Polypropylene-clay Nanocomposite II.POLYPROPYLENE-CLAY NANOCOMPOSITE: Polypropylene-clay Nanocomposite Tính chất: Độ... III.NYLON-6-CLAY NANOCOMPOSITE: Nylon-6 Nhược điểm: - Độ hút ẩm cao dẫn đến giảm độ cứng (giảm Tg), độ ổn định kích thước - Kém bền với nhiệt, axit, kiềm - PA6 bị phân huỷ dưới tác dụng của tia tử ngoại, bị oxy hoá dưới tác dụng của nhiệt độ khi có mặt của oxy - Giá thành đắt 28 III.NYLON-6-CLAY NANOCOMPOSITE: Nylon-6-clay Nanocomposite Phương pháp tổng hợp: Có thể tổng hợp Nylon-6-clay Nanocomposite. .. -Phương pháp trùng hớp in-situ -Phương pháp trộn hợp nóng chảy Clay được sử dụng chủ yếu trong điều chế PA6 là Montmorillonit và Hectorit 29 III.NYLON-6-CLAY NANOCOMPOSITE: Nylon-6-clay Nanocomposite 30 III.NYLON-6-CLAY NANOCOMPOSITE: Nylon-6-clay Nanocomposite Tính chất: Tính chất Nylon-6 nguyên sinh Nylon6/5%khoáng sét Độ bền kéo đứt (MPa) 69 107 Modun đàn hồi (GPa) Modun dẻo (GPa) Cường độ nén (kJ/m2)... II.POLYPROPYLENE-CLAY NANOCOMPOSITE: Polypropylene-clay Nanocomposite Tính chất: Độ bền kéo đứt và độ dãn khi đứt 24 II.POLYPROPYLENE-CLAY NANOCOMPOSITE: Polypropylene-clay Nanocomposite 25 III.NYLON-6-CLAY NANOCOMPOSITE: Nylon-6 Tổng quan: Poly(hexano-6-lactam) CTHH: (C6H11NO)n 26 III.NYLON-6-CLAY NANOCOMPOSITE: Nylon-6 Ưu điểm: - Tính chất cơ lý cao (bền kéo, cứng, bền nén, bền mài mòn, bền mỏi, độ rão thấp) - Chịu... II.POLYPROPYLENE-CLAY NANOCOMPOSITE: Polypropylene Ưu nhược điểm: Ưu điểm - Có thể sử dụng các kỹ thuật gia công nhựa nhiệt dẻo - Hệ số ma sát thấp - Cách điện tốt - Làm việc tốt đến nhiệt độ 125oC - Chống lại tác dụng chất hóa học Nhược điểm - Bị lão hóa bởi tia cực tím - Bị tác động bởi dung môi chứa cholor, chất thơm 16 - Khả năng kết dính không cao II.POLYPROPYLENE-CLAY NANOCOMPOSITE: Polypropylene-clay Nanocomposite. .. bền hơn khi không có clay 33 III.NYLON-6-CLAY NANOCOMPOSITE: Nylon-6-clay Nanocomposite Tính chất: Tính chất vật lý: Quá trình kết tinh: 34 III.NYLON-6-CLAY NANOCOMPOSITE: Nylon-6-clay Nanocomposite Tính chất: Khả năng chống cháy và tính che chắn: Nanocomposite trên cơ sở PA6 với hàm lượng 2PTL nanoclay được thay thế bằng pentacritriol Hợp chất trên tạo thành cho khả năng chống cháy cao Clay giúp tăng... bức xạ tử ngoại tốt - Bền hóa chất 13 II.POLYPROPYLENE-CLAY NANOCOMPOSITE: Polypropylene Là một loại nhựa nhiệt dẻo Cấu trúc tương tự như polyethylene - Tính chất nhiệt, cơ, lý tuyệt vời khi sử dụng ở nhiệt độ phòng - Tương đối cứng - Điểm nóng chảy cao - Khối lượng riêng thấp - Khả năng chống va đập tương đối tốt 14 II.POLYPROPYLENE-CLAY NANOCOMPOSITE: Polypropylene Quá trình trùng hợp thường thu