Bài giảng cung cấp cho người học các kiến thức về cấu trúc vật liệu polymer và vật liệu composit bao gồm: Nguồn gốc của polyme, khái niệm, định nghĩa, nhiệt độ nóng chảy Tm và nhiệt độ chuyển thủy tinh Tg, tổng hợp polymer, cấu hình và cấu trạng,… Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
CƠ SỞ KHOA HỌC VẬT LIỆU Chương 5: Cấu trúc vật liệu polyme GIỚI THIỆU SẢN PHẨM TỪ POLYME NGUỒN GỐC CỦA POLYME Từ thiên nhiên: cao su thiên nhiên, xenlulo NGUỒN GỐC CỦA POLYME Từ sợi nhân tạo: xenlulo acetat, xenlulo nitrat Từ sợi tổng hợp: polyetylen, polypropylen, polystyren, polyvinylclorua … HÌNH ẢNH VỀ PHÂN TỬ POLYME Chương 5: Cấu trúc vật liệu polyme 5.1 Khái niệm, định nghĩa Định nghĩa polyme: Polyme chất có trọng lượng phân tử lớn chứa nguyên tử nhóm nguyên tử lặp lặp lại Ví dụ polyetylen: nCH2=CH2 -CH2-CH2-CH2-CH2- nCH2=CH2 -CH2-CH2-CH2-CH2-(CH2-CH2)nSố lượng mắt xích sở có phân tử gọi độ trùng hợp n n Mp Mu Mp: khối lượng phân tử Polyme Mu: khối lượng phân tử mer Khối lượng phân tử phân bố Chương 5: Cấu trúc vật liệu polyme 5.1 Khái niệm, định nghĩa Khối lượng phân tử phân bố Khối lượng phân tử trung bình số: x M n M1 N1 M2 x N i N2 x N i M N i x N M w M1 M2 x M N i i M N2 x M N i i Khối lượng phân tử trung bình khối: x M N1 i i M i Ni x M N i i Một số composit cốt sợi thông dụng: Composit polymer cốt sợi Composit kim loại cốt sợi Composit ceramic cốt sợi Composit polymer cốt sợi Vật liệu cốt: sợi thủy tinh, sợi cacbon, sợi aramid Vật liệu nền: Cần có tính chất lý, tính bám dính, độ bền khả chiu mơi trường tốt Gồm có nhựa nhiệt dẻo nhựa nhiệt rắn: polyethylen, polypropylen, polyester, vinyl ester, epoxy, poyimide, polyetheretherketone, poly(phenylene sulfide, polyetherimide… Một số phương pháp gia công composit polymer cốt sợi Phương pháp thủ công lăn tay: Phương pháp phun sợi nhựa Phương pháp kéo sợi: Phương pháp quấn sợi Chương 6: Vật liệu composit 6.4 Giới thiệu số loại composit: Theo hình học cốt Composit Cốt hạt Hạt thô Cốt sợi Hạt mịn Liên tục Gián đoạn Composit cấu trúc Lớp Tấm ba lớp (sanwich) Tổ ong Cấu tạo composit dạng cấu trúc Composit cấu trúc dạng lớp: Cấu trúc: gồm lớp sở composit có sợi gia cường theo hướng định Những liên kết với tạo composit cấu trúc lớp chịu lực theo nhiều hướng: Chẳng hạn vải bông, vải sợi thủy tinh carbon ép lại nhờ chất kết dính polymer cho ta composit dạng lớp có độ bền cao theo phương song song với mặt Composit dạng sanwich Khái niệm Bao gồm lớp mỏng cứng bên bao bọc lớp lõi dày bên Tạo nên cấu trúc nhẹ có độ cứng độ bền tương đối cao Lớp vỏ chế tạo từ vật liệu bền cứng, điển hình hợp kim nhơm, nhựa gia cường sợi, titanium, thép, ván ép Lớp vỏ tạo nên độ bền độ cứng cho toàn cấu trúc, phải đủ dày để chịu ứng suất kéo nén Vật liệu làm lõi nhẹ hơn, thơng thường có module đàn hồi thấp Nhưng nhờ có độ dày nên cung cấp cho composite sandwich độ bền uốn , bền trượt cao Vật liệu lõi thông thường là: foam polymer cứng (phenolics, epoxy, polyurethanes), gỗ, cấu trúc tổ ong Composit dạng tổ ong Mơ hình mơ tả composite sandwich (A) thành phần gồm: mặt (B) lõi có cấu trúc tổ ong (C) Cấu trúc tổ ong thông thường làm từ hợp kim nhôm polymer aramid Composit cấu trúc sandwich có nhiều ứng dụng: lợp mái, sàn, tường xây dựng, cánh, thân máy bay, phần đuôi máy bay ... 50 0 50 00 400 50 00 1 250 00 366 60 00 Mn 50 00 400 60 00 366 50 00 50 0 1 250 00 54 78 54 78 766 50 2 Mw 50 00 400 60 00 366 50 00 50 0 1 250 00 55 23 159 09 50 00 400 60 00 366 ... 60 00 366 50 00 50 0 1 250 00 M w / Mn 159 09 /54 78=2.9 55 23 /54 78=1.008 Độ phân tán khối lượng phân tử: 2N x M 1 i i 1x M i N i Mw P= 1 Mn Chương 5: Cấu trúc vật liệu polyme 5. 2 Nhiệt... Nylon 66 Chương 5: Cấu trúc vật liệu polyme 5. 3 Phân loại polyme Phân loại polyme Theo nguồn gốc Theo cấu trúc lập thể Theo cấu tạo mạch Theo cấu trúc mạch Theo cơng dụng Theo tính chất lý Chương