Nghiên cứu chế tạo, khảo sát tính chất và cấu trúc của vật liệu polyme nanocompozit trên cơ sở nhựa nhiệt dẻo polyprorylen (PP) và hạt titan đioxit TiO2 kích thước nano - Nội dung chính

Nghiên cứu chế tạo, khảo sát tính chất và cấu trúc của vật liệu polyme nanocompozit trên cơ sở nhựa nhiệt dẻo polyprorylen (PP) và hạt titan đioxit TiO2 kích thước nano - Nội dung chính.

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN1.1. Giới thiệu chung về vật liệu compozit và nanocompozit 1.1.1. Vật liệu compozit (VLC)1.1.1.1. Định nghĩa VLC là vật liệu được tạo thành từ hai vật liệu trở lên có bản chất khác nhau. Vật liệu tạo thành có đặc tính ưu việt hơn đặc tính của từng vật liệu thành phần khi xét riêng rẽ. Có thể định nghĩa vật liệu compozit là vật liệu gồm nhiều pha khác nhau về mặt hoá học hầu như không tan vào nhau và được phân cách với nhau bằng ranh giới pha, kết hợp lại nhờ khoa học kỹ thuật theo những sơ đồ thiết kế trước nhằm tận dụng được từng tính chất tốt trong từng pha của vật liêu. Trong thực tế compozit phần lớn là loại 2 pha gồm pha nền là pha liên tục trong toàn khối, cốt là pha phân tán. Trong compozit nền đóng vai trò chủ yếu ở các mặt sau: liên kết toàn bộ các phần tử cốt thành 1 khối compozit thống nhất, tạo khả năng để tiến hành các phương pháp gia công compozit thành các chi tiết theo thiết kế và che phủ, bảo vệ cốt tránh các hư hỏng do các tác động hoá học, cơ học và môi trường. Ngoài ra nền phải nhẹ và có độ dẻo cao. Cốt đóng vai trò tạo độ bền và modun đàn hồi cao cho compozit, đồng thời cốt phải nhẹ để tạo độ bền riêng cao cho compozit [3].Đối với compozit liên kết tốt giữa nền và cốt tại vùng ranh giới pha là yếu tố quan trọng nhất đảm bảo cho sự kết hợp các đặc tính tốt của 2 pha trên. Tính chất của compozit phụ thuộc vào bản chất của nền, cốt, khả năng liên kết giữa nền và cốt và quá trình công nghệ sản xuất.Nền của compozit nói chung có thể được sử dụng từ polyme, kim loại, gốm và các hỗn hợp nhiều pha. Nhưng trong phạm vi luận văn này, tôi chỉ đề cập đến compozit có nền là polyme, polyme làm nền cho compozit có thể là các loại nhựa nhiệt dẻo: PP, PE, PS, ABS, PVC…độn được trộn với nhựa, gia công trên máy ép phun ở trạng thái nóng chảy. Nhựa nhiệt rắn: PU, PP, UF, Epoxy, Polyester không no, gia công dưới áp suất và nhiệt độ cao, riêng với epoxy và polyester không no có thể tiến hành ở điều kiện thường, gia công bằng tay (hand lay- up method). Nhìn chung, nhựa nhiệt rắn cho vật liệu có cơ tính cao hơn nhựa nhiệt dẻo. Ngoài ra còn có các elastome và các vật liệu tổ hợp polyme ( polyme blend) Compozit cốt sợi là loại compozit có độ bền riêng và mô đun đàn hồi riêng cao. Tính chất của compozit cốt sợi phụ thuộc vào sự phân bố và định hướng sợi cũng như kích thước và hình dạng của sợi. Những loại sợi thường được dùng để chế tạo compozit cốt sợi là sợi thuỷ tinh, sợi cacbon, sợi polyme và sợi kim loại. Ngoài ra người ta còn dùng 2 hay nhiều loại sợi trong cùng 1 nền (cốt sợi pha).1.1.1.2. Một số chất gia cường phổ biến Các polyolefin hầu như không phân cực, kỵ nước, có tính chất cơ lý ban đầu không cao nên việc ứng dụng trong thực tế gặp khó khăn. Do đó các sản phẩm từ nhựa PP, HDPE, LDPE, LLDPE thường được sản suất dưới dạng compozit là sự phối hợp của pha nền là nhựa polyolefin và vật liệu gia cường vô cơ được phối trộn trong quá trình gia công. Mỗi loại chất gia cường với những hàm lượng thích hợp có thể nâng cao một số tính năng nào đó của vật liệu. Các chất gia cường thường được sử dụng như giới thiệu dưới đây [15].a. Than hoạt tínhThan hoạt tính kỹ thuật là sản phẩm cháy không hoàn toàn của các hợp chất hyđrocacbon, được phân thành 3 nhóm chính: than lò, than nhiệt phân, than máng. Than hoạt tính là chất gia cường chủ yếu trong công nghiệp, sự có mặt của than hoạt tính trong hợp phần với hàm lượng cần thiết làm tăng tính chất cơ lý của vật liệu: độ bền kéo đứt, xé rách, khả năng chống mài mòn, độ cứng…Than hoạt tính được sản xuất rất đa dạng. Khả năng tăng cường tính chất cho vật liệu được quyết định bởi cấu trúc hoá học, mức độ phân tán và khối lượng riêng của than.b. Silic đioxit (SiO2)Trong các loại chất gia cường vô cơ được sử dụng trong công nghiệp, SiO2 là một trong những chất gia cường tăng cường có hiệu quả cao nhất. SiO2 được đưa vào trong vật liệu ở dạng bột mịn, được điều chế bằng phương pháp ướt hoặc bằng phương pháp sương mù. Kết quả một số công trình nghiên cứu sử dụng SiO2 gia cường trong vật liệu polyme cho thấy tính chất cơ lý và khả năng cách điện của vật liệu được cải thiện đáng kể [11].Bột SiO2 còn được sử dùng như một chất tăng cường độ trắng rất tốt cho vật liệu polyme nói chung. c. Một số chất gia cường khácNgoài một số chất gia cường trên, hiện nay có một số chất gia cường mới như: sợi carbon, sợi thủy tinh (glass fiber) và sợi Kevlar là ba loại sợi gia cố thông dụng dùng để tăng cơ tính của composite mà tiêu biểu là độ cứng (stiffness), độ bền (strength) và độ dài (toughness). Ba loại sợi có những cơ tính khác nhau nhưng loại nào cũng có tỷ trọng nhẹ hơn thép.1.1.2. Vật liệu polyme nanocompozit (PNC) 1.1.2.1. Định nghĩaVật liệu PNC có nền là các loại polyme và cốt là các hạt độn khoáng thiên nhiên hoặc các hạt tổng hợp nhân tạo có kích thước hạt trong khoảng 1- 100 nm (kích thước nano).Nền sử dụng trong chế tạo PNC rất đa dạng, phong phú, bao gồm cả nhựa nhiệt dẻo và nhựa nhiệt rắn. Các polyme thường sử dụng trong chế tạo PNC là: nhựa polyetylen( PE), nhựa polypropylen (PP), nhựa polyester, nhựa epoxy, nhựa polystyrene (PS), cao su thiên nhiên, cao su butadiene…Trong chế tạo PNC cho đến nay, đa phần cốt được dùng dưới dạng hạt. Sau đây là một số loại hạt thường được sử dụng:Khoáng thiên nhiên: chủ yếu là đất sét vốn là các hạt silicat có cấu tạo dạng lớp như montmorillonite, vermiculite, fluoromica, bentonit kiềm tính, các hạt grafit,…Các hạt độn thu được từ con đường nhân tạo: thường là các hạt tinh thể như CdS, PbS, CaCO3, bột than, …1.1.2.2. Đặc điểm của vật liệu PNCVới pha phân tán là các loại bột có kích thước nano nên chúng phân tán rất tốt vào trong polyme, tạo ra các liên kết ở mức độ phân tử giữa các pha với nhau nên cơ chế tương tác khác hẳn với compozit thông thường. Các phần tử nhỏ phân tán tốt vào các pha nền dưới tác dụng của lực bên ngoài tác động, làm tăng độ bền cuả vật liệu, đồng thời làm cho vật liệu cũng ổn định ở nhiệt độ cao [34]. Do kích thước nhỏ ở mức độ phân tử nên khi kết hợp với các pha nền có thể tạo ra các liên kết vật lý nhưng tương đương với liên kết hoá học, vì thế cho phép tạo ra các vật liệu có tính chất mới, ví dụ tạo ra các polyme dẫn có rất nhiều ứng dụng trong thực tế. Vật liệu độn có kích thước nhỏ nên có thể phân tán trong pha nền tạo ra cấu trúc rất đặc, do đó có khả năng dùng làm vật liệu bảo vệ theo cơ chế che chắn rất tốt. Hầu hết các vật liệu PNC đều có tính chống cháy cao hơn so với các vật liệu polyme compozit tương ứng. Cơ chế của khả năng chống cháy của toàn vật liệu này là do cấu trúc của than được hình thành trong quá trình cháy, chính lớp than trở thành hàng rào cách nhiệt rất tốt cho polyme, đồng thời ngăn cản sự hình thành và thất thoát các chất bay hơi trong quá trình cháy.Tóm lại, nhờ kích thước rất nhỏ của các hạt phân tán trong pha nền của vật liệu PNC cho nên có thể tạo ra các vật liệu có các tính chất tốt hơn hẳn so với các vật liệu compozit thông thường.1.1.2.3. Các phương pháp chế tạo a. Phương pháp chế tạo trong dung dịch- Là quá trình phản ứng được tiến hành trong dung môi- Ưu điểm của phương pháp:+ Phản ứng xảy ra trong dung dịch nên nhiệt phản ứng được điều hòa, tránh được hiện tượng nhiệt cục bộ+ Khi phản ứng kết thúc sản phẩm tạo thành ở trong dung môi nên dễ dàng xử lí tiếp+ Phương pháp này thuận tiện cho quá trình nghiên cứu động học và cơ chế phản ứng- Nhược điểm:+ Giá thành sản phẩm cao+ Gây ô nhiễm môi trường+ Không tạo ra được sản phẩm có kích thước lớn, tốn kém dung môib. Phương pháp tổng hợp từ monomeNguyên liệu ban đầu là các monome được monome hóa hoặc được ghép vào trong các mạch đại phân tử lớn khác trong các thiết bị phản ứng.- Nhược điểm: quá trình trùng hợp diễn ra rất phức tạp nên khó kiểm soát. - Ưu điểm: có nhiều phương pháp dùng monome để chế tạo vật liệu như phương pháp trùng hợp khối, trùng hợp nhũ tương… c. Phương pháp trộn nóng chảyLà quá trình các chất ban đầu được trộn ở khoảng nhiệt độ gia công polyme trong các thiết bị gia công polyme: máy trộn, máy cán ép…- Ưu điểm:+ Hạn chế ô nhiễm môi trường do không phải sử dụng dung môi+ Giảm chi phí sản xuất+ Dễ dàng tiến hành trong các thiết bị gia công chất dẻo sẵn có ở các nhà máy- Nhược điểm:+ Phản ứng xảy ra trong trạng thái nóng chảy nên nhiệt phản ứng thoát ra không nhanh + Áp suất hơi của monome ở độ sâu của khối polyme do sự quá nhiệt tạo nên một ứng suất nội làm cho tính đồng nhất về tính chất cơ lý giảm có khi tạo nên nhiều bọt và rạn nứt [17]. Phương pháp trộn nóng chảy được đánh giá là phương pháp hiệu quả vì có thể sử dụng các kỹ thuật gia công chất dẻo (trộn, đùn) thông thường, dễ điều khiển chất lượng sản phẩm theo yêu cầu định trước và thân thiện với môi trường do không cần sử dụng dung môi và giảm được độ lớn các pha thành phần. Trong luận văn này chúng tôi sử dụng phương pháp này để chế tạo vật liệu nanocompozit PP/TiO2.1.2. Vật liệu nanocompozit PP/TiO21.2.1. Polypropylen (PP)PP là một trong những polyme được sản xuất và tiêu thụ với tốc độ lớn nhất trên thế giới. Nhu cầu PP trên thế giới đã tăng với tốc độ 6,8%/năm. Tỷ lệ vận hành công suất đạt mức khá cao (90%). Năm 2007, công suất PP toàn cầu đạt 49 triệu tấn, với nhu cầu là 44 triệu tấn. Các nước Đông Bắc Á, Tây Âu và Bắc Mỹ chiếm 70% nhu cầu toàn cầu. Nhu cầu PP tại thị trường Ấn Độ tăng 13%, tại các nước SNG và Ban Tích tăng 11%, tại các nước Đông Bắc Á tăng 9% [30].Trong năm 2008, tiêu thụ PP chiếm 24% nhựa nhiệt dẻo của thế giới. Trong năm tài chính 2008 - 2009, trên 4,4 triệu tấn công suất PP mới sẽ đi vào vận hành trên thế giới, trong đó chỉ riêng khu vực Trung Mỹ đã chiếm 2,8 triệu tấn. Một báo cáo nghiên cứu thị trường gần đây cho biết, năm 2010 dự kiến tiêu thụ PP sẽ đạt 51 triệu tấn. Đúc áp lực sẽ vẫn sẽ là lĩnh vực tiêu thụ lớn nhất lượng PP và đang ngày càng phát triển nhanh với tốc độ 6,4%/ năm.Khu vực châu Á - Thái Bình Dương có thị trường PP lớn nhất. Năm 2007 khu vực này tiêu thụ khoảng 16,8 triệu tấn, tiếp theo là Mỹ và châu Âu. Ước tính chung 3 khu vực này chiếm khoảng 75% lượng tiêu thụ PP trên thế giới. Trung Quốc vẫn là nhà nhập khẩu PP lớn nhất và thúc đẩy thị trường PP, tiếp theo là Ấn Độ. Ngành công nghiệp PP đang chứng kiến sự xuất hiện của các nhà sản xuất mới, thế chân các nhà sản xuất hiện nay. Đa số các nhà sản xuất mới đều có các công ty riêng ở Trung Đông, đặc biệt là ở Ả Rập Xêút. Theo dự báo, tốc độ sử dụng công suất sản xuất PP toàn cầu sẽ là 80 - 85%. Các nhà sản xuất PP lớn nhất trên thị trường hiện nay gồm: Basell Polyolefins, Borealis A/S, Innovene, Công ty Hóa chất Dow, Equistar Chemicals, Công ty Hóa chất Exxon Mobil, Reliance Industries Ltd., Saudi Basic Industries Corporation (SABIC), Sunoco Chemicals…Nhựa là một trong những ngành công nghiệp non trẻ của Việt Nam và có tốc độ tăng trưởng cao trong nền kinh tế. Theo thống kê, tốc độ tăng trưởng của ngành trong 10 năm qua khá mạnh với tốc độ tăng trưởng bình quân 15-20 %, đặc biệt trong giai đoạn từ 2006- 2008 tốc độ tăng trưởng bình quân của ngành nhựa Việt Nam trên 30 %. Do ảnh hưởng của cuộc khủng hoảng kinh tế thế giới, tốc độ tăng trưởng của ngành nhựa năm 2009 chỉ đạt 15 % so với năm 2008 và trong năm 2010 tốc độ tăng trưởng có thể đạt được 15 %. Tuy nhiên so với các nước khác, chỉ số chất dẻo trên đầu người của Việt Nam khá thấp. Mức tiêu thụ trên đầu người trong năm 2005 đạt 25 kg, mục tiêu phấn đấu đến năm 2010 đạt 40 kg/người. Ngành nhựa Việt Nam tập trung đầu tư và phát triển vào 4 nhóm ngành chính: nhóm sản phẩm nhựa bao bì (chiếm 39 %), sản phẩm nhựa dùng trong vật liệu xây dựng (chiếm 21 %), nhựa gia dụng (21 %) và nhóm sản phẩm nhựa kỹ thuật cao chiếm 19 %. Việt Nam phấn đấu đưa sản lượng toàn ngành năm 2010 lên 4,2 triệu tấn/năm [2, 37, 39].Mặc dù tốc độ xuất khẩu hàng nhựa của Việt Nam phát triển mạnh, xếp trên một số nước ở Đông Nam Á như Philipine, Indonesia… nhưng ngành nhựa Việt Nam phải nhập khẩu 80- 90 % nguyên liệu đầu vào. Các nguyên liệu chính thường được sử dụng: PP, PE, PVC, PET, ABS…Trong đó, PE và PP được sử dụng chủ yếu cho bao bì và đồ gia dụng. PVC được sử dụng cho các ngành công nghiệp vật liệu xây dựng như: ống nước, tấm ốp tường, vải giả gia, áo mưa… Trong nước chỉ có 3 doanh nghiệp sản xuất nguyên liệu đầu vào cho ngành nhựa: Công ty TPC Vina, Công ty Nhựa & hóa chất Phú Mỹ và một nhà máy của Công ty hóa chất LG Vina với tổng công suất đạt khoảng 400.000 tấn/năm, do vậy toàn bộ phần nguyên liệu còn lại phụ thuộc vào nhập khẩu. Hiện nay, nhiều dự án nguyên vật liệu cho ngành nhựa được đầu tư sản xuất như nhà máy sản xuất PP1, PP2, nhà máy sản xuất PE… nếu các dự án này đạt đúng tiến độ thì đến hết năm 2010 có thể nâng tổng công suất lên thêm 1,2 triệu tấn/năm. Đặc biệt ngày 25/8/2010 nhà máy sản xuất PP với công suất 150000 tấn/năm của tỏ hợp lọc hóa dầu Dung Quất đã đi vào hoạt động. Việc nhà máy đầu tiên sản xuất PP hoạt động giúp Việt Nam chủ động nguồn nguyên liệu và góp phần vào sự phát triển chung của ngành nhựa Việt Nam. Bảng 1.1 Các dự án sản xuất nguyên liệu giai đoạn 2001-20101.2.1.1. Định nghĩa [11]PP là nhựa nhiệt dẻo được sản xuất bởi quá trình polyme hóa các phân tử PP để tạo thành các mạch phân tử polyme dài. Có nhiều cách khác nhau để liên kết các monome lại, nhưng đối với sản phẩm thương mại PP, một trong những cách phổ biến nhất là sử dụng các hệ xúc tác để chế tạo các mạch polyme tinh thể. Điều này tạo ra sản phẩm dạng bán tinh thể có tính chất vật lý, cơ học, và tính chất nhiệt tốt, tương ứng với dạng isoatactic PP (dạng tinh thể). Ngoài ra trong quá trình sản xuất PP, còn xuất hiện một dạng PP có độ mềm, có thể sử dụng như một chất bám dính, chúng có tính chất nhiệt và tính chất cơ kém hơn. Đó là dạng atactic PP (không tinh thể) (a-PP).Cấu tạo: 1.2.1.2. Tính chấta. Tính chất lý nhiệt (độ bền nhiệt)- Nhiệt độ nóng chảy cao tnc= 160 ÷170 oC- Ổn định ở 150 oC dưới tác dụng của ngoại lực- Chịu được nước sôi lâu, không biến dạng. - Ở 155 oC, PP vẫn còn ở thể rắn, nhưng đến gần nhiệt độ nóng chảy PP chuyển sang trạng thái mềm (như cao su).- Khi giảm từ nhiệt độ nóng chảy đến 120 oC, PP bắt đầu kết tinh nhiệt độ kết tinh cao.b. Khả năng chịu ánh sáng mặt trời Do có nguyên tử H ở C bậc 3 linh động nên PP dễ bị oxi hóa, lão hóa.Với PP không có chất ổn định thì dưới ánh sáng khuếch tán vẫn ổn định tính chất trong 2 năm. Tuy nhiên khi có ánh sáng trực tiếp thì chỉ sau vài tháng sẽ bị giòn và phá hủy ngay.Với PP có chất ổn định (hoặc dùng muội than 2 %) dưới ánh sáng trực tiếp (tia cực tím) thì sau 2 năm tính chất không thay đổi, bền trong 20 năm.c. Độ bền hóa học Ở nhiệt độ thường, PP không tan trong các dung môi hữu cơ, ngay cả khi tiếp xúc lâu, mà chỉ trong các cacbuahydro thơm và clo hóa. Nhưng ở nhiệt độ trên 80 oC thì PP bắt đầu tan trong 2 loại dung môi trên.Polyme có độ kết tinh lớn bền hóa chất hơn polyme có độ kết tinh bé.1.2.1.3 Các dạng PP điển hình [11] Các dạng cấu trúc điển hình của mạch PPĐặc trưng về trạng thái rắn của PP xuất hiện do monome propylen là bất đối xứng về hình dạng. Điều này là khác biệt đối với monome etylen do nó có nhóm methyl gắn vào một trong những cacbon olefin. Bản chất bất đối xứng này của monome propylen tạo ra nhiều khả năng cho việc liên kết chúng lại với nhau trong mạch polyme và làm tăng đồng phân cấu trúc và đồng phân lập thể trong mạch PP. Hiện tượng đồng phân lập thể có thể xảy ra đối với PP vì propylen có thể liên kết với nhau bằng nhiều cách khác nhau, các nhóm methyl có thể được đặt trong một kiểu sắp xếp không gian theo cách này hoặc theo cách khác trong mạch polyme. Isotactic polyme PP (i-PP): Là PP có các nhóm metyl nằm về một phía của mạch. Cách sắp xếp như vậy được gọi là sự sắp xếp “đẳng cấu”. PP có dạng mạch như vậy thường ở dạng bán tinh thể. Syndiotactic polyme PP (s-PP): Là PP có các nhóm metyl sắp xếp luân phiên về các phía trên mạch của chúng kiểu sắp xếp này được gọi là kiểu sắp xếp “syndiotactic”. Mỗi mạch có một cách sắp xếp đồng bộ và lặp lại một cách đối xứng của các nhóm metyl điều này tạo nên các dạng ô tinh thể đơn vị khác nhau trong trạng thái rắn. Atactic polyme PP (a-PP): Là PP có các nhóm metyl sắp xếp ngẫu nhiên dọc theo mạch đã tạo sự đối xứng nhỏ hoặc không có và polyme với dạng sắp xếp như vậy được biết đến dưới dạng polypropylen “atactic” (bất đẳng cấu- không điều hòa).  Các dạng PP điển hìnhLà dạng điển hình của nhựa nhiệt dẻo, các tính chất chủ yếu của PP có liên quan đến độ dài trung bình của mạch polyme và khoảng phân bố của độ dài mạch polyme trong các sản phẩm nhận được. Ở trạng thái rắn, tính chất chủ yếu của vật liệu polyme phản ánh dạng và số lượng của các vùng kết tinh và vô định hình được hình thành từ các mạch polyme. PP bán tinh thể là nhựa nhiệt dẻo bao gồm cả pha tinh thể và pha vô định hình. Lượng tương đối của mỗi pha phụ thuộc vào các đặc trưng về cấu trúc và hình học lập thể của các mạch polyme và các điều kiện khác [...]... khi nghiên cứu nhiễu xạ tia X (XRD), độ kết tinh của PP giảm khi tăng hàm lượng TiO2 Từ các kết quả trên cho thấy, việc nghiên cứu sử dụng hạt TiO2 có kích thước nano để gia cường cho vật liệu PP chưa được nghiên cứu sâu rộng Do đó, trong luận văn này chúng tôi tập trung nghiên cứu tính chất lưu biến, tính chất cơ, tính chất nhiệt và hình thái cấu trúc của vật liệu nanocompozit trên cơ sở nhựa PP và hạt. .. trên cơ sở nhựa nhiệt dẻo như PP và chất phân tán TiO2 đã được nghiên cứu Hai tác giả Bunsho Ohtani [4] và tác giả T.J Turton [36] đã nghiên cứu sự phân hủy quang của vật liệu compozit trên cơ sở PP và hạt TiO2 dạng kết tinh anatase Kết quả cho thấy, sự có mặt của TiO2 đã thúc đẩy mạnh sự phân hủy mạch PP Việc nghiên cứu sử dụng hạt TiO2 làm chất gia cường cũng đã được nghiên cứu Tác giả M.F Mina và. .. siloxan của nhựa PIS và bề mặt TiO2 Bằng phân tích phổ hồng ngoại FT-IR đã chứng minh cho liên kết này, hạt TiO2 phân tán khá đều trong nền polyme, làm tăng nhiệt độ chuyển thủy tinh Tg và làm tăng mạnh mođun đàn hồi của vật liệu nanocompozit PIS /TiO2 Hình 1.10 (a) Nhiệt độ chuyển thủy tinh Tg và môđun đàn hồi của vật liệu nanocompozit ở các hàm lượng TiO2 khác nhau Việc nghiên cứu chế tạo vật liệu compozit... truyền qua và tăng tính chất cơ lý của cho màng compozit trên nền polyme Vật liệu polyme nanocompozit polyethersulfone PES /TiO2 được tác giả Guiping Wu và các cộng sự tổng hợp bằng phương pháp dung môi N,N dimethylacetamide (DMAc) với hàm lượng TiO2 có kích thước nano [9] Kết quả nghiên cứu cho thấy, tính chất cơ lý của màng PES /TiO2 ở các hàm lượng khác nhau và đạt giá trị lớn nhất ở tỷ lệ 0,5 %kl TiO2. .. (APS) được sử dụng để chế tạo màng polyuthane (PU) [19] Bằng phương pháp SEM, độ phân tán của màng PU sử dụng TiO2 biến tính tốt hơn so với TiO2 không biến tính cùng hàm lượng Tại 3 %kl TiO2 biến tính, độ bền kéo đứt và modul Young của màng nanocompozit đã tăng 72 và 49 % so với ban đầu Yan-Bing Luo và các cộng sự đã chế tạo vật liệu nanocompozit trên cơ sở poly lactic axit và TiO2 được chức hóa bằng... cách Ti-Ti ngắn hơn và khoảng cách Ti-O dài hơn Điều này ảnh hưởng đến cấu trúc điện tử của hai dạng tinh thể, kéo theo sự khác nhau về các tính chất vật lý và hóa học Đa diện phối trí của TiO2: Hình 1.2 Tinh thể n -TiO2 Ngay trong hệ tetragonal, do sự gắn kết khác nhau của các đa diện phối trí mà tính chất của anatase và rutile cũng có sự khác nhau, bảng 1.2 dưới đây cho ta các thông số vật lý của hai... FT-IR cho thấy, tại bước sóng 1550,5 cm-1 và 1409,4 cm-1 đã hình thành liên kết cộng hóa trị của nguyên tử Ti với nhóm cacboxylic của axit lactic Bằng việc quan sát ảnh SEM cho thấy, tại cùng hàm lượng 2%, các hạt TiO2 ban đầu có xu hướng kết tụ mạnh trên nền PLA, trong khi đó TiO 2- g-LA đã cho thấy tương tác tốt với nền PLA với kích thước trung bình hạt là 81,8 nm Hình 1.6 Ảnh SEM của vật liệu nanocompozit. .. cộng sự đã sử dụng hàm lượng lớn hạt TiO2 có kích thước 5-5 0 µm (10, 20 và 40%kl.) để chế tạo compozit bằng phương pháp trộn nóng chảy trên máy ép phun [24] Kết quả phân tích TG cho thấy nhiệt độ phân hủy nhiệt của PP ban đầu là 416 oC, khi tăng hàm lượng TiO2 từ 10, 20 và 40%kl Td của vật liệu tăng lần lượt là 429, 440 và 450 oC Độ cứng của vật liệu tăng từ 120 MPa của PP ban đầu lên 200 MPa với tỉ... UV và tính siêu hấp phụ nước [26] Do vậy việc ứng dụng TiO2 vào trong vật liệu polyme được mong đợi tạo ra vật liệu sở hữu các đặc tính mới đó là: có tính chất cơ lý cao, tỉ khối thấp, có khả năng hấp phụ tia UV, và làm giảm sự phân hủy nhiệt Tuy nhiên, cũng giống như các chất gia cường có kích thước nano khác, việc phân tán trong môi trường không phân cực như polyolefin làm tăng khả năng kết tụ của. .. ban đầu và tỉ lệ thuận với hàm lượng TiO2 Sau 300h chiếu, khối lượng màng PETiO2 (1 %kl) giảm 42 %, trong khi đó mẫu PE ban đầu chỉ mất 0,39 % với cùng điều kiện thí nghiệm Trong khi đó, Ling Zan và các cộng sự nghiên cứu sự phân hủy quang của màng nanocompozit polystyren -TiO2 [16] Hạt TiO2 dạng kết tinh anatase có kích thước từ 7 0- 100 nm được biến tính bằng tác nhân silicon kép WD-70 Nghiên cứu quá . lay- up method). Nhìn chung, nhựa nhiệt rắn cho vật liệu có cơ tính cao hơn nhựa nhiệt dẻo. Ngoài ra còn có các elastome và các vật liệu tổ hợp polyme ( polyme. vật liệu PNC đều có tính chống cháy cao hơn so với các vật liệu polyme compozit tương ứng. Cơ chế của khả năng chống cháy của toàn vật liệu này là do cấu