(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ kiềm đến độ bền kéo của vật liệu composite cốt sợi ngắn thủy tinh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LƯU VĂN TIẾN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ KIỀM ĐẾN ĐỘ BỀN KÉO CỦA VẬT LIỆU COMPOSITE CỐT SỢI NGẮN THỦY TINH NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 60520103 S K C0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LƯU VĂN TIẾN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ KIỀM ĐẾN ĐỘ BỀN KÉO CỦA VẬT LIỆU COMPOSITE CỐT SỢI NGẮN THỦY TINH NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 605204 Hướng dẫn khoa học: PGS.TS ĐỖ THÀNH TRUNG Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2015 LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC - Họ tên: Lưu Văn Tiến Giới tính: Nam - Ngày, tháng, năm sinh: 21/11/1985 Nơi sinh: Sóc Trăng - Quê quán: Sóc Trăng Dân tộc: Kinh - Địa liên lạc: 126/24 Đường 17, P.Linh Trung, Q.Thủ Đức, Tp.HCM - Điện thoại: 094.60.02.773 - E-mail: platin.st@gmail.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO Trung học chuyên nghiệp: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 10/2005 đến 4/ 2007 Nơi học (trường, thành phố): Trường TH-Lương Thực Thực Phẩm Vĩnh Long Ngành học: Cơ Khí Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 10/2010 đến 02/ 2012 Nơi học (trường, thành phố): Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Ngành học: Cơ Khí Máy III Q TRÌNH CƠNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Từ 3-2012 Công ty cổ phần nghe nhìn tồn cầu Đến 10-2013 AVG Cơng việc đảm nhiệm Nhân viên Từ 10-2013 Đến Học viên Trường ĐHSPKT TP.HCM -ii- Học Viên LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng năm 2015 Người nghiên cứu Lưu Văn Tiến -iii- LỜI CẢM ƠN Qua trình học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn, học trị kính gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến:  Thầy PGS.TS Đỗ Thành Trung - thầy hướng dẫn thực luận văn tận tình dạy, tạo điều kiện động viên học trò suốt trình thực  Thầy TS Phạm Sơn Minh - thầy hướng dẫn tận tình trình thiết kế khuôn chế tạo mẫu thử kéo  Thầy Th.S Trần Minh Thế Uyên - thầy hướng dẫn tận tình q trình thiết kế khn gia cơng chế tạo mẫu thử kéo  Quý thầy, cô giáo tham gia công tác giảng dạy, hướng dẫn học trò thành viên lớp Cao học chuyên ngành Cơ Khí Máy khóa 2013 – 2015 tồn khố học  Q thầy, giảng dạy khoa Cơ khí Chế tạo máy, phịng Đào tạo – phận sau đại học – Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh giúp đỡ người thực thời gian học tập nghiên cứu trường  Kính gửi lời cảm ơn BGH trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh tạo điều kiện thuận lợi cho cho học viên trường học tập nghiên cứu Kính chúc Q thầy, dồi sức khỏe Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng năm 2015 Học viên Lưu Văn Tiến -iv- MỤC LỤC XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN i LÝ LỊCH KHOA HỌC ii LỜI CAM ĐOAN iii LỜI CẢM ƠN iv TÓM TẮT v ABSTRACT vi MỤC LỤC vii DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT xi DANH MỤC CÁC BẢNG xii DANH MỤC CÁC HÌNH xiii Chương TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan hướng nghiên cứu 1.1.1 Các kết nghiên cứu nước 1.1.2 Các cơng trình nghiên cứu nước 1.2 Tính cấp thiết đề tài 1.3 Mục đích đề tài 1.4 Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn 1.4.1 Ý nghĩa khoa học 1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn 1.5 Nhiệm vụ đề tài giới hạn đề tài 1.5.1 Nhiệm vụ đề tài 1.5.2 Giới hạn đề tài 1.6 Phương pháp nghiên cứu Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT -vii- 2.1 Cơ sở vật liệu Composite 2.1.1 Khái niệm 2.1.2 Tính chất vật liệu composite 2.1.3 Ưu nhược điểm vật liệu composite 10 2.1.4 Xu hướng phát triển vật liệu composite thời gian tới 11 2.1.5 Phân loại vật liệu composite 12 2.1.6 Cấu tạo vật liệu composite 13 2.1.7 Chất pha loãng 20 2.1.8 Chất tách khn, chất làm kín phụ gia khác 21 2.2 Composite nhựa PA66 cốt sợi ngắn thủy 21 2.2.1 Ảnh hưởng yếu tố hình học sợi 21 2.2.2 Sợi ngắn thủy tinh 25 2.2.3 Nhựa poliamid (PA) 29 2.3 Công nghệ chế tạo sản phẩm composite 30 2.3.1 Phương pháp chế tạo thủ công 30 2.3.2 Phương pháp phun hỗn hợp composite 31 2.3.3 Phương pháp thấm nhựa trước 32 2.3.4 Phương pháp đùn ép 33 2.3.5 Phương pháp đúc chuyển nhựa 34 2.3.6 Phương pháp đúc chân không 35 2.4 Cơ học vật liệu PC 36 2.4.1 Độ bền kéo ứng suất kéo 36 2.4.2 Độ giãn dài 37 2.4.3 Mô đun đàn hồi 37 2.5 Giới thiệu công nghệ ép phun 38 2.5.1 Khái niệm 38 2.5.2 Nguyên lý hoạt động: 39 -viii- 2.6 Nồng độ pH mơi trường kiềm tính 39 2.6.1 Khái niệm nồng độ pH 39 2.6.2 Một số giá trị pH phổ biến 40 2.7 Tiêu chuẩn ISO 527 (TCVN 4501-4:2009) 40 Chương MƠ TẢ THÍ NGHIỆM 42 3.1 Thiết kế mẫu thử 42 3.2 Khuôn ép phun 42 3.3 Vật liệu, hóa chất, dụng cụ 47 3.3.1 Vật liệu 47 3.3.2 Hóa chất 47 3.3.3 Thiết bị thí nghiệm 48 Chương 4: THÍ NGHIỆM VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ 52 4.1 Thành lập điều kiện thí nghiệm 52 4.1.1 Xác định số lượng mẫu 52 4.1.2 Các bước thực 52 4.2 Kiểm tra độ bền kéo 53 4.2.1 Thực thí nghiệm 53 4.2.2 Điều kiện thí nghiệm 53 4.2.3 Chuẩn bị thí nghiệm 53 4.2.4 Tiến hành thí nghiệm 54 4.3 Kết thí nghiệm mẫu kéo 55 4.3.1 Số liệu thí nghiệm 55 4.3.2 Xác định lực kéo Pmax 58 4.3.3 Xác định ứng suất kéo mô đun đàn hồi 65 4.3.4 Phân tích bề mặt sau chụp qua kính hiển vi điện tử quét SEM 75 Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 79 5.1 Kết luận 79 -ix- 5.2 Kiến nghị 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 -x- Chương TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan hướng nghiên cứu 1.1.1 Các kết nghiên cứu nước Cùng với phát triển mạnh mẽ khoa học kỹ thuật thập niên gần đây, đời phát triển vật liệu composite chiếm vị trí trội ngành cơng nghiệp chế tạo Có nhiều đề tài nghiên cứu vật liệu PC, trội là: - Đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng thông số chế tạo đến độ bền vật liệu polymer composite gia cường vải polyeste sở nhựa phenolfomandehit”[1] năm 2009 – ĐH Bách khoa Hà Nội Đề tài thực vào năm 2009 TS Nguyễn Nhật Trinh Đề tài nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ chế tạo nhiệt độ, lực ép tỉ phần vải nhựa đến độ bền học vật liệu polymer composite (PC) sở nhựa phenolfomandehit (PF) gia cường vải dệt thoi xơ polyeste (PET) Vải thí nghiệm: Vải làm cốt gia cường cho vật liệu PC vải kỹ thuật kết cấu kiểu dệt thoi vân điểm Công ty Hualon Việt Nam sản xuất, nguyên liệu 100% xơ polyeste philamăng (PET) Nhựa phenolfomandehit (PF) dạng novolac Viện hóa Trung tâm ứng dụng Khoa học Kỹ thuật Quân sản xuất Đề tài trình bày kết thực nghiệm cho thấy thông số công nghệ chế tạo nhiệt độ, lực ép tỉ phần cấu tử ảnh hưởng đến độ bền học vật liệu PC gia cường vải polyeste sở nhựa PF Sử dụng phần mềm toán học Design-Experts cho phép xác định nhanh xác thơng số cơng nghệ chế tạo tối ưu nhằm đạt độ bền vật liệu PC lớn - Sự phát triển ngày mạnh mẽ vật liệu PC, dẫn đến yêu cầu chất lượng cao động thời giá thành hạ Tận dụng nguồn nguyên liệu sẵn có, dồi nước, đề tài “Nghiên cứu chế tạo vật liệu composite nhựa polyethylene mùn cưa”[2] TS Đào Thị Thu Loan – ĐH Đà Nẵng chủ trì thực năm -1- Hình 4.11: Ảnh hưởng nồng độ pH đến ứng suất kéo vật liệu PA6630GF Xét khoảng nồng độ pH từ 8,0 – 9,5 khoảng nồng độ pH từ 11,5 – 13,0 hình ta thấy góc α1