Độ bền nhiệt của vật liệu đƣợc đánh giá bằng phƣơng pháp phân tích nhiệt trọng lƣợng (TGA). Kết quả phân tích nhiệt TGA của các mẫu vật liệu trên cơ sở cao su polyamit 6,6 đƣợc thể hiện trên các hình và bảng dƣới đây:
Hình 3.7: Giản đồ TGA của mẫu polyamit 6,6
Bảng 3.1: Kết quả phân tích TGA của các mẫu vật liệu trên cơ sở polyamit 6,6
Mẫu
Nhiệt độ bắt đầu phân hủy
(oC) Nhiệt độ phân hủy mạnh nhất (oC) Tổn hao khối lượng đến 700o C (%) Polyamit 6,6 339,63 423,77 90,467 Polyamit 6,6/boehmit 341,38 425,28 87,306
Các kết quả trên cho thấy, độ bền nhiệt của vật liệu polyamit 6,6 đƣợc cải thiện rõ rệt khi có thêm 6 pkl boehmit, thông qua nhiệt độ bắt đầu phân hủy của vật liệu tăng từ 339,63o
C lên 341,38oC và nhiệt độ phân hủy mạnh nhất tăng gần 2oC, tổn hao khối lƣợng giảm từ 90,467% xuống 87,306%. Điều này có thể giải thích, một mặt do boehmit là chất độn vô cơ nên khi đƣa vào nền polyme đã làm tăng ổn định nhiệt, mặt khác chúng đóng vai trò cách nhiệt và làm hàng rào ngăn cản quá trình chuyển khối của các chất dễ bay hơi sinh ra trong quá trình phân hủy. Chính vì vậy, với hàm lƣợng nano boehmit thích hợp đã làm tăng khả năng bền nhiệt cũng nhƣ tính chất cơ học của vật liệu.
KẾT LUẬN
Từ những kết quả nghiên cứu thu đƣợc cho thấy rằng:
- Nano boehmit là chất độn gia cƣờng tốt cho polyamit 6,6, chúng có thể cải thiện một số tính chất cơ lý của vật liệu. Hàm lƣợng nano boehmit tối ƣu dùng để gia cƣờng cho polyamit là 6 pkl.
- Với hàm lƣợng nano boehmit thấp (≤ 6 pkl), cấu trúc của vật liệu chặt chẽ hơn, các hạt boehmit phân tán đồng đều trong nền polyme với kích thƣớc nhỏ hơn và tƣơng tác với nền polyme tốt hơn.
- Độ bền nhiệt của polyamit 6,6 đƣợc cải thiện đáng kể với 6 pkl boehmit (nhiệt độ bắt đầu phân hủy và phân hủy mạnh nhất tăng thêm gần 2oC).
Vật liệu polyamit 6,6/boehmit (100/6) nanocompozit có tính chất cơ lý, kỹ thuật đáp ứng đƣợc cho việc chế tạo bi văng xe ga và các sản phẩm nhựa kỹ thuật chất lƣợng cao.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1. La Văn Bình, Khoa học và công nghệ vật liệu, NXB Đại học Bách khoa, Hà Nội (2002).
2. Đỗ Quang Kháng, Vật liệu Polyme - Vật liệu Polyme tính năng cao, NXB Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Hà Nội (2013).
3. Bùi Chƣơng, Trần Hải Ninh, Trần Khánh Duy, Nghiên cứu chế tạo vật liệu polyamit 6/clay nanocompozit bằng phƣơng pháp nóng chảy, Tạp chí Hóa học, 42(4), 488-491, (2004).
4. Bùi Chƣơng, Trần Hải Ninh, Lê Mai Loan, Đặc trƣng phá hủy của vật liệu polyamit 6/clay nanocompozit, Tạp chí Hóa học, 44(1), 67-70, (2006). 5. Nguyễn Hữu Niếu, Dƣơng Tử Tiên, Nguyễn Tiến Cƣờng, Nguyễn Hoàng
Dƣơng, Nghiên cứu chế tạo PA6/clay nanocompozit để làm vật liệu bạc lót trƣợt hoạt động trong môi trƣờng nƣớc, Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ, 14(K1), 39-45, (2011).
6. Đỗ Quang Kháng, Cao su-Cao su blend và ứng dụng, Nhà xuất bản Khoa học tự nhiên và Công nghệ Hà Nội (2012).
Tiếng Anh
7. P. Jawahar, M. Balasubramanian, Preparation and Properties of Polyester- Based Nanocompozites Gel Coat System, Journal of Nanomaterials, 1-7 (2009).
8. Vigo-kinzig, Composite applications the role of matrix fiber and interface, VHC Publisher Inc, p. 3-30, (1992).
9. Bahadur S., Gong D., Anderegg J., Investigation of the Influence of CaS, CaO and CaF2 Fillers on the Transfer and Wear of Nylon by Microscopy and XPS Analysis, Wear, 197, 271-279, (1996).
10. Garcia M., De Rooij M., Winnbust L., Van Zyl W.E., Verweij H.,
Friction and Wear Studies on Nylon 6/SiO2 Nanocomposites, Journal of Applied Polymer Science, 92, 1855-1862, (2004).
11. Dasari A., Yu Z.Z., Mai Y.K., Hu G.H., Varlet J., Clay Exfoliation and Organic Modification on Wear of Nylon 6 Nanocomposites Processed by Different Routes, Composite Science and Technology, 65, 2314-2328, (2005).
12. Zhou Q., Wang K., Loo L.S., Abrasion Studies of Nylon 6/Montmorillonite Nanocomposites Using Scanning Electron Microscopy, Fourier Transform Infrared Spectroscopy, and X-ray Photoelectron Spectroscopy, Journal of Applied Polymer Science, 113, 3286-3293, (2009).
13. Sirong Y., Zhongzhen Y., Yiu-Wing M., Effects of SEBS-g-MA on Tribological Behavior of Nylon 66/organoclay Nanocomposites, Tribology International, 40, 855-862, (2007).
14. Xavier Kornmann, Synthesis and characterisation of Thermoset – clay nanocomposites”, Lulea Tekniska Universite (1999).
15. Chang L., Zhang Z., Zhang H., Schlarb A.K., On the Sliding Wear of Nanoparticle Filled Polyamide 66 Composites, Composite Science and Technology, 66, 3188-3198, (2006).
16. Zhenghai Tang, Chengfeng Zhang, Lixin Zhu, Baochun Guo, Low permeability styrene butadiene rubber/boehmite nanocomposites modified with tannic acid, Materials and Design, 103, 25–31, (2016).
17. Noraiham Mohamad, Andanastuti Muchatar, Mariyam Jameelah Ghazali, Dahlan Mohd and Che Husna Azhari, Investigation on impact fracture of epoxidized natural rubber-alumina nanoparticle composites, Global Engineers & Technologist Review, 1(2), 26-34, (2011).
18. T. Lin, L. Zhu, W. Chen, S. Wu, B. Guo, D. Jia, Reactivity of sulfide- containing silane toward boehmite and in situ modified rubber/boehmite composites by the silane, Appl. Surf. Sci., 280, 888–897 (2013).
19. W. Chen, S. Wu, Y. Lei, Z. Liao, B. Guo, X. Liang, D. Jia, Interfacial structure and performance of rubber/boehmite nanocomposites modified by methacrylic acid, Polymer, 52, 4387–4395 (2011).
20. Z. Florjanczyk, M. Debowski, A. Wolak, M. Malesa, J. Plecha, Dispersions of organically modified boehmite particles and a carboxylated styrene– butadiene latex: a simple way to nanocomposites, Journal of Applied Polymer Science, 105, 80–88 (2007).
21. F. Tuba, V.M. Khumalo, J. Karger-Kocsis, Essential work of fracture of poly (ϵ-caprolactone)/boehmite alumina nanocomposites: effect of surface coating, J. Appl. Polym. Sci., 129, 2950–2958 (2013).
22. M. Arroyo, Organo-Montmorrillonite as substitue of carbon black in natural rubber compounds, Polymer, 44, 2447-2453, (2003).
23. Nanotechnology: The Technology for the 21st Centery, Vol. II The Full Report, Bangkok, Thailand, August, (2002).