Kết quả nghiên cứu khi đặt mẫu vật liệu trong các dung môi, hóa chất bao gồm: HNO3 10%, HCl 10%, H2SO4 10%, CH3COOH 10%, NaCl 3%, NaOH 10%, Nước cất, toluen. Kết quả của nghiên cứu được thể hiện trong bảng dưới đây. Với dấu ˝+˝ biểu diễn sự tăng lên của khối lượng, dấu ˝–″ biểu diễn sự suy giảm của khối lượng mẫu vật liệu PC.
Bảng 3.7: Sự thay đổi khối lượng của các mẫu vật liệu PC trong các môi trường hóa chất
Ngày Mẫu H2SO4
10% HCl 10% HNO3 10% CH3COOH 10% NaCl 3% NaOH 10% Nước cất Toluen 3 Trống +0.35 +0.38 +0.35 +0.34 +0.29 -1.24 +0.47 +1.56 A200 +0.40 +0.26 +0.27 +0.27 +0.37 -5.09 +0.43 +2.09 R7200 +0.34 +0.31 +0.32 +0.28 +0.46 -3.57 +0.44 +1.82 7 Trống +0.39 +0.40 +0.31 +0.41 +0.36 -1.46 +0.52 +1.65 A200 +0.40 +0.34 +0.39 +0.40 +0.42 -6.51 +0.62 +1.73 R7200 +0.34 +0.38 +0.40 +0.42 +0.59 -4.5 1 +0.54 +1.95 14 Trống +0.42 +0.43 +0.33 +0.43 +0.45 -2.41 +0.60 +1.70 A200 +0.41 +0.36 +0.45 +0.45 +0.65 -10.60 +0.70 +1.83 R7200 +0.37 +0.40 +0.46 +0.46 0.67 -7.05 +0.57 +2.34 Kết quả cho ta thấy vật liệu PEKN-silica compozit bền với môi trường axit và trung tính. Sự có mặt của nano silica làm tăng nhẹ khả năng hấp thụ các hóa chất có tính axit và trung tính. Điều này được giải thích là do nano silica là hợp chất vô cơ có các mao quản trên bề mặt có khả năng hấp thụ các dung môi hóa chất. Nên sự có mặt của silica làm gia tăng sự hấp thụ dung môi hóa chất tuy nhiên sự gia tăng này là không đáng kể, kết quả nghiên cứu lần lượt sau 3 ngày, 7 ngày và 14 ngày cho thấy đối với môi trường axit và trung tính khôi lượng dung môi hấp thụ bởi vật liệu PEKN-silica compozit sau từng đợt giảm dần, lượng hấp thụ sau 14 ngày tăng không đáng kể so với 7 ngày.
Đối với môi trường bazơ do bản thân nhựa PEKN có chứa nhóm chức –COOH dễ bị thủy phân đặc biệt là trong môi trường kiềm. Sự có mặt của nano silica làm tăng sự phân hủy của mẫu vật liệu PEKN-silica compozit do silica kém bền trong môi trường kiềm và sự mất mát khối lượng tiếp tục tăng đều sau 14 ngày ngâm.
PHẦN 4. KẾT LUẬN
Trong công trình nghiên cứu này, sự ảnh hưởng của nano silica (chưa biến tính và đã biến tính) lên các tính chất cơ học, độ bền nhiệt, độ bền trong các môi trường hóa chất đã được nghiên cứu với các kết luận sau:
1. Khảo sát nghiên cứu các tính chất cơ học với các mẫu vật liệu với hàm lượng silica khác nhau từ 1,25 – 2 % đã tìm ra điều kiện tối ưu để chế tạo vật liệu PEKN-silica compozit với hàm lượng nano silica tối ưu là 1,75 (% khối lượng PEKN) và GF4 tối ưu là 4 % (khối lượng nano silica) với độ bền kéo tăng 11,4% độ bền uốn tăng 16,38%, độ bền nén tăng 6,8%, độ mài mòn tăng 11,7% so với mẫu vật liệu nhựa PEKN không chứa chất độn.
2. Quan sát ảnh SEM và Fe-SEM của mẫu vật liệu chế tạo đã cho thấy phương pháp sử dụng để chế tạo vật liệu PEKN-silica compozit đã giải quyết tốt vấn đề phân tán của nano silica trong nhựa nền PEKN và vấn đề tách dung môi phụ ra khỏi vật liệu.
3. Kết quả nhận được từ các phương pháp phân tích nhiệt DSC và TGA của vật liệu PEKN-silica compozit cho thấy sự có mặt của silica làm tăng độ ổn định và làm giảm sự phân hủy do nhiệt của vật liệu PC.
4. Kết quả đo sự thay đổi khối lượng của mẫu vật liệu khi ngâm trong các môi trường thể hiện vật liệu PEKN-silica compozit tương đối ổn định trong các môi trường axit và trong môi trường trung tính, kém bền trong môi trường kiềm. Các kết quả nghiên cứu bước đầu đã cho thấy nano silica là chất độn lý tưởng giúp tăng cường tính chất cơ lý, tăng độ bền, độ ổn định nhiệt cho vật liệu PC. Vật liệu đi từ nhựa PEKN và silica có thể được sử dụng trong lĩnh vực hóa phẩm xây dựng như làm chất kết dính cho xy măng, làm chất xử lý vết nứt cho bê tông. Đồng thời cũng đặt nền móng cho việc sử dụng nano silica làm chất độn để tăng cường các tính chất cơ lý, tính chất nhiệt cho các loại vật liệu PC với các chất gia cường khác.
PHẦN 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Đặng Việt Hưng, ‘Nghiên cứu chế tạo vật liệu polyme nano compozit trên cơ sở cao
su tự nhiên và chất độn nano ’. Luận án tiến sĩ, Đại học Bách khoa Hà Nội 2009.
[2]. Nguyễn Hoài Thu ‘Nghiên cứu chế tạo vật liệu polyme compozit trên cơ sở nhựa
polyeste không no gia cường bằng mát nứa lai tạo với sợi thuỷ tinh’. Luận văn thạc sĩ. Đại học Bách Khoa- Hà Nội, 2008.
[3]. Phạm Gia Huân, “Tính chất cơ học của vật liệu polyme compozit trên cơ sỏ nhựa
PEKN gia công bằng sợi thuỷ tinh và mạt tre chế tạo theo phương pháp RTM và hút chân không”. Luận văn thạc sĩ. Đại học Bách khoa Hà Nội, 2006.
[4]. P. Singh, A. Kaushik and Kirandeep, Mechanical transport properties of colloidal
Silica – Unsaturated polyester composites, Journal of reinforced Plastics and Composites
Vol.25, 119 – 140, 2006.
[5]. J.F. Watts, P.A. Smith, Processability Studies of Silica-Thermoset Polymer Matrix
Nanocomposites, Polymer Engineering and Science – 2008.
[6]. Polyester, Unsaturated; Encyclopedia of Polymer Science and Technology, John Wiley & Sons; vo.11; 41 – 65, 2004.
[7]. H. Boenig, Unsaturated Polyesters Structures and Properties, Elsevier Science, Inc, New York, 1964.
[8]. Hua Zou; Shíhan Wu; Jian Shen; Polymer/Silica Nanocomposites: Preparation,
Characterization, Properties, and Applications; Chemnical Reviews; Nanjing Normal
University; August 2007; vol.108, No. 9; 3893 – 3957.
[9]. Miroslav Janícek; Polymer/Silica Nanocomposite System; TBU in Zlín Faculity of Technology - 2007.
[10]. Martin J.Schich, Athur T.Hubbard, ’’Colloidal silica fundamental and
applications’’, Taylor and friencis group, (2006). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
[11]. Pau F. Bruins. Unsaturated Polyester Technology. Polytechnic Institite of New York. Gordon and Breach Pulishers 1978.