Polyacrylamit là một polyme phân cực dễ hòa tan trong nước. Khi chế tạo và gia công màng phủ polyacrylamit, màng phủ có tính năng cơ lí không cao, dễ bị phân hủy khi tiếp xúc với môi trường nước,... Tuy nhiên, với ưu điểm hòa tan trong dung
môi nước, là dung môi rẻ, phổ biến, không gây ô nhiễm môi trường. Mục đích nâng cao tính năng cơ lí bằng công nghệ nano. Chúng tôi chế tạo mạng phủ acrylamit với sự gia cường bằng nano clay được chế tạo từ acrylamit và khoáng sét Bình Thuận. Kết quả một số chỉ tiêu cơ lí được trình bày ở bảng 3.3.
Bảng 3.3. một số tính năng cơ lí của màng phủ polyacrylamit clay nanocomposit. Nano
clay (%)
Độ bám
dính (%) Độ bền uốn (mm) Độ bền va đập (kg.cm) Độ bền cào xước (kg)
0.0 100 1.0 25.0 3.0 0.5 100 1.0 32.0 3.5 1.0 100 1.0 35.0 5.0 2.0 100 2.0 43.0 5.0 2.5 100 2.0 37.0 4.5 3.0 100 3.0 26.0 4.5 4.0 100 3.0 17.0 2.0 5.0 100 3.0 10.0 1.0
Hai tính năng cơ lí có sự thay đổi là độ bền va đập và độ bền cào xước được biểu diễn trên đồ thị hình 3.11 và 3.12.
Hình 3.12. Các đường biểu diễn độ bền cào xước
Từ bảng 3.3 và các đồ thị hình 3.11 cho thấy, khi gia cường bằng nanoclay chế tạo từ acrylamit và clay Bình Thuận, độ bền va đập của màng phủ tăng rõ rệt từ 25 kg (0% nano) dến 43 kg với 2% nano.
Đối với độ bền cào xước, ở 0% nano là 3kg và đạt 5kg ở 2% nano. Độ bền cào xước không cao nhưng thể hiện hiệu ứng nano.
Độ bền uốn kém bền nhất ở đường kính uốn 1cm với 0% nano đến 1% nano. Ở tỉ lệ 2% nano độ bền uốn đạt đường kính 2cm.
Độ bám dính cao nhất 100% so với 0% nano.
Như vậy, khi gia cường bằng nano hữu cơ vào polyacrylamit, hiệu ứng nano được thể hiện, có thể được giải thích các hạt nano dạng lớp phân tán vào polyme. Do kích thước nano nên trong một đơn vị chiều dày có nhiều lớp nano clay xen kẽ chồng xếp lên nhau. Nhìn chung, các tính năng cơ lí của màng phủ không cao nhưng ứng dụng làm vật liệu phủ bê tông có tính thực tiễn. Do, nếu ứng dụng làm sơn bê tông, loại sơn này có các tính năng độ bền tương đối cao, có tính hút ẩm nên phù hợp với điều kiện khí hậu nóng ẩm Việt Nam. Tuy nhiên, đề tài nghiên cứu ứng dụng chế tạo vật liệu màng phủ polyacrylamit clay composit là đề tài mới chưa được nghiên cứu ứng dụng ở trong và ngoài nước. Giá trị các tính năng cơ lí thu được chỉ có ý nghĩa bước đầu để nâng cao chất lượng đáp ứng nhu cầu sử dụng cần được nghiên cứu thêm.
KẾT LUẬN
Từ những kết quả nghiên cứu được trong luận văn đã chế tạo được vật liệu polyacrylamit clay nanocomposit bằng công nghệ trùng hợp ken giữa các lớp clay. Chúng tôi thu được một số kết quả sau:
1. Đã tinh chế khoáng sét thô Bình Thuận để nhận được khoáng sét với hàm lượng montmorillonit cao (65%).
2. Đã khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ acrylamit chèn vào giữa các lớp của clay cho thấy, ở nồng độ 10% khả năng chèn đạt tốt.
3. Bằng nhiễu xạ tia X chúng tôi đã chứng minh cấu trúc của polyacrylamit clay nanocomposit có cấu trúc nano là polyacrylamit ken giữa lớp clay. Cấu trúc này được thể hiện rõ qua mẫu lai 2 lần và trùng hợp có mặt 1% xúc tác amoni thiosulphat.
4. Đã chế tạo được màng phủ polyacrylamit clay nanocomposit bằng phương pháp dung dịch, khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng clay hữu cơ đối với tính năng cơ lí. Với hàm lượng clay hữu cơ là 2% so với polyme tính năng cơ lí màng phủ tốt và có khả năng ứng dụng trong thực tế làm vật liệu sơn bê tông với nước là dung môi.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1Nguyễn Đức Nghĩa, “Hóa học nano công nghệ nền và vật liệu nguồn”.NXB khoa học tự nhiên và công nghệ, viện khoa học - công nghệ Việt Nam (2007) 2Ngô Duy Cường, “Hóa học và kĩ thuật vật liệu sơn”, giáo trình. ĐHKHTN – ĐHQGHN, 1995
3(c) P.C. LeBaron, Z. Wang, T.J. Pinnavaia, Applied Clay Science, 1999
4Nguyễn Đình Triệu (2001), Các phương pháp phân tích Vật lý và Hoá lý, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật
5Kojima, Y., et al., Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. (2006). 6Morgan, A. B., et al., J. Polym. Mater. Sci. Eng. (2000) 83, 57. 7Nah, C., et al., Polym. Adv. Technol. (2002) 13 (9), 649. 8Nguyễn Thu Trang. Luận văn thạc sĩ khoa học. 2006 9Polyacrylamit, hóa học và ứng dụng – Hà Nội. 8.2004
10Advances in Natural Sciences, Vol. 6, No.2, P. 173 – 178 (2005) 11E.P. Giannelis, Advanced Materials, 2006, 8, 29
12Quách Đăng Triều và các cộng tác, Chế tạo và ứng dụng clay nanocomposit, Hà Nội 2004.
13T. J. Pinnavaia and G. W. Beall, polymer-clay nanocomposit, Wiley Series, 2002.