Ảnh hưởng của m-nanosilica đến phản ứng đóng rắn của epoxy với TBuT được đánh giá theo nhiệt độ đóng rắn, hàm lượng phần gel và độ bền cơ học của sản phẩm. Mẫu được khảo sát ở hàm lượng m-nanosilica là 5%, thời gian đóng rắn 3 giờ, nhiệt độ khảo sát từ 80-180oC. Kết quả được trình bày trên hình 3.21. Với nhựa epoxy, nhiệt độ thích hợp cho quá trình đóng rắn là 150oC, tại đây nhựa có hàm lượng phần gel cao nhất đạt 98,9%, độ bền kéo đứt đạt 57,3 MPa, độ bền uốn đạt 88,7 MPa. Khi giảm nhiệt độ đóng rắn xuống 120oC, hàm lượng phần gel của nhựa giảm nhanh, còn 75%; độ bền kéo đứt giảm còn 28,5 MPa, độ bền uốn giảm còn 51,2 MPa. Điều này được giải thích do khi giảm nhiệt độ đóng rắn, năng lượng cung cấp cho hệ nhỏ hơn
năng lượng hoạt hóa, nên không đủ để phản ứng đóng rắn xảy ra hoàn toàn, dẫn đến mật độ khâu mạng thấp, giảm hàm lượng phần gel và độ bền cơ học của vật liệu.
Sau khi phân tán 5% m-nanosilica vào epoxy (EP-N5), nhiệt độ đóng rắn thích hợp của hệ giảm mạnh, còn 120 oC, hàm lượng phần gel của hệ đạt 98,4 %, độ bền kéo đứt đạt 76,3 MPa , độ bền uốn đạt 116,6 MPa (tăng lần lượt 33,2% và 31,5%) khi so sánh với nhựa epoxy nguyên chất đóng rắn ở 150oC. Ở nhiệt độ thấp (75 oC), hỗn hợp epoxy/ m-nanosilica/TBuT hầu như không đóng rắn, nhưng với hệ nanocompozit, phản ứng đóng rắn vẫn xảy ra một phần với hàm lượng phần gel đạt 58%, độ bền kéo đứt đạt 34,6 MPa, độ bền uốn đạt 42,1 MPa. Như vậy, khi đưa m-nanosilica vào hệ epoxy, m-nanosilica có tác dụng xúc tác làm giảm năng lượng hoạt hóa của hệ, giúp phản ứng đóng rắn xảy ra triệt để hơn ở nhiệt độ thấp, đồng thời sự có mặt của pha nano làm tăng đáng kể độ bền cơ học của vật liệu nanocompozit.
ké o đứ t, M P a uố n, M P a bề n bề n Đ ộ Đ ộ
Hình 3.21. Hàm lượng phần gel và độ bền cơ học của nhựa epoxy và vật liệu
compozit với 5% m-nanosilica 70