CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.5. ẢNH HƯỞNG CỦA HÀM LƯỢNG CHẤT TƯƠNG HỢP
Để tăng độ tương hợp của nhựa nền PP không phân cực với trấu phân cực chúng tôi dùng chất tương hợp MAPP loại polybond 3200.
Trấu có kích thước hạt tối ưu < 0.50 mm với hàm lượng tối ưu 50% khối lượng được tạo compound cùng với nhựa PP và chất tương hợp MAPP với các hàm lượng khác nhau 1%, 2%, 3% và 4% trong thiết bị ép đùn ở nhiệt độ ép đùn tối ưu 1900C và tốc độ quay trục vít 50 vịng/phút.
Tạo mẫu bằng phương pháp đúc tiêm với nhiệt độ đúc tiêm tối ưu 1900C và áp suất 800bar. Kết quả thể hiện ở hình 3.13 ÷ 3.15.
Từ các đồ thị hình 4.13÷4.15 ta thấy khi có mă ̣t của tác nhân tương hợp MAPP, hầu hết các tính chất như đô ̣ bền kéo, uốn và va đập của composite được cải thiện đáng kể.
Ở hàm lượng 50% trấu, khi cho 1%; 2%; 3% và 4%.MAPP thì độ bền kéo của composite PP/trấu tăng lên so với khi không có MAPP tương ứng là 9.75%, 37.64%, 42.09% và 45.03%. Tương tự, độ bền uốn tăng tương ứng là 21.88%, 44.16%, 49.52% và 49.68%. Độ bền va đập tăng tương ứng là 9.17%, 19.58%, 25.44% và 26.25%.
Hình 3.13. Ảnh hưởng của hàm lượng MAPP đến độ bền kéo
Hình 3.14. Ảnh hưởng của hàm lượng MAPP đến độ bền uốn
Từ các kết quả trên cho thấy khi tăng hàm lượng chất tương hợp MAPP từ 0% đến 2% trọng lượng, độ bền kéo, uốn và va đập đều tăng đáng kể, nhưng khi hàm lượng MAPE tăng đến 3% và 4% trọng lượng các độ bền này tăng chậm lại. Điều này có thể giải thích: MAPP đóng vai trò là chất trung gian tăng cường liên kết giữa nhựa không phân cực PP và trấu phân cực. Với cấu ta ̣o gồm 2 phần: phần phân cực nhờ nhóm anhydride maleic và phần không phân cực nhờ ma ̣ch polypropylene đã giúp làm giảm sức căng bề mă ̣t ranh giới phân chia pha giữa nhựa nền PP và trấu. Nhóm anhydride maleic có thể hình thành liên kết hóa ho ̣c (liên kết ester) và liên kết vâ ̣t lý (liên kết hydro) với trấu, đồng thời, ma ̣ch polypropylene khuyếch tán vào nền nhựa PP, hình thành các móc xoắn. Chính vì vâ ̣y, vùng ranh giớ i phân chia pha nhựa PP/trấu trở nên bền vững, giúp tăng đô ̣ bền cơ ho ̣c. Do vâ ̣y, khi tăng hàm lượng MAPP, các đô ̣ bền kéo, uốn và va đâ ̣p tăng lên đáng kể.
Tuy nhiên, khi hàm lượng MAPP lớn (3% và 4% trọng lượng), lớp trung gian này trở nên dày, các ma ̣ch phân tử MAPP không tiếp xúc trực tiếp với bề mă ̣t trấu sẽ khơng đóng vai trị làm tăng khả năng tương hợp chính vì vậy khơng làm tăng hơn nữa hiệu quả tăng cường các tính năng của MAPP, mặt khác giá thành sản phẩm sẽ tăng lên do giá của phụ gia tương hợp MAPP thường cao hơn nhiều so với giá của nhựa PP. Chính vì vậy, để đảm bảo hiệu quả cải thiện tính chất cơ lý của MAPP và hiệu quả kinh tế thì có thể chọn hàm lượng MAPP tối ưu là 2%.
Ảnh hưởng của chất tương hợp được thấy rõ hơn nữa ở kết quả chụp SEM ở độ phóng đại 100 lần và 1000 lần của bề mặt mẫu composite bị phá hủy sau khi đo độ bền kéo (hình 3.16). Trấu khơng liên kết và liên kết rời rạc với nhựa tại bề mặt composite bị gãy đứt. Do đó composite khơng có chất tương hợp MAPP có độ bền thấp hơn so với các composite có tương hợp MAPP.
Khi khơng có mặt chất tương hợp MAPP (hình3.16 a, b) xuất hiện nhiều lỗ rỗng tại bề mặt phá hủy kéo của mẫu composite. Điều này có thể là do khi khơng có mặt MAPP liên kết tại bề mặt tiếp xúc giữa nhựa PP và trấu kém bền nên dưới tác dụng của lực kéo sự phá hủy xảy ra tại bề mặt tiếp xúc nhựa/trấu làm độn trấu bị rút
ra khỏi nền nhựa PP nhiều tạo nên nhiều lỗ. Tuy nhiên, khi có mặt MAPP thì liên kết tại bề mặt tiếp xúc nhựa PP/trấu tốt hơn, khả năng phá hủy xảy ra tại bề mặt tiếp xúc ít hơn và phá hủy trong nền nhựa PP nhiều hơn nên bề mặt phá hủy ít lỗ trống và bằng phẳng hơn (hình3.16 c, d).
Hình 3.16. Ảnh Sem bề mặt composite bị phá hủy (a, b) khơng có MAPP, (c, d) có MAPP