Với mục tiêu nâng cao độ bền cơ và độ bền dai của nhựa epoxy dian GELR 128, đề tài đã tiến hành kết hợp cả hai vật liệu gia cường là sản phẩm dầu thực vật epoxy hóa và ống nano cacbon đa tường. Kết quả chính của luận án đạt được như sau:
1. Chế tạo được 3 loại dầu thực vật epoxy hóa là dầu hướng dương, dầu hạt cải và dầu thầu dầu, trong đó dầu hướng dương có hàm lượng nhóm epoxy cao nhất. Ở điều kiện 700C, xúc tác K2620, tốc độ khuấy 2000 vòng/phút trong 6h, hàm lượng nhóm epoxy đạt được của DHDE là ∼17 %.
2. Chế tạo blend giữa 3 loại dầu thực vật epoxy hóa và nhựa epoxy dian GELR 128 cho thấy dầu hướng dương epoxy hóa là tốt nhất với 5 PKL. Vật liệu blend tạo thành cải thiện đáng kể độ dai hóa của nhựa nền. Cụ thể, độ bền dai phá hủy KIC của mẫu tăng từ 1,46 MPa.m1/2 (mẫu nhựa nền) lên 2,58 MPa.m1/2 (mẫu blend có dầu hướng dương epoxy hóa). Để có vật liệu blend tốt thì nên chọn chất đóng rắn Kingcure K-11 và phương pháp trộn hợp 2 giai đoạn.
3. Chế tạo được vật liệu nanocompozit với điều kiện phân tán nano cacbon tại nhiệt độ 700C, khuấy cơ học trong 6h, tốc độ khuấy 14000 vòng /phút + rung siêu âm trong 2 giờ, công suất 75%, hàm lượng MWCNTs 0,02% là tối ưu làm tăng đáng kể độ bền cơ học của vật liệu. Cụ thể, độ bền kéo đạt 80,14 MPa, độ bền uốn 128,05 MPa, độ bền va đập 37,63kJ/m2 và độ bền dai phá hủy KIC là 1,93 MPa.m1/2.
4. Chế tạo thành công vật liệu nanocompozit trên cơ sở blend nhựa epoxy dian GELR 128 và dầu hướng dương epoxy hóa đáp ứng được mục tiêu của đề tài. Việc kết hợp cả MWCNTs và DHDE cải thiện được cả độ bền cơ và độ bền dai của nhựa nền epoxy. Độ bền kéo tăng từ 63,08 MPa lên 72,54MPa (tăng 1 %); độ bền uốn tăng từ 103,41 MPa lên 117,87 MPa (tăng 14%); độ bền va đập tăng từ 21,74 KJ/m2 lên 30,44 KJ/m2 (tăng 4 %) và độ bền dai phá hủy tăng từ 1,46 MPa.m1/2 lên 1,98 MPa.m1/2 (tăng 35,61%).
5. Vật liệu blend và các nanocompozit thu được từ epoxy dian GELR 128 và dầu thực vật epoxy hóa có nhiều tính chất tốt, hoàn toàn có khả năng ứng dụng vào trong nhiều lĩnh vực đời sống và kỹ thuật. Việc sử dụng các dầu thực vật epoxy hóa bên cạnh cải thiện các tính chất cơ, nhiệt còn góp phần tăng hàm lượng “xanh” cho vật liệu thu được, góp phần giúp cho vật liệu trở nên thân thiện với môi trường hơn.
NHỮNG ĐIỂM MỚI VÀ ĐÓNG GÓP CỦA LUẬN ÁN
1. Luận án là nghiên cứu đầu tiên tại Việt Nam sử dụng dầu hướng dương epoxy hóa cho mục đích gia cường, cải thiện các tính chất cơ học cho nhựa epoxy dian GELR 128. Các kết quả thu được chỉ ra nó giúp tăng đáng kể độ dai cho nhựa epoxy ban đầu.
2. Việc phối kết hợp dầu hướng dương epoxy hóa và ống nanocarbon làm gia cường, cải thiện tính chất cho nhựa epoxy dian GELR là nghiên cứu hoàn toàn mới ở Việt Nam. DHDE và MWCNTs làm tăng đáng kể độ dai và độ bền kéo của nhựa epoxy dian GELR 128.
3. Nghiên cứu quá trình epoxy hóa có hệ thống 3 loại dầu thực vật phổ biến tại Việt Nam, trong đó việc sử dụng DHDE và DHCE phối trộn tạo blend với nhựa epoxy dian GELR là hướng nghiên cứu mới với một số kết quả ban đầu thu được khá khả quan.