a) Hình thái cấu trúc của vật liệu blend
3.3.3. Ảnh hưởng của thời gian rung siêu âm và công suất siêu âm đến độ bền cơ học của vật liệu nanocompozit nền nhựa epoxy dian GELR
đóng rắn bằng Kingcure–K11
Trong các mục nghiên cứu 3.3.1 và 3.3.2, để phân tán MWCNTs trong nhựa nền epoxy, đề tài đã sử dụng phương pháp khuấy cơ học với tốc độ khuấy cao (14.000 vòng/phút) trong thời gian 6h, kết quả ghi nhận được đã khẳng định được hiệu quả của quá trình. Tuy nhiên, phân tán hạt nanoccabon đòi hỏi kỹ thuật cao, nếu không sẽ dẫn đến hiện tượng các hạt co cụm, kết tụ với nhau. Vì vậy, để nâng cao hơn nữa khả năng phân tán của MWCNTs, giúp cho các ống nanocacbon có thể phân tán trong nhựa đồng đều và hiệu quả hơn, đề tài đã tiến hành nghiên cứu phương pháp phân tán kết hợp giữa khuấy cơ học và rung siêu âm. Hỗn hợp nhựa, hạt nanocacbon sau khi được khuấy trộn cơ học sẽ được rung siêu âm trong một khoảng thời gian là 1, 2h và 3h với công suất 50%. Kết quả đo độ bền cơ học của các nanocompozit được ghi nhận ở bảng 3.15.
Bảng 3.1 . Ảnh hưởng của thời gian rung siêu đến độ bền cơ học của vật liệu nanocompozit epoxy dian GELR 128/MWCNTs
Thời gian rung siêu âm
0h 1h
2h
3h
Bảng số liệu 3.15 cho thấy, khi kết hợp cả khuấy cơ học và rung siêu âm thì độ bền cơ học của vật liệu đều tăng so với mẫu chỉ khuấy cơ học, đặc biệt độ bền va đập và độ bền dai phá hủy của mẫu rung siêu âm trong 2h được cải thiện hơn nhiều. Cụ thể, độ bền va đập tăng từ 35,95 kJ/m2 lên 37,27 kJ/m2; độ bền dai phá hủy tăng từ 1,82 MPa.m1/2 lên 1,90 MPa.m1/2. Điều này chứng tỏ các hạt nano cacbon đã phân tán, tương tác pha với nhựa nền tốt hơn.
Để xác định công suất rung siêu âm nào thích hợp cho quá trình, đề tài cũng khảo sát 3 công suất khác nhau 50%; 75% và 100% với cùng thời gian rung siêu âm là 2h. Kết quả xác định độ bền cơ học của vật liệu thu được được biểu diễn ở hình 3.27.
Hình 3.27. Ảnh hưởng của công suất rung siêu âm đến độ bền cơ học của vật liệu nano compozit đóng rắn bằng Kingcure K-11
a. Độ bền kéo b.Độ bền uốn c. Độ bền va đập d. Độ bền dai phá hủy KIC
Từ các đường biểu diễn sự thay đổi giá trị độ bền của các mẫu nanocompozit khi thay đổi công suất rung siêu âm ở hình 3.27 nhận thấy, với cùng thời gian rung siêu âm, công suất không ảnh hưởng nhiều đến độ bền cơ học của vật liệu. Các giá trị độ bền cơ học của vật liệu thu được khá gần nhau khi sử dụng các công suất rung siêu âm khác nhau. Công suất rung siêu âm 75% cho vật liệu có độ bền cơ học trội hơn so với các công suất khác và được lựa chọn cho các nghiên cứu tiếp theo.
3.3.4. Đặc trưng hình thái cấu trúc và tính chất nhiệt của vật liệu nanocompozit epoxy dian GELR 128/ MWCNTs