Hình 3.11 là kết quả đo hằng số điện môi của mẫu polyme compozit EP/GF/BTO chế tạo trên các lát cắt khác nhau. So sánh quả đo hằng số điện môi trên
các lát cắt ta thấy mẫu polyme compozit chế tạo có độ đồng đều tính chất với giá trị hằng số điện môi thay đổi trong khoảng khá hẹp.
Bảng 3.6. Một số dao động đặc trưng của một số nhóm nguyên tử của vật liệu polyme compozit EP/GF/BTO.
Số sóng
(cm-1) Loại dao động
Số sóng
(cm-1) Loại dao động 3397 ν (O-H) 1181 δ (C-H) của vòng thơm
1609 ν (C=C) của vòng thơm 1102 ν (C-O) của ancol bậc 2
1509 ν (C=C) của vòng thơm 1031 νs (-C-O-φ)
1297 γ (C-H) của CH2 824 γ (C-H) của vòng thơm
1244 νas (-C-O-φ) 0 200 400 600 800 1000 15 20 25 30 35 40 45 MÉu PC EP/GF/BTO H»ng số đ in môi Tần số, kHz
Hỡnh 3.11. S ph thuc hng số điện môi theo tần số của các mẫu polyme compozit nền epoxy gia cường sợi thuỷ tinh chứa hạt BaTiO3.
So với mẫu polyme compozit nền epoxy gia cường 50% thể tích sợi (khơng chứa các hạt nano BaTiO3, mẫu PC EP/GF), thì mẫu polyme compozit gia cường sợi chứa hạt nano BaTiO3 (mẫu PC EP/GF/BTO) cho giá trị hằng số điện môi cao
hơn hẳn, khoảng 10 đơn vị (xem hình 3.12), cho thấy sự có mặt của hạt nano BaTiO3 trong thành phần vật liệu polyme compozit hết sức có ý nghĩa trong việc sử
dụng chúng như các trung tâm cảm biến để theo dõi sự lão hoá của vật liệu polyme compozit theo thời gian sử dụng.
0 200 400 600 800 1000 15 20 25 30 35 40 45 (b) (a)
(a) - MÉu PC EP/GF/BTO (b) - Mẫu PC EP/GF Hằng s ố đi n môi Tần số, kHz
Hình 3.12. Sự phụ thuộc hằng số điện mơi theo tần số của các mẫu polyme compozit nền epoxy gia cường sợi thuỷ tinh chứa hạt BaTiO3.
Một số kết quả theo dõi ban đầu trong khuôn khổ nghiên cứu của luận văn này được trình bày trong mục 3.4 tiếp theo dưới đây.
3.4. Nghiên cứu sự biến đổi tính chất của vật liệu polyme compozit chứa hạt nano-BaTiO3 trong các điều kiện nhiệt độ, ánh sáng, chứa hạt nano-BaTiO3 trong các điều kiện nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm và nước biển nhân tạo.
Mục đích nghiên cứu của luận văn là đưa hạt nano BaTiO3 vào trong vật liệu polyme compozit nền nhựa epoxy được gia cường bằng sợi thuỷ tinh, các hạt nano BaTiO3 có vai trị như những trung tâm cảm biến theo dõi sự thay đổi tính chất của vật liệu này. Sau khi chế tạo được polyme compozit chứa hạt nano BaTiO3 chúng
tôi tiến hành đưa vật liệu này vào các môi trường độ ẩm, nhiệt độ, tia tử ngoại và
nước biển nhân tạo để khảo sát sự biến đổi tính chất của vật liệu theo thời gian. Sử dụng phổ hồng ngoại để nghiên cứu sự biến đổi cấu trúc của vật liệu theo thời gian phơi mẫu. Đồng thời đo hằng số điện môi để nghiên cứu sự biến đổi tính chất điện
mơi của vật liệu. Từ đó bước đầu tìm hiểu các quy luật biến đổi của vật liệu trong các môi trường nghiên cứu. Trên cơ sở đó đánh giá được mức độ lão hố của vật liệu trong các loại môi trường khác nhau theo thời gian.
3.4.1. Môi trường UV
Mục đích của phần này là nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện chiếu sáng
UV đến sự biến đổi tính chất của vật liệu polyme compozit EP/GF/BTO theo thời
gian. Chúng tôi sử dụng phổ hồng ngoại, đo hằng số điện mơi và chụp hình ảnh bề mặt mẫu trên kính hiển vi quang học để nghiên cứu, đánh giá quá trình thay đổi cấu trúc của vật liệu PC trong điều kiện chiếu tia UV, mẫu được lấy ra tại các thời điểm nhất định để đo các đặc trưng. Các mẫu nghiên cứu được đặt trong hệ thống thí
nghiệm khảo sát trong điều kiện chiếu tia UV với cơng suất đèn chiếu 3 × 20 W.
Hình 3.13 là đặc trưng phổ FT-IR của các mẫu polyme compozit trong điều kiện phơi chiếu dưới tia UV ở các thời gian khác nhau.
4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 1657 Mẫu UV (d) (c) (b) (a) Độ truyền qua, % Tần số, cm-1 (a) - 0 ngμy; (b) - 7 ngμy
(c) - 14 ngμy; (d) - 21 ngμy