Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.3. Nghiên cứu ứng dụng sericit để tăng cường khả năng bảo vệ cho hệ sơn pek-
3.3.7. Khảo sát cấu trúc hình thái màng sơn
Cấu trúc hình thái của màng sơn thể hiện mức độ tương tác pha giữa chất kết dính và sericit. Hình 3.26 và 3.27 thể hiện ảnh SEM của mặt gẫy mẫu sơn có chứa sericit chưa biến đổi bề mặt và đã biến đổi bề mặt tương ứng.
0.00E+00 2.00E+05 4.00E+05 6.00E+05 8.00E+05 1.00E+06
0.00E+00 5.00E+05 1.00E+06 1.50E+06 2.00E+06 2.50E+06 Real (Ohm) - Im ag (O h m) Imag (Ohm ) Real (Ohm) R mµng 35.7x105cm2 Imag (Ohm ) Real (Ohm) 0.00E+00 5.00E+04 1.00E+05 1.50E+05 2.00E+05
-1.00E+05 0.00E+00 1.00E+05 2.00E+05 3.00E+05 4.00E+05 5.00E+05 6.00E+05 7.00E+05 R mµng 28.6x105cm2
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Nguyễn Việt Dũng
trên bề mặt sericit, trên bề mặt các phiến sericit ít thấy có nhựa cịn lại. Ngược lại, trên hình 3.27 đã thấy tương tác giữa các pha được cải thiện đáng kể, nhựa epoxy đã kết dính tốt với các phiến sericit biến đổi bề mặt. Điều này đồng nghĩa với việc gia tăng tính chất bảo vệ và cơ lý của màng sơn.
a b
Hình 3.26: Ảnh SEM mẫu sơn có sericit chưa biến đổi bề mặt a: 10 % sericit; b: 20 % sericit
Hình 3.27: Ảnh SEM mẫu sơn có 20 % sericit đã biến đổi bề mặt
Nhận xét
Sericit được biến đổi bề mặt bằng aminsilan tương tác tốt hơn với chất tạo màng của hệ sơn epoxy-pek, giúp cho màng sơn có các tính năng bảo vệ tốt hơn, đặc biệt là khả năng che chắn. Màng sơn có khả năng bảo về tốt ở các môi trường
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Nguyễn Việt Dũng
ẩm.
Sericit đã gia tăng độ cứng cho màng sơn, giúp màng sơn khơ nhanh hơn, bền hóa chất và mơi trường hơn và ít làm ảnh hưởng tới các tính chất cơ lý khác của màng sơn.
Màng sơn epoxy-pek có thể sử dụng 20 pkl sericit (EPS-5) vẫn đảm bảo các tính chất cơ lý và khả năng bảo vệ tốt. Màng sơn đanh và cứng, có độ bền cơ học cao, rất phù hợp để bảo về các cơng trình ln chịu tác động mài mịn của cát bụi.
Các màng sơn trên cơ sở nhựa epoxy đã được khảo sát khả năng bảo vệ bằng phương pháp điện hóa qua biến đổi giá trị điện trở màng Rf.
Sericit đã phát huy tác dụng che chắn trong màng sơn trên cơ sở nhựa epoxy, ngăn cản sự xâm nhập của môi trường xâm thực, gia tăng điện trở màng, dẫn đến gia tăng khả năng bảo vệ của màng sơn.
Giá trị điện trở màng tăng khi gia tăng hàm lượng sericit, song đạt giá trị cực đại ở hàm lượng 10%.
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Nguyễn Việt Dũng
KẾT LUẬN
Qua quá trình nghiên cứu, luận văn đã đạt được những kết quả sau:
1. Nghiên cứu biến đổi bề mặt khoáng sericit bằng 3-aminopropyltrimetoxysilan
Q trình silan hóa bề mặt sericit đã được nghiên cứu bằng các phương pháp phổ hồng ngoại (IR) và phân tích nhiệt (TGA). Từ các nghiên cứu trên ta thấy rằng lượng 3-APTMS hấp phụ trên bề mặt sericit phụ thuộc chủ yếu vào các yếu tố: nồng độ dung dịch silan, thời gian xử lý và môi trường của dung dịch xử lý (độ pH).
Q trình biến đổi bề mặt khống sericit bằng hợp chất silan là cần thiết khi đưa khoáng chất này làm chất gia cường cho các loại vật liệu polyme. Quá trình này giúp cải thiện khả năng tương tác pha giữa chất nền và chất gia cường, từ đó nâng cao tính năng cơ lý vật liệu.
2. Nghiên cứu ứng dụng khoáng sericit gia cường cho cao su thiên nhiên
Khả năng trộn hợp của CSTN với sericit thuận lợi hơn so với kaolin và SiO2, tuy nhiên cần phải biến đổi bề mặt của sericit để tăng khả năng trộn hợp, tương tác pha và tính chất của vật liệu. Sericit được biến đổi bề mặt bằng aminsilan có tác dụng thúc đẩy quá trình lưu hóa của CSTN. Trong khi đó sericit biến đổi bằng VTMS có khả năng gia cường tính chất cơ, độ cách điện và độ bền nhiệt cho vật liệu CSTN.
3. Nghiên cứu ứng dụng khoáng sericit biến tính gia cường cho sơn trên cơ sở nhựa epoxy
Sericit được biến đổi bề mặt bằng aminsilan tương tác tốt hơn với chất tạo màng của hệ sơn epoxy-pek, giúp cho màng sơn có các tính năng bảo vệ tốt hơn, đặc biệt là khả năng che chắn. Màng sơn có khả năng bảo về tốt ở các mơi trường ẩm.
Sericit có tác dụng tốt để gia tăng khả năng bảo vệ chống ăn mòn cho các lớp phủ bảo vệ.
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Nguyễn Việt Dũng
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1. Đỗ Quang Kháng, Ngô Kế Thế, Lương Như Hải và cộng sự (2004), Hội nghị hố học tồn quốc lần thứ IV, Hà nội, Tr. 10-15.
2. Ngô Kế Thế (2007), “Nghiên cứu khả năng ứng dụng khoáng mica-sericit để
gia cường cho vật liệu polyme-compozit”, Đề tài cơ sở Viện Khoa học Vật
liệu.
3. Ngô Kế Thế (2008), “Nghiên cứu ứng dụng bột khoáng sericit để tăng cường
khả năng bảo vệ cho hệ sơn dùng ở môi trường ẩm và xâm thực cao”, Đề tài
cơ sở Viện Khoa học Vật liệu.
Tiếng Anh
4. A Guide to Silane Solutions from Dow Corning (2005), Dow Corning.
5. A. Sodergard, K. Ekman, B. Stenlund and A. Lassas (1996), “The influence of
EB-crosslinking on barrier properties of HDPE–mica composites”, J. Appl.
Polym. Sci., 59, PP. 1709-1714.
6. B. D. Favis, Blandchard, J. Leonard and R.E. Prud’homme (1983), “The interaction of a cationic silane coupling agent with mica”, Journal of Applied
Polymer Science, 28, PP.1235-1244.
7. B. D. Favis, M. Leclerc and R.E. Prud’homme (1983), “Coupling of polystyrene to a silane-treated mica”, Journal of Applied Polymer Science,
28, PP. 3565-3572.
8. C. Busign, C. M. Martines and R. T. Woodhams (1983), “Factors affecting the mechanical properties of mica-filled polypropylenes”, Polym. Eng. Sci.,
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Nguyễn Việt Dũng
9. C. Busign, R. Lahtinen, C. M. Martines, G. Thomas and R. T. Woohams (1984), “The properties of mica-filled polypropylenes” Polym. Eng. Sci., 24, PP. 169-174.
10. C.R.G. Furtado, J.L. Leblanc, R.C.R. Nunes (2000), “Mica as additional filler
in SBR–silica compounds”, European Polymer Journal (36), PP. 1717-1723.
11. Dipak Baral, P. P. De, Golok B. Nando (1999), “Thermal characterization of
mica-filled thermoplastic polyurethane composites”, Polymer Degradation and
Stability, 65, PP. 47-51.
12. D. L. Faulkner (1988), “Toughened mica-filled polypropylene systems”, J.
Appl. Polym. Sci., 36, PP. 467.
13. Daniel F. Castro et. al., (2003), “Effect of mica addition on the properties of natural rubber and polybutadien rubber vulcanizates”. Journal of Applied
Polymer Science, 90, PP. 2156-2162.
14. E. Kiss and C-G. Golander (1990), “Chemical derivatization of muscovite mica surfaces”, Colloids and Surfaces, 49, PP. 335-342.
15. Hydrophobicity, hydrophilicity and silane surface modification (2006), Gelest, Inc.
16. H. S. Katz and J. V. Milewske (1987), “Handbook of fillers for plastics”, New York, Van Nostrand.
17. Industrial Grade (2000), C. A> S>, 12001/26/2. Sericit.
18. J. Lusis, R. T. Woodhams and M. Xanthos (1973), “The effect offlake aspect ratio on the flexural properties of mica reinforced plastics”, Polym. Eng. Sci.,
13 (2), PP. 139.
19. Karian, Ph.D., Harutun G (1999), “Handbook of Polypropylene and Polypropylene Composites”, Marcel Dekker Incorporated.
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Nguyễn Việt Dũng
Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 63, PP. 289-306.
21. K. Okuno and R. T. Woodhams (1975), “Mica reinforced polypropylene”,
Polym. Eng. Sci., 15, PP. 308-315.
22. M. S. Boaira and C. E. Chapffey (1977), “Effects of coupling agents on the mechanical and rheologica properties and mica-reinforced polypropylene”,
Polym. Eng. Sci., 17, PP. 715-718.
23. M. Xanthos (1979), “Mica Filler/ reinforcement in flake form”, Sheets Plast.
Compos., 2, PP. 19-29.
24. Peter Herder, Lena Vagberg and Per Stenius (1988), “ESCA and contact angle
studies of the adsorption of aminosilanes on mica”, Colloid and Surfaces, 34,
PP. 117-132.
25. Petr Kalenda et. al. (2004), “Properties of surface-treated mica in anticorrosive coatings”, Progress in Organic Coatings, 49, PP. 137-145.
26. P. L. Fernando (1988), “Fracture toughness of filled polypropylene copolymer
systems”, Polym. Eng. Sci., 28, PP. 806-814.
27. Puspha Bajaj, N. K. Jha and A. Kumar (1988), “Effect of silane treated Antimony compounds Polymer”, J. Appl. Polym. Sci., 56, PP. 1339-1347.
28. Rothon and Roger (2002), “Particulate filler for Polymer”, Smithers Rapra. 29. S. Debnath, S. K. De, D. Khastgir (1987), “Effect of silane coupling agent on
vulcanization, network structure, polymer-filler interaction, physical properties and failure mode of mica-filled styrene-butadiene rubber”, Journal
ò Materials Science, 22, PP. 4453-4459.
30. S. E. Tausz and C. E. Chaffey (1982), “Coupling of mica as filler in polypropylene”, J. Appl. Polym. Sci., 1982, 27, PP. 4493.
31. Tariq M. Malik (1991), “Morphological and mechanical studies of surface
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Nguyễn Việt Dũng
709-714.
32. T. Vu-Khanh, B. Sanschgrin and B. Fisa (1985), “Fracture of mica-reinforced
polypropylene: Mica concentration effect”, Polym. Compos.,5, PP. 249-260.
33. T. Vu-Khanh and B. Fisa (1986), “Fracture behavior of mica-reinforced polypropylene: Effects of coupling agent, flake orientation, and degradation”,
Polym Compos., 7, PP. 219-226.
34. Xiadong Zhou, Ruohua, Quangfang Lin. Journal of Materials Science (2006),
“Effect of block copolymer coupling agents on properties of mica reinforced polymeric composites”, 41, PP. 7879-7885.