Phần 2: Thực nghiệm 2.1. Hóa chất
3.5. Khảo sát loại chất kết dính và hàm lượng chất kết dính tối ưu
3.5.3. Kết quả đo kéo và đo uốn
Tất cả các mẫu khảo sát ảnh hưởng chất kết dính đều có hàm lượng sợi 50%, chiều dài trung bình của sợi từ 1.0-2.5 cm, gia công theo điều kiện thứ nhất.
Kết quả được so sánh với mẫu UP trắng (mẫu UP) và mẫu composite không sử dụng chất kết dính với cùng thành phần và điều kiện gia công (mẫu 0).
XLII
Bảng 7: Thành phần mẫu và kết quả khảo sát ảnh hưởng của CKD lên tính chất của mẫu
Mẫu Hàm lượng
CKD (%)
Kết quả đo kéo Kết quả đo uốn
Độ dãn dài lúc đứt
Modul kéo (MPa)
Ứng suất kéo lúc đứt (MPa)
Biến dạng lúc gãy
Modul uốn (MPa)
Ứng suất uốn lúc gãy (MPa) UP Không CKD 4.79 1356.04 52.87 0.050 2336.03 71.82
0 Không CKD 2.61 1855.27 40.61 0.020 4678.88 64.72
1A PVA 0.30% 3.39 1606.19 39.78 0.020 5114.14 72.57 1B PVA 0.40% 3.19 2003.39 45.99 0.020 4926.92 76.76 1C PVA 0.50% 3.26 2161.41 45.53 0.020 5803.01 78.97 1D PVA 0.60% 2.77 2105.12 44.74 0.020 5475.71 82.65 2A PMMA 0.30% 3.30 1542.38 42.66 0.020 5051.31 67.97 2B PMMA 0.40% 3.58 1963.21 44.54 0.020 4867.52 78.57 2C PMMA 0.50% 2.43 2189.81 41.57 0.027 5075.86 89.94 2D PMMA 0.60% 2.28 1941.62 40.82 0.022 4755.52 72.88 3A PVAc 0.30% 3.70 1673.97 45.44 0.020 5710.78 74.20 3B PVAc 0.40% 2.62 1992.68 46.17 0.020 4983.82 76.97 3C PVAc 0.50% 2.60 2002.18 47.26 0.020 5334.00 78.28 3D PVAc 0.60% 2.46 1712.63 43.17 0.020 5721.23 87.91
4A VS 0.30% 2.73 2144.26 43.42 0.020 5602.67 74.99
4B VS 0.40% 3.06 2185.35 45.31 0.020 5707.74 78.17
4C VS 0.50% 3.06 2238.65 46.06 0.020 5845.58 86.37
4D VS 0.60% 2.96 2335.79 47.23 0.020 6015.84 92.89
XLIII
Đồ thị 3: Ảnh hưởng của CKD lên modul kéo của mẫu
XLIV
Đồ thị 4: Ảnh hưởng của CKD lên ứng suất kéo của mẫu
Đồ thị 5: Ảnh hưởng của CKD lên modul uốn của mẫu
XLV
Đồ thị 6: Ảnh hưởng của CKD lên ứng suất uốn của mẫu Nhận xét:
Nhìn chung, CKD ảnh hưởng rất ít lên tính chất cơ của mẫu. Tính chất cơ của mẫu có CKD tăng rất ít so với mẫu không có CKD.
Với CKD PVA: khi hàm lượng PVA tăng thì ứng suất và modul kéo đều tăng nhưng không tăng nhiều so với mẫu không dùng CKD. Khi hàm lượng PVA lớn hơn 0.40% thì ứng suất kéo gần như không đổi. Modul kéo giảm khi hàm lượng PVA lớn hơn 0.50%. Nhìn chung, ứng suất uốn tăng tuyến tính khi hàm lượng PVA tăng từ 0.30-0.60%
và tăng rừ ràng hơn kết quả đo kộo. Modul uốn cũng tăng khi tăng hàm lượng PVA nhưng bắt đầu giảm khi hàm lượng PVA lớn hơn 0.50%.
Với CKD PMMA: kết quả thử kéo thu được tương tự trường hợp chất kết dính PVA. Khi hàm lượng PMMA lớn hơn 0.40% thì ứng suất kéo bắt đầu giảm và khi hàm lượng PMMA lớn hơn 0.50% thì modul kéo bắt đầu giảm. Khi hàm lượng PMMA lớn hơn 0.50 % thì ứng suất và modul kéo đều giảm.
Với CKD PVAc: khi hàm lượng PVAc tăng thì ứng suất và modul kéo của mẫu tăng nhưng không nhiều. Khi hàm lượng PVAc lớn hơn 0.50% thì cả ứng suất và modul XLVI
kéo đều giảm. Nhìn chung cả ứng suất và modul uốn đều tăng khi hàm lượng PVAc tăng từ 0.30-0.60%.
Với CKD VS: kết quả thu được tương tự như trường hợp chất kết dính PVAc. Cả ứng suất và modul kéo đều tăng tuyến tính khi hàm lượng vinyl silane tăng từ 0.30- 0.60%. Kết quả đo uốn thu được tương tự như kết quả đo kéo. Khi hàm lượng vinyl silane tăng từ 0.30-0.60% thì cả ứng suất và modul uốn đều tăng.
Bảng 8: Kết quả so sánh hàm lượng tối ưu giữa 4 loại CKD
Loại CKD PVA PMMA PVAc VS
Ứng suất kéo lúc đứt 45.53 41.57 43.17 47.23
Modul kéo 2161.41 2189.81 1712.63 2335.79
Ứng suất uốn lúc gãy 78.97 89.94 87.91 92.89
Modul uốn 5803.01 5075.86 5721.23 6015.84
Hàm lượng tối ưu (%) 0.50 0.50 0.60 0.60
Kết luận:
Từ kết quả đo kéo và đo uốn ở Bảng 7 cho thấy:
Hàm lượng PVA tối ưu là 0.50%.
Hàm lượng tối ưu cho chất kết dính PMMA là 0.50%.
Hàm lượng chất kết dính tối ưu cho PVAc là 0.60%.
Hàm lượng VS tối ưu là 0.60%
Từ kết quả đo kéo và đo uốn ở Bảng 8 cho thấy:
CKD tốt nhất là VS
Hàm lượng tốt nhất là 0.60%
3.5.4. Kết quả phân tích ảnh cấu trúc bằng ảnh SEM:
Để khẳng định kết quả đo tính chất cơ lý, chúng tôi tiến hành chụp ảnh SEM của mẫu có hàm lượng sợi 50%, không sử dụng CKD và có CKD VS với hàm lượng 0.60%
với điều kiện gia công 1. Ảnh được chụp tại Phòng Thí Nghiệm Công Nghệ Nano-Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh-Phường Linh Trung-Quận Thủ Đức-TP.HCM.
Ảnh được chụp tại mặt gãy của mẫu sau khi đo kéo, có độ phóng đại từ 200 đến 1000 lần.
XLVII
Mỗi mẫu được chụp 2 lần ở 2 độ phóng đại khác nhau. Ảnh được chụp bằng máy SEM JSM-6600 của hãng Jeol-Hoa Kỳ.
Hình 17: Ảnh SEM của mẫu có hàm lượng sợi 50%, không có CKD
XLVIII
a b
a b