Độ bền nhiệt của vật liệu được đánh giá bằng phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng (TGA). Kết quả phân tích nhiệt TGA của các mẫu vật liệu trên cơ sở cao su polyamit 6,6 được thể hiện trên các hình và bảng dưới đây:
Hình 3.8: Giản đồ TGA của mẫu polyamit 6,6/boehmit tỷ lệ (100/6)
Mẫu
Nhiệt độ bắt đầu phân hủy
(oC)
Nhiệt độ phân hủy mạnh
nhất
Tổn hao khối lượng đến 700oC (%)
Polyamit 6,6 339,63 423,77 90,467
Polyamit 6,6/boehmit 341,38 425,28 87,306
Các kết quả trên cho thấy, độ bền nhiệt của vật liệu polyamit 6,6 được cải thiện rõ rệt khi có thêm 6 pkl boehmit, thông qua nhiệt độ bắt đầu phân hủy của vật liệu tăng từ 339,63oC lên 341,38oC và nhiệt độ phân hủy mạnh nhất tăng gần 2oC, tổn hao khối lượng giảm từ 90,467% xuống 87,306%. Điều này có thể giải thích, một mặt do boehmit là chất độn vô cơ nên khi đưa vào nền polyme đã làm tăng ổn định nhiệt, mặt khác chúng đóng vai trò cách nhiệt
và làm hàng rào ngăn cản quá trình chuyển khối của các chất dễ bay hơi sinh ra trong quá trình phân hủy. Chính vì vậy, với hàm lượng nano boehmit thích hợp đã làm tăng khả năng bền nhiệt cũng như tính chất cơ học của vật liệu.
Từ những kết quả nghiên cứu thu được cho thấy rằng:
- Nano boehmit là chất độn gia cường tốt cho polyamit 6,6, chúng có thể cải thiện một số tính chất cơ lý của vật liệu. Hàm lượng nano boehmit tối ưu dùng để gia cường cho polyamit là 6 pkl.
- Với hàm lượng nano boehmit thấp (≤ 6 pkl), cấu trúc của vật liệu chặt chẽ hơn, các hạt boehmit phân tán đồng đều trong nền polyme với kích thước nhỏ hơn và tương tác với nền polyme tốt hơn.
- Độ bền nhiệt của polyamit 6,6 được cải thiện đáng kể với 6 pkl boehmit (nhiệt độ bắt đầu phân hủy và phân hủy mạnh nhất tăng thêm gần
2oC).
Vật liệu polyamit 6,6/boehmit (100/6) nanocompozit có tính chất cơ lý, kỹ thuật đáp ứng được cho việc chế tạo bi văng xe ga và các sản phẩm nhựa kỹ thuật chất lượng cao.
Tiếng Việt
1. La Văn Bình, Khoa học và công nghệ vật liệu, NXB Đại học Bách khoa, Hà Nội (2002).
2. Đỗ Quang Kháng, Vật liệu Polyme - Vật liệu Polyme tính năng cao, NXB Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Hà Nội (2013).
3. Bùi Chương, Trần Hải Ninh, Trần Khánh Duy, Nghiên cứu chế tạo vật liệu polyamit 6/clay nanocompozit bằng phương pháp nóng chảy, Tạp chí Hóa học, 42(4), 488-491, (2004).
4. Bùi Chương, Trần Hải Ninh, Lê Mai Loan, Đặc trưng phá hủy của vật liệu polyamit 6/clay nanocompozit, Tạp chí Hóa học, 44(1), 67-70, (2006).
5. Nguyễn Hữu Niếu, Dương Tử Tiên, Nguyễn Tiến Cường, Nguyễn Hoàng Dương, Nghiên cứu chế tạo PA6/clay nanocompozit để làm vật liệu bạc lót trượt hoạt động trong môi trường nước, Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ, 14(K1), 39-45, (2011).
6. Đỗ Quang Kháng, Cao su-Cao su blend và ứng dụng, Nhà xuất bản Khoa học tự nhiên và Công nghệ Hà Nội (2012).
Tiếng Anh
7. P. Jawahar, M. Balasubramanian, Preparation and Properties of Polyester- Based Nanocompozites Gel Coat System, Journal of Nanomaterials, 1-7 (2009).
8. Vigo-kinzig, Composite applications the role of matrix fiber and interface, VHC Publisher Inc, p. 3-30, (1992).
9. Bahadur S., Gong D., Anderegg J., Investigation of the Influence of CaS, CaO and CaF2 Fillers on the Transfer and Wear of Nylon by Microscopy and XPS Analysis, Wear, 197, 271-279, (1996).
Applied Polymer Science, 92, 1855-1862, (2004).
11. Dasari A., Yu Z.Z., Mai Y.K., Hu G.H., Varlet J., Clay Exfoliation and Organic Modification on Wear of Nylon 6 Nanocomposites Processed by Different Routes, Composite Science and Technology, 65, 2314-2328, (2005).
12. Zhou Q., Wang K., Loo L.S., Abrasion Studies of Nylon 6/Montmorillonite Nanocomposites Using Scanning Electron Microscopy, Fourier Transform Infrared Spectroscopy, and X-ray Photoelectron Spectroscopy, Journal of Applied Polymer Science, 113, 3286-3293, (2009).
13. Sirong Y., Zhongzhen Y., Yiu-Wing M., Effects of SEBS-g-MA on Tribological Behavior of Nylon 66/organoclay Nanocomposites, Tribology International, 40, 855-862, (2007).
14. Xavier Kornmann, Synthesis and characterisation of Thermoset – clay nanocomposites”, Lulea Tekniska Universite (1999).
15. Chang L., Zhang Z., Zhang H., Schlarb A.K., On the Sliding Wear of Nanoparticle Filled Polyamide 66 Composites, Composite Science and Technology, 66, 3188-3198, (2006).
16. Zhenghai Tang, Chengfeng Zhang, Lixin Zhu, Baochun Guo, Low permeability styrene butadiene rubber/boehmite nanocomposites modified with tannic acid, Materials and Design, 103, 25–31, (2016).
17. Noraiham Mohamad, Andanastuti Muchatar, Mariyam Jameelah Ghazali, Dahlan Mohd and Che Husna Azhari, Investigation on impact fracture of epoxidized natural rubber-alumina nanoparticle composites, Global Engineers & Technologist Review, 1(2), 26-34, (2011).