Nghiờn cứu tớnh chất lưu biến là nghiờn cứu về sự chảy và biến dạng của vật liệu dưới tỏc động của ngoại lực. Tớnh chất lưu biến của vật liệu tổ hợp LDPE/EVA/(FA và MFA) phụ thuộc vào tương tỏc giữa tro bay với polyme blend LDPE/EVA và cấu trỳc của vật liệu tổ hợp LDPE/EVA/(FA và MFA).
Khi chịu sự tỏc động của ứng suất trượt dao động theo tần số, vật liệu sẽ bị biến dạng theo tần số đú. Trong giới hạn đàn hồi, ứng suất tỉ lệ với độ biến dạng. Khi vật liệu càng cứng tức là cấu trỳc của nú càng chặt chẽ, ứng suất tỏc dụng càng phải lớn để làm biến dạng đại phõn tử polyme. Đặc tớnh nhớt và đàn hồi (elastic-viscosity) của vật liệu được biểu thị thụng qua mụ đun tổn hao G’’ (viscous, loss modulus) và mụ đun trữ động học G’ (elastic, storage modulus) [73]. Cỏc hỡnh 3.28 và 3.29 trỡnh bày mụ đun trữ động học G’; mụ đun tổn hao G’’ của polyme blend LDPE/EVA, vật liệu tổ hợp LDPE/EVA/(FA và MFA) theo tần số của ứng suất tỏc động, ở nhiệt độ cố định 150 oC ứng với trạng thỏi chảy nhớt của vật liệu tổ hợp. Rừ ràng là mụ đun trữ động học (G’) và mụ đun tổn hao (G’’) của vật liệu tổ hợp cú chứa tro bay biến tớnh và chưa biến tớnh đều lớn hơn so với polyme blend LDPE/EVA ở cựng một tần số tỏc động. Điều đú chứng tỏ khả năng biến dạng trượt ngang của vật liệu tổ hợp cú tro bay khú khăn hơn so với vật liệu tổ hợp khụng chứa tro bay.
Taàn soỏ (Hz) 0.1 1 10 100 G' (Pa) 1e+4 1e+5 LDPE/EVA/MFA LDPE/EVA/FA LDPE/EVA
Hỡnh 3.27. Sự biến thiờn G’ của polyme blend LDPE/EVA, t i u tổ hợ LDPE/EVA/(FA à MFA) theo tần số.
Mụ đun G’ và G’’ của vật liệu tổ hợp LDPE/EVA/MFA lớn hơn so với polyme blend LDPE/EVA và vật liệu tổ hợp LDPE/EVA/FA ở mọi tần số. Điều này cho thấy vật liệu tổ hợp chứa tro bay biến tớnh cú cấu trỳc chặt chẽ hơn so với vật liệu tổ hợp chứa tro bay chưa biến tớnh. Nguyờn nhõn là do sự hỡnh thành cỏc tương tỏc giữa tro bay biến tớnh VTMS với polyme EVA như tương tỏc lưỡng cực–lưỡng cực và liờn kết hiđro (như đó trỡnh bày ở phần 3.5.1) và sự trộn lẫn, xoắn cuộn giữa LDPE với phần VTMS gắn vào tro bay, do đú, cỏc hạt tro bay biến tớnh trộn lẫn và bỏm dớnh với polyme blend LDPE/EVA tốt hơn so với tro bay chưa biến tớnh.
Taàn soỏ (Hz)
1e-1 1e+0 1e+1 1e+2
G'' (P a) 1e+4 1e+5 LDPE/EVA/ MFA LDPE/EVA/FA LDPE/EVA
Hỡnh 3.28. Sự biến thiờn G’’ của polyme blend LDPE/EVA, t i u tổ hợ LDPE/EVA/(FA à MFA) theo tần số.
Cỏc hỡnh 3.30, 3.31 trỡnh bày mụ đun trữ động học G’, mụ đun tổn hao G’’ của polyme blend LDPE/EVA, vật liệu tổ hợp LDPE/EVA/(FA và MFA) theo nhiệt độ ở tần số cố định 1 Hz. Cú thể thấy khi nhiệt độ tăng, cỏc giỏ trị G’ và G’’ của tất cả polyme blend LDPE/EVA, vật liệu tổ hợp LDPE/EVA/(FA và MFA) đều giảm.
Nhieọt ủoọ (oC) 80 100 120 140 G' (P a) 1e+4 1e+5 1e+6 1e+7 LDPE/EVA/ MFA LDPE/EVA/FA LDPE/EVA
Hỡnh 3.29. Sự biến thiờn G’ của polyme blend LDPE/EVA, t i u tổ hợ LDPE/EVA/(FA à MFA) theo nhi t độ.
Nhieọt ủoọ (oC) 80 100 120 140 G'' (Pa) 1e+4 1e+5 1e+6 LDPE/EVA/ MFA LDPE/EVA/FA LDPE/EVA
Hỡnh 3.30. Sự biến thiờn G’’ của t i u o yme blend LDPE/EVA, t i u tổ hợ LDPE/EVA/(FA à MFA) theo nhi t độ.
Ở khoảng nhiệt độ từ 95 oC đến 115 oC, cỏc giỏ trị G’ và G’’ của vật liệu polyme blend LDPE/EVA, vật liệu tổ hợp LDPE/EVA/(FA và MFA) đều giảm mạnh, điều này cú thể giải thớch như sau: khoảng nhiệt độ từ 95 oC đến 115 oC là khoảng nhiệt độ chảy mềm của LDPE và EVA trong vật liệu tổ hợp LDPE/EVA/(FA và MFA). Ở khoảng nhiệt độ này, phần tinh thể của vật liệu tổ hợp LDPE/EVA/(FA và MFA) bắt đầu chảy dần dần, do đú, cỏc giỏ trị G’ và G’’ của polyme blend LDPE/EVA, vật liệu tổ hợp LDPE/EVA/(FA và MFA) đều giảm mạnh.
Ở khoảng nhiệt độ 95 oC, cỏc giỏ trị G’ và G’’ của vật liệu tổ hợp chứa tro bay chưa biến tớnh và biến tớnh đều lớn hơn so với polyme blend LDPE/EVA. Nguyờn nhõn là do cỏc hạt tro bay cú cấu trỳc xốp và cú khả năng hấp thụ nhiệt nờn làm chậm quỏ trỡnh chảy mềm cỏc polyme. Vật liệu tổ hợp chứa tro bay chưa biến tớnh chỉ tăng nhẹ cỏc giỏ trị G’ và G’’, trong khi vật liệu tổ hợp chứa tro bay biến tớnh cú giỏ trị G’ và G’’ lớn hơn rừ rệt. Điều đú một lần nữa chứng tỏ tro bay chưa biến tớnh phõn tỏn vào nền polyme khụng đồng đều, cỏc hạt tro bay cú hiện tượng kết tụ với nhau tạo ra cỏc khuyết tật trong vật liệu, liờn kết giữa bề mặt tro bay với polyme blend khụng chặt chẽ. Khả năng tương tỏc, trộn lẫn và bỏm dớnh tốt giữa tro bay biến tớnh với polyme blend đó cải thiện đỏng kể tớnh chất lưu biến của vật liệu tổ hợp LDPE/EVA/MFA.