Ảnh hưởng của hệ kết hợp cấu trúc 1D và 2D của nanocacbon đến tính chất nhiệt lớp phủ Epoxy

Bài viết Ảnh hưởng của hệ kết hợp cấu trúc 1D và 2D của nanocacbon đến tính chất nhiệt lớp phủ Epoxy trình bày kết quả khảo sát ảnh hưởng của các cấu trúc khác nhau 1D và 2D của Nanocacbon vật liệu đến các đặc trưng nhiệt của màng phủ nhựa Epoxy.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ảnh hưởng của hệ kết hợp cấu trúc 1D và 2D của nanocacbon đến tính chất nhiệt lớp phủ Epoxy TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - VOL. 17, NO. 10.1, 2019 1 ẢNH HƯỞNG CỦA HỆ KẾT HỢP CẤU TRÚC 1D VÀ 2D CỦA NANOCACBON ĐẾN TÍNH CHẤT NHIỆT LỚP PHỦ EPOXY THE EFFECT OF 1D AND 2D STRUCTURE HYBRID OF NANOCARBON ON THERMAL PROPERTY OF EPOXY COATING Phan Thị Thúy Hằng, Nguyễn Đình Lâm Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng; thuyhang@dut.udn.vn, ndlam@dut.udn.vn Tóm tắt - Bài báo này trình bày kết quả khảo sát ảnh hưởng của Abstract - This paper reported investigation results of the effect of the các cấu trúc khác nhau 1D và 2D của Nanocacbon vật liệu đến các difference structures of 1D and 2D nanocarbon materials on thermal đặc trưng nhiệt của màng phủ nhựa Epoxy. Trong nghiên cứu này performances of Epoxy coatings. Nanocarbon material oxidative đã tiến hành các phương pháp oxy hóa vật liệu nanocacbon nhằm methods were proceed to improve compatibility and dispersability in cải thiện khả năng tương hợp và phân tán với nhựa Epoxy. Do vậy Epoxy resin in this study. This may affect on the thermal properties of có thể làm ảnh hưởng đến các tính chất nhiệt của màng phủ. the coating. In there the thermal gravimetric analysis (TGA) and Ở đây đã sử dụng các phương pháp phân tích nhiệt như nhiệt thermal conductivity coefficient measurement methods were employed trọng lượng (TGA), đo hệ số dẫn nhiệt để kiểm tra các đặc tính to test the thermal properties of Epoxy paint coatings. The results nhiệt của màng phủ. Các kết quả cho thấy sự thêm vào hệ kết hợp showed that addition the 1D of carbon nanotubes (CNTs) and 2D of cấu trúc 1D của ống nanocacbon (CNTs) và 2D của Graphen đều Graphene structure hybrid of nanocarbon in Epoxy films increased làm tăng đáng kể độ bền nhiệt và độ dẫn nhiệt cho màng phủ thermal performances of Epoxy coatings significantly. In there the Epoxy. Trong đó hệ kết hợp cấu trúc nanocacbon oxy hóa của effect of 1D and 2D structure hybrid of oxidative nanocarbon of CNTs oxy hóa (O-CNTs) và Graphen oxit (GO) có ảnh hưởng làm oxidized CNTs (O-CNTs) and Graphene oxide(GO) that growed tăng độ bền nhiệt và dẫn nhiệt đạt mức lớn hơn 100% so với NC degree of them was higher 100% than the one of neat nanocarbon nguyên bản (CNTs và Graphen) và riêng lẻ cấu trúc của chúng. (CNTs and Graphene) and single structure of them. Từ khóa - Nanocacbon; Ống nanocarbon; Graphen oxit; tính chất Key words - Nanocarbon; Carbon nanotubes; Graphene oxide; nhiệt; màng phủ nhựa Epoxy; hệ kết hợp cấu trúc 1D và 2D của Epoxy coating; 1D and 2D structure hybrid of nanocarbon nanocacbon 1. Giới thiệu composite. Từ đó làm tăng khả năng gia cường tính chất của Việc sử dụng kết hợp vật liệu nano với các cấu trúc khác vật liệu polymer của vật liệu NC [5, 7]. nhau trong chất tạo màng để gia cường tính năng của màng Trong bài báo này sẽ trình bày các kết quả nghiên cứu phủ nhựa có thể xem hệ sơn này là vật liệu kết hợp nano ảnh hưởng của hệ lai cấu trúc 1D và 2D của NC biến tính (nanocomposite) hay lai tạo nano (nanohybrid) [1]. Lớp phủ oxy hóa khi làm vật liệu gia cường nhằm nâng cao các tính Epoxy là loại lớp phủ chịu hóa chất, thời tiết, môi trường, chất nhiệt của lớp sơn phủ Epoxy. Nghiên cứu đã tiến hành lực tác động cơ học… [2]. Màng phủ Epoxy thường đi từ các biến tính NC bằng phương pháp oxy hóa nhằm hình thành loại nhựa có khối lượng phân tử 450 ÷ 500 (như Epikote 828, các nhóm chức chứa oxy trong cấu trúc của NC. Từ đó cải DER 337); 850 - 1000 (như Epikote 1001, DER 671); thiện đáng kể tính phân tán và sự tương tác với chất tạo 1750 -2025 (Epikote 1007, DER 664). Trong đó một loại vật màng là nhựa Epoxy phân cực. Do vậy, chúng làm thay đổi liệu vô cơ đáng chú ý trong những năm gần đây đó là vật liệu tăng tính chất nhiệt cho màng phủ nhựa Epoxy đáng kể, cacbon cấu trúc nano gọi là nanocacbon (NC) đã được định hướng cho ứng dụng lớp phủ nano chức năng chịu nghiên cứu nhiều với những triển vọng ứng dụng thực tế của nhiệt và chống cháy [2]. nó vô cùng to lớn và lý thú [3]. Một lĩnh vực ứng dụng vật 2. Thực nghiệm liệu composite nền polyme gia cường bởi các vật liệu vô cơ trong chế tạo màng phủ nhựa cũng là một hướng nghiên cứu 2.1. Nguyên liệu và hóa chất thu hút nhiều nhà nghiên cứu. Cấu trúc của vật liệu NC được - NC được sử dụng gồm CNTs và GO, trong đó CNTs hình thành bởi các nguyên tử cacbon bằng các liên kết cộng do Công ty TNHH Bảo Lâm Khoa sản xuất, GO được tổng hóa trị sắp xếp dạng vòng sáu cạnh xếp san sát liền kề. hợp bằng phương pháp Tour biến đổi đi từ Graphit trong Với sự sắp xếp có quy luật đồng nhất như vậy nên làm cho phòng thí nghiệm. chúng có những tính chất rất đặc trưng và ưu việt đáng chú - Nhựa epoxy loại EPOTEC YD 011X-75 và chất đóng ý là tính chất cơ học, dẫn nhiệt, dẫn điện, bền hóa học cực rắn loại EPOTEC TH 751 được sản xuất bởi Aditya Birla tốt [4]. Cho đến nay, loại vật liệu này đã được khám phá và Chemicals Ltd, Thái Lan. chế tạo ở 4 dạng cấu trúc gồm: kim cương, fullerene (0D), - Các hóa chất khác: Xylen, n-Butanol, axit H2SO4 ống nanocacbon (1D) và Graphen (2D) [6]. Mặc dù, có rất 98%, axit H3PO4 63%, HCl 36,5%, KMnO4 được sản xuất nhiều đặc tính ưu việt, nhưng bản chất kỵ nước và không bởi Xilong Chemical Factory và Guangdong Guanghua phân cực của nanocarbon đ ...