Báo cáo nghiên cứu khoa học: NGHIÊN CỨU CẢI THIỆN TÍNH NĂNG CỦA VẬT LIỆU COMPOSITE SỢI ĐAY/ NHỰA POLYPROPYLENE BẰNG PHƯƠNG PHÁP BIẾN TÍNH NHỰA NỀN

Các polymer gia cường sợi tự nhiên có những tính chất cơ học và độ kháng nước khác nhau phụ thuộc vào bản chất bề mặt tiếp xúc giữa nhựa và sợi. Trong nghiên cứu này, ảnh hưởng của các tác nhân tương hợp copolymer ghép của polypropylene v anhydride maleic ới (MAHgPP) đến tính chất của composite nền nhựa polypropylene gia cường sợi đay được khảo sát. Kết quả cho thấy khi thêm 2% khối lượng Exxelor (Ex) vào nhựa nền polypropylene thì độ bền kết......
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo nghiên cứu khoa học: " NGHIÊN CỨU CẢI THIỆN TÍNH NĂNG CỦA VẬT LIỆU COMPOSITE SỢI ĐAY/ NHỰA POLYPROPYLENE BẰNG PHƯƠNG PHÁP BIẾN TÍNH NHỰA NỀN" TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 1(36).2010 NGHIÊN CỨU CẢI THIỆN TÍNH NĂNG CỦA VẬT LIỆU COMPOSITE SỢI ĐAY/ NHỰA POLYPROPYLENE BẰNG PHƯƠNG PHÁP BIẾN TÍNH NHỰA NỀN INVESTIGATION ON IMPROVING THE PERFORMANCES OF JUTE/POLYPROPYLENE COMPOSITE BY MATRIX MODIFICATION Đoàn Thị Thu Loan Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng TÓM T ẮT Các polymer gia cường sợi tự nhiên có những tính chất cơ học và độ kháng nước khácnhau phụ thuộc vào bản chất bề mặt tiếp xúc giữa nhựa và sợi. Trong nghiên cứu này, ảnhhưởng của các tác nhân tương hợp copolymer ghép của polypropylene v anhydride maleic ới(MAHgPP) đến tính chất của composite nền nhựa polypropylene gia cường sợi đay được khảosát. Kết quả cho thấy khi thêm 2% khối lượng Exxelor (Ex) vào nhựa nền polypropylene thì độbền kết dính tại bề mặt tiếp xúc cải thiện đáng kể do vậy làm tăng độ bền kéo trượt, độ bềnkéo, độ bền va đập và độ kháng nước, tuy nhiên không ảnh hưởng đến module kéo của mẫucomposite. Sự thay đổi độ bền kết dính tại bề mặt tiếp xúc và hình thái bề mặt phá hủy đượcđánh giá bằng cách sử dụng co mposite sợi đơn qua các phương pháp phân tích hiện đại gồmthử độ bền kéo trượt composite sợi đơn và kính hiển vi lực nguyên tử (AFM). ABSTRACT Natural fibre reinforced polymer matrices can exhibit very di ff erent mechanicalperformances and water resistance depending on interphase properties between fibre and matrixpolymers. In this study, investigations of the effects of compatibilisers based on maleic anhydridegrafted polypropylene copolymers (MAHgPP) on the properties fiof jute bre reinforcedpolypropylene composites have been considered. The addition of 2 wt% Exxelor (Ex)compatibilisers to polypropylene matrix (PP) can significantly improve the adhesion strength withjute fibre and in turn the mechanical properties, including interfacial adhesion strength of jute/PPmicro-composite; tensil strength and impact strength of jute/PP macro-composite; and waterresistance of jute/PP macro-composite samples. However, strength module of macro-compositesamples is not changed by using 2 wt% Ex. The changes of interfacial adhesion strength andfracture surfaces were characterized using jute single fibre model composites (micro-composite).The modern investigated methods, including single fibre pull out test and atomic force microscopy(AFM) were used to investigate interfaces and topography, respectively.1. Đặt vấn đề Sợi tự nhiên đã được dùng làm composite cách đây 3000 năm ở Ai Cập cổ đại.Vật liệu composite nhân tạo đầu tiên này được làm bằng cách trộn rơm và đất sét để làmnhà. Tuy nhiên sự quan tâm nghiên cứu và s ử dụng sợi tự nhiên gia cường cho vật liệucomposite chỉ mới vài thập kỷ qua. Những loại sợi tự nhiên quan trọng được dùng tronggia cường composite gồm có sợi lanh, đay, gai, tre , dứa, gỗ… Với những ưu điểm như28 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 1(36).2010khối lượng riêng bé, tính năng cơ lý riêng cao, ít gây tác dụng mài mòn thiết bị giacông, rẻ, thân thiện với môi trường và nguồn nguyên liệu dồi dào, các sản phẩmcomposite sợi tự nhiên đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như: xây dựng, giaothông vận tải, nội thất gia dụng, vật dụng hằng ngày, đồ chơi trẻ em… Trong số những sợi tự nhiên, đay là loại sợi vỏ vốn dồi dào ở Việt Nam cũngnhư Ấn Độ, Banladest. Đặc biệt khí hậu nhiệt đới ở Viêt Nam rất thuận lợi cho sự pháttriển của cây đay, nên nguồn sợi đay ở nước ta rất dồi dào, tuy nhiên, v chư a được ẫnkhai thác sử dụng triệt để. Việc nghiên cứu sử dụng sợi đay cũng như các loại sợi tựnhiên khác trong gia cường vật liệu composite ở nước ta chỉ ở giai đoạn bắt đầu. Nhữngứng dụng của vật liệu composite sợi tự nhiên trong đời sống cũng như trong côngnghiệp còn rất hạn chế. Do vậy việc nghiên cứu chế tạo và ứng dụng vật liệu compositesợi đay là rất cần thiết. Tuy nhiên, với một số nhược điểm như độ hút nước của sợi tương đối cao và độtương hợp với nhựa nền kém phân cực tương đối thấp dẫn đến bề mặ t tiếp xúc giữanhựa nền và sợi kém bền và do vậy tính năng cơ lý của composite chưa cao đã làm chosự ứng dụng sản phẩm composite sợi đay nói riêng và composite sợi tự nhiên nói chungbị hạn chế. Việc nghiên cứu cải thiện tính chất của vật liệu composite sợi tự nhiên đã vàđang được tiến hành phổ biến ở các nước trên thế giới [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]. Ở nước talĩnh vực nghiên cứu này còn rất hạn chế. Một số ...