Các đặc tính cơ của vải dệt sử dụng sợi Aramid gia cường

Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã tạo các mẫu vật liệu là vải dệt sợi aramid thuần và vải aramid gia cường để xác định hiệu quả của vải dệt aramid gia cường đến các đặc tính cơ của vật liệu compozit. Các mẫu vải với mật độ dệt khác nhau được tạo ra khi giữ khoảng cách sợi dọc cố định còn khoảng cách sợi ngang thì thay đổi. Sử dụng nhựa urethane để làm nền cho các mẫu compozit cốt vải aramid. Sau đó các mẫu vải có và không gia cường được thử nghiệm cơ tính.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Các đặc tính cơ của vải dệt sử dụng sợi Aramid gia cườngTạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 3/2015THOÂNG BAÙO KHOA HOÏCCÁC ĐẶC TÍNH CƠ CỦA VẢI DỆT SỬ DỤNG SỢI ARAMID GIA CƯỜNGMECHANICAL CHARACTERISTICS OF THE ARAMID FABRIC REINFORCED PREFORMSDương Tử Tiên1Ngày nhận bài: 17/3/2015; Ngày phản biện thông qua: 25/5/2015; Ngày duyệt đăng: 15/9/2015TÓM TẮTTrong nghiên cứu này, chúng tôi đã tạo các mẫu vật liệu là vải dệt sợi aramid thuần và vải aramid gia cường để xácđịnh hiệu quả của vải dệt aramid gia cường đến các đặc tính cơ của vật liệu compozit. Các mẫu vải với mật độ dệt khácnhau được tạo ra khi giữ khoảng cách sợi dọc cố định còn khoảng cách sợi ngang thì thay đổi. Sử dụng nhựa urethane đểlàm nền cho các mẫu compozit cốt vải aramid. Sau đó các mẫu vải có và không gia cường được thử nghiệm cơ tính. Kếtquả cho thấy: độ bền kéo, độ bền xé rách, độ bền đục thủng, tính chống đâm xuyên của vải có và không có gia cường nhựaurethan gia tăng theo độ tăng của mật độ sợi ngang. Các đặc tính cơ và tính chống đâm xuyên của vải có gia cường nhựaurethan tăng cao hơn loại thuần không có gia cường nhựa.Từ khóa: Vải aramid, sợi aramid, chống đâm xuyên, độ bền kéo, độ bền xé rách, độ bền đục thủngABSTRACTIn this study, we constructed aramid fabrics and the aramid fabric reinforced performs to investigate the effect ofaramid fabric reinforcement on the mechanical performance of the composites. While the warp density is kept constant,the aramid fabrics were woven according to various weft densities. And the aramid fabric composite specimens wereimpregnated in urethane resin. Then mechanical properties of the aramid fabrics and their preforms were tested. The resultshown that, tensile strength, tearing strength, bursting strength and stab resistance of the aramid fabrics and their preformsincreased according as the weft density increased. The mechanical properties of preforms were higher than those of thepure aramid fabric.Keywords: Aramid fabric, aramid fiber, stab resistance, tensile strength, tearing strength, bursting strengthI. ĐẶT VẤN ĐỀCùng với sợi cacbon, aramid là loại sợi có nhiềutính năng cơ-nhiệt vượt trội, chúng đã được chế tạothương mại và được ứng dụng rất rộng rãi ngày nay[2, 3]. Độ bền riêng của sợi aramid (độ bền trên khốilượng riêng) gấp khoảng 5 lần thép cacbon và 1,3 lầnsợi cacbon [4]. Giá của sợi aramid tuy có rẻ hơn sợicacbon nhưng cũng vẫn còn khá cao so với các loạisợi kỹ thuật khác (gấp khoảng 5 lần sợi thủy tinh) [1].Các loại compozit gia cường sợi aramid với đặctính về cơ-nhiệt cao, tuy nhẹ hơn khoảng (30÷40)%so với sợi thủy tinh khi có cùng độ bền, nhưng docấu thành từ sợi aramid gia cường và tỷ lệ khá caonền nhựa nhiệt rắn để hình thành nên hình dạngcủa sản phẩm, do vậy vật liệu thường có tỉ khối cao(dày đặc, nặng) và cứng [4]. Yêu cầu về môi trườngvà điều kiện làm việc ngày càng cao và đa dạng1hơn; trong nhiều lĩnh vực kỹ thuật và đời sống đôikhi cần vật liệu dạng tấm mỏng, nhẹ, mềm mạingoài đặc tính cơ nhiệt tốt thì còn phải chịu đượccắt hay xuyên thủng… Cấu trúc vải dệt dùng sợi đặcbiệt cùng với gia cường nhựa nền nhiệt dẻo là mộttrong các giải pháp chính để thực hiện [6, 7].Trong nghiên cứu này, chúng tôi lựa chọn nhựanền nhiệt dẻo urethan để gia cường cho cấu trúc dệtsợi aramid. Vải dệt với các mật độ dệt khác nhaucho cả hai loại thuần và gia cường nhựa được chếtạo để tìm hiểu ảnh hưởng của thông số kỹ thuật dệtđến các tính chất. Mục đích nghiên cứu là tìm cấutrúc mỏng, nhẹ, mềm dẻo nhưng có cơ tính tốt nênchúng tôi chọn một số các tính chất đặc thù như độbền kéo, bền xé rách và đục thủng cùng tính chốngđâm xuyên để đánh giá tính chất của các cấu trúcvải dệt và compozit của nó.TS. Dương Tử Tiên: Khoa Xây dựng – Trường Đại học Nha TrangTRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 59Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 3/2015II. VẬT LIỆU, THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG PHÁPNGHIÊN CỨUvà loại có gia cường bằng cách cho thêm nhựaurethan loại UW-250 và chất đóng rắn Cat-64 dohãng Snogen (Hàn Quốc) chế tạo. Sợi aramid và1. Chế tạo vật liệunhựa urethan sử dụng tạo các mẫu vải dệt có cácVật liệu tạo mẫu thử nghiệm các tính chất làhai loại vải dệt sợi aramid thuần của hãng Dupondthông số kỹ thuật như trong bảng 1.Bảng 1. Nguyên liệu thô dùng chế tạo mẫu vật liệu thực nghiệmKích thước sợiSợi aramidNhựa urethan200deSố sợi đơn600Hình thức bên ngoàiPH (10%)IonKhông màu, trong mờ6±1Không ionHình 1. Thiết bị tạo mẫu thửa) Máy dệt băng ; b) Hệ thống ép nóngCác mẫu vải được tạo ra ở nghiên cứu này trênmáy dệt băng, sau đó thấm nhựa urethan. Chúng tôisử dụng hệ thống ép nóng có kiểm soát nhiệt độ vàthời gian để làm khô nhựa. Hình 1 là máy dệt băng vàhệ thống ép nóng sử dụng để tạo mẫu thử. Các mẫuthử là vải được dệt theo kiểu vân điểm với các mật độdệt khác nhau, nhằm mục đích xác định ảnh hưởngcủa mật độ dệt đến các tính chất cần khảo sát. Để thayđổi mật độ dệt, chúng t ...