Compusite trong đóng tàu

Trong số polymer thông dụng được dùng trong công nghiệp,nhựa epoxy và nhựapolyester được ứng dụng làm các kết cấu có độ bền cao như vỏ xe ô tô, các chi tiếtmáy, các cụm chi tiết chị lực trên máy bay, tàu hỏa, tàu thủy . Đặc tính chính của hainhóm nhựa này như sau.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Compusite trong đóng tàu Vật liệu Vật liệu nền : nhựa epoxy và nhựa polyester I.Trong số polymer thong dụng được dung trong công nghiệp,nhựa epoxy và nhựapolyester được ứng dụng làm các kết cấu có độ bền cao như vỏ xe ô tô, các chi tiếtmáy, các cụm chi tiết chị lực trên máy bay, tàu hỏa, tàu thủy . Đặc tính chính của hainhóm nhựa này như sau.Epoxy. Phân tử đơn của epoxy có cấu trúc của ether lien kết với oxy theo dạng chungR-O-R. Điểm khác nhau rõ rệt giữa epoxy và các polymer khác là, giải chiueef dàilien kết phân tử của epoxy ngắn hoặc rất ngắn. Khi đông cứng do quá trình phảnứng, các phân tử lien kết với nhau dưới dạng chồng chéo, móc xích ; các chất phụtrong phản ứng trở thành bộ phận không tách rời của kết cấu. Các dạng liên kếtphân tử của các polymer có thể chia làm 3 nhóm sau : lien kết thẳng ( Hình 1a ) ,liêm kết theo nhánh ( H 1b ) và lien kết chồng chéo, móc xích. Liên kết các phân tửepoxy khi đông cứng thuộc dạng thứ ba. Hình Với cấu trúc như trên, sự thay đổi kích thước sau quá trình polymer hóa của epoxy không đáng kể. Chất hòa tan, các chất độn nằm lại trong thành phần kết cấu vật liệu. Độ co dãn kích thước chỉ nằm trong giới hạn 1 : 10 000. Nhờ tính chất này độ bám dính của epoxy đối với vật liệu tiếp xúc, với các thành phần tăng bền hòa trong nó tăng cao rõ rệt. Đặc tính cơ học của epoxy nằm trong giới hạn sau : Trọng lượng riêng : 1,20 – 1,30 kg/l Giới hạn bền khi chịu uốn 8000 – 1300 kG/ cm2 ; chịu nén 1100 – 1500 kG/ cm2; Modul đàn hồi 2,5 – 3,0 x 104 kG/ cm2 H 1c Liên kết dạng chồng chéo, móc xích.Hiện nay có chừng 25 mã hiệu thương mại dành cho nhựa epoxy. Giữa chúng có sựkhác nhau về cấu trúc phân tử. Chúng đòi hỏi chất xúc tác khác nhau. Epoxy chỉ cóthể chuyển sang rắn khi tác động với chất xúc tác khác nhau. Epoxy chỉ có thểchuyển sang thể rắn sau khi tác động với chất xúc tác hoặc chất tăng tốc. Vật liệucompusit trên nền epoxy có trong kết cấu ít nhất hai thành phần. Quá trình polymerhóa chỉ bắt đầu từ khi trộn lẫn các thành phần vất liệu đã định. Polymer hóa có thểxảy ra giừa hai loại polymer, giữa hai epoxy với nhóm vật liệu tăng bền.Một sốphản ứng được kích thích bằng catalyst, số khác có thể do phản ứng hóa học của cácthanh phần hòa tan. Tính chất hóa , lý của vật liệu compusit thay đổi theo thànhphần, tỉ lệ của nhóm epoxy được dung, của chất làm đông cứng. Chất độn được sử dụng làm thay dổi cơ, lý tính của vật liệu khi đưa chúng vàoepoxy với tỉ lệ thích hợp. Thí dụ cao su đưa vào epoxy làm tăng tính deo, bột kimloại góp phần tăng độ cứng, tăng tính dẫn điệ, dẫn nhiêtj. Một vài nhóm epoxy cókhả năng đông cứng ở nhiệt độ thường khi bị catalyst kích hoạt, nhiều nhóm khácchỉ có thể chuyển sang trạng thái đông cứng, cấu trúc phân tử chuyển sang lien kếtchồng chéo, móc xích ở nhiệt độ cao. Độ đậm đặc của epoxy khác nhau giữa cácnhóm : có nhóm epoxy ở trạng thái loãng nước song có nhóm đặc sền sệc. Phạm visử dụng của chúng tùy thuộc vào cả độ đậm đặc này.Sử dụng epoxy cần nhớ nguyên tắc sau. Phản ứng polymer hóa , trong đó có sự thamgia của epoxy hoặc polyester, là phản ứng tỏa nhiệt. Pha chế epoxy với chất dôngcứng phải tiến hành đúng quy trình, tránh tình trạng bén lửa gây tai nạn.Polyester không no.Ester là sản phẩm sau phản ứng giữa acid hữu cơ va rượu. Ngoài ester sau phản ứngcòn thu được nước.Acid + Rượu  Ester + nướcTrong ngành chế tạo cơ khí, tàu thủy, tên gọi ‘’ polyester’’ được hiểu như cách hiểuvề tên gọi ‘’ thép’’. Nếu thép có nhiều mã hiệu, tên gọi, công dụng khác nhau,“polyester” cunbgx có nhiều mã hiệu, tên gọi đi theo mã hiệu, kí hiệu đó. Trong kỹthuật làm vỏ tàu chúng ta sử dụng polyester không no có khả năng tái sinh, tham giaphản ứng ở nhiệt độ thường ( nhiệt độ trong phòng ). Nhóm nhựa này thuộc nhómthermoset. Nhóm thứ hai có tên gọi thermoplastic , tham gia phản ưng trong nhữngđiều kiện phức tạp hơn , ở nhiệt độ cao, trong môi trường áp suất lớn ( trình bày ởphần tiếp theo của tài liệu ).Nói chính xác hơn trong kỹ thuật làm vỏ tàu chúng ta chỉ sử dụng “ polyester khôngno “ ( unsaturated polyester ). Ester này được tạo ra từ than đá và dầu. NÓ là sảnphẩm phụ của công nghiệp hóa dầu. Phản ứng trực tiếp để có ester không no làphản ứng giữa acid maleic và rượu ethylene glycol. Sau phản ứng ester không no códạng như ở H.2 dưới đây. HìnhTừ không no có nguyên cớ của nó . Ester này luoon có khả năng và luôn đòi hỏiđượcthực hiện khả năng lien kết với các polymer khác, thậm chí với cả vật liệukhác qua hai nhánh hấp thụ, bắt nguồn từ nguyên tử các bon.Thí dụ ngược với trường hợp trên đây là hóa chất thuộc nhóm polyester “no” có têngọi Terylene. Terylen đơn thuàn là chất dẻo, là vật liệu vô cơ, không có khả năn ...