Một số kết quả nghiên cứu vật liệu Polyme Compozit trên cơ sở nhựa Polyeste không no đóng rắn quang hóa

Bài báo trình bày một số kết quả nghiên cứu việc sử dụng các polyeste không no (PEKN) đóng rắn quang. Kết quả cho thấy nhựa 6011 và 8202 có tỷ lệ chất khơi mào quang (KMQ) tối ưu là 0,5%, nhựa 2211 tỷ lệ KMQ là 1,0%. Các nhựa sau khi đóng rắn quang hóa có độ bền cao. Vật liệu compozit đóng rắn quang từ các nhựa trên và vải thủy tinh có thể thay thế cho phương pháp sử dụng peoxit truyền thống, hàm lượng chất KMQ sử dụng là 1,0%.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Một số kết quả nghiên cứu vật liệu Polyme Compozit trên cơ sở nhựa Polyeste không no đóng rắn quang hóaNghiên cứu khoa học công nghệ MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VẬT LIỆU POLYME COMPOZIT TRÊN CƠ SỞ NHỰA POLYESTE KHÔNG NO ĐÓNG RẮN QUANG HÓA Đỗ Quốc Mạnh*, Hồ Ngọc Minh, Dương Văn San, Nguyễn Tiến Mạnh, Đỗ Đình Trung Tóm tắt: Bài báo trình bày một số kết quả nghiên cứu việc sử dụng các polyeste không no (PEKN) đóng rắn quang. Kết quả cho thấy nhựa 6011 và 8202 có tỷ lệ chất khơi mào quang (KMQ) tối ưu là 0,5%, nhựa 2211 tỷ lệ KMQ là 1,0%. Các nhựa sau khi đóng rắn quang hóa có độ bền cao. Vật liệu compozit đóng rắn quang từ các nhựa trên và vải thủy tinh có thể thay thế cho phương pháp sử dụng peoxit truyền thống, hàm lượng chất KMQ sử dụng là 1,0%.Từ khóa: Polyeste không no, Khơi mào quang hóa (KMQ). 1. MỞ ĐẦU Các Polyme đóng rắn quang được ứng dụng ban đầu trong công nghệ nhiếp ảnhvà vật liệu in. Những năm gần đây, các sản phẩm từ chúng phát triển mạnh mẽchiếm tỷ trọng khá lớn trong các loại sơn công nghiệp, lĩnh vực sử dụng cũng đượcmở rộng như: công nghiệp điện tử, ô tô, đồ gỗ mỹ nghệ, keo dán,…[1-5]. HệPolyme khâu mạch quang hóa có các thành phần chính như sau: + Chất khơi mào quang (KMQ). + Oligome hoặc poilime có chứa nhóm chức hoạt tính có thể tham gia phản ứngtrùng hợp. + Monome có một hay nhiều nhóm chức hoạt tính có thể tham gia phản ứngtrùng hợp. + Phụ gia: Chất ức chế, chất ổn định, chất hóa dẻo, … Polyme được nghiên cứu và sử dụng đóng rắn quang sớm nhất là hệ polyesterkhông no hòa tan trong styrene được dùng trong công nghiệp gỗ, compozit cốtsợi thủy tinh,…[3,6]. Nhựa polieste không no (PEKN) được tổng hợp do phảnứng giữa các axit 2 chức no và không no hoặc các anhydric của nó với các glycolhay các oxit trong khí quyển không có oxy. Các nhựa PEKN được phân thành 5loại dựa trên cấu trúc mạch của chúng gồm: nhựa ortho, nhựa ISO, nhựabisphenol-A fumarat, nhựa clorendic và nhựa vinyl. Tất cả các loại nhựa PEKNđều có cấu trúc mạch thẳng và trong mạch có những liên kết đôi là trung tâmphản ứng đóng rắn nhựa. Quá trình polime hóa quang học được thực hiện bởi chất khởi đầu theo cơ chếgốc hoặc theo cơ chế cation. Mức độ khâu mạch quang hóa phụ thuộc vào ba yếutố chính [1-3,6]: + Bản chất của chất khơi mào. + Bản chất của monome và oligome + Các yếu tố thực nghiệm: Độ dài bước sóng, cường độ ánh sáng chiếu, độ dàycủa màng, nồng độ monome và các chất khơi mào trong hệ, sự có mặt của oxy,nhiệt độ môi trường.Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 45, 10 - 2016 167 Hóa học & Kỹ thuật môi trường Hiện nay, hướng nghiên cứu về polyme đóng rắn quang ở nước ta chưa pháttriển mạnh, sản phẩm phải nhập ngoại hoàn toàn. Thị trường Việt Nam nhựaPEKN được cung cấp rất phong phú về chủng loại, giá thành rẻ chỉ bằng 1/3 cácloại nhựa đóng rắn quang khác. Trong bài báo này, chúng tôi trình bày một số kếtquả nghiên cứu về việc sử dụng polyester không no thông dụng đóng rắn quang, đểchế tạo vật liệu compozit cốt sợi thủy tinh. 2. THỰC NGHIỆM2.1. Nguyên liệu và hóa chất - Nhựa PEKN 6011; 8202 và 2211, Đài Loan. - Axeton, AR Trung Quốc. - Chất khơi mào quang 2,2-dimetoxy-2-phenyl-acetophenon, Aldrich Sigma (Mỹ). - Vải thủy tinh loại vải lụa 160g/m2, dày: 0,2mm, Hàn Quốc. - Đèn chiếu tử ngoại: do hãng Philips chế tạo, công suất 1000W, với bộ chuyểnđổi dòng điện là 230V-1000W, bước sóng 350- 450 nm.2.2. Phương pháp nghiên cứu2.2.1. Phương pháp phân tích nhiệt (TG, DTA) Xác định độ bền nhiệt của nhựa nền sau khi đóng rắn, thực hiện trên máy phântích nhiệt vi sai model STA 409 PC của hãng NETZCH.2.2.2. Phương pháp phân tích tính chất của vật liệu - Độ bền kéo được xác định theo tiêu chuẩn ISO 3268 1978 (E) trên máy đoGOTECH AL-7000-M (Đài Loan), tốc độ kéo 5mm/phút. - Độ bền uốn được xác định theo tiêu chuẩn ISO 178 1993 (E) trên máy đoINTRON-5582 100KN (Mỹ), tốc độ uốn 5mm/phút - Độ bền nén được xác định theo tiêu chuẩn ISO 604 1993 (E) trên máy đoINTRON-5582 100KN (Mỹ), tốc độ nén 5mm/phút2.2.3. Hàm lượng phần gel Hàm lượng phần gel được xác định bằng cách trích ly trong axeton trên dụng cụShoxlet trong thời gian 48 giờ. 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN3.1. Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng chất khơi mào quang đến cơ tínhnhựa nền Để khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng chất khơi mào quang 2,2-dimetoxy-2-phenyl-acetophenon đến tính năng cơ lý của nhựa nền, các mẫu vật liệu được chếtạo với 0,3%, 0,5%, 1,0%, 1,5%, 2,0% KMQ. Quá trình trộn hợp nhựa và chấtKMQ được thực hiện trên máy khuấy cơ ở nhiệt độ 30oC, tốc độ khuấy 200vòng/phút, thời gian trộn 5 phút, tiếp theo tạo mẫu vật liệu đem hút chân khôngloại bọt khí ở áp suất 0,1mmHg, đèn tử ngoại được bố trí cách 5,0cm so với mẫu,thời gian chiếu 5 phút. Kết quả xác định tính năng cơ lý của nhựa nền sau đóng rắnquang hóa được trình bày trong bảng 1. Từ số liệu ở bảng 1 cho thấy các mẫu nhựa đóng rắn quang cho độ bền cơ lý tốt,đặc biệt là độ bền nén và uốn cao hơn cỡ 50% so với nhựa epoxy hay nhựa168 Đ. Q. Mạnh, …, Đ. Đ. Trung, “Một số kết quả nghiên cứu… đóng rắn quang hóa.”Nghiên cứu khoa học công nghệpolyeste cùng loại đóng rắn peoxit [6]. Nhựa 6011 có độ bền kéo, nén, uốn caonhất tại tỷ lệ 0,5% chất KMQ nhỏ hơn hàm lượng này độ bền cơ lý thấp có thể dochất KMQ chưa đủ, mật độ khâu mạng trong hệ chưa tối ưu, khi lớn hơn tỷ lệ nàyđộ bền giảm có thể do thừa chất KMQ dẫn đến đứt gẫy một phần liên kết trongnhựa theo cơ chế phá hủy bởi gốc tự do. Bảng 1. Độ bền cơ lý của các mẫu nhựa nền đóng rắn quang. Mác KMQ Độ bền Độ dãn Độ bền Độ bền Modun nhựa (%) kéo, MPa ...