Nghiên cứu chế tạo keo dán trên cơ sở Nhựa Epoxy biến tính Thiokol sử dụng làm vật tư tiêu hao trong kỹ thuật tên lửa

Keo dán cấu trúc trên cơ sở nhựa epoxy biến tính polysulfit (thiokol) được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực hàng không và tên lửa, do keo có khả năng bám dính cao lên nhiều nền vật liệu, bền hóa chất, làm việc tốt ở nhiệt độ âm … trong bài báo này, trình bày một số kết quả nghiên cứu chế tạo keo dán epoxythiokol từ các nguyên liệu trong nước.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu chế tạo keo dán trên cơ sở Nhựa Epoxy biến tính Thiokol sử dụng làm vật tư tiêu hao trong kỹ thuật tên lửa Hóa học & Kỹ thuật môi trường NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO KEO DÁN TRÊN CƠ SỞ NHỰA EPOXY BIẾN TÍNH THIOKOL SỬ DỤNG LÀM VẬT TƯ TIÊU HAO TRONG KỸ THUẬT TÊN LỬA Hồ Ngọc Minh*, Dương Văn San, Đỗ Quốc Mạnh, Lê Trần Tiệp Tóm tắt: Keo dán cấu trúc trên cơ sở nhựa epoxy biến tính polysulfit (thiokol) được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực hàng không và tên lửa, do keo có khả năng bám dính cao lên nhiều nền vật liệu, bền hóa chất, làm việc tốt ở nhiệt độ âm … trong bài báo này, trình bày một số kết quả nghiên cứu chế tạo keo dán epoxy- thiokol từ các nguyên liệu trong nước. Khả năng bám dính của keo lên nền nhôm anod hóa được đánh giá bằng độ bền kéo trượt và độ bền kéo đứt cân bằng. Kết quả cho thấy, khi sử dụng polysulfit LP-3 với trọng lượng phân tử 1000 chế tạo keo dán, độ bền kéo trượt trên nền nhôm > 14MPa, tỷ lệ epoxy/Thiokol/hóa rắn = 60/40/10. Từ khóa: Keo dán epoxy-thiokol, Bám dính, Bền cơ lý. 1. MỞ ĐẦU Keo dán epoxy có các tính năng vượt trội so với các loại keo dán khác như: khả năng bám dính tuyệt vời lên nhiều loại vật liệu khác nhau, đóng rắn trong khoảng nhiệt độ rộng không cần áp lực hoặc áp lực thấp, độ co ngót nhỏ, đồng thời trong phân tử nhựa có các nhóm chức hoạt động (nhóm hydroxyl, epoxy) nên dễ dàng biến tính hóa học nâng cao các tính năng mong muốn. Keo sau khi đóng rắn có cơ tính cao, bền vững dưới tác động của dung môi và dung dịch kiềm, hằng số điện môi thấp, cách điện tốt. Một nhược điểm lớn nhất của họ epoxy sau đóng rắn là nhựa thường giòn, nên giải vấn đề dai hóa, mở rộng phạm vi ứng dụng của keo là rất quan trọng [1-6]. Các nghiên cứu trên thế giới cũng như trong nước cho thấy các polysulfit có nhóm thiol ở đầu mạch có khả năng tương hợp cao với nhựa epoxy, chúng được sử dụng biến tính nhựa epoxy tạo nên các loại keo dán chuyên dụng như KLN-1, K- 153,… các loại keo dán này có khả năng đóng rắn tại nhiệt độ phòng, co ngót nhỏ, bám dính tốt, làm việc lâu dài trong điều kiện nhiệt độ thấp. Phản ứng của nhóm – SH với vòng epoxy giúp nhựa sau hóa rắn có khả năng dai chắc. Tuy nhiên, các công bố chi tiết về các loại keo dán chuyên dụng này không nhiều và thường được bảo mật giữ bí quyết [5-9]. Bài báo này chúng tôi trình bày một số kết quả nghiên cứu keo dán trên cơ sở nhựa epoxy, polyetylen polyamine, và Thiokol LP-3 sử dụng làm vật tư tiêu hao trong quân sự, nhằm chủ động cung cấp nguồn vật tư tại chỗ. 2. THỰC NGHIỆM 2.1. Hóa chất - Nhựa epoxy Epon 828 hãng Dow Chemical. - Nhựa epoxy DEG-1, Nga. - Polyetylen polyamin (PEPA) DEH-29: Dow Chemical. - Polysulfit lỏng loại LP-3 (Mw 1000g/mol, hàm lượng nhóm –SH: 5,9÷7,7%). 2.2. Các phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Phương pháp xác định thời gian gel hóa của keo 140 H. N. Minh, …, L. T. Tiệp, “Nghiên cứu chế tạo keo dán… trong kỹ thuật tên lửa.” Nghiên cứu khoa học công nghệ Theo tiêu chuẩn DIN 16945 thực hiện trên máy Gelnorm- Geltimer của Ý. 2.2.2. Phương pháp xác định độ bền kéo trượt Xác định theo tiêu chuẩn GOST 14759-69 với tốc độ kéo 5mm/phút, trên máy Tinius Olsen H100 KU Hounsfield (Anh). 2.2.3. Phương pháp xác định khả năng thấm ướt của keo Thực hiện trên máy General Type Phonenix 150/300. 2.2.4. Xác định bề mặt phá hủy keo bằng kính hiển vi điện tử quét Thực hiện trên máy JEM1010 (JEOL, Nhật Bản). 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Ảnh hưởng của hàm lượng Thiokol đến khả năng bám dính với nền nhôm D16 Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng thiokol lên độ bền bám dính của keo, đánh giá qua độ bền kéo trượt trên nền nhôm D16 đã anod hóa, polysulfit được sử dụng là loại LP-3. Các mẫu keo được trộn đều trong cốc bằng đũa thủy tinh, thời gian 5 phút. Phết keo lên mẫu nhôm, dán mẫu rồi cho vào bộ dưỡng, điều chỉnh áp lực ép cỡ 0,5kG/cm2. Để mẫu đóng rắn ổn định trong 07 ngày trước khi đem xác định độ bền kéo trượt Kết quả được chỉ ra trong bảng 1. Bảng 1. Kết quả thử nghiệm độ bền kéo trượt keo epoxy-polysufid. Tgel : Thời gian sống của keo; σk: Độ bền kéo trượt. EPON- PEPA, Tgel, Tên mẫu LP-3, g σk, MPa Ghi chú 828, g g phút Phá hủy tại vị EP-PEPA 20 0 2 20 5,82 trí keo-nền Phá hủy tại vị EP-LP3/10 20 2,0 2 32 7,72 trí keo-nền Phá hủy tại vị EP-LP3/20 20 4,0 2 47 8,18 trí keo-nền Phá hủy tại vị EP-LP3/40 20 8,0 2 65 9,14 trí keo-nền Phá hủy tại vị EP-LP3/60 20 12,0 2 86 7,65 trí keo-keo EP- Phá hủy tại vị 20 20 2 103 3,69 LP3/100 trí ...