Nghiên cứu tính chất vật liệu polyme compozit trên cơ sở nhựa polyetylen tỷ trọng cao và hạt sericit biến tính

Trong nghiên cứu này chúng tôi sử duṇg khoáng sericit đã đươc̣ tuyển tách và tinh chế, sau đó đươc̣ biến tính bởi acid stearic để làm chất độn làm cho polyethylen tỷ troṇg cao (HDPE). Mời các bạn tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu tính chất vật liệu polyme compozit trên cơ sở nhựa polyetylen tỷ trọng cao và hạt sericit biến tínhTạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học - Tập 22/ sô 1 (đặc biệt)/ 2017NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT VẬT LIỆU POLYME COMPOZIT TRÊN CƠ SỞNHỰA POLYETYLEN TỶ TRỌNG CAO VÀ HẠT SERICIT BIẾN TÍNHĐến tòa soạn 05/12/2016Nguyễn Vũ GiangViện Kỹ thuật Nhiệt đới, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt NamHoàng Thị Vân An, Đoàn Thanh NgọcKhoa Công nghệ Hóa học, Trường Đại học Công nghiệp Việt TrìSUMMARYSTUDY ON THE CHARACTERISTICS OF THE POLYMER COMPOSITES ONTHE BASIS OF HIGH DENSIITY POLYETHYLENE AND MODIFIED SERICITThis report dealt with the approach of using sericit as filler for high density polyethylene(HDPE). Sericite was modified by coating stearic acid with ethanol solvent. The polymercomposites of HDPE/origin sericit (O-sericite) and HDPE/modified sericit (M-sericite)were prepared by melt-blending in a Haake intermixer. The relative Haake torques of theHDPE/O-sericite and HDPE/M-sericite composites were increased with increasing Osericite and M-sericite content added into HDPE. The tensile tests showed that both Oand M-sericite can improve Young’s modulus of HDPE but they decreased the elongationat break of this polymer. The tensile strength of HDPE/sericite composites can beachieved stronger than HDPE when using upto 5 wt.% of O-sericit and 10 wt.% M-sericit.The dielectric constant and dielectric loss of the HDPE/sericite increased with increasingsericite content. However, the composites of HDPE/sericite could be still good dielectricmaterials. In comparison, HDPE/M-sericite composites exhibited some better propertiesthan HDPE/O-sericite composites.Keyword: Sericit, stearic acid modified sericit, HDPE, mechanical properties, dielectricalproperties1. MỞ ĐẦUSericit là một loại khoáng nhôm silicatgầ n giố ng với mica hoă ̣c muscovit, côngthức chung của nhóm khoáng này là (K,Na, Ca)(Al, Fe, Mg)2(Si, Al)4O10(OH)2,hàm lươ ̣ng các nguyên tố trên tuỳ thuô ̣cvào khu vực, vi ̣trí của mỏ khai thác [1,2].Sericit đã đươ ̣c sử du ̣ng rô ̣ng raĩ chonhiề u ngành công nghiê ̣p như gố m sứ,bùn khoan, sơn, nhựa. Gầ n đây, vâ ̣t liê ̣ucompozit trên cơ sở polymer và sericitđang thu hút sự quan tâm nghiên cứu của107các nhà khoa ho ̣c. Tuy nhiên, số lươ ̣ngcông triǹ h công bố về loa ̣i vâ ̣t liê ̣u nàycòn ở mức đô ̣ ha ̣n chế so với các loa ̣i claykhác như monmorillonit, kaolin [2-4].Polyetylen (PE) là loại nhựa nhiệt dẻođược sản xuất và tiêu thụ nhiều nhấ t trênthế giới. PE là một trong những loại nhựađa năng nhất do giá thành rẻ, có nhiềutính năng vượt trội, đa dạng trong ứngdụng do khả năng có thể điề u chin̉ h đươc̣tính chấ t khi đưa thêm các chấ t phu ̣ gia.Trong nhiề u ứng du ̣ng, PE thường đươ ̣csử du ̣ng cùng với các chấ t đô ̣n phổ biế nnhư CaCO3, CaSO4, mô ̣t số oxit, khoángsét bentonit, cao lanh, ... với mu ̣c đích cảithiê ̣n đô ̣ chố ng mài mòn, khả năng ổ nđinḥ kích thước và chố ng cháy [5,6]. Mô ̣tsố công triǹ h nghiên cứu về vâ ̣t liê ̣ucompozit PE/sericit đã cho thấ y sericit cókhả năng cải thiê ̣n nhiề u tiń h chấ t của PE.Khả năng chảy nhớt khi gia công, tínhchấ t cơ ho ̣c và tiń h chấ t điê ̣n môi của vâ ̣tliê ̣u đươ ̣c quan tâm khảo sát và trình bàychi tiế t.2. THỰC NGHIỆMTuy vâ ̣y, các tác giả cũng nhấ n ma ̣nh tầ mquan tro ̣ng của viê ̣c biế n tiń h nề n HDPEhoă ̣c biế n tiń h hữu cơ đố i với khoángsericit trước khi đưa vào nề n PE. Điề unày là do sự khác nhau về bản chấ t, sericitlà hỗn hơ ̣p các chấ t vô cơ và không ưahữu cơ [7,8]. Viê ̣c biế n tiń h này còn nhằ mcải thiê ̣n khả năng phân tán, tránh đươ ̣c sựtiêu chuẩn ASTM D638. Hằng số điệnmôi và tổn hao điện môi được xác địnhbằng thiết bị Aglient model E4980A vớiđiê ̣n cực dùng cho chấ t điê ̣n môi rắ nModel 16451B (Mỹ), điê ̣n áp xoay chiể uđă ̣t vào điê ̣n cực là 2 V ở tầ n số 30 kHz.Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR)của các mẫu O-sericit và M-sericit (ởkế t tu ̣, vón cu ̣c của khoáng sericit trongnề n PE.da ̣ng bô ̣t đươ ̣c ép viên với KBr) đượcthực hiện trên thiết bị Nexus 670 (Mỹ) vớiTrong nghiên cứu này chúng tôi sử du ̣ngkhoáng sericit đã đươ ̣c tuyể n tách và tinhchế , sau đó đươ ̣c biế n tiń h bởi acid stearicđể làm chấ t đô ̣n làm cho polyethylen tỷtro ̣ng cao (HDPE). Vâ ̣t liê ̣u HDPE/sericitbiế n tính chế ta ̣o bằ ng phương pháp trô ̣nnóng chảy trên thiết bị trộn nội Haake.độ phân giải 4 cm-1, 16 lần quét trongkhoảng bước sóng từ 400 cm-1 đến 4000cm-1. Thiết bị trộn nội Haake, máy épnóng Toyoseky (Nhật Bản), Các tính chấtcơ ho ̣c được xác định trên thiết bị đo đanăng Zwick Tensiler 2.5 (Đức) với tốc độkéo 50 mm/phút, theo tiêu chuẩn ASTM1082.1. Nguyên liệu và hóa chấtBô ̣t khoáng seri ...