Tìm hiểu cấu tạo của vật liệu Composite
Số trang: 2
Loại file: docx
Dung lượng: 15.00 KB
Lượt xem: 11
Lượt tải: 0
Xem trước 2 trang đầu tiên của tài liệu này:
Thông tin tài liệu:
Bài viết Tìm hiểu cấu tạo của vật liệu Composite phân tích cấu tạo của vật liệu Polymer nền và ứng dụng của các loại nhựa vào sản xuất.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tìm hiểu cấu tạo của vật liệu CompositeTìm hiểu cấu tạo của vật liệu CompositeCập nhập: 27/3/2013Trong nội dung bài viết trước, chúng tôi đã phân loại các loại vật liệu composite. Bàiviết này sẽ phân tích kĩ hơn cấu tạo của vật liệu Composite - Ở đây là vật liệu Polymernền CẤU TẠO CỦA VẬT LIỆU COMPOSITE .1) Polymer nền: Là chất kết dính, tạo môi trường phân tán, đóng vai trò truyền ứng suất sang đ ộn khi có ngoại l ực tácdụng lên vật liệu. Có thể tạo thành từ một chất hoặc hỗn hợp nhiều chất được trộn lẫn một cách đồng nhất tạo thể liên tục. Trong thực tế, người ta có thể sử dụng nhựa nhiệt rắn hay nhựa nhiệt dẻo làm polymer nền: •Nhựa nhiệt dẻo: PE, PS, ABS, PVC…độn được trộn với nhựa, gia công trên máy ép phun ở tr ạng thái nóngchảy. •Nhựa nhiệt rắn: PU, PP, UF, Epoxy, Polyester không no, gia công dưới áp suất và nhi ệt đ ộ cao, riêng v ới epoxyvà polyester không no có thể tiến hành ở điều kiện thường, gia công bằng tay (hand lay- up method). Nhìn chung,nhựa nhiệt rắn cho vật liệu có cơ tính cao hơn nhựa nhiệt dẻo. •Một số loại nhựa nhiệt rắn thông thường:1.1 Polyester: Nhựa polyester được sử dụng rộng rãi trong công nghệ composite, Polyester loại này thường là loại không no,đây là nhựa nhiệt rắn, có khả năng đóng rắn ở dạng lỏng hoặc ở dạng rắn nếu có điều kiện thích hợp. Thông thườngngười ta gọi polyester không no là nhựa polyester hay ngắn gọn hơn là polyester. Polyester có nhiều loại, đi từ các acid, glycol và monomer khác nhau, mỗi loại có những tính chất khác nhau. Chúngcó thể rất khác nhau trong các loại nhựa UPE khác nhau, phụ thuộc chủ yếu vào các yếu tố: - Thành phần nguyên liệu (loại và tỷ lệ tác chất sử dụng) - Phương pháp tổng hợp - Trọng lượng phân tử - Hệ đóng rắn (monomer, chất xúc tác, chất xúc tiến) - Hệ chất độn Bằng cách thay đổi các yếu tố trên, người ta sẽ tạo ra nhiều loại nhựa UPE có các tính chất đặc bi ệt khácnhau tùy thuộc vào yêu cầu sử dụng. Có hai loại polyester chính thường sử dụng trong công nghệ composite. Nhựa orthophthalic cho tính kinh tế cao,được sử dụng rộng rãi. Còn nhựa isophthalic lại có khả năng kháng nước tuyệt vời nên đ ược xem là v ật li ệu quantrọng trong công nghiệp, đặc biệt là hàng hải. Đa số nhựa polyester có màu nhạt, thường được pha loãng trong styrene. Lượng styrene có thể lên đến 50% để làmgiảm độ nhớt của nhựa, dễ dàng cho quá trình gia công. Ngoài ra, styrene còn làm nhi ệm vụ đóng r ắn t ạo liên k ếtngang giữa các phân tử mà không có sự tạo thành sản phẩm phụ nào. Polyester còn có khả năng ép khuôn mà khôngcần áp suất. Polyester có thời gian tồn trữ ngắn là do hiện tượng tự đóng rắn của nó sau một thời gian. Thông thường, ng ười tathêm vào một lượng nhỏ chất ức chế trong quá trình tổng hợp polyester để ngăn ngừa hiện tượng này.1.2 Vinylester: Vinylester có cấu trúc tương tự như polyester, nhưng điểm khác biệt chủ yếu của nó với polyester là vị trí phản ứng,thường là ở cuối mạch phân tử do vinylester chỉ có kết đôi C=C ở hai đầu mạch mà thôi. Toàn bộ chiều dài mạch phântử đều sẵn chịu tải, nghĩa là vinylester dai và đàn hồi hơn polyester. Vinylester có ít nhóm ester hơn polyester, nhómester rất dễ bị thủy phân, tức là vinylester kháng nước tốt hơn các polyester khác, do vậy nó th ường đ ược ứng d ụnglàm ống dẫn và bồn chứa hoá chất. Khi so sánh với polyester thì số nhóm ester trong vinylester ít hơn, nghĩa là vinylester ít bị ảnh h ưởng b ởi ph ản ứngthủy phân. Thường dùing vật liệu này như là lớp phủ bên ngoài cho sản phẩm ngập trong nước, như là vỏ ngoài củatàu, thuyền. Cấu trúc đóng rắn của vinylester có khuynh hướng dai hơn polyester, mặc dù đ ể đ ạt tính chất này, nh ựacần nhiệt độ cao sau đóng rắn.1.3 Epoxy: Epoxy là đại diện cho một số nhựa có tính năng tốt nhất hiện nay . Nói chung, epoxy có tính năng cơ lý, khángmôi trường hơn hẳn các nhựa khác, là loại nhựa được sử dụng nhiều nhất trong các chi tiết máy bay. Với tính chấtkết dính và khả năng kháng nước tuyệt vời của mình, epoxy rất lý tưởng để sử dụng trong ngành đóng tàu, là lớp lótchính cho tàu chất lượng cao hoặc là lớp phủ ngoài hay thay cho polyester dễ bị thủy phân bởi nước và gelcoat. Nhựa epoxy được tạo thành từ những mạch phân tử dài, có cấu trúc tương tự vinylester, với nhóm epoxy phản ứngở vị trí cuối mạch. Nhựa epoxy không có nhóm ester, do đó khả năng kháng nước của epoxy rất tốt. Ngoài ra, do cóhai vòng thơm ở vị trí trung tâm nên nhựa epoxy chịu ứng suất cơ và nhiệt nó tốt hơn mạch thẳng, do v ậy, epoxy r ấtcứng, dai và kháng nhiệt tốt. Nhựa epoxy, ta dùng chất đóng rắn để tạo mạng không gian ba chi ều. Ch ất đóng rắn ưa s ử d ụng là amine, đ ượccho vào epoxy, lúc này giữa chúng sẽ xảy ra phản ứng hoá học. Thường nhóm epoxy sẽ phản ứng kết khối với nhómamine, tạo ra cấu trúc phân tử ba chiều phức tạp. Amine kết hợp với epoxy theo một t ỉ l ệ nh ất đ ịnh, đây là y ếu t ốquan trọng vì việc trộn đúng tỉ lệ đảm bảo cho phản ứng ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tìm hiểu cấu tạo của vật liệu CompositeTìm hiểu cấu tạo của vật liệu CompositeCập nhập: 27/3/2013Trong nội dung bài viết trước, chúng tôi đã phân loại các loại vật liệu composite. Bàiviết này sẽ phân tích kĩ hơn cấu tạo của vật liệu Composite - Ở đây là vật liệu Polymernền CẤU TẠO CỦA VẬT LIỆU COMPOSITE .1) Polymer nền: Là chất kết dính, tạo môi trường phân tán, đóng vai trò truyền ứng suất sang đ ộn khi có ngoại l ực tácdụng lên vật liệu. Có thể tạo thành từ một chất hoặc hỗn hợp nhiều chất được trộn lẫn một cách đồng nhất tạo thể liên tục. Trong thực tế, người ta có thể sử dụng nhựa nhiệt rắn hay nhựa nhiệt dẻo làm polymer nền: •Nhựa nhiệt dẻo: PE, PS, ABS, PVC…độn được trộn với nhựa, gia công trên máy ép phun ở tr ạng thái nóngchảy. •Nhựa nhiệt rắn: PU, PP, UF, Epoxy, Polyester không no, gia công dưới áp suất và nhi ệt đ ộ cao, riêng v ới epoxyvà polyester không no có thể tiến hành ở điều kiện thường, gia công bằng tay (hand lay- up method). Nhìn chung,nhựa nhiệt rắn cho vật liệu có cơ tính cao hơn nhựa nhiệt dẻo. •Một số loại nhựa nhiệt rắn thông thường:1.1 Polyester: Nhựa polyester được sử dụng rộng rãi trong công nghệ composite, Polyester loại này thường là loại không no,đây là nhựa nhiệt rắn, có khả năng đóng rắn ở dạng lỏng hoặc ở dạng rắn nếu có điều kiện thích hợp. Thông thườngngười ta gọi polyester không no là nhựa polyester hay ngắn gọn hơn là polyester. Polyester có nhiều loại, đi từ các acid, glycol và monomer khác nhau, mỗi loại có những tính chất khác nhau. Chúngcó thể rất khác nhau trong các loại nhựa UPE khác nhau, phụ thuộc chủ yếu vào các yếu tố: - Thành phần nguyên liệu (loại và tỷ lệ tác chất sử dụng) - Phương pháp tổng hợp - Trọng lượng phân tử - Hệ đóng rắn (monomer, chất xúc tác, chất xúc tiến) - Hệ chất độn Bằng cách thay đổi các yếu tố trên, người ta sẽ tạo ra nhiều loại nhựa UPE có các tính chất đặc bi ệt khácnhau tùy thuộc vào yêu cầu sử dụng. Có hai loại polyester chính thường sử dụng trong công nghệ composite. Nhựa orthophthalic cho tính kinh tế cao,được sử dụng rộng rãi. Còn nhựa isophthalic lại có khả năng kháng nước tuyệt vời nên đ ược xem là v ật li ệu quantrọng trong công nghiệp, đặc biệt là hàng hải. Đa số nhựa polyester có màu nhạt, thường được pha loãng trong styrene. Lượng styrene có thể lên đến 50% để làmgiảm độ nhớt của nhựa, dễ dàng cho quá trình gia công. Ngoài ra, styrene còn làm nhi ệm vụ đóng r ắn t ạo liên k ếtngang giữa các phân tử mà không có sự tạo thành sản phẩm phụ nào. Polyester còn có khả năng ép khuôn mà khôngcần áp suất. Polyester có thời gian tồn trữ ngắn là do hiện tượng tự đóng rắn của nó sau một thời gian. Thông thường, ng ười tathêm vào một lượng nhỏ chất ức chế trong quá trình tổng hợp polyester để ngăn ngừa hiện tượng này.1.2 Vinylester: Vinylester có cấu trúc tương tự như polyester, nhưng điểm khác biệt chủ yếu của nó với polyester là vị trí phản ứng,thường là ở cuối mạch phân tử do vinylester chỉ có kết đôi C=C ở hai đầu mạch mà thôi. Toàn bộ chiều dài mạch phântử đều sẵn chịu tải, nghĩa là vinylester dai và đàn hồi hơn polyester. Vinylester có ít nhóm ester hơn polyester, nhómester rất dễ bị thủy phân, tức là vinylester kháng nước tốt hơn các polyester khác, do vậy nó th ường đ ược ứng d ụnglàm ống dẫn và bồn chứa hoá chất. Khi so sánh với polyester thì số nhóm ester trong vinylester ít hơn, nghĩa là vinylester ít bị ảnh h ưởng b ởi ph ản ứngthủy phân. Thường dùing vật liệu này như là lớp phủ bên ngoài cho sản phẩm ngập trong nước, như là vỏ ngoài củatàu, thuyền. Cấu trúc đóng rắn của vinylester có khuynh hướng dai hơn polyester, mặc dù đ ể đ ạt tính chất này, nh ựacần nhiệt độ cao sau đóng rắn.1.3 Epoxy: Epoxy là đại diện cho một số nhựa có tính năng tốt nhất hiện nay . Nói chung, epoxy có tính năng cơ lý, khángmôi trường hơn hẳn các nhựa khác, là loại nhựa được sử dụng nhiều nhất trong các chi tiết máy bay. Với tính chấtkết dính và khả năng kháng nước tuyệt vời của mình, epoxy rất lý tưởng để sử dụng trong ngành đóng tàu, là lớp lótchính cho tàu chất lượng cao hoặc là lớp phủ ngoài hay thay cho polyester dễ bị thủy phân bởi nước và gelcoat. Nhựa epoxy được tạo thành từ những mạch phân tử dài, có cấu trúc tương tự vinylester, với nhóm epoxy phản ứngở vị trí cuối mạch. Nhựa epoxy không có nhóm ester, do đó khả năng kháng nước của epoxy rất tốt. Ngoài ra, do cóhai vòng thơm ở vị trí trung tâm nên nhựa epoxy chịu ứng suất cơ và nhiệt nó tốt hơn mạch thẳng, do v ậy, epoxy r ấtcứng, dai và kháng nhiệt tốt. Nhựa epoxy, ta dùng chất đóng rắn để tạo mạng không gian ba chi ều. Ch ất đóng rắn ưa s ử d ụng là amine, đ ượccho vào epoxy, lúc này giữa chúng sẽ xảy ra phản ứng hoá học. Thường nhóm epoxy sẽ phản ứng kết khối với nhómamine, tạo ra cấu trúc phân tử ba chiều phức tạp. Amine kết hợp với epoxy theo một t ỉ l ệ nh ất đ ịnh, đây là y ếu t ốquan trọng vì việc trộn đúng tỉ lệ đảm bảo cho phản ứng ...
Tìm kiếm theo từ khóa liên quan:
Vật liệu Composite Vật liệu nhựa Nhựa Polymer nền Ứng dụng của epoxy Tìm hiểu nhựa polyester Tìm hiểu nhựa VinylesterGợi ý tài liệu liên quan:
-
8 trang 65 0 0
-
Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng: Phân tích bất ổn định phi tuyến tấm composite
84 trang 40 0 0 -
Tối ưu hóa chế độ cắt và độ nhám bề mặt khuôn dập khi gia công vật liệu composite nền nhựa, cốt hạt
13 trang 39 0 0 -
Nghiên cứu các loại vật liệu kỹ thuật: Phần 2
176 trang 35 0 0 -
Luận văn Thạc sĩ: Vật liệu composite trong điêu khắc ứng dụng ở Việt Nam từ năm 1990 đến nay
31 trang 31 0 0 -
Kỹ thuật Vật liệu cơ khí hiện đại: Phần 2
158 trang 30 0 0 -
Công nghệ vật liệu Composite - Chương 6
26 trang 25 0 0 -
tieu luan vat lieu ky thuat (copusite)
24 trang 24 0 0 -
Công nghệ vật liệu Composite - Chương 4
20 trang 24 0 0 -
vật liệu composite - cơ học và công nghệ: phần 1
185 trang 24 0 0