Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu nâng cao tính chất cơ học và độ chậm cháy của compozit trên nền epoxy gia cường bằng vải thủy tinh

Luận án hướng tới nghiên cứu chế tạo vật liệu compozit trên cơ sở nhựa nền epoxy Epikote 240 với nanoclay I.30E, ống nano cacbon đa tường (MWCNTs); epoxy Epikote 240 với hỗn hợp nanoclay I.30E+MWCNTs; epoxy Epikote 240/dầu lanh epoxy hóa (ELO) với hỗn hợp nanoclay I.30E+MWCNTs các tổ hợp này phối hợp với các chất chống cháy oxit antimon và paraphin clo hóa; sử dụng vải thủy tinh và vải thủy tinh 3D gia cường cho các tổ hợp chất nền đó để nâng cao tính chất cơ học và độ chậm cháy.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu nâng cao tính chất cơ học và độ chậm cháy của compozit trên nền epoxy gia cường bằng vải thủy tinhA.GIỚI THIỆU LUẬN ÁN1. Tính cấp thiết, ý nghĩa khoa học của luận án Ở Việt Nam, năm 2013 những vụ cháy liên quan đến nhà cao tầng, chợ, trungtâm thương mại, khu chung cư có chiều hướng gia tăng. Riêng vụ nổ nhà máypháo hoa ở Phú Thọ đã làm chết 26 người và gần 100 người bị thương, toàn bộnhà máy bị san phẳng, thiệt hại 53 tỉ đồng. Theo thống kê của Cục phòng cháychữa cháy và cứu nạn cứu hộ, trong năm 2013, cả nước xảy ra gần 2.600 vụcháy nổ, làm chết 124 người và bị thương 349 người. Riêng tại Hoa Kỳ từ năm1996 đến năm 2005, trung bình 3932 người chết và 20.919 người khác bịthương (không bao gồm các sự kiện của ngày 11 tháng 9 năm 2001) đã đượcbáo cáo hàng năm là kết quả của các vụ hỏa hoạn. Ngoài ra, tất cả những tai nạncháy cũng liên quan đến mất mát tài sản đáng giá hàng triệu đô la. Vì vậy, việc cải thiện tính chậm cháy của vật liệu polyme tiếp tục vẫn là mộtlĩnh vực nghiên cứu rất hấp dẫn cho các nhà Hóa học và Công nghệ Vật liệupolyme. Vì vậy chúng tôi đã lựa chọn đề tài của luận án: “Nghiên cứu nângcao tính chất cơ học và độ chậm cháy của compozit trên nền epoxy gia cườngbằng vải thủy tinh” và hy vọng kết quả của luận án sẽ có đóng góp vào pháttriển vật liệu compozit chậm cháy ở nước ta.2. Mục tiêu của luận án Nghiên cứu chế tạo vật liệu compozit trên cơ sở nhựa nền epoxy Epikote 240với nanoclay I.30E, ống nano cacbon đa tường (MWCNTs); epoxy Epikote 240với hỗn hợp nanoclay I.30E+MWCNTs; epoxy Epikote 240/dầu lanh epoxy hóa(ELO) với hỗn hợp nanoclay I.30E+MWCNTs các tổ hợp này phối hợp với cácchất chống cháy oxit antimon và paraphin clo hóa; sử dụng vải thủy tinh và vảithủy tinh 3D gia cường cho các tổ hợp chất nền đó để nâng cao tính chất cơ họcvà độ chậm cháy.3. Những điểm mới của luận án - Đã nghiên cứu tìm được tỷ lệ thích hợp của dầu lanh epoxy hóa cũng nhưhàm lượng thích hợp các chất chống cháy oxit antimon và paraphin clo hóatrong nhựa nền epoxy Epikote 240. Các vật liệu thu được có độ bền cơ họcđược cải thiện và nâng cao độ chậm cháy so với vật liệu epoxy Epikote 240. - Đã nghiên cứu tìm ra kỹ thuật thích hợp (khuấy cơ học tốc độ cao và khuấysiêu âm, rung siêu âm) để phân tán đồng đều nanoclay I.30E và MWCNTstrong nhựa nền epoxy Epikote 240, tạo ra vật liệu nanocompozit có cấu trúctách lớp. - Đã chế tạo thành công vật liệu nanocompozit trên cơ sở nhựa nền epoxyEpikote 240 với nanoclay I.30E, MWCNTs; epoxy Epikote 240 với hỗn hợpnanoclay I.30E+MWCNTs; các tổ hợp này phối hợp với các chất chống cháyoxit antimon và paraphin clo hóa. Vật liệu nanocompozit nhận được có các chỉtiêu độ bền cơ học được cải thiện cũng như đảm bảo được tính chậm cháy. - Đã chế tạo vật liệu polyme compozit trên cơ sở nhựa epoxy Epikote 240 cóELO, MWCNTs và nanoclay I.30E, chất chống cháy oxyt antimon và paraphin 1clo hóa gia cường bằng vải thủy tinh thông thường và vải thủy tinh dệt 3D. Vậtliệu nhận được có độ bền cơ học được cải thiện và nâng cao độ chậm cháy.4. Cấu trúc của luận án Luận án có khối lượng 123 trang, gồm các phần chính sau: Mở đầu 2 trang, phần 1: tổng quan 28 trang, phần 2: phương pháp nghiên cứu11 trang, phần 3: kết quả và thảo luận 79 trang, kết luận 2 trang và 99 tài liệutham khảo.B. NỘI DUNG LUẬN ÁNCHƯƠNG 1.TỔNG QUAN1.1 Nhựa epoxy1.2 Các giải pháp nâng cao tính chất cơ học và độ chậm cháy của compozit trêncơ sở nhựa epoxy gia cường bằng vải thủy tinh 1.2.1 Phối trộn dầu lanh epoxy hóa 1.2.2 Đưa nanoclay vào nhựa epoxy 1.2.3 Đưa MWCNTs vào nhựa epoxy1.3 Các chất làm chậm cháy polyme 1.3.1 Cơ chế cháy vật liệu polyme 1.3.2 Cơ chế hoạt động của phụ gia chống cháy 1.2.3 Phụ gia chống cháy1.4 Các loại vải thủy tinh thông thường và vải thủy tinh 3DCHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU2.1 Nguyên liệu • Nhựa epoxy Epikote 240 của hãng Shell Chemicals (Hoa Kỳ), hàm lượngnhóm epoxy 24,6%, đương lượng của nhóm epoxy 185-196, độ nhớt ở 250C :0,7 ÷ 1,1 Pa.s*. • Dietylen triamin (DETA), Dow Chemicals (Hoa Kỳ). • Vải thủy tinh thô loại E 600g/m2 (Trung Quốc). • Vải thủy tinh dệt 3D loại 600g/m2 (Trung Quốc). • Nanoclay I.30E của hãng Nanocor (Hoa Kỳ): bột trắng ngà, khối lượngriêng 1,7 g/cm3 được biến tính bằng octadecyl amin. • Ống nano cacbon đa tường (Multi Wall Carbon Nanotubes-MWCNTs),của hãng Showa Denko (Nhật Bản). Được tổng hợp bằng phương pháp lắngđọng hóa hơi chất xúc tác. MWCNTs có đường kính trung bình 40-45nm, chiềudài trung bình 3 μm và khối lượng riêng 0,08 g/cm3. • Paraphin clo hóa (S52) (Trung Quốc), có hàm lượng clo là 52%. • Oxyt antimon (Trung Quốc), độ tinh khiết > 99,0 %. • Dầu lanh epoxy hóa (Epoxidized Linseed Oil - ELO) có hàm lượng nhómepoxy 22,89 %, độ nhớt ở 250C: 800 cSt, Akcros (Anh).2.2 Phương pháp chế tạo mẫu2.2.1 Phương pháp chế tạo mẫu nhựa nền 2 2.2.1.1 Phương pháp chế tạo mẫu epoxy Epikote 240 với các chấtchống cháy - Chất chống cháy Sb2O3 và amino phosphat (AC-2) ở dạng bột trước khi trộnhợp được sấy khô trong tủ ở 800C trong 60 phút sau trộn hợp vào epoxy để 24hđảm bảo cho quá trình thấm ướt, sau đó tiến hành khuấy trộn cơ học với tốc độ1500 vòng/phút ở 800C trong 3 giờ ở điều kiện cách thủy. Mẫu được để nguộisau đó bổ sung chất đóng rắn DETA, tiến hành khuấy ở 150 vòng/phút trong 10phút sau đó tiến hành khử bọt trong 30 phút và đổ mẫu xác định tính chất cơhọc, tính chất chống cháy trên khuôn inox, sau 24 giờ tiến hành sấy ở 800Ctrong 3 giờ, để ổn định 7 ngày đi thử tính chất cơ học và độ chậm cháy. - Hai chất chống cháy paraphin clo hóa và tris (1,3-dichloro-iso-propyl)phosphat ở dạng lỏng bỏ qua giai đoạn sấy, quy trình chế tạo mẫu tươngtự như trên. - Trộn hợp hệ chất chống cháy oxyt antimon và paraphin clo hóa (với các tỷlệ phần khối ...