Luận văn thạc sĩ hcmute nghiên cứu ảnh hưởng của thông số phun ép đến độ bền kéo của vật liệu composite trong môi trường kiềm

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hcmute nghiên cứu ảnh hưởng của thông số phun ép đến độ bền kéo của vật liệu composite trong môi, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện

• Tác giả: Hồ Thị Thanh Tâm
• Người hướng dẫn: TS. Phạm Sơn Minh
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Cơ Khí
• Đề tài: Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Của Thông Số Phun Ép Đến Độ Bền Kéo Vật Liệu Composite Trong Môi Trường Kiềm
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan chung về hướng nghiên cứu
• 1.2. Tình hình nghiên cứu
• 1.2.1. Trong nước
• 1.2.2. Trên thế giới
• 2. MÔ TẢ THÍ NGHIỆM
• 2.1. Vật liệu PA6 - 30GF
• 2.2. Sản phẩm mẫu thử
• 2.3. Kết cấu của bộ khuôn
• 2.4. Dung dịch kiềm
• 2.5. Thiết bị thí nghiệm
• 2.6. Bộ thông số phun ép
• 3. THÍ NGHIỆM VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ
• 3.1. Thành lập các điều kiện thí nghiệm
• 3.1.1. Xác định số lượng mẫu
• 3.1.2. Các bước thực hiện ép và ngâm mẫu
• 3.1.3. Kiểm tra độ bền kéo
• 3.2. Kết quả thí nghiệm và phân tích kết quả
• 3.2.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ ép và môi trường kiềm đến độ bền kéo vật liệu PA6 – 30GF
• 3.2.2. Ảnh hưởng của áp suất phun và môi trường kiềm đến độ bền kéo vật liệu PA6 – 30GF
• 3.2.3. Ảnh hưởng của áp suất sau phun và môi trường kiềm đến độ bền kéo vật liệu PA6 – 30GF
• 3.2.4. Ảnh hưởng của thời gian phun và môi trường kiềm đến độ bền kéo vật liệu PA6 – 30GF
• 3.2.5. Ảnh hưởng của thời gian sau phun và môi trường kiềm đến độ bền kéo vật liệu PA6 – 30GF
• 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về vật liệu composite

Vật liệu composite đã trở thành một phần quan trọng trong ngành công nghiệp hiện đại nhờ vào những ưu điểm vượt trội như độ bền cao, trọng lượng nhẹ và khả năng chống ăn mòn. Vật liệu composite được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, từ hàng không vũ trụ đến ngành công nghiệp ô tô. Đặc biệt, trong ngành hàng hải, vật liệu composite được sử dụng để chế tạo vỏ tàu và các thiết bị khác. Tuy nhiên, để đảm bảo chất lượng sản phẩm, việc nghiên cứu và tối ưu hóa các thông số phun ép là rất cần thiết. Các thông số này bao gồm nhiệt độ, áp suất và thời gian phun, ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền kéo của sản phẩm. Nghiên cứu này nhằm tìm hiểu mối quan hệ giữa các thông số phun ép và độ bền kéo của vật liệu composite trong môi trường kiềm.

1.1. Tình hình nghiên cứu trong nước

Trong những năm gần đây, nhiều nhà khoa học trong nước đã tiến hành nghiên cứu về vật liệu composite. Các nghiên cứu này tập trung vào việc xác định các thông số phun ép và ảnh hưởng của chúng đến độ bền kéo của vật liệu composite. Ví dụ, nghiên cứu của TS. Nguyễn Nhật Trinh cho thấy rằng độ bền kéo của vật liệu composite giảm đáng kể khi ngâm trong môi trường kiềm. Kết quả này cho thấy tầm quan trọng của việc kiểm soát các thông số phun ép để nâng cao chất lượng sản phẩm. Ngoài ra, các nghiên cứu khác cũng chỉ ra rằng việc tối ưu hóa các thông số này có thể giúp cải thiện đáng kể tính năng của vật liệu composite.

II. Ảnh hưởng của thông số phun ép đến độ bền kéo

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng các thông số phun ép như nhiệt độ, áp suất và thời gian phun có ảnh hưởng lớn đến độ bền kéo của vật liệu composite. Cụ thể, nhiệt độ ép có thể ảnh hưởng đến độ bền kéo theo hàm bậc hai, trong khi áp suất phun và thời gian phun ảnh hưởng theo hàm bậc nhất. Kết quả cho thấy rằng khi nồng độ dung dịch kiềm tăng lên, độ bền kéo của vật liệu composite giảm xuống. Điều này cho thấy rằng việc kiểm soát các thông số phun ép là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng sản phẩm trong môi trường kiềm. Các kết quả này có thể được áp dụng trong thực tiễn để tối ưu hóa quy trình sản xuất và nâng cao chất lượng sản phẩm.

2.1. Phân tích kết quả thí nghiệm

Kết quả thí nghiệm cho thấy rằng độ bền kéo của vật liệu composite thay đổi rõ rệt khi thay đổi các thông số phun ép. Cụ thể, khi nhiệt độ ép tăng, độ bền kéo cũng tăng lên đến một mức nhất định trước khi giảm xuống. Điều này cho thấy rằng có một điểm tối ưu cho nhiệt độ ép mà tại đó độ bền kéo đạt giá trị cao nhất. Tương tự, áp suất phun và thời gian phun cũng có mối quan hệ tương tự với độ bền kéo. Những phát hiện này không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn có thể được áp dụng trong thực tiễn để cải thiện quy trình sản xuất và chất lượng sản phẩm.

III. Ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu

Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển và ứng dụng vật liệu composite trong các lĩnh vực công nghiệp. Việc hiểu rõ ảnh hưởng của các thông số phun ép đến độ bền kéo giúp các nhà sản xuất tối ưu hóa quy trình sản xuất, từ đó nâng cao chất lượng sản phẩm. Các sản phẩm từ vật liệu composite có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, từ xây dựng đến sản xuất thiết bị y tế. Đặc biệt, trong ngành hàng hải và hóa chất, việc sử dụng vật liệu composite có thể giúp giảm thiểu rủi ro và tăng cường độ bền cho các sản phẩm. Nghiên cứu này cũng mở ra hướng đi mới cho các nghiên cứu tiếp theo về vật liệu composite và các ứng dụng của chúng trong môi trường khắc nghiệt.

3.1. Khuyến nghị cho nghiên cứu tiếp theo

Dựa trên các kết quả đạt được, cần có những nghiên cứu sâu hơn về ảnh hưởng của các yếu tố khác như thành phần hóa học của vật liệu composite và các điều kiện môi trường khác nhau đến độ bền kéo. Việc mở rộng nghiên cứu sang các loại vật liệu composite khác cũng là một hướng đi tiềm năng. Ngoài ra, cần có các nghiên cứu thực nghiệm để xác định các thông số tối ưu cho từng loại sản phẩm cụ thể, từ đó phát triển các quy trình sản xuất hiệu quả hơn.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh công nghiệp hiện đại, vật liệu composite ngày càng được ứng dụng rộng rãi nhờ những ưu điểm vượt trội như nhẹ, bền, chịu ăn mòn và khả năng thiết kế linh hoạt. Tại Việt Nam và trên thế giới, sản phẩm composite được sản xuất chủ yếu bằng công nghệ ép phun, đặc biệt trong các ngành hàng hải, công nghiệp hóa chất và cơ khí. Tuy nhiên, chất lượng và độ bền của sản phẩm composite phụ thuộc rất lớn vào các thông số phun ép cũng như điều kiện môi trường làm việc, đặc biệt là môi trường kiềm có tính ăn mòn cao.

Luận văn tập trung nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số phun ép gồm nhiệt độ nóng chảy (Melt temperature), áp suất phun (Injection pressure), áp suất giữ (Packing pressure), thời gian phun (Injection time) và thời gian giữ (Packing time) cùng với nồng độ dung dịch kiềm (pH) đến độ bền kéo của vật liệu composite PA6 cốt sợi thủy tinh ngắn 30%. Phạm vi nghiên cứu được giới hạn trong các nồng độ pH 7, 8 và 12,5, với thời gian ngâm mẫu từ 2 đến 6 tháng tại môi trường kiềm.

Mục tiêu chính của nghiên cứu là xác định quy luật ảnh hưởng của các thông số phun ép và môi trường kiềm đến độ bền kéo của vật liệu composite nhằm nâng cao chất lượng và năng suất sản phẩm. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc tối ưu hóa quy trình sản xuất, đảm bảo độ bền và tuổi thọ sản phẩm composite trong các ứng dụng công nghiệp khắc nghiệt.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về vật liệu composite và công nghệ ép phun:

• Lý thuyết vật liệu composite: Vật liệu composite là sự kết hợp của pha nền (matrice) và pha cốt (reinforce), trong đó pha cốt chịu ứng suất chính và pha nền liên kết các phần tử cốt thành khối đồng nhất. Đặc biệt, vật liệu composite cốt sợi thủy tinh ngắn được nghiên cứu với các yếu tố ảnh hưởng như chiều dài sợi, phân bố và định hướng sợi, cũng như tính chất cơ lý của sợi và nền polymer PA6.

• Mô hình ảnh hưởng thông số phun ép đến độ bền kéo: Nhiệt độ nóng chảy ảnh hưởng theo hàm bậc hai đến độ bền kéo; áp suất phun và thời gian phun ảnh hưởng giảm tuyến tính; áp suất giữ và thời gian giữ ảnh hưởng tăng tuyến tính đến độ bền kéo. Môi trường kiềm với nồng độ pH cao và thời gian ngâm lâu làm giảm đáng kể độ bền kéo.

• Khái niệm về môi trường kiềm và ảnh hưởng hóa học: Dung dịch NaOH với các nồng độ pH khác nhau tác động đến sự phân hủy và lão hóa của vật liệu composite, ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất cơ học như độ bền kéo.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Dữ liệu thu thập từ các mẫu thử vật liệu composite PA6 – 30GF được chế tạo bằng công nghệ ép phun với các bộ thông số phun ép khác nhau. Mẫu thử được ngâm trong dung dịch kiềm NaOH với ba mức pH (7, 8, 12,5) trong các khoảng thời gian 2, 4 và 6 tháng.

• Phương pháp chọn mẫu và cỡ mẫu: Số lượng mẫu thử được xác định theo tiêu chuẩn ISO 527-1993, đảm bảo tính đại diện và độ tin cậy của kết quả. Mẫu được chọn ngẫu nhiên từ các lô sản xuất với các thông số phun ép khác nhau.

• Phương pháp phân tích: Sử dụng phương pháp thực nghiệm kết hợp thống kê mô tả và phân tích hồi quy để xác định ảnh hưởng của từng thông số phun ép và nồng độ pH đến độ bền kéo. Phần mềm đồ họa được dùng để biểu diễn các mối quan hệ qua biểu đồ và bảng số liệu.

• Timeline nghiên cứu: Quá trình nghiên cứu kéo dài từ tháng 10/2015 đến tháng 4/2017, bao gồm giai đoạn chế tạo mẫu, ngâm mẫu trong môi trường kiềm, thử nghiệm độ bền kéo và phân tích kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Ảnh hưởng của nhiệt độ nóng chảy (Melt temperature): Độ bền kéo của vật liệu composite tăng theo hàm bậc hai với nhiệt độ nóng chảy, đạt giá trị tối ưu tại khoảng nhiệt độ trung bình. Cụ thể, khi tăng nhiệt độ từ mức thấp đến mức tối ưu, độ bền kéo tăng khoảng 15%, nhưng vượt quá mức này sẽ làm giảm độ bền do biến tính vật liệu.

2. Ảnh hưởng của áp suất phun (Injection pressure) và thời gian phun (Injection time): Cả hai thông số này đều có ảnh hưởng giảm tuyến tính đến độ bền kéo. Khi áp suất phun tăng từ mức thấp đến cao, độ bền kéo giảm khoảng 10%. Tương tự, thời gian phun kéo dài làm giảm độ bền kéo khoảng 8%, do sự phân bố không đồng đều và khuyết tật trong vật liệu.

3. Ảnh hưởng của áp suất giữ (Packing pressure) và thời gian giữ (Packing time): Ngược lại với áp suất phun và thời gian phun, áp suất giữ và thời gian giữ có ảnh hưởng tăng tuyến tính đến độ bền kéo. Tăng áp suất giữ lên mức tối ưu giúp tăng độ bền kéo khoảng 12%, thời gian giữ kéo dài cũng cải thiện độ bền khoảng 9%, do giảm thiểu sự co rút và khuyết tật trong sản phẩm.

4. Ảnh hưởng của nồng độ pH và thời gian ngâm trong môi trường kiềm: Độ bền kéo giảm rõ rệt khi nồng độ pH tăng và thời gian ngâm kéo dài. Ở pH 7, độ bền kéo giảm khoảng 5% sau 6 tháng ngâm; tại pH 8 giảm khoảng 15%; và tại pH 12,5 giảm đến 35%. Điều này cho thấy môi trường kiềm có tính ăn mòn mạnh, làm suy giảm tính chất cơ học của vật liệu composite theo thời gian.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân của các hiện tượng trên có thể giải thích dựa trên cơ chế vật liệu và quá trình ép phun. Nhiệt độ nóng chảy ảnh hưởng đến độ nhớt và khả năng thấm ướt của nhựa nền, từ đó ảnh hưởng đến sự liên kết giữa sợi và nền polymer. Áp suất phun và thời gian phun quá cao gây ra hiện tượng phân bố không đồng đều, tạo ra các khuyết tật như rỗ khí, làm giảm độ bền kéo. Ngược lại, áp suất giữ và thời gian giữ giúp vật liệu đông đặc đều hơn, giảm co rút và tăng cường liên kết.

So sánh với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, kết quả phù hợp với các báo cáo về ảnh hưởng của thông số ép phun đến tính chất cơ học của composite. Ví dụ, một nghiên cứu quốc tế cho thấy độ bền kéo của composite tăng tuyến tính với tỷ lệ sợi thủy tinh và giảm khi nhiệt độ làm việc tăng. Kết quả về ảnh hưởng môi trường kiềm cũng tương đồng với các nghiên cứu về lão hóa hóa học của vật liệu polymer trong môi trường ăn mòn.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ đường cong thể hiện mối quan hệ giữa từng thông số phun ép và độ bền kéo, cũng như bảng tổng hợp số liệu giảm độ bền kéo theo nồng độ pH và thời gian ngâm. Các biểu đồ này giúp trực quan hóa quy luật ảnh hưởng và hỗ trợ việc tối ưu hóa quy trình sản xuất.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tối ưu hóa nhiệt độ nóng chảy: Đề nghị duy trì nhiệt độ nóng chảy trong khoảng tối ưu để đạt độ bền kéo cao nhất, tránh quá nhiệt gây biến tính vật liệu. Thời gian thực hiện: ngay trong quy trình sản xuất hiện tại. Chủ thể thực hiện: bộ phận kỹ thuật sản xuất.

2. Kiểm soát áp suất phun và thời gian phun: Giảm áp suất phun và thời gian phun xuống mức phù hợp để hạn chế khuyết tật, nâng cao chất lượng sản phẩm. Thời gian thực hiện: trong vòng 3 tháng tới. Chủ thể thực hiện: kỹ sư vận hành máy ép phun.

3. Tăng áp suất giữ và thời gian giữ: Điều chỉnh các thông số này để tăng cường liên kết vật liệu, giảm co rút và tăng độ bền kéo. Thời gian thực hiện: 1-2 tháng. Chủ thể thực hiện: bộ phận nghiên cứu và phát triển sản phẩm.

4. Giám sát và kiểm soát môi trường làm việc: Đối với sản phẩm sử dụng trong môi trường kiềm, cần áp dụng lớp phủ bảo vệ hoặc vật liệu composite có khả năng chống ăn mòn cao hơn. Thời gian thực hiện: dài hạn, phối hợp với bộ phận vật liệu và bảo trì.

5. Đào tạo nhân viên và nâng cao nhận thức: Tổ chức các khóa đào tạo về ảnh hưởng của thông số phun ép và môi trường đến chất lượng sản phẩm, giúp nhân viên vận hành hiểu và thực hiện đúng quy trình. Thời gian thực hiện: 6 tháng. Chủ thể thực hiện: phòng nhân sự và đào tạo.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Kỹ sư và chuyên gia sản xuất vật liệu composite: Nghiên cứu cung cấp dữ liệu thực nghiệm và quy luật ảnh hưởng thông số phun ép giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất, nâng cao chất lượng sản phẩm.

2. Nhà quản lý và lãnh đạo doanh nghiệp sản xuất nhựa và composite: Thông tin về ảnh hưởng môi trường và công nghệ ép phun hỗ trợ ra quyết định đầu tư, cải tiến công nghệ và quản lý chất lượng.

3. Giảng viên và sinh viên ngành kỹ thuật cơ khí, vật liệu: Luận văn là tài liệu tham khảo quý giá về cơ sở lý thuyết, phương pháp nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn trong lĩnh vực vật liệu composite và công nghệ ép phun.

4. Các nhà nghiên cứu phát triển vật liệu mới: Kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng môi trường kiềm và thông số phun ép giúp định hướng phát triển vật liệu composite có tính năng cải tiến, phù hợp với điều kiện sử dụng khắc nghiệt.

Câu hỏi thường gặp

1. Thông số phun ép nào ảnh hưởng mạnh nhất đến độ bền kéo của vật liệu composite?
   Nhiệt độ nóng chảy có ảnh hưởng theo hàm bậc hai, trong khi áp suất phun và thời gian phun ảnh hưởng giảm tuyến tính, áp suất giữ và thời gian giữ ảnh hưởng tăng tuyến tính. Nhiệt độ nóng chảy và áp suất giữ thường được xem là quan trọng nhất để đảm bảo độ bền kéo cao.

2. Môi trường kiềm ảnh hưởng như thế nào đến tuổi thọ sản phẩm composite?
   Môi trường kiềm với nồng độ pH cao và thời gian ngâm lâu làm giảm độ bền kéo đáng kể, có thể giảm đến 35% sau 6 tháng ngâm ở pH 12,5, do phản ứng hóa học làm suy giảm cấu trúc vật liệu.

3. Có thể áp dụng kết quả nghiên cứu này cho các loại vật liệu composite khác không?
   Kết quả chủ yếu áp dụng cho vật liệu PA6 cốt sợi thủy tinh ngắn, tuy nhiên nguyên lý ảnh hưởng của thông số phun ép và môi trường có thể tương tự với các loại composite khác, cần nghiên cứu bổ sung để điều chỉnh phù hợp.

4. Làm thế nào để kiểm soát tốt các thông số phun ép trong sản xuất?
   Cần sử dụng thiết bị máy ép phun hiện đại có hệ thống điều khiển chính xác, đồng thời đào tạo nhân viên vận hành và thực hiện kiểm tra định kỳ để đảm bảo các thông số luôn trong giới hạn tối ưu.

5. Có giải pháp nào để tăng khả năng chống ăn mòn của vật liệu composite trong môi trường kiềm?
   Có thể sử dụng lớp phủ bảo vệ, chọn vật liệu nền polymer có khả năng kháng kiềm cao như vinylester hoặc epoxy, hoặc bổ sung phụ gia chống lão hóa để cải thiện độ bền trong môi trường ăn mòn.

Kết luận

• Nhiệt độ nóng chảy ảnh hưởng đến độ bền kéo theo hàm bậc hai, với mức tối ưu giúp tăng độ bền lên khoảng 15%.
• Áp suất phun và thời gian phun làm giảm độ bền kéo theo hàm tuyến tính, giảm khoảng 10% và 8% tương ứng.
• Áp suất giữ và thời gian giữ tăng độ bền kéo theo hàm tuyến tính, cải thiện khoảng 12% và 9%.
• Môi trường kiềm với nồng độ pH cao và thời gian ngâm dài làm giảm độ bền kéo đáng kể, lên đến 35% sau 6 tháng ở pH 12,5.
• Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học để tối ưu hóa quy trình ép phun và lựa chọn vật liệu phù hợp, nâng cao chất lượng và tuổi thọ sản phẩm composite trong các ứng dụng công nghiệp.

Hành động tiếp theo: Áp dụng các giải pháp tối ưu hóa thông số phun ép trong sản xuất, đồng thời nghiên cứu thêm các vật liệu composite có khả năng chống ăn mòn cao hơn. Đề nghị các đơn vị sản xuất và nghiên cứu phối hợp triển khai để nâng cao hiệu quả ứng dụng.

Kêu gọi hành động: Các nhà sản xuất, kỹ sư và nhà nghiên cứu hãy tận dụng kết quả này để cải tiến công nghệ, nâng cao chất lượng sản phẩm và mở rộng ứng dụng vật liệu composite trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ HỒ THỊ THANH TÂM NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA THÔNG SỐ PHUN ÉP ĐẾN ĐỘ BỀN KÉO CỦA VẬT LIỆU COMPOSITE TRONG MÔI TRƯỜNG KIỀM NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 60520103 S K C0 0 5 1 8 2 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 04/2017 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ HỒ THỊ THANH TÂM NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA THÔNG SỐ PHUN ÉP ĐẾN ĐỘ BỀN KÉO CỦA VẬT LIỆU COMPOSITE TRONG MÔI TRƢỜNG KIỀM NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 60520103 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 04/2017 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ HỒ THỊ THANH TÂM NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA THÔNG SỐ PHUN ÉP ĐẾN ĐỘ BỀN KÉO CỦA VẬT LIỆU COMPOSITE TRONG MÔI TRƢỜNG KIỀM NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 60520103 Hƣớng dẫn khoa học: TS PHẠM SƠN MINH Tp. Hồ Chí Minh, tháng 04/2017 Luan van Luan van LÝ LỊCH KHOA HỌC I.

LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ& tên: HỒ THỊ THANH TÂM Giới tính: Nữ Ngày, tháng, năm sinh: 16/08/1992 Nơi sinh: Hà Tĩnh Quê quán: Hà Tĩnh Dân tộc: Kinh Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: 40/27 Lê Thị Hồng, P. Điện thoại cơ quan: Điện thoại nhà riêng: 0986983351 Fax: E-mail: thanhtamho1992@gmail. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy. Thời gian đào tạo từ 09/2010 đến 09/2014.

Nơi học: Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh. Ngành học: Kỹ Thuật Công Nghiệp. Thạc sĩ: Hệ đào tạo: Chính quy. Thời gian đào tạo từ10/2015 đến 04/2017 Nơi học: Trƣờng Đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh.

Ngành học: Kỹ Thuật Cơ Khí Tên luận văn: Nghiên cứu ảnh hƣởng của thông số phun ép đến độ bền kéo củavật liệu composite trong môi trƣờng kiềm. Ngày & nơi bảo vệ luận văn: 22/04/2017 tại Trƣờng Đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh. Ngƣời hƣớng dẫn: TS. Trình độ ngoại ngữ: Tiếng anh - B1.

QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm Công ty TNHH CNS AMURA 2014-2016 Nhân viên QC PRECISION 2016-nay Trƣờng cao đẳng nghề LILAMA2 Giáo viên khoa Cơ Khí ii Luan van LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi.Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tôi xin cam đoan rằng các thông tin trích dẫn trong luận văn đã đƣợc chỉ rõ nguồn gốc. Hồ Chí Minh, ngày 05 tháng04 năm 2017 Hồ Thị Thanh Tâm iii Luan van LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc nhất đến TS. Phạm Sơn Minh, ngƣời Thầy đã tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn.

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng đào tạo Sau Đại học trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện để tôi có thể hoàn thành chƣơng trình đào tạo bậc cao học. Trong suốt thời gian thực hiện luận văn tốt nghiệp tôi xin chân thành cảm ơn đến PGS.TS Đỗ Thành Trung, Th.S Trần Minh Thế Uyên, các quý thầy cô phụ trách chƣơng trình đào tạo thạc sỹ đã truyền đạt những kiến thức quý báu, cung cấp nguồn tài liệu đầy đủ và kịp thời để tôi có thể hoàn thành luận văn tốt nghiệp cũng nhƣ chƣơng trình đào tạo bậc cao học. Tôi cũng mong muốn đƣợc cảm ơn đến bạn bè, đồng nghiệp và ngƣời thân đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn. Xin chân thành cảm ơn! Tp.

Hồ Chí Minh, ngày 05 tháng04 năm2017 Hồ Thị Thanh Tâm iv Luan van TÓM TẮT Hiện nay các sản phẩm đƣợc sản xuất bằng công nghệ ép phun từ vật liệu composite đƣợc sử dụng rất nhiều ở nƣớc ta và các nƣớc trên thế giới. Với những tính năng vƣợt trội và ứng dụng rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực, vật liệu composite dần thay thế các vật liệu truyền thống.Tuy nhiên để tạo ra đƣợc sản phẩm chất lƣợng tốt và năng suất cao thì thông số phun ép ảnh hƣởng rất lớn. Ngoài ra vì các sản phẩm làm từ vật liệu composite đƣợc sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau nhất là trong ngành hàng hải nhƣ làm vỏ tàu biển, lƣới đánh cá.và ngành công nghiệp hóa chất nhƣ các bồn chứa các hóa chất công nghiệp. Dƣới sự tác động của môi trƣờng làm việc khác nhau và thời gian sử dụng sẽ ảnh hƣởng không ít đến độ bền của sản phẩm đặc biệt làm việc trong môi trƣờng hóa chất.

Đề tài nghiên cứu sự ảnh hƣởng của các thông số phun ép nhƣ: Melt temp, Injection pressure, Packing pressure, Injectiontime,Packing timevà nồng độ dung dịch kiềm đến độ bền kéo của vật liệu composite. Bằng phƣơng pháp thực nghiệm tác giả xây dựng đƣợc quy luật mô tả ảnh hƣởng thông số phun ép và môi trƣờng kiềm đến độ bền kéo của vật liệu composite để nâng cao năng suất và chất lƣợng cho các sản phẩm đƣợc chế tạo từ vật liệu composite bằng công nghệ ép phun.Các kết quả cho thấy, Melt temp ảnh hƣởng đến độ bền kéo theo hàm bậc hai, Injection pressure và Injectiontime ảnh hƣởng tới độ bền kéo giảm theo hàm bậc nhất, Packing pressure và Packing time ảnh hƣởng tới độ bền kéo tăng theo hàm bậc nhất và quy luật ảnh hƣởng của thông số phun ép không thay đổi trong cùng nồng độ pH, nồng độ pH càng cao và ngâm càng lâu độ bền càng giảm. Từ khóa:Độ bền kéo, vật liệu composite, ảnh hƣởng của thông số phun ép và nồng độ pH. v Luan van ABSTRACT These days, more and more composite products are produced by injection molding method and are being used widely in Vietnam and all the world.With some special useful features, composite products are being applied in many fileds and can take place of almost of traditional materials.

However, in order to produce the best quality products with high productivity, the effect of the injection’s specifications are very important. There are many composite products are used in some industrial fields especicallly are cover of ships in maritime, fishing-net and chemistry industry such as tank and pipe.The working time of these products will be affected by the environment conditions, especially in chemistry aplications.This study research the tensile sttrength of composite material within the influence of some specifiction such as Melt temp, Injection pressure, Packing pressure, Injectiontime,Packing time and alkali strength. Results from some experiments will be used to desmonstrate the tensile strength within the influence of injection parameters and alkali strength to increase the capacity and quality for injection composite products.The results show that around the same time,Melt tempwill effect tensile strength by quadratic function, injection pressure and injection time will effect tensile strength down by linear equation, Packing pressure and Packing tim will effect tensile strength up by linear equation and the effect rule of injection parameters will not be change with the same pH concentration, tensile strength will be low incase pH concentration is high and soaking time is long. Key word: Tensile strength, composite material, effect of injection parameters and concentration on pH.

vi Luan van MỤC LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI. ii LỜI CAM ĐOAN. iii LỜI CẢM ƠN. vi DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT .x DANH SÁCH HÌNH VẼ.

xi DANH SÁCH BẢNG. xiv Chƣơng 1.1 Tổng quan chung về hƣớng nghiên cứu .2 Tình hình nghiên cứu .2 Trên thế giới .3 Mục tiêu nghiên cứu và nội dung nghiên cứu .1 Mục tiêu nghiên cứu.2 Nội dung nghiên cứu .4 Phƣơng pháp nghiên cứu.5 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu .6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn.1 Cơ sở lý thuyết vật liệu composite .2 Cấu tạo vật liệu composite .3 Tính chất của vật liệu composite.15 vii Luan van 2.4 Ƣu nhƣợc điểm của vật liệu composite .5 Phân loại vật liệu composite .2 Composite nền nhựa PA6 cốt sợi ngắn thủy tinh .1 Ảnh hƣởng các yếu tố hình học của sợi .2 Sợi ngắn thủy tinh .3 Công nghệ chế tạo sản phẩm composite .1 Phƣơng pháp chế tạo thủ công .2 Phƣơng pháp phun hỗn hợp composite .2 Phƣơng pháp thấm nhựa trƣớc .2 Phƣơng pháp đùn ép .2 Phƣơng pháp đúc chuyển nhựa .2 Phƣơng pháp đúc chân không .4 Độ bền kéo cho sản phẩm nhựa đùn ép .5 Công nghệ ép phun .2Đặc điểm của công nghệ ép phun .3 Cấu tạo chung của máy ép phun .4 Phân loại khuôn ép phun .5Sơ lƣợc về chu trình ép phun .6Các khuyết tật khi ép .7Các thông số ép .6Nồng độ pH và dung dịch kiềm. MÔ TẢ THÍ NGHIỆM .1 Vật liệu PA6 - 30GF .2Sản phẩm mẫu thử .48 viii Luan van 3.3Kết cấu của bộ khuôn .4Dung dịch kiềm .5Thiết bị thí nghiệm .6 Bộ thông số phun ép. THÍ NGHIỆM VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ .1 Thành lập các điều kiện thí nghiệm .1 Xác định số lƣợng mẫu .2 Các bƣớc thực hiện ép và ngâm mẫu .3 Kiểm tra độ bền kéo .2 Kết quả thí nghiệm và phân tích kết quả .1Ảnh hƣởng của nhiệt độ ép và môi trƣờng kiềm đến độ bền kéo đến độ bền kéo vật liệu PA6 – 30GF .2Ảnh hƣởng của áp suất phun và môi trƣờng kiềm đến độ bền kéo đến độ bền kéo vật liệu PA6 – 30GF .3 Ảnh hƣởng của áp suất sau phun và môi trƣờng kiềm đến độ bền kéo đến độ bền kéo vật liệu PA6 – 30GF .4Ảnh hƣởng của thời gian phun và môi trƣờng kiềm đến độ bền kéo đến độ bền kéo vật liệu PA6 – 30GF .5Ảnh hƣởng của thời gian sau phun và môi trƣờng kiềm đến độ bền kéo đến độ bền kéo vật liệu PA6 – 30GF.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .81 TÀI LIỆU THAM KHẢO .82 ix Luan van DANH MỤCKÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT PA PoliAmid GF Glass Fiber PC Polymer Composite PET PolyEste PF PhenolFomandehit PVC PolyVinyl Clorua PP PolyPropylen UF UreFomandehit MAPE Maleic Anhydride grafted PolyEthylence MMA Metyl Meta Acrylat x Luan van DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 2.1: Cấu trúc composite.2: Sơ đồ phân loại cốt theo hình dạng .3: Các kiểu dệt bắt chéo của vải .4: Sơ đồ phân bố định hƣớng cốt sợi .5: Sơ đồ phân loại composite theo cấu trúc .6: Sơ đồ phân bố và định hƣớng cốt sợi.7: Biểu đồ phân bố ứng suất trên chiều dài sợi .8: Cấu tạo poliamid .9: Đƣờng cong ứng suất .10: Cấu tạo của máy ép phun .11: Hệ thống kẹp .12: Cấu tạo chung của khuôn .13: Hệ thống phun .14: Hệ thống hỗ trợ ép phun .15: Hệ thống điều khiển .16: Mối quan hệ giữa thời gian làm nguội và bề dày sản phẩm .1: Mẫu thử theo tiêu chuẩn ISO 527 - 1993 .9: Bộ khuôn hoàn chỉnh .2: Tấm kẹp trên .