I. Giới thiệu về nhựa epoxy và ứng dụng
Nhựa epoxy là một loại vật liệu polymer nhiệt rắn được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp cao cấp nhờ tính chất cơ học, nhiệt và hóa học ưu việt. Epoxy dian gelr 128 là một loại nhựa epoxy phổ biến, được dùng làm vật liệu nền cho các vật liệu composite. Tuy nhiên, nhựa epoxy có nhược điểm là giòn và độ dẻo thấp, cần được cải thiện để đáp ứng yêu cầu sử dụng lâu dài. Nghiên cứu này tập trung vào việc nâng cao tính chất của nhựa epoxy bằng cách kết hợp epoxy hóa dầu thực vật và ống nano cacbon, nhằm cải thiện độ bền cơ học và độ bền dai của vật liệu.
1.1. Vai trò của epoxy hóa dầu thực vật
Epoxy hóa dầu thực vật là quá trình biến tính dầu thực vật để tạo ra các hợp chất epoxy có khả năng tương thích với nhựa epoxy. Các loại dầu như dầu hướng dương, dầu hạt cải và dầu thầu dầu được sử dụng phổ biến. Quá trình này giúp cải thiện tính chất của nhựa epoxy, tăng độ dẻo và giảm độ giòn. Nghiên cứu này khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố như nhiệt độ, tỷ lệ xúc tác và tốc độ khuấy đến quá trình epoxy hóa.
1.2. Ứng dụng của ống nano cacbon
Ống nano cacbon (CNT) là vật liệu nano có cấu trúc đặc biệt, được sử dụng để gia cường tính chất cơ học và nhiệt của vật liệu polymer. Khi kết hợp với nhựa epoxy, CNT giúp tăng độ bền kéo, độ bền uốn và khả năng dẫn nhiệt. Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tán CNT vào nhựa epoxy và khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ CNT đến tính chất của vật liệu.
II. Phương pháp nghiên cứu và kết quả
Nghiên cứu sử dụng các phương pháp tổng hợp hóa học để epoxy hóa dầu thực vật và phân tích cấu trúc bằng phổ hồng ngoại FTIR. Các phương pháp vật lý như đo độ nhớt, tỷ trọng và màu sắc được áp dụng để đánh giá tính chất của dầu thực vật epoxy hóa. Quá trình chế tạo vật liệu composite bao gồm việc trộn hợp nhựa epoxy dian gelr 128 với dầu thực vật epoxy hóa và ống nano cacbon, sau đó đóng rắn bằng các chất đóng rắn phù hợp.
2.1. Kết quả epoxy hóa dầu thực vật
Kết quả nghiên cứu cho thấy, quá trình epoxy hóa dầu thực vật đạt hiệu quả cao nhất ở nhiệt độ 60°C với tỷ lệ xúc tác 5%. Dầu hướng dương epoxy hóa cho kết quả tốt nhất về độ chuyển hóa và hàm lượng nhóm epoxy. Phổ FTIR xác nhận sự hình thành các nhóm epoxy trong dầu thực vật sau quá trình epoxy hóa.
2.2. Kết quả chế tạo vật liệu composite
Vật liệu composite được chế tạo từ nhựa epoxy dian gelr 128, dầu thực vật epoxy hóa và ống nano cacbon cho thấy sự cải thiện đáng kể về độ bền kéo, độ bền uốn và độ bền dai. Hàm lượng ống nano cacbon tối ưu là 0.02%, giúp tăng độ bền cơ học lên 20%. Kết quả phân tích SEM cho thấy sự phân tán đồng đều của CNT trong nền nhựa epoxy.
III. Đánh giá và ứng dụng thực tiễn
Nghiên cứu này đã chứng minh hiệu quả của việc kết hợp epoxy hóa dầu thực vật và ống nano cacbon trong việc nâng cao tính chất của nhựa epoxy dian gelr 128. Vật liệu composite thu được có độ bền cơ học và độ bền dai cao, phù hợp cho các ứng dụng trong ngành công nghiệp hàng không, ô tô và xây dựng. Nghiên cứu cũng mở ra hướng phát triển mới cho việc sử dụng vật liệu nano và dầu thực vật trong công nghệ polymer.
3.1. Giá trị khoa học
Nghiên cứu đóng góp vào việc phát triển các phương pháp cải thiện độ bền nhựa bằng cách sử dụng vật liệu nano và dầu thực vật. Kết quả nghiên cứu cung cấp dữ liệu quan trọng cho các nghiên cứu tiếp theo về vật liệu composite và công nghệ nano.
3.2. Ứng dụng thực tiễn
Vật liệu composite được phát triển từ nghiên cứu này có thể ứng dụng trong sản xuất các bộ phận chịu lực trong ngành công nghiệp ô tô, hàng không và xây dựng. Việc sử dụng dầu thực vật và ống nano cacbon cũng góp phần giảm thiểu tác động môi trường, hướng tới phát triển bền vững.
