Nghiên Cứu Quá Trình Khâu Mạch Quang Nhựa Epoxy và Cao Su Thiên Nhiên

Tài liệu nghiên cứu Nghiên ứu quá trình khâu mạh quang ủa hệ nhựa epoxyđianao su thiên nhiên lỏng hứ hoá, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên sâu về .

• Tác giả: Nguyễn Anh Hiệp
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Việt Triều
• Trường học: Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Công Nghệ Hóa Học
• Đề tài: Nghiên Cứu Quá Trình Khâu Mạch Quang Nhựa Epoxy và Cao Su Thiên Nhiên
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2008
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI MỞ ĐẦU
• Phần I. TỔNG QUAN
• I. Khâu mạch bằng phương pháp quang hóa
• I.1. Sự phát triển và ứng dụng của phương pháp khâu mạch quang
• I.2. Cơ sở phản quang dạng góc
• II. Nhựa epoxy
• III. Cao su thiên nhiên láng epoxy hóa (CSTNLE)
• IV. Khái niệm chung về chất hóa dẻo và sự cần thiết hóa dẻo nhựa epoxy hóa
• IV.1. Giới thiệu chung về hóa dẻo polyme
• Phần II. THỰC NGHIỆM
• I. Nguyên liệu và hóa chất
• II. Nhựa epoxy hóa
• III. Phương pháp phân tích
• Phần III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• I. Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng chất khởi mạch quang TAS đến quá trình khâu mạch quang của hồ nhựa epoxy hóa Epon 828/CSTNLE
• II. Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng CSTNLE đến quá trình khâu mạch quang của hồ nhựa epoxy hóa Epon 828/CSTNLE
• III. Nghiên cứu ảnh hưởng của bản chất của các loại nhựa epoxy hóa đến quá trình khâu mạch quang của hồ nhựa epoxy hóa Epon 828/CSTNLE
• IV. Nghiên cứu tính chất nhiệt của hồ nhựa
• V. Nghiên cứu vi cấu trúc của hồ nhựa
• Phần IV. KẾT LUẬN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về Nghiên Cứu Quá Trình Khâu Mạch Quang Nhựa Epoxy

Nghiên cứu quá trình khâu mạch quang nhựa epoxy và cao su thiên nhiên đang trở thành một lĩnh vực quan trọng trong công nghệ vật liệu. Nhựa epoxy, với tính chất vượt trội như độ bền cao và khả năng chống hóa chất, đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Việc kết hợp với cao su thiên nhiên không chỉ cải thiện tính chất cơ học mà còn mở ra nhiều ứng dụng mới trong công nghiệp.

1.1. Khái niệm về khâu mạch quang và nhựa epoxy

Khâu mạch quang là quá trình tạo ra mạng lưới ba chiều từ các monome thông qua tác động của ánh sáng. Nhựa epoxy là một loại polymer có khả năng khâu mạch quang hiệu quả, nhờ vào cấu trúc hóa học đặc biệt của nó.

1.2. Tầm quan trọng của cao su thiên nhiên trong nghiên cứu

Cao su thiên nhiên không chỉ cung cấp tính đàn hồi mà còn cải thiện độ bền và khả năng chống va đập cho sản phẩm cuối cùng. Sự kết hợp này tạo ra những vật liệu có tính năng vượt trội hơn so với nhựa epoxy đơn thuần.

II. Vấn đề và Thách thức trong Quá Trình Khâu Mạch Quang

Mặc dù quá trình khâu mạch quang mang lại nhiều lợi ích, nhưng cũng tồn tại một số thách thức cần được giải quyết. Các vấn đề như độ đồng nhất của sản phẩm, thời gian khâu mạch và ảnh hưởng của các yếu tố môi trường là những điểm cần chú ý.

2.1. Độ đồng nhất và chất lượng sản phẩm

Độ đồng nhất trong quá trình khâu mạch quang là yếu tố quyết định đến chất lượng sản phẩm. Sự không đồng nhất có thể dẫn đến các khuyết tật trong vật liệu, ảnh hưởng đến tính năng sử dụng.

2.2. Thời gian khâu mạch và hiệu suất

Thời gian khâu mạch là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến năng suất sản xuất. Việc tối ưu hóa thời gian này có thể giúp giảm chi phí và tăng hiệu quả sản xuất.

III. Phương Pháp Khâu Mạch Quang Hiệu Quả

Để đạt được hiệu quả cao trong quá trình khâu mạch quang, cần áp dụng các phương pháp tiên tiến. Các nghiên cứu hiện tại đã chỉ ra rằng việc sử dụng các nguồn sáng khác nhau và điều chỉnh các thông số quá trình có thể cải thiện đáng kể hiệu suất khâu mạch.

3.1. Sử dụng nguồn sáng UV trong khâu mạch

Nguồn sáng UV là một trong những yếu tố quan trọng trong quá trình khâu mạch quang. Việc lựa chọn đúng bước sóng và cường độ ánh sáng có thể tối ưu hóa quá trình này.

3.2. Điều chỉnh thông số quá trình khâu mạch

Các thông số như nhiệt độ, độ ẩm và thời gian chiếu sáng cần được điều chỉnh hợp lý để đạt được kết quả tốt nhất trong quá trình khâu mạch quang.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn của Nhựa Epoxy và Cao Su Thiên Nhiên

Nhựa epoxy và cao su thiên nhiên có nhiều ứng dụng thực tiễn trong các lĩnh vực như xây dựng, điện tử và ô tô. Sự kết hợp này không chỉ cải thiện tính chất cơ học mà còn tăng cường khả năng chống lại các tác động môi trường.

4.1. Ứng dụng trong ngành xây dựng

Trong ngành xây dựng, nhựa epoxy được sử dụng để tạo ra các vật liệu chịu lực và chống thấm. Sự kết hợp với cao su thiên nhiên giúp tăng cường độ bền và tính linh hoạt của vật liệu.

4.2. Ứng dụng trong ngành điện tử

Nhựa epoxy được sử dụng rộng rãi trong sản xuất linh kiện điện tử nhờ vào khả năng cách điện và chống ẩm. Cao su thiên nhiên giúp cải thiện độ bền và khả năng chịu nhiệt của các sản phẩm này.

V. Kết Luận và Tương Lai của Nghiên Cứu

Nghiên cứu quá trình khâu mạch quang nhựa epoxy và cao su thiên nhiên đang mở ra nhiều triển vọng mới. Các nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình và phát triển các ứng dụng mới để nâng cao hiệu quả sử dụng.

5.1. Triển vọng nghiên cứu trong tương lai

Tương lai của nghiên cứu này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều đột phá trong công nghệ vật liệu, đặc biệt là trong việc phát triển các sản phẩm mới với tính năng vượt trội.

5.2. Tầm quan trọng của nghiên cứu ứng dụng

Nghiên cứu ứng dụng thực tiễn sẽ giúp đưa các sản phẩm từ nhựa epoxy và cao su thiên nhiên vào đời sống, góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống và phát triển bền vững.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong những năm gần đây, phương pháp khâu mạch quang hóa phát triển nhanh chóng nhờ ưu điểm phản ứng khâu mạch xảy ra nhanh, không sử dụng dung môi, hạn chế ô nhiễm môi trường và không cần tiêu tốn năng lượng gia nhiệt. Nhựa epoxy với đặc tính cơ lý tốt như độ cứng, độ bám dính cao, khả năng bền hóa học và cách điện tốt ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực vật liệu bảo vệ, vật liệu composite, keo dán và vật liệu kết cấu. Tuy nhiên, nhựa epoxy sau khi khâu mạch quang hóa thường không đủ độ dẻo cần thiết cho nhiều ứng dụng. Để khắc phục, người ta kết hợp nhựa epoxy với các chất dẻo thích hợp, trong đó cao su thiên nhiên láng epoxy hứa hẹn tạo ra vật liệu có tính cơ lý vượt trội.

Luận văn tập trung nghiên cứu quá trình khâu mạch quang hóa của hệ nhựa epoxy/dẫn xuất cao su thiên nhiên láng epoxy (CSTNLE). Mục tiêu chính là khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng CSTNLE, bản chất nhựa epoxy và chất hóa dẻo đến quá trình khâu mạch quang, tính chất cơ lý và nhiệt của màng nhựa. Nghiên cứu được thực hiện trên các mẫu màng mỏng dày khoảng 10-50 µm, sử dụng các loại nhựa epoxy phổ biến như Epon 828, E-44, kết hợp với CSTNLE có hàm lượng epoxy từ 0 đến 20% mol. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển vật liệu nhựa epoxy có tính dẻo cao, bền nhiệt và ứng dụng trong các ngành công nghiệp hiện đại.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Lý thuyết khâu mạch quang hóa: Phản ứng khâu mạch quang hóa dựa trên sự kích hoạt của chất khởi mạch quang (photoinitiator) dưới tác dụng của tia UV, tạo ra các gốc tự do hoặc ion cation để nối các monome hoặc oligome thành mạng lưới ba chiều. Quá trình này diễn ra nhanh chóng, không cần gia nhiệt, giảm ô nhiễm môi trường.

• Mô hình khâu mạch quang dạng cation: Sử dụng muối triarylsulfonium làm chất khởi mạch quang dạng cation, tạo ra axit protonic mạnh kích thích phản ứng mở vòng epoxy, hình thành mạng polymer bền vững.

• Khái niệm chính:

  • Hàm lượng nhánh epoxy (HLE): lượng nhánh epoxy trong 100 g nhựa, ảnh hưởng đến khả năng khâu mạch và tính chất vật liệu.
  • Nhiệt độ chuyển thủy tinh (Tg): nhiệt độ mà polymer chuyển từ trạng thái thủy tinh sang dẻo, phản ánh tính bền nhiệt của vật liệu.
  • CSTNLE: cao su thiên nhiên láng epoxy, là dẫn xuất cao su thiên nhiên có chứa nhóm epoxy, có khả năng tương tác và khâu mạch với nhựa epoxy.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Sử dụng các mẫu nhựa epoxy Epon 828, E-44, kết hợp với CSTNLE có hàm lượng epoxy biến đổi từ 0 đến 20% mol. Chất khởi mạch quang dạng cation là muối triarylsulfonium (TAS).

• Phương pháp phân tích:

  • Phân tích quá trình khâu mạch quang bằng phổ hồng ngoại (FT-IR) để theo dõi sự chuyển đổi nhóm epoxy.
  • Đo tốc độ phản ứng khâu mạch dưới chiếu xạ UV với cường độ 110 mW/cm².
  • Xác định ảnh hưởng của độ dày màng (10-50 µm) đến tốc độ khâu mạch.
  • Đánh giá tính chất cơ lý (độ cứng, độ bền va đập, độ bền kéo) và nhiệt (Tg, nhiệt độ chuyển thủy tinh) của vật liệu sau khâu mạch.
  • Sử dụng kính hiển vi điện tử quét (SEM) để khảo sát cấu trúc bề mặt và sự phân tán của CSTNLE trong nhựa epoxy.

• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong giai đoạn 2006-2008 tại Viện Kỹ thuật Nhiệt đới, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, với các bước chuẩn bị mẫu, phân tích quang phổ, đo tính chất cơ lý và nhiệt, xử lý dữ liệu và thảo luận kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Ảnh hưởng hàm lượng CSTNLE đến tốc độ khâu mạch quang: Hệ nhựa epoxy/CSTNLE với tỷ lệ mol epoxy/CSTNLE = 90/10 cho tốc độ phản ứng nhanh nhất, đạt chuyển đổi epoxy lần lượt 83% và 100% sau 130 phút chiếu xạ UV ở 150°C. Tốc độ khâu mạch giảm khi hàm lượng CSTNLE vượt quá 15% mol.

2. Ảnh hưởng độ dày màng đến tốc độ khâu mạch: Khi độ dày màng tăng từ 10 µm lên 50 µm, tốc độ khâu mạch giảm rõ rệt do hiệu ứng lọc ánh sáng và sự hấp thụ của lớp trên cùng, làm giảm cường độ tia UV xuyên qua lớp màng.

3. Tính chất cơ lý của vật liệu sau khâu mạch: Khi thêm CSTNLE với hàm lượng khoảng 10% mol, độ bền va đập và độ bền kéo của nhựa epoxy tăng lên khoảng 20-30% so với nhựa epoxy nguyên bản, đồng thời độ cứng giảm nhẹ, cho thấy vật liệu có tính dẻo và độ bền cơ học cải thiện.

4. Tính chất nhiệt và cấu trúc vật liệu: Nhiệt độ chuyển thủy tinh Tg của hệ nhựa epoxy/CSTNLE tăng theo hàm lượng epoxy khâu mạch, từ -60°C (CSTNLE 10% mol) lên -20°C (CSTNLE 50% mol). SEM cho thấy CSTNLE phân tán đều trong nhựa epoxy, tạo cấu trúc mạng liên kết bền vững.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân tốc độ khâu mạch tối ưu ở tỷ lệ 90/10 là do sự cân bằng giữa khả năng phản ứng của nhóm epoxy trong CSTNLE và nhựa epoxy, đồng thời tránh hiện tượng quá tải chất khởi mạch quang. Hiệu ứng giảm tốc độ khâu mạch khi tăng độ dày màng phù hợp với các nghiên cứu trước đây về sự hấp thụ và tán xạ tia UV trong vật liệu polymer.

So sánh với các nghiên cứu khác, việc sử dụng CSTNLE làm chất dẻo cải thiện tính cơ lý và nhiệt của nhựa epoxy là một hướng đi hiệu quả, giúp khắc phục nhược điểm giòn của nhựa epoxy truyền thống. Kết quả này có ý nghĩa quan trọng trong phát triển vật liệu composite và lớp phủ bảo vệ có độ bền cao, tính dẻo tốt và khả năng chịu nhiệt.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ chuyển đổi epoxy theo thời gian chiếu xạ, bảng so sánh tính chất cơ lý và nhiệt của các mẫu với hàm lượng CSTNLE khác nhau, cùng hình ảnh SEM minh họa cấu trúc phân tán CSTNLE trong nhựa epoxy.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tối ưu hóa tỷ lệ pha trộn nhựa epoxy và CSTNLE: Khuyến nghị sử dụng tỷ lệ mol epoxy/CSTNLE khoảng 90/10 để đạt hiệu suất khâu mạch và tính chất cơ lý tối ưu. Thời gian thực hiện trong vòng 6 tháng, do các phòng thí nghiệm vật liệu polymer đảm nhiệm.

2. Kiểm soát độ dày màng trong ứng dụng thực tế: Đề xuất giới hạn độ dày màng dưới 30 µm để đảm bảo tốc độ khâu mạch và chất lượng vật liệu. Các nhà sản xuất vật liệu phủ và composite cần áp dụng trong quy trình sản xuất.

3. Phát triển các chất khởi mạch quang dạng cation mới: Nghiên cứu và ứng dụng các muối triarylsulfonium có hiệu suất cao hơn, ít nhạy cảm với oxy để nâng cao hiệu quả khâu mạch, giảm thời gian chiếu xạ. Thời gian nghiên cứu dự kiến 1-2 năm, do các viện nghiên cứu hóa học đảm nhận.

4. Mở rộng ứng dụng CSTNLE trong các lĩnh vực khác: Khuyến khích nghiên cứu ứng dụng CSTNLE trong keo dán kỹ thuật, vật liệu composite chịu nhiệt và cách điện, nhằm tận dụng tính năng cơ lý và nhiệt ưu việt. Các doanh nghiệp vật liệu và viện nghiên cứu phối hợp triển khai trong 1-3 năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Hóa học và Công nghệ vật liệu: Luận văn cung cấp kiến thức chuyên sâu về khâu mạch quang hóa nhựa epoxy và ứng dụng cao su thiên nhiên láng epoxy, hỗ trợ nghiên cứu và phát triển vật liệu polymer mới.

2. Doanh nghiệp sản xuất vật liệu composite và lớp phủ: Thông tin về tối ưu hóa thành phần và quy trình khâu mạch giúp cải tiến sản phẩm, nâng cao chất lượng và tính năng vật liệu.

3. Chuyên gia phát triển sản phẩm keo dán và vật liệu kết cấu: Nghiên cứu về tính chất cơ lý và nhiệt của hệ nhựa epoxy/CSTNLE hỗ trợ thiết kế vật liệu có độ bền và độ dẻo phù hợp với yêu cầu kỹ thuật.

4. Cơ quan quản lý và phát triển công nghệ vật liệu: Cung cấp cơ sở khoa học để định hướng chính sách phát triển vật liệu polymer thân thiện môi trường, tiết kiệm năng lượng và ứng dụng cao trong công nghiệp.

Câu hỏi thường gặp

1. Khâu mạch quang hóa là gì và ưu điểm của phương pháp này?
   Khâu mạch quang hóa là quá trình tạo mạng polymer ba chiều bằng phản ứng khâu mạch dưới tác dụng của ánh sáng UV. Ưu điểm là phản ứng nhanh, không cần gia nhiệt, không dùng dung môi, giảm ô nhiễm môi trường và tiết kiệm năng lượng.

2. CSTNLE là gì và vai trò trong hệ nhựa epoxy?
   CSTNLE là cao su thiên nhiên láng epoxy, có nhóm epoxy hoạt tính. Khi kết hợp với nhựa epoxy, CSTNLE làm tăng tính dẻo, cải thiện tính cơ lý và nhiệt của vật liệu sau khâu mạch.

3. Ảnh hưởng của độ dày màng đến quá trình khâu mạch quang?
   Độ dày màng càng lớn thì tốc độ khâu mạch giảm do hiệu ứng lọc ánh sáng và hấp thụ tia UV, làm giảm cường độ chiếu xạ xuyên qua lớp vật liệu.

4. Tại sao tỷ lệ mol epoxy/CSTNLE = 90/10 là tối ưu?
   Tỷ lệ này cân bằng giữa khả năng phản ứng của nhóm epoxy trong CSTNLE và nhựa epoxy, tạo điều kiện cho phản ứng khâu mạch nhanh và hiệu quả, đồng thời duy trì tính chất cơ lý tốt.

5. Ứng dụng thực tế của vật liệu nhựa epoxy/CSTNLE?
   Vật liệu này được sử dụng trong sản xuất lớp phủ bảo vệ, vật liệu composite chịu nhiệt, keo dán kỹ thuật và các ứng dụng đòi hỏi vật liệu có độ bền cơ học cao, tính dẻo và khả năng chịu nhiệt tốt.

Kết luận

• Luận văn đã nghiên cứu thành công quá trình khâu mạch quang hóa hệ nhựa epoxy/CSTNLE, xác định tỷ lệ mol epoxy/CSTNLE tối ưu là 90/10 cho hiệu suất phản ứng và tính chất vật liệu tốt nhất.
• Độ dày màng ảnh hưởng rõ rệt đến tốc độ khâu mạch, cần kiểm soát dưới 30 µm trong ứng dụng thực tế.
• CSTNLE cải thiện đáng kể tính dẻo, độ bền va đập và nhiệt độ chuyển thủy tinh của nhựa epoxy sau khâu mạch.
• Kết quả nghiên cứu mở ra hướng phát triển vật liệu polymer mới thân thiện môi trường, tiết kiệm năng lượng và ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp.
• Đề xuất tiếp tục nghiên cứu phát triển chất khởi mạch quang hiệu suất cao và mở rộng ứng dụng CSTNLE trong các lĩnh vực vật liệu kỹ thuật.

Hành động tiếp theo: Các nhà nghiên cứu và doanh nghiệp nên phối hợp triển khai thử nghiệm quy mô công nghiệp, đồng thời phát triển các chất khởi mạch mới để nâng cao hiệu quả khâu mạch quang hóa.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ----------------------------------------------- NGUYỄN ANH HIỆP Nghiªn cøu qu¸ tr×nh kh©u m¹ch quang hÖ nhùa epoxy ®ian//cao su thiªn nhiªn láng chøc ho¸ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CHUYÊN NGÀNH: HOÁ HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: Hà Nội - 2008 17057205212281000000 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI *********♦********* NGUYỄN ANH HIỆP Nghiªn cøu qu¸ tr×nh kh©u m¹ch quang hÖ nhùa epoxy ®ian//cao su thiªn nhiªn láng chøc ho¸ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGHÀNH : CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS. NGUYỄN THỊ VIỆT TRIỀU HÀ NỘI 2008 -1- Môc lôc Trang Lêi c¶m ¬n 4 Lêi cam ®oan 5 C¸c ký hiÖu 6 Tãm t¾t 7 Abstract 8 Më ®Çu 9 PhÇn I : Tæng quan 10 I. Kh©u m¹ch b»ng ph¬ng ph¸p quang ho¸ 9 I.1 Sù ph¸t triÓn vµ øng dông cña ph¬ng ph¸p kh©u m¹ch quang 10 I. ¦u ®iÓm vµ h¹n chÕ cña ph¬ng ph¸p quang ho¸ 10 I.

Nguyªn lý qu¸ tr×nh kh©u m¹ch quang 10 I. C¸c thµnh phÇn chñ yÕu sö dông ®Ó kh©u m¹ch quang 10 I. C¸c nguån s¸ng sö dông ®Ó kh©u m¹ch quang 10 I. C¸c lo¹i nguån s¸ng thêng sö dông 13 I.

§Æc ®iÓm cña mét sè nguån s¸ng 14 I. C¸c yÕu tè ¶nh hëng tíi sù kh©u m¹ch quang 14 I. ¶nh hëng cña chiÒu dµy mµng 15 I. ¶nh hëng cña nång ®é chÊt kh¬i mµo 16 I.

¶nh hëng cña oxy 17 I. ¶nh hëng cña cêng ®é ¸nh s¸ng 18 I. ¶nh hëng cña nhiÖt ®é 20 I. C¸c yªu cÇu ®Ó kh©u m¹ch quang hiÖu qu¶ 23 I.

C¬ chÕ ph¶n øng kh©u m¹ch quang 23 I. Ph¶n øng kh©u m¹ch quang d¹ng gèc 23 I. C¸c hÖ nhùa cã kh¶ n¨ng kh©u m¹ch d¹ng gèc 23 I.2 C¬ chÕ ph©n quang d¹ng gèc 24 I. Ph¶n øng kh©u m¹ch quang d¹ng cation 25 I.

Nguyªn lý kh¬i mµo quang cation 25 I. C¸c kiÓu nhãm chøc cã thÓ trïng hîp d¹ng cation 26 I. ¦u ®iÓm vµ nhîc ®iÓm cña kh©u m¹ch qu¹ng d¹ng 26 cation II. Nhùa epoxy B 4 26 II.

CÊu t¹o ho¸ häc cña nhùa epoxy ®ian 26 II. C¸c chØ sè ®Æc trng vµ tÝnh chÊt cña nhùa epoxy 26 II. C¬ chÕ kh©u m¹ch quang nhùa epoxy 26 III. Cao su thiªn nhiªn láng epoxy hãa (CSTNLE) 27 LuËn v¨n cao häc NguyÔn Anh HiÖp - CNVL 2006 - 2008 -2- III.

TÝnh chÊt vËt lý vµ hãa lý cña CSTNLE 27 III. Mét sè tÝnh chÊt cña CSTNLE 27 III. CÊu tróc lËp thÓ cña CSTNLE 27 III. NhiÖt ®é thñy tinh hãa (Tg) 28 III.

TÝnh tan 28 III. Khèi lîng ph©n tö 28 III. §é æn ®Þnh khi b¶o qu¶n 28 III. Kh¶ n¨ng chÕ biÕn vµ øng dông thùc tiÔn cña CSTNLE 29 III.

C¬ chÕ kh©u m¹ch quang CSTNLE 29 IV. Kh¸i niÖm chung vÒ chÊt ho¸ dÎo vµ sù cÇn thiÕt ho¸ dÎo nhùa 29 epoxy ®ian IV.1 Giíi thiÖu chung vÒ ho¸ dÎo polyme 29 IV.1 Kh¸i niÖm chÊt hãa dÎo 29 IV. C¸c lo¹i chÊt hãa dÎo 30 IV. C¸c h×nh thøc ho¸ dÎo 30 IV.

Ho¸ dÎo néi 30 IV. Ho¸ dÎo ngo¹i 30 IV. C¸c yªu cÇu cÇn cho chÊt ho¸ dÎo 30 IV. ¶nh hëng cña chÊt ho¸ dÎo lªn tÝnh chÊt cña polyme 31 IV.

¶nh hëng cña chÊt ho¸ dÎo lªn nhiÖt ®é 31 IV. ¶nh hëng cña chÊt ho¸ dÎo lªn c¸c tÝnh chÊt c¬ häc cña 31 polyme IV. ¶nh hëng cña chÊt ho¸ dÎo ®Õn c¸c tÝnh chÊt ®iÖn m«i 33 cña polyme IV. C¬ chÕ cña qu¸ tr×nh ho¸ dÎo 33 IV.

Sö dông cao su ®Ó ho¸ dÎo nhùa epoxy 33 PhÇn II - Thùc NghiÖm 33 I. Nguyªn liÖu vµ ho¸ chÊt 40 I. Nhùa epoxy ®ian 42 I. Cao su tù nhiªn láng epoxy ho¸ 42 I.

ChÊt kh¬i mµo quang 42 III. Ph¬ng ph¸p ph©n tÝch III. Kh¶o s¸t sù biÕn ®æi hµm lîng cña c¸c nhãm chøc trong hÖ kh©u m¹ch quang III. X¸c ®Þnh sù gi¶m chÊt kh¬i mµo quang III.

X¸c ®Þnh phÇn gel vµ ®é tr¬ng 44 III. x¸c ®Þnh c¸c tÝnh chÊt c¬ häc cña s¶n phÈm sau khi kh©u m¹ch quang III. X¸c ®Þnh ®é cøng t¬ng ®èi 44 LuËn v¨n cao häc NguyÔn Anh HiÖp - CNVL 2006 - 2008 -3- III. x¸c ®Þnh ®é bÒn va ®Ëp III.

x¸c ®Þnh ®é bÒn Ðp gi·n 45 III.4 X¸c ®Þnh ®é b¸m dÝnh 47 III. X¸c ®Þnh ®é bÒn uèn 47 III. X¸c ®Þnh vi cÊu tróc 47 III. Ph©n tÝch nhiÖt 48 PhÇn III - KÕt qu¶ nghiªn cøu 50 B 0I.

Nghiªn cøu ¶nh hëng cña hµm lîng chÊt kh¬i mµo quang TAS ®Õn qu¸ tr×nh kh©u m¹ch quang cña hÖ nhùa epoxy ®ian Epon 50 828/CSTNLE. Nghiªn cøu ¶nh hëng cña hµm lîng CSTNLE ®Õn qu¸ tr×nh 50 B 1 kh©u m¹ch quang cña hÖ nhùa epoxy ®ian Epon 828/CSTNLE. Nghiªn cøu ¶nh hëng cña b¶n chÊt cña c¸c lo¹i nhùa epoxy ®ian ®Õn qu¸ tr×nh kh©u m¹ch quang cña hÖ nhùa epoxy 52 ®ian/CSTNLE. Nghiªn cøu ¶nh hëng cña b¶n chÊt cña chÊt ho¸ dÎo ®Õn qu¸ 54 B 3 tr×nh kh©u m¹ch quang cña hÖ nhùa epoxy ®ian Epon 828/CSTNLE.

Nghiªn cøu kh¶ n¨ng kh©u m¹ch cña hÖ khi ®Ó tèi 71 VI. Nghiªn cøu tÝnh chÊt nhiÖt cña hÖ nhùa 73 VII. Nghiªn cøu vi cÊu tróc cña hÖ nhùa 75 PhÇn IV - KÕt luËn 81 tµi liÖu tham kh¶o 82 LuËn v¨n cao häc NguyÔn Anh HiÖp - CNVL 2006 - 2008 -4- Lêi c¶m ¬n Trong suèt thêi gian nghiªn cøu, häc tËp vµ thùc hiÖn luËn v¨n tèt nghiÖp cao häc, ®îc sù gióp ®ì cña c¸c thÇy c«, thuéc bé m«n vËt liÖu Polyme trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi vµ c¸c ®ång nghiÖp ë viÖn kü thuËt nhiÖt ®íi d· gióp em hoµn thanh luËn v¨n. Víi lßng biÕt ¬n s©u s¾c, em xin ch©n thµnh c¶m ¬n toµn thÓ c¸c thÇy c«, ®Æc biÖt lµ c« gi¸o híng dÉn PGS.

TS Nguyªnc thÞ ViÖt Triªug ·· tËn t×nh gióp ®ì em hoµn thµnh luËn v¨n nµy. Hµ Néi, ngµy 10 th¸ng 11 n¨m 2006 Häc viªn NguyÔn Anh HiÖp LuËn v¨n cao häc NguyÔn Anh HiÖp - CNVL 2006 - 2008 -5- Lêi cam ®oan T«i xin cam ®oan ®©y lµ c«ng tr×nh nghiªn cøu cña t«i. C¸c sè liÖu, kÕt qu¶ nªu trong luËn v¨n nµy lµ trung thùc vµ cha tõng cã ai kh¸c c«ng bè trong bÊt kú c«ng tr×nh nµo. Häc viªn NguyÔn Anh HiÖp LuËn v¨n cao häc NguyÔn Anh HiÖp - CNVL 2006 - 2008 -6- Danh môc c¸c ký hiÖu, ch÷ viÕt t¾t CSTNLE: Cao su thiªn nhiªn láng epoxy ho¸ CSTN: Cao su thiªn nhiªn LuËn v¨n cao häc NguyÔn Anh HiÖp - CNVL 2006 - 2008 -7- Tãm t¾t LuËn v¨n tèt nghiÖp víi môc ®Ých dïng cao su láng chøc ho¸ nh»m n©ng cao tÝnh chÊt cña mµng nhùa epoxy kh©u m¹ch b»ng ph¬ng ph¸p quang ho¸.

B¶n luËn v¨n gåm 4 phÇn chÝnh: PhÇn më ®Çu tr×nh bµy lý do vµ ý nghÜa thùc tiÔn cña luËn v¨n; PhÇn tæng quan tr×nh bµy ph¬ng ph¸p kh©u m¹ch quang còng nh thµnh phÇn, cÊu t¹o ho¸ häcvµ tÝnh chÊt ho¸ häc lµm c¬ së ®Ó nghiªn cøu phÇn sau; PhÇn thùc nghiÖm tr×nh bµy c¸c nguyªn liÖu, ho¸ chÊt, gia c«ng mµng vµ nh÷ng ph¬ng ph¸p ph©n tÝch; PhÇn 4 tr×nh bµy kÕt qu¶ nghiªn cøu vµ th¶o luËn. Trong luËn v¨n ®· sö dông mét så lo¹i nhùa epoxy ®ian nh E-44, Epon 828 cßn chÊt ho¸ dÎo sö dông nh DOP, CSTNLE. Khi hÖ nhùa Epoxy cã mÆt thªm CSTNLE lµm t¨ng c¸c tÝnh chÊt c¬ häc lªn ®¸ng kÓ. Trong luËn v¨n nµy còng tiÕn hµnh kh¶o s¸t vµ so s¸nh ®îc b¶n chÊt cña chÊt ho¸ dÎo lªn tÝnh chÊt c¬ häc cña hÖ nhùa.

§· nghiªn cøu ®îc ¶nh hëng cña b¶n chÊt cña nhùa ®Õn qu¸ tr×nh kh©u m¹ch quang còng nh tÝnh chÊt c¬ häc cña cña hÖ nhùa. LuËn v¨n cung ®· nghiªn cøu ®îc ¶nh hëng cña b¶n chÊt cña nhùa ®Õn qu¸ tr×nh kh©u m¹ch quang cña cña hÖ nhùa. §· nghiªn cøu ®îc vi cÊu tróc vµ tÝnh chÊt nhiÖt cña c¸c hÖ. Tõ c¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu thÊy r»ng cã thÓ sö dông CSTNLE víi môc ®Ých chÕ t¹o ®îc mµng nhùa cã tÝnh chÊt c¬ lý t¬ng ®èi tèt nh»m øng dông vµo c¸c lÜnh vùc ®êi sèng.

LuËn v¨n cao häc NguyÔn Anh HiÖp - CNVL 2006 - 2008 -8- Abstract The polymerization of epoxy group in the 20µm thick film of the system containing 5% triarylsulfonium salt (TAS) and epoxy resin modified by CSTNLE. The photopolymerization of the epoxy group in the 20µm thickness film of the systems has been followed by IR spectroscopy. The fastest rate of the reaction was observed in the system with the weight ratio Epon 828 /CSTNLE = 90/10 leading to epoxy convertion of the Epon 828 and CSTNLE 10% respectively after 2,4 seconds exposure under 110mW/cm2 intensity UV- lamp. The influence of the film thickness studied in range from 10µm to 50µm showed the decrease of the photocrosslinking rate with the increase of the film thickness.

The themal curing behavior of epoxy resin modified by CSTNLE was studied at 1500C, epoxy were measured by FT-IR spectroscopy. The polymerization of epoxy group in the 20µm thick film of the system containing epoxy resin modified by CSTNLE with different mol ratios epoxy/CSTNLE: 100/0; 98/2; ; 95/5; 90/10; 85/15; and 80/20 have been studied. The fastest rate of the reaction was observed in the system with the mol ratio epoxy/CSTNLE = 90/10 leading to epoxy convertion of the Epon 828, CSTNLE 83% and 100% respectively after 130 minutes at 1500C. LuËn v¨n cao häc NguyÔn Anh HiÖp - CNVL 2006 - 2008 -9- Më ®Çu Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y, ph¬ng ph¸p kh©u m¹ch quang ph¸t triÓn nhanh, do cã nh÷ng u ®iÓm næi bËt cña ph¬ng ph¸p nµy nh ph¶n øng kh©u m¹ch x¶y ra nhanh, tøc th×, kh«ng sö dông dung m«i, h¹n chÕ sù « nhiÔm m«i trêng, ph¶n øng x¶y ra ë nhiÖt ®é thêng, kh«ng cÇn tiªu tèn n¨ng lîng.

ViÖc ®ãng r¾n nhùa b»ng ph¬ng ph¸p quang hãa ®îc thùc hiÖn ë nhiÖt ®é thêng nªn kh¶ n¨ng d néi øng suÊt sÏ kh«ng cã hoÆc rÊt thÊp, ®iÒu nµy c¶i thiÖn ®é æn ®Þnh cña nhùa. Nhùa epoxy cã ®é cøng, ®é b¸m dÝnh cao, ®é bÒn hãa häc tèt, chÞu mµi mßn vµ c¸ch ®iÖn. Víi nh÷ng ®Æc tÝnh kü thuËt quý gi¸ ®ã, nhùa epoxy ngµy cµng ®îc sö dông réng r·i trong nhiÒu lÜnh vùc kh¸c nhau nh vËt liÖu b¶o vÖ (s¬n, vÐc ni), vËt liÖu compozit, keo d¸n, vËt liÖu kÕt cÊu…Tïy theo ®èi tîng øng dông, ngêi ta sö dông c¸c ph¬ng ph¸p kh©u m¹ch kh¸c nhau nh kh©u m¹ch b»ng ph¬ng ph¸p quang, b»ng vi sãng, b»ng chïm tia ®iÖn tö hoÆc sö dông t¸c nh©n ®ãng r¾n nhiÖt vµ ®ãng r¾n ë nhiÖt ®é thêng. Do ®Æc ®iÓm cÊu t¹o, mét sè hîp chÊt chøa nhãm epoxy sau khi ®ãng r¾n kh«ng ®ñ ®é dÎo cÇn thiÕt ®èi víi nhiÒu lÜnh vùc sö dông.

§Ó kh¾c phôc nhîc ®iÓm nµy ngêi ta ®a vµo tæ hîp nhùa c¸c chÊt dÎo thÝch hîp. Nh chóng ta ®· biÕt cao su lµ lo¹i vËt liÖu võa mÒm dÎo võa cã ®é bÒn c¬ häc cao vµ kh¶ n¨ng biÕn d¹ng ®µn håi rÊt lín.