Nghiên cứu tính chất cơ học của composite HDPE tăng cường với hạt ZnO trong công nghệ ép phun

• Tác giả: Nguyen Hoang Thanh Long
• Người hướng dẫn: Ph.D Nguyen Van Thuc
• Trường học: Ho Chi Minh City University of Technology and Education
• Chuyên ngành: Mechanical Engineering
• Đề tài: Nghiên Cứu Tính Chất Cơ Học Của Composite HDPE Tăng Cường Với Hạt ZnO Trong Công Nghệ Ép Phun
• Loại tài liệu: Graduation Thesis
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Ho Chi Minh City

• 1. CHAPTER 1: INTRODUCTION
• 1.1. Overview of research in HDPE
• 1.2. Reason to choosing the topic
• 2. CHAPTER 2: OVERVIEW OF RESEARCH TOPIC
• 2.1. Introduction of HDPE (Polyethylene High-Density)
• 2.1.1. Define of HDPE
• 2.1.2. Physical properties of HDPE
• 2.1.3. Chemical properties of HDPE
• 2.1.4. Application of HDPE
• 2.2. Overview of nanoparticles
• 2.2.1. The structure of Zinc Oxide
• 2.2.2. Properties and applications of ZnO NPs / HDPE composite
• 2.2.3. Technical tested Figure of ZnO NPs / HDPE composite
• 2.2.3.1. Microhardness values for HDPE/nano-ZnO composite
• 2.3. Overview of injection molding technology
• 2.3.1. Injection molding machine
• 2.3.2. Plastic Injection Molding process
• 2.3.3. Injection molding parameters
• 2.3.4. Injection Molding Machine Haitian III
• 2.3.5. Advantages and disadvantages of Injection Molding Technology
• 2.4. ASTM D2240 standard and Shore hardness testing method
• 2.5. Surface inspection using SEM
• 2.5.1. Overview of SEM (Scanning Electron Microscope)
• 2.5.2. The history of Scanning Electron Microscope and EDS method
• 3. CHAPTER 3: EXPERIMENT AND SELECTION PROCESS
• 3.1. Classification and preservation
• 4. CHAPTER 4: ANALYSIS AND EVALUATION OF THE RESULT
• 4.1. Results before and after parameter selection
• 4.1.1. Before selection process
• 4.1.2. After selection process
• 4.2. Tensile testing analysis
• 4.2.1. Experimental chart effect of each percentage of ZnO-NPs to tensile strength
• 4.2.2. Effect of ZnO-NPs to the Ultimate Tensile Strength and Elastic Modulus of HDPE
• 4.3. Flexural strength analysis
• 4.3.1. Experimental chart effect of each percentage of ZnO-NPs to flexural strength
• 4.3.2. Effect of ZnO-NPs to the Elongation of HDPE
• 4.4. SEM and DSC analysis
• 4.5. Taguchi mehod analysis
• 5. CHAPTER 5: CONCLUSION AND RECOMMENDATION
• REFERENCES OF INFORMATION
• REFERENCES OF FIGURE
• REFERENCES OF TABLE

I. Tổng quan về nghiên cứu tính chất cơ học của composite HDPE

Nghiên cứu tính chất cơ học của composite HDPE tăng cường với hạt ZnO trong công nghệ ép phun đang thu hút sự chú ý của nhiều nhà nghiên cứu. Composite HDPE, với khả năng kết hợp giữa tính bền và tính nhẹ, đã trở thành lựa chọn phổ biến trong nhiều ứng dụng công nghiệp. Việc tăng cường composite này bằng hạt ZnO không chỉ cải thiện tính chất cơ học mà còn mở rộng khả năng ứng dụng của nó trong các lĩnh vực khác nhau.

1.1. Đặc điểm của composite HDPE và hạt ZnO

Composite HDPE là vật liệu được tạo ra từ polyethylene mật độ cao, có tính chất cơ học tốt. Hạt ZnO, với kích thước nano, được biết đến với khả năng cải thiện độ bền và tính năng chống tia UV cho composite.

1.2. Lợi ích của việc sử dụng hạt ZnO trong composite

Việc sử dụng hạt ZnO trong composite HDPE giúp tăng cường tính bền, khả năng chịu nhiệt và độ ổn định hóa học. Điều này làm cho sản phẩm cuối cùng có thể đáp ứng tốt hơn trong các điều kiện khắc nghiệt.

II. Thách thức trong nghiên cứu tính chất cơ học của composite HDPE

Mặc dù composite HDPE có nhiều ưu điểm, nhưng việc nghiên cứu và phát triển nó cũng gặp phải một số thách thức. Các vấn đề như sự phân bố không đồng đều của hạt ZnO trong composite và ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đến tính chất cơ học là những vấn đề cần được giải quyết.

2.1. Vấn đề phân bố hạt ZnO trong composite

Sự phân bố không đồng đều của hạt ZnO có thể dẫn đến sự giảm sút tính chất cơ học của composite. Cần có các phương pháp tối ưu hóa để đảm bảo hạt ZnO được phân bố đồng đều trong HDPE.

2.2. Ảnh hưởng của môi trường đến tính chất cơ học

Các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm và ánh sáng có thể ảnh hưởng đến tính chất cơ học của composite HDPE. Việc nghiên cứu các yếu tố này là cần thiết để đảm bảo độ bền và tuổi thọ của sản phẩm.

III. Phương pháp nghiên cứu tính chất cơ học của composite HDPE

Để nghiên cứu tính chất cơ học của composite HDPE tăng cường với hạt ZnO, các phương pháp thử nghiệm như kiểm tra độ bền kéo, độ bền uốn và phân tích nhiệt DSC được áp dụng. Những phương pháp này giúp đánh giá chính xác các tính chất cơ học của vật liệu.

3.1. Kiểm tra độ bền kéo của composite HDPE

Kiểm tra độ bền kéo được thực hiện để xác định khả năng chịu lực của composite. Các thông số như lực tối đa và độ giãn dài sẽ được ghi nhận để đánh giá tính chất cơ học.

3.2. Phân tích nhiệt DSC trong nghiên cứu

Phân tích nhiệt DSC giúp xác định các thay đổi về tính chất vật lý của composite HDPE khi chịu tác động của nhiệt độ. Kết quả từ phân tích này cung cấp thông tin quan trọng về độ ổn định nhiệt của vật liệu.

IV. Kết quả nghiên cứu tính chất cơ học của composite HDPE

Kết quả nghiên cứu cho thấy composite HDPE tăng cường với hạt ZnO có tính chất cơ học vượt trội hơn so với HDPE thông thường. Các thử nghiệm cho thấy sự cải thiện đáng kể về độ bền kéo và độ bền uốn, mở ra nhiều cơ hội ứng dụng mới.

4.1. Đánh giá độ bền kéo và uốn của composite

Kết quả thử nghiệm cho thấy composite HDPE với hạt ZnO có độ bền kéo cao hơn 20% so với HDPE nguyên bản. Điều này chứng tỏ rằng hạt ZnO có tác động tích cực đến tính chất cơ học của vật liệu.

4.2. Ứng dụng thực tiễn của composite HDPE

Composite HDPE tăng cường với hạt ZnO có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như sản xuất đồ dùng gia đình, thiết bị công nghiệp và vật liệu xây dựng, nhờ vào tính chất cơ học vượt trội của nó.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu về tính chất cơ học của composite HDPE tăng cường với hạt ZnO đã mở ra nhiều hướng đi mới cho ngành công nghiệp vật liệu. Việc tiếp tục nghiên cứu và phát triển sẽ giúp tối ưu hóa các tính chất của composite, từ đó nâng cao khả năng cạnh tranh trên thị trường.

5.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu đã chứng minh rằng việc tăng cường composite HDPE bằng hạt ZnO mang lại nhiều lợi ích về tính chất cơ học. Điều này khẳng định tiềm năng của vật liệu trong ứng dụng thực tiễn.

5.2. Hướng nghiên cứu trong tương lai

Các nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình sản xuất và cải thiện tính chất cơ học của composite HDPE bằng cách thử nghiệm với các loại hạt nano khác nhau.