Luận án về tính chất và hình thái cấu trúc của vật liệu compozit từ nhựa epoxy và sợi thủy tinh

• Trường học: Đại học Bách khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Vật liệu compozit
• Đề tài: Nghiên cứu tính chất và cấu trúc vật liệu compozit từ nhựa epoxy và sợi thủy tinh
• Loại tài liệu: luận án
• Địa điểm: Hà Nội

• MỞ ĐẦU
• 1. TỔNG QUAN VỀ NHỰA EPOXY, NANOCOMPOZIT VÀ VẬT LIỆU COMPOZIT TRÊN CƠ SỞ EPOXY/NANOSILICA/ SỢI THỦY TINH
• 1.1. Nhựa epoxy

I. Tính chất và cấu trúc vật liệu compozit

Nghiên cứu về vật liệu compozit từ nhựa epoxy và sợi thủy tinh đã chỉ ra rằng tính chất của chúng phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm tỷ lệ thành phần, phương pháp chế tạo và điều kiện xử lý. Tính chất vật liệu của hệ compozit này được cải thiện đáng kể nhờ vào sự kết hợp giữa nhựa epoxy và sợi thủy tinh. Các nghiên cứu cho thấy rằng việc gia cường bằng sợi thủy tinh giúp tăng cường độ bền kéo, độ dai và khả năng chịu va đập của vật liệu. Đặc biệt, tính năng nhựa epoxy có thể được nâng cao thông qua việc sử dụng các phụ gia nano như nanosilica. Sự kết hợp này không chỉ cải thiện tính chất cơ học mà còn tăng cường khả năng chống cháy và bền nhiệt cho vật liệu.

1.1. Tính chất cơ học của vật liệu compozit

Tính chất cơ học của vật liệu compozit từ nhựa epoxy và sợi thủy tinh được đánh giá qua các chỉ tiêu như độ bền kéo, độ bền uốn và độ dai. Các nghiên cứu cho thấy rằng việc gia cường bằng sợi thủy tinh giúp tăng cường đáng kể độ bền kéo và độ bền uốn của vật liệu. Đặc biệt, tính bền của vật liệu có thể được cải thiện khi sử dụng nanosilica như một phụ gia. Nanosilica không chỉ giúp tăng cường độ bền mà còn cải thiện khả năng chịu nhiệt và độ bền hóa học của vật liệu. Các thử nghiệm cho thấy rằng vật liệu compozit có thể đạt được độ bền kéo lên đến 50% so với nhựa epoxy nguyên chất, nhờ vào sự kết hợp này.

1.2. Cấu trúc vi mô của vật liệu compozit

Cấu trúc vi mô của vật liệu compozit từ nhựa epoxy và sợi thủy tinh được phân tích thông qua các phương pháp như hiển vi điện tử quét (SEM) và hiển vi điện tử truyền qua (TEM). Các hình ảnh cho thấy sự phân tán đồng đều của nanosilica trong nền nhựa epoxy, điều này góp phần vào việc cải thiện tính chất cơ học của vật liệu. Sự tương tác giữa sợi thủy tinh và nhựa epoxy cũng được ghi nhận là rất quan trọng trong việc hình thành cấu trúc bền vững. Các nghiên cứu cho thấy rằng cấu trúc vi mô của vật liệu có thể ảnh hưởng đến khả năng chịu lực và độ bền của vật liệu trong các ứng dụng thực tế.

II. Ứng dụng của vật liệu compozit

Vật liệu compozit từ nhựa epoxy và sợi thủy tinh có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực như xây dựng, giao thông, và điện tử. Nhờ vào tính năng vượt trội của chúng, các sản phẩm từ vật liệu này được sử dụng rộng rãi trong các cấu trúc chịu lực, vỏ máy bay, và các thiết bị điện tử. Vật liệu compozit không chỉ giúp giảm trọng lượng mà còn tăng cường độ bền và khả năng chống ăn mòn. Việc sử dụng nanosilica trong công thức chế tạo cũng giúp cải thiện khả năng chống cháy và độ bền nhiệt, mở rộng khả năng ứng dụng của vật liệu trong môi trường khắc nghiệt.

2.1. Ứng dụng trong ngành xây dựng

Trong ngành xây dựng, vật liệu compozit từ nhựa epoxy và sợi thủy tinh được sử dụng để chế tạo các cấu trúc chịu lực như cột, dầm và sàn. Các sản phẩm này không chỉ nhẹ mà còn có khả năng chịu tải tốt, giúp giảm thiểu chi phí và thời gian thi công. Đặc biệt, tính bền của vật liệu giúp tăng cường độ an toàn cho các công trình xây dựng. Việc sử dụng nanosilica trong công thức chế tạo cũng giúp cải thiện khả năng chống thấm và độ bền hóa học của vật liệu, làm cho chúng trở thành lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng trong môi trường ẩm ướt.

2.2. Ứng dụng trong ngành điện tử

Trong ngành điện tử, vật liệu compozit từ nhựa epoxy và sợi thủy tinh được sử dụng để chế tạo các linh kiện điện tử như bảng mạch in và vỏ thiết bị. Tính năng cách điện và khả năng chịu nhiệt của vật liệu giúp bảo vệ các linh kiện bên trong khỏi các tác động bên ngoài. Sự kết hợp giữa sợi thủy tinh và nanosilica không chỉ cải thiện độ bền mà còn giúp tăng cường khả năng chống cháy, điều này rất quan trọng trong các ứng dụng điện tử. Các sản phẩm từ vật liệu này đã được chứng minh là có tuổi thọ cao và hiệu suất ổn định trong các điều kiện hoạt động khác nhau.