Luận án TS Hóa học: Nâng cao tính năng cơ lý cao su compozit nano, Phạm Công Nguyên
Luận án tiến sĩ hóa học: nâng cao tính năng cơ lý kỹ thuật cho cao su compozit. Nghiên cứu ứng dụng phụ gia nano để tối ưu hóa hiệu suất vật liệu.
Năm xuất bản
Số trang
153
Thời gian đọc
23 phút
Lượt xem
0
Lượt tải
0
Phí lưu trữ
50 Point
Mục lục chi tiết
Tóm tắt nội dung
I.Nghiên cứu tổng quan về cao su compozit nano và ứng dụng
Tài liệu khảo sát sâu rộng về cao su compozit nano. Vật liệu này kết hợp nền cao su với các hạt nano để đạt được tính năng vượt trội. Nghiên cứu tập trung nâng cao tính năng cơ lý kỹ thuật, mở rộng ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp. Mục tiêu là phát triển vật liệu bền bỉ, hiệu quả hơn.
1.1. Giới thiệu vật liệu nanocompozit
Vật liệu nanocompozit là sự kết hợp giữa polymer nền và các chất độn có kích thước nanomet. Sự phân tán đồng đều của các hạt nano trong ma trận polymer cải thiện đáng kể các tính chất cơ học. Điều này tạo ra vật liệu có hiệu suất cao, ứng dụng đa dạng.
1.2. Tầm quan trọng của tính năng cơ lý
Tính năng cơ lý đóng vai trò cốt lõi trong hiệu suất vật liệu. Độ bền kéo đứt, độ giãn dài khi đứt, và độ cứng Shore A là các chỉ số quan trọng. Nâng cao các chỉ số này giúp vật liệu chịu được tải trọng, môi trường khắc nghiệt. Sản phẩm cuối cùng có tuổi thọ cao hơn, đáng tin cậy hơn.
II.Phương pháp biến tính và chế tạo cao su compozit nano
Quá trình chế tạo cao su compozit nano đòi hỏi các kỹ thuật đặc biệt. Biến tính bề mặt phụ gia nano là bước then chốt. Điều này đảm bảo tương tác tốt giữa chất độn và ma trận cao su. Các phương pháp tiên tiến được áp dụng để đạt được vật liệu tối ưu.
2.1. Biến tính bề mặt hạt nano silica
Hạt nano silica thường được biến tính bằng silan để tăng khả năng tương hợp. Quá trình này cải thiện sự phân tán của silica trong cao su. Kết quả là tăng cường liên kết giao diện, dẫn đến nâng cao tính năng cơ lý.
2.2. Chế tạo compozit từ ống nano carbon CNT
Ống nano carbon CNT là chất gia cường hiệu quả. Kỹ thuật phân tán CNT đồng đều trong ma trận cao su rất quan trọng. Các phương pháp như siêu âm, trộn cơ học được sử dụng. Vật liệu nanocompozit chứa CNT thể hiện độ bền và độ cứng vượt trội.
2.3. Sử dụng graphene oxide
Graphene oxide là một phụ gia nano tiềm năng khác. Nó có khả năng biến tính dễ dàng và cung cấp diện tích bề mặt lớn. Việc kết hợp graphene oxide vào cao su compozit nano giúp cải thiện các tính chất cơ học, nhiệt, và điện.
III.Kết quả nâng cao tính năng cơ lý của cao su compozit nano
Các thử nghiệm thực nghiệm đã chứng minh hiệu quả của phụ gia nano. Vật liệu cao su compozit nano thể hiện sự cải thiện đáng kể. Tính năng cơ lý kỹ thuật được nâng cao rõ rệt, đáp ứng yêu cầu ứng dụng khắt khe. Kết quả này mở ra hướng phát triển mới.
3.1. Ảnh hưởng của hạt nano đến độ bền kéo đứt
Việc bổ sung hạt nano, đặc biệt là nano carbon black và silica biến tính, làm tăng đáng kể độ bền kéo đứt. Sự phân tán tốt của các hạt tạo ra mạng lưới gia cường mạnh mẽ. Cao su compozit nano chịu được lực kéo lớn hơn.
3.2. Cải thiện độ giãn dài và độ cứng Shore A
Bên cạnh độ bền kéo, độ giãn dài khi đứt cũng được cải thiện. Điều này biểu thị tính dẻo dai của vật liệu. Đồng thời, độ cứng Shore A tăng lên, cung cấp khả năng chống mài mòn tốt hơn. Sự cân bằng các tính chất này là điểm mấu chốt.
IV.Phụ gia nano Giải pháp đột phá cho cao su compozit
Phụ gia nano đã cách mạng hóa ngành công nghiệp cao su. Chúng mang lại giải pháp đột phá để sản xuất vật liệu có hiệu suất cao. Nghiên cứu xác nhận vai trò quan trọng của các hạt nano trong việc cải thiện toàn diện tính năng của cao su compozit nano.
4.1. Vai trò của nano carbon black và silica
Nano carbon black và hạt nano silica là hai loại phụ gia chủ lực. Chúng không chỉ tăng độ bền mà còn cải thiện khả năng chống mài mòn. Sự kết hợp của chúng có thể tạo ra hiệu ứng hiệp đồng, tối ưu hóa tính năng cơ lý.
4.2. Khai thác tiềm năng vật liệu nanocompozit
Tiềm năng của vật liệu nanocompozit còn rất lớn. Nghiên cứu mở ra nhiều hướng phát triển cho các ứng dụng công nghiệp. Từ lốp xe đến các chi tiết kỹ thuật, cao su compozit nano sẽ đóng vai trò ngày càng quan trọng. Việc tiếp tục nghiên cứu, tối ưu hóa sẽ mang lại nhiều lợi ích.
Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Tải đầy đủ (153 trang)Trích đoạn nội dung luận án
Tải xuống để đọc toàn bộBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Phạm Công Nguyên NGHIÊN CỨU NÂNG CAO TÍNH NĂNG CƠ LÝ KỸ THUẬT CHO MỘT SỐ CAO SU COMPOZIT BẰNG PHỤ GIA NANO LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÓA HỌC Hà Nội, 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Phạm Công Nguyên NGHIÊN CỨU NÂNG CAO TÍNH NĂNG CƠ LÝ KỸ THUẬT CHO MỘT SỐ CAO SU COMPOZIT BẰNG PHỤ GIA NANO Chuyên ngành: Hóa hữu cơ Mã sỗ: 9.14 LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS Đỗ Quang Kháng Hà Nội, 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi và các cộng sự. Các kết quả nghiên cứu không trùng lặp và chưa từng công bố trong tài liệu khác. Hà Nội, 2019 Tác giả Phạm Công Nguyên LỜI CẢM ƠN Với tất cả sự trân trọng và cảm kích, tác giả bày tỏ sự biết ơn sâu sắc đến GS. Đỗ Quang Kháng đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tác giả hoàn thành luận án này.
Tác giả xin trân trọng cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Hóa học, Học viện Khoa học và Công nghệ, các cán bộ nghiên cứu phòng Công nghệ Vật liệu và Môi trường - Viện Hóa học - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã ủng hộ giúp đỡ tác giả trong thời gian thực hiện luận án. Tác giả xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo Viện Khoa học và Công nghệ - BCA, Lãnh đạo Phòng Kỹ thuật công nghệ vật liệu chuyên dụng, Cán bộ chiến sĩ trong đơn vị đã động viên, ủng hộ, tạo điều kiện về thời gian và công việc để tác giả hoàn thành luận án. Cuối cùng, tác giả xin cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè đã liên tục cổ vũ, động viên, chia sẻ trong suốt quá trình hoàn thiện luận án. Hà Nội, 2019 Tác giả Phạm Công Nguyên i MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT.
v DANH MỤC CÁC BẢNG. viii DANH MỤC CÁC HÌNH. 1 Chương 1: TỔNG QUAN. Giới thiệu chung về cao su, cao su blend và cao su nanocompozit.
Cao su thiên nhiên và một số cao su tổng hợp. Cao su thiên nhiên. Cao su cloropren. Cao su acrylonitril-butadien.
Cao su blend. Cao su nanocompozit. Tình hình nghiên cứu chế tạo, ứng dụng vật liệu cao su nanocompozit trên thế giới và Việt Nam. Vật liệu gia cường nano sử dụng trong nghiên cứu và biến tính bề mặt chúng 7 1.
Ống nano carbon và biến tính bề mặt ống. Vật liệu nanosilica và các phương pháp biến tính bề mặt. Nanoclay và các phương pháp biến tính. Tình hình nghiên cứu chế tạo và ứng dụng vật liệu cao su nanocompozit trong và ngoài nước.
Giới thiệu chung. Vật liệu nanocompozit trên cơ sở cao su gia cường ống nano carbon. Vật liệu cao su silica nanocompozit. Vật liệu cao su clay nanocompozit.
Vật liệu cao su gia cường phối hợp phụ gia nano với than đen. Tình hình nghiên cứu cao su nanocompozit ở Việt Nam. Nhận xét chung và những vấn đề cần nghiên cứu của luận án. Nguyên vật liệu, hóa chất.
Chất gia cường:. Chất hoạt động và biến tính bề mặt. Các loại cao su. Các chất phụ gia lưu hóa:.
Biến tính phụ gia nano và chế tạo vật liệu cao su nanocompozit. Biến tính bề mặt ống nano carbon .1 Biến tính bằng phản ứng este hóa Fischer. Biến tính bằng phản ứng Ankyl hóa bề mặt ống nano carbon. Biến tính nanosilica bằng bis-(3-trietoxysilylpropyl) tetrasulphit.
Biến tính nanoclay. Phương pháp chế tạo cao su nanocompozit. Chế tạo cao su thiên nhiên/phụ gia nano nanocompozit. Cao su nanocompozit trên cơ sở blend của cao su thiên nhiên.
Cao su, cao su blend gia cường than đen phối hợp với phụ gia nano. Các phương pháp nghiên cứu khác .1 Nghiên cứu cấu trúc vật liệu:. Nghiên cứu tính chất nhiệt của vật liệu. Nghiên cứu cấu trúc hình thái của vật liệu.
Nghiên cứu kích thước hạt của vật liệu. Nghiên cứu tính chất cơ học của vật liệu. Nghiên cứu thời gian lưu hóa của vật liệu. Nghiên cứu tính chất cơ học động (DMA).
Nghiên cứu độ bền môi trường. Nghiên cứu độ bền môi trường dung môi: .52 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN. Biến tính phụ gia nano. Biến tính ống nano carbon.
Biến tính ống nano carbon bằng polyvinylcloride. Biến tính bề mặt ống nano carbon bằng polyetylenglycol (PEG). Biến tính nanosilica. Xác định nồng độ silan tối ưu.
Xác định thời gian phản ứng. Xác định nhiệt độ phản ứng. Ảnh hưởng c ủa quá trìn h pol ym e hóa silan đến độ bền của lớp iii bề mặt xử lý. Xác định mức độ silan hóa bằng phân tích nhiệt.
Ảnh hưởng của quá trình biến tính tới kích thước hạt .7 Ảnh hưởng của quá trình biến tính tới bề mặt hạt nanosilica. Biến tính nanoclay. Nghiên cứu, chế tạo vật liệu cao su nanocompozit trên cơ sở cao su thiên nhiêu và một số cao su blend gia cường bằng phụ gia nano. Ảnh hưởng của hàm lượng nano đến tính chất cơ học của vật liệu.
Ảnh hưởng của hàm lượng nano c hưa biến tính đến t ính chất kéo của vật liệu. Ảnh hưởng của phụ gia nano biến tính đến tính chất cơ học của vật liệu. Ảnh hưởng của hàm lượng nano đến cấu trúc hình thái của vật liệu. Cấu trúc hình thái của vật liệu CSTN sử dụng nanosilica biến tính và không biến tính.
Cấu trúc hình thái của vật liệu cao su blend CSTN/NBR gia cường nanosilica biến tính và không biến tính:. Cấu trúc hình thái vật liệu cao su blend CSTN/NBR gia cường ống nano carbon biến tính và không biến tính:. Cấu trúc hình thái mẫu vật liệu cao su blend CSTN/CR gia cường nanosilica biến tính và không biến tính:. Cấu trúc hình thái mẫu vật liệu cao su blend CSTN/CR gia cường nanoclay hữu cơ hóa:.
Ảnh hưởng của phụ gia nano đến tính chất nhiệt của vật liệu. Ảnh hưởng của nanosilica đến tính chất nhiệt của vật liệu CSTN. Ảnh hưởng của nanosilica đến tính chất nhiệt của vật liệu cao su blend.3 Nghiên cứu, chế tạo vật liệu cao su nanocompozit trên cơ sở cao su, cao su blend gia cường than đen phối hợp với phụ gia nano (đã biến tính). Phối hợp nano silica và than đen gia cường cho cao su thiên nhiên.
Ảnh hưởng của hàm lượng than đen tới tính chất cơ học của vật liệu. Ảnh hưởng của nanosilica phối hợp tới tính chất cơ học của vật liệu. Cấu trúc hình thái của vật liệu. Ảnh hưởng của quá trình biến tính tới khả năng bền nhiệt của vật liệu.
Khả năng bền môi trường của vật liệu. Phối hợp nano silica, nanoclay và than đen gia cường cho blend của cao su thiên nhiên và cao su cloropren. Ảnh hưởng của hàm lượng than đen tới tính chất cơ học của vật liệu. Ảnh hưởng của hàm lượng nanoclay thay thế nanosilica tới tính chất cơ học của vật liệu.
Ảnh hưởng của quá trình biến tính tới khả năng bền nhiệt của vật liệu. Ảnh hưởng của quá trình biến tính tới độ bền môi trường của vật liệu. Cấu trúc hình thái của vật liệu. Phối hợp nano silica và than đen gia cường cho blend của cao su thiên nhiên và cao su nitril butadien (CSTN/NBR).
Ảnh hưởng của hàm lượng than đen tới tính chất cơ học của vật liệu. Ảnh hưởng của nanosilica phối hợp tới tính chất cơ học của vật liệu. Cấu trúc hình thái của vật liệu. Ảnh hưởng của quá trình biến tính tới khả năng bền nhiệt của vật liệu.
Khả năng bền môi trường của vật liệu. Nghiên cứu phối hợp nano carbon và than đen gia cường cho vật liệu blend của cao su nitril butadien và polyvinylchloride. Ảnh hưởng của hàm lượng than đen tới tính chất cơ học của vật liệu. Ảnh hưởng của hàm lượng CNT thay thế than đen (CB) tới tính chất cơ học của vật liệu.
Cấu trúc hình thái của vật liệu. Tính chất cơ nhiệt động (DMA). Tính chất nhiệt của vật liệu. Nhận xét chung mục 3.
120 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN. 122 DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ĐÃ ĐƯỢC CÔNG BỐ. 123 TÀI LIỆU THAM KHẢO .
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ
Câu hỏi thường gặp
Luận án "Nghiên cứu nâng cao tính năng cơ lý cao su compozit nano" nghiên cứu về vấn đề gì?
Luận án tiến sĩ hóa học: nâng cao tính năng cơ lý kỹ thuật cho cao su compozit. Nghiên cứu ứng dụng phụ gia nano để tối ưu hóa hiệu suất vật liệu.
Luận án "Nghiên cứu nâng cao tính năng cơ lý cao su compozit nano" được bảo vệ tại trường nào?
Luận án này được bảo vệ tại Học viện Khoa học và Công nghệ. Năm bảo vệ: 2019.
Luận án "Nghiên cứu nâng cao tính năng cơ lý cao su compozit nano" thuộc chuyên ngành gì?
Luận án "Nghiên cứu nâng cao tính năng cơ lý cao su compozit nano" thuộc chuyên ngành Hóa hữu cơ. Danh mục: Công Nghệ Hóa Học.
Luận án "Nghiên cứu nâng cao tính năng cơ lý cao su compozit nano" có bao nhiêu trang?
Luận án "Nghiên cứu nâng cao tính năng cơ lý cao su compozit nano" có 153 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.
Cách tải luận án "Nghiên cứu nâng cao tính năng cơ lý cao su compozit nano" về máy như thế nào?
Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.