TRÍCH YẾU LUẬN ÁN TIẾN SĨ
1. Tên tác giả: Phạm Thị Hường
2. Tên luận án: “Nghiên cứu chế tạo vật liệu polyme compozit từ nhựa epoxy DER 331 và tro bay phế thải ứng dụng trong kỹ thuật điện”
3. Chuyên ngành: Vật liệu cao phân tử và tổ hợp Mã số: 62440125
4. Tên cơ sở đào tạo: Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
5. Mục đích và đối tượng nghiên cứu của luận án
1. Mục đích nghiên cứu: đánh giá được khả năng gia cường của tro bay tới tính chất cơ nhiệt, tính chất điện của vật liệu polyme compozit trên nền nhựa epoxy DER 331, từ đó định hướng cho việc ứng dụng tro bay trong kỹ thuật điện.
2. Đối tượng nghiên cứu:
• Khảo sát hàm lượng tro bay đưa vào vật liệu nền epoxy DER 331.
• Nghiên cứu các phương pháp xử lý, biến tính bề mặt tro bay bằng các hóa chất vô cơ, axit hữu cơ và các hợp chất silan.
• Đánh giá khả năng gia cường của tro bay biến tính và không biến tính đến tính chất cơ- nhiệt của vật liệu polyme compozit nền nhựa epoxy DER 331.
• Nghiên cứu khả năng cách điện của vật liệu polyme compozit với tro bay biến tính và không biến tính.
6. Các phương pháp nghiên cứu đã sử dụng
1. Phân tích hóa học và hóa lý
Phương pháp xác định hàm lượng phần gel, phương pháp xác định độ nhớt Brookfield, phương pháp xác định thành phần hóa học, phương pháp xác định diện tích bề mặt hạt, phân bố kích thước hạt, phương pháp xác định góc tiếp xúc.
2. Biến tính hóa học và phương pháp chế tạo mẫu compozit
Biến tính bề mặt tro bay bằng dung dịch kiềm, dung dịch axit stearic và dung dịch silan. Chế tạo mẫu compozit từ nhựa epoxy DER 331 và tro bay, chất đóng rắn amin DETA.
3. Các phương pháp phân tích cấu trúc vật liệu và tính chất cơ học của vật liệu compozit
Phương pháp xác định hình thái học bề mặt vật liệu bị phá hủy, phương pháp phân tích nhiệt, phương pháp phổ hồng ngoại. Phương pháp đo độ bền cơ học và đo tính chất cách điện của vật liệu compozit.
7. Các kết quả chính
1. Đã xác định được hàm lượng tro bay 40PKL là thích hợp nhất với điều kiện gia công và cho độ bền cơ học vật liệu compozit cao.
2. Tro bay sau khi được xử lý bằng các dung dịch kiềm cho phân bố kích thước hạt đồng đều hơn, diện tích bề mặt hạt gia tăng từ 5 đến 10 lần so với mẫu tro bay ban đầu. Với tro bay biến tính bằng các hợp chất silan và bằng axit stearic, khả năng thấm ướt của hạt tro bay với nhựa nền đã được cải thiện rõ rệt nhờ gia tăng góc tiếp xúc. Đặc biệt với axit stearic hàm lượng 2% hoặc 3% độ bền cơ học đạt được là tốt hơn cả. Trong khi đó với tro bay biến tính bằng các hợp chất silan có nhóm chức epoxy, độ bền cơ học của vật liệu compozit tốt hơn so với tro bay biến tính bằng silan có nhóm chức amin. Silan GF80 với hàm lượng 2% là lựa chọn tốt nhất để biến tính tro bay.
3. Tính chất điện của các mẫu compozit như điện trở suất đạt được giá trị khá cao 1013(.cm), tổn hao điện môi nhỏ (< 0,03) và đều nằm trong vùng giới hạn cho phép của vật liệu cách điện. Độ bền điện của các mẫu đạt từ 13 15 (kV/mm), bền với môi trường điện trường. Đây là cơ sở để định hướng cho vật liệu compozit epoxy DER 331/tro bay ứng dụng trong ngành kỹ thuật điện.
8. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Tro bay phế thải của nhà máy nhiệt điện Phả Lại được xử lý và biến tính thích hợp để đưa vào làm chất độn cho nhựa nền epoxy DER 331 không chỉ có ý nghĩa thực tiễn về môi trường, kinh tế mà còn có ý nghĩa khoa học. Vật liệu compozit đã chế tạo không những được nâng cao độ bền cơ, nhiệt mà còn có tính cách điện. Đây là cơ sở khoa học làm tiền đề cho các nghiên cứu tiếp theo hay chế tạo các sản phẩm cách điện phục vụ cho thực tiễn.
