THÔNG TIN VỀ LUẬN ÁN TIẾN SĨ CỦA NCS ĐỖ QUANG THẨM
Tên đề tài luận án: Chế tạo, nghiên cứu tính chất và hình thái cấu trúc của vật liệu compozit trên cơ sở copolyme etylen-vinyl axetat (EVA) và nanosilica.
Nghiên cứu sinh: Đỗ Quang Thẩm.
Thuộc cơ sở đào tạo: Viện Kỹ thuật nhiệt đới, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Chuyên ngành: Vật liệu Cao phân tử và tổ hợp.
Mã số: 62440125.
Người hướng dẫn khoa học: GS. TS. Thái Hoàng.
1. Mục tiêu của luận án
– Chế tạo được vật liệu nanocompozit EVA/silica không có và có chất tương hợp EVAgAM bằng phương pháp sol-gel và phương pháp trộn nóng chảy.
– Xác định được hình thái cấu trúc và tính chất của vật liệu nanocompozit chế tạo bằng 2 phương pháp nêu trên. Trên cơ sở kết quả nghiên cứu, lựa chọn vật liệu nanocompozit EVA/silica có chất lượng cao, bền thời tiết, có thể định hướng ứng dụng trong một số lĩnh vực kỹ thuật.
2. Các kết quả chính của luận án
2.1. Vật liệu nanocompozit EVA/silica đã được chế tạo bằng phương pháp sol-gel với xúc tác axit HCl hoặc bazơ NH4OH, sử dụng tiền chất tetraetoxysilan (TEOS) với hàm lượng đến 25%, không có và có 1% chất tương hợp EVAgAM.
– Với pH =1 – 3 hoặc pH = 9 – 9,5, vật liệu tạo thành có cấu trúc micro và silica được hình thành không cải thiện tính chất cơ học của EVA.
– Với pH = 4 – 6 hoặc 7,5 – 9,5, silica hình thành và phân tán trong nền EVA với kích thước nanomet (50 – 80 nm), giữa silica và nền EVA hình thành các liên kết hydro, tương tác lưỡng cực. Nanosilica tạo thành tăng độ bền kéo đứt của EVA. Độ pH thích hợp nhất để chế tạo vật liệu EVA/silica nanocompozit bằng phương pháp sol-gel là pH = 4 hoặc pH = 8,5 với hàm lượng TEOS 15%.
– Độ bền nhiệt, mô đun đàn hồi phức của EVA được cải thiện khi nanosilica hình thành trong nền EVA từ TEOS.
– Chất tương hợp EVAgAM tăng khả năng tương tác giữa nền EVA với nanosilica, giảm sự kết tụ của silica tạo thành và cải thiện tính chất cơ học, độ bền nhiệt của vật liệu nanocompozit EVA/silica.
2.2. Vật liệu nanocompozit EVA/silica không có và có EVAgAM đã được chế tạo thành công bằng phương pháp trộn nóng chảy. Nanosilica và EVAgAM tăng độ nhớt chảy của EVA.
– Nanosilica phân tán trong nền EVA với kích thước 20-60 nm. Khi có EVAgAM, nanosilica phân tán với kích thước 20-40 nm trong blend EVA/EVAgAM.
– Nanosilica kết hợp với EVAgAM góp phần tăng mô đun đàn hồi và độ bền kéo đứt của EVA và vật liệu nanocompozit EVA/silica. Hàm lượng EVAgAM sử dụng thích hợp nhất là 1%. Nanosilica và EVAgAM cải thiện độ bền nhiệt, độ bền điện môi, độ bền oxi hóa nhiệt, độ bền bức xạ tử ngoại nhiệt ẩm, khả năng chống cháy cho vật liệu nanocompozit EVA/silica. Vật liệu nanocompozit EVA/EVAgAM/silica bền với các dung dịch NaCl 3%, axit axetic 10%, axit HCl 10%.
– Nanosilica có thể làm giảm một phần khả năng cách điện của EVA, tuy nhiên, vật liệu nanocompozit EVA/silica vẫn là vật liệu cách điện tốt.
– Thành phần thích hợp của vật liệu nanocompozit EVA /EVAgAM/silica có thể định hướng chế tạo vật liệu cách điện như vỏ dây và cáp điện như sau: hàm lượng nanosilica 3% và EVAgAM 1% (so với khối lượng của EVA).
3. Những điểm mới và đóng góp của luận án
– Đã chế tạo được vật liệu nanocompozit EVA/silica bằng phương pháp sol-gel sử dụng 2 loại chất xúc tác là axit HCl và bazơ NH4OH với các pH thích hợp.
– Sự phân tán silica ở cấp độ nanomet trong nền EVA, các tương tác lưỡng cực và liên kết hydo hình thành trong vùng liên pha polyme-nanosilica là nguyên nhân tạo cho vật liệu nanocompozit EVA/EVAgAM/silica có các tính chất như độ bền kéo đứt, mô đun đàn hồi E, mô đun đàn hồi phức, độ bền nhiệt lớn hơn so với nền EVA và nanocompozit EVA/silica tương ứng.
– Vật liệu nanocompozit EVA/silica không có và có EVAgAM có độ bền oxy hoá nhiệt, độ bền bức xạ tử ngoại nhiệt ẩm lớn hơn so với EVA.
– Nanosilica và EVAgAM cải thiện khả năng chống cháy của EVA và vật liệu nanocompozit EVA/silica.
