Tài liệu Chế tạo, nghiên cứu tính chất và hình tái cấu trúc của vật liệu compozit trên cơ sở copolyme etylen vinyl axetat (eva) và nanosilica

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VI À VÀ C VI T T O G G C VI T I TĐ I ****************** Đ GT CHÕ T¹O, NGHI£N CøU TÝNH CHÊT Vµ H×NH TH¸I CÊU TRóC CñA VËT LIÖU COMPOZIT TR£N C¥ Së COPOLYME ETYLEN-VINYL AXETAT (eva) Vµ NANOSILICA Á TI à ội – 2014 OÁ C BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VI À VÀ C VI T T O G G C VI T I TĐ I ********** Đ GT CHÕ T¹O, NGHI£N CøU TÝNH CHÊT Vµ H×NH TH¸I CÊU TRóC CñA VËT LIÖU COMPOZIT TR£N C¥ Së COPOLYME ETYLENVINYL AXETAT (eva) Vµ NANOSILICA Á TI C à V OÁ i i à G T Hà ội – 2014 C T ÁI OÀ G Lời cảm ơn c i i n c c ản n n n n in n i m c n n i n n n cảm ơn n n i n n n i m ụ củ n i i n c c n n i n m n n i n ữn n n i m i i ả n ờn n ực i n c c c i n n i i ờn n i i c ự m n c c c n n i ời c n c i i i nơi ỡ c ực n i m củ i n i i n in c n i im m i n n c n i i xin cảm ơn c c n n c n n i nc i xin c n in ơn n nn m i c m i n cảm ơn n ữn n i n i n i n ực i n n n n L n n i n m c c n n n n i ự c i in củ in i nc cơ ản -2010.02). c iả n n n m ii IC i xin c m n n củ n n i nc ụn n c c n n i c ic n ĐO c n ời n n i n c ả n n n c n ự n i m ụ cc c ả ực i n n ực n n n n ực n n c c c iả n n n m i L Trang L L .................................................................. v L L ............................... viii .................................................... xiii ........................................................................................................... 1 ............................................................................. 3 1.1. Copolyme etylen vinyl axetat (EVA)......................................................... 3 i i i n c 3 Ứn .............................................................................. 3 củ .............................................................................. 4 ụn củ ............................................................................. 4 1.2. Nanosilica ................................................................................................... 5 i i i c ơn 33 3 i ic .............................................................................. 5 n i ơn ủ i ic ơn m ủ i ic ................. 7 i ic gel) ........................ 7 ụn củ n n i ic ............................................... 10 n c củ n n i ic ................................................... 10 n c c củ ụn củ ơn ơn i ic ....................................................... 12 i ic .................................................................... 12 n n i nc c 3 i -gel .................................................................... 8 n 3 Ứn 3 i ic c củ n n i ic ....................................................................... 9 1.2.4.1. n .................................................................... 7 ơn n c 3 c i c n n c m i i lyme/silica .................... 13 n n c m i m i ic ...... 13 n n n c ả ..................................................... 13 ii 3 ơn n 3 3 ơn -gel .................................................................. 15 i n 1.3.2 n i ic n n n c ............................................ 14 c i n n c m i polyme/silica ..................................................................................... 17 3 i n n ........................................................................... 18 3 i n n c ....................................................................... 18 33 ụn c i n ơn n n c m i n n i m n n i nc i m n c i ic ...................................................... 22 n n c m i i ic ........................ 27 ...................................................................... 35 n i c i ........................................................................... 35 n n c m i i ic n c c EVAgAM ................................................................................................. 35 3 c 33 ơn -gel ................................................... 35 n ơn n n n c ả ...................................... 36 ơn 3 3 n i n n n i i n i ................................................. 36 i i n i i n .......................................... 36 ờn x ......................... 37 n c n i ................................................................................... 37 3 c 3 c n 3 c n c c n c n c ả n n c 3 n i m 3 n i m x 3 n i nc c 3 n c 3 .......................................................................... 37 cơ n ản n c n c c n c c.................................................................. 37 i n ......................................................... 38 c n m i ........................................... 38 n i cx n in i củ i i n i n m i củ L m .................. 39 L ........................ 40 i ..................... 41 .................................................. 42 iii 3 n c n i ic i c n c c củ c i c n n c m n i ơn sol-gel ....................................................................................................... 42 3 n c n i ic n c 3 n n n 3 3 c củ c i n n c m c n i ơn i x c c xi ............................................................. 42 3 i c i ................................................................... 42 ic c ....................................................................... 49 n c cơ 3 n c n i ........................................................................... 57 3 n c i n ...................................................................... 60 3 n c n i ic n n n 3 ic c củ c ix c c 3 3 i c n c 3 c ......................................................................... 54 i i n n c m c n i ơn ơ ........................................................... 63 ................................................................... 63 c ....................................................................... 65 n c cơ 3 n c n i ........................................................................... 72 3 n c i n ...................................................................... 75 m c ......................................................................... 69 ả mục 3 .................................................................................. 77 3 n c n i ic n c i c c c củ c i n n c m n i ơn n n n c ả .......................................................................................... 77 3.2.1 n c 3 3 3 3.2.4 cơ n n c ................................................................................ 78 i .................................................................................. 84 ản n c ả n n c .......................................................................... 86 i n ............................................................................. 89 iv 3 n ic c .............................................................................. 93 3 n c n i ................................................................................... 95 3 n c i n .................................................................................... 97 3 n i n m i ....................................................................... 97 3 n i n m i ....................................................................... 98 3 3 i n 3 i ....................................................................... 99 i n 3 n 3 n xi 3 n n ủn .................................................................. 101 c t- n m i ............................................................ 102 n i ....................................................................... 106 cx 3 n củ i c i 3 n n c n i 3 3 n i ic n n c m i i ic n i m c củ i n n c m i n i m c n c cơ c cx c củ i n n n c m i n c in i i cx m ........ 109 i ic n i n i m i cx i ic n i m ......................................................................................... 116 ản n c n c m m .................................................. 108 m ......................................................................................... 111 n c 3 in i .................................................................... 118 ả mục 3 2................................................................................ 120 L ....................................................................... 122 L ........................... 124 .......................... 125 L L ............................................................................. 127 ...................................................................................................... 144 v D i APTES As CTAB ỤC CÁC T n ủ 3-amino propyl trietoxy silan i n c m i n n n n-hexadexyl trimetylammoni bromua n i CCT n DCP dicumyl peoxit DSC n i n n c n i DTMA n c cơ n i n n n n (cone calorimeter test) i DTA n i i (differential scanning calorimetry) i (differential thermal analysis) n (dynamic thermo mechanical analysis) E m EVA copolyme etylen vinylaxetat i (Y n ’ m n EVAgAM EVAsilX VI T T T i m ; ic m ic nanocompozit EVA/X%silica c n n c ả ) n i X = 2, 3, 4, 5 (% i ơn n n i ) EVAsilXgG nanocompozit EVA/X%silica/G%EVAgAM c ơn n n n c ả ; G = 0.5; 1; 1.5; 2 % n EVAsolX n n c m FESEM i c ừ X% TEOS i X = 5; 10; 15; 20; 25 % n n c m sol- i i sol-gel, EVAsolXg n i c c ừ i X% n ơn n i n ơn % i n i i n x ờn (field emission scanning electron microscope) FTIR n n i i n i G* m n n ’ m n c i i (Fourier transform infrared) c (complex modulus) ữ (storage modulus) vi ” GMA m n n (loss modulus) glyxidyl metacrylat ε xi n i i n σ xi n i n i i i εtnna n in i m i n σtnna n in i m n i n i i n HRSEM i n iải c (high resolution scanning electron microscope) n n IR LOI NMR c i x n n i i c n n n (limiting oxygen index) ừ n n (nuclear magnetic resonance) PA6 polyamit PA66 poly hexametylen adipamit PAAm polyacrylamit PC polycacbonat PCL polycaprolacton PDMS polydimetylsiloxan PE i (infrared) n n c ;L PEN polyetylen 2, 6-naphtalen PET polyetylen terephtalat PMMA polymetylmetacrylat PMP poly(4-metyl-2-pentyn) PP polypropylen (iPP: isotactic PP) PS polystyren PU polyuretan PVAc poly vinylaxetat SEM i n i i n (scanning electron microscope) n vii i n i i n TEM n TEOS tetraetoxysilan Tg n i in n c n i TGA δ n củ i c i m UL 94 n i nm i c L VA vinylaxetat VTES vinyltrietoxysilan VTMS vinyltrimetoxysilan WAXS nx i n i XRD c x i ν ν x δ n ε gi n củ n i n n củ n m i ε' n i nm i ρv i n i σ n m ix n i ’ L n (wide angle X-ray scattering) n dao wi (Un (X-ray diffraction) n x n (thermal gravimetric analysis) n c cơ n i (thermo-mechanical analysis) TMA ν (transmssion electron microscope) n n ix n n # ) viii D n .C c n củ c c n ỤC V i n củ n n ơn 3 n i n n m i ic ự i n i i m củ i ic cn i i ic i n n n n i ic củ m n -g-MA. ............................... 23 n n n i ic i n n n n n i ic i i i c ................................................ 15 n n n i ic m i n n Á m n n c m n củ i n n n n i củ n n n i n n n T O G m Si− n c n T i ic ................................................................................ 10 . ơ n Đ i n n n -g-MA. ............................... 24 i n n i ic n n n i ic n n c m i n n -g-MA. .................... 24 i i c c m ........................................................................... 28 n iản c ả i n n c m i i ic ...... 30 n iản c ả i n n c m i i ic ..... 31 n . n củ m n n củ n ơ i ic % m c n n ............ 32 m n n n c m n i m i m i ả n n c /silica.............. 32 n n L 94HB. ...................................................................................................... 41 n 3 củ n 3 củ xi i ic c = n 33 c ............................................................................. 43 củ = n ơn - ix c c .................................................................................. 43 i n n c m i i ic c = ..................................................................................... 44 ix n 3 . IR củ i n n c m i VAsol10g (pH=4). .................................................................................................... 46 n 3 i in i n n n c m ơn i i ic - c ỡn cực n i n n nocompozit EVA/EVAgAM/silica - (b). .................................................................... 48 n 3 n củ n 3 n củ i ic c =3 i n n c m = i ........... 49 i ic c pH = 1 - 6. ............................................................................................... 50 n 3 n = củ ic c n 3 m n = n 3 = . i n n c m m củ = i i ic c % ic c iản n n c m n củ c n 3 10 i % ........................ 53 i i ic n i % n n c m i % ........ 53 c .................................................................................... 57 iản G củ i n n c m i EVAsol25 EVAsol25g. ............................................................................................. 60 n 3 12 Ứn i n c n 3 13 = ; ; n n = ; ; n 3 14 i n củ i ........................................................ 61 c củ i c .................................................................................. 61 n n i c củ i n n c m i .......................................................................... 62 n 3 x c củ c ơ; = n 3 i - i ic c c - i ơn n n c m i i i ic c .......................................................................................... 64 củ n n c m n i i n n c m i c = ............................... 65 x n 3 n củ n 3 n củ = n ; 3 i ic n = = n n c m i i ic c i = ; n = c củ = i ... 66 ............................. 66 n n c m i EVAsol25. ............................................................................................... 68 n 3 n củ i n n c m i EVAsol25g. ............................................................................................. 69 n 3 n iản củ ic c m 3 iản . n 3 3 củ n n i n n - i ic c nanocompozit EVA/silica ................................................... 74 c củ i % n % i c n n 3 i % ..................................................... 73 n c m n n c m n % i i i n n c m i i ic % ........................................................ 75 c củ i n n c m i c % c EVAgAM). .............................................................................................. 76 n 3 ờn n n c m i n 3 n i ic n 3 n 3 c n c m n n n n c i i c c n n c m i i n n c m i i ic ............................................................... 82 c củ i củ n n i ic n c i ............................................ 81 củ cn n 3 i ........................... 79 củ % i i củ c n % cơ i n - i ic n c i n n c c n n n c m i i3 ic c ........................................................... 83 i n n c m i i3 ...................................................................... 85 xi n 33 iản m m nx n- ời i n n củ i nanocompozit EVA/silica. ...................................................................... 88 n 33 . iản m m n x n - nanocompozit EVA/silica c n 33 ự i n n n c m n 3 33 i i ic ự i n i i n 33 ự i n i n 33 n i i n n n i ic củ i cn .... 90 n n c m i .......................................... 90 n i i ic c n i c c m củ n n n i ic ............................................................................................... 92 ự i n n n c m n 33 m % n i củ n i i củ m n n c m cn ic c c n củ ......................................... 88 n i n i i n % n i ời i củ m i i3 n 33 n củ n n n c i i c c i củ % n n c m củ n i ........................ 92 i i ic ....................... 94 n n c m i i ic c % EVAgAM. ............................................................................................... 95 n 33 iản n c n 33 n c củ c n c 3 n n c m c i i i n n c m m i i 3 i % n n n c m i i3 ............................................................... 96 i n m i củ i n n c m n % n n 3 n c c i n i i ic n n n i ic .................... 98 ời i n n m củ ° n m i .............................................................. 103 i n ời i3 ° n c c i n ời i3 ° n c c i n n m củ n c n m i ......... 103 i n n m củ n i c i n m i ...... 104 xii n 3 3 c ản n x n củ i n 3 n i n i n i m n 3 cx n in i i 3 cm-1 củ n n n c m ........................................................ 108 i3 n i3 m củ n i c c iờ iờ i iờ .................. 110 n i m cx n i m ................................................................................................ 112 n 3 n n i m n 3 củ n n c m cx n n n i m n 3 n i . n n c m n i n n n n n 3 n 3 n i m i iờ i3 iờ m ......................................................... 113 củ iờ n i m c x m ...................................................................................... 114 n n i m in i i3 m ......................................................... 113 củ n n c m cx in i in i i củ n n c m cx n n in i n in i i3 iờ m ......................................................... 114 củ n n c m cx i i i3 iờ m ......................................................... 115 xiii D ỤC B GT O G ản n c ản c n củ m c n m i i ic ữ củ i ản 3 củ ản i n c c m i n c ản 3 c ic cơ c i ủ ....... 11 ủ .................................. 11 c m i i m c ........................... 29 i i ic ............................ 33 n củ c c n m n i n i ............................... 11 n c củ n n c m in i i ic i c ản Á n n i ic c củ ix c c = - 6 ............................................................................................. 45 ản 3 c ic i n n c m cn ản c n củ c c n i i ic n c cơ i ic c n c c c ản n n ic c củ m n ................................................................................................ 47 33 ản 3 mn m cơ n 3 c củ i i x c c xi c c c củ n n c m i cn n c i ic cn c cơ i ........................ 55 i i ic i = ................................. 56 c ic c n n c m củ i m n n c m n cn i c = ................................................................................................... 56 ản 3 ản 3 c c n c c củ n % ản 3 n i ic c c i củ i n c cơ c c củ ix c c ........................ 58 n n c m ............................... 60 i ơ c c i cn n n c m i ...................... 70 xiv ản 3 ản 3 n c cơ = i n . c củ m i n n c m n c ản cơ c củ c c i ic = n i 3 i ản 3 3 m n m củ m n n cn i i củ i m ản 3 n i n i n n c i i n n c m c n n i ic củ i n n n c ả ........ 78 i i ic ............... 79 i i ic n ............... 80 n n c m n n n c m n i i ic n n n i ic n củ m i i ic n n n i ic m n i ơn n n c m c ản 3 .......................................... 73 n n c m i m ản 3 n nocompozit n n n i ic củ c i n c c n n c m i củ i ic c c i ................................................................................................ 72 3 ản i ic c c nhau .................................... 71 EVA/EVAgAM/ i ic c cn i mn i .... 80 n i3 củ n c c EVAgAM ................................................................................................ 86 ản 3 i ản m nx n n n n c m 3 c c n n n c ản 3 c n c c c cn c c % ............... 89 n n c m i ................................................. 96 i m i củ củ i % % c c củ i n m i củ i n n n i ic n c EVAsil3 ản 3 i n i i c c n n c m i i ic n n n i ic ...................... 99 n n c m m n i i ic n n i ic ............................................................................. 100 xv ản 3 i n n n c ủn củ c ic c ản 3 i i n n c m m i i n c c i ic n n n i ic n củ EVA/silica khi n m n i n c cn ... 101 n n c m n m i i ° ....................................................................................................... 105 ản 3 3 i i ic n i n củ in m i n c c n c n n c m n m i i ° ....................................................................................................... 106 ản 3 xi i ic n i i xi n i ản 3 xi xi EVA/silica ản 3 c c i c ản 3 c củ i ° n i n n c m i n n n c m n i m cx n n c m 1737/A1370 i3 cx i n c n n i iờ ............................. 107 1737/A1462 i i iờ ....................... 107 ε củ ° n i n n i n n c m i σ củ củ c in i m......................... 111 in i m σtnna i ic εtnna iờ n i m ................................................................................................... 117 ản 3 cx ch củ i iờ ản 3 n n c m c ản 3 3 in i i m i ic σtnna εtnna 3% n i m ............................................................................... 117 c n c n n cơ c củ n i m m i ời i n c i n c i i cx n i n c n n c m n n c m m ờn c c n n i i ic i i3 cx c n i ......................... 118 i c n n củ n c c EVAgAM theo UL 94HB ..................................................................... 119 1 Đ m n n c m c cc cơ n n m n n c c n n cơ n c n trong c c n i n c v i m n n n n n n n [56] i im n n c in n i n cc cc i nanocompozit EVA/silica c n n n c m n xi i i i n mn n n n c i n n i n i ic c n ụn i c ời i ơn ic i i ụn n c m m n c i mn n c m c c n in i ơn c [24, 25] n củ nx n m i c n ụ i n m cải nn n i nc n EVA m n n i n m m n , nn i [40, 48, 112, 125]. n x i củ n m in n n i mn c n n c ả củ n c n c m n c c m i ản n m m ự c n i n n n c n c c ơn ản x d n [26, 42] n i n i n ,c c cn ơn ản m cn m 2 i i [50-52, 89-93, 101-103, 120-126]. c ực i n i n c n c ản x c . cn n n n i ic c c i n n x n i n i n c nn n i Copolyme etylen vinyl axetat n ụn in i c ản n củ c c n ờn cn n c cn n m i n m c in cc c cn n nanocompozit polyme/silica n i c ờn i n n c c i , nano CdS, PbS...[66] c nn i n i c n i c ờn i n c n n n c c n c c xi c m ic c n n i ic n n cn n m i c ờn cơ c c ic i c n n in n n c cc i n cc n ủ i ả c i nm n ic n sol-gel [98], n c c n n n n c i n củ nn n c ả