BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
TRUNG TÂM NCVL POLYMERTRƯỜNG ĐHBK TP.HCM
CHƯƠNG TRÌNH KHCN CẤP NHÀ NƯỚC KC.02/06-10
BÁO CÁO TỔNG HỢP
KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ ỨNG DỤNG
VẬT LIỆU COMPOZÍT CAO CẤP TRÊN
NỀN POLYIMID VÀ SỢI CACBON
Mã số: KC.02.11/06-10
Cơ quan chủ trì đề tài/dự án: TRUNG TÂM NCVL POLYMER
Chủ nhiệm đề tài/dự án:
GS.TS. NGUYỄN HỮU NIẾU
8583
Tp.HỒ CHÍ MINH 5-2010
TRUNG TÂM NCVL POLYMER
__________________
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
TP.HCM, ngày 26 tháng 04 năm 2010
BÁO CÁO THỐNG KÊ
KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
I. THÔNG TIN CHUNG
1. Tên đề tài/dự án: Nghiên cứu chế tạo và ứng dụng vật liệu compozit cao cấp
trên nền polymid và sợi các bon
Mã số đề tài, dự án: KC.02.11/06-10
Thuộc: Chương trình (tên, mã số chương trình): KC.02/06-10
2. Chủ nhiệm đề tài/dự án:
Họ và tên: NGUYỄN HỮU NIẾU
Ngày, tháng, năm sinh: 02/02/1942 ;
Nam/ Nữ: Nam
Học hàm, học vị: Tiến sỹ
Chức danh khoa học: Giáo sư
Chức vụ: Cố vấn Khoa học Phòng TN trọng điểm vật liệu polyme và
compozit
Điện thoại: CQ: 0838655456 NR: 083429392
Fax: 0838655456 ;
Mobile:0903702192
E-mail:
[email protected]
Tên tổ chức đang công tác: Trung tâm NCVL Polymer, ĐHBK Tp.HCM
Địa chỉ tổ chức: 268 Lý Thường Kiệt, F14, Quận10, Tp.HCM
Địa chỉ nhà riêng: 6/20 Đồ Sơn, Phường 4, Quận Tân Bình, Tp.HCM
3. Tổ chức chủ trì đề tài/dự án:
Tên tổ chức chủ trì đề tài: Trung tâm NCVL Polymer, ĐHBK Tp.HCM
Fax: 0838655456
Điện thoại: 08 38645521 38651730
E-mail:
[email protected]
Website: ............................................................
Địa chỉ: 268 Lý Thường Kiệt, F14, Quận10, Tp.HCM
1
Họ và tên thủ trưởng tổ chức: PGS.TS. Nguyễn Đắc Thành
Số tài khoản: 931.01.10.00011
Kho Bạc: Kho Bạc Nhà Nước Quận 10, Thành phố Hồ Chí Minh
Tên cơ quan chủ quản đề tài: Chương Trình KC.02
II. TÌNH HÌNH THỰC HIỆN
1. Thời gian thực hiện đề tài/dự án:
- Theo Hợp đồng đã ký kết: từ tháng 12 năm 2007 đến tháng 12 năm2009
- Thực tế thực hiện: từ tháng 12 năm 2007 đến tháng 3 năm 2010
- Được gia hạn (nếu có):
- Lần 1 : từ tháng 01 năm 2010 đến tháng 03 năm 2010
2. Kinh phí và sử dụng kinh phí:
a) Tổng số kinh phí thực hiện: 1.752 tr.đ, trong đó:
+ Kính phí hỗ trợ từ SNKH: 1.480 tr.đ.
+ Kinh phí từ các nguồn khác: 272 tr.đ.
+ Tỷ lệ và kinh phí thu hồi đối với dự án (nếu có): ………….
b) Tình hình cấp và sử dụng kinh phí từ nguồn SNKH:
Theo kế hoạch
Số Thời gian
Kinh phí
TT (Tháng, năm)
(Tr.đ)
1
12/2007 đến
12/2009
1.480
Thực tế đạt được
Thời gian
Kinh phí
Ghi chú
(Tháng, năm)
(Tr.đ)
(Số đề nghị
quyết toán)
12/2007 đến
03/2010
1.480
1.480
2
c) Kết quả sử dụng kinh phí theo các khoản chi:
Đơn vị tính: Triệu đồng
Số
TT
1
2
Nội dung
các khoản chi
Trả công lao động
(khoa học, phổ
thông)
Nguyên, vật liệu,
năng lượng
Theo kế hoạch
Tổng SNKH
Thực tế đạt được
Nguồn
khác
Tổng
SNKH
Nguồn
khác
449
449
0
449
449
0
400
341
59
350,0358 350,0358
41
41
0
3
Thiết bị, máy móc
601
444
157
444
444
0
4
Xây dựng, sửa chữa
nhỏ
10
0
10
0
0
0
5
Chi khác
292
246
46
Tổng cộng
1.752 1.480
272
236,9641 236,9641
59
59
1.480
1.480
0
- Lý do thay đổi:
+ Về nguyên vật liệu mua vượt mức so với dự toán là: 9.035.841đồng
3. Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện đề tài/dự án:
(Liệt kê các quyết định, văn bản của cơ quan quản lý từ công đoạn xác định nhiệm vụ, xét
chọn, phê duyệt kinh phí, hợp đồng, điều chỉnh (thời gian, nội dung, kinh phí thực hiện...
nếu có); văn bản của tổ chức chủ trì đề tài, dự án (đơn, kiến nghị điều chỉnh ... nếu có)
Số
Số, thời gian ban
TT
hành văn bản
I
Cơ quan quản lý
1
2
1678/QĐ-BKHCN
Ngày 05/8/2008
2032/QĐ-BKHCN
Ngày 17/9/2008
Tên văn bản
Về việc phê duyệt kế hoạch đấu thầu
mua sắm tài sản của đề tài thuộc
chương trình “Nghiên cứu, phát triển
và ứng dụng công nghệ vật liệu”, mã
số KC.02/06-10
Về việc phê duyệt kế hoạch đấu thầu
mua sắm tài sản của đề tài thuộc
chương trình “Nghiên cứu, phát triển
và ứng dụng công nghệ vật liệu”, mã
số KC.02/06-10
3
Ghi chú
Mua hệ nồi
phản ứng
tổng hợp
thủy tinh
Mua
nguyên vật
liệu (sợi các
bon)
3
311/QĐ-BKHCN
Ngày 9/3/2009
4
366/VPCT-HCTH
Ngày 9/9/2009
5
2985/QĐ-BKHCN
Ngày 23/12/2009
6
14/ QĐ-BKHCN
Ngày 08/01/2010
Tổ chức chủ trì đề
tài
31/09/CV-Pol
Ngày 20/7/2009
51/09/CV-Pol
Ngày 04/11/2009
60/09/CV-Pol
Ngày 01/12/2009
66/09/CV-Pol
Ngày 22/12/2009
II
1
2
3
Về việc cử các đoàn đi công tác nước
ngoài thực hiện trong năm 2009 thuộc
chương trình “Nghiên cứu, phát triển
và ứng dụng công nghệ vật liệu”, mã
số KC.02/06-10
Thay đổi sản phẩm khoa học công
nghệ của đề tài KC.02.11/06-10
Về việc điều chỉnh thời gian thực
hiện của đề tài KC.02.11/06-10 thuộc
chương trình KH&CN trọng điểm cấp
Nhà nước giai đoạn 2006-2010
“Nghiên cứu, phát triển và ứng dụng
công nghệ vật liệu”, mã số KC.02/0610
Về việc cử đoàn đi công tác nước
ngoài thực hiện trong năm 2010 thuộc
chương trình “Nghiên cứu, phát triển
và ứng dụng công nghệ vật liệu”, mã
số KC.02/06-10
Cử Đoàn đi
Đức
Cử Đoàn đi
Hàn Quốc
Đề nghị thay đổi sản phẩm KH – CN
cho đề tài
Đề nghị thay đổi một số danh mục
hóa chất cho đề tài
Xin gia hạn nghiệm thu đề tài
Hợp tác quốc tế
4. Tổ chức phối hợp thực hiện đề tài, dự án:
Số
TT
1
2
Tên tổ chức
đăng ký theo
Thuyết minh
Công ty TNHH
Sông Hồng
Công ty TNHH
Trung việt
Tên tổ chức đã
tham gia thực
hiện
Công ty TNHH
Sông Hồng
4
Nội dung
tham gia chủ
yếu
Thử nghiệm
bạc chịu nhiệt
Sản phẩm
chủ yếu
đạt được
Ghi
chú*
3
Xưởng Cơ Khí
Xưởng Cơ Khí
Thử nghiệm
Chính xác - Viện Chính xác - Viện bánh răng
cơ học ứng dụng cơ học ứng dụng truyền động
- Lý do thay đổi (nếu có):
5. Cá nhân tham gia thực hiện đề tài, dự án:
(Người tham gia thực hiện đề tài thuộc tổ chức chủ trì và cơ quan phối hợp, không quá 10 người kể
cả chủ nhiệm)
Số
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
Tên cá nhân
đăng ký theo
Thuyết minh
Tên cá nhân
đã tham gia
thực hiện
Nội dung tham gia
chính
- Điều hành chung
Nguyễn Hữu
Nguyễn Hữu - Nghiên cứu tổng
Niếu
Niếu
hợp vật liệu
- Triển khai ứng dụng
- Nghiên cứu chế tạo
Nguyễn Đắc
Nguyễn Đắc vật liệu
Thành
Thành
- Nghiên cứu ứng
dụng
- Nghiên cứu tổng
La Thị Thái
La Thị Thái hợp vật liệu
Hà
Hà
- Khảo sát, đánh giá
tính chất
- Nghiên cứu tổng
Nguyễn Quốc Nguyễn Quốc
hợp vật liệu
Việt
Việt
- Khảo sát tính chất
- Nghiên cứu tính
Nguyễn Hoàng Nguyễn Hoàng
chất polyimid
Dương
Dương
- Khảo sát tính chất
Nghiên
cứu
Hoàng Xuân
Hoàng Xuân
polyimid
Tùng
Tùng
- Chế tạo sản phẩm
- Nghiên cứu tính
Nguyễn Anh
Nguyễn Anh
chất polyimid
Tú
Tú
- Khảo sát tính chất
Nghiên
cứu
Chế
Đông
Phan Chỉ
polyimid
Biên
- Chế tạo sản phẩm
5
Sản phẩm
Ghi
chủ yếu đạt
chú*
được
- Lý do thay đổi : Cho phù hợp với nội dung nghiên cứu và triển khai ứng dụng sản
phẩm.
6. Tình hình hợp tác quốc tế:
Số
TT
Theo kế hoạch
(Nội dung, thời gian, kinh phí, địa
điểm, tên tổ chức hợp tác, số đoàn, số
lượng người tham gia...)
Thực tế đạt được
(Nội dung, thời gian, kinh phí, địa
điểm, tên tổ chức hợp tác, số đoàn,
số lượng người tham gia...)
1
Đoàn ra: Hàn Quốc
- Nội dung:
+ Tham gia hội nghị khoa học
+ Thử nghiệm kiểm tra mẫu
+ Tham quan khoa học
- Thời gian: 7 ngày
- Kinh phí: 71.000.000đ
- Địa điểm: Hàn Quốc
- Tên tổ chức hợp tác:
- Số đoàn: 01
- Số lượng người tham gia: 03
Đoàn ra: Hàn Quốc
- Nội dung:
+ Tham gia hội nghị khoa học
+ Thử nghiệm kiểm tra mẫu
+ Tham quan khoa học
- Thời gian: 7 ngày
- Kinh phí: 92.252.640đ
- Địa điểm: Hàn quốc
- Tên tổ chức hợp tác: Trường
Đại học SUNG KYUN KWAN
- Số đoàn: 01
- Số lượng người tham gia: 03
2
Đoàn ra: Mỹ
- Nội dung: Báo cáo khoa học
- Thời gian: 05 ngày
- Kinh phí: 55.000.000đ
- Địa điểm: Mỹ
- Tên tổ chức hợp tác:
- Số đoàn: 01
- Số lượng người tham gia: 02
Đoàn ra: Đức
- Nội dung: Báo cáo khoa học
- Thời gian: 08 ngày
- Kinh phí: 33.747.360đ
- Địa điểm: Đức
- Tên tổ chức hợp tác: Trường
Đại học Tổng hợp Martin
Luther – Tp.Halle tại CH Liên
Bang Đức
- Số đoàn: 01
- Số lượng người tham gia: 01
Ghi
chú*
- Lý do thay đổi :
+ Thay đổi Đoàn ra đi Mỹ chuyển sang đi CH Liên Bang Đức lý do là Phía bên
Đức có giấy mời tham gia hội nghị có nội dung phù hợp với lĩnh vực nghiên cứu
của Đề tài
+ Về phần kinh phí có sự thay đổi so với dự kiến do thay đổi địa điềm và do trượt
giá
6
7. Tình hình tổ chức hội thảo, hội nghị:
Số
TT
Theo kế hoạch
Thực tế đạt được
(Nội dung, thời gian, kinh phí, địa
điểm )
(Nội dung, thời gian, kinh
phí, địa điểm )
Ghi chú*
1
2
- Lý do thay đổi (nếu có):
8. Tóm tắt các nội dung, công việc chủ yếu:
(Nêu tại mục 15 của thuyết minh, không bao gồm: Hội thảo khoa học, điều tra khảo sát trong
nước và nước ngoài)
Các nội dung, công việc
chủ yếu
Số
TT
(Các mốc đánh giá chủ yếu)
Thời gian
Người,
cơ quan
thực hiện
(Bắt đầu, kết thúc
- tháng … năm)
Theo kế
hoạch
Thực tế
đạt được
1
2
...
- Lý do thay đổi (nếu có):
III. SẢN PHẨM KH&CN CỦA ĐỀ TÀI, DỰ ÁN
1. Sản phẩm KH&CN đã tạo ra:
a) Sản phẩm Dạng I:
Số
TT
Tên sản phẩm và chỉ tiêu
chất lượng chủ yếu
Đơn
vị đo
Theo kế
hoạch
Thực tế
đạt được
BMI.DDM BMI.ODA
1
Vật liệu compozit từ BMI - sợi
cacbon
Nhiệt độ hóa thủy tinh Tg
Kg
0
50
50
C
270
254,7
-
Ứng suất uốn σU
MPa
570
691
726
Modun uốn EU
MPa
60.000
50.663
69.520
Ứng suất kéo σK
MPa
600
736
535
Modun kéo EK
MPa
16.500
18.610
29.742
7
Độ bền va đập EP
Độ bền nhiệt, t0ph
Hệ số dãn nở nhiệt
Độ bền mài mòn (tùy thuộc
vào phụ gia tăng cường)
Nhiệt độ làm việc
Vật liệu compozit từ BMI biến
tính – sợi cacbon
Nhiệt độ hóa thủy tinh Tg
2
4
5
0
C
0
C-1
cm3/giờ
0
390
1650
1730
≥ 450
458
485
10-5÷10-4 -5,74. 10-6
10-2÷10-4
C
200-300
Kg
50
0
-5,69. 10-6
7,5.10-4
6,1.10-4
200-300
200-300
50
C
180
233
-
Ứng suất uốn σU
MPa
820
965
1252
Modun uốn EU
MPa
68.000
65.995
98.126
Ứng suất kéo σK
MPa
800
824
776
Modun kéo EK
MPa
16.000
22.810
29.569
Nhiệt độ phân hủy, t0ph
C
≥ 450
449
395
Hệ số dãn nở nhiệt
C-1
10-5÷10-4
-4.82. 10-6
-3,1510-6
cm3/giờ
10-2÷10-4
8,4.10-4
7,2.10-4
3
mj/mm
Độ bền mài mòn (tùy thuộc
vào phụ gia tăng cường)
Nhiệt độ làm việc
Độ bền va đập EP
Bạc trục chịu nhiệt cho giàn
khoan.
Nhiệt độ làm việc
Chịu áp lực
Cặp bánh răng bằng vật liệu
compozit sợi cacbon
Đệm truyền động cho máy
brabender
0
0
0
C
200-300
mj/mm
Cái
0
Không
yêu cầu
200-300
200-300
2230
2360
10
C
≥200
≥200
kG/
cm2
≥1000
≥1000
Cặp
Cái
-Lý do thay đổi (nếu có):
Thay đổi sản phẩm ứng dụng phù hợp với thực tế sản xuất hiện nay
8
Thay đổi
so với sản
phẩm đăng
ký
b) Sản phẩm Dạng II:
Số
TT
Tên sản phẩm
Quy trình tổng hợp
BMI từ AM và
DDM
1
Yêu cầu khoa học
cần đạt
Theo kế hoạch
Thực tế
đạt được
Quy trình tổng hợp
BMI từ AM và
ODA
Quy trình tổng hợp
BMI từ AM và DDS
Các thông số
kỹ thuật tạo
amidaxít
Quá trình imid
hóa
Quá trình đóng
rắn
Không yêu cầu
Các thông số
kỹ thuật tạo
amidaxít
Quá trình
imid hóa
Quá trình
đóng rắn
Khối lượng
phân tử MW ≈
900 ÷ 1000
Ip = 1,1 ÷ 1,3
Thời gian lưu
giữ ≥ 6 tháng
Khối lượng Tạo ra 3 loại BMI.BT
phân tử MW ≈ BMI.DDM.BT.DDM
900 ÷ 1000
BMI.ODA.BT.DDS
Ip = 1,1 ÷ 1,3 BMI.DDS.BT.ODA
Thời gian lưu
giữ ≥ 6 tháng
Đạt thông số
sản phẩm như
mục 22
Đạt thông số
sản phẩm như
mục 22
2
Quy trình tổng hợp
BMI biến tính
3
Quy trình chế tạo
prepreg từ BMI –
sợi cacbon
4
Quy trình gia công
sản phẩm compozit
Ghi chú
Vượt yêu cầu
Thuyết minh đề tài
- Lý do thay đổi (nếu có):
c) Sản phẩm Dạng III:
Số
TT
Tên sản phẩm
Yêu cầu khoa học
cần đạt
Theo
Thực tế
kế hoạch đạt được
Số lượng, nơi công
bố
(Tạp chí, nhà xuất bản)
Tạp chí hóa học
Tạp chí phát triển KHCN (ĐHQG Tp.HCM)
1
2
Bài báo trong nước
4
7
Bài báo nước ngoài
0
2
- Lý do thay đổi (nếu có):
9
d) Kết quả đào tạo:
Số
TT
Cấp đào tạo, Chuyên
ngành đào tạo
Số lượng
Theo kế
Thực tế đạt
hoạch
được
1
Thạc sỹ
2
4
2
Tiến sỹ
1
1
Ghi chú
(Thời gian kết thúc)
03 đã hoàn thành, 01
sẽ hoàn thành vào
tháng 7/2010
sẽ hoàn thành vào
tháng 10/2010
- Lý do thay đổi (nếu có):
đ) Tình hình đăng ký bảo hộ quyền sở hữu công nghiệp, quyền đối với giống cây
trồng:
Số
TT
Tên sản phẩm
đăng ký
1
Quy trình sản xuất vật liệu
nanocomposit
từ
bismaleimit và khoáng sét
nano
Kết quả
Theo
Thực tế
kế hoạch
đạt được
1
1
Ghi chú
(Thời gian kết
thúc)
Tháng
3/2010
2
...
- Lý do thay đổi (nếu có):
e) Thống kê danh mục sản phẩm KHCN đã được ứng dụng vào thực tế
Số
TT
Tên kết quả
đã được ứng dụng
Thời gian
Địa điểm
(Ghi rõ tên, địa
chỉ nơi ứng dụng)
Kết quả
sơ bộ
1
2
2. Đánh giá về hiệu quả do đề tài, dự án mang lại:
a) Hiệu quả về khoa học và công nghệ:
(Nêu rõ danh mục công nghệ và mức độ nắm vững, làm chủ, so sánh với trình độ công nghệ so
với khu vực và thế giới…)
Chúng ta sẽ hoàn toàn chủ động trong việc chế tạo các loại phụ tùng thay thế ở
các điều kiện sử dụng, đặc biệt trong cơ khí, vũ khí, hàng không, dầu khí,...
10
* Nghiên cứu và triển khai ứng dụng thành công loại vật liệu mới tiên tiến
này sẽ mở ra hướng ứng dụng mới: ứng dụng trong lĩnh vực kỹ thuật cao và đặc
biệt ứng dụng trong điều kiện khí hậu Việt Nam...
* Có thể tạo ra một số tổ hợp vật liệu có tính năng mới phù hợp với điều
kiện sử dụng.
b) Hiệu quả về kinh tế xã hội:
(Nêu rõ hiệu quả làm lợi tính bằng tiền dự kiến do đề tài, dự án tạo ra so với các sản phẩm cùng
loại trên thị trường…)
Việc triển khai sản xuất và ứng dụng không ảnh hưởng đến môi trường xã hội.
Tạo điều kiện giúp ta tiến xa một bước việc làm chủ một số công nghệ vật liệu
mới.
3. Tình hình thực hiện chế độ báo cáo, kiểm tra của đề tài, dự án:
Số
TT
I
II
III
Nội dung
Báo cáo định kỳ
Lần 1
Lần 2
Lần 3
Kiểm tra định kỳ
Lần 1
Lần 2
Lần 3
Nghiệm thu cơ sở
Thời gian
thực hiện
9/2008
5/2009
3/2010
Ghi chú
(Tóm tắt kết quả, kết luận
chính, người chủ trì…)
Đạt yêu cầu về tiến độ và
chất lượng đăng ký
9/2008
6/2009
4/2010
Chủ nhiệm đề tài
(Họ tên, chữ ký)
Thủ trưởng tổ chức chủ trì
(Họ tên, chữ ký và đóng dấu)
GS.TS.Nguyễn Hữu Niếu
PGS.TS.Nguyễn Đắc Thành
11
i
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
1.
AA
Amic axít
2.
AM
Anhydride maleic
3.
BMI
Bismaleimide
4.
BMI.DDM
Bismaleimide đi từ AM và DDM
5.
BMI.DDS
Bismaleimide đi từ AM và DDS
6.
BMI.ODA
Bismaleimide đi từ AM và ODA
7.
BMI.BT
Bismaleimide biến tính
8.
CA
Chỉ số axít
9.
Cp
Centi-poise
10. DDM
4,4’-Diaminodiphenyl methane
11. DDS
4,4’-Diaminodiphenyl sulphone
12. DMAc
Dung môi dimethylacetamide
13. DMF
Dimethylformamide
14. DMTA
Phân tích cơ nhiệt động
15. DSC
Phân tích nhiệt vi sai
16. GPC
Sắc ký gel
17. IR
Phổ hồng ngoại
18. ODA
4,4’–Diaminodiphenyl ether (hoặc 4,4’-Oxydianiline)
19. MEK
Dung môi methyl ethyl ketone
20. NMP
Dung môi N-Methylpyrrolidone
21. Tg
Nhiệt độ thuỷ tinh hoá
22. Tmelt
Nhiệt độ chảy
23. Tcure
Nhiệt độ đóng rắn
24. Troom
Nhiệt độ phòng
25. TGA
Phân tích nhiệt trọng lượng
26. THF
Dung môi tetrahydrofuran
27. XRD
Nhiễu xạ tia X
ii
DANH M ỤC B ẢNG
Trang
Bảng 1.1: Độ bazơ (pKa ) của diamin........................................................................ 3
Bảng 1.2: Hằng số vận tốc của quá trình imit hóa hóa học ........................................ 7
Bảng 1.3: Tính chất của một số bismaleimit............................................................. 11
Bảng 1.4: Tính chất vật lý đặt trưng của bis(4-maleimidophenyl)methan ............... 13
Bảng 1.5: Các tính chất của bis(4-maleimidophenyl)methan đã đóng rắn ............... 14
Bảng 1.6: Các tính chất của nhựa bismaleimit.......................................................... 14
Bảng 1.7: Năng lượng bẻ gãy của một số bismaleimit thương mại.......................... 15
Bảng 1.8: Một số tính chất của compozit nhựa BMI với sợi carbon ........................ 24
Bảng 1.9: Một số tính chất của sợi carbon................................................................ 26
Bảng 1.10: Một số tính chất của Kerimid 8292 N-75 của HUNTSMAN................. 32
Bảng 1.11: Các tính chất của Hexply M65 nguyên chất........................................... 33
Bảng 1.12: Công thức một số loại Homide .............................................................. 34
Bảng 1.13: Một số loại BMI thương mại .................................................................. 35
Bảng 1.14: Thành phần compozit trên máy bay Boeing 757.................................... 38
Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật các loại sợi Para-aramid ............................................. 42
Bảng 2.2: Khối lượng phân tử trung bình tính theo lý thuyết của một số BMI.BT ở
các tỉ lệ biến tính khác nhau...................................................................................... 51
Bảng 3.1: Chỉ số axit của amic axit từ AM và DDM theo thời gian phản ứng và
theo lý thuyết............................................................................................................. 66
Bảng 3.2: Chỉ số axit của các mẫu BMI.DDM theo thời gian.................................. 70
Bảng 3.3: chỉ số axit của các mẫu BMI theo thời gian ở 54oC ................................. 73
Bảng 3.4: Thời gian amic axit tan ứng với các hàm lượng xúc tác khác nhau......... 74
Bảng 3.5: Chỉ số CA của các mẫu BMI theo thời gian khi lượng anhydrit acetic là
b, 1,5b, 2b.................................................................................................................. 75
Bảng 3.6 : Hiệu suất tổng hợp BMI từ AM và DDM ............................................... 79
Bảng 3.7: Hiệu suất tổng hợp BMI từ AM và ODA................................................. 87
Bảng 3.8: Chỉ số phân tán IP để xác định thời gian phản ứng tạo BMI.DDS .......... 89
iii
Bảng 3.9: Hiệu suất tổng hợp BMI từ AM và DDS.................................................. 97
Bảng 3.10: Kết quả sắc ký gel khi biến tính BMI.DDM trong 4 giờ ở 64oC theo tỉ lệ
biến tính khác nhau ................................................................................................... 99
Bảng 3.11: Kết quả GPC của các mẫu BMI.DDM biến tính tỉ lệ 2:1 ở 64oC theo
thời gian phản ứng................................................................................................... 102
Bảng 3.12: Kết quả GPC của các mẫu BMI.DDM biến tính tỉ lệ 2:1 ở 73oC theo
thời gian phản ứng................................................................................................... 103
Bảng 3.13: Số liệu đo thời gian gel ở 180oC của các mẫu BT ở tỉ lệ X=2 ở 150oC105
Bảng 3.14: Số liệu đo thời gian gel ở 180oC của các mẫu BT ở tỉ lệ X=2 ở 140oC105
Bảng 3.15: Số liệu đo thời gian gel ở 180oC của các mẫu BT ở tỉ lệ X=2 ở 130oC105
Bảng 3.16: Số liệu độ nhớt theo thời gian của mẫu BMI.DDM.BT.DDM/2/140/12 ở
160oC....................................................................................................................... 107
Bảng 3.17: Số liệu độ nhớt theo thời gian của mẫu BMI.DDM.BT.DDM /2/140/12
ở 170oC.................................................................................................................... 108
Bảng 3.18: Số liệu độ nhớt theo thời gian của mẫu BMI.DDM.BT.DDM /2/140/12
ở 180oC.................................................................................................................... 108
Bảng 3.19: Kết quả GPC của các mẫu BMI.BT theo phương pháp nóng chảy...... 110
Bảng 3.20: Kết quả GPC của BMI.BT ở các tỷ lệ biến tính khác nhau................. 113
Bảng 3.21: Kết quả GPC của các mẫu BMI.ODA.BT.DDS ở những khoảng thời
gian biến tính khác nhau ......................................................................................... 114
Bảng 3.22: Thời gian gel của BMI.ODA theo nhiệt độ.......................................... 118
Bảng 1.23: Thời gian gel của BMI.DDM theo nhiệt độ ......................................... 118
Bảng 3.24: Thời gian gel (phút) theo nhiệt độ của hỗn hợp BMI.ODA:BMI.DDM
theo các tỉ lệ mol ..................................................................................................... 119
Bảng 3.25: Tính chất của vật liệu compozit của các loại nhựa BMI và sợi cacbon121
Bảng 3.26: Độ hòa tan của BMI.DDM và BMI.DDM.BT.DDM trong một số dung
môi và hệ dung môi khác nhau ............................................................................... 122
Bảng 3.27: Độ nhớt theo nồng độ của hệ BMI.BT với MEK/DMF (6:4) .............. 122
Bảng 3.28: Cơ tính vật liệu compozit nền BMI.DDM theo thời gian lưu trữ prepreg123
iv
Bảng 3.29: Cơ tính vật liệu compozit nền BMI.DDM.BT.DDM theo thời gian lưu
trữ prepreg ............................................................................................................... 124
Bảng 3.30: Thông số gia công compozit cho các loại nhựa BMI........................... 128
Bảng 3.31: Thông số gia công compozit cho các loại nhựa BMI........................... 129
Bảng 3.32: Kết quả đo cơ tính của compozit nền BMI.ODA theo tỷ lệ nhựa/sợi .. 130
Bảng 3.33: Kết quả đo cơ tính của compozit nền BMI.BT theo tỷ lệ nhựa/sợi...... 130
Bảng 3.34: Kết quả đo cơ tính của compozit nền BMI.DDO theo thời gian postcure131
Bảng 3.35: Kết quả cơ tính của compozit nền BMI.ODA.BT.DDS theo thời gian
postcure ................................................................................................................... 131
Bảng 3.36: Tính chất của vật liệu compozit của các loại nhựa BMI và sợi cacbon132
Bảng 3.37: Tính chất của vật liệu compozit của các loại nhựa BMI biến tính và sợi
cacbon ..................................................................................................................... 132
Bảng 3.38: Tính chất cơ lý, dãn nở nhiệt và hệ số ma sát của các mẫu compozit.. 135
Bảng 3.39: Sự thay đổi khối lượng và kích thước của các mẫu trong môi trường
HCl 10%.................................................................................................................. 135
Bảng 3.40: Độ bền cơ lý của các mẫu compozit trước và sau khi ngâm HCl 10% ......
................................................................................................................................. 136
Bảng 3.41: Điện thế đánh thủng của mẫu compozit trên cơ sở nhựa BMI.DDS và
sợi thuỷ tinh và sợi kevlar ....................................................................................... 137
Bảng 3.42: Độ nhớt của nhựa BMI.ODA ở 2000C theo thời gian .......................... 137
Bảng 3.43: Độ nhớt của nhựa BMI.ODA 5% nanoclay ở 2000C theo thời gian .... 138
Bảng 3.44: Bảng thông số kĩ thuật của bạc chịu nhiệt............................................ 140
Bảng 3.45: Bảng thông số kĩ thuật của cặp bánh răng truyền động ....................... 142
Bảng 3.46: Bảng thông số kĩ thuật của đệm truyền động ...................................... 145
v
DANH M ỤC H ÌNH V Ẽ
Trang
Hình 1.1: Cấu trúc tổng quát của polyimit.................................................................. 1
Hình 1.2: Nhóm imit có cấu trúc mạch vòng (II) và mạch thẳng (I) .......................... 1
Hình 1.3: Phản ứng tổng hợp polyimit thông qua poly(amic axit) ............................. 2
Hình 1.4: Cơ chế tạo thành poly(amic axit)................................................................ 3
Hình 1.5: Cơ chế tạo imit theo phương pháp hóa học ............................................... 5
Hình 1.6: Sự đóng vòng của poly(amic axit) .............................................................. 5
Hình 1.7: Cơ chế của sự tái sắp xếp isoimit thành imit ............................................. 6
Hình 1.8: Nồng độ của nhóm chức sau thời gian imit hóa hóa học
oxydiphenglen promellitamic axit phim ở 500C, (1) o-carboxycarboxamit, (2)
nhóm imit, (3) nhóm isoimit ....................................................................................... 6
Hình 1.9: Sơ đồ động học quá trình imit hóa.............................................................. 6
Hình 1.10: Cấu trúc hóa học của polyimit nhiệt rắn ................................................... 7
Hình 1.11 : Polyimit ngắt mạch bởi acetilen............................................................... 8
Hình 1.12: Công thức chung của bismaleimit............................................................. 9
Hình 1.13: Phản ứng tổng hợp bismaleimit từ DDM và AM .................................. 10
Hình 1.14: Cấu trúc của bismaleimit ........................................................................ 10
Hình 1.15: Tổng hợp bis (propenylphenoxy)............................................................ 16
Hình 1.16: Copolyme hóa giữa Bismaleimit với hợp chất propenylphenoxy .......... 17
Hình 1.17 : Cấu trúc hóa học của bis-4(3,4- dimethylenepyrrolidyl)-phenyl
methan ....................................................................................................................... 17
Hình 1.18: Bước phát triển mạch BMI: sự có mặt của axit trung bình làm cho
phản ứng diễn ra có tính chọn lọc ............................................................................. 18
Hình 1.19: Các chuyển dịch hóa học đặc trưng của phổ cộng hưởng từ hạt nhân
NMR 13C trong phản ứng cộng Michael Addition với diamin ................................. 19
Hình 1.20: Cấu trúc hóa học của bismaleimit / diaminodiphenyl methan ............... 19
Hình 1.21: Năng lượng bẻ gãy của 4,4’-Bismaleimidodiphenylmethan/ 4,4’diaminodiphenylmethan copolyme ........................................................................... 20
Hình 1.22: Cấu trúc hóa học của bismaleimit/m-aminobenzoic hydrazid................ 21
vi
Hình 1.23: Cấu trúc bismaleimit ............................................................................... 21
Hình 1.24: Cấu trúc của bismaleimit/epoxy copolyme............................................ 22
Hình 1.25: Vùng nhiệt độ sử dụng của nhựa nền compozit...................................... 24
Hình 1.26: Cấu trúc của 4,4’-bismaleimidodiphenylmathan .................................... 25
Hình 1.27: Hai thành phần cơ bản của Kerimid 8292-N75 ...................................... 30
Hình 1.28: Sự phụ thuộc của Tg vào nhiệt độ và thời gian đóng rắn. ...................... 32
Hình 1.29: Độ bền nhiệt của Hexply M65 theo thời gian......................................... 34
Hình 2.1: Sơ đồ quy trình tổng hợp BMI từ AM và DDM ....................................... 43
Hình 2.2: Phản ứng tạo amic axit từ AM và DDM................................................... 44
Hình 2.3: Phản ứng tạo BMI.DDM........................................................................... 44
Hình 2.4: Quy trình tổng hợp BMI từ AM và ODA ................................................. 45
Hình 2.5: Phản ứng tạo Amic axít từ AM và ODA .................................................. 46
Hình 2.6: Phản ứng imid hoá ................................................................................... 46
Hình 2.7: Quy trình tổng hợp BMI từ AM và DDS.................................................. 47
Hình 2.8: Quy trình biến tính BMI bằng diamin trong dung môi aceton ................. 49
Hình 2.9: Phản ứng biến tính BMI.DDM bằng DDM ở tỉ lệ 2:1.............................. 50
Hình 2.10: Sơ đồ khối quy trình biến tính BMI bằng DDM theo phương pháp
nóng chảy .................................................................................................................. 51
Hình 2.11: Quy trình chế tạo prepreg từ nhựa bismaleimit và sợi cacbon, sợi
kevlar......................................................................................................................... 53
Hình 2.12: Sơ đồ khối quy trình gia công compozit ................................................. 54
Hình 2.13: Các bước tiến hành trong quy trình hút chân không prepreg nóng
chảy ...................................................................................................................... 56-57
Hình 2.14: Máy đo phổ hồng ngoại .......................................................................... 58
Hình 2.15: Máy phân tích nhiệt vi sai DSC-204....................................................... 58
Hình 2.16: Máy đo TGA 209 .................................................................................... 59
Hình 2.17: Máy DMTA – Pheometric Scientific...................................................... 59
Hình 2.18: Máy sắc ký gel PL-GPC 50 Plus............................................................. 60
Hình 2.19: Máy Lloyd............................................................................................... 60
Hình 2.20: Máy đo độ bền va đập Radmana ITR-2000 ............................................ 61
vii
Hình 2.21: Máy đo nhiễu xạ tia X: D8-ADVANCE................................................. 61
Hình 2.22: Máy đo hệ số ma sát TE53SLIM ............................................................ 62
Hình 2.23: Máy đo hệ số giãn nở nhiệt NETZSCH DIL 402 PC ............................. 62
Hình 2.24: Hệ thống đo thời gian gel........................................................................ 64
Hình 2.25: Gel cell .................................................................................................... 64
Hình 2.26: Hình minh họa thời gian gel ................................................................... 65
Hình 3.1: Phổ IR của các mẫu amic axit: a)AA.DDM.10; b)AA.DDM.30;
c)AA.DDM.60........................................................................................................... 67
Hình 3.2: Phổ IR của các mẫu: a)DDM; b)AA.DDM.30 ......................................... 68
Hình 3.3: Phổ IR của các mẫu: a)AM; b)AA.DDM.30 ............................................ 68
Hình 3.4: Phổ DSC của mẫu amic axit từ DDM sau 30 phút ................................... 69
Hình 3.5: Phổ DSC của mẫu BMI.DDM từ AA.DDM.10........................................ 69
Hình 3.6: Chỉ số axit theo thời gian phản ứng imit hóa............................................ 71
Hình 3.7: Phổ IR của các mẫu: a) BMI.DDM-3,5h-64o-74%; b)AA.DDM.30 ....... 71
Hình 3.8: Phổ DSC của mẫu BMI-3,5h-64oC-74% ................................................. 72
Hình 3.9: Đồ thị chỉ số axit theo thời gian phản ứng ở 54oC.................................... 73
Hình 3.10: Đồ thị CA theo thời gian khi phản ứng với lượng xúc tác khác nhau .... 75
Hình 3.11: Phổ IR của các mẫu: a)BMI.DDM tổng hợp; b)BMI.DDM Aldrich ..... 76
Hình 3.12: Giản đồ DSC maãu BMI.DDM ............................................................. 77
Hình 3.13: Giản đồ DSC mẫu BMI.DDM của hãng Aldrich.................................... 77
Hình 3.14: Kết quả GPC của BMI.DDM.................................................................. 78
Hình 3.15: Kết quả GPC của BMI.DDM hãng Aldrich........................................... 78
Hình 3.16: Phổ IR mẫu amic axít tổng hợp từ AM và ODA ................................... 79
Hình 3.17: Phổ XRD các mẫu amic axit: AA.15; AA.30; AA.45; AA.60 ............... 80
Hình 3.18: Phổ XRD của mẫu amic axít AA.60....................................................... 81
Hình 3.19: Phổ XRD của các mẫu: AA.45 và ODA ............................................... 81
Hình 3.20: Phổ XRD của các mẫu AA.45 và AM .................................................... 82
Hình 3.21: Giản đồ DSC mẫu Amic axit từ AM và ODA ........................................ 82
Hình 3.22: Phổ IR của BMI.ODA sau 2h30 phản ứng ............................................ 83
Hình 3.23: Phổ IR của BMI.ODA sau 2h30 phản ứng và AA.45............................. 84
viii
Hình 3.24: Kết quả sắc ký gel của BMI.ODA sau 2h30 phản ứng.......................... 84
Hình 3.25: Giản đồ XRD của một số mẫu amic axit và BMI.ODA ......................... 85
Hình 3.26: Giản đồ XRD của một số mẫu BMI.ODA
a)BMI.2h, b)BMI.2h30, c)BMI.3h, d)BMI.3h30 ..................................................... 86
Hình 3.27: Giản đồ DSC mẫu BMI.ODA................................................................. 86
Hình 3.28: Giản đồ TGA mẫu BMI.ODA ................................................................ 87
Hình 3.29: Phổ IR mẫu amic axít từ AM và DDS .................................................... 88
Hình 3.30: Giản đồ sắc kí gel mẫu amic axít 120 phút............................................. 89
Hình 3.31: Phổ XRD mẫu amic axít từ AM và DDS sau 120 phút phản ứng .......... 90
Hình 3.32: Giản đồ DSC mẫu amic axít từ AM và DDS.......................................... 90
Hình 3.33: Phổ hồng ngoại mẫu BMI.DDS.2h ......................................................... 91
Hình 3.34: Phổ IR của BMI.DDS.2h và BMIDDS.1h.............................................. 92
Hình 3.35: Phổ IR của BMI.DDS.2h và BMIDDS.1h.............................................. 92
Hình 3.36: Giản đồ sắc kí gel GPC của BMI.DDS.2h.............................................. 93
Hình 3.37: Phổ XRD của mẫu BMI.DDS.2h ........................................................... 93
Hình 3.38: Giản đồ XRD của các mẫu BMI và amic axit ........................................ 94
Hình 3.39: Giản đồ DSC mẫu BMI.DDS sau 2 giờ phản ứng .................................. 95
Hình 3.40: Giản đồ TGA mẫu BMI.DDS ................................................................. 96
Hình 3.41: Giản đồ TGA mẫu BMI.DDS chạy đẳng nhiệt ở 2500C sau 6 giờ ........ 96
Hình 3.42: Phổ IR của các mẫu: a)BMI.DDM; b)BMI.DDM.BT............................ 98
Hình 3.43: Đồ thị sắc ký gel của mẫu BMI.DDM.BT.DDM.2
DDM.2,5; c)BMI.DDM.BT.DDM.2; d)BMI.DDM.BT.DDM.1,5........................... 98
Hình 3.44: Phổ DSC của mẫu BMI.DDM.BT.DDM.2,5........................................ 100
Hình 3.45: Phổ DSC của mẫu BMI.DDM.BT.DDM.2........................................... 100
Hình 3.46: Phổ DSC của mẫu BMI.DDM.BT.DDM.1,5........................................ 101
Hình 3.47: Giản đồ TGA của mẫu BMI.DDM.BT.DDM.2,5................................. 101
Hình 3.48: Giản đồ TGA của mẫu BMI.DDM.BT.DDM.2.................................... 102
Hình 3.49: Giản đồ sắc ký gel của mẫu BMI.DDM.BT.DDM.2 ở nhiệt độ biến
tính 730C.................................................................................................................. 103
Hình 3.50: Đồ thị thời gian gel của các mẫu biến tính ở tỉ lệ X=2 ......................... 106