Nghiên cứu ảnh hưởng của thông số phun ép đến độ bền kéo của vật liệu composite trong môi trường kiềm

Nội dung text: Nghiên cứu ảnh hưởng của thông số phun ép đến độ bền kéo của vật liệu composite trong môi trường kiềm

1. NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA THÔNG SỐ PHUN ÉP ĐẾN ĐỘ BỀN KÉO CỦA VẬT LIỆU COMPOSITE TRONG MÔI TRƯỜNG KIỀM STUDY ON EFFECT OF INJECTION PARAMETERS TO THE TENSILE STRENGTH OF COMPOSITE MATERIALS IN ALKALINE ENVIRONMENT Phạm Sơn Minh(1), Hồ Thị Thanh Tâm(2) Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Email: (1) minhps@ hcmute.edu.vn; (2)thanhtamho1992@gmail.com TÓM TẮT Trong nghiên cứu này, mẫu thử độ bền kéo bằng vật liệu composite nền nhựa poliamid cốt sợi ngắn thủy tinh 30% (PA6-30GF) được chế tạo theo tiêu chuẩn ISO – 527 với 21 thông số phun ép sau đó đem mẫu thử ngâm trong dung dịch kiềm có nồng độ pH=7,0; pH=8,0; pH=12,5 trong khoảng thời gian là 2 tháng, 4 tháng và 6 tháng. Sau khoảng thời gian ngâm trên, các mẫu thử được kiểm tra độ bền kéo trên máy thử kéo. Các kết quả cho thấy, nhiệt độ ép ảnh hưởng đến độ bền kéo theo hàm bậc hai, áp suất phun và thời gian phun ảnh hưởng tới độ bền kéo giảm theo hàm bậc nhất, áp suất sau phun và thời gian sau phun ảnh hưởng tới độ bền kéo tăng theo hàm bậc nhất và quy luật ảnh hưởng của thông số phun ép không thay đổi trong cùng nồng độ pH, nồng độ pH càng cao và ngâm càng lâu độ bền càng giảm. Từ khóa:Độ bền kéo, vật liệu composite, ảnh hưởng của thông số phun ép và nồng độ pH. ABSTRACT In this paper, the author has developed prototype in tensile strength composite material of polyamide short glass fiber reinforced (PA6-30GF) ISO - 527 with 21 injection parameters then proceed to soak sample in solution alkaline pH levels of 7,0; pH = 8,0; pH = 12,5 for a period of 2 months, 4 months, 6 months. After a soaking time on, the samples are tested on tensile pull test machine. The results show that around the same time,injection temperature will effect tensile strength by quadratic function, injection pressure and injection time will effect tensile strength down by linear equation, injection back pressure and injection back time will effect tensile strength up by linear equation and the effect rule of injection parameters will not be change with the same pH concentration, tensile strength will be low incase pH concentration is high and soaking time is long. Key word: Tensile strength, composite material, effect of injection parameters and concentration on pH. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Vật liệu Composite polymer đang dần thay thế các vật liệu truyền thống, các sản phẩm được chế tạo từ vật liệu composite được sử dụng rộng rãi trong hầu hết các lĩnh vực và có rất nhiều đề tài nghiên cứu về vật liệu composite. Trong các nghiên cứu trước đây nhóm nghiên cứu của đại học Bách Khoa Hà Nội đã nghiên cứu ảnh hưởng của thông số chế tạo đến độ bền vật liệu polymer composite gia cường vải polyeste trên cơ sở nhựa phenolfomandehit [1]. Trong nghiên cứu này tác giả nghiên cứu ảnh hưởng của thông số công nghệ chế tạo như nhiệt độ, lực ép và tỷ phần vải nhựa nền đến độ bền của cơ học vật liệu polymer composite trên cơ sở nhựa phenolfomandehit được gia cường vải dệt thoi xơ polyeste.Năm 2015 các tác giả 1
2. PGS.TS Trần Văn Chứ, TS. Quách Văn Thiêm có đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia chống lão hóa tới độ bền kéo, độ bền uốn của vật liệu phức hợp gỗ nhựa”[2]. Đề tài nghiên cứu sử dụng một số phụ gia để làm chậm quá trình lão hóa của nhựa. Năm 2016 các tác giả TS. Nguyễn Minh Hùng, TS. Hoàng Việt có để tài: “Nghiên cứu xác định thông số công nghệ tạo composite từ sợi xơ dừa với chất nền là keo Ure Formaldehyde”[3]. Đề tài nghiên cứu sự tương quan của nhiệt độ, áp suất ép và lượng chất nền là keo Ure Formaldehyde tới chất lượng composite từ sợi xơ dừa. Năm 2016 các tác giả PGS.TS Nguyễn Võ Thông, TS. Nguyễn Thế Hùng, ThS. Bùi Thị Thu Phương có đề tài: “Tối ưu hóa các yếu tố công nghệ trong chế tạo vật liệu cốt composite polymer”[4]. Đề tài nghiên cứu tối ưu hóa các yếu tố công nghệ: tỷ lệ chất đóng rắn, tốc độ kéo sợi thủy tinh và nhiệt độ đóng rắn ảnh hưởng đến ứng suất kéo của thanh cốt composite polymer. Để nâng cao chất lượng sản phẩm ngoài việc nghiên cứu, pha trộn giữa hai thành phần chính là nền và cốt nhà chế tạo còn nghiên cứu đến quá trình phun ép chế tạo sản phẩm, đề tài “A 3D study on the effect of gate location on the cooling of polymer by injection molding”[5]– International Journal of Heat and Fluid Flow được thực hiện bởi Hamdy Hassan, Nicolas Regnier, Guy Defaye. Đề tại nghiên cứu ảnh hưởng của vị trí cổng làm mát đến năng suất, chất lượng sản phẩm trong quá trình ép phun. Đề tài “Effect of temperature on tensile properties of injection molded short glass fibre and glass bead filled ABS hybrids”[6] nghiên cứu sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ bền kéo của vật liệu copomsite nền ABS cốt sợi ngắn thủy tinh và hạt thủy tinh. 2. MÔ PHỎNG VÀ THÍ NGHIỆM Trong bài báo này mẫu thí nghiệm được chế tạo từ vật liệu composite nền nhựa poliamid cốt sợi ngắn thủy tinh PA6 – 30GF theo tiêu chuẩn ISO 527 với hình dạng và kích thước như hình 1 [7], để đánh giả ảnh hưởng của thông số phun ép trong môi trường kiềm tác giả chọn 5 thông số phun ép Melt temp từ 250 đến 2900C, Injection pressure từ 30 đến 50kg/cm2, Packing pressure từ 30 đến 50kg/cm2, Injection time từ 1 đến 3s, Packing time từ 1 đến 3s; ngâm các mẫu trong các dung dịch kiềm với các nồng độ pH = 7, pH = 8 và pH = 12.5 trong các khoảng thời gian 2 tháng, 4 tháng và 6 tháng. Hình 1: Mẫu thử kéo theo tiêu chuẩn ISO 527 Sau từng khoảng thời gian trên tiến hành kiểm tra độ bền kéo trên máy kéo nén vạn năng WEW – 100B với điều kiện thí nghiệm độ ẩm 55%, nhiệt độ phòng 250C và tốc độ kéo là 2
3. 60mm/phút. Từ các kết quả thử kéo ta tiến hành thống kê và xử lý số liệu thu được để tìm ra quy luật ảnh hưởng của các thông số phun ép và môi trường kiềm. 3. KẾT QUẢ VÀ PHÂN TÍCH 4.2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ ép và môi trường kiềm đến độ bền kéo PA6 – 30GF Để nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ ép và môi trường kiềm đến độ bền kéo của vật liệu PA6 – 3GF khi ép mẫu tác giả thay đổi nhiệt độ ép từ 2500C đến 2900C và cố định các thông số còn lại: áp suất phun 40kg/cm2; áp suất sau phun 40kg/cm2; thời gian phun 2s; thời gian sau phun 2s và ngâm mẫu trong môi trường kiềm với các nồng độ: pH = 7; pH = 8; pH = 12,5.Kết quả ứng suất kéo của mẫu khi thay đổi nhiệt độ ép trong môi trường kiềm được thể hiện qua bảng 1. Bảng 1: Tổng hợp kết quả kéo mẫu PA6 – 30GF theo nhiệt độ ép trong môi trường kiềm Injection pressure (kg/cm2) 40 Packing pressure(kg/cm2) 40 Thông số Injection time (s) 2 phun ép Packing time (s) 2 Melt temp (0C) 250 260 270 280 290 Ban đầu 65,44 66,16 67,18 66,36 65,33 pH = 7 54,41 55,5 56,84 56 54,87 Sau 2 tháng pH = 8 52,39 53,20 54,57 54,08 52,65 Ứng suất pH = 12,5 47,71 48,75 49,74 48,42 47,38 kéo pH = 7 51,18 51,81 52,95 51,75 50,52 trung Sau 4 tháng pH = 8 48,89 49,67 50,36 49,13 48,16 bình pH = 12,5 44,32 45,40 46,26 45,29 44,25 (MPa) pH = 7 48,23 49,22 49,86 48,53 47,47 Sau 6 tháng pH = 8 45,46 46,76 47,89 46,07 45,41 pH = 12,5 40,45 41,26 42,05 41,28 40,69 Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của nhiệt độ ép và môi trường kiềm đến độ bền kéo vật liệu PA6 – 30GF: sau 2 tháng như hình 2, sau 4 tháng như hình 3 và sau 6 tháng như hình 4. 70 65 60 55 KQ Ban dau KQ pH = 7 KQ pH = 8 Ung suat (MPa) suat Ung 50 KQ pH = 12.5 Ban dau pH = 7 45 pH = 8 pH = 12.5 40 240 250 260 270 280 290 300 Nhiet do ep (do C) Hình 2: Ảnh hưởng nhiệt độ ép và môi trường kiềm đến độ bền kéo PA6 – 30GF sau 2 tháng 3
4. 75 70 65 60 KQ ban dau KQ pH = 7 55 KQ pH = 8 Ung suat (MPa) suat Ung KQ pH = 12.5 Ban dau 50 pH = 7 pH = 8 pH = 12.5 45 40 240 250 260 270 280 290 300 Nhiet do ep (do C) Hình 3: Ảnh hưởng nhiệt độ ép và môi trường kiềm đến độ bền kéo PA6 – 30GF sau 4 tháng 75 70 65 60 KQ Ban dau 55 KQ pH = 7 KQ pH = 8 50 KQ pH = 12.5 Ung suat (MPa) suat Ung Ban dau pH = 7 45 pH = 8 pH = 12.5 40 35 240 250 260 270 280 290 300 Nhiet do ep (do C) Hình 4: Ảnh hưởng nhiệt độ ép và môi trường kiềm đến độ bền kéo PA6 – 30GF sau 6 tháng Ảnh hưởng của nhiệt độ ép đến độ bền kéo vật liệu PA6 – 30GF theo hàm bậc hai tức là khi ta tăng nhiệt độ ép lên thì độ bền kéo tăng theo, tuy nhiên khi tăng đến nhiệt độ nào đó thì độ bền kéo đạt cực đại sau đó nhiệt độ tăng nhưng độ bền kéo giảm dần. Và quy luật ảnh hưởng của nhiệt độ ép không thay đổi khi ta thay đổi nồng độ kiềm, tuy nhiên nồng độ kiềm càng cao và thời gian ngâm càng lâu thì độ bền kéo càng giảm. 4.2.2 Ảnh hưởng của áp suất phun và môi trường kiềm đến độ bền kéo PA6 – 30GF Để nghiên cứu ảnh hưởng của áp suất phun và môi trường kiềm đến độ bền kéo của vật liệu PA6 – 3GF khi ép mẫu tác giả thay đổi áp suất phun từ 30 kg/cm2 đến 50 kg/cm2 và cố định các thông số còn lại: Nhiệt độ ép 2700C; áp suất sau phun 40kg/cm2; thời gian phun 2s; thời gian sau phun 2s và ngâm mẫu trong môi trường kiềm với các nồng độ: pH = 7; pH = 8, pH = 12,5.Kết quả ứng suất kéo của mẫu khi thay đổi áp suất phun trong môi trường kiềm được thể hiện qua các bảng 2 4
5. Bảng 2: Tổng hợp kết quả kéo mẫu PA6 – 30GF theo áp suất phun trong môi trường kiềm Melt temp (0C) 270 Packing pressure (kg/cm2) 40 Thông số Injection time (s) 2 phun ép Packing time (s) 2 Injection pressure (kg/cm2) 30 35 40 45 50 Ban đầu 69,29 68,15 67,19 66,21 64,82 pH = 7 58,5 57,23 56,84 55,89 54,45 Sau 2 tháng pH = 8 56,37 55,53 54,57 53,91 51,92 Ứng suất pH = 12,5 52,55 51,44 49,74 48,69 47,45 kéo pH = 7 55,19 53,51 52,95 51,37 49,19 trung Sau 4 tháng pH = 8 53,2 51,51 50,36 48,78 47,45 bình pH = 12,5 49,25 47,5 46,26 45,6 44,07 (MPa) pH = 7 51,76 50,63 49,86 47,42 45,67 Sau 6 tháng pH = 8 49,65 48,67 47,89 45,42 43,43 pH = 12,5 44,63 43,61 42,05 40,86 39,36 Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của áp suất phun và môi trường kiềm đến độ bền kéo vật liệu PA6 – 30GF: sau 2 tháng như hình 5, sau 4 tháng như hình 6 và sau 6 tháng như hình 7 75 70 65 KQ Ban dau 60 KQ pH = 7 KQ pH = 8 KQ pH = 12.5 Ung suat (MPa) suat Ung 55 Ban dau pH = 7 pH = 8 50 pH = 12.5 45 25 30 35 40 45 50 55 Ap suat phun (Kg/cm2) Hình 5: Ảnh hưởng áp suất phun và môi trường kiềm đến độ bền kéo PA6 – 30GF sau 2 tháng 5
6. 75 70 65 60 KQ Ban dau KQ pH = 7 55 KQ pH = 8 KQ pH = 12.5 Ung suat (MPa) suat Ung Ban dau 50 pH = 7 pH = 8 pH = 12.5 45 40 25 30 35 40 45 50 55 Ap suat phun (Kg/cm2) Hình 6: Ảnh hưởng áp suất phun và môi trường kiềm đến độ bền kéo PA6 – 30GF sau 4 tháng 75 70 65 60 55 KQ Ban dau KQ pH = 7 kQ pH = 8 50 Ung suat (MPa) suat Ung kQ pH = 12.5 Ban dau 45 pH = 7 pH = 8 40 pH = 12.5 35 25 30 35 40 45 50 55 Ap suat phun (Kg/cm2) Hình 7: Ảnh hưởng áp suất phun và môi trường kiềm đến độ bền kéo PA6 – 30GF sau 6 tháng Ảnh hưởng của áp suất phun đến độ bền kéo PA6 – 30GF giảm theo hàm bậc nhất tức là khi ta tăng áp suất phun lên thì độ bền kéo giảm dần. Và quy luật ảnh hưởng của áp suất phun không thay đổi khi ta thay đổi nồng độ kiềm, tuy nhiên nồng độ kiềm càng cao và thời gian ngâm càng lâu thì độ bền kéo càng giảm. 4.2.3 Ảnh hưởng của áp suất sau phun và môi trường kiềm đến độ bền kéo PA6 – 30GF Để nghiên cứu ảnh hưởng của áp suất sau phun và môi trường kiềm đến độ bền kéo của vật liệu PA6 – 3GF khi ép mẫu tác giả thay đổi áp suất sau phun từ 30 kg/cm2 đến 50 kg/cm2 và cố định các thông số còn lại: Nhiệt độ ép 2700C; áp suất phun 40 kg/cm2; thời gian phun 2s; thời gian sau phun 2s và ngâm mẫu trong môi trường kiềm với các nồng độ: pH = 7; pH = 8; pH = 12,5.Kết quả ứng suất kéo của mẫu khi thay đổi áp suất sau phun trong môi trường kiềm được thể hiện qua các bảng 3 6
7. Bảng 3: Tổng hợp kết quả kéo mẫu PA6 – 30GF theo áp suất sau phun trong môi trường kiềm Melt temp (0C) 270 Injection pressure (kg/cm2) 40 Thông số Injection time (s) 2 phun ép Packing time (s) 2 Packing pressure (kg/cm2) 30 35 40 45 50 Ban đầu 64,84 65,43 67,18 68,67 69,74 pH = 7 54,23 55,71 56,84 57,86 59,23 Sau 2 tháng pH = 8 51,81 53,22 54,57 55,87 56,94 Ứng suất pH = 12,5 47,51 48,68 49,74 51,67 52,87 kéo trung pH = 7 50,43 51,56 52,95 54,82 56,15 bình Sau 4 tháng pH = 8 48,3 49,42 50,36 52,37 53,89 (MPa) pH = 12,5 44,88 45,51 46,26 48,3 49,21 pH = 7 46,84 47,69 49,86 50,73 52,28 Sau 6 tháng pH = 8 44,76 45,81 47,89 48,76 49,86 pH = 12,5 39,88 41,21 42,05 43,63 44,47 Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của áp suất sau phun và môi trường kiềm đến độ bền kéo vật liệu PA6 – 30GF: sau 2 tháng như hình 8, sau 4 tháng như hình 9 và sau 6 tháng như hình 10 75 70 65 60 KQ Ban dau KQ pH = 7 55 KQ pH = 8 KQ pH = 12.5 Ung suat (MPa) suat Ung Ban dau 50 pH = 7 pH = 8 pH = 12.5 45 40 25 30 35 40 45 50 55 Ap suat sau phun (Kg/cm2) Hình 8: Ảnh hưởng áp suất sau phun và môi trường kiềm đến độ bền kéo PA6 – 30GF sau 2 tháng 7
8. 75 70 65 60 KQ Ban dau KQ pH = 7 55 KQ pH = 8 KQ pH = 12.5 Ung suat (MPa) suat Ung Ban dau 50 pH = 7 pH = 8 pH = 12.5 45 40 25 30 35 40 45 50 55 Ap suat sau phun (Kg/cm2) Hình 9: Ảnh hưởng áp suất sau phun và môi trường kiềm đến độ bền kéo PA6 – 30GF sau 4 tháng 80 70 60 KQ Ban dau KQ pH = 7 KQ pH = 8 50 KQ pH = 12.5 Ung suat (MPa) suat Ung Ban dau pH = 7 pH = 8 40 pH = 12.5 30 25 30 35 40 45 50 55 Ap suat sau phun (Kg/cm2) Hình 10: Ảnh hưởng áp suất sau phun và môi trường kiềm đến độ bền kéo PA6 – 30GF sau 6 tháng Ảnh hưởng của áp suất sau phun đến độ bền kéo PA6 – 30GF tăng theo hàm bậc nhất tức là khi ta tăng áp suất sau phun lên thì độ bền kéo tăng dần. Và quy luật ảnh hưởng của áp suất sau phun không thay đổi khi ta thay đổi nồng độ kiềm, tuy nhiên nồng độ kiềm càng cao thì độ bền kéo càng giảm và thời gian càng lâu thì độ bền kéo cũng giảm. 4.2.4 Ảnh hưởng của thời gian phun và môi trường kiềm đến độ bền kéo PA6 – 30GF Để nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian phun và môi trường kiềm đến độ bền kéo của vật liệu PA6 – 3GF khi ép mẫu tác giả thay đổi thời gian phun từ 1s đến 3s và cố định các thông số còn lại: Nhiệt độ ép 2700C; áp suất phun 40 kg/cm2; áp suất sau phun 40 kg/cm2; thời gian sau phun 2s và ngâm mẫu trong môi trường kiềm với các nồng độ: pH = 7; pH = 8; pH = 12,5. Kết quả ứng suất kéo của mẫu khi thay đổi thời gian phun trong môi trường kiềm được thể hiện qua các bảng 4 8
9. Bảng 4: Tổng hợp kết quả kéo mẫu PA6 – 30GF theo thời gian phun trong môi trường kiềm Melt temp (0C) 270 Injection pressure (kg/cm2) 40 Thông số Packing pressure (kg/cm2) 40 phun ép Packing time (s) 2 Injection time (s) 1 1,5 2 2,5 3 Ban đầu 69,29 68,23 67,18 65,52 64,68 pH = 7 58,74 57,65 56,84 55,19 53,63 Sau 2 tháng pH = 8 56,69 55,57 54,57 52,88 51,5 Ứng suất pH = 12,5 51,95 50,63 49,74 47,49 46,29 kéo trung pH = 7 55,48 53,67 52,95 51,59 50,32 bình Sau 4 tháng pH = 8 52,87 51,28 50,36 49,41 48,07 (MPa) pH = 12,5 48,59 47,34 46,26 44,82 43,36 pH = 7 52,87 51,23 49,86 48,08 47,19 Sau 6 tháng pH = 8 50,59 49,24 47,89 46,14 45,19 pH = 12,5 44,73 43,56 42,05 41,27 40,12 Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của thời gian phun và môi trường kiềm đến độ bền kéo vật liệu PA6 – 30GF: sau 2 tháng như hình 11, sau 4 tháng như hình 12 và sau 6 tháng như hình 13 75 70 65 60 KQ Ban dau KQ pH = 7 55 KQ pH = 8 Ung suat (MPa) suat Ung KQ pH = 12.5 50 Ban dau pH = 7 pH = 8 45 pH = 12.5 40 .5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 Thoi gian phun (s) Hình 11: Ảnh hưởng thời gian phun và môi trường kiềm đến độ bền kéo PA6 – 30GF sau 2 tháng 9
10. 75 70 65 60 KQ Ban dau KQ pH = 7 55 KQ pH = 8 Ung suat (MPa) suat Ung KQ pH = 12.5 Ban dau 50 pH = 7 pH = 8 45 pH = 12.5 40 .5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 Thoi gian phun (s) Hình 12: Ảnh hưởng thời gian phun và môi trường kiềm đến độ bền kéo PA6 – 30GF sau 4 tháng 75 70 65 60 55 KQ Ban dau KQ pH = 7 KQ pH = 8 50 Ung suat (MPa) suat Ung KQ pH = 12.5 Ban dau 45 pH = 7 pH = 8 pH = 12.5 40 35 .5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 Thoi gian phun (s) Hình 13: Ảnh hưởng thời gian phun và môi trường kiềm đến độ bền kéo PA6 – 30GF sau 6 tháng Ảnh hưởng của thời gian phun đến độ bền kéo PA6 – 30GF giảm theo hàm bậc nhất tức là khi ta tăng thời gian phun lên thì độ bền kéo giảm dần. Và quy luật ảnh hưởng của thời gian phun không thay đổi khi ta thay đổi nồng độ kiềm, tuy nhiên nồng độ kiềm càng cao thì độ bền kéo càng giảm và thời gian càng lâu thì độ bền kéo cũng giảm. 4.2.5 Ảnh hưởng của thời gian sau phun và môi trường kiềm đến độ bền kéo PA6 – 30GF Để nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian sau phun và môi trường kiềm đến độ bền kéo của vật liệu PA6 – 3GF khi ép mẫu tác giả thay đổi thời gian sau phun từ 1s đến 3s và cố định các thông số còn lại: Nhiệt độ ép 2700C; áp suất phun 40 kg/cm2; áp suất sau phun 40 kg/cm2; thời gian phun 2s và ngâm mẫu trong môi trường kiềm với các nồng độ: pH = 7; pH = 8; pH = 12,5. Kết quả ứng suất kéo của mẫu khi thay đổi thời gian sau phun trong môi trường kiềm được thể hiện qua các bảng 5 10
11. Bảng 5: Tổng hợp kết quả kéo mẫu PA6 – 30GF theo thời gian sau phun trong môi trường kiềm Melt temp (0C) 270 Thông Injection pressure (kg/cm2) 40 số phun Packing pressure (kg/cm2) 40 ép Injection time (s) 2 Packing time (s) 1 1,5 2 2,5 3 Ban đầu 64,85 65,74 67,18 68,50 69,71 pH = 7 55,54 55,54 57,35 57,35 58,57 Ứng Sau 2 tháng pH = 8 52,12 53,59 55,41 55,41 56,23 suất pH = 12,5 47,57 48,66 49,74 50,73 51,56 kéo pH = 7 49,46 51,59 52,95 53,72 55,07 trung Sau 4 tháng pH = 8 46,95 49,51 50,36 51,80 53,09 bình pH = 12,5 44,14 45,35 46,26 47,47 48,34 (MPa) pH = 7 46,74 48,50 49,86 51,26 52,47 Sau 6 tháng pH = 8 44,43 46,47 47,89 49,62 50,65 pH = 12,5 39,30 41,22 42,05 43,65 44,58 Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của thời gian sau phun và môi trường kiềm đến độ bền kéo vật liệu PA6 – 30GF: sau 2 tháng như hình 14, sau 4 tháng như hình 15 và sau 6 tháng như hình 16 75 70 65 60 KQ Ban dau KQ pH = 7 55 KQ pH = 8 KQ PH = 12.5 Ung suat (MPa) suat Ung Ban dau 50 pH = 7 pH = 8 pH = 12.5 45 40 .5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 Thoi gian sau phun (s) Hình 14: Ảnh hưởng thời gian sau phun và môi trường kiềm đến độ bền kéo PA6 – 30GF sau 2 tháng 11
12. 75 70 65 60 KQ Ban dau KQ pH = 7 55 KQ pH = 8 Ung suat (MPa) suat Ung KQ pH = 12.5 50 Ban dau pH = 7 pH = 8 45 pH = 12.5 40 .5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 Thoi gian sau phun (s) Hình 15: Ảnh hưởng thời gian sau phun và môi trường kiềm đến độ bền kéo PA6 – 30GF sau 4 tháng 80 70 60 KQ Ban dau KQ pH = 7 KQ pH = 8 50 KQ pH = 12.5 Ung suat (MPa) suat Ung Ban dau pH = 7 pH = 8 40 pH = 12.5 30 .5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 Thoi gian sau phun (s) Hình 16: Ảnh hưởng thời gian sau phun và môi trường kiềm đến độ bền kéo PA6 – 30GF sau 6 tháng Ảnh hưởng của thời gian sau phun đến độ bền kéo PA6 – 30GF tăng theo hàm bậc nhất tức là khi ta tăng thời gian sau phun lên thì độ bền kéo tăng dần. Và quy luật ảnh hưởng của thời gian sau phun không thay đổi khi ta thay đổi nồng độ kiềm tuy nhiên nồng độ kiềm càng cao thì độ bền kéo càng giảm và thời gian càng lâu thì độ bền kéo cũng giảm. 4. KẾT LUẬN Trong bài báo này, mẫu thử kéo từ vật liệu composite PA6-30GF đã được chế tạo theo tiêu chuẩn ISO 527 với 21 thông số phun ép và tiến hành ngâm trong dung dịch kiềm có nồng độ pH=7,0; pH=8,0; pH=12,5 trong khoảng thời gian là 2 tháng, 4 tháng, 6 tháng sau đó tiến hành kiểm tra độ bền kéo của mẫu, các kết luận đã được rút ra: Nhiệt độ ép ảnh hưởng tới độ bền kéo theo hàm bậc hai, áp suất phun và thời gian phun càng cao độ bền kéo càng giảm, áp suất sau phun và thời gian sau phun càng cao độ bền kéo càng tăng. Và các quy luật ảnh hưởng của thông số phun ép không thay đổi khi ngâm vật liệu trong môi trường kiềm có cùng nồng độ pH, nồng độ pH càng cao và ngâm càng lâu thì độ bền kéo càng giảm. 12
13. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Nhật Trinh. Nghiên cứu ảnh hưởng của thông số chế tạo đến độ bền vật liệu polymer composite gia cường vải polyeste trên cơ sở nhựa phenolfomandehit. Tạp chí Khoa học và Công Nghệ các trường Đại học Kỹ thuật, số 70, 2009. [2] Trần Văn Chứ, Quách Văn Thiêm. Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia chống lão hóa tới độ bền kéo, độ bền uốn của vật liệu phức hợp gỗ nhựa. Tạp chí Khoa học và công nghệ Lâm nghiệp số 1, 2015. [3] Nguyễn Minh Hùng, Hoàng Việt. Nghiên cứu xác định thông số công nghệ tạo composite từ sợi xơ dừa với chất nền là keo Ure Formaldehyde. Tạp chí Khoa học và công nghệ Lâm nghiệp số 2, 2016. [4] Nguyễn Võ Thông, Nguyễn Thế Hùng, Bùi Thị Thu Phương. Tối ưu hóa các yếu tố công nghệ trong chế tạo vật liệu cốt composite polymer. Tạp chí khoa học công nghệ xây dựng số 3, 2016. [5] Hamdy Hassan, Nicolas Regnier, Guy Defaye. A 3D study on the effect of gate location on the cooling of polymer by injection molding. International Journal of Heat and Fluid Flow, Volume 30, Issue 6, December 2009, Pages 1218 – 1229. [6] S. Hashemi. Effect of temperature on tensile properties of injection molded short glass fibre and glass bead filled ABS hybrids. London Metropolitan Polymer Centre, London Metropolitan University, 20 July 2015. [7] TCVN 4501-4 :2009 XÁC NHẬN CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 13
14. BÀI BÁO KHOA HỌC THỰC HIỆN CÔNG BỐ THEO QUY CHẾ ĐÀO TẠO THẠC SỸ Bài báo khoa học của học viên có xác nhận và đề xuất cho đăng của Giảng viên hướng dẫn Bản tiếng Việt ©, TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH và TÁC GIẢ Bản quyền tác phẩm đã được bảo hộ bởi Luật xuất bản và Luật Sở hữu trí tuệ Việt Nam. Nghiêm cấm mọi hình thức xuất bản, sao chụp, phát tán nội dung khi chưa có sự đồng ý của tác giả và Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh. ĐỂ CÓ BÀI BÁO KHOA HỌC TỐT, CẦN CHUNG TAY BẢO VỆ TÁC QUYỀN! Thực hiện theo MTCL & KHTHMTCL Năm học 2017-2018 của Thư viện Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh.