Luận án Nghiên cứu chế tạo vật liệu Compozit Epoxy gia cường bằng sợi thủy tinh có độ bền va đập cao và trong suốt điện từ ứng dụng cho hệ thống bay không người lái

khi chế tạo vật liệu compozit, vải thuỷ tinh được cắt thành các tấm hình 
chữ nhật kích thước 150x200 mm và sấy ở 800C đến khối lượng không đổi. Pha nền 
được chế tạo theo mục đích nghiên cứu bằng phương pháp mô tả ở mục 2.3.2. 
Vải thuỷ tinh được đặt từng lớp lên tấm kính đã được phủ lớp chống dính 
Wax8 và đổ nhựa lên. Tổ hợp nhựa epoxy và nhựa epoxy biến tính với ENR, ELO, 
thiokol và adduct từ thiokol và nhựa epoxy DER331 trộn hợp với chất đóng rắn 
DETA theo tỉ lệ và được phân bố và thấm vào vải gia cường bằng rulô và chổi lông. 
Quá trình lăn ép được tiến hành cho đến khi mẫu vật liệu compozit đạt được chiều 
dày~4 mm. Tỉ lệ nhựa/vải theo khối lượng là 45/55. Vật liệu compozit được đóng rắn 
ở nhiệt độ phòng trong 24 giờ và đóng rắn ở 800C trong vòng 3 giờ. 
2.4. Các phương pháp phân tích cấu trúc và tính chất vật liệu 
2.4.1. Phương pháp chụp ảnh kính hiển vi điện tử quét (SEM) và kính hiển vi 
phát xạ trường (FESEM) 
Để giải thích ảnh hưởng của các chất biến tính lên các tính chất cơ học của 
nhựa epoxy và vật liệu compozit epoxy gia cường bằng sợi thuỷ tinh; bề mặt phá hủy 
của vật liệu biến tính với hàm lượng ENR; ELO; thiokol và adduct khác nhau được 
phân tích trên ảnh SEM, FESEM ở các độ phóng đại khác nhau. 
Bề mặt phá hủy của mẫu được phủ bằng Pt (hoặc vàng) sau đó tiến hành chụp 
bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM) JEOL JSM 6360 LV và FESEM S4800 
Hitachi. 
 38 
2.4.2. Phân tích nhiệt trọng lượng TGA 
Nhựa epoxy và nhựa epoxy có bổ sung chất biến tính ENR, ELO, thiokol đóng 
rắn với DETA được phân tích nhiệt trọng lượng TGA để đánh giá khả năng chịu 
nhiệt của vật liệu. 
Chuẩn bị máy Pyris 6 (Mỹ), cân lượng mẫu 5-10 mg cho vào chén thạch anh, 
đặt chén thạch anh có mẫu vào máy và tiến hành đo từ nhiệt độ phòng đến 700-
900
0
C. 
Dựa vào đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa nhiệt độ và phần trăm tiêu hao khối 
lượng mẫu, đánh giá được độ bền nhiệt của vật liệu. Các thông số đặc trưng cho tính 
ổn định nhiệt của vật liệu xác định được từ phương pháp này bao gồm: nhiệt độ bắt 
đầu phân hủy (xác định ở thời điểm vật liệu mất mát 5% khối lượng) [60], nhiệt độ 
có tốc độ phân hủy nhiệt lớn nhất Tmax (xác định từ đồ thị DTG ). 
2.4.3. Phân tích cơ nhiệt động DMTA 
Phương pháp phân tích nhiệt này được thực hiện nhằm xác định ảnh hưởng của 
hàm lượng các chất biến tính khác nhau đến sự thay đổi nhiệt độ thuỷ tinh hoá Tg của 
nhựa epoxy đóng rắn bằng DETA. Mẫu đo có dạng hình chữ nhật với kích thước 
50x12,7x2 mm được nâng nhiệt từ nhiệt độ phòng lên 1800C với tốc độ nâng nhiệt 
3
0
C/phút ở tần số đo 1Hz trên thiết bị DMA8000-PerkinElmer-Mỹ (hình 2.1). Giá trị 
môđun dự trữ (E’), môđun mất mát (E’’) và tanδ=E’’/E’ được ghi lại trong suốt quá 
trình đo. Nhiệt độ thuỷ tinh hoá Tg là nhiệt độ tại đó tanδ đạt giá trị cực đại trong dải 
nhiệt độ nghiên cứu. 
Hình 2.1: Thiết bị phân tích nhiệt DMA8000 
 39 
2.4.4. Phương pháp phổ hồng ngoại (FTIR) 
Cấu trúc hóa học của nguyên liệu đầu: ENR, ELO, thiokol, nhựa epoxy 
DER331 và adduct tạo thành từ thiokol và nhựa epoxy được xác định bằng phổ hồng 
ngoại. Sự xuất hiện, mất đi hay sự tăng giảm cường độ píc của các nhóm chức đặc 
trưng là cơ sở để phân tích và đánh giá cấu trúc hóa học vật liệu. 
Mẫu nghiên cứu được phủ lên KBr (đã được ép viên) sau đó tiến hành ghi phổ 
trên máy Nicolet 6700 FTIR (Mỹ). 
2.4.5. Phương pháp sắc ký thẩm thấu gel (GPC) 
Khối lượng phân tử của: nhựa epoxy DER331, thiokol, cao su tự nhiên lỏng 
epoxy hóa (ENR), adduct tổng hợp từ thiokol và nhựa epoxy DER331 được xác định 
trên máy sắc ký thầm thấu gel GPC (Shimadzu) sử dụng dung môi hòa tan là 
tetrahydrofuran. 
Các kết quả thu được của phương pháp này bao gồm: khối lượng phân tử trung 
bình khối Mw, khối lượng phân tử trung bình số Mn và chỉ số phân tán PDI. 
2.4.6. Phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân 1HNMR 
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1HNMR được sử dụng để phân tích cấu trúc của 
cao su tự nhiên lỏng epoxy hóa dựa vào độ chuyển dịch hóa học của nguyên tử H ở 
các nhóm chức khác nhau. 
Quá trình phân tích được thực hiện trên máy Bruker AVANCE (Đức) ở tần số 
300 MHz sử dụng dung môi deuterated chloroform (CDCl3). 
2.4.7. Phương pháp xác định khối lượng đoạn mạch giữa các nút mạng 
Khối lượng trung bình của đoạn mạch giữa các nút mạng được xác định dựa 
trên nguyên tắc đàn hồi của cao su và sử dụng phương pháp phân tích cơ nhiệt động 
DMTA. Giá trị mođun dự trữ tại Tg+40
0C được sử dụng để xác định giá trị này [61]. 
G
ρRT
Mc 
Trong đó: 
 δ là khối lượng riêng của vật liệu, g/m3. 
 R là hằng số khí, 8.314 m3 Pa.K−1.mol−1. 
 40 
 T=Tg + 40
0
C + 273 (K). 
 G=E’/3 với E’ là môđun dự trữ tại giá trị nhiệt độ T=Tg+40
0
C, Pa. 
 MC là khối lượng đoạn mạch giữa các nút mạng, g/mol. 
2.5. Các phương pháp xác định tính chất cơ học của vật liệu 
2.5.1. Độ bền kéo 
Được xác định theo tiêu chuẩn ISO 527-1993 trên máy INSTRON 5582-100 
KN (Mỹ) với tốc độ kéo 2 mm/phút. 
2.5.2. Độ bền uốn 
Được xác định theo tiêu chuẩn ISO 178 trên máy INSTRON 5528-100KN 
(Mỹ) với tốc độ kéo 2 mm/phút. 
2.5.3. Độ bền va đập Izod 
Được xác định theo tiêu chuẩn ISO 180 trên máy TINIUS OLSEN của Mỹ. 
Mẫu có dạng hình chữ nhật với kích thước 80x10x4 mm. 
Công thức tính độ bền va đập: 
Trong đó : 
 W: Năng lượng phá huỷ, J. 
 h: Độ dầy của mẫu, mm. 
 b: Chiều rộng của mẫu, mm. 
 avd: Độ bền va đập, kJ/m
2
. 
2.5.4. Hệ số ứng suất tập trung tới hạn KIC 
Được xác định theo tiêu chuẩn ASTM D5045-99 theo phương pháp uốn ba 
điểm có khía (SENB) trên máy Lloyd 500N (Anh) với tốc độ đo 10 mm/phút, khoảng 
cách hai gối đỡ S=64 mm.. 
Mẫu đo có dạng như hình 2.2 
 41 
Hình 2.2: Mẫu đo độ bền dai phá huỷ của nhựa nền theo kiểu uốn ba điểm có khía 
(SENB) 
Trong đó: 
 W: Chiều rộng mẫu (~15 mm). 
 B: Chiều dầy mẫu (~4 mm). 
 a: độ dài vết nứt, 0,45W≤a≤0,55W. 
Mẫu đo được tạo rãnh chữ V sau đó dùng dao trổ tạo vết nứt ban đầu, quá trình 
đo được thực hiện ở nhiệt độ phòng. 
Hình 2.3: Hình ảnh phép đo độ bền dai phá huỷ của nhựa nền 
Độ bền dai phá huỷ của nhựa nền đặc trưng bởi hệ số ứng suất tập trung tới hạn 
KIC, được xác định theo công thức: 
 xf
BW
P
K
2
1
Q
IC
 
2
3
2
2
1
x)2x)(1(1
2,7x3,93xx)(2,15x(11,99
6xf(x)
 42 
Trong đó: 
 PQ: Lực, N. 
 B: Chiều dầy mẫu, cm. 
 W: Chiều rộng mẫu, cm. 
 a: Chiều dài vết nứt, cm. 
 f(x): hệ số hiệu chỉnh, x=a/W (0<x<1). 
Phép đo được thực hiện như trên hình 2.3. 
2.5.5. Năng lượng phá hủy tách lớp GIC, GIP 
Được xác định theo tiêu chuẩn ASTM D5528-01. 
Mẫu đo được mô tả trên hình 2.4. 
Hình 2.4: Mẫu đo độ bền dai phá huỷ giữa các lớp của vật liệu compozit epoxy gia cường 
bằng sợi thuỷ tinh 
Trong đó: 
 L: Chiều dài mẫu (~150 mm). 
 h: chiều dầy mẫu (2-4 mm). 
 b: chiều rộng mẫu (~20 mm). 
 a0: chiều dài vết nứt ban đầu tính bằng mm, được tính từ tâm của khối đặt 
lực tới điểm cuối cùng của màng chống dính (~50 mm). 
Khối đặt lực làm bằng gỗ có kích thước 14x14x20 mm. 
Phép đo được thực hiện trên máy đo độ bền kéo Lloyd 500N (Anh) với tốc độ 
kéo 1mm/phút. Thời điểm bắt đầu xuất hiện vết nứt được định nghĩa là thời điểm bắt 
đầu quan sát thấy xuất hiện vết nứt trên cạnh mẫu đã được sơn trắng khi nhìn qua 
b 
h 
L 
a 
Màng chống dính P 
P 
Khối đặt lực 
Keo dán 
 43 
kính phóng đại (x30). Độ bền dai phá huỷ được tính theo phương pháp MBT theo 
phương trình dưới dây. 
N
F
)Δ2b(a
3P
G
δCC
IC
N
F
)Δ2b(a
3P
G δPPIP
Trong đó: 
 GIC: Độ bền dai phá huỷ tại thời điểm bắt đầu xuất hiện vết nứt, kJ/mm
2
. 
 GIP: Độ bền dai phá huỷ trong quá trình phát triển vết nứt, kJ/mm
2
. 
 PC, PP: Lực kéo cực đại tại thời điểm xuất hiện vết nứt ban đầu, lực kéo 
trong quá trình phát triển vết nứt. 
 δC: Độ dịch chuyển tương ứng với vết nứt ban đầu, mm. 
 δP: Độ dịch chuyển trong quá trình phát triển vết nứt, mm. 
 a: chiều dài vết nứt, mm. 
 b: chiều rộng mẫu, mm. 
 Δ: hệ số hiệu chỉnh chiều dài vết nứt được xác định từ đồ thị quan hệ 
giữa C1/3 với a với C=δ/P xác định như hình 2.5. 
Hình 2.5: Đồ thị xác định Δ từ mối quan hệ C1/3 với chiều dài vết nứt a 
 N: hệ số hiệu chỉnh cho khối đặt lực 
a
δ 2
35
9
a2
δt 2
a
L' 2
1
8
9
a
L' 3
1N 
 44 
 F: Hệ số hiệu chỉnh cho δ 
a2
δt
2
3
a
δ 2
10
3
1F 
Trong đó L’ và t được xác định như hình 2.6. 
Hình 2.6: Hình ảnh xác định L’ và t 
Hình ảnh phép đo thực tế được thể hiện trên hình 2.7. 
Hình 2.7: Hình ảnh phép đo độ bền dai phá huỷ tách lớp của vật liệu compozit epoxy gia 
cường bằng sợi thuỷ tinh 
 45 
2.6. Phương pháp xác định tính chất điện từ của vật liệu 
compozit epoxy gia cường bằng sợi thủy tinh 
2.6.1. Phương pháp xác định cường độ truyền qua sóng điện từ 
Tính chất điện từ của vật liệu compozit epoxy gia cường bằng sợi thủy tinh 
được tiến hành xác định trên thiết bị PNA 8362B-Agilent -Mỹ dưới góc tới 00 
(Hình 2.8). Hai ănten giống hệt nhau (một ănten phát và một ănten thu) được đặt 
trên các giá định vị và mẫu đo (tấm vật liệu compozit) được giữ cố định trong 
khoảng không gian giữa hai ănten. Sau khi hiệu chỉnh hệ thống, mẫu vật liệu 
được tiến hành đo, các tín hiệu tổn hao phản xạ và tổn hao truyền qua nhận được 
dưới dạng tham số S11, S21. 
Hình 2.8: Thiết bị PNA 8362B-Agilent -Mỹ 
Hình 2.9: Xác định hệ số truyền qua (S21) và hệ số phản xạ (S11) của mẫu vật liệu phẳng 
chiều dầy d 
Từ hệ số truyền qua (S21) ta có thể xác định được cường độ truyền qua sóng 
điện từ của vật liệu theo phương trình sau: 
Tia tới 
Truyền qua 
Phản xạ 
 46 
Trong đó: 
 S21 là hệ số truyền qua (dB). 
 T cường độ truyền qua sóng điện từ (%). 
2.6.2. Phương pháp xác định hằng số điện môi (ε), tổn hao điện môi (tanδ) 
của vật liệu compozit epoxy gia cường bằng sợi thủy tinh bằng tụ điện 
Theo phương pháp này tổn hao điện môi (tanδ) và điện dung C của tụ điện khi 
có môi chất là vật liệu compozit epoxy gia cường bằng sợi thuỷ tinh được đo trên 
thiết bị Digital C-TgΔ METER mod 0194 C (của hãng CEAST) (Hình 2.10), theo 
tiêu chuẩn ASTM D150, ở tần số 1 MHz. Mẫu có dạng hình tròn đường kính 8 cm 
độ dầy ≤1 mm. 
Hình 2.10: Thiết bị Digital C-TgΔ METER mod 0194 C 
Hằng số điện môi của vật liệu compozit epoxy gia cường bằng sợi thủy tinh 
được xác định bằng biểu thức: 
C0
C
ε 
Trong đó: 
C là điện dung của tụ điện với môi chất là vật liệu compozit epoxy gia cường 
bằng sợi thuỷ tinh xác định từ thực nghiệm, F. 
 47 
C0 là điện dung tụ điện với môi chất là không khí được xác định từ biểu thức: 
d
S
xε0C0 
 ε0 là hằng số điện môi của không khí bằng 8,854x10
-12
 F/m. 
 S là diện tích hình tròn tụ điện, m2. 
 d là khoảng cách hai tụ điện, m. 
 48 
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 
3.1. Ảnh hưởng của các chất biến tính nhựa epoxy: cao su tự 
nhiên lỏng epoxy hoá (ENR), dầu lanh epoxy hóa (ELO) và 
thiokol đến các tính chất cơ học của vật liệu compozit epoxy 
gia cường bằng sợi thuỷ tinh 
3.1.1. Ảnh hưởng của hàm lượng ENR, ELO và thiokol đến mức độ 
đóng rắn, thời gian gel hoá và độ nhớt của nhựa epoxy DER331 
Đã tiến hành khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng ENR, ELO và thiokol đến 
mức độ đóng rắn, thời gian gel hoá và độ nhớt của nhựa epoxy đóng rắn bằng DETA. 
Thời gian gel hóa và mức độ đóng rắn được xác định ở nhiệt độ phòng 27-300C, thời 
gian soxhlet là 20 giờ, thời gian đóng rắn là 15 ngày. Hàm lượng ENR, ELO thay đổi 
từ 5-20 PKL, thiokol thay đổi từ 3-9 PKL so với 100 PKL nhựa epoxy. Các kết quả 
được trình bày ở bảng 3.1, bảng 3.2 và bảng 3.3. 
Bảng 3.1: Ảnh hưởng của hàm lượng ENR đến mức độ đóng rắn, thời gian gel hoá và độ 
nhớt của nhựa epoxy DER331 
Hàm lượng ENR (PKL) 0 5 7 10 13 15 20 
Mức độ đóng rắn (%) 91,7 91,5 89,8 87,4 85,4 83,6 81,5 
Thời gian gel hoá (phút) 58,0 74,0 79,0 83,0 86,0 92,0 97,0 
Độ nhớt (Pa.s) 13,5 13,8 14,1 14,6 15,1 15,4 16,0 
Bảng 3.2: Ảnh hưởng của hàm lượng ELO đến mức độ đóng rắn, thời gian gel hoá và độ 
nhớt của nhựa epoxy DER331 
Hàm lượng ELO (PKL) 0 5 9 10 15 20 
Mức độ đóng rắn (%) 91,7 91,4 90,3 88,9 86 78,6 
Thời gian gel hoá (phút) 58,0 70,0 78,0 79,0 85,0 91,0 
Độ nhớt (Pa.s) 13,5 13,5 13,6 13,6 13,6 13,6 
 49 
Bảng 3.3: Ảnh hưởng của hàm lượng thiokol đến mức độ đóng rắn, thời gian gel hoá và độ 
nhớt của nhựa epoxy DER331 
Hàm lượng thiokol (PKL) 0 3 5 7 9 
Mức độ đóng rắn (%) 91,7 91,0 90,1 89,7 89,4 
Thời gian gel hoá (phút) 58,0 67,0 71,0 73,0 75,0 
Độ nhớt (Pa.s) 13,5 13,6 13,8 14,1 14,5 
Từ bảng 3.1, 3.2, 3.3 cho thấy sự có mặt của ENR, ELO, thiokol đều làm giảm 
mức độ đóng rắn của nhựa epoxy. Với mẫu nhựa epoxy chứa 10 PKL ENR, 10 PKL 
ELO và 9 PKL thiokol mức độ đóng rắn giảm từ 91,7% xuống còn 87,4%; 88,9% và 
89,4%. Tuy nhiên thời gian gel hoá tăng khi tăng hàm lượng ENR, ELO và thiokol 
phân tán trong nhựa nền epoxy, cụ thể ở hàm lượng 10 PKL ENR, 10 PKL ELO và 9 
PKL thiokol phân tán trong nền nhựa epoxy thời gian gel hóa tăng tương ứng 43%, 
36% và 31% từ 58 phút lên 83, 79, 75 phút. Tăng nồng độ ENR, ELO và thiokol 
phân tán trong nền nhựa epoxy dẫn đến làm giảm mật độ của các nhóm phản ứng 
như epoxy, amin của DETA trong hỗn hợp phản ứng, làm giảm khả năng tiếp xúc và 
phản ứng của nhựa epoxy với tác nhân khâu mạch do đó thời gian gel hóa tăng lên 
[15, 79]. 
Các kết quả từ bảng 3.1, 3.2, 3.3 cũng chỉ ra rằng nhựa epoxy bổ sung ENR có 
thời gian gel hoá cao hơn so với nhựa epoxy bổ sung với ELO và thiokol. Sở dĩ có 
điều này là do sự khác nhau về cấu trúc giữa cao su tự nhiên lỏng epoxy hoá, dầu 
lanh epoxy hoá và thiokol. Cao su tự nhiên lỏng epoxy hoá có cấu trúc phân tử dài 
hơn và cồng kềnh hơn có xu hướng cản trở mạnh hơn sự tiếp xúc của nhựa epoxy với 
chất đóng rắn DETA trong khi đó dầu lanh epoxy hoá và thiokol có cấu trúc mạch 
ngắn hơn, ít cồng kềnh hơn nên khả năng ngăn cản sự tiếp xúc của nhựa epoxy với 
chất đóng rắn kém hơn. 
Độ nhớt và thời gian gel hoá của nhựa nền là những yếu tố có ảnh hưởng tới 
khả năng thấm ướt vật liệu gia cường và thời gian gia công vật liệu. Độ nhớt càng 
cao thì khả năng thấm ướt vật liệu gia cường khó khăn hơn. Trong trường hợp nhựa 
epoxy bổ sung ENR, thiokol cho thấy sự tăng độ nhớt khi tăng hàm lượng ENR, 
thiokol phân tán trong nhựa nền epoxy và đây có thể coi là một trong những yếu tố 
bất lợi trong quá trình gia công vật liệu compozit. Dầu lanh epoxy hóa ELO không 
ảnh hưởng lớn tới độ nhớt của các tổ hợp nhựa epoxy (Bảng 3.2). Các tổ hợp nhựa 
epoxy có bổ sung ENR, ELO và thiokol đều có đặc điểm là thời gian gel hoá dài hơn 
 50 
so với tổ hợp nhựa epoxy nguyên thể, thời gian gel hóa dài hơn có thể giúp kéo dài 
thời gian gia công và thấm ướt vật liệu gia cường phần nào giảm bớt yếu tố bất lợi 
trên. 
3.1.2. Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng ENR, ELO và thiokol đến các 
tính chất cơ học nhựa epoxy DER331 
Nhằm tìm ra tỷ lệ thích hợp của ENR, ELO và thiokol trong nhựa epoxy DER 
331, đã tiến hành khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng ENR, ELO, thiokol đến các 
tính chất cơ học của nhựa epoxy DER331 bao gồm: độ bền kéo, độ bền uốn, độ bền 
va đập IZOD và độ bền dai phá hủy KIC. Để thực hiện nhiệm vụ trên đã tiến hành 
phân tán ENR, ELO với hàm lượng thay đổi từ 5-20 PKL và thiokol với hàm lượng 
thay đổi từ 3-9 PKL vào trong nhựa epoxy ở nhiệt độ 50-600C bằng cánh khuấy cơ 
học khoảng 1 giờ để nhận được hỗn hợp đồng nhất. Hỗn hợp sau đó được làm nguội, 
để ổn định 1 ngày và trộn hợp với chất đóng rắn DETA ở nhiệt độ phòng. Các tổ hợp 
nhựa epoxy/DETA và epoxy/ENR/DETA; epoxy/ELO/DETA; epoxy/thiokol/DETA 
được rót vào khuôn đã được bôi chất chống dính trước đó. Mẫu các vật liệu được 
đóng rắn ở nhiệt độ phòng và để ổn định một tuần ở nhiệt độ phòng trước khi được 
đem đi xác định các tính chất cơ học. Kết quả xác định độ bền kéo, độ bền uốn, độ 
bền va đập IZOD và hệ số ứng suất tập trung tới hạn KIC được trình bày ở bên dưới. 
a. Độ bền kéo 
Đồ thị độ bền kéo-biến dạng của nhựa epoxy bổ sung chất biến tính ENR, ELO 
và thiokol với các hàm lượng khác nhau đóng rắn bằng DETA được thể hiện trên 
hình 3.1; 3.2; 3.3. 
Đồ thị độ bền kéo-biến dạng trên hình 3.1; 3.2; 3.3 cho thấy khi tăng hàm 
lượng ENR; ELO và thiokol phân tán trong nền nhựa epoxy độ dốc của đồ thị đặc 
trưng độ bền kéo-biến dạng của nhựa epoxy DER331 đều có xu hướng giảm xuống. 
Nhựa epoxy không bổ sung chất biến tính có đường đặc trưng độ bền kéo-biến dạng 
gần như thẳng với độ dốc lớn thể hiện là vật liệu giòn có giá trị môđun kéo 2 GPa. 
Việc bổ sung các chất biến tính ENR, ELO và thiokol vào nền nhựa epoxy đều làm 
giảm độ dốc của đồ thị độ bền kéo-biến dạng do đó giảm môđun của vật liệu điều 
này cho thấy nhựa epoxy bổ sung chất biến tính mềm dẻo hơn khi so sánh với nhựa 
epoxy không bổ sung chất biến tính đóng rắn bằng DETA. 
 51 
Hình 3.1: Đồ thị độ bền kéo- biến dạng của nhựa epoxy (1-EP); nhựa epoxy bổ sung: 5 PKL 
ENR (2-EP.ENR5); 7 PKL ENR (3-EP.ENR7); 10 PKL ENR (4-EP.ENR10); 13 PKL ENR 
(5-EP.ENR13); 15 PKL ENR (6-EP.ENR15); 20 PKL ENR (7-EP.ENR20) 
Hình 3.2: Đồ thị độ bền kéo-biến dạng của nhựa epoxy (1-EP); nhựa epoxy bổ sung: 5 PKL 
ELO (2-EP.ELO5); 10 PKL ELO (3-EP.ELO10); 15 PKL ELO (4-EP.ELO15); 20 PKL ELO 
(5-EP.ELO20) 
 52 
Hình 3.3: Đồ thị độ bền kéo-biến dạng của nhựa epoxy (1-EP); nhựa epoxy bổ sung: 3 PKL 
thiokol (2-EP.T3); 5 PKL thiokol (3-EP.T5); 7 PKL thiokol (4-EP.T7); 9 PKL thiokol (5-
EP.T9) 
Thông thường khi một chất biến tính được thêm vào nền nhựa nhiệt rắn, đặc 
tính đàn hồi của chúng là căn cứ để đánh giá sự giảm môđun của vật liệu biến tính 
[81]. Môđun của vật liệu giảm dần cùng với việc tăng hàm lượng ENR, ELO và 
thiokol phân tán trong nền nhựa epoxy có thể là do ảnh hưởng của cấu trúc mềm dẻo 
của các mạch phân tử ENR, ELO và thiokol [71, 94]. 
Hình 3.4, 3.5, 3.6 trình bày ảnh hưởng của các chất biến tính: ENR, ELO và 
thiokol đến tính chất kéo của nhựa epoxy DER331. 
Ảnh hưởng của các loại chất biến tính khác nhau tới tính chất kéo của nhựa nền 
epoxy phụ thuộc vào khả năng tương hợp của chúng với nhựa nền, diện tích tiếp xúc 
bề mặt, kích thước hạt, hình dạng cũng như độ bền của pha phân tán [71]. Hình 3.4, 
3.5, 3.6 cho thấy việc tăng hàm lượng ENR, ELO và thiokol trong nền nhựa epoxy 
đều làm giảm độ bền kéo, môđun kéo và tăng độ biến dạng. Việc giảm độ bền kéo có 
thể liên quan tới độ cứng của vật liệu biến tính. Thêm ENR, ELO và thiokol vào nền 
nhựa epoxy đều làm giảm mức độ đóng rắn do đó làm tăng độ mềm dẻo của toàn 
khối [71, 13], ngoài ra độ cứng giảm còn do thêm chất biến tính ENR, ELO và 
thiokol có môđun thấp vào nền nhựa epoxy. 
 53 
Hình 3.4: Ảnh hưởng của hàm lượng: ENR (1-EP.ENR); ELO (2-EP.ELO) và thiokol (3-
EP.T) đến độ bền kéo của nhựa epoxy DER331 
Hình 3.5: Ảnh hưởng của hàm lượng: ENR (1-EP.ENR); ELO (2-EP.ELO) và 
thiokol (3-EP.T) đến mođun kéo của nhựa epoxy DER331 
Hình 3.6: Ảnh hưởng của hàm lượng: ENR (1-EP.ENR); ELO (2-EP.ELO) và 
thiokol (3-EP.T) đến biến dạng kéo của nhựa epoxy DER331 
Hàm lượng ENR, ELO, thiokol (PKL) 
Đ
ộ
 b
ền
 k
éo
 (
M
P
a)
Hàm lượng ENR, ELO, thiokol (PKL) 
M
ô
đ
u
n
 k
éo
 (
G
P
a)
Hàm lượng ENR, ELO, thiokol (PKL) 
B
iế
n
 d
ạn
g
 k
éo
 (
%
) 
 54 
Các hình 3.4, 3.5 và 3.6 cho thấy ảnh hưởng của các chất biến tính ENR, ELO 
và thiokol tới mức độ suy giảm tính chất kéo là khác nhau. Thiokol có khả năng làm 
giảm mạnh hơn độ bền kéo và mođun kéo của nhựa epoxy tuy nhiên lại cho mức 
tăng độ biến dạng cao hơn khi so sánh với ENR và ELO. Ở 9 PKL thiokol độ biến 
dạng tăng 118,40% từ 3,75% lên 8,19%; ở 9 PKL ELO độ biến dạng tăng 69% từ 
3,75% lên 6,34%; ở 10 PKL ENR độ biến dạng tăng 89,30% từ 3,75% lên 7,10%. 
Tất cả các tính chất kéo ở trên đều liên quan đến sự suy giảm mức độ khâu 
mạng của nhựa epoxy DER331 khi có mặt ENR, ELO và thiokol. Ban đầu cao su tự 
nhiên lỏng epoxy hoá ENR, dầu lanh epoxy hóa ELO, thiokol phân tán vào trong nền 
nhựa epoxy ở kích thước phân tử, trong quá trình đóng rắn, các phân tử ENR, ELO 
không tham gia vào mạng phân tử polyme epoxy [38]. Cuối cùng ở trạng