Nghiên cứu vật liệu nhựa Epoxy đóng rắn bằng Triethylene Tetramine biến tính dầu đậu nành Epoxy hóa

1. THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU
NGHIÊN CỨU VẬT LIỆU HỆ NHỰA
EPOXY ĐÓNG RẮN BẰNG TRIETHYLENE
TETRAMINE BIẾN TÍNH DẦU ĐẬU NÀNH
EPOXY HÓA
GVHD: HUỲNH ĐẠI PHÚ
SVTH: TRẦN THỊ BĂNG HUYỀN
MSSV: 16130028
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 08/2020
SKL 0 0 7 6 1 0

2. TP. Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2020
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU
NGHIÊN CỨU VẬT LIỆU HỆ NHỰA EPOXY ĐÓNG
RẮN BẰNG TRIETHYLENE TETRAMINE BIẾN TÍNH
DẦU ĐẬU NÀNH EPOXY HÓA
GVHD: PGS. TS HUỲNH ĐẠI PHÚ
SVTH: TRẦN THỊ BĂNG HUYỀN
MSSV: 16130028
KHÓA: 2016

3. TP. Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2020
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU VẬT LIỆU HỆ NHỰA EPOXY ĐÓNG
RẮN BẰNG TRIETHYLENE TETRAMINE BIẾN TÍNH
DẦU ĐẬU NÀNH EPOXY HÓA
GVHD: PGS. TS HUỲNH ĐẠI PHÚ
SVTH: TRẦN THỊ BĂNG HUYỀN
MSSV: 16130028
KHÓA: 2016

4. i
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc
KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG
BM CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2020.
NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Giảng viên hướng dẫn: PGS. TS Huỳnh Đại Phú
Cơ quan công tác của giảng viên hướng dẫn: Trường Đại học Bách Khoa TP Hồ
Chí Minh – ĐHQGTPHCM.
Sinh viên thực hiện: Trần Thị Băng Huyền MSSV: 16130028
1. Tên đề tài:
Nghiên cứu vật liệu hệ nhựa epoxy đóng rắn bằng Triethylene tetramine biến tính
dầu đậu nành epoxy hóa.
2. Nội dung chính của khóa luận:
Chương 1. Tổng quan lý thuyết
- Tổng quan về dầu thưc vật
- Tổng quan về nhựa dầu đậu nành epoxy hóa
- Tổng quan về nhựa epoxy
- Cơ chế phản ứng của nhóm epoxy với chất đóng rắn TETA
Chương 2. Thực nghiệm
- Xác định chỉ số % oxirane oxygen của dầu đậu nành epoxy hóa bằng phương
pháp chuẩn chỉ số epoxy.
- Thành lập đơn pha chế hệ dầu đậu nành epoxy hóa, nhựa epoxy D.E.R 331
và chất đóng rắn TETA.
- Khảo sát ảnh hưởng các tỉ lệ phần trăm khối lượng ESO/ nhựa epoxy D.E.R
331 đến thời gian gel, nhiệt độ gel, hàm lượng đóng rắn và độ bền cơ tính
của mẫu nhựa.
Chương 3. Kết quả và bàn luận
- Đánh giá nguyên liệu thí nghiệm
- Tính toán và đánh giá thời gian gel, nhiệt độ gel, hàm lượng đóng rắn, tính
chất kéo và tính chất uốn của mẫu nhựa.
Chương 4: Kết luận
- Kết luận các tỉ lệ phần trăm ESO/epoxy D.E.R 331 tạo ra mẫu nhựa có ảnh
hưởng đến thời gian gel, nhiệt độ gel, hàm lượng đóng rắn và độ bền cơ tính.

5. ii
3. Các sản phẩm dự kiến
- Kết quả khảo sát thời gian gel, nhiệt độ gel, hàm lượng đóng rắn và độ bền
cơ tính.
- Tỉ lệ phần trăm khối lượng ESO/epoxy D.E.R 331 của hệ nhựa epoxy D.E.R
331, ESO và chất đóng rắn TETA.
4. Ngày giao đồ án: Ngày 10/01/2020
5. Ngày nộp đồ án: Tháng 8/2020
6. Ngôn ngữ trình bày: Bản báo cáo: Tiếng Anh  Tiếng Việt 
Trình bày bảo vệ: Tiếng Anh  Tiếng Việt 
TRƢỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN
(Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên)
PGS.TS Huỳnh Đại Phú

6. iii
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc
KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG
BM CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2020.
NHẬN X T CỦA GI O VIÊN HƢỚNG DẪN
Họ và tên Sinh viên: Trần Thị Băng Huyền MSSV: 16130028
Ngành: Công nghệ vật liệu
Tên đề tài: Nghiên cứu vật liệu hệ nhựa epoxy đóng rắn bằng Triethylene tetramine
biến tính dầu đậu nành epoxy hóa.
Họ và tên Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Huỳnh Đại Phú
Cơ quan công tác của GV hướng dẫn: Trường Đại Học Bách Khoa Thành phố Hồ
Chí Minh – ĐHQGTPHCM.
Địa chỉ: 268 Lý Thường Kiệt, phường 14, quận 10, thành phố Hồ Chí Minh.
NHẬN X T
1. Về nội dung đề tài và khối lượng thực hiện:
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
2. Tinh thần học tập, nghiên cứu của sinh viên:
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
3. Ưu đi m:
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
4. Khuyết đi m:
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................

7. iv
5. Đề nghị cho bảo vệ hay không?
................................................................................................................................
6. Đi m: ....................................... Bằng chữ: .........................................................)
p h inh, th ng n
Giáo viên hướng dẫn
(Ký ghi rõ họ tên)
PGS.TS Huỳnh Đại Phú

8. v
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc
KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG
BM CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2020.
NHẬN X T CỦA GI O VIÊN PHẢN BIỆN
Họ và tên Sinh viên: Trần Thị Băng Huyền MSSV : 16130028
Ngành: Công nghệ vật liệu
Tên đề tài: Nghiên cứu vật liệu hệ nhựa epoxy đóng rắn bằng Triethylene tetramine
biến tính dầu đậu nành epoxy hóa.
Họ và tên Giáo viên phản biện:................................................................................
Cơ quan công tác của GV phản biện: ......................................................................
Địa chỉ: ...................................................................................................................
NHẬN X T
1. Về nội dung đề tài và khối lượng thực hiện:
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
2. Ưu đi m:
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
3. Khuyết đi m:
................................................................................................................................
................................................................................................................................
4. Kiến nghị và câu hỏi:
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................

9. vi
5. Đề nghị cho bảo vệ hay không?
................................................................................................................................
6. Đi m: ....................................... Bằng chữ: .........................................................)
p h inh, th ng n
Giáo viên phản biện
(Ký ghi rõ họ tên)

10. vii
LỜI CẢM ƠN
Thông qua luận văn tốt nghiệp này, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến
toàn th Quý Thầy Cô trong trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh,
khoa Khoa học Ứng dụng cũng như các Thầy Cô của ngành Công nghệ Vật liệu đã
hết lòng dạy bảo, truyền đạt những kiến thức bổ ích đ em có được nền tảng kiến
thức tiếp tục học tập và làm việc sau này.
Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến:
- Thầy PGS.TS Huỳnh Đại Phú – Trưởng khoa Công nghệ Vật liệu của
trường Đại học Bách Khoa TP. Hồ Chí Minh, người trực tiếp hướng dẫn em thực
hiện đề tài luận văn này. Trong thời gian thực hiện luận văn em đã mắc phải những
thiếu sót về kiến thức cũng như thực hành nhưng Thầy đã luôn dành thời gian tận
tình chỉ dạy, tạo điều kiện tốt nhất và chia sẻ những kiến thức về chuyên môn, kinh
nghiệm sống cho em trong suốt quá trình thực hiện luận văn ‘‘Nghiên cứu vật liệu
hệ nhựa epoxy đóng rắn bằng Triethylene tetramine biến tính dầu đậu nành
epoxy hóa’’. Em xin kính chúc Thầy và gia đình luôn mạnh khỏe, hạnh phúc và đạt
được nhiều thành công trong sự nghiệp.
- Các anh chị cán bộ làm việc trong Trung tâm nghiên cứu vật liệu Polyme –
trường Đại học Bách Khoa TP. Hồ Chí Minh đã hướng dẫn, giúp đỡ và chia sẻ kinh
nghiệm làm việc cho em trong suốt quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp.
- Ba mẹ, mọi người trong gia đình đã luôn động viên và tạo điều kiện tốt nhất
cho con có cơ hội rèn luyện và học tập đến ngày hôm nay.
- Tập th các bạn trong ngành Công nghệ Vật liệu trường Đại học Sư phạm Kỹ
thuật TP. Hồ Chí Minh và các bạn trong nhóm luận văn do Thầy PGS.TS Huỳnh
Đại Phú hướng dẫn, đã đồng hành, gắn bó và chia sẻ học tập với nhau trong khoảng
thời gian học tập cùng nhau vừa qua.
Trong vài tháng thực hiện luận văn, em còn hạn chế về kiến thức nên không
th tránh khỏi những sai sót, rất mong quý Thầy Cô và các bạn thông cảm và đóng
góp ý kiến đ em có th hoàn thiện hơn về kiến thức, cách trình bày cả nội dung và
hình thức, đ em rút được kinh nghiệm cho những bài học sau này. Em xin chân
thành cảm ơn!
Kính chúc Quý Thầy Cô và các bạn những điều tốt đẹp nhất!
Sinh viên
Trần Thị Băng Huyền

11. viii
LỜI CAM ĐOAN
Khoá luận tốt nghiệp này là nghiên cứu của cá nhân tôi, dưới sự hướng dẫn
trực tiếp của PGS.TS Huỳnh Đại Phú – Trưởng khoa Công nghệ Vật liệu trường
Đại học Bách Khoa TP. Hồ Chí Minh. Tôi xin cam đoan các số liệu trong công trình
này là do chính chúng tôi thực hiện và xin hoàn toàn chịu trách nhiệm.
Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2020
Trần Thị Băng Huyền

12. ix
MỤC LỤC
NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP...........................................................i
NHẬN X T CỦA GI O VIÊN HƢỚNG DẪN ..................................................iii
NHẬN X T CỦA GI O VIÊN PHẢN BIỆN......................................................v
LỜI CẢM ƠN......................................................................................................vii
LỜI CAM ĐOAN ...............................................................................................viii
MỤC LỤC.............................................................................................................ix
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ...........................................................................xii
DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU.......................................................................xii
DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ......................................................xiv
LỜI MỞ ĐẦU........................................................................................................1
1. Lý do chọn đề tài.................................................................................................1
2. Mục đích nghiên cứu ...........................................................................................1
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu........................................................................1
4. Nội dung nghiên cứu ...........................................................................................1
5. Phương pháp nghiên cứu .....................................................................................2
6. Kết cấu của luận văn............................................................................................2
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT....................................................3
1.1. Tổng quan về dầu thực vật................................................................................3
1.1.1. Sơ lược chung về dầu thực vật.......................................................................3
1.1.2. Phân loại........................................................................................................3
1.1.3. Dầu đậu nành.................................................................................................4
1.1.4. Một số ứng dụng của dầu đậu nành................................................................6
1.2. Tổng quan về dầu đậu nành epoxy hóa .............................................................7
1.2.1. Giới thiệu.......................................................................................................7
1.2.2. Phản ứng tổng hợp của dầu đậu nành epoxy hóa............................................7
1.2.3. Ứng dụng.......................................................................................................9
1.3. Tổng quan về nhựa epoxy.................................................................................9
1.3.1. Lịch sử hình thành của nhựa epoxy................................................................9
1.3.2. Định nghĩa...................................................................................................11
1.3.3. Phân loại......................................................................................................11
1.3.4.1. Tính chất vật lý.........................................................................................12
1.3.4.2. Tính chất hóa học......................................................................................14
1.3.5. Quy trình tổng hợp của nhựa epoxy .............................................................14

13. x
1.3.5.1. Phản ứng tạo nhựa polyepoxy ...................................................................14
1.3.5.2. Phản ứng đa tụ nhựa epoxy.......................................................................15
1.3.5.3. Một số loại nhựa khác...............................................................................16
1.3.6. Ứng dụng.....................................................................................................17
1.3.7. Nhựa epoxy D.E.R 331................................................................................17
1.3.7.1. Tính chất của nhựa epoxy D.E.R 331........................................................18
1.3.7.2. Quy trình tổng hợp nhựa epoxy D.E.R 331 ...............................................18
1.4. Chất đóng rắn Trietylene tetramine (TETA) ...................................................19
1.4.1 Khái niệm.....................................................................................................19
1.4.2. Tính chất......................................................................................................20
1.4.3. Phương thức tổng hợp..................................................................................20
1.5. Cơ chế đóng rắn của nhựa epoxy với chất đóng rắn Trietylen tetramin ...........21
1.5.1. Cơ chế phản ứng của nhóm epoxy với nhóm amin.......................................21
1.5.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đóng rắn nhựa epoxy ...........................24
CHƢƠNG 2. THỰC NGHIỆM ..........................................................................25
2.1. Nội dung thực nghiệm ....................................................................................25
2.2. Nguyên liệu và hóa chất..................................................................................25
2.3. Dụng cụ và thiết bị..........................................................................................27
2.4. Quy trình thực nghiệm....................................................................................29
2.4.1. Quy trình thực nghiệm tổng quát..................................................................29
2.4.2. Đánh giá thông số nguyên liệu.....................................................................30
2.4.3. Thành lập đơn pha chế của hệ dầu đậu nành epoxy hóa, nhựa epoxy D.E.R
331 hóa và chất đóng rắn Triethylenetetramine (TETA) ........................................31
2.5. Các phương pháp đánh giá..............................................................................32
2.5.1. Phương pháp xác định thời gian gel và nhiệt độ gel .....................................32
2.5.2. Phương pháp xác định hàm lượng đóng rắn .................................................33
2.5.3. Phương pháp đánh giá tính chất kéo.............................................................33
2.5.4. Phương pháp đánh giá tính chất uốn ............................................................35
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN..........................................................37
3.1. Đánh giá nguyên liệu thí nghiệm ....................................................................37
3.1.1. Chất đóng rắn Triethylene tetramine (TETA)...............................................37
3.1.2. Dầu đậu nành epoxy hóa (ESO)...................................................................38
3.2. Ảnh hưởng của các tỉ lệ phần trăm khối lượng ESO/nhựa epoxy D.E.R 331 đến
các thông số của hệ nhựa epoxy D.E.R 331, ESO và chất đóng rắn TETA ............38

14. xi
3.2.1. Ảnh hưởng của tỉ lệ phần trăm khối lượng ESO/nhựa epoxy D.E.R 331 đến
thời gian gel và nhiệt độ gel của hệ nhựa epoxy D.E.R 331, ESO và TETA...........38
3.2.2. Ảnh hưởng của tỉ lệ phần trăm khối lượng ESO/nhựa epoxy D.E.R 331 đến
hàm lượng đóng rắn của hệ nhựa epoxy D.E.R 331, ESO và TETA.......................40
3.2.3. Ảnh hưởng của tỉ lệ phần trăm khối lượng ESO/nhựa epoxy D.E.R 331 đến
tính chất kéo của hệ nhựa epoxy D.E.R 331, ESO và TETA..................................42
3.2.4. Ảnh hưởng của tỉ lệ phần trăm khối lượng ESO/nhựa epoxy D.E.R 331 đến
tính chất uốn của hệ nhựa epoxy D.E.R 331, ESO và TETA..................................44
CHƢƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.......................................................47
4.1. Kết luận..........................................................................................................47
4.2. Kiến nghị........................................................................................................47
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................48
PHỤ LỤC.............................................................................................................50

15. xii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt
ESO Epoxidized soybean oil Dầu đậu nành epoxy hóa
TETA Triethylene tetramine Triethylene tetramine
ASTM
American society of the
international association for
testing and materials
Hiệp hội vật liệu và thử nghiệm
Hoa Kỳ

16. xiii
DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Một số loại chất béo thực phẩm thông dụng tính trên 100 gam) .............3
Bảng 1.2. Thành phần axit béo của dầu đậu nành....................................................4
Bảng 1.3. Các thông số của dầu đậu nành thương phẩm của hãng Arkema Pháp),
mã hàng: Vikoflex® 7170. ......................................................................................8
Bảng 1.4. Các thông số của dầu đậu nành epoxy hóa thương phẩm của hãng
Hallstar....................................................................................................................8
Bảng 1.5. Tính chất vật lý của nhựa epoxy chưa đóng rắn.....................................12
Bảng 1.6. Các thông số cơ bản của nhựa epoxy D.E.R 331. ..................................18
Bảng 1.7. Thông số kỹ thuật của chất đóng rắn TETA ..........................................20
Bảng 2.1. Các nguyên liệu và hóa chất sử dụng trong luận văn .............................25
Bảng 2.2. Danh sách thiết bị, dụng cụ sử dụng trong luận văn...............................27
Bảng 2.3. Công thức pha hỗn hợp đóng rắn...........................................................32
Bảng 2.4. Thông số kích thước của mẫu quả tạ theo tiêu chuẩn ASTM D638 – 00
loại I......................................................................................................................34
Bảng 3.1. Chỉ số amin tổng của TETA..................................................................37
Bảng 3.2. Chỉ số epoxy ( % oxirane oxygen) của dầu đậu nành epoxy hóa............38
Bảng 3.3. Thời gian gel và nhiệt độ gel của hệ nhựa epoxy D.E.R 331, ESO và
TETA với các tỉ lệ phần trăm khối lượng ESO/epoxy D.E.R 331 ..........................39
Bảng 3.4. Hàm lượng đóng rắn của hệ nhựa epoxy D.E.R 331, ESO và TETA với
các tỉ lệ phần trăm khối lượng ESO/ epoxy D.E.R. 331. ........................................41
Bảng 3.5. Độ bền kéo, độ biến dạng và modul kéo của các mẫu nhựa sau khi đóng
rắn.........................................................................................................................42
Bảng 3.6. Độ bền uốn và modul uốn của các mẫu nhựa sau khi đóng rắn..............44

17. xiv
DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ
Hình 1.1. Phương trình tổng hợp dầu đậu nành epoxy hóa ......................................8
Hình 1.2. Cơ chế phản ứng giữa nhóm epoxy và TETA........................................22
Hình 1.3. Phương trình phản ứng giữa ESO và TETA...........................................22
Hình 1.4. Cơ chế phản ứng của ESO và TETA .....................................................23
Hình 2.1. Sơ đồ quy trình thực nghiệm tổng quát..................................................29
Hình 2.2. Hình ảnh minh họa của mẫu quả tạ theo tiêu chuẩn ASTM D638-00.....34
Hình 2.3. Mô hình mẫu đo uốn theo tiêu chuẩn ASTM D790 – 00........................35
Hình 3.1. Ảnh chụp Triethylene tetramine ............................................................37
Hình 3.2. Dầu đậu nành epoxy hóa. ......................................................................38
Hình 3.3. Bi u đồ thời gian và nhiệt độ tại thời đi m gel của hệ nhựa epoxy D.E.R
331, ESO và chất đóng rắn TETA với các tỉ lệ phần trăm khối lượng ESO/epoxy
D.E.R 331..............................................................................................................39
Hình 3.4. Bi u đồ hàm lượng đóng rắn của hệ nhựa epoxy D.E.R 331, ESO và chất
đóng rắn TETA với các tỉ lệ phần trăm khối lượng ESO/epoxy D.E.R 331............41
Hình 3.5. Bi u đồ độ bền kéo và độ biến dạng của các mẫu nhựa sau khi đóng rắn.
..............................................................................................................................43
Hình 3.6. Bi u đồ modul kéo của các mẫu nhựa sau khi đóng rắn.........................44
Hình 3.7. Bi u đồ độ bền uốn của các mẫu nhựa sau khi đóng rắn ........................45
Hình 3.8. Bi u đồ modul uốn của các mẫu nhựa sau khi đóng rắn.........................46

18. 1
LỜI MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Ngày nay, các polyme trên cơ sở dầu thực vật được xem là một vật liệu mới có
khả năng phân hủy sinh học và thu hút được sự quan tâm nghiên cứu của nhiều nhà
khoa học trên thế giới. Polyme trên cơ sở dầu thực vật có các ưu đi m nổi bật về
môi trường và xã hội so với những polyme có nguồn gốc từ dầu mỏ truyền thống.
Có th nói, dầu thực vật ngày càng đóng vai trò quan trọng trong cuộc sống chúng
ta, là một nguyên liệu rẻ và phổ biến trên thế giới được dùng trong đời sống như
công nghiệp chế biến keo, mực in, nến, chất tẩy rửa, chất dẻo, chất bôi trơn,...; hóa
chất nông nghiệp; thực phẩm; y học; mỹ phẩm và một số các lĩnh vực khác.
Nhựa epoxy có nhiều ưu đi m và được sử dụng nhiều trong các ngành công nghiệp
và dân dụng. Tuy nhiên, nhựa epoxy thương phẩm hiện có trên thị trường còn tồn
tại nhược đi m như tính giòn làm hạn chế phần nào sự sử dụng. Các nghiên cứu
hiện nay chủ yếu dùng dầu thực vật epoxy hóa làm chất biến tính cho nhựa epoxy
và composite epoxy. Các loại dầu được sử dụng phổ biến đ epoxy hóa là loại bán
khô hay khô như dầu lanh, dầu đậu nành, dầu cây đen,… Ở nước ta, một số nghiên
cứu đã thực hiện biến tính nhựa epoxy bằng dầu lanh là chủ yếu, các nghiên cứu về
nhựa epoxy biến tính bằng dầu đậu nành epoxy hóa còn hạn chế.
Vì vậy đó là lý do, tôi chọn đề tài ‘‘Nghiên cứu vật liệu hệ nhựa epoxy đóng
rắn bằng Triethylene tetramine biến tính dầu đậu nành epoxy hóa’’ nhằm tạo
ra loại nhựa epoxy từ ngồn gốc thiên nhiên và cải thiện tính giòn của nhựa epoxy.
2. Mục đích nghiên cứu
Khảo sát thời gian và nhiệt độ tại thời đi m gel, hàm lượng đóng rắn, độ bền
kéo và độ bền uốn của hệ nhựa epoxy D.E.R 331, dầu đậu nành epoxy hóa và
TETA với các tỉ lệ phần trăm khối lượng ESO/epoxy D.E.R 331.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Luận văn tốt nghiệp này tập trung nghiên cứu các đối tượng là dầu đậu nành
epoxy hóa, nhựa epoxy D.E.R 331 và chất đóng rắn Triethylene tetramine TETA).
4. Nội dung nghiên cứu
 Khảo sát ảnh hưởng của các tỉ lệ phần trăm khối lượng dầu đậu nành epoxy
hóa/nhựa epoxy D.E.R.331 đến thời gian gel và nhiệt độ gel, hàm lượng
đóng rắn, tính chất kéo và tính chất uốn của mẫu nhựa.
 Kết luận về ảnh hưởng của tỉ lệ phần trăm khối lượng dầu đậu nành epoxy
hóa/nhựa epoxy D.E.R.331 đến tính chất của các mẫu nhựa.

19. 2
5. Phƣơng pháp nghiên cứu
Luận văn sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau:
 Phương pháp chuẩn chỉ số % oxirane oxygen
 Phương pháp xác định thời gian gel và nhiệt độ gel.
 Phương pháp xác định hàm lượng đóng rắn.
 Phương pháp đo độ bền kéo.
 Phương pháp đo độ bề uốn.
6. Kết cấu của luận văn
Ngoài các phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và một số phần khác theo
quy định trình bày của một khóa luận hoàn chỉnh, nội dụng luận văn được chia làm
4 chương :
Chƣơng 1 : Tổng quan về lý thuyết
Chƣơng 2 : Thực nghiệm
Chƣơng 3 : Kết quả và bàn luận
Chƣơng 4 : Kết luận và kiến nghị

20. 3
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT
1.1. Tổng quan về dầu thực vật
1.1.1. Sơ lƣợc chung về dầu thực vật
Dầu thực vật là các chất lỏng, nhớt được chiết xuất, chưng cất và tinh chiết
từ các loại thực vật khác nhau, là những hợp chất của nhiều chất hữu cơ tan trong
các dung môi hữu cơ thông thường như cloroform, hexan, ete, benzen, xăng,…
nhưng không tan trong nước. Đối với thực vật chất béo tích trữ chủ yếu trong quả
và hạt. Trong các hạt, khi hạt chín dần thì một phần tinh bột sẽ chuy n thành chất
béo [5].
Dầu thực vật chứa các axit béo cần thiết cung cấp năng lượng cho cơ th và
ngăn ngừa các bệnh như suy dinh dưỡng ở trẻ em, các bệnh lỡ về da, suy nhược cơ
th vì thiếu chất,...). Bên cạnh đó, dầu thực vật còn hòa tan được các vitamin tan
trong dầu A, D, E, K) giúp cho các quá trình trao đổi chất sinh học trong cơ th
được thực hiện hiệu quả.
Ngoài ra, dầu thực vật là nguyên liệu vô cùng quan trọng cho công nghiệp
chế biến keo, mực in, sơn, nến, chất tạo nhũ, chất tẩy rửa, chất dẻo,… Một số chất
béo cũng dùng trong y dược như bơ, ca cao, dầu mù u, dầu thầu dầu,…
Bảng 1.1. Một số loại chất béo thực phẩm thông dụng tính trên 100 gam) [5].
Dầu thực vật
Chất béo
tổng
Chất béo bão
hòa
Chất béo không
no đơn
Chất béo
không no đa
Dầu shortening
(hydrat hóa)
71 g 23 g 8 g 37 g
Dầu hướng dương 100 g 10 g 20 g 66 g
Dầu đậu nành 100 g 16 g 23 g 58 g
Dầu ô liu 100 g 14 g 73 g 11 g
Bơ 81 g 51 g 21 g 3 g
1.1.2. Phân loại
Dầu thực vật có th được chia thành:
 Tinh dầu là một loại hợp chất thơm dễ bay hơi và tinh khiết, được sử dụng
làm hương liệu, chăm sóc sức khỏe (ví dụ: tinh dầu hoa hồng, tinh dầu oải
hương,…)
 Dầu ngâm là loại dầu được thêm các chất khác vào (ví dụ như quả ô liu,…)
 Dầu và chất béo chiết xuất từ thực vật, thường được gọi là dầu thực vật, là
hỗn hợp các triglyxerit được chiết xuất từ thân, hạt hoặc cùi quả của một số

21. 4
loại cây có dầu như dừa, hướng dương, thầu dầu, đậu nành,... Dầu và chất
béo chiết xuất từ thực vật bao gồm dạng lỏng như dầu canola, dạng rắn như
bơ, cacao. Dầu và chất béo chiết xuất từ thực vật được dùng làm thức ăn
hoặc phục vụ trong công nghiệp.
 Dầu và chất béo được hydro hóa, bao gồm hỗn hợp các triglyxerit được
hydro hóa ở nhiệt độ và áp suất cao. Hydro liên kết với triglyxerit làm tăng
phân tử khối. Dầu và chất béo được hydro hóa được tăng thêm khả năng
chống oxy hóa (ôi, thiu), hoặc tăng thêm độ nhớt hay nhiệt độ nóng chảy.
1.1.3. Dầu đậu nành
Dầu đậu nành là một loại dầu thực vật được chiết xuất từ hạt của đậu tương.
Hạt đậu nành hình oval, có vỏ bao bọc, vỏ chiếm khoảng 5% khối lượng hạt. Khối
lượng 1000 hạt khô là 140 – 200g, dụng trọng của hạt là 600 – 780 kg/m . Dầu đậu
nành ép từ hạt đậu nành có màu từ vàng nhạt đến vàng, có mùi đặc trưng của đậu
nành, có thành phần axit béo khá hoàn chỉnh [3], [6].
Bảng 1.2. Thành phần axit béo của dầu đậu nành [13].
Axit béo
đậu nành
Cấu trúc %
Axit béo
no
Palmitic C (C COOH C 16: 0 11
Stearic C (C COOC C 18: 0 4
Axit béo
không no
Oleic C (C CH=CH(C COOC C 18: 1 26
Linoleic C (C CH=CH COOC C 18: 2 52
Linolenic C (C CH=CH (C COOC C 18: 3 7
Trong hạt đậu nành có các thành phần hóa học như: protein 40%), lipid 12-
25%), glucid (10-15%); có các muối khoáng Ca, Fe, Mg, P, K, Na, S; các vitamin
A, B1, B2, D, E, F; các enzyme, sáp, nhựa, cellulose; đặc biệt chứa chất kiềm hãm
tripcin ( kìm hãm quá trình tiêu hóa và trao đổi chất), saponin chất kìm hãm sự
phát tri n của gà con, chất tạo bọt). Protein đạm) của dầu đậu nành có hoạt tính
sinh học cao và có th hỗ trợ khi thiếu protein động vật. Thành phần axit amin của
protein đậu nành rất hoàn chỉnh, chứa tất cả các axit amin không thay thế. Hàm
lượng lizin trong đậu nành gấp 10 lần so với lúa mỳ, ngô, gạo; còn tryptophan gấp 9

22. 5
lần so với lúa mỳ [5]. Trong hạt đậu nành, hàm lượng protein hòa tan trong nước có
tới 80 – 90% trong tổng số các protein. Do tính chất trên nên đậu nành là nguyên
liệu quý đ sản xuất sữa đậu nành và các sản phẩm giàu protein thực vật khác.
Hàm lượng dầu trong hạt từ 15 – 25%. Dầu đậu nành chứa hàm lượng
photphatit khá cao 3 – 5 %, ở nước ta phát tri n photphatit đậu nành cô đặc được
ứng dụng trong công nghiệp sản xuất margarin, bánh kẹo, bánh mỳ,…
Dầu đậu nành thuộc nhóm dầu triglyxerit, do đó dầu đậu nành sẽ mang một
số tính chất vật lý và hóa học đặc trưng của dầu triglyxerit.
+ Tính chất vật lý
Dầu thực vật thường không tan trong nước, cồn mà tan trong các dung môi
hữu cơ như hexan, cloroform, benzen, ete, xăng, CS , C ,... Các loại dầu thực vật
đều có tính nhớt, nhiệt độ tăng làm giảm độ nhớt của dầu. Tỷ trọng khoảng 0,91 –
0,976, tỷ trọng của dầu thực vật tăng làm giảm độ nhớt. Dầu thực vật có chỉ số khúc
xạ nằm trong khoảng 1,448 – 1,474 [6]. Mức độ không no của dầu càng lớn thì chỉ
số khúc xạ càng cao. Đi m đông đặc càng cao chức tỏ có nhiều axit béo no và
ngược lại. Axit béo no có khối lượng phân tử càng thấp đi m đông đặc càng thấp.
Đi m nóng chảy của dầu thực vật không xác định nên người ta thường xác định
đi m đông đặc của hỗn hợp axit béo tách ra từ dầu.
+ Tính chất hóa học
Dầu thực vật triglyxerit là hợp chất được tạo thành từ glyxerin và các axit
béo, dầu đậu nành là loại dầu không no do có nhiều axit béo không no. Công thức
tổng quát của các triglyxerit là:
CH2 O C R1
O
CH O C R2
CH2 O C R3
O
O
Trong đó: R , R R là các gốc axit béo.
Từ cấu tạo hóa học trên ta thấy dầu thực vật có khả năng tham gia nhiều phản
ứng hóa học đặc trưng cho các nhóm định chức ester và liên kết đôi trên mạch dầu.
Ngoài các phản ứng đó, dầu thực vật còn có th tham gia một số phản ứng đặc trưng
cho nhóm định chức khác có trên mạch như nhóm hydroxyl ( dầu lesquerella, dầu
ve), nhóm epoxy ( dầu hạt cây đen, dầu vernonia). Các phản ứng đặc trưng của dầu
thực vật [2], [6]:

23. 6
 Phản ứng của nhóm ester: Thường được dùng đ điều chế các axit béo và
glyxerin hay trao đổi ester.
 Phản ứng của liên kết đôi: Mỗi loại dầu thực vật đều có thành phần và cấu
tạo hóa học các axit béo đặc trưng khác nhau. Các axit này có th có một hay
nhiều liên kết đôi, ở dạng liên hợp hoặc không liên hợp. Cũng giống như các
hợp chất không no khác, các liên kết đôi trên mạch của dầu thực vật có khả
năng tham gia các loại phản ứng sau: phản ứng trùng hợp, phản ứng tạo vòng
Croman, phản ứng đồng trùng hợp, phản ứng oxy hóa, phản ứng epoxy hóa,
phản ứng cộng hay phản ứng cộng Diels - Alder.
 Phản ứng mở vòng nhóm epoxy: Các nhóm epoxy trong dầu thực vật có th
tham gia phản ứng với nhóm amin, hydroxyl và các axit. Vì các phản ứng
này xảy ra khá dễ dàng nên trong thực tế người ta thường sử dụng chúng đ
biến tính dầu thực vật chứa nhóm epoxy hoặc các dầu thực vật epoxy hóa,
đưa thêm nhóm định chứa hoạt tính vào phân tử dầu.
 Phản ứng của nhóm hydroxyl ancol: Tùy thuộc vào bản chất của các loại axit
béo trong triglyxerit dầu thực vật có th có hoặc không có nhóm hydroxyl.
Nhóm hydroxyl ancol trong dầu thực vật chứa đầy đủ tính chất của nhóm
hydroxyl thông thường. Trong các phản ứng biến đổi, nhóm hydroxyl thường
tham gia phản ứng ester hóa, ete hóa.
1.1.4. Một số ứng dụng của dầu đậu nành
Đậu nành đã và đang được ứng dụng rộng rãi vào mọi ngóc ngách trong đời
sống con người. Nó được nghiên cứu đ tìm ra những ứng dụng sâu và rộng hơn
nữa. Đây sẽ là một nguồn tài nguyên có th tái tạo được của con người, mang lại
nhiều lợi ích cho con người đồng thời giúp bảo vệ môi trường một cách tối đa.
Một số ứng dụng của dầu đậu nành trong công nghiệp [2], [3], [4], [6]:
- Dầu khô: Dầu đậu nành được sử dụng trong ngành công nghiệp dầu khô đ
sản xuất đồ gia dụng và dụng cụ cho kiến trúc như sơn và mực cho việc in ấn
và làm khô mực.
- Hoạt chất bề mặt: Dầu đậu nành được sử dụng trong sản xuất các hoạt chất
bề mặt khác nhau.
- Axit Dimmer: Dầu đậu nành được sử dụng trong sản xuất axit dimmer, được
sử dụng trong cả nhựa polyamide hoạt tính và không hoạt tính.
- Chất lỏng thủy lực: Dầu đậu nành là thành phần cơ bản trong một dòng chất
lỏng thủy lực thân thiện với môi trường.
- Chất hóa dẻo: Dầu đậu nành được sử dụng làm chất hóa dẻo và chất ổn định
trong sản xuất các bộ phận và linh kiện nhựa.

24. 7
- Thuốc trừ sâu và thuốc diệt nấm: Dầu đậu nành được sử dụng làm chất mang
và chất kết dính trong hóa chất nông nghiệp đ tăng hiệu quả của các chất đó.
- Lớp phủ: Nhiều ứng dụng cho lớp phủ sử dụng các dẫn xuất dầu đậu nành
khác nhau có th được sử dụng đ tạo ra các loại nhựa poly phân tán trong
nước.
- Dung môi và chất tẩy rửa: Dầu đậu nành và dầu đậu nành methyl hóa được
sử dụng đ cung cấp một sự thay thế an toàn hơn và có th phân hủy sinh học
cho các dung môi và chất tẩy rửa gốc dầu mỏ.
1.2. Tổng quan về dầu đậu nành epoxy hóa
1.2.1. Giới thiệu
Ngày nay, các vấn đề ô nhiễm môi trường được tạo ra do thải bỏ nhựa thông
thường hoặc các polyme khó phân hủy khác mà con người đã tăng cường nghiên
cứu với các polyme có nguồn gốc từ các tài nguyên tái tạo như dầu thực vật,
cellulose và axit lactic. Một trong những ưu tiên hiện nay trong hóa học polyme là
khám phá các polyme sinh học từ các nguồn tài nguyên tái tạo. Trong số những
polyme đó, dầu thực vật nói chung và dầu đậu nành nói riêng được dự kiến là
nguyên liệu hóa học thay thế lý tưởng, nhờ chi phí thấp, thân thiện với môi trường
và có một số đặc tính tuyệt vời có th được sử dụng trong sản xuất vật liệu cao phân
tử như epoxy, polyamide, polyester,…
Dầu đậu nành epoxy hóa là chất lỏng, màu vàng nhạt, nhớt, không tan trong
nước, bay hơi kém, là một loại polyme được tổng hợp từ phản ứng ester hóa của
epoxy với các axit béo của dầu đậu nành.
1.2.2. Phản ứng tổng hợp của dầu đậu nành epoxy hóa
Ở quy mô công nghiệp, quá trình epoxid hóa dầu được thực hiện theo phản
ứng Prileshjew, trong đó các liên kết đôi dầu phản ứng với peroxyaxit hữu cơ. Vì lý
do an toàn, peroxyaxit được sản xuất tại chỗ trong bình phản ứng bằng quá trình
oxy hóa xúc tác axit của axit hữu cơ tương ứng với hydro peroxide. Dầu đậu nành
xác định và axit formic được nạp vào bình ba cổ, được trang bị nhiệt kế và phễu. Đ
bắt đầu epoxid hóa, dung dịch hydro peroxide 50%) được nạp dần vào hỗn hợp
trong 3 giờ đầu của phản ứng. Bốn tỷ lệ mol khác nhau của liên kết đôi carbon với
hydro peroxide (C = C: ) đã được sử dụng 1: 0,8; 1: 1; 1: 1,5. Sau khi hoàn
thành sạc , phản ứng tiếp tục trong 4 giờ duy trì nhiệt độ đến 323K. Sản phẩm
thô được lọc và rửa bằng nước cất nhiều lần cho đến khi pH bằng 7,0. Pha dầu được
làm khô bằng natri cacbonat khan và sau đó được lọc [10], [12], [13]. Phương trình
tổng hợp dầu đậu nành epoxy hóa được th hiện qua hình 1.1.

25. 8
Hình 1.1. Phương trình tổng hợp dầu đậu nành epoxy hóa [10].
Một số các thông số của dầu đậu nành epoxy hóa thương phẩm phổ biến như
sau [5], [18]:
Bảng 1.3. Các thông số của dầu đậu nành thương phẩm của hãng Arkema Pháp),
mã hàng: Vikoflex® 7170.
Thông số Giá trị
Chỉ số acid mg KOH/g) 0,5
Trọng lượng phân tử (g) 1000
Chỉ số iot 2 max
% Oxirane oxygen 6,8
Khối lượng riêng ở 25 0,993
Độ nhớt Stokes ở 25 4,2
Bảng 1.4. Các thông số của dầu đậu nành epoxy hóa thương phẩm của hãng
Hallstar.
Thông số Giá trị
Chỉ số acid mg KOH/g) 0,28
Chỉ số iot 0,90
% Oxirane oxygen 7,0
Khối lượng riêng ở 25 0,9910
Độ nhớt Stokes ở 25 3,4

26. 9
1.2.3. Ứng dụng
Một lợi thế quan trọng của các sản phẩm epoxy hóa là chúng là những vật
liệu được sản xuất sử dụng nguyên liệu tự nhiên và tái tạo.
Dầu đậu nành epoxy hóa được sử dụng hiện nay là hoàn toàn nhập khẩu có
giá thành tương đương với dầu DOP, đồng thời các phụ gia nhập khẩu này chỉ mới
th hiện khả năng ổn định nhiệt chứ chưa có tính dẻo tốt. Do đó, việc nghiên cứu
điều kiện tối ưu cho quá trình epoxy hóa dầu đậu nành có nguồn gốc trong nước
nhằm cải tiến các tính chất mong muốn cần có của một chất hóa dẻo là cấp thiết [6],
[17].
Dầu đậu nành sau khi epoxy hóa được ứng dụng làm phụ gia hóa dẻo cho
PVC. Các phụ gia hóa dẻo này có nguồn gốc từ thực vật, ưu đi m thân thiệt với môi
trường, sản lượng cung cấp không hạn chế bởi nguồn tài nguyên được khai thác từ
dầu mỏ như DOP và một số nhóm chất hóa dẻo có nguồn từ dầu mỏ khác, mặc khác
chúng giảm thi u mức độ độc hại đối với ứng dụng trong các sản phẩm dân dụng
thiết yếu trong đời sống như màng mỏng PVC làm áo mưa, màng bảo quản thực
phẩm tươi sống, đồ chơi trẻ em,…
Chất hóa dẻo epoxy được sử dụng rộng rãi vì nó kết hợp tính ổn định nhiệt
và quang. Chúng có thêm tính chất ổn định, cho hiệu ứng tổng hợp với các chất ổn
định kim loại, đặc biệt là loại có chứa Cd hay Zn. Dầu epoxide (dầu đậu nành hay
dầu lanh) được xem là không độc và có tính bay hơi kém [5].
Việc khai thác chất béo từ nguồn gốc thực vật đem lại nhiều thuận lợi: không
những chúng tương thích với môi trường, có khả năng tái tạo và không độc hại với
hiệu ứng nhà kính nhưng trên hết chúng có th bị chuy n hóa thành một vài phân tử
đa chức thông qua một số phản ứng chuy n đổi. Đặc biệt những dẫn xuất axit béo bị
epoxy hóa từ nguồn gốc thực vật có th được sử dụng trong nhiều lĩnh vực: chất ổn
định, chất dẻo hóa trong ngành polymer, phụ gia cho dầu bôi trơn, chất kết dính,
thuốc trừ sâu và côn trùng,…[13], [17], [19].
1.3. Tổng quan về nhựa epoxy
1.3.1. Lịch sử hình thành của nhựa epoxy [13], [14], [16], [22]
Vào những năm đầu của thế kỷ 19, hợp chất epoxy được phát hiện.
Năm 1856, Bertholot đã điều chế ra được epoiclohydrin từ diclohydrin của
glyxerin trong môi trường kiềm.
Đến năm 1859, Wurt đã điều chế ra etylen oxit hợp chất epoxy đơn giản nhất
từ clohydrin của glycol trong môi trường kiềm. Vào năm 1860, Buoc – xơ phát hiện
ra khả năng dễ trùng hợp của etylen oxit tạo thành hợp chất cao phân tử của nó.

27. 10
Năm 1918, MacIntos và Volford công bố một loại nhựa tổng hợp từ phenol,
crezol với epiclohidrin trong môi trường kiềm, có th đóng rắn ở 120 - 130°C với
hexametylentetraamin.
Đến năm 1930, Blumer tổng hợp được nhựa từ phenol, andehyt thơm và
epiclohydrin trong môi trường kiềm, ứng dụng tạo được màng vecni với nhựa
phenolic khi đun nóng. Trong khoảng thời gian từ 1920 – 1930 đã có vài ứng dụng
đơn giản của nhựa epoxy.
Tháng 12/1934, H. Schlack đã đưa ra công nghệ chế tạo polyglycidylete từ
bisphenol A và epiclohidrin trong môi trường kiềm, đáng tiếc H. Schlack chưa nhận
ra đi m quan trọng hơn là nhựa epoxy nhận được có th đóng rắn với một đương
lượng amin, trong bản quyền sáng chế và tổng hợp polyamin từ polyglycidylete và
amin.
Vào năm 1936, hai nhà sáng chế Pierre Castan người Thụy Sỹ và Sylvan
Greenlee người Mỹ đã sản xuất ra các sản phẩm nhựa epoxy từ bisphenol A. Đến
năm 1938 thì Pierre Castan đã công bố sáng chế về tổng hợp nhựa epoxy từ
bisphenol A và epiclohidrin, ông đã phát hiện khả năng đóng rắn của nhựa epoxy
với anhydric phtalic và tính chất độ bám dính tuyệt vời của nhựa thu được sau khi
đóng rắn.
Đến năm 1943, Pierre Castan công bố điều kiện tiến hành phản ứng giữa
bisphenol A và epiclohirin đ có th nhận được monome epoxy hoặc polyme epoxy.
Cũng vào năm này, S.Greenlee Mỹ) đã công bố phương pháp chế tạo nhựa epoxy
tương tự như quy trình công nghệ của Pierre Castan, nhưng nhựa epoxy có khối
lượng phân tử lớn hơn, được xem như polyol đ ester hóa bằng axit béo của dầu khô
đ chế tạo màng phủ.
Năm 1948 trong công nghiệp đã dùng nhiều loại nhựa epoxy. Điều chế từ
epiclohidrin ngưng tụ với 4,4-dioxidifenilpropan có dung dịch NaOH, các sản phẩm
tạo ra sau khi đóng rắn có nhiều tính chất hoá lý ưu việt.
Từ sau phát hiện của hai nhà phát minh Pierre Castan và Sylvan Greenlee về
giá trị và đặc tính của nhựa epoxy, trong khoảng năm 1940 - 1950, nhựa epoxy đã
được đầu tư sản xuất lớn và nghiên cứu chế tạo chất đóng rắn cũng như chất pha
loãng hoạt tính bởi hãng Shell Chemicals (Mỹ) và hãng CIBAGEIGY Thuỵ Sỹ ).
Nhựa epoxy đã trở thành loại thương mại có sẵn ở Úc từ những năm 1950
và đã được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp. Từ sau 1950 sản lượng nhựa
epoxy tăng mạnh.
Năm 1994, tổng sản lượng và khối lượng tiêu thụ epoxy trên thế giới khoảng
6,01 triệu tấn. Nhựa epoxy có th được định nghĩa là bất kỳ hệ thống polyme, trong

28. 11
đó các oxirane hoặc vòng epoxide tham gia trong tổng hợp Binder hay lĩnh vực biến
đổi đóng rắn).
1.3.2. Định nghĩa
Nhựa epoxy là một polyme mà trong phân tử có chứa nhóm epoxy nhóm
oxirane). Nhóm epoxy có th nằm ở đầu mạch, giữa mạch hay trong cấu trúc vòng.
Thông thường trong điều kiện xác định, nhựa epoxy là nhựa nhiệt dẻo. Khi thêm
chất đóng rắn, nhựa sẽ chuy n sang trạng thái rắn không bị nóng chảy hay hòa tan.
Công thức tổng quát của nhựa epoxy:
R C CH2
O
H
n
1.3.3. Phân loại
Hợp chất epoxy có th chia thành hai loại sau :
- Hợp chất epoxy có trong tự nhiên: Trong tự nhiên, thực vật có chứa hợp chất
epoxy chủ yếu là cây đen và cây vernonia. Năm 1964, người ta tìm ra được
dầu vernonia có chứa ba nhóm epoxy và ba liên kết đôi trong phân tử
triglyxerit (chỉ số epoxy 3.7 – 4%) [6]. Dầu vernonia có công thức cấu tạo :
O
CH2 O C (CH2)7
O
CH
CH2 O C (CH2)7
O
C (CH2)7
O
CH
CH
CH
CH
CH
CH
CH2
CH2
CH2
CH
CH
CH
CH
CH
CH
O
O
O
(CH2)4
(CH2)4
(CH2)4
CH3
CH3
CH3
- Hợp chất epoxy tổng hợp: Phân thành hai loại là Glyxydyl epoxy và các loại
khác.
 Gylxidyl epoxy được tạo ra bằng cách cho phép phenol đa chức, axit
đa chức hoặc một số amin thích hợp tác dụng với epiclohydrin [1]. Ba
dạng cấu trúc thường gặp như sau :
H2C HC
O
CH2
RO H2C HC
O
CH2
RR'N
Glyxydylete Glyxydyam
RCOO - C Glyxydyester

29. 12
 Các loại hợp chất epoxy khác có th được tổng hợp mà không cần
epiclohydrin. Nhóm epoxy được tạo ra do epoxy hóa liên kết đôi bằng
peraxit, hidroxiperoxit [1]. Một số hợp chất epoxy có cấu trúc như
sau:
O
C
O
CH2
H
O
COOCH2
COOCH2
CH
CH
CH2
CH2
Vinyl hexen-3-dioxit 3,4-epoxy hexan diallycacboxylat ester
O
C
CH3
CH3
O
3,4-dioxit dixyclohexenyl propan
1.3.4. Tính chất chung của nhựa epoxy
1.3.4.1. Tính chất vật lý
Bảng 1.5. Tính chất vật lý của nhựa epoxy chưa đóng rắn [6].
TT Cấu trúc nhựa
Đương
lượng
epoxy (g)
( )
Độ nhớt cP)
ở 25 )
1 CH2 CH
O
CH2 O C
CH3
CH3
O CH2 CH CH2
O
172-176 - 4000-6000
2 CH2 CH
O
CH2 O N
CH2
CH2
CH
CH
CH2
O
CH2
O
110 - 3000
3 CH2 CH
O
CH2 O C CH2 CH CH2
O
3
162 55 -
4 CH2 N
CH2
CH2
CH
CH
CH2
O
CH2
O
N
CH2
CH2
CH
CH
CH2
CH2
O
O
117-134 - 800-1800
Khi chưa đóng rắn, nhựa epoxy là loại nhựa nhiệt dẻo trong suốt hay có màu
vàng sáng. Tùy thuộc vào khối lượng phân tử mà nhựa epoxy có th ở dạng lỏng
( M < 450), đặc 450 < M < 800), rắn M > 800). Nhựa epoxy tan tốt trong các

30. 13
dung môi hữu cơ: xeton, ancol, ete, axetat, hydrocacbon clo hoá, dioxan,... nhưng
không tan trong các hydro cacbon mạch thẳng. Nhựa epoxy có th phối trộn với các
nhựa khác như phenolformaldehyt, uremelamin formaldehyt, polyamit, polyester
nhưng không trộn được với ester và ester xenlulo [1], [5], [6].
Nhựa epoxy có th có các dạnh cấu trúc tùy thuộc vào chất đóng rắn sử
dụng. Khi sử dụng chất đóng rắn nóng như anhydric phtalic, anhydrit maleic,… hay
các chất đóng rắn nguội như polyamin mạch thẳng, polyamit,... mạch epoxy có
dạng lưới không gian ba chiều.
Khi đóng rắn, nhựa epoxy sẽ có những tính chất tối ưu như độ bền cơ học,
cách nhiệt tốt, ít co ngót, có độ bám dính tốt và bền với nhiệt lên tới 160 – 260
[7], [9], [22].
Độ bền cơ học cao: Nhựa epoxy đóng rắn có cấu trúc phân tử dày đặc tạo nên
lực liên kết trong rất mạnh, làm cho nhựa có tính chất cơ học rất cao, nhựa epoxy sẽ
trở thành nhựa nhiệt rắn có tính thông dụng cao khi cùng kết hợp với nhựa phenolic
và nhựa polyester không no.
Tính chịu nhiệt: Nhựa epoxy đóng rắn thông thường chịu nhiệt trong khoảng
80 - 100°C, và có th đạt được 200°C hoặc cao hơn tùy theo các sản phẩm nhựa
epoxy.
Tính bám dính: Nhóm cực tính như gốc epoxy, hydroxy và ete, amine, ester
có hoạt tính cực lớn trong hệ thống đóng rắn nhựa epoxy và chất đóng rắn đ tạo ra
độ bám dính cực cao. Sẽ tăng thêm trong nó tính năng cơ học mạnh của lực hút bên
trong, vì vậy tính năng bám dính của nó là rất cao, có th được sử dụng làm keo
dính kết cấu.
Khả năng kháng nước của epoxy rất tốt do nhựa epoxy không có nhóm ester.
Tính ổn định hóa học cao: Trong phân tử chất đóng rắn epoxy không có chứa
nhóm chức mang tính kiềm, muối hay các tạp chất khác nên nhựa epoxy rất khó bị
biết mất khi trong môi trường kiềm muối và các chất ăn mòn.
Tỷ lệ co của chất rắn thấp, thông thường là 1 - 2% là một trong những sản
phẩm nhựa tính nhiệt rắn có tỷ lệ chịu co thấp nhất nhựa phenolic là 8 - 10%, nhựa
polyester không no là 4 - 6%, nhựa silicone là 4 - 8%).
Tính công nghệ cao: Nhựa epoxy là nhựa nhiệt rắn có trọng lượng phân tử
thấp, khi đóng rắn sẽ không sản sinh ra các sản phẩm phụ hay chất bay hơi, do đó
có th thành hình dưới áp lực thấp hoặc dưới áp lực tiếp xúc. Bên cạnh, nhựa epoxy
có tính linh hoạt rất lớn trong thiết kế phương pháp phối chế thích hợp theo yêu cầu
của các loại công nghệ.

31. 14
1.3.4.2. Tính chất hóa học
Dựa vào cấu trúc của nhựa epoxy, dễ dàng thấy được nhựa epoxy có hai
nhóm chức hoạt tính là nhóm epoxy và nhóm hydroxyl, có th tham gia nhiều loại
phản ứng khác nhau. Tùy thuộc khối lượng phân tử M) mà nhóm chức chiếm ưu
thế. Với nhựa epoxy có khối lượng phân tử thấp M < 1200) nhóm epoxy chiếm đa
số, còn những epoxy có khối lượng phân tử lớn M > 3000) nhóm hydroxyl là chủ
yếu. Nhóm epoxy dễ dàng tham gia phản ứng với các tác nhân ái nhân nucleophin)
và với các tác nhân ái điện tử electrophin) thuận lợi hơn khi có mặt xúc tác proton
( như rượu, phenol, axit,…) do tính phân cực và sức căng vòng tạo cho vòng
oxytetylen có hoạt tính mạnh. Tuy nhiên, nhóm hydroxyl hoạt động kém hơn nhóm
epoxy nên phản ứng tiến hành thường có mặt của xúc tác hoặc nhiệt độ cao trừ
phản ứng với nhóm xyanat) [1], [6], [22].
1.3.5. Quy trình tổng hợp của nhựa epoxy
Tùy thuộc vào chất nền tham gia phản ứng tổng hợp nhựa epoxy ứng với các
tên gọi khác nhau. Một số phản ứng tổng hợp nhựa epoxy phổ biến như sau [5], [6],
[15], [22]:
1.3.5.1. Phản ứng tạo nhựa polyepoxy
 Nhựa epoxy bisphenol F
OH
+ H2C O HO C
H
H
OH
30-35%
OH
C
H
H
OH
50-55%
+
+
C
OH
H
H
HO
HO C
H
H
OH + H2C C
H
C
O
H
H
Cl
NaOH
O
H2C
C
C
O
C
H
H
H2
H
C
H
H
O
H2C
C
C
O
H2
H
O CH2
CH
CH2
O
 Nhựa polyglyxidil xianuarat
Là phản ứng đi từ axit xianic với epyclohydrin ( sản phản ban đầu của phản
ứng là triglyxidil xianuarat).

32. 15
N
N
N
OH
HO OH
+
H2C C
O
CH2
Cl
H
3
NaOH N
N
N
O
O O
C C CH2
O
C
C
H2C
O
C C CH2
O
H2 H
H
H2
H2
H
+ HCl
 Nhựa epoxy bisphenol A novalac
Nhựa epoxy bisphenol A novalac hình thành nhờ tổng hợp từ bisphenol A và
formaldehyt với xúc tác axit. Sau đó, epoxy hóa bisphenol A novalac ta thu được
nhựa epoxy bisphenol A novalac như sau:
O C C CH2
O
C
H2
H
H2
C
O
C C CH2
O
H2
H
H2
H2
H
O C C CH2
O
n
1.3.5.2. Phản ứng đa tụ nhựa epoxy
 Epoxydian
Epoxydian là sản phẩm của quá trình ngưng tụ giữa epiclohydrin (ECH) và
bisphenol A BPA) trong môi trường NaOH.
Phản ứng ngưng tụ của bisphenol A với epiclohidrin đ tạo nhựa epoxy có sử
dụng xúc tác kiềm theo hai giai đoạn:
Giai đoạn 1: Là giai đoạn kết hợp, nhóm epoxy của epiclohidrin tác dụng với
nhóm hydroxyl của bisphenol A, phản ứng xảy ra nhanh ở nhiệt độ 60 - 70°C và toả
nhiệt ( ∆H= -17 Kcal/mol).
H2C HC
Cl
CH2
O
2 + HO C
CH3
CH3
OH
C
O
CH3
CH3
C
C
H
H
H2C
H
OH
Cl
O C
H
H
C
H
OH
CH2
Cl
Giai đoạn 2: Tách HCl tạo thành diepoxy, phản ứng xảy ra chậm và thu nhiệt
( ∆H = 29 Kcal/mol) thu được Diglyxydylete. Diglyxydylete (DGE) nhận được với
tỷ lệ mol epiclohidrin (ECH) và bisphenol A (DPP) là 2/1.

33. 16
O C
CH3
CH3
C
C
H2C
Cl OH
O C C CH2
OH Cl
H2 H
H2
H
+ 2NaOH
O C
CH3
CH3
C
C
H2C
O
O C C CH2
O
H2 H
H2
H
+ 2 NaCl
Tiếp tục ngưng tụ thu được sản phẩm có công thức:
O C
CH3
CH3
C
C
H2C
O
O C C C
OH
O
H2 H
H2
H
O C C CH2
O
H2 H
H2
C
CH3
CH3
n
 Epoxy Novalac
Epoxy novolac là sản phẩm của phản ứng giữa epiclihydrin và nhựa novolac
trong môi trường xúc tác bazo NaOH). Phương trình phản ứng như sau:
OH
C
H2
OH
C
OH
H2
n
+ (n+2) H2C C
O
CH2
Cl
H + NaOH
- NaCl, H2O
O C C CH2
O
H2
H
O C C CH2
O
H2
H
O C C CH2
O
H2
H
n
Nhựa epoxy novolac sử dụng trong thực tế có từ 3 - 6 nhóm epoxy trên mạch
phân tử và giá trị n trong công thức tổng quát từ 1 - 6.
1.3.5.3. Một số loại nhựa khác
 N,N,N‟,N‟,-tetraglycidyl metyllendianilin
N C
C
C
C
H2C
O
C
H2C
O
N
C
C
C
C
CH2
O
CH2
O
H2
H
H
H2
H2
H2
H2
H
H
 Polyglycidyl ete của o-cresol-formaldehyde Novolac

34. 17
O R
CH3
C
H2
C
O
CH3
C C CH2
O
H2
H2
H
O C C CH2
O
CH3
H
H2
n
 Triglycidyl p-amino phenol
O
N
C C CH2
O
C
C C CH2
O
C
H2C
O
H2
H
H2 H
H2
H
1.3.6. Ứng dụng
Nhựa epoxy được sản xuất trên quy mô công nghiệp từ 1947 và ngay lập tức
đã được dùng làm vật liệu tạo màng sơn bên cạnh ứng dụng quan trọng là keo dán
kỹ thuật. Nhựa epoxy có ưu thế quan trọng hàng đầu là khả năng bám dính rất cao,
màng sơn có độ dai chắc, độ bóng cao, chịu mài mòn, chịu dung môi, hóa chất tốt.
Do trọng lượng phân tử thấp ( thông thường < 4000), sơn có khả năng pha chế
với hàm lượng khô cao, tạo màng đủ dày chỉ sau một lần quét [6].
Sơn epoxy nằm trong nhóm các họ sơn trang trí và sơn bảo vệ chất lượng cao.
Hệ sơn hóa rắn ở nhiệt độ phòng cho màng sơn đạt chất lượng tương tự các hệ sơn
alkyd, sơn polyester hóa rắn nóng. Epoxy được sử dụng làm sơn bảo quản phủ bên
trong đồ hộp đựng thức ăn, sơn các thùng, b chứa lớn.
Các hệ sơn epoxy biến tính có tính năng rất đa dạng và được dùng trong
nhiều lĩnh vực kỹ thuật quan trọng như sơn ô tô, sơn đồ gia dụng, sơn trang trí, sơn
bảo vệ tàu bi n, sơn phản nhiệt cho các b chứa xăng dầu,…[5]
1.3.7. Nhựa epoxy D.E.R 331
Nhựa epoxy DER 331 nhập từ nhà cung cấp Dow Chemical International Ltd.
Công thức cấu tạo như sau:
H2C C
O
C O
H H2
C
CH3
CH3
O C C
OH
C O
H2 H H2
C
CH3
CH3
n
O CH2 C CH2
O
H

35. 18
Bảng 1.6. Các thông số cơ bản của nhựa epoxy D.E.R 331.
Tính chất Giá trị
Ngoại quan Chất lỏng màu trắng
Đương lượng epoxy
182 - 192 g/mol đương
lượng
Chỉ số epoxy 5200 - 5500 mmol/kg
Độ nhớt ở 25 11000 - 14000 MPa.s
Tỷ trọng ở 25 1,16 g/ml
1.3.7.1. Tính chất của nhựa epoxy D.E.R 331
Nhựa epoxy có hai nhóm chức hoạt động: nhóm epoxy và nhóm hydroxyl.
Tùy thuộc khối lượng phân tử (M) mà nhóm chức chiếm ưu thế. Với nhựa epoxy có
khối lượng phân tử thấp (M < 1200) nhóm epoxy chiếm đa số, còn những epoxy có
khối lượng phân tử lớn (M > 3000) nhóm hydroxyl là chủ yếu [22].
Tính phân cực và sức căng vòng tạo cho vòng oxytetylen hoạt tính mạnh
[15]. Do đó nhóm epoxy có th tham gia phản ứng với nhiều tác nhân khác nhau.
Nhựa epoxy là loại nhựa nhiệt dẻo khi chưa đóng rắn, có màu từ vàng sáng đến
trong suốt và có trạng thái vật lý tùy thuộc vào trọng lượng phân tử.
Epoxy tan tốt trong dung môi hữu cơ: keton, este, hydrocacbon, dioxan,...
tùy thuộc vào trọng lượng phân tử mà nó có th tan trong một số dung môi khác
như: ancol (butanol, pentanol,...), hydrocacbon thơm benzen, toluen, xylen,...). Sản
phẩm đóng rắn của nhựa epoxy có đặc tính là ít bọt và ít lỗi. Trong quá trình đóng
rắn không tạo ra một sản phẩm phụ nào.
1.3.7.2. Quy trình tổng hợp nhựa epoxy D.E.R 331
Nhựa epoxy D.E.R 331 thông thường được điều chế bằng phương pháp
ngưng tụ ancol đa chức ( hay dùng là bisphenol) với epiclohydrin có kiềm xúc tác.
Sản phẩm tạo ra là polyme có mạch thẳng có nhóm epoxy ở hai đầu mạch, còn ở
giữa mạch là nhóm hydroxyl. Đầu tiên NaOH phản ứng với phân tử bisphenol A:

36. 19
Muối tạo thành, tiếp tục phản ứng với phân tử epiclohydrin:
Tiếp theo, phản ứng xảy ra tùy thuộc vào tỷ lệ thành phần của epiclohidrin
và bisphenol A ban đầu và thu được sản phẩm là polyme có độ dài mạch khác nhau.
Nếu tỷ lệ về số mol của epiclohidrin và bisphenol A là 2:1 thì ta thu được sản
phẩm:
Na+
O C
CH3
CH3
O C
H
H
C CH2
O
H
-
+ Cl C C
H
H
CH2
O
H
O C
CH3
CH3
C
H
H
C
H2C
O
H
O C
H
H
C CH2
O
H
+ NaH+ + Cl-
Sau đó, nếu ta tiếp tục tăng dần tỉ lệ bisphenol A thì ta sẽ thu được sản phẩm
epoxy có mạch dài hơn. Và sản phẩm công thức tổng quát là:
H2C C
O
C O
H H2
C
CH3
CH3
O C C
OH
C O
H2 H H2
C
CH3
CH3
n
O CH2 C CH2
O
H
1.4. Chất đóng rắn Trietylene tetramine (TETA)
1.4.1 Khái niệm
Triethylene tetramine, viết tắt là TETA và còn được gọi là trientine (INN), là
một hợp chất hữu cơ với công thức [C NHC C N . Các hợp chất này là:
• TETA N, N - bis (2-aminoetyl) - 1,2-ethanediamine)
• TETA nhánh tris - (2-aminoethyl) amin)
Công thức cấu tạo:
H2N
N
H
N
H
NH2

37. 20
1.4.2. Tính chất
TETA là chất lỏng, không màu, cũng giống như nhiều amin khác, có màu
vàng do các tạp chất do oxy hóa không khí, hòa tan trong dung môi phân cực. Các
đồng phân phân nhánh (2-aminoethyl), các dẫn xuất amin và piperazine cũng có th
có mặt trong các mẫu thương mại của TETA.
Bảng 1.7. Thông số kỹ thuật của chất đóng rắn TETA [1].
Tính chất Giá trị Đơn vị
Giá trị amin 1443 mg KOH/g
Đi m sôi 260 (500) ( )
Hệ số giãn nở ( 20 ) 0,00075 1 /
Mật độ (20 ) 0,981 g/ ml
Hằng số điện môi (25 và 1 kHz) 11,4
Độ dẫn điện (24 ) 0,038 mhos/cm
Đi m chớp cháy 118 ( 245 ) ( )
Đi m đóng băng -35 ( -31) ( )
Độ nhớt (20 /40 ) 21,4 / 10,3 cSt
Trọng lượng phân tử
(thành phần tuyến tính)
146,24 -
Trọng lượng phân tử
( sản phẩm tiêu bi u )
151 -
Độ hòa tan trong nước 37,0 %
Hàm lượng nitơ >10 %
1.4.3. Phƣơng thức tổng hợp
TETA được điều chế bằng cách nung nóng hỗn hợp ethylenediamine hoặc
ethanolamine/amoniac trên chất xúc tác oxit. Quá trình này cung cấp nhiều loại
amin, được phân tách bằng cách chưng cất và thăng hoa. Phản ứng và sử dụng
TETA sẽ tương tự như đối với các polyamine liên quan diethylenetriamine và
ethylenediamine. Nó được sử dụng chủ yếu như là một crosslinker của epoxy. Nhiệt
độ lưu trữ: Triethylene tetramine TETA) có đi m chảy là - 35,1°C nên đ tránh bị
đóng băng, sản phẩm phải được duy trì ở trên nhiệt độ này [1], [5].
1.4.4. Ứng dụng
 Các tác nhân đóng rắn nhựa epoxy
 Nhựa polyamit
 Chất hoạt động bề mặt

38. 21
 Chất pha loãng nhựa đường
 Chất pha loãng dệt may
 Chất ức chế ăn mòn
 Thanh lọc hydrocacbon
 Hỗ trợ chế biến khoáng sản
1.5. Cơ chế đóng rắn của nhựa epoxy với chất đóng rắn Trietylen tetramin
Nhựa epoxy chỉ được sử dụng có hiệu quả sau khi đã chuy n sang trạng thái
rắn, nghĩa là hình thành các liên kết ngang giữa các phân tử nhờ phản ứng với tác
nhân đóng rắn, tạo cấu trúc không gian 3 chiều, không nóng chảy, không hòa tan.
Vì chất đóng rắn tham gia vào cấu trúc mạng lưới polyme làm thay đổi cấu trúc của
chúng, nên quá trình đóng rắn là yếu tố quan trọng đ hình thành vật liệu epoxy.
Hoạt tính cao của nhóm epoxy với tác nhân ái nhân cho phép sử dụng các hệ đóng
rắn khác nhau có khả năng phản ứng trong một khoảng nhiệt độ rộng từ 0°C đến
200°C.
Các phản ứng chính của nhóm epoxy là cộng hợp với các chất chứa nguyên
tử hydro hoạt động và trùng hợp của nhóm epoxy theo cơ chế ion. Cả hai phản ứng
đều dẫn tới hình thành polyme có khối lượng phân tử cao hơn.
Cấu trúc nhựa epoxy, chất đóng rắn và điều kiện phản ứng có ảnh hưởng
quyết định đến nhiệt độ thủy tinh hóa , độ bền môi trường, tính chất cơ lý của
nhựa epoxy. Việc lựa chọn sử dụng chất đóng rắn tùy thuộc vào mục đích sử dụng
và công nghệ gia công.
1.5.1. Cơ chế phản ứng của nhóm epoxy với nhóm amin [4], [5], [6], [7], [22]
Nhựa epoxy D.E.R 331 và chất đóng rắn Trietylene tetranine (TETA) phản
ứng theo phương trình như hình 1.2.
Cơ chế phản ứng của nhóm epoxy và nhóm amin: nguyên tử cacbon của
nhóm epoxy trong phân tử epoxy D.E.R 331 lấy một điện tử tự do của nito trong
phân tử TETA. Hydro linh động của nhóm -N trong phân tử TETA kết hợp với
oxi mang điện tích âm trong nhóm epoxy đ mở vòng nhóm epoxy tạo thành –OH.
Quá trình xảy ra tương tự với nguyên tử nitơ còn lại trên phân tử amin, tạo cấu trúc
mạng không gian ba chiều, phức tạp. Quá trình đóng rắn xảy ra rất nhanh ngay ở
nhiệt độ thường và toả nhiệt nên chỉ có th đưa chất đóng rắn vào nhựa epoxy ngay
trước khi sử dụng. Thực nghiệm cho thấy sau khi pha trộn 1 – 2 giờ nhựa đã hoàn
toàn keo hoá, nếu pha thêm một ít dung môi loại xeton thì khả năng sử dụng lâu hơn,
từ 24 đến 48 giờ.
Lượng amin cho vào phải tính chính xác làm sao cho một nguyên tử hydro
hoạt động của nhóm amin tương ứng với một nhóm epoxy, vì nếu dư hay thiếu đều

39. 22
ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Khi cho dư amin thì các nhóm epoxy sẽ kết
hợp với các amin này và hạn chế khả năng tạo thành cấu trúc không gian, và nếu
thiếu amin thì cấu tạo lưới cũng kém chặt chẽ.
Trong hai phản ứng giữa amin với hợp chất chứa hydroxyl và với các chất
chứa nhóm epoxy thì phản ứng kết hợp nhóm epoxy với amin xảy ra nhanh nhất.
Tăng nhiệt độ từ 50 đến 100 thì sẽ làm giảm nhiều hàm lượng nhóm epoxy và
amin không tham gia phản ứng. Hiệu ứng xúc tác của chất chứa nhóm hydroxyl lên
quá trình phản ứng giữa nhóm amin với nhóm epoxy chỉ có khi nào cho vào đồng
thời cả amin và rượu (hoặc nước).
Hình 1.2. Cơ chế phản ứng giữa nhóm epoxy và TETA [5].
Tương tự, cơ chế phản ứng của dầu đậu nành epoxy hóa và TETA xảy ra là
một nguyên tử H linh động chỉ phản ứng với một nhóm epoxy, mở vòng nhóm
epoxy như ở hình 1.3 và 1.4.
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O O
+ H2N
NH
NH
NH2
O
OH
O
O
OH
O
OH
O
O
HO OH
HN
R
R R
R
NH
NH
NH2
Hình 1.3. Phương trình phản ứng giữa ESO và TETA [5].

40. 23
Hình 1.4. Cơ chế phản ứng của ESO và TETA [5].
Lưu ý: Theo lý thuyết thì mỗi nguyên tử hidro linh động trong amin tương
ứng với một nhóm epoxy. Nhưng đa số trường hợp cần lấy lượng amin nhiều hơn lý
thuyết đ đảm bảo nhựa phát tri n tối đa theo cấu trúc ba chiều, nhưng nếu thừa
hoặc thiếu một lượng amin cũng ảnh hưởng đến tính chất sản phẩm. Vì vậy, cần
phải tính toán lượng amin cần thiết một cách hợp lý. Tùy theo hàm lượng nhóm
epoxy trên mỗi phân tử (chỉ số epoxy) mà tính hàm lượng amin cho thích hợp.
 Ưu đi m của nhựa epoxy D.E.R 331 với chất đóng rắn TETA
- TETA có khả năng phản ứng cao, độ bay hơi nhỏ, có th điều chế ở trạng
thái khan nước,... Nhựa thu được có cấu tạo lưới sít hơn là dùng amin.
- Chất đóng rắn này với nhựa epoxy được sử dụng khi cần dán (liên kết)
các chi tiết lớn như dán gạch, ốp tường, dán nắp bồn,...
 Nhược đi m nhựa epoxy D.E.R 331 với chất đóng rắn TETA
- Các loại amin và polyamin độc và có tác dụng ăn mòn kim loại nên việc
sử dụng chúng bị hạn chế nhiều. Nhựa sau khi đóng rắn có độ mềm dẻo
không cao do sự phân bố các nhóm hoạt tính quá gần nhau dẫn tới
khoảng cách của các mắt xích rất nhỏ, làm giảm độ linh động.
- Phản ứng kết hợp nhóm amin với nhóm epoxy của nhựa có tỏa nhiều
nhiệt, vì thế khi sản xuất các vật phẩm kích thước lớn thì phải dùng một
lượng lớn chất chất pha loãng đ dẫn nhiệt ra được tốt hơn.
- Nhựa nhận được sau khi đóng rắn còn chứa nhiều lỗ xốp và nên chịu
nước không tốt, do đó có nhiều chỗ bị đen.
- Nhựa epoxy đóng rắn bằng amin thường không đủ co giãn, đ khắc phục
nhược đi m đó thường thêm chất hóa dẻo. Nếu dùng Glioxan ( 35 - 50%
trọng lượng nhựa epoxy) trộn với nhựa epoxy và sau đó đóng rắn bằng
amin thì sản phẩm có độ co giãn tốt nhất.

41. 24
1.5.2. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình đóng rắn nhựa epoxy [1], [6], [13]
+ Độ ẩm: Độ ẩm hầu như là một yếu tố ảnh hưởng hầu hết đến các quá trình
hoá học nên quá trình đóng rắn nhựa epoxy cũng không ngoại lệ. TETA là những
chất dễ hút ẩm khi độ ẩm cao các phân tử hơi nước sẽ len vào mạch phân tử hình
thành phản ứng với các hidro linh động là biến tính chất đóng rắn. Vì vậy chất đóng
rắn bị biến đổi ít nhiều sẽ làm quá trình đóng rắn epoxy diễn ra chậm hoặc sinh ra
các sản phẩm phụ không mong muốn ảnh hưởng đến cơ tính sản phẩm.
+ Tỉ lệ chất đóng rắn: Tỉ lệ chất đóng rắn càng cao thì càng đóng rắn nhanh
nhưng quá nhiều sẽ làm nhựa bị giảm cấp hoặc bị phân huỷ. Tỉ lệ đóng rắn cao làm
xác suất gặp nhau giữa phân tử đóng rắn và phân tử epoxy cao hơn diễn ra phản ứng
nhanh hơn, nhưng việc cho nhiều đóng rắn ban đầu các mạch phân tử chất đóng rắn
len vào mạch phân tử epoxy làm liên kết giữa các mạch epoxy, độ nhớt hỗn hợp
giảm trong khoảng thời gian nhất định ngay lúc này dễ gia công hơn. Vì vậy, cần
lựa chọn tỉ lệ đóng rắn phù hợp.
+ Nhiệt độ: Nhiệt độ càng cao phản ứng đóng rắn càng nhanh, thời gian đóng
rắn càng ngắn, độ nhớt tăng nhanh.
 Phản ứng đóng rắn là phản ứng toả nhiệt cao, khi quá trình đóng rắn
diễn ra nhiệt được sinh ra và gia tăng dần nếu có cung cấp nhiệt thêm
thì nhiệt độ sẽ luôn duy trì từ đầu cho đến cuối ở khoảng nhiệt cao. Từ
đó, ngay từ đầu các phân tử hay mạch phân tử nhờ nhiệt mà trở nên
linh động dễ phản ứng dẫn đến nối mạng không gian rất nhanh và
không điều hoà tạo ra các ưu - nhược đi m khác nhau.
 Thời gian gia công ngắn nên độ nhớt hầu như rất cao ngay từ đầu gây
khó khăn rất nhiều cho gia công làm bề mặt sản phẩm kém dễ có bọt
khí trong lòng sản phẩm thêm đóng rắn nhanh mạch phân tử chưa sắp
xếp siết chặt và điều hoà dẫn đến cơ tính sản phẩm kém.
 Tuy nhiên, nếu các vấn đề trên có th khắc phục thì cung cấp thêm
nhiệt độ đ rút ngắn thời gian gia công sẽ tiết kiệm năng lượng mang
lại hiệu quả kinh tế.

42. 25
CHƢƠNG 2. THỰC NGHIỆM
2.1. Nội dung thực nghiệm
Trong luận văn tốt nghiệp „„Nghiên cứu vật liệu hệ nhựa epoxy đóng rắn bằng
Triethylene tetramine biến tính dầu đậu nành epoxy hóa‟‟ sẽ được tiến hành với các
nội dung sau:
 Đánh giá chỉ số % oxirane oxygen của dầu đậu nành epoxy hóa bằng phương
pháp chuẩn chỉ số epoxy.
 Thành lập đơn pha chế hệ dầu đậu nành epoxy hóa, nhựa epoxy D.E.R 331
và chất đóng rắn TETA với các tỉ lệ phần trăm khối lượng ESO/epoxy D.E.R
331.
 Khảo sát ảnh hưởng các tỉ lệ phần trăm khối lượng ESO/ nhựa epoxy D.E.R
331 đến thời gian gel, nhiệt độ gel, hàm lượng đóng rắn và độ bền cơ tínhcủa
mẫu nhựa.
 Kết luận về ảnh hưởng của tỉ lệ phần trăm khối lượng ESO/epoxy D.E.R 331
đến tính chất của mẫu nhựa.
2.2. Nguyên liệu và hóa chất
Luận văn này sử dụng các nguyên liệu và hóa chất sau đây:
Bảng 2.1. Các nguyên liệu và hóa chất sử dụng trong luận văn.
TT Tên và công thức Thông số
1
Dầu đậu nành epoxy hóa ESO)
- Chỉ số axit: 0,5 mg KOH/g
- Chỉ số iot: 0,9 %
- % Oxirane Oxygen: 6,34
- Khối lượng riêng (25 :
0,991 g/m
- Độ nhớt Stokes (25 : 3,4
- Nhiệt độ cháy: 280
- Hàm lượng nước: 0,3 %
2
Nhựa Epoxy D.E.R 331
H2C C
O
C O
H H2
C
CH3
CH3
O C C
OH
C O
H2 H H2
C
CH3
CH3
n
O CH2 C CH2
O
H
- Ngoại quan: lỏng, trong,
nhớt
- Đương lượng epoxy: 182 –
192 g/molđl
- Tỷ trọng (25 : 1,16 g/ml
- Chỉ số epoxy: 5200 – 5500
mmol/kg
- Độ nhớt (25 : 11000 –
14000 Mpa.s

43. 26
- Hàm lượng nước tối đa:
700ppm
- Thời gian sống: 24 tháng
3
Triethylene tetramine (TETA)
H2N
N
H
N
H
NH2
- Ngoại quan: lỏng, trong
suốt.
- Khối lượng phân tử: 146
- Tỷ trọng: 0,979 – 0,984
- Chỉ số amin: 1410 – 1480
mgKOH/g
- Độ nhớt (25 : 21,4 cP
4
Chloroform CHC
- Chất lỏng, không màu
- Khối lượng riêng: 1,48
g/cm
- Khối lượng mol: 119,38
g/mol
- Độ hòa tan trong nước
(20ºC): 0,8 g/100 ml
5
Dung dịch chuẩn HCl 0,1N
- Chất lỏng trong suốt
- Khối lượng riêng: 1,03
g/ml (20ºC)
- Giá trị pH < 1
6
Violet crytal
- Lỏng, màu tím lam
- Khối lượng mol: 407,979
g/mol
- Đi m nóng chảy: 205ºC
7 Axit axetic C COOH
- Chất lỏng, không màu
- Khối lượng riêng: 1,049
g/cm
- Khối lượng mol: 58,08
g/mol
- Đi m sôi: 118,1ºC
- Độ axit (25ºC): 4,76
- Độ nhớt (25ºC):1,22 mPa.s

44. 27
2.3. Dụng cụ và thiết bị
Khóa luận sử dụng những dụng cụ và thiết bị sau đây:
Bảng 2.2. Danh sách thiết bị, dụng cụ sử dụng trong luận văn.
STT
Danh
mục
Thông số, dụng cụ Hình ảnh
1
Cân kỹ
thuật
- Sai số: 0,01g
- Mức cân: 200g
- Kích thước đĩa cân: 133mm
- Kích thước cân: 295x208x88
(mm)
2 Tủ sấy
- Điện áp: 220V/50Hz 1 pha
hoặc 380V/50Hz 3 pha
- Buồng gia nhiệt: 400x40x330
(mm)
3
Máy
khuấy cơ
- Th tích khuấy nước): 10lít
- Độ nhớt: 10.000 mPas.
- Tốc độ khuấy: 40~1200v/phút
- Kích thước máy (WxDxH):
80x190x222( mm)
- Khối lượng: 2,8kg.
- Công suất vào và ra của motor:
75/55w
- Điện thế: 230V, 50/60Hz
4
Hệ tổng
hợp hoàn
lưu
- Bình cầu 3 cổ
- Ống sinh hàn, máy bơm nước
hoàn lưu.
- Máy khuấy, bộ bao cánh
khuấy, cánh khuấy.
- Nhiệt kế
- Bộ gia nhiệt

45. 28
5
Máy
khuấy từ
gia nhiệt
- Th tích khuấy: 5 lít
- Tốc độ khuấy: 100 - 1500
vòng/phút
- Nhiệt độ gia nhiệt max: 100°C
- Công suất gia nhiệt: 150W
- Đường kính bề mặt gia nhiệt:
Փ130mm
- Kích thước của máy WxDxH):
240x160x70(mm)
- Trọng lượng máy: 3kg
- Nguồn điện sử dụng: 230V,
50/60Hz
6
Bộ thiết
bị
Soxhlet
- Bình cầu 250ml.
- Ống trụ soxhlet.
- Sinh hàn ruột bầu, máy bơm
nước hoàn lưu.
- Bộ gia nhiệt.
- Túi chứa mẫu soxhet
7
Máy đo
cơ lý
- M350 – 10CT

46. 29
2.4. Quy trình thực nghiệm
2.4.1. Quy trình thực nghiệm tổng quát
Sơ đồ thực hiện
Thuyết trình quy trình
Đánh giá thông số
Thành lập đơn pha chế
Thời gian gel và nhiệt
độ gel
Hàm lượng đóng rắn
Đo độ bền cơ tính
Kết luận
Chất đóng
rắn TETA
Epoxy
D.E.R 331
Dầu đậu
nành Epoxy
hóa
Hình 2.1. Sơ đồ quy trình thực nghiệm tổng quát.

47. 30
Tiến trình thứ tự thực hiện các thí nghiệm luận văn được thực hiện theo thứ
tự như trên sơ đồ khối hình 2.1. Sau khi đánh giá các thông số từng nguyên liệu như
chỉ số % oxirane oxygen, đương lượng epoxy cũng đồng thời thông qua đó ki m tra
chất lượng đ đảm bảo kết quả thí nghiệm không bị ảnh hưởng do nguyên liệu bị hư
hỏng. Xác định được thông số đương lượng các chất, tiến hành tính toán thành lập
đơn pha chế hệ nhựa epoxy D.E.R 331, ESO và TETA với các tỉ lệ phần trăm khối
lượng ESO/epoxy D.E.R331. Dựa vào đơn pha chế tiến hành đóng rắn các mẫu đ
khảo sát thời gian gel, nhiệt độ gel, khảo sát mức độ đóng rắn của mẫu. Sau khi có
được kết quả mức đóng rắn chọn ra các mẫu có mức đóng rắn cao đem đi thực hiện
khảo sát độ bền cơ tính của chúng. Cuối cùng so sánh số liệu, kết luận hàm lượng
đậu nành epoxy hóa trong hệ nhựa epoxy D.E.R. 331, ESO và chất đóng rắn TETA
có ảnh hưởng đến các tính chất của mẫu nhựa.
2.4.2. Đánh giá thông số nguyên liệu
Trong luận văn này, tiến hành đánh giá thông số của dầu đậu nành epoxy hóa.
Do dầu đậu nành epoxy hóa trong mạnh phân tử có chứa nhóm epoxy nên tiến hành
đánh giá chỉ số % oxirane oxygen.
Dầu đậu nành epoxy hóa được đánh giá ngoại quan, sau khi đạt chất lượng
ngoại quan tốt thì tiến hành đánh giá chỉ số % oxiran oxygen. Ngay khi có chỉ số
% oxirane oxygen thì so sánh với thông số nhà sản xuất cung cấp kết hợp chất
lượng ngoại quan đưa ra kết luận cuối cùng về chất lượng nguyên liệu có đạt đ
thực hiện nghiên cứu hay không.
Chuẩn chỉ số % oxirane oxygen
Chỉ số phần trăm oxirane oxygen O) được đo theo tiêu chuẩn ASTM 1652 –
97. Chuẩn chỉ số % oxirane oxygen của ESO đ biết được số vòng oxirane oxygen
=> Từ đó tính toán được khối lượng các chất phản ứng đ tiến hành tổng
hợp[1],[5],[6].
Phản ứng mở vòng epoxy của HCl như sau:
 Dung dịch chuẩn độ
Dung dịch sử dụng đ chuẩn chỉ số % oxirane oxygen gồm có các chất sau:
 Ống chuẩn HCl 0,1N, axit axetic cùng cho vào bình định mức 1 (lít).
 Chất chỉ thị violet crytal.

48. 31
 Quy trình tiến hành
- Cân 0.2-0.3 (g) dầu đậu nành epoxy hóa bằng cân bốn số lẻ cho vào erlen,
hòa tan trong 10 (ml) chloroform, nhỏ thêm 4-6 giọt violet crytal, lắc đều.
- Nhỏ từ từ dung dịch HCl trong axit axetic được chứa trong buret đến khi
dung dịch chuy n từ màu tím sang màu xanh tím thì dừng lại.
- Tiến hành quy trình tương tự với mẫu trắng.
- Ghi nhận kết quả và tính toán lấy kết quả trung bình.
Xử lý số liệu
Chỉ số phần trăm oxirane oxygen được tính theo công thức:
O =
-
Trong đó:
O: chỉ số phần trăm oxirane oxygen %).
N: nồng độ mol/lit của dung dịch chuẩn HCl trong axit axetic (N).
V: th tích dung dịch chuẩn HCl trong axit axetic dùng đ chuẩn mẫu (ml).
B: th tích dung dịch chuẩn HCl trong axit axetic dùng đ chuẩn mẫu trắng
(ml).
W: khối lượng mẫu (g).
2.4.3. Thành lập đơn pha chế của hệ dầu đậu nành epoxy hóa, nhựa epoxy
D.E.R 331 hóa và chất đóng rắn Triethylene tetramine (TETA)
Giả sử ta có th gọi:
 KLE là khối lượng nhựa epoxy cần sử dụng.
 TETA/epoxy là tỉ lệ đương lượng chất đóng rắn TETA/epoxy D.E.R 331.
 T là tỉ lệ đương lượng chất đóng rắn TETA/đương lượng nhựa epoxy D.E.R
331 theo lý thuyết được tính theo đương lượng các chất.
T =
Từ những nghiên cứu trước đó về các thông số kỹ thuật của hệ nhựa nhiệt
rắn epoxy D.E.R của tác giả Dương Thị Mỹ Duyên đã nghiên cứu, ta có được tỉ lệ
đương lượng chất đóng rắn TETA/ đương lượng nhựa epoxy Der 331 đóng rắn như
sau [1]:
Đương lượng của nhựa epoxy D.E.R 331 là 188 g/mol đương lượng.
Đương lượng của chất đóng rắn TETA là 146/6 g/mol đương lượng.
Suy ra: T = 188 = 0,13

49. 32
Nếu ta lấy tổng khối lượng mẫu là 113 gam thì công thức tính khối lượng của
hỗn hợp nhựa epoxy và khối lượng chất rắn TETA được thành lập như sau:
113 = KLE + KLE TETA/epoxy
Vậy khối lượng của hỗn hợp nhựa epoxy là 100 gam, khối lượng của chất
đóng rắn TETA là 13 gam.
Thành lập đơn pha chế của hệ dầu đậu nành epoxy hóa, nhựa epoxy Der 331
hóa và chất đóng rắn TETA với tỉ lệ đóng rắn của TETA/epoxy D.E.R 331 là 13%
cố định, ta chỉ thêm dầu đậu này vào theo các tỉ lệ phần trăm khối lượng ESO/
epoxy D.E.R 331 như bảng sau:
Bảng 2.3. Công thức pha hỗn hợp đóng rắn.
Tỷ lệ % khối lƣợng
ESO/epoxy Der 331
Khối lƣợng dầu
đậu nành epoxy
hóa (g)
Khối lƣợng nhựa
epoxy Der 331
(g)
Khối lƣợng
TETA
(g)
40/ 60 40 60 13
30/70 30 70 13
20/80 25 75 13
10/90 20 80 13
2.5. Các phƣơng pháp đánh giá
2.5.1. Phƣơng pháp xác định thời gian gel và nhiệt độ gel
Phương pháp này được thực hiện tiêu chuẩn ASTM D 2471.
Cân khối lượng nhựa vào lọ pha mẫu, sau đó cho từ từ chất đóng rắn vào
nhựa, đồng thời bấm đồng hồ tính thời gian ngay khi bắt đầu nhỏ chất đóng rắn vào
nhựa.
Dùng đũa khuấy, khuấy nhẹ hỗn hợp nhựa tránh bọt khí lẫn vào hỗn hợp,
khuấy ít nhất 3 phút k từ khi cho chất đóng rắn vào hỗn hợp. Sau đó đặt nhiệt kế
vào chính giữa mẫu đo đ ghi nhận chính xác nhiệt độ tỏa ra của phản ứng đóng rắn.
Mẫu đo được thử thời đi m gel bằng que gỗ, đặt que vuông góc với mẫu thử,
sau 30 giây thử một lần. Khi hỗn hợp vật liệu phản ứng không còn dính vào que thử,
ghi nhận lại thời gian gel và nhiệt độ gel. Phương pháp này nên thực hiện ở điều
kiện hạn chế tối đa độ ẩm.

50. 33
2.5.2. Phƣơng pháp xác định hàm lƣợng đóng rắn
Hàm lượng đóng rắn là phần trăm khối lượng của phần đã đóng rắn so với
mẫu khảo sát. Hàm lượng đóng rắn bi u thị cho mức độ nối mạng của polyme. Hàm
lượng đóng rắn càng cao liên kết trong polyme càng nhiều, càng bền và cơ tính của
polyme càng tốt.
Thiết bị và dụng cụ sử dụng
 Hệ thống Soxhlet
 Túi chứa mẫu
Cách tiến hành thí nghiệm
 Cân chính xác khoảng 0,5g mẫu cho vào túi chứa mẫu. Sấy mẫu trong tủ sấy
ở 100 đ loại bỏ ẩm. Cân mẫu trước phản ứng ghi lại số liệu.
 Cho túi mẫu vào ống trụ của bộ soxhlet. Cho khoảng 175ml dung môi trích
ly acetone) và vài viên đá bọt vào bình cầu. Gia nhiệt b điều nhiệt đến 75 ,
tiến hành soxhlet trong thời gian 8 giờ.
 Lấy mỗi từ ống soxhlet cho vào tủ sấy ở nhiệt độ 80 trong 30 phút đ loại
bỏ hoàn toàn dung môi acetone.
 Cân chính xác khối lượng mẫu sau khi soxhlet và tính toán theo công thức.
Xử lý số liệu
Hàm lượng đóng rắn được xác định theo công thức sau:
T = ( 1 - ) 100
Trong đó:
T : mức độ rắn của polyme (%).
: khối lượng của mẫu ban đầu (g).
: khối lượng còn lại của mẫu sau khi trích ly trong dung môi (g).
2.5.3. Phƣơng pháp đánh giá tính chất kéo
Độ bền kéo là ứng suất kéo cực đại của mẫu trong quá trình đo kéo. Khi ứng
suất cực đại xảy ra tại đi m yeild đi m đầu tiên trên đường cong ứng suất - biến
dạng mà tại đó có sự gia tăng độ biến dạng mà không có sự gia tăng ứng suất), thì
độ bền kéo được ghi nhận tại đi m yeild. Khi ứng suất cực đại xảy ra tại đi m đứt,
độ bền kéo sẽ được ghi nhận là độ bền kéo đứt.
Phương pháp này được xác định theo tiêu chuẩn ASTM D638 – 00. Phương
pháp này cho phép xác định tính chất kéo của một vật liệu nhựa gia cường hoặc
không gia cường, bao gồm cả vật liệu composite có modul cao dưới một điều kiện
nhiệt độ, độ ẩm chọn trước nào đó. Mẫu dạng thanh có th là mẫu đúc khuôn trực
tiếp hay mẫu được cắt ra từ dạng tấm.

51. 34
Mẫu kéo được gia công tạo hình với kích thước của loại I trong tiêu chuẩn D
638 – 00 được th hiện ở hình và bảng dưới đây:
Hình 2.2. Hình ảnh minh họa của mẫu quả tạ theo tiêu chuẩn
ASTM D638 – 00 [20].
Bảng 2.4. Thông số kích thước của mẫu quả tạ theo tiêu chuẩn ASTM D638 – 00
loại I[20].
Ký hiệu trên mẫu Kích thƣớc
W: Bề rộng phần hẹp (mm) 13 0,50
L: Chiều dài phần hẹp (mm) 57 2,25
WO: Chiều rộng mẫu (mm) 19 0,75
LO: Chiều dài mẫu đo mm) 165 6,50
G: Độ dài đo mm) 50 2,00
D: Khoảng cách giữa các ngằm kẹp (mm) 115 4,50
R: Bán kính góc lượng (mm) 76 3,00
RO: Bán kính ngoài (mm) 25 1,00
Thiết bị và điều kiện thực hiện
 Thiết bị cơ tính đa năng số tại phòng thí nghiệm B2 trường Đại học Bách
khoa - ĐHQG TP. Hồ Chí Minh.
 Số lượng mẫu thử: 4 mẫu.
 Điều kiện nhiệt độ: Nhiệt độ phòng.
 Vận tốc kéo: 5mm/phút.
Cách tiến hành
 Đo bề rộng ( W ) và bề dày ( T ) tại ba đi m trên khu vực eo của mẫu. Sau
đó, tính giá trịnh trung bình.
 Khởi động thiết bị và cài đặt thông số thiết bị yêu cầu như tiêu chuẩn đo,
kích thước mẫu đo chiều dài x chiều rộng x chiều dày), tốc độ kéo.
 Đặt mẫu vào hai ngằm kẹp của thiết bị.
 Tiến hành đo mẫu và ghi lại số liệu.

52. 35
Xứ lý số liệu
Sau thí nghiệm thu được các thông số độ bền kéo đứt, modul kéo,… chúng
sẽ được xử lý theo các công thứ sau đây:
 Độ bền kéo:
= ( MPa hay )
Trong đó: F là lực kéo đứt cực đại khi mẫu bị đứt (N)
A là tiết diện tại vùng thắt đứt của mẫu. A = r × d (m )
 Modul kéo:
( MPa hay )
Trong đó: Modun young là tỉ số giữa lực và độ biến dạng ở đoạn tuyến tính.
a là chiều dài mẫu (mm)
r là chiều rộng mẫu tại đi m thắt (mm)
d là chiều dày mẫu (mm)
 Độ biến dạng:
l l
l
Trong đó: l là chiều dài mẫu sau khi biến dạng (mm).
l là chiều dài mẫu ban đầu (mm).
2.5.4. Phƣơng pháp đánh giá tính chất uốn
Độ bền uốn là độ bền thấp nhất làm biến dạng vĩnh viễn mẫu vật liệu đang
khảo sát.
Phương pháp này được xác định theo tiêu chuẩn ASTM D790-00. Phương
pháp này cho phép xác định tính chất uốn của một vật liệu nhựa gia cường hoặc
không gia cường, bao gồm cả vật liệu composite có modul cao. Mẫu dạng thanh có
th là mẫu đúc khuôn trực tiếp hay mẫu được cắt ra từ dạng tấm.
Phương pháp này sử dụng hệ thống uốn 3 đi m như hình dưới đây:
Hình 2.3. Mô hình mẫu đo uốn theo tiêu chuẩn ASTM D790 – 00 [21].

53. 36
Thiết bị và điều kiện thực hiện
 Thiết bị cơ tính đa năng số tại phòng thí nghiệm B2 trường Đại học Bách
khoa - ĐHQG TP. Hồ Chí Minh.
 Số lượng mẫu thử: 4 mẫu.
 Điều kiện nhiệt độ: Nhiệt độ phòng.
 Vận tốc: 2mm/phút.
Cách tiến hành
 Chuẩn bị mẫu uốn theo chuẩn. Ghi nhận giá trị bề dày b và bề rộng d của
mẫu tại ba đi m trên mẫu trong đoạn L, sau đó lấy giá trị trung bình.
 Khởi động thiết bị và cài đặt thông số thiết bị yêu cầu như tiêu chuẩn đo,
kích thước mẫu đo chiều dài x chiều rộng x chiều dày), vận tốc.
 Đặt mẫu vào khe đo.
 Tiến hành đo mẫu và ghi lại số liệu.
Xứ lý số liệu
Sau thí nghiệm thu được các thông số độ bền uốn, modul uốn,... chúng sẽ
được xử lý theo các công thức sau đây:
 Độ bền uốn:
Trong đó: F là lực uốn khi mẫu bị gãy N).
a là chiều dài mẫu mm).
r là chiều rộng mẫu tại đi m thắt mm).
d là chiều dày mẫu (mm).
 Modul uốn:
( MPa hay )
Trong đó: Modun young là tỉ số giữa lực và độ biến dạng ở đoạn tuyến tính.
a là chiều dài mẫu mm).
r là chiều rộng mẫu tại đi m thắt mm).
d là chiều dày mẫu mm).

54. 37
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
3.1. Đánh giá nguyên liệu thí nghiệm
3.1.1. Chất đóng rắn Triethylene tetramine (TETA)
 Về ngoại quan
Chất đóng rắn TETA là chất lỏng trong suốt, là một polyamin dễ tạo phản
ứng muối carbamit khi tiếp xúc với trong không khí làm dung dịch chuy n màu
vàng nhạt không còn đảm bảo các tính chất như ban đầu. Hình 3.1 là TETA có màu
trong suốt th hiện được chất đóng rắn này chưa bị oxy hóa, cho nên nhận xét về
ngoại quan chất đóng rắn TETA đạt chuẩn đ làm nguyên liệu thí nghiệm.
Hình 3.1. Triethylene tetramine
 Chỉ số amin tổng của chất đóng rắn TETA
Chỉ số amin tổng của chất đóng rắn TETA được th hiện qua bảng 3.1.
Bảng 3.1. Chỉ số amin tổng của TETA.
Lần thử Khối lượng mẫu (g) Th tích HCl (ml) Chỉ số amin tổng
1 0,1301 16,4 1415
2 0,1314 16,5 1409
3 0,1344 19,9 1411
Trung bình 1412
Kết luận: TETA có chỉ số amin là 1412 phù hợp với nhà sản xuất cung cấp
(1410 – 1480) nên ta kết luận TETA phù hợp đ sử dụng cho thí nghiệm.

55. 38
3.1.2. Dầu đậu nành epoxy hóa (ESO)
 Về ngoại quan
Về ngoại quan, dầu đậu nành epoxy hóa là chất lỏng, có màu vàng sáng, nhớt.
Hình 3.2. Dầu đậu nành epoxy hóa.
 Chuẩn chỉ số % Oxirane Oxygen của dầu đậu nành epoxy hóa
Bảng 3.2. Chỉ số epoxy (% oxirane oxygen) của dầu đậu nành epoxy hóa.
% Oxirane oxygen
Lần 1 Lần 2 Lần 3 Trung bình
6,37 6,24 6,40 6,34
Kết luận: Chỉ số % Oxirane oxygen của dầu đậu nành epoxy hóa là 6,34 phù
hợp với thông số mà nhà sản xuất cung cấp (< 7), do đó dầu đậu nành epoxy hóa
phù hợp đ làm thí nghiệm.
3.2. Ảnh hƣởng của các tỉ lệ phần trăm khối lƣợng ESO/nhựa epoxy D.E.R 331
đến các thông số của hệ nhựa epoxy D.E. 331, dầu đậu nành epoxy hóa và chất
đóng rắn Triethylene tetramine
3.2.1. Ảnh hƣởng của tỉ lệ phần trăm khối lƣợng ESO/nhựa epoxy D.E.R 331
đến thời gian gel và nhiệt độ gel của hệ nhựa epoxy D.E.R 331, ESO và chất
đóng rắn TETA
Tiến hành khảo sát thời gian gel và nhiệt độ gel của hỗn hợp gồm dầu đậu
nành epoxy hóa, nhựa epoxy D.E.R 331 và chất đóng rắn TETA, ta có được kết quả
như bảng 3.3.

56. 39
Bảng 3.3. Thời gian gel và nhiệt độ gel của hệ nhựa epoxy D.E.R 331,ESO và
TETA với các tỉ lệ phần trăm khối lượng ESO/epoxy D.E.R 331.
Mẫu
Tỉ lệ % khối lƣợng
ESO/epoxy D.E.R 331
Thời gian gel
( phút)
Nhiệt độ gel
( )
1 40/60 25,30 61
2 30/70 20,19 73
3 25/75 16,45 79
4 20/80 13,67 89
Hình 3.3. Bi u đồ thời gian gel và nhiệt độ gel của hệ nhựa epoxy D.E.R 331, ESO
và chất đóng rắn TETA với các tỉ lệ phần trăm khối lượng ESO/epoxy D.E.R 331.
Từ các giá trị số liệu bảng 3.3 và bi u đồ hình 3.3 cho ta thấy, các mẫu nhựa
với các tỉ lệ phần trăm khối lượng ESO/epoxy D.E.R 331 là 40/60, 30/70, 25/75 và
20/40 thì thời gian gel dao động trong khoảng 13,67 – 25,30 phút, nhiệt độ gel dao
25.3
20.19 16.45
13.67
61
73
79
89
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0
5
10
15
20
25
30
40/60 30/70 25/75 20/80
Nhiệt
độ
gel
(°C)
Thời
gian
gel
(Phút)
Tỉ lệ phần trăm khối lƣợng ESO/epoxy D.E.R 331
Thời gian gel phút) Nhiệt độ gel °C)