Tóm tắt Luận văn Nghiên cứu chế tạo vật liệu composite từ trấu và nhựa polypropylene

Công trình ñưꢑc hoàn thành ti  
ĐꢂI HC ĐÀ NNG  
BGIÁO DC VÀ ĐÀO TO  
ĐꢂI HC ĐÀ NNG  
--------  
PHM THPHƯƠNG DUNG  
Ngưꢀi hưꢁng dn khoa hc: TS. Đoàn ThThu Loan  
Phn bin 1: PGS.TS Lê THi  
NGHIÊN CU CHTO VT LIU COMPOSITE Tꢊ  
TRU VÀ NHA POLYPROPYLENE  
Phn bin 2: TS. Trnh Đình Chính  
Chuyên ngành: HÓA HU CƠ  
Mã s: 60 44 27  
Lun văn ñưꢇc bo vti Hi ñꢊng chm lun văntt nghip thc sĩ  
khoa hc hp ti Đꢈi hc Đà nng vào ngày 30 tháng 11 năm 2012.  
TÓM TT LUN VĂN THC SĨ KHOA HC  
Có thtìm hiu lun văn ti:  
- Trung tâm hc liu – Đꢈi hc Đà Nng  
- Thư vin trưꢀng Đꢈi hc Sư phm – Đꢈi hc Đà Nng.  
Đà Nng,- Năm 2012  
Mꢖ ĐꢗU  
Do các tính năng ưu vit ca composite si tnhiên như nh, bn,  
thân thin vi môi trưꢀng (có khnăng phân hy sinh hc)… và giá  
thành thp hơn các loi gtnhiên nên chúng ngày càng ñưꢇc sꢡ  
dng rng rãi các nưꢁc trên thgii như M, Châu Âu, Trung  
Quc, Nht Bn, ...  
1. DO CHꢃN Đꢘ TÀI  
Khi nn kinh tphát trin, dân stăng lên nhanh chóng, vn ñꢏ  
môi trưꢀng và tài nguyên ngày càng ñưꢇc chú trng. Trong cùng mt  
thi ñim, chúng ta phi ñꢌi mt vi nhiu vn ñꢏ như: Scn kit  
dn các ngun tài nguyên, ñꢑc bit là các ngun tài nguyên không tái  
to ñưꢇc, thiu các bãi chôn lp rác thi khi lưꢇng rác trung bình mi  
ngày càng tăng…Vì vy, vic phát trin các loi vt liu thân thin  
vi môi trưꢀng ñang ngày càng ñưꢇc chú trng.  
Vit Nam là mt nưꢁc có nn văn minh lúa nưꢁc tlâu ñꢀi. Sn  
phm chính ca cây lúa là go và cám (cám làm thc ăn cho gia súc)  
và sn phm phlà rơm r, tru. Hin sn phm chính ñang ñưꢇc sꢡ  
dng rt hiu qu, không chꢛ ñꢄm bo an ninh lương thc quc gia  
mà còn có giá trxut khu. Trong khi, sn phm phngày càng ít  
ñưꢇc sdng. Sn lưꢇng lúa Vit Nam năm 2011 ñꢈt hơn 42 triu tn  
[23],trong ñó khi lưꢇng tru chim 20%. Hin tru mi chꢛ ñưꢇc sꢡ  
dng mt phn ñꢎ ñun nu, ñꢌt lò gch, lưꢇng ln dư tha còn li  
thưꢀng ñưꢇc ñꢘ xung kênh rch hoc ñꢌt ngoài tri gây ô nhim  
môi trưꢀng, làm cht cá, ách tc dòng chy, ñꢑc bit ꢕ ñꢊng bng  
sông Cu Long, ñꢊng bng sông Hng và ri rác khp các vùng nông  
thôn trong cnưꢁc. Xut phát tthc tꢐ ñó, ñꢏ tài ñã tin hành các  
nghiên cu ñꢎ sdng tru hiu quhơn làm cht ñꢉn cho  
composite.  
Trong khong hai thp niên trli ñây, composite si tnhiên  
(còn gi là nha g) ñưꢇc chú trng nghiên cu, phát trin. Vi nhiu  
ưu ñim vưꢇt tri, composite si tnhiên ñang tng bưꢁc ñi vào thc  
tvà có khnăng thay thnhiu vt liu composite tsi tng hp  
trong tương lai.  
Trong scác vt liu composite thì composite nn nha nhit  
do gia cưꢀng bng si tnhiên càng ñưꢇc chú trng nghiên cu do  
chúng có nhiu ưu ñim như ngun nguyên liu sn có, ttrng thp,  
ñꢉ bn cao và ñꢑc bit thân thin vi môi trưꢀng (có thbphân hy  
bi vi sinh vt), không ñꢉc hi vi con ngưꢀi.  
Tru là mt trong nhng ngun si tnhiên phbin nưꢁc ta  
ñưꢇc xem là vt liu gia cưꢀng có khnăng thay thꢐ các loꢈi si  
tng hp (si cacbon, si thꢝy tinh…) trong mt sꢌ ꢖng dng nht  
ñꢜnh vi c ưu ñim như: giá thành thp, ngun nguyên liu di o,  
tꢦ trꢃng thp, có khꢄ năng phân hꢝy sinh hꢃc, c nh cht cơ hꢃc  
riêng tương ñꢌi cao, ít gây mài n thit bꢜ cũng như ít nh hưꢕng  
ñꢐn sc khꢧe con ngưꢀi (so vi si thꢝy tinh).  
Composite si tnhiên (còn gi là nha g) là loi vt liu ñưꢇc  
tꢈo thành tsi thc vt (tghoc các loi thc vt như gai, ñay,  
bông, tru...) polymer (PE, PP, PVC...). Do vy mà vt liu nha  
gmang cꢄ ñꢑc ñim ca cgvà nha như: bmt ngoài ging g,  
có khnăng tái ch, sn phm nhhơn và giá thành r. c sꢄn phm  
nha ghin nay ñưꢇc ng dꢠng trong rt nhiu lĩnh vc khác nhau  
vi tính năng ngày càng tăng nhưa hàng rào, sàn g, trang trí ni tht,  
chi tit ô tô, …  
Ngành nha là mt trong nhng ngành tăng trưꢕng n ñꢜnh ca  
thgii, tăng trung bình 9% trong vòng 50 năm qua. Mc dù cuc  
khng hong kinh t2008 tác ñꢉng ln ti nhiu ngành công nghip,  
ngành nha vn tăng trưꢕng 3% trong năm 2009 và 2010. Tăng  
trưꢕng ca ngành nha Trung Quc và n Đꢉ ñꢈt hơn 10% và các  
nưꢁc Đông Nam Á vi gn 20% năm 2010 [24].  
composite Robina Flooring Sdn Bhd – Malaixia chuyên sn xut các  
loi vt liu gia dng như bàn gh, ván sàn... [26]  
Tcác yêu cu thc tꢐ ñó, ñꢏ tài nghiên cu chto vt liu  
composite tPP và tru ñꢎ ꢖng dng vào thc t, hn chô nhim  
môi trưꢀng cũng như to ra sn phm có giá trkinh t. Khi sdng  
kt hp tru và và PP có thto vt liu composite có khnăng thay  
thcác vt liu composite tbt g, si thy tinh, cacbon... và các  
loi vt liu truyn thng khác như g, gch, kim loi...  
2. MꢁC TIÊU NGHIÊN CU  
Ti Vit Nam nha là mt trong nhng ngành chin lưꢇc vi  
tc ñꢉ tăng trưꢕng cao trong nhiu năm trli ñây. Tương tnhư  
ngành Dưꢇc, mt trong nhng lý do ñóng góp chính vào stăng  
trưꢕng ca ngành Nha là do xut phát ñim ca Vit Nam còn thp,  
tltiêu thbình quân trên ñꢓu ngưꢀi thp hơn trung bình ca khu  
vc và thgii. Do phthuc ti khong 80% nguyên phliu nhp  
khu nên ngành Nha Vit Nam bin ñꢉng mnh, tính chꢝ ñꢉng thp,  
thưꢀng xuyên sdng ngun vn lưu ñꢉng ln (ñꢎ nhp sn ht nha  
vi thi gian lưu kho dài). [23]  
Nghiên cu ñiu kin gia công mu và kho sát nh hưꢕng các  
hàm lưꢇng ñꢉn và cht tương hp ñꢐn các tính cht ca mu nhm  
xác ñꢜnh ñiu kin gia công và ñơn phi liu ti ưu ca composite tꢗ  
tru và nha PP  
Hin nay, nưꢁc ta ñã có nhà máy sn xut ht nha  
polyvinylclorua (PVC) (Công ty nha và hóa cht Phú M; Công ty  
nha và hóa cht TPC Vina) và nha polypropylene (PP) (Nhà máy  
sn xut PP Dung Qut năng sut 150000 tn/năm). Trong khi ht  
nha PVC ñưꢇc sdng khá hiu qusn xut ra nhiu loi sn  
phm thì ht nha PP sn xut trong nưꢁc vn chưa ñưꢇc ng dng  
nhiu, chyu dùng làm bao bì. Vì vy, ñꢎ tăng hiu qusdng  
ngun nha PP di dào ñó, ñꢏ tài chn nha PP làm nha nn cho  
composite. Nha PP là mt loi polyolefin thân thin vi môi trưꢀng  
bi khnăng tái chcũng như ñiu kin gia công thích hp vi các  
loi si tnhiên <2000C.  
3. ĐꢙI TƯꢚNG VÀ PHM VI NGHIÊN CU  
- Đꢌi tưꢇng nghiên cu: Các nguyên vt liu tru, nha, cht tương  
hp.  
- Phm vi nghiên cu: Trong phòng thí nghim  
4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CU  
- Phương pháp thu thp dliu.  
- Phương pháp thc nghim.  
- Phương pháp toán hc  
- Phương pháp ñánh giá.  
5. Ý NGHĨA KHOA HC VÀ THC TIN Đꢘ TÀI  
- To ra “vt liu xanh” thân thin vi môi trưꢀng.  
- Góp phn vào lĩnh vc nghiên cu vt liu nha gtrên nha PP và  
ñꢉn tru như: xây dng quy trình công nghchto vt liu  
composite trên nn nha PP và tru; Đánh giá ñưꢇc yu tꢌ ꢄnh hưꢕng  
ñꢐn tính năng ca vt liu composite trên nn nha PP và tru.  
Trên thgii, có mt snghiên cu vvt liu composite tꢗ  
nha PP và tru. Các nghiên cu ñó ñã ñưꢇc ng dng thành công  
vi quy mô sn xut công nghip như các công ty sn xut vt liu  
- Tn dng ñưꢇc ngun tru phphm ñꢎ chto các sn phm có  
giá trcó thꢎ ꢖng dng làm ca, vách ngăn, sn phm lót sàn, hang  
rào, …phc vxây dng và trang trí ni tht.  
- Gim thiu ô nhim môi trưꢀng và hn chnn phá rng ba bãi.  
6. BCC CA LUN VĂN  
CHƯƠNG 1  
THUYT TNG QUAN  
1.1. TNG QUAN VCOMPOSITE  
Composite vt liu thp thai hay nhiu loꢈi vt liu  
khác nhau, vt liu tꢈo thành có các nh cht kt hp tꢗ các vt liu  
thành phn [1].  
Bcc ca lun văn gm:  
- Chương 1: Lý thuyt tng quan  
1.1.1. Đꢞc ñim, tính cht ca vt liu composite  
Là vt liu nhiu pha. Các pha to nên composite thưꢀng  
khác nhau vbn cht, không hoà tan ln nhau và phân cách nhau  
bng ranh gii pha. Trong thc tphbin là loi composite hai pha.  
Pha liên tc trong toàn bkhi vt liu composite ñưꢇc gi là nn.  
Pha phân bgián ñon, ñưꢇc nn bao bc gi là ct (vt liu gia  
cưꢀng).  
Gii thiu tng quan vvt liu composite, vt  
liu composite si tnhiên và vt liu composite nha  
polypropylene/tru.  
- Chương 2: Thc nghim.  
- Chương 3: Kt quvà tho lun.  
1.1.2. Thành phn ca vt liu Composite  
Gm 2 thành phn chính:  
- Vt liu nn (pha liên tc).  
- Vt liu gia cưꢀng (pha gián ñon).  
1.1.2.1. Vt liu nn  
Là thành phn phân bliên tc, to môi trưꢀng phân tán cho vt  
liu gia cưꢀng.  
1.1.2.2. Vt liu gia cưꢃng  
- Đóng vai trò chu lc và phân tán lc.  
1.1.3. Phân loi vt liu composite  
1.1.3.1. Phân loi theo hình dng vt liu gia cưꢃng  
+ Vt liu composite ct si.  
+ Vt liu composite ct ht.  
+ Vt liu composite cu trúc.  
1.1.3.2. Phân loi theo bn cht ca vt liu nn  
1.2. COMPOSITE SI TNHIÊN  
1.2.3. Bin tính bmt si, nha nn  
Tính cht ca vt liu composite không chbꢜ ꢄnh hưꢕng bi  
tính cht ca si và nha, hàm lưꢇng si, chiu dài si, hưꢁng si ñꢌi  
vi lc tác dng mà còn bꢜ ꢄnh hưꢕng bi liên kt gia nha và si  
ti bmt tip xúc.  
1.2.1. Si tnhiên  
Si tnhiên tthc vt (hay n gꢃi si lignocellulose)  
tn tꢈi khp c nơi trên thgii như: si ñay tꢗ ꢨn Đꢉ và  
Bangladesh; xơ da mt hu ht c nưꢁc nhit ñꢁi trên thgii  
trong ñó ꢨn Đꢉ chim 20% sꢄn lưꢇng; …  
1.2.3.1. Bin tính bmt si  
1.2.3.2. Bin tính nha nn  
1.2.1.1. Cu trúc vi mô ca si tnhiên  
a. Copolymer ghép ca polyme vi anhydric maleic  
b. Polymethylene-polyphenyl-isocyanate  
c. Hp cht silane hu cơ  
Si tnhiên có thꢎ ñưꢇc xem như composite ca vi si  
cellulose ñưꢇc gn kt vi nhau bi nn lignin và hemicellulose.  
d. Các yu tkhác nh hưꢄng ñꢉn sliên kt si và nha  
1.2.4. Các phương pháp gia công  
1.2.1.2. Thành phn hóa hc, khnăng kt tinh và tính cht ca  
si tnhiên  
1.2.4.1. Gia công áp sut thưꢃng  
Thành phn chính ca si tnhiên là cellulose (α-cellulose),  
hemicellulose, lignin, pectin và sáp.  
a. Phương pháp lăn ưꢆt (Hand lay- up)  
b. Phương pháp phun (Spray up)  
1.2.1.3. Hình dng và kích thưꢍc ca si tnhiên  
Si tnhiên có dng xon trong quá trình sp xp ca nhng  
chui cellulose.  
c. Phương pháp túi chân không (Vaccum bagging)  
d. Phương pháp ñúc chuyn nha (Resin transfer moulding)  
e. Phương pháp ñúc chuyn nha có strgiúp ca chân không  
(VARTM)  
1.2.1.4. Bin ñꢎi hóa hc và ñꢏc ñim ca si tnhiên  
Trong composite si tnhiên, các ñꢑc tính bmt như là sꢒ  
thm ưꢁt, sbám dính ca si tnhiên và các nha nn, sc căng bꢏ  
mt hoc trng thái rca bmt có thci thin bng cách bin ñꢘi  
hóa hc si.  
1.2.4.2. Gia công dưꢍi áp sut  
a. Phương pháp ñùn  
b. Phương pháp ñúc tiêm  
c. Phương pháp ñúc tiêm nha (Resin injection moulding)  
d. Phương pháp ñúc ép (Press moulding)  
e. Các phương pháp gia công khác  
1.2.2. Đꢞc ñim, tính cht ca composite si tnhiên  
1.2.2.1. Đꢑ ꢎn ñꢒnh nhit  
1.2.2.2. Khnăng hút m  
1.2.2.3. Sphân hy do vi khun và ánh sáng  
1.2.5. ng dng ca composite si tnhiên  
Isotatic, syndiotatic PP: có khnăng kt tinh, ttrng cao và  
cng.  
Thtrưꢀng toàn cu tnhiên si composite ñꢈt 2,1 tꢛ ñôla  
trong năm 2010, vi tltăng trưꢕng hàng năm 15% trong năm năm.  
Ô tô và xây dng là hai lĩnh vc ln nht trong stt ccác ng dng  
si thiên nhiên tng hp (bng 1.6).  
Atatic PP: không có khnăng kt tinh, ñàn hi như cao su, tꢦ  
trng thp, ñꢉ bn kéo ñꢖt kém không thích hp cho gia công ép  
phun.  
Bng 1.3. Composite nn polymer gia cưꢍng si năm 2010  
(Ngun: Lucintel Brie Published: March 2011)  
1.3.1.3. Phân loi  
a. Homopolypropylene (polypropylene ñꢎng th)  
b. Random copolypropylene (polypropylene ñꢎng trùng hp ngu  
nhiên)  
Thtrưꢨng  
vt liu  
composite  
$2.7 B  
Thtrưꢨng vt liu  
cu trúc (Steel, Al  
& Composites)  
$75.7 B  
Lĩnh vc  
Thphn  
Composite  
c. Copolypropylene block (Polypropylene ñꢎng trùng hp khi)  
1.3.1.4. Ưu và nhưꢈc ñim ca nha PP  
a. Ưu ñim  
Giao thông  
3.6%  
68%  
10%  
7%  
Hàng hi  
$0.5 B  
$0.7 B  
- Khnăng gia công tt.  
Hàng không  
ng và bcha  
Xây dng  
$2.0 B  
$19.1 B  
- Có thtip xúc vi thc phm.  
$2.1 B  
$29.6 B  
b. Nhưꢇc ñim  
$3.1 B  
$78 B  
4%  
- Blão hóa bi tác ñꢉng ca tia UV.  
Năng lưꢇng gió  
Hàng tiêu dùng  
$2.0 B  
$5.4 B  
38%  
14%  
- Khnăng kt dính không cao.  
$1.1 B  
$7.7B  
1.3.1.5. ng dng  
1.3. COMPOSITE POLYPROYLENE/TRU  
1.3.1. Nha polypropylene  
Nha PP là mt trong nhng loi nha ñưꢇc ng dng rông  
rãi nht vi nhng tính cht ưu vit ca nó như: ng PP, Màng và  
tm, Vt liu bc dây cáp ñin, PP kéo si, …  
1.3.2. Tru  
Polypropylene là mt loi nha nhit do ñưꢇc to thành tꢗ  
quá trình trùng hp propylene - mt sn phm phca quá trình  
chưng ct du m.  
1.3.2.1. Cu to  
1.3.1.1. Cu trúc phân tꢕ  
Tru do hai lá ca gié lúa là vy lá và mào hoa to thành. Cꢄ  
hai phn này ñưꢇc ghép lin vi nhau theo np dc bng mt np gp  
cài vào nhau. Phn trên ca hai mnh ca tru chuyn thành ñon  
cui ca tru và cui cùng kt thúc thành mt cái râu. Thành phn  
Polypropylene là mt hp cht cao phân tcó công thc hóa  
hc như sau:  
1.3.1.2. Tính cht chung ca polypropylene  
hoá hc hc ca tru thay ñꢘi theo loi thóc, mùa vcanh tác, ñiu  
kin khí hu và ñꢑc trưng vùng min.  
1.3.2.3. ng dng  
a. Sdng làm cht ñꢊt  
a. Sdng nhit lưꢇng ca tru sn xut ñin năng  
b. Sdng làm vt liu xây dng  
c. Sdng tro tru sn xut oxyt silic  
2.3.3. Cht tương hp MAPP  
Nha polypropylene vi bꢄn cht không phân cc khi kt  
hp ng tru vi bꢄn cht phân cc sꢪ có ñꢉ tương hp m, ñꢉ bn  
liên kt gia hai bmt nha tru thp. Đꢏ tài chꢃn phương pháp  
bin nh nha nn bng ch sꢡ dꢠng c nhân tương hp MAPP loi  
polybond 3200 mt loꢈi polypropylene maleat hóa ca hãng  
Chemtura.  
Hình 1.27. Cu to ht lúa và cu trúc xp ca tru  
1.3.2.2. Các ñꢏc tính ñꢏc trưng ca tru  
Tlsilica cao, sliên kt cht chgia silica và lignin làm  
cho tru không chchng li shút nưꢁc và sphân hy ca nm mà  
còn kháng cli lp vca nó.  
Bng 1.5. Thành phn ca tru  
Thành phn chyu  
Cellulose  
Hemicelluloses  
Lignin  
Tltheo khi lưꢑng (%)  
32.24  
21.34  
21.44  
1.82  
Cht chit  
Nưꢁc  
8.11  
Tro khoáng  
15.05  
Thành phn hóa hc ca tro trong khoáng cht  
SiO2  
K2O  
Fe2O3  
Al2O3  
Cao  
96.34  
2.31  
0.2  
0.41  
0.41  
0.08  
0.45  
Na2O  
MgO  
CHƯƠNG 2  
2.3. QUY TRÌNH NGHIÊN CU  
THC NGHIM  
2.3.1. Gia công to mu  
2.1. NGUYÊN LIU  
Mu composite PP/tru ñưꢇc gia công qua 2 giai ñon: to  
compound bng phương pháp ép ñùn và to mu bng phương pháp  
ñúc tiêm.  
2.1.1. Nha Polypropylene (PP)  
Nha ñưꢇc dùng là nha polypropylene (PP) loi  
ADVANCED PP – 1100N (Advanced petrochemical company –  
Arap).  
2.3.1.1. Quá trình ép ñùn to compound  
Nguyên liu gm nha PP, tru MAPP ñưꢇc trn trong y ñùn  
hai trꢠc t xoay ngưꢇc chiu Rheomex CEW100 QC, Haake, Đꢖc  
2.3.1.2 To mu bng phương pháp ñúc tiêm  
c mu composite ñưꢇc tꢈo thành bng phương pháp ñúc tiêm trong  
thit bꢜ ñúc tiêm MiniJet II, Haake, Đꢖc.  
2.1.2. Tru  
Tru ñưꢇc ly tcông ty Danafood Đà Nng, và ñưꢇc xay,  
ng phân loꢈi vi c ch thưꢁc ng như sau: < 0.35 mm; < 0.5  
mm; < 0.85 mm.  
Sau khi ñưꢇc phân loꢈi ch thưꢁc, tru ñưꢇc sy 80oC  
trong ng 24h và ñưꢇc bo qun trong bao n trưꢁc khi gia công.  
2.1.3. Các hóa cht khác  
2.3.2. c phép ño  
2.3.2.1. Đo ñꢑ bn kéo  
Đꢉ bn o cꢝa c mu composite PP/tru ñưꢇc khꢄo t trên y  
ño AG-X plus, Shimadzu, Nht  
Cht tương hp ñưꢇc sꢡ dꢠng Polybond 3200, mt loꢈi  
polypropylene maleat hóa (MAPP) ca hãng Chemtura  
2.2. NI DUNG NGHIÊN CU  
2.3.2.2. Đo ñꢑ bn un  
Đꢉ bn un cꢝa c mu composite PP/tru ñưꢇc khꢄo t trên y  
ño AG-X plus, Shimadzu, Nht  
Mc ñích ñꢏ tài là nghiên cu chto vt liu composite ttru  
và nha PP nên ni dung ñꢏ tài gm:  
2.3.2.3. Đo ñꢑ bn va ñꢀp  
- Kho sát ñiu kin ép ñùn to compound nh hưꢕng tính cht  
ca composite PP/tru.  
Đꢉ bn va ñꢆp ñưꢇc khꢄo t trên thit bꢜ HIT 50P, Zwick/Roell, Đꢖc  
2.3.2.3. Đo ñꢑ bn môi trưꢃng  
- Kho sát ñiu kin ñúc tiêm ñꢐn tính cht ca composite  
PP/tru.  
Mu có kích thưꢁc như tiêu chun ño ñꢉ bn un ñưꢇc dùng  
ñꢎ ngâm trong nưꢁc ct ꢕ ñiu kin nhit ñꢉ phòng trong các thi  
gian khác nhau ñꢐn khi ñꢈt trng thái bão hòa.  
- Kho sát nh hưꢕng ca hàm lưꢇng tru ñꢐn tính cht ca  
composite PP/tru.  
- Kho sát nh hưꢕng ca cht tương hp ñꢐn tính cht ca  
composite PP/tru.  
- Kho sát ñꢉ bn môi trưꢀng ca mu composite PP/tru.  
CHƯƠNG 3  
3.2. NH HƯꢖNG CA NHIT Đꢀ ĐÚC TIÊM  
KT QUꢫ VÀ THꢫO LUN  
nh hưꢕng ca nhit ñꢉ ñúc tiêm ñꢐn tính cht cơ lý ca  
composite ñưꢇc trình bày hình 3.3 và 3.4.  
Thình 3.3 ta thy cùng mt thi gian và áp sut ñúc tiêm  
nht ñꢜnh thì ñꢉ bn kéo ca mu tăng khi nhit ñꢉ ñúc tiêm tăng tꢗ  
1800C ñꢐn 1900C. Tuy nhiên, khi nhit ñꢉ ñúc tiêm vưꢇt quá 1900C  
thì ñꢉ bn kéo li gim. Điu này có thgii thích là do nhit ñꢉ  
thp (180oC), ñꢉ nht ca compound quá thp do ñó khi tiêm vào  
khuôn thì sꢒ ñꢜnh hưꢁng và sp xp các phân tkhó khăn, nha và  
nn liên kt vi nhau kém cht chnên nhit ñꢉ này vic gia công  
to mu composite rt khó khăn.  
3.1. NH HƯꢖNG CꢜA NHIT Đꢀ ÉP ĐÙN  
nh hưꢕng ca nhit ñꢉ ép ñùn ñꢐn ñꢉ bn cơ lý ca mu  
composite ñưꢇc trình bày hình 3.1 ÷ 3.2  
Tcác ñꢊ thta thy, khi tăng nhit ñꢉ ép ñùn thì ñꢉ bn cơ ý  
ca composite PP/tru tăng nhưng ñꢐn khong nhit ñꢉ trên 1900C thì  
bt ñꢓu gim xung. Điu này ñưꢇc gii thích như sau: Khi nhit  
ñꢉ thp hn hp tru và nha polypropylene nóng chy có ñꢉ nht  
cao nên khnăng thm ưꢁt ca nha lên bmt tru thp, nha chưa  
bao bc hoàn toàn tru, liên kt gia nha và tru ti bmt tip xúc  
pha không tt do ñó ñꢉ bn cơ lý composite thp.  
Tuy nhiên khi tăng nhit ñꢉ ñꢐn 190oC thì ñꢉ nht ca nha  
nóng chy thp hơn, sthm ưꢁt ca nha lên bmt ñꢉn tru tt  
hơn do ñó tính cht cơ lý ca composite tăng lên. Nhưng khi tăng  
nhit ñꢉ lên 2000C thì nha vn thm ưꢁt tt bmt ñꢉn nhưng ñꢊng  
thi mt sthành phn trong tru như lignin, hemicellulose và nha  
PP bphân hy nên làm gim ñꢉ bn cơ lý. Do ñó, ñꢉ bn cơ lý ca  
composite PP/tru cao nht khi ñưꢇc gia công nhit ñꢉ 1900C, ñây  
ñưꢇc xem là nhit ñꢉ ép ñùn ti ưu.  
Khi tăng nhit ñꢉ thì ñꢉ nht ca compound nóng chy gim.  
nhit ñꢉ 190oC compound có ñꢉ nht thp hơn nên sꢒ ñꢜnh hưꢁng,  
sp xp và thm ưꢁt ca các phân tpolypropylene trên bmt ñꢉn  
tru ddàng hơn do vy ñꢉ bn ca composite tăng lên. Tuy nhiên, ꢕ  
nhit ñꢉ cao hơn (200oC), xy ra hin tưꢇng phân hy các thành phn  
ca tru và nha làm gim tính cht ca composite.  
Như vy ñꢉ bn ca composite PP/tru tt nht nhit ñꢉ  
ñúc tiêm 1900C.  
3.3. NH HƯꢖNG CA HÀM LƯꢚNG TRU  
Mu ñưꢇc to thành thit bꢜ ñúc tiêm vi nhit ñꢉ ñúc tiêm ti ưu  
1900C và áp sut 800bar. Kt quthhin hình 3.6 ÷3.9  
Theo hình 3.10 ÷ 3.12 ta thy khi kích thưꢁc ht tăng thì ñꢉ  
bn kéo, un và va ñꢆp ca composite PP/tru tăng nhnhưng khi  
kích thưꢁc tru tăng vưꢇt quá 0.50 mm thì ñꢉ bn kéo và un gim  
nh, riêng ñꢉ bn va ñꢆp gim xung. Khi các ht còn nh(kích  
thưꢁc < 0.35mm) thì ñꢉ bn cơ lý còn thp do ht càng nhthì quá  
trình phi trn ñꢊng ñꢏu hơn và yêu cu áp lc ép không cao, do ñó  
trong quá trình gia công nha sthm ưꢁt ñꢏu tru và sn phm ít bꢜ  
khuyt tt nhưng kích thưꢁc ht nhthì các mch phân tca các  
thành phn trong tru bct ñꢖt nhiu làm gim ñꢉ bn ca tru. Tru  
có kích thưꢁc < 0.5mm và < 0.85mm thì ñꢉ bn kéo, un và va ñꢆp  
ñưꢇc ci thin hơn. Theo hình 3.10 và hình 3.11 thì ñꢉ bn kéo và ñꢉ  
bn un kích thưꢁc tru < 0.85mm thp hơn kích thưꢁc < 0.5mm  
nhưng không ñáng k, còn ñꢉ bn va ñꢆp ca composite PP/tru tt  
nht kích thưꢁc tru < 0.5mm (hình 3.12).  
Thình 3.6 ÷ 3.9 ta thy khi tăng hàm lưꢇng tru thì ñꢉ bn  
un,kéo và va ñꢆp ca composite PP/tru gim, riêng modulus (hoc  
ñun) un ca composite PP/tru tăng (hình 3.8). Điu y thꢎ  
giꢄi thích do khi tăng m lưꢇng tru, bmt tip c kém bn gia  
tru phân cc nha nn kém phân cc tăng lên làm cho ñꢉ bn  
kéo, un và va ñꢆp ca mu composite gim. Mt khác, tru m tăng  
ñꢉ cng cꢝa composite, do ñó modulus un cꢝa composite tăng theo  
m lưꢇng tru. Khi tăng hàm lưꢇng tru slàm hgiá thành sn  
phm nhưng hàm lưꢇng tru quá cao slàm gim nhiu các ñꢉ bn  
kéo, un, va ñꢆp ñꢊng thi làm tăng khnăng hút nưꢁc ca  
composite PP/tru do bn cht ưa nưꢁc ca tru. Do ñó có thxem  
hàm lưꢇng tru 50% khi lưꢇng là giá trti ưu.  
Ngoài ra, khi kích thưꢁc ht tru ln quá sgây nên vn ñꢏ  
mài mòn thit bnên có thly kích thưꢁc tru < 0.5mm làm kích  
thưꢁc ht ti ưu.  
3.4. NH HƯꢖNG CA KÍCH THƯꢬC HT  
Composite ñưꢇc kho sát tính cơ lý vi kích thưꢁc tru:  
<0.35mm; < 0.50mm và < 0.85mm. Kt quthhin hình 3.10 ÷  
3.12.  
3.5. NH HƯꢖNG CA HÀM LƯꢚNG CHT TƯƠNG HP  
Composite ñưꢇc kho sát tính cơ lý vi hàm lưꢇng ñꢉn cht  
tương hp MAPP tương ng 1%, 2%, 3% và 4%. Kt quthhin ꢕ  
hình 3.13 ÷ 3.15.  
hơn nhiu so vi giá ca nha PP. Chính vì vy, ñꢎ ñꢄm bo hiu quꢄ  
ci thin tính cht cơ lý ca MAPP và hiu qukinh tthì có thꢎ  
chn hàm lưꢇng MAPP ti ưu là 2%.  
3.6. Đꢀ BN MÔI TRƯꢭNG  
Mu ñưꢇc gia công vi các kích thưꢁc ht < 0.35mm; < 0.5  
mm; < 0.85mm và mu không có MAPP kích thưꢁc tru là < 0,5 mm  
ñꢎ kho sát ñꢉ bn môi trưꢀng.  
Tcác kt qutrên cho thy khi tăng hàm lưꢇng cht tương  
hp MAPP t0% ñꢐn 2% trng lưꢇng, ñꢉ bn kéo, un và va ñꢆp  
ñꢏu tăng ñáng k, nhưng khi hàm lưꢇng MAPE tăng ñꢐn 3% và 4%  
trng lưꢇng các ñꢉ bn này tăng chm li. Điu này có thgii thích:  
MAPP ñóng vai trò là cht trung gian tăng cưꢀng liên kt gia nha  
không phân cc PP tru phân cc. Vi cu tꢈo gm 2 phn: phn  
phân cc nhꢀ nhóm anhydride maleic phn không phân cc nhꢀ  
mꢈch polypropylene ñã giúp m gim sc căng bmt ranh gii  
phân chia pha gia nha nn PP tru. Nhóm anhydride maleic có  
thꢎ hình thành liên kt a hꢃc (liên kt ester) liên kt vt (liên  
kt hydro) vi tru, ñꢊng thi, mꢈch polypropylene khuych n o  
nn nha PP, nh thành c c xon. Chính vy, ng ranh gii  
phân chia pha nha PP/tru trnên bn vng, giúp tăng ñꢉ bn cơ  
hꢃc. Do vy, khi tăng m lưꢇng MAPP, c ñꢉ bn o, un va  
ñꢆp tăng lên ñáng k.  
Kt qukho sát nh hưꢕng ca kích thưꢁc ht ñꢐn ñꢉ thay  
ñꢘi trng lưꢇng mu composite ñưꢇc thhin hình 3.17  
Tꢗ ñꢊ thhình 3.17 ta thy ñꢉ thay ñꢘi khi lưꢇng ca các  
mu composite tăng dn theo thi gian ngâm. Sthâm nhp ca nưꢁc  
vào mu composite có thxy ra qua ba con ñưꢀng sau: nưꢁc thâm  
nhp vào các khe hvà khong trng ti bmt tip xúc gia nha  
nn và tru, thâm nhp vào ñꢉn tru và thâm nhp vào nn nha PP.  
Tuy nhiên, do bn cht không phân cc ca nha PP nn sthâm  
nhp ca nưꢁc vào vùng nha PP rt bé. Nưꢁc chyu khuch tán  
qua bmt tip xúc nha/tru và tru kém phân cc.  
Tuy nhiên, khi m lưꢇng MAPP ln (3% và 4% trng  
lưꢇng), lp trung gian y trnên y, c mꢈch phân tMAPP  
không tip c trc tip vi bmt tru sꢪ không ñóng vai trò làm  
tăng khnăng tương hp chính vì vy không làm tăng hơn na hiu  
qutăng cưꢀng các tính năng ca MAPP, mt khác giá thành sn  
phm stăng lên do giá ca phgia tương hp MAPP thưꢀng cao  
Hình 3.17. Sthay ñꢘi trng lưꢇng ca mu sau khi ngâm trong  
nưꢆc ct  
Đꢌi vi mu không có phgia MAPP, liên kt ti bmt tip  
xúc nha/tru kém bn, xut hin nhiu ltrng, khe hti bmt  
tip xúc giúp cho stn công ca nưꢁc vào vùng này nhiu hơn nên  
ñꢉ tăng trng lưꢇng mu ln hơn so vi các mu không có phgia  
tương hp.  
So sánh vi giá các loi gtnhiên  
Bng 3.3. Giá mt sloi gtnhiên  
STT Loi gꢯ  
Giá (nghìn ñꢴng/m2)  
450  
1
2
3
4
5
6
7
Bng lăng, pomu, thông  
Căm xe  
Đꢌi vi các mu composite có phgia tương hp MAPP có  
ñꢉ hút nưꢁc ít hơn. Điu này chng tphgia tương hp ñã ci thin  
ñáng kmc ñꢉ tương hp gia tru phân cc và nha PP không  
phân cc, làm bmt tip xúc gia nha và tru cht chhơn nên  
làm gim khnăng hút nưꢁc ca composite PP/tru.  
630  
700  
770  
810  
930  
Teak  
Si ñꢧ, si trng, si xám  
Chiu liu  
3.7. SO SÁNH VI CÁC LOI Gꢮ  
Bng 3.2. Bng so sánh ñꢙ bn un ca composite tru/PP vi mt  
sloi gꢚ  
Giáng hương, gõ ñꢧ  
Ván ép phphim gTân Mai 330  
So sánh vi giá các loi gtnhiên thì ta thy sn phm  
Đꢰ bn un  
composite PP/tru có giá thành thp hơn và có nhiu ưu ñim ñꢎ dꢣ  
dàng ng dng vào thc t.  
Các loi gꢯ  
Composite  
Đꢰ tăng trng lưꢑng (%)  
1.13  
(MPa)  
55.00  
* Ưu ñim ca composite PP/tru:  
Tru/PP  
Xoan ñào  
Di  
- Vt liu thân thin môi trưꢀng.  
184.58  
113.70  
169.05  
19.05  
16.67  
17.39  
- Chu nưꢁc tt.  
- Ít bám bi, ddàng làm sch bng xà phòng và nưꢁc.  
- Không cong vênh, co ngót, ít mi mt (có sdng phgia  
chng vi sinh vt).  
Gdu  
3.8. TÍNH TOÁN SƠ BGIÁ THÀNH SN PHM  
- Ging gtnhiên và không cn sơn bo v. Có thsơn hoc  
nhum theo màu sc yêu cu.  
Do ñó ưꢁc tính chi phí sn xut sn phm tm composite có  
chiu dày 1.2cm hoàn thin có giá khong 300000-35000 ñꢊng/m2.  
- Không ñꢉc hi do không cha loi keo như phenol  
formaldehyde, ure formaldehyde hay phenol resorcinol formaldehyde  
trong sn sn phm.  
KT LUN  
1. KT LUN  
- Đã chꢐ tꢈo thành công compostie tru/PP vi các thông sti  
ưu:  
Điu kin ti ưu  
Thông sꢎ  
Nhit ñꢉ ép ñùn to compound (oC)  
200  
Tc ñꢉ vòng quay ca máy ép ñùn (vòng/phút) 50  
Nhit ñꢉ ép tiêm (oC)  
190  
Áp lc ñúc tiêm (bar)  
800  
50  
2
Hàm lưꢇng tru (% khi lưꢇng)  
Hàm lưꢇng MAPP (% khi lưꢇng)  
- Composite tru/PP ñưꢇc to có các ñꢉ bn cơ lý tt hơn so  
vi nha PP và mt sloi ván gcông nghip trên thtrưꢀng.  
- Compsite tru/PP to ra có khnăng kháng nưꢁc tt hơn  
rt nhiu so vi gtnhiên và có giá thành thp hơn.  
- Có ththay thgdùng trong trang trí ni tht góp phn gim  
thiu nn phá rng.  
2. HƯꢬNG PHÁT TRIN Đꢘ TÀI  
Đꢎ ñưa sn phm composite PP/tru vào sdng thc tthì  
hưꢁng ca ñꢏ tài này còn kho sát nh hưꢕng ca các phgia nhm  
n ñꢜnh sn phm trong quá trình gia công và sdng dưꢁi tác dng  
ca nhit, ánh sáng, tia tngoi, nm mc…  
Vi ñꢜnh hưꢁng tꢈo vt liu xanh, thân thiên môi trưꢀng, giúp  
giꢄi quyt vn ñꢏ môi trưꢀng, hưꢁng nghiên cu tip theo sau khi  
hoàn thành nhng nghiên cu trên, ñó là: nghiên cu chꢐ tꢈo  
composite polypropylene/tru tpolypropylene i sinh thu gom tꢗ  
c thꢄi.  
pdf 13 trang yennguyen 30/03/2022 2100
Bạn đang xem tài liệu "Tóm tắt Luận văn Nghiên cứu chế tạo vật liệu composite từ trấu và nhựa polypropylene", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdftom_tat_luan_van_nghien_cuu_che_tao_vat_lieu_composite_tu_tr.pdf