Tổng quan về vật liệu composit và nanocomposit, khoáng sét và chitosan. Tiến hành thực nghiệm biến tính montmorillonit bằng chitosan, phân tích cấu trúc, khảo sát tính chất cơ, tính chất hóa lý của vật liệu thông qua phân tích DMA, khảo sát tính ổn định nhiệt của vật liệu thông qua phân tích nhiệt trọng lượng. Kết quả cho thấy PVC nanocomposit đã được tạo thành khi phối trộn nóng chảy chất độn nano. PVC nanocomposit tạo thành đã được gia cường về tính chất cơ: tăng mođun đàn hồi và độ bền keo đứt. Đặc biệt là tăng mạnh khả năng chịu va đập. Ngoài ra, tính bền nhiệt của vật liệu cũng được cải thiện. Sử dụng chitosan không giảm cấp để biến tính N757 sẽ hiệu quả hơn trong việc gia cường tính chất cơ của vật liệu PVC nanocomposit
Biến tình montmorillonit bằng chitosan và ứng dụng chế tạo PVC nanocomposit Võ Hồng Nhân Trường Đại học Công nghệ Luận văn ThS chuyên ngành: Vật liệu và Linh kiện nano Người hướng dẫn: TS. Đặng Tấn Tài Năm bảo vệ: 2008 Abstract: Tổng quan về vật liệu composit và nanocomposit, khoáng sét và chitosan. Tiến hành thực nghiệm biến tình montmorillonit bằng chitosan, phân tìch cấu trúc, khảo sát tình chất cơ, tình chất hóa lý của vật liệu thông qua phân tìch DMA, khảo sát tình ổn Ďịnh nhiệt của vật liệu thông qua phân tìch nhiệt trọng lượng. Kết quả cho thấy PVC nanocomposit Ďã Ďược tạo thành khi phối trộn nóng chảy chất Ďộn nano. PVC nanocomposit tạo thành Ďã Ďược gia cường về tình chất cơ: tăng moĎun Ďàn hồi và Ďộ bền keo Ďứt. Đặc biệt là tăng mạnh khả năng chịu va Ďập. Ngoài ra, tình bền nhiệt của vật liệu cũng Ďược cải thiện. Sử dụng chitosan không giảm cấp Ďể biến tình N757 sẽ hiệu quả hơn trong việc gia cường tình chất cơ của vật liệu PVC nanocomposit Keywords: Biến tình, Chitosan, Khoa học vật liệu, Vật liệu Nanô Content MỞ ĐẦU Chitosan là dẫn xuất của chitin, một loại polyme thiên nhiên có trong thành phần vỏ của các loài giáp xác. Chitosan là một polysacarit tự nhiên không Ďộc hại, nó có nhiều ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như y tế, nông nghiệp, mỹ phẩm, thực phẩm, môi trường,…Tuy nhiên, do tình háo nước của chitosan dẫn Ďến tình cơ học kém trong nước và môi trường ẩm ướt, và ví thế làm giới hạn ứng dụng của nó. Sự phát triển của lớp chitosan silicat nanocomposit bằng cách thêm các chuỗi chitosan vào các lớp của silicat có thể cải thiện Ďặc tình kỹ thuật của nó [26]. Trong vài năm trở lại Ďây, polyme nanocomposit Ďang Ďược các nhà khoa học chú ý Ďến bởi tình ổn Ďịnh nhiệt và tình cơ học cao, có thể so sánh với polyme nền cùng loại. Polyme-clay nanocomposit là một loại vật liệu lai giữa ma trận polyme hữu cơ và các lớp Ďất sét ưu hữu cơ (organo-clay). Trong các loại Ďất sét tạo các lớp nano này, montmorillonit (MMT) là thông dụng nhất và Ďược nghiên cứu nhiều nhất. MMT là Ďất sét có lớp hydrat nhôm-silic (hoặc magiê-silic) Ďược tạo bởi 2 tấm tứ diện chứa silic và 1 tấm bát diện chứa nhôm (hoặc magiê) bị kẹp giữa 2 tấm tứ diện. Bề mặt vô cơ của MMT Ďược biến tình bằng cách thay thế các cation hữu cơ khác nhau vào khoang sét Ďể tạo các tấm tương hợp hơn với các polyme. Polyme nanocomposit Ďại diện cho một lớp vật liệu mới và Ďóng vai trò thay thế cho các loại composit sử dụng chất Ďộn thông thường. Loại vật liệu nanocomposit mới này có những tình chất vượt trội so với vật liệu composit thông thường như tình cơ lý cao, ổn Ďịnh nhiệt, nhẹ, chống cháy, chống thấm khì, có khả năng tái chế,…Đây là hướng nghiên cứu mới Ďể tăng tình ưu việt và ứng dụng của vật liệu nanocomposit. Đối tượng nghiên cứu của Ďề tài này là Ďưa chitosan vào montmorillonit Ďể tạo nên nanocomposit chitosan với hàm lượng chitosan thấp và sau Ďó sử dụng sản phẩm này như một organo-clay Ďể gia cường cho nhựa nền PVC tạo nanocomposit. Các tình chất như cấu trúc nano, tình cơ lý và tình chất nhiệt của loại vật liệu nanocomposit PVC này cũng Ďược khảo sát . References Tiếng Việt 1. Nguyễn Thị Bìch Thủy, Trần Ngọc Ái Thy (2004), “Nghiên cứu tổng hợp chitosan từ chitin và ứng dụng tạo màng chitosan”, Luận văn tốt nghiệp Ďại học, Trường Đại học Cần Thơ. 2. Huỳnh Thúy Vi (2007), “Biến tính đất sét bằng chitosan”, Luận văn tốt nghiệp Ďại học, Trường ĐHKHTN TP. HCM. Tiếng Anh 3. American National Standards Institute (2000), “D256-00”, Standard Test Methods for Determining the Izod Pendulum Impact Resistance of Plastics. 4. American National Standards Institute (2000), “D638-00”, Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics. 5. E. Assaad, A. Azzouz, D. Nistor, A.V. Ursu, T. Sajin, D.N. Miron, F. Monette, P. Niquette, R. Hausler (2007), “Metal removal through synergic coagulation- flocculation using an optimized chitosan-montmorillonite system”, Applied Clay Science, 37, pp. 258-274. 6. Guohua Chen, Kangde Yao, Jingtai Zhao (1999), “Montmorillonite clay/poly(methyl methacrylate) hybrid resin and its barrier property to the plasticizer within poly(vinyl chloride) composite”, Applied Polymer Science, 73, pp. 425-430. 7. Margarita Darder, Montserrat Colilla, and Eduardo Ruiz-Hitzky (2003), “Biopolymer-clay nanocomposites based on chitosan intercalated in montmorillonite”, Chem. Mater, 15, pp. 3774-3780. 8. Margarita Darder, Montserrat Colilla, Eduardo Ruiz-Hitzky (2005), “Chitosan-clay nanocomposite: application as electrochemical sensors”, Applied Clay Science, 28, pp. 199-208. 9. Kiyoshi Endo (2002), “Synthesis and structure of poly(vinyl chloride)”, Progress in Polymer Science, 27, pp. 2021-2054. 10. Fangling Gong, Meng Feng, Chungui Zhao, Shimin Zhang and Mingshu Yang (2004), “Particle configuration and mechanical properties of poly(vinyl chloride)/montmorillonite nanocomposites via in situ suspension polymerization", Polymer Testing, 23, pp. 847-853. 11. Bénédicte Lepoittevin, Nadège Pantoustier, Myriam Devalckenaere, Michaël Alexandre, Cédric Calberg, Robert Jérôme, Catherine Henrist, André Rulmont and Philippe Dubois (2003), “Polymer/layered silicate nanocomposites by combined intercalative polymerization and melt intercalation: a masterbatch process”, Polymer, 44, pp. 2033-2040. 12. Zhu-Mei Liang, Chao-Ying Wan, Yong Zhang, Ping Wei, Jie Yin (2004), “PVC/montmorillonite nanocomposites based on a thermally stable, rigid-rod aromatic amine modifier”, Applied Polymer Science, 92, pp. 567-575. 13. King-Fu Lin, Chi-Yi Hsu, Tzyy-Shyan Huang, Wen-Yen Chiu, Yuang-Haun Lee, Tai-Horng Young (2005), “A novel method to prepare chitosan/montmorillonite nanocomposites”, Applied Polymer Science, 98, pp. 2042-2047. 14. Kovarova Lucie, Kalendova Alena, Gerard Jean-Francois, Malac Jiri, Simonik Josef, Weiss Zdenek, Martin-Martinez J.M. (2005), “Structure analysis of PVC nanocomposites”, Macromolecular symposia, 221, pp. 105-114. 15. Měřìnská D., Maláč Z., Hrnčiřìk J., Šimonìk J., Trlica J., Pospìšil M., Čapková P., Weiss Z. (2001), “Modification of clay intercalate structure and properties of TPO based nanocomposites”, Proceedings of the Society of Plastics Engineers Annual, ANTEC2001 Plastic: The Lone Star, pp. 2166-2170. 16. Onar N., Sariisik M. (2002), “Using and properties biofibers based on chitin and chitosan on medical applications”, Textile Engineering Department, Denizli, Turkey. 17. Mingwang Pan, Xudong Shi, Xiucuo Li, Haiyan Hu, Liucheng Zhang (2004), “Morphology and properties of PVC/clay nanocomposites via in situ emulsion polymerization”, Applied Polymer Science, 94, pp. 277-286. 18. Jie Ren, Yanxia Huang, Yan Liu and Xiaozhen Tang (2005), “Preparation, characterization and properties of poly (vinyl chloride) /compatibilizer/ organophilic-montmorillonite nanocomposites by melt intercalation”, Polymer Testing, 24, pp. 316-323. 19. W. H. Starnes (2002), “Structural and mechanistic aspects of the thermal degradation of poly(vinyl chloride)”, Progress in Polymer Science, 27, pp. 2133- 2170. 20. Chaoying Wan, Xiuying Qiao, Yong Zhang, Yinxi Zhang (2003), “Effect of different clay treatment on morphology and mechanical properties of PVC-clay nanocomposites”, Polymer Testing, 22, pp. 453-461. 21. Chaoying Wan, Xiuying Qiao, Yong Zhang, Yinxi Zhang (2003), “Effect of epoxy resin on morphology and physical properties of PVC/organophilic montmorillonite nanocomposites”, Applied Polymer Science, 89, pp. 2184-2191. 22. Chaoying Wan, Yong Zhang, Yinxi Zhang (2004), “Effect of alkyl quaternary ammonium on processing discoloration of melt-intercalated PVC-montmorillonite composites”, Polymer Testing, 23, pp. 299-306. 23. Dongyan Wang, Daniel Parlow, Qiang Yao, Charles A. Wilkie (2001), "Melt Blending of PVC-Sodium Clay Nanocomposites", Journal of vinyl and additive technology, 9, pp. 139-150. 24. Dongyan Wang, Daniel Parlow, Qiang Yao, Charles A. Wilkie (2004), “PVC-clay nanocomposites: Preparation, thermal and mechanical properties”, Journal of vinyl and additive technology, 8, pp. 203-213. 25. S.F. Wang, L. Shen, Y.J. Tong, L. Chen, I.Y. Phang, P.Q. Lim, T.X. Liu (2005), “Biopolymer chitosan/montmorillonite nanocomposites: Preparation and characterization”, Polymer Degradation and Stability, 90, pp. 123-131. 26. Yixiang Xu, Xi Ren, Milford A. Hanna (2006), “Chitosan/clay nanocomposite film preparation and characterization”, Applied Polymer Science, 99, pp. 1684-1691. Internet 27. http://vinachem.com.vn/XBPViewContent.asp?DetailXBPID=1014&CateXBPDetai lID=79&CateXBPID=1&Year=2003 28. http://vi.wikipedia.org/wiki/Polymer_Nanocomposite 29. http://vi.wikipedia.org/wiki/Nhi%E1%BB%85u_x%E1%BA%A1_tia_X 30. http://meslab.org/joomla/content/view/263/253/1/0/ 31. http://vi.wikipedia.org/wiki/Nanoclay 32. http://www.hoahocvietnam.com/Home/Moi-tuan-mot-hoa-chat/Nhung-dac-diem- cua-Chitin-Chitosan-va-dan.html 33. www.dawn.com 34. http://www.techniques-ingenieur.fr/default.asp . montmorillonit bằng chitosan v ứng dụng chế tạo PVC nanocomposit V Hồng Nhân Trường Đại học Công nghệ Luận v n ThS chuyên ngành: V t liệu v Linh kiện nano. hướng dẫn: TS. Đặng Tấn Tài Năm bảo v : 2008 Abstract: Tổng quan v v t liệu composit v nanocomposit, khoáng sét v chitosan. Tiến hành thực nghiệm