(Luận văn thạc sĩ) Ảnh hưởng của Ethylene Vinyl Acetate (EVA) đến cơ tính của hỗn hợp Low Density Polyethylene (LDPE) EVA

(Luận văn thạc sĩ) Ảnh hưởng của Ethylene Vinyl Acetate (EVA) đến cơ tính của hỗn hợp Low Density Polyethylene (LDPE) EVA(Luận văn thạc sĩ) Ảnh hưởng của Ethylene Vinyl Acetate (EVA) đến cơ tính của hỗn hợp Low Density Polyethylene (LDPE) EVA(Luận văn thạc sĩ) Ảnh hưởng của Ethylene Vinyl Acetate (EVA) đến cơ tính của hỗn hợp Low Density Polyethylene (LDPE) EVA(Luận văn thạc sĩ) Ảnh hưởng của Ethylene Vinyl Acetate (EVA) đến cơ tính của hỗn hợp Low Density Polyethylene (LDPE) EVA(Luận văn thạc sĩ) Ảnh hưởng của Ethylene Vinyl Acetate (EVA) đến cơ tính của hỗn hợp Low Density Polyethylene (LDPE) EVA(Luận văn thạc sĩ) Ảnh hưởng của Ethylene Vinyl Acetate (EVA) đến cơ tính của hỗn hợp Low Density Polyethylene (LDPE) EVA(Luận văn thạc sĩ) Ảnh hưởng của Ethylene Vinyl Acetate (EVA) đến cơ tính của hỗn hợp Low Density Polyethylene (LDPE) EVA(Luận văn thạc sĩ) Ảnh hưởng của Ethylene Vinyl Acetate (EVA) đến cơ tính của hỗn hợp Low Density Polyethylene (LDPE) EVA(Luận văn thạc sĩ) Ảnh hưởng của Ethylene Vinyl Acetate (EVA) đến cơ tính của hỗn hợp Low Density Polyethylene (LDPE) EVA(Luận văn thạc sĩ) Ảnh hưởng của Ethylene Vinyl Acetate (EVA) đến cơ tính của hỗn hợp Low Density Polyethylene (LDPE) EVA(Luận văn thạc sĩ) Ảnh hưởng của Ethylene Vinyl Acetate (EVA) đến cơ tính của hỗn hợp Low Density Polyethylene (LDPE) EVA(Luận văn thạc sĩ) Ảnh hưởng của Ethylene Vinyl Acetate (EVA) đến cơ tính của hỗn hợp Low Density Polyethylene (LDPE) EVA

LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 09 năm 2018 (Ký tên ghi rõ họ tên) Lê Thị Mỹ Hoa ii LỜI CẢM TẠ Qua trình học tập, nghiên cứu hồn thành luận văn, học viên kính gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến:  TS Phạm Thị Hồng Nga trực tiếp hướng dẫn, tận tình dạy, tạo điều kiện động viên học viên suốt trình thực  Th.s Trần Minh Thế Uyên, PGS.TS Phạm Sơn Minh giúp đỡ suốt trình thực đề tài  Công ty TNHH Đồng Nhân Phát tạo điều kiện giúp đỡ suốt trình chế tạo mẫu thử nghiệm, hoàn thiện đề tài  Quý thầy, cô giáo tham gia công tác giảng dạy thành viên lớp Cao học chuyên ngành Kỹ Thuật Cơ khí 2017A tồn khố học  Kính gửi lời cảm tạ tới BGH Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh tạo điều kiện thuận lợi cho học viên trường học tập nghiên cứu  Trung tâm Kỹ thuật Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng - QUATEST Trung tâm Kỹ thuật Chất dẻo Cao su suốt q trình thử nghiệm Kính chúc Q thầy, thật nhiều sức khỏe Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 09 năm 2018 Học viên Lê Thị Mỹ Hoa iii TÓM TẮT Lựa chọn LDPE phối trộn với EVA khắc phục hạn chế polyme thành phần, góp phần tăng tính chất học tăng độ mềm dẻo, độ đàn hồi, độ dai khả chống nứt xé tác động môi trường Trong nghiên cứu đề tài để tạo mẫu sản phẩm thêm 0, 3, 6, 9, 12, 15 % trọng lượng EVA đến hỗn hợp LDPE/EVA Các mẫu sau kiểm tra độ bền kéo, độ bền uốn, độ dai va đập độ cứng theo tiêu chuẩn ASTM D638, ISO 178, ISO 179-1 ASTM D2240 Kết cho thấy tăng tỷ lệ EVA hỗn hợp LDPE / EVA, độ bền kéo giảm từ 10,9 MPa xuống 8,6 MPa Độ bền uốn giảm tuyến tính từ 9,63 MPa xuống 5,46 MPa Độ dai va đập Charpy giảm từ 47,5 kJ/m2 xuống 6,3 kJ/m2 Ngược lại, độ dãn dài mẫu chứa 100% LDPE 78,3%; với xuất EVA, độ dãn dài hỗn hợp LDPE / EVA tăng lên tới 109,1% Độ cứng có thay đổi từ 48 Shore D xuống 45 Shore D Ngoài ra, biểu đồ SEM cho thấy, rõ ràng hàm lượng EVA hơn; với hàm lượng EVA cao 15%, thấy mẫu vật sau ép đục tối so với mẫu cịn lại Từ cho thấy việc bổ sung EVA vào polymer dẫn đến độ bền kéo, độ bền uốn độ cứng không ảnh hưởng nhiều, độ dai va đập giảm độ dãn dài tăng Để kiểm định tiêu tính có khác biệt phương sai tỷ lệ %EVA khác hay không, ta sử dụng phương pháp phân tích phương sai nhân tố (cịn gọi One-way Analysis of Variance - ANOVA) phần mềm SPSS phân tích dựa ảnh hưởng nhân tố (Single factor) dùng để kiểm định giả thuyết trung bình nhóm mẫu với mức độ tin cậy 95% iv ABSTRACT Selection of LDPE blends with EVA which can overcome the limitations of each component polymer, it contributes to increasing of mechanical properties such as increase of flexibility, elasticity, toughness and -anti-cracking ability under the impact of the environment In this study, in order to make product samples, sequently add 0, 3, 6, 9, 12 and 15 wt.% of EVA into LDPE/EVA blends After that, tensile strength, bending strength, impact strength, hardness of the samples were determined according to the standards ASTM D638, ISO 178, ISO 179, ASTM D2240 respectively The results showed that when increasing ratio of EVA in LDPE/ EVA blends, the tensile strength decreased from 10.9 MPa down 8.6 MPa The bending strength decreased linearly from 9.63 MPa down 5.46 MPa Charpy impact strength decreased from 47.5 kJ/m2 down 6.3 kJ/m2 On the contrary, elongation in 100% LDPE is 78.3%; with the appearance of EVA, elongation of the LDPE/ EVA blends increased to 109.1% The hardness changed from 48 Shore D down 45 Shore D In addition, SEM micrographs indicated that, it was more crystal-clear when the EVA content was less; in the highest EVA content with 15%, it could be seen that the specimen after pressing was slightly opaque and darker than the others From that, it showed the addition of EVA to the polymer which led to the tensile strength, bending strength and hardness were not much affected, the impact strength decreased but the elongation experienced an increase To test each of the mechanical properties to see if they have difference in variance with wt % of EVA or not, we use a one-way analysis of variance (ANOVA) In SPSS software, it is an analysis based on the effects of a single factor which is used to test the equal average hypothesis of the sample groups with 95% confidence intervals v MỤC LỤC LÝ LỊCH KHOA HỌC i LỜI CAM ĐOAN ii LỜI CẢM TẠ iii TÓM TẮT iv ABSTRACT v DANH MỤC BẢNG BIỂU ix DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ xi Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Lý chọn đề tài: 1.2 Tình hình nghiên cứu Thế giới: 1.3 Tình hình nghiên cứu Việt Nam: 1.4 Tỷ lệ pha trộn tiêu tính nghiên cứu đề tài: Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Polyethylene (PE) Polyethylene tỷ trọng thấp (LDPE) 2.1.2 Cấu trúc LDPE 2.1.3 Tính chất LDPE 10 2.1.4 Ứng dụng LDPE .11 2.2 Etylen-Vinyl axetat (EVA) 13 2.2.1 Cấu tạo phân loại EVA 13 2.2.2 Tính chất EVA .14 2.2.3 Ứng dụng EVA .15 2.3 Vật liệu Polyme Blend 16 2.3.1 Giới thiệu chung phân loại vật liệu Polyme Blend 16 2.3.2 Các phương pháp chế tạo vật liệu polyme blend 18 2.3.3 Ưu nhược điểm ứng dụng Polyme Blend 20 2.3.4 Vật liệu PE/EVA Blend 21 Chương 3: PHƯƠNG ÁN THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CƠ TÍNH CỦA VẬT LIỆU LDPE/EVA .23 vi 3.1 Nguyên liệu hóa chất: .23 3.2 Xác định độ bền kéo cho vật liệu nhựa theo tiêu chuẩn ASTM D638: .24 3.2.1 Chuẩn bị mẫu: .25 3.2.2 Dụng cụ thí nghiệm .30 3.3 Xác định độ bền uốn theo tiêu chuẩn ISO 178 32 3.3.1 Chuẩn bị mẫu 33 3.3.2 Dụng cụ thí nghiệm .35 3.3.3 Qui trình thí nghiệm 36 3.4 Xác định độ dai va đập Charpy theo tiêu chuẩn ISO 179-1 37 3.4.1 Chuẩn bị mẫu 38 3.4.2 Dụng cụ thí nghiệm: .39 3.4.3 Quy trình thí nghiệm .40 3.5 Xác định độ cứng Shore D theo tiêu chuẩn ASTM D2240-05: 41 3.5.1 Chuẩn bị mẫu 41 3.5.2 Dụng cụ thí nghiệm .42 3.5.3 Quy trình thí nghiệm 43 3.6 Nghiên cứu tổ chức tế vi 43 3.6.1 Chuẩn bị mẫu 43 3.6.2 Dụng cụ thí nghiệm .44 Chương 4: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM .45 4.1 Kết kiểm tra độ bền kéo theo tiêu chuẩn ASTM D638 45 4.1.1 Kết kiểm tra mẫu T1 45 4.1.2 Kết kiểm tra mẫu T2 46 4.1.3 Kết kiểm tra mẫu T3 48 4.1.4 Kết kiểm tra mẫu T4 49 4.1.5 Kết kiểm tra mẫu T5 50 4.1.6 Kết kiểm tra mẫu T6 52 4.2 Kết kiểm tra độ bền uốn theo tiêu chuẩn ISO 178 57 4.2.1 Kết kiểm tra mẫu B1 57 4.2.2 Kết kiểm tra mẫu B2 58 4.2.3 Kết kiểm tra mẫu B3 59 vii 4.2.4 Kết kiểm tra mẫu B4 60 4.2.5 Kết kiểm tra mẫu B5 62 4.2.6 Kết kiểm tra mẫu B6 63 4.3 Kết kiểm tra độ dai va đập Charpy theo tiêu chuẩn ISO 179-1 66 4.4 Kết đo độ cứng LDPE/EVA 69 4.5 Kết nghiên cứu tổ chức tế vi 70 4.6 Kết luận 72 Chương 5: QUY HOẠCH XỬ LÝ SỐ LIỆU THỰC NGHIỆM 74 5.2 Phân tích kết độ bền kéo: 75 5.3 Phân tích kết độ dãn dài: .79 5.4 Phân tích kết độ bền uốn: 83 5.5 Phân tích kết độ dai va đập Charpy: .87 CHƯƠNG 6: Kết luận .92 6.1 Kết luận 92 6.2 Hướng phát triển 93 TÀI LIỆU THAM KHẢO 94 viii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: Đặc tính nhựa LDPE .10 Bảng 1: Tính chất tiêu chuẩn thử nghiệm thực tế 23 Bảng 2: Thành phần tỉ lệ theo % khối lượng (% wt) LDPE EVA 24 Bảng 3: Thông số kỹ thuật máy phun ép nhựa trục đứng 25 Bảng 4: Kích thước mẫu cho độ dày, T, mm (incl.) [22] .28 Bảng 5: Thành phần số lượng mẫu đo độ bền kéo 29 Bảng 6: Bảng thông số kỹ thuật máy Autograph AG-X Plus 31 Bảng 7: Số lượng mẫu đo độ bền uốn 35 Bảng 8: Bảng thông số kỹ thuật máy 36 Bảng 9: Số lượng mẫu đo độ dai va đập Charpy 39 Bảng 10: Các mẫu thử độ cứng Shore D hỗn hợp LDPE/EVA .41 Bảng 11: Thông tin kỹ thuật đồng hồ đo độ cứng TECLOCK GS-702N 43 Bảng 12: Số lượng mấu chụp ảnh tổ chức tế vi .43 Bảng 1: Kết đo độ bền kéo mẫu T1 45 Bảng 2: Kết đo độ bền kéo mẫu T2 (97% LDPE / 3% EVA) 46 Bảng 3: Kết đo độ bền kéo mẫu T3 (94% LDPE / 6% EVA) 48 Bảng 4: Kết đo độ bền kéo mẫu T4 (91% LDPE / 9% EVA) 49 Bảng 5: Kết đo độ bền kéo mẫu T5 (88% LDPE / 12% EVA) .50 Bảng 6: Kết đo độ bền kéo mẫu T6 (85% LDPE / 15% EVA) .52 Bảng 7: Tổng hợp kết trung bình độ bền kéo 53 Bảng 8: Tổng hợp kết trung bình độ dãn dài 55 Bảng 9: Kết đo độ bền uốn mẫu B1 57 Bảng 10: Kết đo độ bền kéo mẫu B2 (97% LDPE / 3% EVA) 58 Bảng 11: Kết đo độ bền kéo mẫu B3 (94% LDPE / 6% EVA) 59 Bảng 12: Kết đo độ bền kéo mẫu B4 (91% LDPE / 9% EVA) 60 Bảng 13: Kết đo độ bền kéo mẫu B5 (88% LDPE / 12% EVA) 62 Bảng 14: Kết đo độ bền kéo mẫu B6 (85% LDPE / 15% EVA) 63 Bảng 15: Tổng hợp kết trung bình đồ bền uốn 64 Bảng 16: Kết kiểm tra độ dai va đập Charpy nhóm mẫu 66 Bảng 17: Kết đo độ cứng hỗn hợp LDPE/EVA, Đơn vị: Shore D 69 Bảng 1: Kết phân tích hồi quy tuyến tính kết độ bền kéo .75 Bảng 2: Bảng thống kê mô tả kết độ bền kéo 77 Bảng 3: Bảng kiểm định khác biệt phương sai kết độ bền kéo 77 Bảng 4: Bảng kết ANOVA kết độ bền kéo 77 ix Bảng 5: Bảng kiểm định sâu ANOVA giá trị độ bền kéo (Post Hoc Test) 78 Bảng 6: Kết phân tích hồi quy tuyến tính kết độ dãn dài .79 Bảng 7: Bảng thống kê mô tả kết độ dãn dài nhóm mẫu 81 Bảng 8: Bảng kiểm định khác biệt phương sai kết độ dãn dài .81 Bảng 9: Bảng kết ANOVA kết độ bền kéo 81 Bảng 10: Bảng kết Robust Test .81 Bảng 11: Kết phân tích hồi quy tuyến tính kết độ bền uốn 83 Bảng 12: Bảng thống kê mô tả giá trị độ bền uốn mẫu 84 Bảng 13: Bảng kiểm định khác biệt phương sai giá trị độ bền uốn 84 Bảng 14: Bảng kết ANOVA kết độ bền uốn 84 Bảng 15: Bảng kiểm định sâu ANOVA giá trị độ bền kéo (Post Hoc Test) 85 Bảng 16: Kết phân tích hồi quy tuyến tính kết độ dai va đập 87 Bảng 17: Bảng thống kê mô tả giá trị độ dai va đập Charpy mẫu 88 Bảng 18: Bảng kiểm định khác biệt phương sai giá trị độ dai va đập Charpy .88 Bảng 19: Bảng kết ANOVA kết độ dai va đập Charpy 88 Bảng 20: Bảng kết Robust Test .89 Bảng 21: Bảng kiểm định sâu ANOVA giá trị độ dai va đập Charpy (Post Hoc Test) 89 x DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ Hình 1: Cấu trúc PE Hình 2: LDPE có mã SPI nhựa Hình 3: Cấu trúc LDPE Hình 4: Một số ứng dụng LDPE 12 Hình 5: Mút xốp làm từ nhựa LDPE 12 Hình 6: Phản ứng tổng hợp Etylen vinyl axetat từ Etylen Vinyl axetat 13 Hình 7: Sơ đồ cấu trúc EVA [5] 13 Hình 8: Một số ứng dụng nhựa EVA 16 Hình 1: Hạt nhựa LDPE .23 Hình 2: Hạt nhựa EVA 24 Hình 3: Máy phun ép nhựa trục đứng TKC 27 Hình 4: Khn tạo mẫu thí nghiệm 27 Hình 5: Mẫu thí nghiệm tạo sau trình ép 27 Hình 6: Kích thước mẫu thử tiêu chuẩn ASTM D638 28 Hình 7: Kích thước mẫu phương pháp đo độ bền kéo 29 Hình 8: Mẫu cho phương pháp kéo 29 Hình 9: Thiết bị Autograph AG-X Plus .31 Hình 10: Mẫu gá đặt lên máy 31 Hình 11: Mẫu kéo đứt 32 Hình 12: Máy ép nhựa Shine Well SW-120B 33 Hình 13: Khn tạo mẫu thí nghiệm 33 Hình 14: Nhựa sấy buồng sấy 34 Hình 15: Mẫu nhựa sau tiến hành ép .34 Hình 16: Kích thước mẫu kiểm tra độ bền uốn 34 Hình 17: Máy kéo uốn, kéo, nén vạn Instron 5566 .36 Hình 18: Mẫu gá đặt lên máy thử uốn .37 Hình 19: Kích thước mẫu kiểm tra độ dai va đập Charpy 38 Hình 20: Máy đo va đập Tinius Olsen IT504 39 Hình 21: Mẫu đo độ cứng 42 Hình 22: Đồng hồ SHORE D TECLOCK GS-702N 42 Hình 23: Máy HITACHI S-4800 44 Hình 1: mẫu đo độ cứng sau ép 45 Hình 2: Tổ chức tế vi bề mặt mẫu kiểm tra .72 Biểu đồ 1: Đường đặc tuyến giãn – nở mẫu T1 .46 xi TENSILE TEST Customer PB9 12YC2017 Product Name Test File Name PB9.612YC2017.xtak Method File Name Report Date Test Mode Speed 20/12/2017 Single 50mm/min Test Date Test Type Shape Name Break_Strain Parameters Sensitivity: 10 Unit 1_1 1_2 1_3 1_4 Average Standard Deviation % 83.9101 83.7944 108.165 73.9196 87.4473 14.5840 Comment Max_Stress Calc at Entire Areas N/mm2 8.70736 8.32355 8.96975 8.34270 8.58584 0.31095 PB9.6 12YC2017 ASTM D638 - 20kN camera.xmak 20/12/2017 Tensile Plate S K L 0 ... [6] - Very low density polyethylene (VLDPE): Polyethylene mật độ cực thấp - Low density polyethylene (LDPE): Polyethylene mật độ thấp - Linear low density polyethylene (LLDPE): Polyethylene mật... tỷ lệ EVA tương đối cao, từ 25% đến 75% khối lượng hỗn hợp Vì vậy, để làm rõ ảnh hưởng EVA đến hỗn hợp LDPE /EVA, ta vào nghiên cứu thực nghiệm tính chất học hỗn hợp với tỷ lệ khối lượng EVA nhỏ... Tuy nhiên, có số nghiên cứu hỗn hợp LDPE /EVA hỗn hợp PE /EVA giảm tính, cụ thể độ bền kéo gia tăng tỷ lệ EVA hỗn hợp Trong số nghiên cứu hỗn hợp LDPE /EVA PE /EVA? ?? số tiêu tính độ bền kéo, độ dai va