Luận văn thạc sĩ HUS nghiên cứu sử dụng bột gỗ phế thải, chế tạo vật liệu compozit trên nhựa nền polyvinyl clorua

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN -0-0-0 - NGUYỄN VĂN SƠN NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG BỘT GỖ PHẾ THẢI, CHẾ TẠO VẬT LIỆU COMPOZIT TRÊN NHỰA NỀN POLYVINYL CLORUA LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2014 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN -0-0-0 - NGUYỄN VĂN SƠN NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG BỘT GỖ PHẾ THẢI, CHẾ TẠO VẬT LIỆU COMPOZIT TRÊN NHỰA NỀN POLYVINYL CLORUA Chuyên ngành: Hóa mơi trường Mã số: 60440120 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS NGUYỄN VŨ GIANG Hà Nội – 2014 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới TS Nguyễn Vũ Giang tập thể phịng thí nghiệm vật liệu phi kim – Viện Kỹ Thuật Nhiệt Đới giao đề tài, tạo điều kiện tận tình bảo, hướng dẫn em suốt q trình hồn thành luận văn Em xin cảm ơn PGS.TS Đỗ Quang Trung anh chị phịng thí nghiệm Hóa Mơi Trường, khoa Hóa Học – Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên – ĐHQGHN tạo điều kiện giúp đỡ em trình thực luận văn Cuối em xin chân thành cảm ơn quan tâm, giúp đỡ động viên gia đình, bạn bè suốt thời gian thực luận văn Hà Nội, 2014 Học viên Nguyễn Văn Sơn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỤC LỤC MỞ ĐẦU .1 Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung vật liệu compozit nhựa/gỗ 1.1.1 Vật liệu polyvinyl clorua (PVC) 1.1.2 Bột gỗ bột gỗ keo tai tượng (BG) 1.1.3 Phụ gia gia cường silica 14 1.1.4 Bột gỗ biến tính hạt nano silica (SiO2) 16 1.2 Tình hình nghiên cứu ngồi nước 18 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 2.1.Nguyên liệu hóa chất 22 2.2 Chế tạo vật liệu compozit PVC/BG 22 2.2.1 Xử lý bột gỗ xút nóng (NaOH) 22 2.2.2 Biến tính bề mặt bột gỗ TEOS [23 - 25] 23 2.2.2 Chế tạo vật liệu compozit PVC/BG 23 2.3 Các phương pháp thiết bị nghiên cứu 23 2.3.1.Nghiên cứu đặc trưng nóng cháy vật liệu PVC/BG .23 2.3.2 Phương pháp xác định tính chất học 24 2.3.3 Phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng (TGA) 25 2.3.4 Phổ hồng ngoại phân tích chuỗi Fourrie (FT-IR) .25 2.3.5 Phương pháp kính hiển vi trường điện tử phát xạ (FESEM) 26 2.3.6 Phương pháp lưu biến trạng thái rắn 27 2.3.7 Khảo sát khả ngấm ẩm vật liệu 28 2.3.8 Khảo sát suy giảm oxy hóa quang-nhiệt-ẩm .28 2.3.9 Sự thay đổi màu sắc 29 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31 3.1 Tính chất nóng chảy, tính chất học vật liệu compozit PVC/BG .31 3.1.1 Ảnh hưởng hàm lượng DOP lên đặc trưng nóng chảy vật liệu compozit 31 3.1.2 Ảnh hưởng hàm lượng BG đến khả nóng chảy vật liệu 35 3.2 Ảnh hưởng hàm lượng chất biến tính TEOS bột gỗ có khơng có xử lý kiềm tới tính chất compozit 37 3.2.1 Tính chất nóng chảy tính chất học PVC/BG PVC/BKT 37 3.2.2 Tích chất uốn 42 3.2.3 Lưu biến trạng thái rắn 44 3.3 Tính chất nhiệt vật liệu compozit PVC/BG 46 3.4 Hình thái cấu trúc compozit vật liệu compozit PVC/BG 49 3.5 Nghiên cứu tính ngấm ẩm (Khả hấp thụ nước) 49 3.6 Thử nghiệm gia tôc thời tiết .51 3.6.1 Tính chất học 51 3.6.2 Phổ hồng ngoại (IR) 52 3.6.3 Độ suy giảm màu sắc 54 3.6.4 Cấu trúc hình thái bề mặt compozit 58 KẾT LUẬN .60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN 65 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Kí hiệu Giải thích BG Bột gỗ BT Bột gỗ biến tính TEOS BKT Bột gỗ xử lý kiềm, biến tính TEOS DMA Phân tích động (Dynamic Mechanical Analysis) DOP Dioctyl phtalat HDPE Polyetylen tỷ trọng cao FESEM Máy hiển vi trường điện tử phát xạ FT-IR Phổ hồng ngoại phân tích chuỗi Fourrie LDPE Polyetylen tỷ trọng thấp 10 PVC/BG Compozit poly vinyl clorua/ bột gỗ 11 PE Polyetylen 12 PP Polypropylen 13 PVC Polyvinyl clorua 14 PVC/BG Compozit polyvinylclorua/ bột gỗ 15 PVC/BT Compozit poly vinyl clorua/ bột gỗ biến tính TEOS 16 PVC/BKT 17 VTMS Vinyl–trimethoxy silane 18 SEM Kính hiển vi điện tử quét 19 TEOS Tetra etylortho silicat 20 TGA Phân tích nhiệt 21 WPC Compozit bột gỗ - nhựa nhiệt dẻo Compozit poly vinyl clorua/ bột gỗ xử lý kiềm, biến tính TEOS LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1 Diễn biến giá nhập số loại nhựa thông dụng .5 Bảng 2.Sản lượng PVC giới(đơn vị tính: 1.000 tấn) Bảng Thành phần hóa học số tự nhiên 12 Bảng Các thông số đặc trưng nóng chảy vật liệu compozit PVC/BG theo hàm lượng chất hóa dẻo khác 32 Bảng Ảnh hưởng hàm lượng DOP đến tính chất vật liệu compozit 34 Bảng 3 Ảnh hưởng hàm lượng DOP tới modun đàn hồi độ bền kéo đứt compozit .34 Bảng Các thơng số đặc trưng nóng chảy vật liệu compozit PVC/BG theo hàm lượng bột gỗ (BG) khác 36 Bảng Tính chất học compozit với hàm lượng bột gỗ khác 36 Bảng Ảnh hưởng hàm lượng hàm lượng TEOS biến tính bột gỗ đến tính chất vật liệu compozit .38 Bảng Tính chất lý compozit PVC/BT PVC/BKT theo hàm lượng TEOS biến tính 42 Bảng Tính chất uốn compozit theo hàm lượng TEOS biến tính bột gỗ .42 Bảng Các nhiệt độ bắt đầu kết thúc phân hủy nhiệt mẫu compozit PVC/BG, PVC/BT giai đoạn phân hủy 48 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1 Ván ép gỗ nhựa (a), ngoại thất gia đình (b) .4 Hình Trùng hợp monome vinyl clorua Hình Nhu cầu chất dẻo năm 2007 giới Theo: CMAI .5 Hình Sơ đồ phát triển ngành hóa dầu Việt Nam Hình Tình hình cung cầu nhựa PVC Việt Nam theo TPC Vina, Hiệp hội nhựa Việt Nam Hình Sơ đồ giai đoạn sản xuất bột gỗ .10 Hình Các cấu mài khác số loại máy mài bột gỗ 10 Hình Giá bột gỗ keo xuất (USD/tấn) 11 Hình Cấu trúc hóa học xenluloza 11 Hình 10 Cấu trúc hố học hemixenluloza .11 Hình 11 Cấu trúc hóa học lignin 12 Hình 12 Ảnh gỗ, keo tai tượng 13 Hình 13 Các dạng thù hình silic đioxit 15 Hình 14 Các dạng liên kết nhóm Si-O bề mặt silica kết tụ hạt silica 16 Hình 15 Kiềm hóa axetylate hóa bề mặt sợi xenluloza 17 Hình 16 Cơ chế ghép silan lên sợi gỗ 18 Hình Thiết bị trộn nóng chảyRheomix 610 (Đức), thiết bị ép nhiệt Toyoseky (Nhật Bản) máy tính chạy phần mềm polylab 24 Hình 2 Mẫu đo độ bền kéo đứt, mô đun đàn hồi 24 Hình Máy xác định tính chất học Zwick Z2.5 (a) thiết bị đo đa Instron 100kN (b) 25 Hình Máy phân tích nhiệt Shimadzu TGA 50H máy đo phổ hồng ngoại NEXUS 670 (Mỹ) .26 Hình Máy hiển vi trường điện tử phát xạ (FESEM) S-4800 (Nhật) 26 Hình Máy lưu biến C-VOR 150 (Anh) .27 Hình Cân phân tích số Precisa XB 320M 28 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình Mặt cắt ngang, thiết bị thử nghiệm gia tốc thời tiết UVCON 29 Hình Biểu đồ nóng chảy PVC 31 Hình Ảnh hưởng hàm lượng chất hóa dẻo (DOP) tới momen xoắn q trình gia cơng compozit .33 Hình 3 Ảnh hưởng hàm lượng DOP tới modun đàn hồi độ bền kéo đứt compozit .34 Hình Ảnh hưởng hàm lượng bột gỗ tới momen xoắn trình gia công compozit .35 Hình Ảnh hưởng hàm lượng bột gỗ tới độ bền kéo đứt, modun đàn hồi compozit 37 Hình Momen xoắn compozit PVC/BT, PVC/BKT 39 Hình Độ bền kéo đứt compozit theo hàm lượng biến tính TEOS 40 Hình Mơđun đàn hồi compozit theo hàm lượng TEOS biến tính 41 Hình Ảnh hưởng hàm lượng TEOS biến tính bột gỗ lên cường độ uốn vật liệu PVC/BG 43 Hình 10 Ảnh hưởng hàm lượng TEOS biến tính bột gỗ lên modul uốn vật liệu PVC/BG 44 Hình 11 Ảnh hưởng hàm lượng TEOS biến tính bột gỗ đến G’ compozit 45 Hình 12 Ảnh hưởng hàm lượng TEOS biến tính bột gỗ lên G’’ compozit 45 Hình 13 Giản đồ phân tích nhiệt (TGA) mẫu PVC 46 Hình 14 Giản đồ phân tích nhiệt compozit PVC/BT theo hàm lượng TEOS dùng để biến tính bột gỗ .47 Hình 15 Ảnh SEM vật liệu compozit PVC/BG PVC/BT 5% 49 Hình 16 Ảnh hưởng hàm lượng TEOS biến tính bột gỗ lên độ ngấm ẩm vật liệu PVC/BG 50 Hình 17 So sánh độ bền kéo đứt PVC, vật liệu compozit PVC/BG, PVC/BT PVC/KBT trước sau thử nghiệm gia tốc thời tiết .51 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 18 Môđun đàn hồi PVC, vật liệu compozit PVC/BG, PVC/BT PVC/KBT trước sau thử nghiệm gia tốc thời tiết .52 Hình 19 Phổ hồng ngoại vật liệu compozit PVC/BG, PVC/BT5 PVC/BKT5 trước sau thử nghiệm gia tốc thời tiết .54 Hình 20 Cơ chế phân hủy quang PVC 55 Hình 21 Cơ chế phân hủy lignin tiếp xúc UV 55 Hình 22 Mức độ suy giảm màu sắc ∆E* PVC mẫu vật liệu compozit 56 Hình 23 Sự thay đổi giá trị màu L* theo thời gian thử nghiệm gia tốc thời tiết 56 Hình 24 Độ suy giảm màu sắc mẫu theo thời gian thử nghiệm 58 Hình 25 Ảnh bề mặt compozit trước sau thử nghiệm gia tốc thời tiết .59 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Theo đó, mẫu sử dụng BT TEOS hàm lượng cao có độ hấp thụ nước nhỏ ngược lại Đối với bột gỗ biến tính, hạt silica phủ lên bề mặt bột gỗ làm giảm trình hấp phụ nước vào bên bột gỗ Mặt khác, vật liệu compozit chứa bột gỗ biến tính có độ tương hợp cao, chặt chẽ cấu trúc, nên nước khó xâm nhập vào bên vật liệu Tại 168 ngâm, PVC/BG PVC/BT 2,72 2,45 % cao nhiều so với độ ngấm ẩm PVC/BT PVC/BT (tương ứng 2,03 2,00 %) 3.6 Thử nghiệm gia tơc thời tiết 3.6.1 Tính chất học 0h 432 h 864 h 1296 h 35 Do ben keo dut (MPa) 30 25 20 15 10 PVC PVC/BG PVC/BT PVC/BT PVC/BKT PVC/BT PVC/BKT Compozit Hình 17 So sánh độ bền kéo đứt PVC, vật liệu compozit PVC/BG, PVC/BT PVC/KBT trước sau thử nghiệm gia tốc thời tiết Hình 3.17mơ tả phụ thuộc độ bền kéo đứt theo thời gian thử nghiệm gia tốc thời tiết Sau thử nghiệm gia tốc thời tiết, mẫu có độ bền kéo đứt giảm so với mẫu không thử nghiệm, nhiên mức độ suy giảm mẫu khác Mẫu PVC ban đầu có tốc độ suy giảm mạnh nhất, sau thử 1296 giờ, độ bền kéo đứt cịn lại 51,2 % Với có mặt BG, tốc độ suy giảm độ bền kéo đứt mẫu compozit có xu hướng chậm lại cịn lại 71,9 % Khi sử dụng BG biến tính, 51 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com suy giảm cải thiện rõ rệt, điều thể qua mức độ suy giảm mẫu sử dụng hàm lượng TEOS lớn, có độ giảm chậm Độ bền kéo đứt lại mẫu PVC/BT5 mẫu PVC/BKT5 tương ứng với 92,5 % 92,6 % Nhìn chung khơng có khác biệt lớn mẫu chưa xử lý kiềm với mẫu xử lý 0h 432 h 864 h 1296 h 1200 Modun dan hoi (MPa) 1000 800 600 400 200 PVC PVC/BG PVC/BT PVC/BT PVC/BKT PVC/BT PVC/BKT Compozit Hình 18 Mơđun đàn hồi PVC, vật liệu compozit PVC/BG, PVC/BT PVC/KBT trước sau thử nghiệm gia tốc thời tiết Hình 18 cho thấy suy giảm mô đun đàn hồi theo thời gian thử nghiệm gia tốc thời tiết Khác với suy giảm không đáng kể độ bền kéo đứt, mơ đun đàn hồi lại có suy giảm rõ rệt sau thời gian thử nghiệm gia tốc thời tiết Sự suy giảm tương đối vật liệu compozit trung bình khoảng 38 – 43 % Điều hiểu trình thử nghiệm thời tiết điều kiện nhiệt độ, độ ẩm cao khiến bột gỗ bị ngấm ẩm mạnh thời gian dài làm cho độ cứng giảm, dẫn tới giá trị mô đun đàn hồi vật liệu giảm theo Xu hướng giảm tương tự so với độ bền kéo đứt, mẫu biến tính hiệu nhờ lớp phủ silica bề mặt BG 3.6.2 Phổ hồng ngoại (IR) Sự phân hủy quang compozit phụ thuộc vào mức độ oxi hóa quang polyme (PVC) bột gỗ Dưới tác động tia UV nước, PVC có xu 52 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com hướng bị phân hủy thành gốc tự giải phóng khí hidroclorua Trong khi, lignin BG có xu hướng hấp thụ UV giải phóng o-quinon p-quinon làm tăng mật nhóm C=O Do coi số cacbonyl phản ánh mức độ oxy hóa quang vật liệu compozit tác thử nghiệm thời tiết Với mẫu PVC/BG, số cacbonyl tăng lên gấp 3,22 lần Trong mẫu biến tính mức độ tăng chậm (1,97 1,34 lần cho mẫu PVC/BT5 PVC/BKT5, tương ứng) Kết phản ánh hiệu che chắn SiO2 cho BG tác động UV Tuy nhiên mẫu xử lý kiềm cho thấy tốc độ phân hủy quang chậm lượng lớn lignin bị loại bỏ trình xử lý kiềm Bảng 10 Chỉ số cacbonyl mẫu vật liệu compozit sau thử nghiệm gia tốc thời tiết Tên mẫu compozit Chỉ số cacbonyl Ban đầu 432 1296 PVC/BG 1,12 1,87 3,61 PVC/BT5 1,37 1,92 2,71 PVC/BKT5 6,87 8,89 9,23 Phổ hồng ngoại trước thời gian thử nghiệm gia tốc thời tiết mẫu compozit PVC/BG, PVC/BT5 PVC/BKT5 hình 3.19 Kết ra, mẫu sau thử nghiệm píc đặc trưng cho C=O C-H có độ rộng phổ tăng, mặt khác cường độ píc giảm, phản ánh phân hủy mạnh tồn mẫu, cho thấy, vai trò nước chu kỳ ngưng rửa trôi gốc bị phân hủy 53 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 19 Phổ hồng ngoại vật liệu compozit PVC/BG, PVC/BT5 PVC/BKT5 trước sau thử nghiệm gia tốc thời tiết 3.6.3 Độ suy giảm màu sắc Màu sắc vật liệu định có mặt nhóm mang màu COO-, C=N Sự thay đổi màu sắc compozit PVC/BG thử nghiệm gia tốc thời tiết hình thành nhóm mang màu mới, tác nhân hóa học tác nhân vật lý gây Dưới tác động UV, ton có lượng cao (>250nm) tác động tớigốc vinyl clorua dẫn tới hình thành gốc tự giải phóng khí HCl, làm cho màu vật liệu bị vàng Ngoài BG bị tác động giải phóng đồng phân quinon từ lignin Các nhóm dễ bị nước (trong giai đoạn ngưng) rửa trôi, làm màu BG trở nên nhạt Các Các gốc tự tiếp tục tham gia phản ứng với phân tử vinyl clorua tách HCl khỏi polyme Cơ chế phân hủy PVC BG trình bày hình 3.20 hình 3.21[42] 54 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 20 Cơ chế phân hủy quang PVC C C C HC OH C HC OH C C C HC OH C HC OH O OH OCH3 OCH3 O CH3OH + O O o-Quinon C hv -H O2 C OCH3 O C O HC OH O2 OCH3 + O C HC O OCH3 p-Quinon Hình 21 Cơ chế phân hủy lignin tiếp xúc UV 55 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 30 25  20 15 PVC PVC/BG PVC/BKT PVC/BT PVC/BKT 10 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 Time (h) Hình 22 Mức độ suy giảm màu sắc ∆E* PVC mẫu vật liệu compozit 65 60 55 50 L 45 40 35 PVC PVC/BG PVC/BKT PVC/BT PVC/BKT 30 25 20 200 400 600 800 1000 1200 1400 Time (h) Hình 23 Sự thay đổi giá trị màu L* theo thời gian thử nghiệm gia tốc thời tiết Từ hình 3.22 cho thấy suy giảm màu sắc (∆E*) compozit cho mẫu PVC/BT, PVC/BKT có chung xu hướng tăng dần theo thời gian thử nghiệm 56 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com gia tốc thời tiết, mẫu PVC/BG lại có độ suy giảm màu cao nhất, mẫu PVC/BT có độ suy giảm thấp dần tăng hàm lượng chất biến tính TEOS Độ suy giảm màu compozit PVC/BKT PVC/BT khơng có cải thiện khơng đáng kể, điều giải thích BG chưa biến tính xử lý kiềm có chứa lignin cao (theo bảng 1.3 thành phần hóa học bột gỗ) bị phân hủy màu sắc cao so với thành phần xenlunozo BG sau xử lý kiềm, biến tính hàm lượng lignin giảm dẫn tới trơ thành phần xenlunozo bền mặt BG, khiến cho compozit có màu sắc tươi sáng hơn, bền trước thử nghiệm thời tiết Hình 3.23 Cho thấy thay đổi giá trị màu sáng (L*) tăng theo thời gian thử nghiệm gia tốc thời tiết Các compozit xử lý kiềm trước biến tính cho màu sáng cao so với PVC/BG PVC/BT Sự thay đổi màu đỏ (a*) thành phần khoáng bột gỗ màu vàng (b*) tăng theo thời gian thử nghiệm gia tốc thời tiết trình phân hủy lignin theo chế hình 3.20 Tại thời gian thử nghiệm gia tốc thời tiết khoảng 800 biến động màu sắc PVC tăng rõ rệt điều giải thích thử nghiệm thời tiết với UV chiếu nhiệt ẩm ngưng ẩm rửa trôi nước [41] PVC – 288 h PVC – 432 h PVC – 864 h PVC – 1296 h PVC/BG – 288 h PVC/BG – 432 h PVC/BG – 864 h PVC/BG – 1296 h 57 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com PVC/BKT – 288 h PVC/BKT – 432 h PVC/BKT – 864 h PVC/BKT – 1296 h PVC/BT – 288 h PVC/BT – 432 h PVC/BT – 864 h PVC/BT – 1296 h PVC/BKT – 288 h PVC/BKT – 432 h PVC/BKT – 864 h PVC/BKT – 1296 h Hình 24 Độ suy giảm màu sắc mẫu theo thời gian thử nghiệm 3.6.4 Cấu trúc hình thái bề mặt compozit Ảnh FESEM cuả vật liệu compozit PVC/BG, PVC/BT5 PVC/BKT5 không có thử nghiệm thời tiết sau 1296 h trình bày hình 3.25 Qua hình ảnh SEM cho thấy bề mặt mẫu mẫu không thử gia tốc PVC/BG có có chứa nhiều lỗ trống tương hợp bột gỗ polyme so với mẫu PVC/BT5 Chính khuyết tật nguyên nhân làm giảm nhanh tính chất học PVC/BG Cấu trúc bề mặt mẫu PVC/BT5 chặt chẽ lỗ trống điều biến tính TEOS làm tăng tính tương hợp bột gỗ polyme nên tính chất học cải thiện 58 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com PVC/BG PVC/BG PVC/BT PVC/BKT Hình 25 Ảnh bề mặt compozit trước sau thử nghiệm gia tốc thời tiết Khi so sánh hình ảnh mẫu sau 1296 h sau thửng nghiệm giá tốc thời tiết với mẫu không ta thấy có thay đổi rõ rệt đặc biệt mẫu PVC/BG Các mẫu có nhiều lỗ trỗng, bề mặt gồ ghề Điều tác dụng tia UV mẫu bị oxy hóa làm phân hủy liên kết nhựa bột gỗ Bề mặt PVC/BG bị phá hủy nặng 59 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com KẾT LUẬN Đã khảo sát xác định hàm lượng chất phụ gia hóa dẻo DOP, hàm lượng bột gỗ gia công chế tạo compozit PVC/BG Hàm lượng bột gỗ lựa chọn chế tạo compozit 30% kl compozit, hàm lượng DOP 15% kl PVC Đã khảo sát xác định hàm lượng chất biến tính TEOS từ – 10% kl (tính theo BG) BG biến tính TEOS 5%kl (BG) cho compozit có tính chất học, tính chất nhiệt, độ bền thời tiết, độ bền màu, độ kháng nước cao Mô đun đàn hồi đạt 1129 MPa tăng 67,2 %, độ bền kéo đứt 34,64 MPa tăng 31, %, mô đun uốn đạt cao với 2609 MPa tăng 27,5 %, cường độ uốn đạt 53,59 MPa tăng 41 % so với mẫu PVC/BG Đã tiến hành làm bột gỗ phương pháp kiềm nóng trước biến tính TEOS Tính chất học compozit PVC/BKT cao so với PVC/BT khơng có khác biệt rõ rệt Do vậy, tiến hành sản xuất qui mơ cơng nghiệp tính đến chi phí kinh tế vấn đề bảo vệ mơi trường hồn tồn bỏ qua bước xử lý kiềm mà đảm bảo tính chất học Đã tiến hành thử nghiệm gia tốc thời tiết, kết cho thấy, mẫu biến tính có độ bền màu, tính chất học hình thái cấu trúc vật liệu nâng cao Thử nghiệm thời tiết 1296 compozit PVC/BT 5, độ bền kéo đứt giảm 7,7 %, mô đun đàn hồi giảm 38 % so với mẫu ban đầu Compozit PVC/BT đảm bảo yêu cầu thẩm mỹ đặc tính kỹ thuật ứng dụng sản phẩm vào thực tế 60 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Trần Văn Chứ (2005), “Nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ nhựa novolac đến số tiêu tính chất gỗ biến tính”, Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển nông thôn, Kỳ 1, tr 82-85 Trần Văn Chứ (2006), “Nghiên cứu cơng nghệ biến tính gỗ keo tai tượng nhựa epoxy”, Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển nông thôn, Kỳ 2, tr.73-76 Bùi Chương, Đặng Việt Hưng, Phạm Thượng Giang (2008) “Sử dụng silica biến tính bis (3-trietoxy silylpropyl) tetrasulfit silan (TESPT) làm chất gia cường cho hỗn hợp cao su thiên nhiên-butadien”, Tuyển tập báo cáo hội thảo vật liệu polyme compozit năm 2008, Chương trình nghiên cứu phát triển ứng dụng công nghệ vật liệu KC-02, tr 175-186 Trần Vĩnh Diệu, Bùi Chương, Nguyễn Huy Tùng, Phan Minh Ngọc (2009), “Bài tổng quan: Nghiên cứu ứng dụng sợi tre sợi đay làm chất gia cường cho vật liệu polyme compozit Việt Nam”, Tạp chí Hóa học, T 47 (6), tr 236-247 Vũ Huy Đại “Nghiên cứu công nghệ sản xuất compozit từ phế liệu gỗ chất dẻo phế thải” (2010-2012), Tạp chí Hóa học T.46(5A) Nguyễn Hữu Đĩnh, Đỗ Đình Rãng (2010), Hoá học hữu 1, NXB Giáo dục Việt Nam Đặng Việt Hưng, Bùi Chương, Phan Thị Minh Ngọc, Hoàng Nam (2009), “Nghiên cứu chế tạo, cấu trúc tính chất nanocompozit sở cao su thiên nhiên silica biến tính silan”, Tạp chí Hóa học, 47(3), tr 363-367 Vi Đức Long (2013), Nghiên cứu chế tạo khảo sát tính chất vật liệu compozit nanosilica-bột gỗ/polyetylen tỷ trọng cao, Luận văn thạc sĩ khoa học, chun ngành Cơng nghệ Hóa học, Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên, ĐHQGHN Hà Tiến Mạnh, Nguyễn Bảo Ngọc, Nguyễn Đức Thành, Đỗ Thị Hoài Thanh, Hà Thị Thu (2011),“Nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ bột gỗ nhựa polypropylen đến tính chất compozit gỗ-nhựa”, Tạp chí Khoa học Lâm nghiệp, (số 1), tr 17521759 61 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 10 TS Đào Thế Minh (2003), “Vật liệu polyme compozit” 11 Hồng Nhâm (1999), Hóa học vơ tập 2, NXB Giáo dục 12 Đỗ Thanh Tú (2009), “Nghiên cứu biến đổi tính chất vật lý hóa học gỗ keo q trình xử lý kiềm nóng”, Báo cáo tổng kết đề tài cấp năm 2008, Viện Công nghệ Giấy Xenluno, Bộ Công thương, trang 10 – 25 Tiếng Anh 13 A Karmarkar, S Chauhan, J Modak, M Chanda (2007), “Compozits”, Part A, 38, pp 227-233 14 Alireza Ashori, Amir Nourbakhsh (2011), “Eur J Wood and Wood Prod”, T 69, pp 663-671 15 Amir Nourbakhsh, Foad Farhani Baghlani, Alireza Ashori (2011), “NanoSiO2 filled rice husk/polypropylene compozits: Physico-mechanical properties”, Industrial Crops and Products, Part 33, pp 83-187 16 Andrew J Peacock, “Handbook of polyethylene, Structures, Properties and Applications”, Marcel Dekker, Inc, NewYork, Basel, 4-5 17 Annual Book of ASTM Standards, 1971, Part 29 (1971), pp 51-80 18 Chen-Feng Kuan, Hsu-Chiang Kuan, Chen-Chi M Ma, Chien-Ming Huang (2006), “Mechanical,thermal and morphological propertiesof water-crosslinked wood flour reinforced linear low-density polyethylene compozit”, Compozit, Part A 37, pp 1696 - 1707 19 C.H Chen, Y.W Lo, C.F Mao, “Study of Fusion Percolation Thresholds of Rigid PVC Compounds”, Journal of Applied Polyme Science, 81 (12), 3022-3029 (2001) (SCI) 20 Cox W P., Merz E H (1958), “Correlation of dynamic and steady- flow viscosities”, J Polyme Science 28(118), pp 619-622 21 Galgali G., Ramesh C., Lele A (2001), “A rheological study of the kinetics of hybrid in polypropylene nanocompozits”, Macromolecules 34, pp 853 22 G Grubbström, K Oksman (2009), “Influence of wood flour moisture content on the degree of silane-crosslinking and its relationship to structure-property 62 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com relations of wood–thermoplastic compozits”, Compozits Science and Technology, (69), pp 1045-1050 23 Nguyen Vu Giang, Tran Huu Trung, Mai Đuc Huynh (2012), “Weather resistance and water absorbitlity of wood flour/HDPE compozits”, Tạp chí Hóa học, T 50 (6B), pp 171-174 24 Nguyen Vu Giang, Tran Huu Trung, Mai Duc Huynh, Vu Manh Tuan (2014) “Study on the effect of SiO2 - graft wood flour on the propeties of polypropylene/wood flour nanocompozits”, Vietnam Journal of Science and Technology, 52(3B), pp xx,xx 25 Nguyen Vu Giang, Tran Huu Trung, Mai Duc Huynh, Vu Manh Tuan, Nguyen Ngoc Hung (2012) “The formation of silica nanoparticles on the wood flour an hits characteristics”, Vietnam Journal of Science and Technology, vol 52(6B), pp 142 – 147 26 Goran Grubbstrom, Allan Holmgren, Kristiina Oksman (2011),“Silanecrosslinking of recycled low-density polyethylene/wood compozits”, Compozits: Part A 41, pp 678-683 27 Haoli Zhou, Yi Su, Xiangrong Chen, Shouliang Yi, Yinhua Wan (2010), “Modification of silicalite by vinyltrimethoxysilane (VTMS) and preparation of silicalite-1 filled polydemethylsiloxane(PDMS) hybrid pervaporation membrances”, Separation and Purification Technology, (75), pp 286-294 28 J E Winandy, N M Stark, E Horn (2008), Wood-plastic compozsites using thermomechanical pulp made from oxalic acid-pretreated red pine chips, 7th Global WPC and Natural Fibre Compozits Congress and Exhibition, in Kassel- Germany 29 J Li, P Xue, W Ding, J Han, G Sun(2009), “Micro-encapsulated paraffin/high-density polyethylene/wood flour compozit as form-stable phase change material for thermal energy storage”, Solar Energy Materials & Solar Cells, (93), pp 1761-1767 30 Kruenate J., Tongpool R., Kongrat P (2005), “Rheological Characteristics of Ethylene Vinyl Acetate (EVA)/Silane Nanocompozits”, Journal of Metastable and Nanocrystalline Materials 23, pp 227-230 63 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 31 Doan Thi Thu Loan, Edith Maeder (2010), “Investigation on the mechanical behaviour of jute fiber and jute/polypropylene microcompozits”, Asian workshop on polyme processing 2010, Dec 7-10 2010, Hanoi, Vietnam, pp 197-201 32 Magnus Bengtsson, Kristiina Oksman (2006), “The use of silane technology in crosslinking polyethylene/wood flour compozits”, Compozit Part A: Applied science and manufacturing 37, pp 752-765 33 M Bengtsson, K Oksman (2006), “Silane crosslinked wood plastic compozits: Processing and properties”, Compozits Science and Technology 66, pp.2177-2186 34 M L Kosonen, B Wang, G T Caneba, D J Gardner, Tim G Rials (2000), “Polystyrene/wood compozits and hydrophobic wood coatings from water-based hydrophilic-hydrophobic block copolymes”, Clean Products and Processes 2, pp.117-123 35 Meyers and Chawla (1999): "Mechanical Behavior of Materials," pp 98-103 36 O Faruk, L M Matuana (2008), “Nanoclay reinforced HDPE as a matrix for wood-plastic compozits”, Compozits Science and Technology, 68, pp 2073-2077 37 Peng L., Qisui W., Xi L., Chaocan Z (2009), “Investigation of the states of water and OH groups on the surface of silica”, Colloids and Surfaces A: Physicochem Eng Aspects 334, pp 112-115 38 Qiu-Ping Liu, Ling-Xiang Gao, Zi-Wei Gao, Lin Yang (2007), “Preparation and characterization of polyimide/silica nanocompozit spheres”, Materials Letters 61, pp 4456-4458 39 R C Pettersen (1987), The chemistry of solid wood, John Wiley & Sons, Inc 40 Xianqiong Chen, Yuyang Liu, Haifeng Lu, Hengrui Yang (2010), “In-situ growth of silica nanoparticles on cellulose and application of hierarchical structure in biomimetic hydrophobicity”, Cellulose, 17, pp 1103-1113 41 X Krishna K Pandey, “Study of the effect of photo-irradiation on the surface chemistry of wood” Institute of Wood Science and Technology, 18th Cross Malleswaram, Bangalore-560003, Indi a, Polyme Degradation and Stability 90 (2005), pp – 20 64 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 42 Z Laurent m Matuana and Donatien p Kamdem, (2002) “Accelerated Ultraviolet Weathering of PVC/Wood-Flour Compozits” POLYME englnffrlng AND SCIENCE, Vol 42, No 8, pp 1657 – 1666 43 Z K Chaochanchaikul1, V Rosarpitak2, N Sombatsompop, (2013), “Photodegradation profiles of PVC compound and wood/PVC compozits under UV weathering”, eXPRESS Polyme Letters Vol.7, No.2, pp 146–160 CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN Nguyễn Vũ Giang, Thái Hoàng, Đỗ Quang Trung, Mai Đức Huynh, Trần Hữu Trung, Đỗ Quang Thẩm, Nguyễn Văn Sơn, Đào Quốc Hùng, (2014) “Ảnh hưởng bột gỗ biến tính đến tính chất hình thái cấu trúc vật liệu compozit polyvinyl clorua/bột gỗ”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên Công nghệ, ISSN 0866-8612, trang 108 – 115 Nguyễn Vũ Giang, Thái Hoàng, Đỗ Quang Trung, Mai Đức Huynh, Trần Hữu Trung, Đỗ Quang Thẩm, Nguyễn Văn Sơn, Đào Quốc Hùng (2014) “Ảnh hưởng gia tốc thời tiết đến tính chất hình thái cấu trúc vật liệu compozit polyvinylclorua/bột gỗ”Hội thảo nghiên cứu ứng dụng phát triển công nghệ vật liệu sơ kết kỳ chương trình KC.02/11-15 năm 2014, trang 238 – 246 65 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... ? ?Nghiên cứu sử dụng bột gỗ phế thải, chế tạo vật liệu compozit nhựa polyvinylclorua” làm đề tài nghiên cứu luận văn Trong luận văn này, vật liệu compozit PVC/BG chế tạo từ bột gỗ bột gỗ biến tính bề... -0-0-0 - NGUYỄN VĂN SƠN NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG BỘT GỖ PHẾ THẢI, CHẾ TẠO VẬT LIỆU COMPOZIT TRÊN NHỰA NỀN POLYVINYL CLORUA Chun ngành: Hóa mơi trường Mã số: 60440120 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI... xuất từ vật liệu compozit nhựa /gỗ từ nước để bán nước Do đó, việc tận dụng nguồn phế liệu bột gỗtrong nước để chế tạo vật liệu polyme compozit nhựa /gỗ phục vụ ngành công nghiệp sản xuất vật liệu