Nghiên cứu chế tạo khẩu trang phân hủy sinh học từ sợi chuối bằng phương pháp ép nhiệt đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ vật liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO KHẨU TRANG PHÂN HỦY SINH HỌC TỪ SỢI CHUỐI BẰNG PHƯƠNG PHÁP ÉP NHIỆT GVHD: TS NGUYỄN VŨ VIỆT LINH SVTH: TRẦN QUỐC VIỄN VĂNG HOÀI ÂN SKL009203 Tp.Hồ Chí Minh, tháng 9/2022 TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG BỘ MƠN CƠNG NGHỆ VẬT LIỆU KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO KHẨU TRANG PHÂN HỦY SINH HỌC TỪ SỢI CHUỐI BẰNG PHƯƠNG PHÁP ÉP NHIỆT GVHD : TS NGUYỄN VŨ VIỆT LINH SVTH : TRẦN QUỐC VIỂN VĂNG HỒI ÂN MSSV : 18130054 18130005 KHĨA : 2018 TP Hồ Chí Minh, tháng 09 năm 2022 TRƯỜNG ĐH SƯ 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 CHẾ TẠO KHẨU TRANG PHÂN HỦY SINH HỌC TỪ SỢI CHUỐI BẰNG PHƯƠNG PHÁP ÉP NHIỆT GVHD : TS NGUYỄN VŨ VIỆT LINH SVTH : TRẦN QUỐC VIỂN VĂNG HOÀI ÂN MSSV : 18130054 18130005 KHĨA : 2018 TP Hồ Chí Minh, tháng 09 năm 2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG BM CƠNG NGHỆ VẬT LIỆU Tp Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng năm 2022 NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: TS NGUYỄN VŨ VIỆT LINH Cơ quan công tác giảng viên hướng dẫn: Đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM Sinh viên thực hiện: Văng Hoài Ân Trần Quốc Viển MSSV: 18130005 MSSV: 18130054 Tên đề tài: “Nghiên cứu chế tạo trang phân hủy sinh học từ sợi chuối phương pháp ép nhiệt” Nội dung khóa luận: ● Tổng quan tài liệu liên quan đến đề tài nghiên cứu Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ và thời gian xử lý sợi, nồng độ và số lần xử lý NaOH/H2O2 đến tính chất sợi chuối ● Khảo sát ảnh hưởng thông số kỹ thuật ép nhiệt đến hình thái và tính chất màng làm từ sợi chuối ● Đánh giá tính chất màng làm từ sợi chuối kính hiển vi điện tử quét (SEM) (hoặc kính hiển vi quang học), phân tích nhiệt, quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR), tính ● Sản phẩm tạo thành: trang có đặc tính phân hủy sinh học từ sợi chuối Ngày giao đồ án: 25.02.2022 Ngày nộp đồ án: 25.08.2022 Ngơn ngữ trình bày: Bản báo cáo: Tiếng Anh ☐ Tiếng Việt ☒ Trình bày bảo vệ: Tiếng Anh ☐ Tiếng Việt ☒ TRƯỞNG BỘ MÔN (Ký, ghi rõ họ tên) GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) i TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TP HCM Độc lập - Tự – Hạnh phúc KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG BM CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU Tp Hồ Chí Minh, ngày …tháng …năm 2022 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Sinh viên thực hiện: Văng Hoài Ân Trần Quốc Viển MSSV: 18130005 MSSV: 18130054 Ngành: Công Nghệ Vật Liệu Tên đề tài: Nghiên cứu chế tạo trang phân hủy sinh học từ sợi chuối phương pháp ép nhiệt Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Vũ Việt Linh Cơ quan công tác giảng viên hướng dẫn: Đại Học Sư phạm Kỹ thuật Thành Phố Hồ Chí Minh Địa chỉ: số Võ Văn Ngân, phường Linh Chiểu, Thành phố Thủ Đức NHẬN XÉT Về nội dung đề tài và khối lượng thực hiện: Tinh thần học tập, nghiên cứu sinh viên: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Điểm: (Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2022 Giáo viên hướng dẫn ii NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN Sinh viên thực hiện: Văng Hoài Ân Trần Quốc Viển MSSV: 18130005 MSSV: 18130054 Ngành: Công Nghệ Vật Liệu Tên đề tài: Nghiên cứu chế tạo trang phân hủy sinh học từ sợi chuối phương pháp ép nhiệt Họ và tên Giáo viên phản biện: Cơ quan công tác GV phản biện: Địa chỉ: NHẬN XÉT Về nội dung đề tài và khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Kiến nghị và câu hỏi: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Điểm: (Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2022 Giáo viên phản biện iii LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Tiến sĩ Nguyễn Vũ Việt Linh tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi vật chất lẫn kiến thức giúp hoàn thành tốt bài luận văn Tôi xin cảm ơn Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh, đặc biệt là thầy cô Khoa Khoa học Ứng Dụng tạo cho môi trường học tập, động, sáng tạo, truyền đạt kiến thức bổ ích, kỹ cần thiết những năm học vừa qua Bên cạnh đó, chúng tơi xin gửi lời cảm ơn đến giả, đồng tác giả bài viết khoa học mà sử dụng bài khóa luận Chúng tơi xin cảm ơn gia đình giúp đỡ, động viên, tạo điểu kiện tốt từ vật chất tinh thần cho học tập và nghiên cứu suốt thời gian qua Cảm ơn tất bạn bè quan tâm, động viên và giúp đỡ lúc khó khăn Cuối cùng, chúng tơi xin chân thành cảm ơn thân kiên trì, cố gắng đến để hoàn thành bài khóa luận tốt nghiệp này Trong trình thực đề tài trình hoàn thành bài báo cáo khóa luận, thời gian, kinh nghiệm cịn hạn chế nên bài khóa luận khơng thể tránh khỏi thiếu sót lúc làm Chúng tơi mong thơng cảm và đóng góp thầy cô để bài báo cáo này hoàn thiện Chúng xin trân trọng cảm ơn! iv LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan khóa luận tốt nghiệp này là nghiên cứu cá nhân Với hướng dẫn TS Nguyễn Vũ Việt Linh Chúng xin cam đoan số liệu cơng trình này là chúng tơi thực và xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Các số liệu và kết luận văn tốt nghiệp thuộc quyền sở hữu giảng viên hướng dẫn Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 08 năm 2022 Văng Hoài Ân Trần Quốc Viển v MỤC LỤC NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP .i NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ii NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN iii LỜI CẢM ƠN iv LỜI CAM ĐOAN v MỤC LỤC vi DANH MỤC BẢNG ix DANH MỤC HÌNH ẢNH x DANH MỤC NHỮNG TỪ VIẾT TẮT………………………………………… xii MỞ ĐẦU .1 Đặt vấn đề Mục tiêu đề tài Nội dung đề tài Ý nghĩa khoa học thực tiễn Phạm vi nghiên cứu CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Nguồn nguyên liệu 1.1.1 Tình hình giới 1.1.2 Tình hình Việt Nam 1.2 Ứng dụng 1.3 Thành phần hóa học tính chất 1.3.1 Cellulose 10 1.3.2 Hemicellulose 12 1.3.3 Lignin 13 1.4 Tổng quan tình hình, đặc trưng, tính chất trang .14 1.4.1 Tổng quan tình hình trang 14 vi 1.4.2 Tình hình xử lý rác thải trang qua sử dụng 16 1.4.3 Tiêu chuẩn tính chất, đặc điểm trang cần đạt 18 1.4.4 Những yêu cầu cho vật liệu thay chế tạo trang 19 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 2.1 Nguyên liệu, hóa chất thiết bị 20 2.1.1 Nguyên liệu hóa chất 20 2.1.2 Dụng cụ thiết bị sử dụng 21 2.2 Quy trình thực nghiệm 24 2.2.1 Quy trình xử lý sợi 24 2.2.2 Quy trình ép màng sợi chuối 27 2.3 Phương pháp khảo sát, phân tích đánh giá 29 2.3.1 Đánh giá bề dày màng 29 2.3.2 Cơ tính màng sợi chuối 30 2.3.3 Phương pháp đánh giá độ hấp thụ nước 32 2.3.4 Phân tích phổ hồng ngoại biến đổi Fourier 32 2.3.5 Phân tích nhiệt trọng lượng TGA 33 2.3.6 Phân tích đánh giá màng sợi 33 2.3.7 Đánh giá độ phân hủy sinh học 34 2.3.8 Đánh giá độ pH 36 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 37 3.1 Khảo sát ảnh hưởng trình xử lý lên hình thái tính chất sợi 37 3.1.1 Ảnh hưởng nồng độ kiềm lên sợi chuối 37 3.1.2 Ảnh hưởng nồng độ H2O2 39 3.1.3 Ảnh hưởng q trình xử lý hóa học đến hình thái tính chất sợi 41 3.1.3.1 Hình thái kích thước sợi chuối 41 3.1.3.2 Độ ẩm sợi 43 3.1.3.3 Phân tích nhiệt trọng lượng 44 3.1.3.4 Đánh giá phổ FTIR sợi chuối 45 3.2 Khảo sát ảnh hưởng q trình xử lý sợi lên tính chất màng sợi 47 vii