Nghiên cứu thay thế cấu tử anhydride phthalic trong mạch phân tử nhựa polyester không no bằng acid adipic (ad) methylhexahydro phthalic anhydride (mhhpa)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHENIKAA _ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU THAY THẾ CẤU TỬ ANHYDRIDE PHTHALIC TRONG MẠCH PHÂN TỬ NHỰA POLYESTER KHÔNG NO BẰNG ACID ADIPIC (AD) / METHYLHEXAHYDRO PHTHALIC ANHYDRIDE (MHHPA) Sinh viên: Nguyễn Thị Hiên Mã sinh viên : 18010193 Khóa : K12 Ngành: Cơng nghệ vật liệu Hệ: Đại học quy Giảng viên hướng dẫn : TS Phạm Thị Lan Hương ThS Hà Thu Hường Hà Nội, Năm 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHENIKAA _ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU THAY THẾ CẤU TỬ ANHYDRIDE PHTHALIC TRONG MẠCH PHÂN TỬ NHỰA POLYESTER KHÔNG NO BẰNG ACID ADIPIC (AD) / METHYLHEXAHYDRO PHTHALIC ANHYDRIDE (MHHPA) Sinh viên: Nguyễn Thị Hiên Mã sinh viên : 18010193 Khóa : K12 Ngành: Cơng nghệ vật liệu Hệ: Đại học quy Giảng viên hướng dẫn : TS Phạm Thị Lan Hương ThS Hà Thu Hường Hà Nội, Năm 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHENIKAA Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHẬN XÉT ĐỒ ÁN/KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Giảng viên hướng dẫn 1: TS Phạm Thị Lan Hương Đơn vị công tác: Khoa CNSH-HH-KTMT- Đại học Phenikaa Giảng viên hướng dẫn 2: Th.S Hà Thu Hường đồn Đơn vị cơng tác: Trung Tâm Polyme – CTCP Tập Phượng Hoàng xanh A&A Tên đề tài: ‘‘Nghiên cứu thay cấu tử anhydride phthalic mạch phân tử nhựa polyester không no acid adipic (AD)/methylhexahydro phthalic anhydride (MHHPA)” Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Hiên Ngành: Công Nghệ Vật liệu NỘI DUNG NHẬN XÉT I Nhận xét ĐAKLTN: - Nhận xét hình thức: Đồ án trình bày mạch lạc, logic, bố cục theo yêu cầu Tuy nhiên, cần soát lại số lỗi đánh máy, số thập phân phải đưa quy định - Tính cấp thiết đề tài: Đề tài đảm bảo tính mới, tính cấp thiết: biến tính nhựa polyester khơng no (PEKN) để cải thiện số tính chất lý, độ bền nhiệt khả chịu UV - Mục tiêu đề tài: Nghiên cứu tổng hợp thành công mẫu nhựa PEKN thay cấu tử AP AD/MHHPA nhằm nâng cao tính chất lý bền nhiệt, khả chịu UV sản phẩm - Nội dung đề tài: Đề tài trình bày nội dung nghiên cứu sau: ✓ Nghiên cứu tổng hợp nhựa PEKN cấu tử AP cấu tử AD sử dụng phương pháp trùng ngưng thể nóng chảy ✓ Nghiên cứu tổng hợp nhựa PEKN cấu tử AP cấu tử MHHPA sử dụng phương pháp trùng ngưng thể nóng chảy ✓ Nghiên cứu tổng hợp nhựa PEKN cấu tử AP AD/ MHHPA sử dụng phương pháp trùng ngưng thể nóng chảy Các thơng số đặc trưng, tính chất lý, độ bền nhiệt khả chịu xạ UV hệ nhựa PEKN biến tính khảo sát so sánh với mẫu nhựa PEKN khơng biến tính - Tài liệu tham khảo: Trích dẫn tài liệu tham khảo đầy đủ, đặc biệt nội dung nghiên cứu tổng quan Có trích dẫn số tài liệu tham khảo năm trở lại Tuy nhiên, số tài liệu tham khảo cịn thiếu thơng tin trích dẫn chưa quy cách - Phương pháp nghiên cứu: Đề tài có sử dụng phương pháp trùng ngưng thể nóng chảy để tổng hợp nhựa polyester khơng no, giúp sinh viên cố kiến thức trình tổng hợp polymer Ngồi ra, đề tài có sử dụng số phương pháp phân tích để đánh giá thơng số kỹ thuật, tính chất lý vật liệu polyme Khả chịu xạ UV đánh giá thơng qua thí nghiệm thiết bị gia tốc thời gian UV Test Một số phương pháp phân tích đại sử dụng bao gồm: phân tích phổ hồng ngoại FTIR, phân tích nhiệt quét vi sai TGA - Tính sáng tạo ứng dụng: Đề tài có tính mới, tính sáng tạo khả ứng dụng vào thực tế II Nhận xét tinh thần thái độ làm việc sinh viên: Trong q trình làm việc, sinh viên tích cực, chủ động triển khai nội dung nghiên cứu theo kế hoạch hoàn thành toàn nội dung công việc theo kế hoạch đề III Kết đạt được: - Đã tổng hợp khảo sát thơng số kỹ thuật, tính chất lý, tính chất nhiệt nhựa PEKN biến tính thay phân tử AP AD tỷ lệ mol: 0,1; 0,15; 0,20 0,25 Kết cho thấy nhựa PEKN biến tính AD có tính chất lý, đặc biệt độ bền va đập độ bền nhiệt cải thiện so với mẫu nhựa PEKN không biến tính - Nhựa PEKN biến tính việc thay AP cấu tử MHHPA tổng hợp thành cơng cho thấy sản phẩm nhựa có số màu, độ bền nhiệt cải thiện cách rõ rệt Ngồi ra, số tính chất lý nhựa PEKN tăng cường biến tính MHHPA - Nhựa PEKN biến tính AD/MHHPA nghiên cứu tổng hợp tỷ lệ mol AD/MHHPA = 10/90 15/85% Kết nghiên cứu cho thấy, nhựa PEKN biến tính AD/MHHPA tỷ lệ 15/85% mol có số màu, độ bền nhiệt khả chịu xạ UV cải thiện tốt - Kết nghiên cứu cho thấy, sản phẩm nhựa PEKN biến tính AD/MHHPA phù hợp yêu cầu kỹ thuật để ứng dụng sản xuất đá nhân tạo gốc thạch anh với định hướng ứng dụng trời IV Kết luận: Đồng ý cho bảo vệ:  Không đồng ý cho bảo vệ:  Hà Nội, ngày 02 tháng 01 năm 2023 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TS Phạm Thị Lan Hương Th.S Hà Thu Hường Mẫu QT.ĐT.19.M09 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHENIKAA Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHẬN XÉT ĐỒ ÁN/KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN Giảng viên phản biện: Phạm Anh Tuấn Khoa: CN sinh học – Hóa học Kỹ thuật Mơi trường Tên đề tài: “Nghiên cứu thay cấu tử anhydride phthalic mạch phân tử nhựa polyester không no acid adipic (AD)/methylhexahydro phthalic anhydride (MHHPA)” Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Hiên Ngành: Công nghệ vật liệu Giảng viên hướng dẫn: TS Phạm Thị Lan Hương Ths Hà Thu Hường NỘI DUNG NHẬN XÉT I Nhận xét ĐAKLTN: - Bố cục, hình thức trình bày: Trình bày khóa luận theo bố cục yêu cầu; kết cấu rõ ràng, mạch lạc - Đảm bảo tính cấp thiết, đại, khơng trùng lặp: Đề tài nghiên cứu đảm bảo tính cấp thiết, tính mới, khơng trùng lặp với luận văn, luận án công bố - Nội dung: ĐATN trình bày thành chương: Chương 1: Tổng quan; Chương 2: trình bày phương pháp thực nghiệm; Chương 3: Trình bày kết nghiên cứu thảo luận Nội dung ĐATN đáp ứng đầy đủ yêu cầu đặt ra; bám sát mục tiêu, tên đề tài ngành học; kết nghiên cứu phân tích chi tiết, logic - Mức độ thực hiện: Hoàn thành đầy đủ mục tiêu nghiên cứu nội dung đặt đề tài II Kết đạt được: Một số kết đạt đề tài: - Đã tổng hợp khảo sát đặc trưng kỹ thuật, tính chất nhựa polyester khơng no (PEKN) biến tính thay phân tử AP AD tỷ lệ mol khác Kết cho thấy nhựa PEKN biến tính AD có tính chất lý, đặc biệt độ bền va đập độ bền nhiệt cải thiện so với mẫu nhựa khơng biến tính - Nhựa PEKN biến tính MHHPA tổng hợp thành công cho thấy sản phẩm nhựa có số màu, độ bền nhiệt cải thiện cách rõ rệt Ngoài ra, số tính chất lý nhựa PEKN tăng cường biến tính MHHPA - Nhựa PEKN biến tính đồng thời cấu tử AD/MHHPA nghiên cứu tổng hợp Kết nghiên cứu cho thấy, nhựa PEKN biến tính AD/MHHPA tỷ lệ 15/85% mol có số màu, độ bền nhiệt khả chịu xạ UV tăng cường - Với kết đạt được, sản phẩn nhựa PEKN biến tính AD/MHHPA phù hợp yêu cầu kỹ thuật để ứng dụng sản xuất đá nhân tạo gốc thạch anh với định hướng ứng dụng trời III Ưu nhược điểm: ❖ Ưu điểm KLTN: - Sử dụng phương pháp biến tính hóa học để biến tính cấu trúc mạch phân tử polymer phương pháp thay cấu tử ban đầu tham gia phản ứng tổng hợp nhựa polyester khơng no để cải thiện tính chất cơ, độ bền nhiệt khả chịu xạ UV sản phẩm nhựa tạo thành - Khối lượng công việc đề tài lớn, nhiều kết Các kết nghiên cứu phù hợp với tên đề tài có tính logic cao - Đề tài có tính mới, ý nghĩa thực tiễn cao ❖ Một số thiếu sót hình thức trình bày: - Một số lỗi tả KLTN cần sửa chữa; - Các số liệu dạng thập phân cần đưa quy định; - Tài liệu tham khảo trích dẫn cần trình bày theo quy định bổ sung thông tin đầy đủ tác giả, số trang, tên tạp chí, số năm cơng bố…một cách xác (ví dụ tài liệu số 7, 8, 9, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17…) IV Kết luận: Đồng ý cho bảo vệ:  Không đồng ý cho bảo vệ:  Hà Nội, ngày tháng .năm 20 GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN (Ký, ghi rõ họ tên) Mẫu QT.ĐT.19.M18 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHENIKAA Độc lập - Tự - Hạnh phúc BIÊN BẢN ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN/KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP I Thông tin chung Thời gian: từ 17 30 đến 18 10 ngày 10/ 01 /2023 Địa điểm: 503, A5, Trường Đại học Phenikaa Họ tên sinh viên: Nguyễn Thị Hiên Lớp: K12 CNVL Mã SV: 18010193 Ngành: Công nghệ Vật liệu Khóa: 12 Tên đề tài: Nghiên cứu thay cấu tử anhydride phthalic mạch phân tử nhựa polyester không no acid adipic (AD)/methylhexahydro phthalic anhydride (MHHPA) Giảng viên hướng dẫn: Hướng dẫn 1: TS Phạm Thị Lan Hương Hướng dẫn 2: ThS Hà Thu Hường II Thành phần Đào Văn Dương Chủ tịch Vũ Thị Hồng Hà Thư ký 3.Phạm Anh Tuấn Giảng viên phản biện Phạm Thị Lánh Ủy viên Vũ Ngọc Phan Ủy viên III Tổng hợp câu hỏi thành viên Hội đồng Tại MHHPA tốt lại cho AD vào nữa? IV Tổng hợp nội dung trả lời sinh viên Mặc dùng MHHPA tốt giá thành cao nên cho AD vào để giảm giá thành Ngoài thêm AD vào nhựa PEKN có số màu, độ bền nhiệt khả chịu xạ UV tăng cường so với nhựa khơng biến tính V Nội dung đánh giá Hội đồng Ý nghĩa đồ án/khóa luận: Nghiên cứu tổng hợp thành cơng mẫu nhựa PEKN thay cấu tử AP AD/MHHPA nhằm nâng cao tính chất lý bền nhiệt, khả chịu UV sản phẩm Về nội dung, kết cấu đồ án/khóa luận: Đề tài trình bày nội dung nghiên cứu sau: ✓ Nghiên cứu tổng hợp nhựa PEKN cấu tử AP cấu tử AD sử dụng phương pháp trùng ngưng thể nóng chảy ✓ Nghiên cứu tổng hợp nhựa PEKN cấu tử AP cấu tử MHHPA sử dụng phương pháp trùng ngưng thể nóng chảy ✓ Nghiên cứu tổng hợp nhựa PEKN cấu tử AP AD/ MHHPA sử dụng phương pháp trùng ngưng thể nóng chảy Phương pháp nghiên cứu: Đề tài có sử dụng phương pháp trùng ngưng thể nóng chảy để tổng hợp nhựa polyester khơng no Ngồi ra, đề tài có sử dụng số phương pháp phân tích để đánh giá thơng số kỹ thuật, tính chất lý vật liệu polyme Khả chịu xạ UV đánh giá thơng qua thí nghiệm thiết bị gia tốc thời gian UV Test Một số phương pháp phân tích đại sử dụng bao gồm: phân tích phổ hồng ngoại FTIR, phân tích nhiệt quét vi sai TGA Các kết nghiên cứu đạt được: - Đã tổng hợp khảo sát thơng số kỹ thuật, tính chất lý, tính chất nhiệt nhựa PEKN biến tính thay phân tử AP AD tỷ lệ mol khác Kết cho thấy nhựa PEKN biến tính AD có tính chất lý, đặc biệt độ bền va đập độ bền nhiệt cải thiện so với mẫu nhựa PEKN khơng biến tính - Nhựa PEKN biến tính việc thay AP cấu tử MHHPA tổng hợp thành cơng cho thấy sản phẩm nhựa có số màu, độ bền nhiệt cải thiện cách rõ rệt Ngồi ra, số tính chất lý nhựa PEKN tăng cường biến tính MHHPA - Nhựa PEKN biến tính AD/MHHPA nghiên cứu tổng hợp tỷ lệ mol AD/MHHPA = 10/90 15/85% Kết nghiên cứu cho thấy, nhựa PEKN biến tính AD/MHHPA tỷ lệ 15/85% mol có số màu, độ bền nhiệt khả chịu xạ UV cải thiện tốt 47 Bảng 3.7 : Thơng số q trình tổng hợp nhựa PEKN biến tính MHHPA Tỷ lệ AD/MHHPA Ký hiệu mẫu Chỉ số acid thay (mgKOH/g) (% mol) Khối lượng nước ngưng (g) M0 28,42 58,62 M9 10/ 90 25,52 60,88 M10 15/ 85 24,69 62,96 Từ Bảng 3.7 nhận thấy, số acid mẫu nhựa gốc mẫu M9 M10 thu 25,52 24,69 mgKOH/g, số acid hai mẫu nhựa biến tính giảm so với mẫu M0 (28,42 mg KOH/g) Bên cạnh đó, khối lượng nước ngưng thu trình tổng hợp mẫu nhựa PEKN biến tính tăng, cụ thể khối lượng nước ngưng tăng mẫu M9 M10 tăng 3,85% 7,40% so với mẫu M0 3.3.2 Ảnh hưởng tỷ lệ AD/MHHPA đến thông số kỹ thuật nhựa PEKN Tiến hành khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ cấu tử AD kết hợp MHHPA đến thông số kỹ thuật nhựa PEKN sau tổng hợp thơng số đóng rắn nhựa PEKN theo phương pháp trình mục 2.3 Tiến hành so sánh thông số kỹ thuật với mẫu nhựa PEKN khơng biến tính (M0), kết thu trình bày Bảng 3.8 Biến thiên nhiệt độ tỏa nhiệt theo thời gian phản ứng mẫu nhựa PEKN biến tính với tỷ lệ AD khác trình bày Hình 3.8 Bảng 3.8 : Thơng số kỹ thuật nhựa PEKN biến tính AD/MHHPA Chỉ tiêu kỹ thuật Tỷ trọng lỏng 23 oC, g/cm3 Độ nhớt 25oC, cP Kết phân tích M0 M9 M10 1,137 1,103 1,108 619 534,6 526,8 48 Kết phân tích Chỉ tiêu kỹ thuật M0 M9 M10 Màu sắc, Hazen 145,4 93,5 78,6 Hàm lượng styren, %KL 32,14 32,8 32,2 Thời gian gel hóa, phút 7,2 11,25 11,45 Thời gian đóng rắn, phút 15,2 17,50 17,75 Nhiệt độ cực đại,oC 203,4 205,2 204,8 0 Số vết nứt M0 M9 M10 Hình 3.13: Màu sắc mẫu nhựa PEKN lỏng biến tính AD/MHHPA Từ Bảng 3.8 Hình 3.13 nhận thấy, thay AP AD/MHHPA, số thông số kỹ thuật mẫu nhựa có thay đổi, cụ thể: độ nhớt mẫu nhựa PEKN giảm từ 619 cps (M0) xuống 534,6 cps (M9) 526,8 cps (M10) Tuy nhiên, màu sắc hai mẫu nhựa M9 M10 cải thiện đáng kể so với mẫu M0, cụ thể số màu mẫu M9 M10 tương ứng 93,5 78,6 Hazen, giảm 51,9 66,8 Hazen so với mẫu M0 (145,4 Hazen) Bên cạnh đó, thời gian gel thời gian đóng rắn tăng tăng tỷ lệ cấu tử AD/MHHPA Cụ thể, thời gian gel hóa mẫu M9 M10 tương ứng 12,45 12,55 phút, tăng lên so với mẫu M0 khoảng phút; thời gian đóng rắn mẫu M9 M10 19,15 19,25 phút, tăng lên so với mẫu M0 khoảng phút 49 3.3.3 Phổ FTIR mẫu nhựa PEKN biến tính AD/MHHPA Đã tiến hành phân tích phổ FTIR nhựa PEKN nhân thay cẩu tử AP cấu tử MHHPA kết hợp AD tỷ lệ khác thơng qua phương pháp phân tích phổ hồng ngoại FTIR, kết thể qua Hình 3.14 Hình 3.14: Phổ hồng ngoại FIIR mẫu PEKN biến tính AD/MHHPA Từ Hình 3.14 mẫu với tỷ lệ khác tương tư mục 3.1.3 quan sát đỉnh 1722 cm-1, 1255 cm-1,1067 cm-1,777 cm-1, đặc trưng cho liên kết phân tử nhựa PEKN Tuy nhiên quan sát dịch chuyển đỉnh đặc trưng cho liên kết C-O, suy giảm đỉnh đặc trưng cho liên kết C=C C=H cấu trúc phân tử Từ cho thấy cấu tử AD/MHHPA tham gia làm ảnh hưởng đến cấu trúc phân tử nhựa PEKN Kết mục 3.1.3, 3.2.3, 3.3.3 ảnh hưởng đến việc hình thành lên mẫu chế tạo thay tehes cấu tử AD MHHPA Đây cho nguyên nhân dẫn đến thay đổi tính chất lý, độ bền nhiệt vật liệu 3.3.4 Ảnh hưởng tỷ lệ AD/MHHPA đến tính chất lý nhựa PEKN Đã tiến hành khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ cấu tử AD kết hợp MHHPA đến tính chất lý nhựa PEKN Nhựa PEKN chuẩn bị theo phương 50 pháp nêu mục 2.3, sau hỗn hợp nhựa PEKN đổ vào khn tạo mẫu theo tiêu chuẩn đóng rắn 110 oC tủ sấy Kết phân tích độ bền kéo, modul kéo, độ bền uốn modul uốn, độ bền va đập mẫu nhựa PEKN trình bày Hình 3.15 3.16, 3.17 Độ bền kéo, MPa a) 62,3 65 55,64 60 52,94 55 50 45 M0 M9 M10 Modul kéo, GPa b) 4.8 4.6 4.4 4.2 3.8 3.6 4,61 4,22 3,96 M0 M9 M10 Hình 3.15: Độ bền kéo a) modul kéo b) mẫu nhựa PEKN biến tính AD/MHHPA 51 Độ bền uốn, MPa a) 125 120 115 110 105 100 121,9 124,4 110,74 M0 M9 M10 Modul uốn, GPa b) 4.4 4.2 3.8 3.6 4,31 4,15 3,86 M0 M9 M10 Hình 3.16: Độ bền uốn a) modul uốn b) mẫu nhựa PEKN biến tính AD/MHHPA Từ Hình 3.15 3.16 nhận thấy, mẫu nhựa PEKN biến tính AP AD kết hợp MHHPA cho tính chất lý tăng so với mẫu nhựa PEKN tổng hợp từ AP Đặc biệt, mẫu M10 độ bền kéo tăng 17,68% modul kéo tăng 16,41%, độ bền uốn tăng 17,39% modul uốn tăng 14,50% với mẫu M0 52 Độ bền va đập, KJ/m2 7,11 7,33 5,54 M0 M9 M10 Hình 3.17: Độ bền va đập mẫu nhựa PEKN biến tính AD/MHHPA Từ Hình 3.17 nhận thấy, độ bền va đập mẫu nhựa PEKN biến tính AD/ MHHPA cải thiện rõ rệt so với mẫu khơng biến tính (M0), cụ thể, độ bền va đập mẫu M9 M10 7,11 7,33 KJ/m2, tăng 28,33 32,31% so với mẫu nhựa PEKN khơng biến tính M0 (5,54 KJ/m2) 3.3.5 Ảnh hưởng tỷ lệ AD/MHHPA đến độ bền nhiệt nhựa PEKN Tiến hành khảo sát ảnh hưởng cấu tử AD MHHPA đến độ bền nhiệt nhựa PEKN thông qua phương pháp phân tích nhiệt khối lượng (TGA) Kết thể qua Bảng 3.9 Hình 3.18 Bảng 3.9 : Ảnh hưởng đến độ bền nhiệt mẫu nhựa PEKN Hàm lượng than 700 Mẫu T10 T50 M0 263,70 377,98 M9 349,05 419,48 0,16 M10 355,83 422,53 0,18 o C, %KL Trong đó: T10 nhiệt độ 10% khối lượng – nhiệt độ bắt đầu phân hủy; T50 nhiệt độ 50% khối lượng 53 Hình 3.18: Đường cong TGA mẫu nhựa PEKN biến tính AD/MHHPA Từ Hình 3.18 Bảng 3.9 thay cấu tử AP cấu tử MHHPA T10, T50 hàm lượng phần tro thu 700oC tăng cấu tử AD kết hợp MHHPA tăng Cụ thể sau: với mẫu M9 T10 tăng 32,36% , T50 tăng 10,97%, hàm lượng phần tro tăng so với M0 , với mẫu M10 T10 tăng 34,93% T50 tăng 11,78% so với M0 Điều chứng tỏ tăng cấu tử AD kết hợp MHHPA mẫu độ bền nhiệt nhựa PEKN cải thiện Từ kết lựa chọn mẫu M10 cho hướng nghiên cứu 3.4 Đánh giá kết đạt mẫu thay cấu tử AD/MHHPA Để đánh giá kết thu từ phần 3.1, 3.2, 3.3, Bảng 3.10 trình bày đặc trưng kỹ thuật mẫu nhựa PEKN M2, M8 M10 biến tính AD; MHHPA AD/MHHPA 54 Bảng 3.10: So sánh thông số kỹ thuật mẫu nhựa PEKN biến tính Kết phân tích Chỉ tiêu kỹ thuật M0 M2 M8 M10 Chỉ số acid 28,42 24,27 18,28 24,69 Tỷ trọng lỏng 23 oC, g/cm3 1,137 1,124 1,094 1,108 619 465 548 526,8 Màu sắc, Hazen 145,4 194,4 66 78,6 Thời gian gel hóa, phút 7,20 11,5 10,25 11,45 Thời gian đóng rắn, phút 15,2 17,45 17,25 17,75 Nhiệt độ cực đại,oC 203,4 206.4 200,5 204,8 0 0 Độ nhớt 25oC, cP Số vết nứt So sánh mẫu nhựa chế tạo so với mẫu nhựa PEKN khơng biến tính, nhận thấy mẫu M1, M8 M10 có số acid giảm so với mẫu M0 Điều cho có tham gia AD MHHPA, phản ứng este hóa diễn nhanh triệt để Tỷ trọng lỏng, nhiệt độ cực đại, số vết nứt mẫu biến tính thay đổi khơng đáng kể, độ nhớt giảm so với mẫu M0 Thời gian gel hóa thời gian đóng rắn mẫu kéo dài so với mẫu M0 Mẫu nhựa biến tính MHHPA AD/MHHPA cho thấy số màu giảm đáng kể 55 Bảng 3.11: So sánh tính chất lý độ bền nhiệt mẫu nhựa PEKN biến tính Kết phân tích Chỉ tiêu tính chất lý M0 M2 M8 M10 Độ bền kéo, MPa 52,94 56,29 69,2 62,3 Modul kéo, GPa 3,96 4,13 5,02 4,61 Độ bền uốn, MPa 110,74 127,36 122,5 123,4 Modul uốn, GPa 3,86 4,35 4,18 4,32 Độ bền va đập, KJ/m2 5,54 6,73 6,52 7,33 T10( oC) 263,70 338,35 372,19 355,83 T50(oC) 377,98 410,67 420,97 422,53 0 0,36 0,18 Hàm lượng phần tro 700 oC Từ Bảng 3.11 nhận thấy, hầu hết tất mẫu sau biến tính có độ bền kéo uốn nâng cao Mẫu M10 biến tính AD/MHHPA đáp ứng đủ yêu cầu tiêu có tính chất lý mẫu cải thiện tốt nhất, độ bền va đập độ bền nhiệt tốt so với mẫu biến tính AD, MHHPA Vì lựa chọn mẫu M10 để đánh giá khả chịu UV, độ bền nhiệt 1000 đánh giá suy giảm tính chất lý sau 1000 chiếu UV 3.5 Đánh giá khả chịu UV nhựa PEKN Tiến hành đánh giá khả chịu UV mẫu M10 so với M0 thơng qua phân tích số màu sắc Delta E, suy giảm tính chất lý mẫu nhựa PEKN sau 1000 56 3.5.1 Đánh giá khả chịu UV nhựa PEKN thơng qua phân tích số màu sắc Delta E Nhựa PEKN chịu xạ UV bị lão hóa, q trình lão hóa nhận biết thông qua thay đổi màu sắc nhựa theo thời gian Do vậy, thay đổi màu sắc delta E sử dụng để đánh giá khả chịu UV nhựa PEKN sau 1000 chiếu UV mẫu nhựa M0 M10, kết trình bày hình 3.19 35 M0 30 M10 22.69 Delta E 25 20 16.58 15 28.51 29.28 26.73 27.54 24.56 18.07 10.32 10 7.17 1.2 1.25 1.26 1.39 0.34 0.58 0.87 0.98 1.09 1.15 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 Thời gian chiếu UV(giờ) Hình 3.19: Sự thay đổi màu sắc nhựa PEKN sau 1000 chiếu UV Kết trình bày hình 3.19 kết rằng, biến đổi màu sắc Delta E nhựa PEKN khơng biến tính (mẫu M0) có xu hướng giảm rõ rệt với mẫu M10 cụ thể sau 1000 chiếu UV, số delta E mẫu M0 29,28, giá trị mẫu M10 1,39 Kết chứng tỏ rằng, biến tính nhựa PEKN cấu tử AD/MHHPA với tỷ lệ 15/85% mol (mẫu M10) với cấu trúc mạch vòng no giúp tăng cường khả chịu xạ UV tốt so với mẫu nhựa PEKN khơng biến tính 57 3.5.2 Đánh giá suy giảm tính chất lý sau 1000 Đã tiến hành đánh giá suy giảm tính chất mẫu nhựa M0 M10 sau 1000 chiếu UV, kết trình bày Bảng 3.12 Bảng 3.12: Sự suy giảm tính chất lý mẫu nhựa M0, M10 sau 1000 chiếu UV M0 T T Chỉ tiêu Mức Mức Tiêu chuẩn M10 1000 độ suy giảm, 1000 % Độ bền kéo, MPa Modul kéo, GPa Độ bền uốn, N/mm2 Modul uốn, GPa Độ bền va đập, KJ/m2 độ suy giảm, % ≥40 53,83 30,60 44,25 62,3 55,7 10,59 ≥2 3,97 2,15 45,84 4,61 4,05 12,14 ≥ 80 118,07 68,37 42,09 124,4 110,7 13,2 ≥2 4,02 2,25 44,02 4,42 3,85 12,89 ≥ 7,0 6,22 3,54 43,08 7,33 6,25 14,73 Đã tiến hành đánh giá thông số kỹ thuật khả chịu xạ UV mẫu nhựa PEKN M0 M10 Kết cho thấy: mẫu nhựa M10 biến cấu tử MHHPA/AD với cấu trúc mạch vòng no giúp tăng cường khả chịu xạ UV tính bền nhiệt vượt trội, mức độ suy giảm giảm từ 3035% so với mẫu M0 58 KẾT LUẬN ✓ Đã tổng hợp mẫu nhựa PEKN biến tính phương pháp thay cấu tử AP AD khảo sát thơng số kỹ thuật, tính chất lý, độ bền nhiệt Kết cho thấy, tăng tỷ lệ AD, độ nhớt mẫu nhựa giảm, số màu tăng, thời gian gel, thời gian đóng rắn kéo dài Tuy nhiên, tính chất lý, đặc biệt độ bền va đập mẫu nhựa độ bền nhiệt cải thiện đáng kể Mẫu M1 (10% mol AD) đáp ứng yêu cầu thông số kỹ thuật, đồng thời tính chất lý tính bền nhiệt nâng cao ✓ Nhựa PEKN biến tính MHHPA tổng hợp khảo sát đặc trưng kỹ thuật, tính chất lý tính chất nhiệt, cho thấy, độ nhớt mẫu giảm; thời gian gel thời gian đóng rắn tăng tăng tỷ lệ MHHPA Tuy nhiên, số màu mẫu nhựa PEKN biến tính giảm, đồng thời độ bền kéo, uốn, va đập độ bền nhiệt cải thiện đáng kể Mẫu M8 (100% mol MHHPA) đáp ứng u cầu thơng số kỹ thuật, tính chất lý tính bền nhiệt cải thiện tốt ✓ Đã tổng hợp nhựa PEKN biến tính AD/MHHPA, với mẫu M10 (15/85% mol AD/MHHPA) có thơng số kỹ thuật tính chất nâng cao đáp ứng yêu cầu tiêu chuẩn để ứng dụng sản xuất đá nhân tạo ✓ Đánh giá khả chịu xạ UV mẫu nhựa sau thời gian chiếu UV 1000 giờ, cho thấy mẫu nhựa PEKN thay 15/85% mol AD/MHHPA (M10) có tính chất lý, độ bền nhiệt khả chịu xạ UV vượt trội so với mẫu nhựa PEKN không biến tính 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/unsaturated-polyesterresin-upr-market-891.html https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/unsaturated-polyesterresin -upr-market https://www.journaldairy.com/unsaturated-polyester-resins-market-2025-aocresins-ashland-inc-basf-se-dupont-ccp-composites-dsm-scott-bader-company-ltdthe-dow-chemical-company-tianhe-resin-co-ltd-upc-technology-c-080705/ Boenig H V Unsaturated Polyester, Elsevier, New York (1956) Trần Vĩnh Diệu,Hồ Xuân Năng, Phạm Anh Tuấn Đoàn Thị Yến Oanh (2020), Vật liệu polyme composite – Khoa học công nghệ Khoa học tự nhiên công nghệ Abder Ahamad at al Synthesis of Unsaturated Polyester Resin – Effect of Anhydride Composition Designed Monomer and Polymers, 2001, Vol.4(3), pp.261-268 US patent No 3252941, 1966 US patent No 4902773A, 1990 US patent No 3533999, 1970 10 Hồ Xuân Năng (2021) Báo cáo tổng kết đề KHCN cấp quốc gia “Nghiên cứu công nghệ thiết kế chế tạo dây chuyền pilot sản xuất nhựa polyeste không no (PEKN) chịu xạ uv bền thời tiết, ứng dụng sản xuất đá nhân tạo gốc thạch anh”, mã số: ĐTDL.CN.52/19- Bộ KH&CN, Hà Nội 11 Bojana Z Fidanovski1 , Pavle M Spasojevic , Vesna V Panic , Sanja I Seslija , Jelena P Spasojevic , and Ivanka G Popovic ‘‘Synthesis and characterization of fully bio-based unsaturated polyester resins’’ 12 US patent No 3196.131, 1965 13 H.V.Boenig, R&B Plastics Polyesters, Unsaturated in EPST 1st ed., Vol.11,pp.41-64, 14 F R Jones, “Unsaturated Polyeste Resins,” Brydson’s Plastics Materials: Eighth Edition pp 743–772, 2017 60 15 Bojana Z Fidanovski1 , Pavle M Spasojevic,* , Vesna V Panic , Sanja I Seslija, Jelena P Spasojevic , and Ivanka G Popovic ‘‘Synthesis and characterization of fully bio-based unsaturated polyester resins’’ 16 Nang Xuan Ho, Tuan Anh Phạm, Huong Thu Ha, Thuc Quang Dong, Nam Hoai Nguyen, and Dieu Vinh Tran ‘‘Enhancement of UV Resistance and Thermal Stability of the Unsaturated Polyester Material by Introducing MHHPA Fragment into the Molecular Skeleton’’ 17 Study on Synthesis of Unsaturated Polyester Resin with Improved Characteristics and Application in Artificial Stones 18 F R Jones, “Unsaturated Polyester Resins,” Brydson’s Plastics Materials: Eighth Edition pp 743–772, 2017, doi: 10.1016/B978-0-323-35824-8.00026-8 19 J H Meng, H Y Li, and Y Y Chen, “Preparation of self curable unsaturated polyester with pendant hydroxyl groups and investigation of its curing properties,” Adv Mater Res., vol 699, pp 161–166, 2013, doi: 10.4028/www.scientific.net/AMR.699.161 20 Q Bao, W Wong, S Liu, and X Tao, “AcceleratedDegradation of Poly(lactide acid)/Poly(hydroxybutyrate) (PLA/PHB) Yarns/Fabrics by UV and O2 Exposure in South China Seawater,” Polymers (Basel)., vol 14, no 6, 2022, doi: 10.3390/polym14061216 21 C Arumugam, S Arumugam, and S Muthusamy, “Mechanical, thermal and morphological properties of unsaturated polyester/chemically treated woven kenaf fiber/AgNPs@PVA hybrid nanobiocomposites for automotive applications,” J Mater Res Technol., vol 9, no 6, pp 15298–15312, 2020, doi: 10.1016/j.jmrt.2020.10.084 22 A M Saat, A A Malik, A Azmi1, M F A Latif, N E Ramlee, and M R Johan, “Effect of aluminum phosphate on structural and flame retardant properties of composites fibreglass,” ARPN J Eng Appl Sci., vol 12, no 4, pp 1237–1240, 2017 23 Q Mo et al., “Study on Microwave Curing of Unsaturated Polyester Resin and Its Composites Containing Calcium Carbonate,” Polymers (Basel)., vol 14, no 13, 2022, doi: 10.3390/polym14132598 61 24 Hồ Xuân Năng, Phạm Anh Tuấn, Hà Thu Hường Trần Vĩnh Diệu – ‘‘ Nghiên cứu tổng hợp nhựa polyester không no với đặc trưng cải thiện ứng dụng đá nhân tạo’’