0769 nghiên cứu tính chất hóa lý và hình thái cấu trúc của vật liệu tổ hợp ldpeevatro bay biến tính hữu cơ luận văn tốt nghiệp

BỘGIÁODỤCVÀĐÀOTẠO VIỆNHÀNLÂMKHOAHỌCVÀ CƠNGNGHỆVIỆTNAM VIỆNKỸTHUẬTNHIỆTĐỚI  VŨMINH TRỌNG NGHIÊNCỨUTÍNHCHẤTHĨALÝVÀHÌNHTHÁICẤUT RÚCCỦAVẬTLIỆUTỔHỢPPE/EVA/TROBAY BIẾNTÍNHHỮUCƠ Chunngành lýMãsố :Hóa lý thuyếtvàHóa 62440119 TĨM TẮTLUẬNÁNTIẾNSỸ HĨAHỌC Ngườihướngdẫn:GS.TS TháiHồng HàNội,2015 CƠNGTRÌNHĐƯỢCHỒNTHÀNHTẠI: PhịngHóalývậtliệuphikimloại,ViệnKỹthuậtnhiệtđớiViệnHànlâmKhoahọcvàCơngnghệViệtNam Ngườihướngdẫn khoahọc:GS.TS.THÁIHỒNG Phảnbiện1:GS.TS.NguyễnViệtBắcViệ nKhoahọcvàCơngnghệQnsự Phảnbiện2:GS.TS.ĐinhThịNgọĐại họcBách khoa HàNội Phảnbiện3:PGS.TS.NgơTrịnhTùng ViệnHóahọc,ViệnHànlâmKhoahọcvàCơngnghệViệtNam LuậnánsẽđượcbảovệtrướcHộiđồngchấmLuậnáncấpViện,tạiViệnKỹthuậtnhiệtđới,vàoh ồi 00n g y tháng07năm2015 Cóthểtìmhiểuluận ántại: - ThưviệnQuốcgia - ThưviệnViệnKỹthuậtnhiệtđới - TrangwebcủaViệnKỹ thuậtnhiệtđới:http://itt.ac.vn A GIỚITHIỆULUẬNÁN Tínhcấpthiết,ýnghĩakhoahọccủađềtài Tro bay (fly ash-FA) khói bụi nhàmáy nhiệt điện,m ộ t l o i p h ế t h ả i gây tình trạng nhiễm môitrường trầm trọng Hàngnăm,cácn h m y n h i ệ t điện thải lượng lớn tro bay làm ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ người.Hiệnnay,n h i ề u nướctrê nt hế giớiđãnghiêncứu,ứng dụngthànhcôngtrob ayvàocáclĩnhvựckhácnhauđểtậndụngnguồnnguyênliệudồidàonày.Ở nướcta, việcsửd ụ n g t r o b a y m i b ắ t đ ầ u t r o n g q u t r ì n h s ả n x u ấ t c h ấ t k ế t d í n h v b ê t n g x â y dựngvớikhốilượnghạnchế.Nghiêncứuứngdụngtrobaytrongsảnxuấtvậtliệutổhợp polyme mẻ Do khác cấu trúc, chất hố học,tro bay polyme khó trộn lẫn, tương hợp với dẫn đến tách pha Vì vậy, đểtăng cường khả tương tác, bám dính trộn lẫn tro bay vớip o l y m e , c ầ n p h ả i biến tính tro bay hợp chất thích hợp hợp chất silan hữu cơ, axithữu Một số cơng trình nghiên cứu biến tính tro bay hợp chất silan hữu cơvà sử dụng tro tính để chế tạo vật liệu tổ hợp trạng thái nóng chảy nhưpolypropylen(PP)/trobay,polyetylentỷtrọngcao(HDPE)/trobay,p o l y e t y l e n (P E)/tro bay,copolymeetylenvinyla x e t a t ( E V A ) / t r o b a y T u y n h i ê n , c c c ô n g trìnhnêutrênm i chỉnghiênc ứuc hế tạo,xácđịnh cácđặ c trưng, tính chất củavậtliệutổhợptrêncơsở1polymemàchưađềcậpđếnvậtliệucó2polymekhá cnhauvàtrobaybiếntính.Cácnghiêncứuđưatrobayvàohỗnhợppolymecóđộphâncựckhác chưa công bố Đề tài luận án sử dụng copolyme etylen vinylaxetat (EVA) phối trộn với polyetylent ỷ t r ọ n g t h ấ p ( L D P E ) n h ằ m k ế t h ợ p c c t í n h chất tốt EVA LDPE Với lý trên, nghiên cứu sinh tiến hành đề tài:“Nghiêncứutínhchấthóalývàhìnhtháicấutrúccủavậtliệutổh ợ p PE/EVA/tro tính hữu cơ” với mục đícht o r a v ậ t l i ệ u t ổ h ợ p c ó t í n h c h ấ t học cao, bền nhiệt, bền thời tiết, khả chống cháy cao, cách điện tốt Từ đó, cóthểứngdụngvậtliệunàytrongsảnxuấtcácsảnphẩmkỹthuậtvàdândụngnhưvỏb ọcdâyđiện,cápđiệnlực,cáp thơngtinvàmộtsốsản phẩmkỹthuậtkhác Nộidungvàmụcđíchnghiêncứucủaluậnán - Biến tính tro bay các hợp chất silan, lựa chọn loại hợp chất silan biếntínhtro baycóhiệuquảnhất - Khảo sát điều kiện chế tạo, tỉ lệ thành phần tro bay hợp chất silan, tỉ lệ khốilượngLDPE/EVA, từ xácđịnhđiề ukiệnvà thànhphầnthích hợpđểchếtạ ovậtliệutổhợpLDPE/EVA/trobaychưa biếntính vàbiếntính -1- - Nghiên cứu hình thái cấu trúc, tính chất học, tính chất điện, độ bền oxi hóa nhiệt,độ bền xạ tử ngoại – nhiệt ẩm khả chống cháy vật liệu tổ hợpLDPE/EVA/trobaybiếntínhvàchưabiếntính -2- - Lựa chọn vật liệu tổ hợp LDPE/EVA/tro tính định hướng ứngdụngchế tạovỏdâycápđiệnlực,cápthơngtin Ýnghĩakhoahọc,thựctiễnvànhữngđónggópmớicủaluậnán - Đãbiếntínhthànhcơngtrobay bằng3hợpchấtsilanlàVinyltrimetoxysilan(VTMS),3Glyxidoxypropyltrimetoxysilan(GPTMS),Vinyltrietoxysilan(VTES).Trong số hợp chấts i l a n , đ ã l ự a c h ọ n đ ợ c s i l a n c ó h i ệ u s u ấ t g h é p l n n h ấ t l VTMS Biến tính tro bay làm giảm kích thước, giảm độ trơn trượt độ phân cựccủahạt,làmtăngkhảnăngphântánvàbám dínhcủatrobaytrongnềnpolyme - TrobaybiếntínhVTMS(MFA)tươngtácvớiEVAtrongpolymeb l e n d LDPE/EVA tương tác lưỡngcực liên kếthydrol n g u y ê n n h â n t o c h o vật liệu tổ hợp LDPE/EVA/MFA có tính chất lưu biến, độ bền oxy hóa nhiệt, độ bềnbức xạ tử ngoại - nhiệt ẩm, khả chống cháy lớn so với polyme blendLDPE/EVA vật liệu tổ hợp LDPE/EVA/tro bay chưa biến tính (FA) (trừ khả năngchốngcháy) - Vậtl i ệ u t ổ h ợ p L D P E / E V A / M F A c ó t h ể đ ị n h h n g ứ n g d ụ n g l m v ậ t l i ệ u c c h điện(vỏ bọcdâycápđiện lực,cáp thôngtin) Cấutrúccủaluậnán Luận án bao gồm 140 trang Phần mở đầu: trang; Chương Tổng quan: 42trang; Chương Thực nghiệm: 11 trang; Chương Kết thảo luận: 60 trang,trongđócó14bảng,33hình;Phầnkếtluận:1trang;Nhữngđónggópmớicủalu ậnán:1trang;Danhmụccáccơngtrìnhcơngbốcủatácgiả:1trang,với4cơngtrìnhtrong nước cơng trình quốc tế (SCI) công bố; Tài liệu tham khảo: 13 trangvới117 tàiliệu;Phụlục:8 trangvớihình,ảnhquétkếtquảthựcnghiệm B PHẦNNỘIDUNGCỦALUẬNÁNC HƯƠNG1.TỔNGQUAN Chương1trìnhbàytổngquannhữngvấnđềsau: Tro bay: Thành phần, đặc điểm, hình thái cấu trúc, tình hình sản xuất, tiêu thụ trobaytrênthếgiới ViệtNam,ứngdụngvàbiếntính tro bay EVA PE: Cấu tạo, hình thái cấu trúc, tính chất, ứng dụng EVA PE, tìnhhình sảnxuất,tiêuthụEVA,PEtrên giớivàViệt Nam Vật liệu tổ hợptrêncơsởPE EVA:Giới thiệu vật liệupolyme blendLDPE/EVA, vật liệu tổ hợp sở polyme blend LDPE/EVA/phụ gia vô cơ, vậtliệutổhợptrêncơsởcácpolymeEVA,PEvàtrobay Từ nghiên cứu tổng quan thấy, việc lựa chọn điều kiện công nghệ, lựachọnc h ấ t b i ế n t í n h v h m l ợ n g t h í c h h ợ p đ ể b i ế n t í n h t r o b a y v ẫ n c h a đ ợ c nghiên cứuđầy đủ Đặc biệt,các kếtquả nghiêncứuđưa tro bay biếnt í n h v o h ỗ n hợpp o l y m e c ó đ ộ p h â n c ự c k h c n h a u nh ưv ậ t l i ệ u t ổ h ợ p L D P E / E V A / t r o b a y đếnnayvẫnchưađượccơngbố.Vìvậy,luậnánnàytậptrungnghiêncứucácvấnđềcịntồntạinêutrên CHƯƠNG2:THỰCNGHIỆM 2.1 Ngunliệuvàhốchất - Tro bay silo (FA) Nhà máy nhiệt điện Phả Lại có hàm lượng SiO 2+ Fe2O3+Al2O3≥86%,độẩm0,3%,kíchthước hạtchủyếunằmtrongkhoảng1-5 μm.m - Copolyme etylen-vinyl axetat (EVA) có hàm lượng vinyl axetat 10 %, tỷ trọng d =0,93g/cm3,nhiệtđộnóngchảy89÷92oC,chỉsốchảy(MFI)1,3g/10phút(190oC/2,16kg), sảnphẩmthươngmạicủaCơngtyHanwhaHànQuốc -Polyetylentỷtrọngthấp(LDPE),tỷtrọngd=0,923,nhiệtđộnóngchảy105÷107 °C,chỉsốchảy(MFI)2,5g/10phút(190oC/2,16kg),sảnphẩmthươngmạicủaMalaysia - Vinyltrimetoxysilan (VTMS), sản phẩm thương mại hãng Merck (Đức), độ tinhkhiết99,9%,tỷ trọngd=0,97,nhiệtđộsơi123°C,cócơngthứchóahọclà:CH 2=CHSi(OCH3)3 - 3Glyxidoxypropyltrimetoxysilan(GPTMS),sảnphẩmthươngmạicủacơngtyAldrich(Mỹ),t ỷtrọngd=1,07,nhiệtđộsơi120°C,cócơngthứchóahọc:CH2(O)CHCH2O(CH2)3Si(OCH3)3 - Vinyltrietoxysilan (VTES), sản phẩm thương mại hãng Merck (Đức), độ tinhkhiết 99,9%, tỷ trọng d = 0,903, nhiệt độ sơi 160-161 °C, có cơng thức hóa học:CH2=CHSi(OC2H5)3 Axit nitric (HNO3) 65%, axit axetic (CH3COOH), etanol (C2H5OH) 96o: sảnphẩmthươngmạicủaTrungQuốc 2.2 ChếtạovậtliệutổhợpLDPE/EVA/trobay 2.2.1 Biếntínhtrobay Tro bay chưa xử lý sau sấy 100 ºC giờ, oxy hoá axitHNO3trong để loại bỏ tạp chất Lọc rửa tro bay thu nước cất trênphễu Bucnesau đóđemsấyở100 ºCtrong4giờthuđượctrobaysạch Chuẩn bị hỗn hợp gồm 300 ml dung dịch etanol 96 ovà hợp chất silan nhưVTMS, VTES, GPTMS với hàm lượng silan thay đổi từ 1% đến 4% Hỗn hợp etanolvà hợp chất silan khuấy máy khuấy từ 30 phút, nhiệt độ 60ºC.Đưa 100 gam tro bay vào hỗn hợp silan etanol,khuấy trong2 g i , nhiệt độ 60 ºC Sau đem lọc, rửa hỗn hợp chứa tro bay biến tính hợp chấtsilanb ằ n g c n t u y ệ t đ ố i t r ê n p h ễ u B u c n e S ấ y s b ộ t r o b a y b i ế n t í n h h ợ p c h ấ t silanở60ºCtrong4giờvàtiếptụcsấytrongtủsấychânkhôngở100ºCtrong2giờ 2.2.2 ChếtạovậtliệutổhợpLDPE/EVA/trobay Chuẩn bị LDPE, EVA với tỉ lệ phần trăm khối lượng LDPE/EVA là0/100, 10/90, 20/80, 40/60, 60/40, 80/20, 100/0, sau đó, đưa tro bay chưa biến tính vàbiến tính hợp chất silan vào hỗn hợp (LDPE/EVA) theo tỷ lệ xác định (hàm lượng trobay thay đổi 0, 5, 10, 15 20 % so với tổng khối lượng LDPE/EVA).Đưa hỗn hợp LDPE/EVA tro bay vào máy trộn nội HAAKE (CHLB Đức) đượcgia nhiệt trước đến nhiệt độ tốc độ trộn thích hợp Sau thời gian trộn hỗn hợppolyme nóng chảy, momen xoắn đạt đến ổn định vật liệu trở nên đồng thìdừng trộn Vật liệu tổ hợp LDPE/EVA/tro bay trạng thái nóng chảy lấy ra,nhanhchóngépphẳngtrênmápthuỷlựcTOYOSEIKI(NhậtBản)ở180ºCtrong 2phútvớilựcép12-15MPa.Mẫpđượclấyra,đểnguộitrongđiềukiệnchuẩnítnhất 120 trước xác định tính chất cấu trúc Quá trình chế tạo vật liệu tổhợp LDPE/EVA/tro bay tiến hành Viện Kỹ thuật nhiệt đới, Viện Hàn lâmKhoahọcvàCôngnghệViệtNam 2.3 Phươngphápvàthiếtbịnghiêncứu Cácphươ ng p h p v t hi ế t b ị nghiê n c ứ u ba o g m : P h ổ h u ỳ n h q u a n g t i a X (Spec t ro IQ, Đức); hiển vi điện tử quét (FE-SEM Hitachi S-4800, Nhật Bản); Phổ hồng ngoại(FourierNexus670, Mỹ);Xácđịnhkhả năngchảy nhớt( P o l y l a b S y s t e m H a a k e , Đức);Xác địnhtính chấtcơ học theo tiêu chuẩnASTM DIN 53503( Z w i c k Z , Đức); Xác định tính chất lưu biến (Rheometer C-VOR 150 Anh); Phân tích nhiệt khốilượng (TGA)(ShimadzuT G A - H , N h ậ t B ả n ) ; X c đ ị n h đ ộ b ề n b ứ c x t n g o i nhiệt ẩm theo tiêu chuẩn ASTM D4587-95 (UVCON NC-327-2 Mỹ); Xác định tínhchất điện theo tiêu chuẩn ASTM- D149, D150, D257; Xác định khả chống cháytiêuchuẩnUL-94HB CHƯƠNG3.KẾTQUẢVÀTHẢOLUẬN 3.1 Xácđịnhthành phầnhoáhọccủatrobay Tro bay Nhà máy nhiệt điện Phả Lại phân làm ba loại: đầu lò, trung lòvà silo Thành phần hóa học tro bay nghiên cứu phương pháp phổhuỳnh quang tia X Kết xác định thành phần hoá học mẫu tro bay Nhà máynhiệt điệnPhảLại,Hải Dươngtrình bàytrên bảng3.1 Bảng3.1.Thànhphầnhốhọc(%khốilượng)củatrobayPhảLại Oxit SiO2 Al2O3 Fe2O3 K2O MgO TiO2 CaO Na2O P2O5 SO3 BaO MnO Rb2O ZnO ZrO2 Cr2O3 SrO CuO NiO Ga2O3 V2 O5 DL1(%) (Đầulò) 56,650 26,970 7,485 5,190 0,835 0,914 0,873 0,259 0,187 0,282 0,124 0,062 0,040 0,022 0,031 0,030 0,017 0,016 0,013 DL2(%) (Trunglò) 55,940 27,890 7,305 5,147 0,878 0,925 0,855 0,280 0,192 0,234 0,112 0,060 0,039 0,026 0,031 0,031 0,016 0,018 0,014 DL3(%) (Silo) 55,540 28,840 6,862 5,034 0,931 0,904 0,845 0,303 0,228 0,133 0,120 0,058 0,037 0,030 0,029 0,027 0,017 0,016 0,014 0,006 0,029 3.2 Biếntínhtrobaybằngcáchợpchấtsilan 3.2.1 Phổhồngngoạicủatrobaytrướcvàsaukhibiếntínhhợpchấtsilan Phântíchp hổ hồngngoại(IR ) củatrobay(FA)cóthểthấycácpic đặc trưng c hocácnhómliênkết:nhómOH,nhómSi-O-Si,Al-O-Al.Trênphổhồngngoạicủatro baybiếntínhbằng3hợpchấtsilanMFA,EFAvàGFAđềuxuấthiệncácpicđặctrưng cho liên kết C-H (nhóm CH, CH2, CH3) hợp chất silan Điều chứng tỏhợp chất silan gắn lên bề mặt tro bay trình biến tính Mặt khác, cácpic đặc trưngcho liên kết Si-O củatro bay biếntính silanc ó dịch chuyểnso v i cácp i c đ ặ c t r n g c h o l i ê n k ế t S i O t r o n g t r o b a y b a n đ ầ u Đ i ề u n y p h ả n n h s ự tươngtácgiữahợpchấtsilanvớibềm ặttrobay Trongq u t r ì n h b i ế n t í n h t r o b a y x ả y r a p h ả n ứ n g h ó a h ọ c g i ữ a h ợ p c h ấ t silanvớibềmặttrobay,cóthểgiả thiết2cơ chế phản ứngsau: +Cơchếthứnhấtxảy ratheo4giaiđoạn: - Giaiđoạn1,thủyphânhợpchấtsilantạothànhcácsilanol: OCH3 R Si HO OCH33 H-OH HOS i R 3CH3OH OCH3 HO - Giaiđoạn2,ngưngtụsilanolthànholigome: R(n+2) t o - (n +1) HO HO-Si-OH R R HO-Si O - Si OH OH R O- Si - OH OH n OH - Giaiđoạn3,hìnhthànhliênkếthiđrogiữacácoligomevànhómOHtrênbềmặttrobay: R R HO-Si O O R - O- S i - O H n S O i H H H O H H H O O O - Giaiđ o n , h ì n h t h n h c c l i ê n c ộ n g h ó a t r ị b ề n v ữ n g g i ữ a t r o b a y vớih ợ p c h ấ t silan: R HO-Si O R O R S i O O- S i - O H n O +( n + ) H2O +Cơchếthứhaigồm2giaiđoạn: chọnlàm tácnhânbiếntínhtrobayđểchếtạovậtliệutổhợpLDPE/EVA/MFAtrongcácnghiêncứutiếpth eo 3.3.2 Ảnhhưởngcủanhiệtđộtrộn Kếtquảkhảosátảnhhưởngcủanhiệtđộtrộnđếntínhchấtcơhọccủavậtliệutổ hợp LDPE/EVA(tỷlệ60/40)/có10%MFAđượcthểhiệntrongbảng3.5.Nhiệtđộtrộnđược khảo sát khoảng160 190oC,tốcđột r ộ n v ò n g / p h ú t , t h i g i a n trộn5phút Bảng3.5.TínhchấtcơhọccủavậtliệutổhợpLDPE/EVA/MFAtheonhiệtđộtrộn Nhiệtđộ (oC) 160 170 180 190 Độbềnkéođứt (MPa) 11,46 14,04 14,92 13,87 Độdãndàikhiđứt (%) 605 632 710 704 Bảng 3.5 cho thấy vật liệu tổ hợp LDPE/EVA/MFA nhiệt độ trộn 180 oC chokết tính chất học cao Từ kết khảo sát, nhiệt độ 180 oC lựa chọnđểtạomẫuchocác nghiêncứutiếptheo 3.3.3 Ảnhhưởngcủathờigiantrộn Kếtquảkhảosátả nhhưở ng củathờigia ntrộn đế nđộ bề nkéođứt độ dã ndà ikhiđứtcủavậtliệutổhợpLDPE/EVA(tỷlệ60/40)/có10%MFAđượcthểhiệntrong bảng 3.6 Thời gian trộn khảo sát khoảng 3-6 phút, nhiệt độ trộn 180oC,tốcđộtrộn50vịng/phút Bảng3.6.TínhchấtcơhọccủavậtliệutổhợpLDPE/EVA/MFAtheothờigiantrộn Thờigian Độbềnkéođứt Độdãndàikhiđứt trộn(phút) (MPa) (%) 10,40 707 14,95 711 14,92 710 10,80 693 Bảng 3.6 cho thấy vật liệu tổ hợp LDPE/EVA/MFA thời gian trộn phút chokết tính chất học cao Từ kết khảo sát, thời gian trộn phút lựachọnchocácnghiêncứutiếptheo 3.3.4 Ảnhhưởngcủatốcđộtrộn Bảng3.7trình bày kếtquả khảo sáttínhchấtcơ họccủavậtliệutổ hợpLDPE/EVA (tỷ lệ 60/40)/có 10% MFA theo tốc độ trộn khác Tốc độ trộn đượckhảos t t v ò n g / p h ú t đ ế n v ò n g / p h ú t , n h i ệ t đ ộ t r ộ n o C,t h i g i a n t r ộ n phút Bảng3.7.TínhchấtcơhọccủavậtliệutổhợpLDPE/EVA/MFAtheotốcđộtrộn Tốcđộtrộn(vịng/phút) Độbềnkéođứt(MPa) Độdãndàikhiđứt(%) 30 14,39 673 40 14,97 715 50 14,95 711 60 13,76 633 70 12,84 605 Bảng 3.7 cho thấy vật liệu tổ hợp LDPE/EVA/MFA tốc độ trộn 40 vịng/phútcho kết tính chất học cao Từ kết khảo sát, tốc độ trộn 40 vịng/phútđượclựachọnchocác nghiêncứutiếptheo 3.3.5 ẢnhhưởngcủatỉlệthànhphầnLDPE/EVA Bảng3.8trình bày kết khảo sát tínhchất họccủa vật liệutổ hợpLDPE/EVA/có10% MFAtheotỉlệthànhphầnLDPE/EVA Bảng3.8.TínhchấtcơhọccủavậtliệutổhợpLDPE/EVA/MFAtheocáctỉlệLDPE/EVA TỷlệLDPE/ EVA(pkl/pkl) 0/100 10/90 20/80 40/60 60/40 80/20 100/0 Độbềnkéo đứt(MPa) 15,80 13,51 15,72 15,03 14,97 11,18 9,2 Độdãn dàikhiđứt(%) 843 825 835 815 715 435 312 Các tỷ lệ khối lượng LDPE/EVA lựa chọn 0/100, 10/90, 20/80, 40/60,60/40, 80/20, 100/0 hàm lượng tro bay cố định 10% Kết khảo sát cho thấy,khi hàm lượng LDPE tăng từ 10 pkl (phần khối lượng) đến 90 pkl, độ bền kéo đứt vàđộ dãn dài đứt vật liệu tổ hợp LDPE/EVA/MFA đạt giá trị lớn hàmlượng20pklLDPE Từ kết khảo sát, tỉ lệ LDPE/EVA 20/80 lựa chọn cho nghiên cứutiếptheo *Tómtắtkếtquảmục3.3: -ĐiềukiệnthíchhợpchếtạovậtliệutổhợpLDPE/EVA/FA: +Nhiệtđộtrộn:180oC +Thờigiantrộn:4phút +Tốcđộtrộn:40vịng/phút - TácnhânbiếntínhtrobaylàVTMSvớihàmlượng2% - TỷlệLDPE/EVA20/80 Các điều kiệnchế tạo, tác nhân biến tính tro bay, tỷ lệL D P E / E V A n ê u t r ê n đượcsửdụngchocác nghiêncứutiếptheo 3.4 Đặc trưng hình thái cấutrúc vật liệu tổ hợpL D P E / E V A / ( F A v MFA) 3.4.1 Khả chảy nhớt vật liệu tổ hợp LDPE/EVA/(FA MFA) trongqtrìnhtrộnnóngchảy Khả chảy nhớt vật liệu tổ hợp phản ánh biến đổi momenxoắn vật liệu theo thời gian trộn trạng thái nóng chảy Hình 3.15 giản đồ mơmenxoắn–thờigiantrộncủapolymeblendLDPE/EVAvàvậtliệutổhợpLDPE/EVA/ FA ởtrạngtháinóngchảy(180ºC) Hình3.15.GiảnđồmơmenxoắncủavậtliệublendLDPE/EVAvàvậtliệutổhợpLDPE/EVA/FA Sau nạp liệu đóng buồng trộn, vật liệu trạng thái rắn nên mơ menxoắn lớn Sau đó, mơ men xoắn vật liệu tổ hợp giảm dần chảy cácpolymeL D P E , E V A v d ầ n đ t đ ế n t r n g t h i ổ n đ ị n h , ứ n g v i m ô m e n x o ắ n ổ n định Mô men xoắn ổn định vật liệu tổ hợp LDPE/EVA/FA tăng theo hàm lượngtrobayvàlớnhơnsovớipolymeblend Các đường mô men xoắn vật liệu tổ hợp LDPE/EVA/MFA có hìnhdạngtương tựnhưvật liệutổhợp LDPE/EVA/FA nhưngkhoảngc c h g i ữ a c c đườngmômenxoắnkhôngđángkể Ở hàm lượng tro bay khảo sát, mô men xoắn ổn định vật liệu tổhợps dụng trobaybiếntínhđềugi ả m sovớivậtliệutổhợpsửdụngtr o baychưa biếntính(hình3.17) Momenxoắnổnđịnh(Nm) LDPE/EVA/FA LDPE/EVA/MFA 10 15 20 Hàmlượngtrobay (%) Hình3.17.MơmenxoắnổnđịnhcủavậtliệutổhợpLDPE/EVA/(FAvàMFA) Khi đưa tro tính vào polyme blend LDPE/EVA, phần hữu gắn vàobềmặtcáchạttrobaycótácdụnglàmgiảmmasátnộihaygiảmmơme n xoắncủa vậtliệutổhợptrongqtrìnhtrộnnóngchảy.Nhưvậy,sovớivậtliệutổhợpLDPE/EVA/FA, trình chế tạo vật liệu tổ hợp LDPE/EVA/MFA dễ dàng vàtiêutốnítnănglượnghơn 3.4.2 Phổh n g n g o i c ủ a v ậ t l i ệ u b l e n d L D P E / E V A v v ậ t l i ệ u t ổ h ợ p LDPE/EVA/MFA Kết phân tích phổ hồng ngoại polyme blend LDPE/EVA vật liệu tổhợp LDPE/EVA/MFA cho thấy có mặtc ủ a t r o b a y b i ế n t í n h V T M S t r o n g v ậ t l i ệ u tổ hợpcũngnhư tương tácgiữa trob a y b i ế n t í n h V T M S ( t h ô n g q u a c c n h ó m O H bề mặt tro bay, nhóm Si-OSi nhóm OH silan sau thủy phân) vớiEVA (thơng qua nhóm C = O C-O-C), tương tác lưỡng cực – lưỡng cực vàliênkếthiđro 3.4.3 HìnhtháicấutrúccủavậtliệutổhợpLDPE/EVA/(FAvàMFA) Hình 3.19 ảnh SEM bề mặt đứt gãy polyme blend LDPE/EVA Có thểthấy polyme blend LDPE/EVA tồn pha: pha EVA pha phân tán LDPE.Tuynhiên, r a n h g i i g i ữ a p h a k h ô n g r õ r ệ t C ó t h ể m ộ t p h ầ n b n t i n h t h ể L D P E trộnlẫntrongvùngvơđịnhhìnhcủaEVAdẫnđếnhìnhthànhm n g p o l y m e t h â m nhập vào làm tăng xoắn cuộn làm tăng liên kết pha bềmặt tiếp giápởtrạngtháirắn Hình3.19.ẢnhSEMbềmặtđứtgãycủapolymeblendLDPE/EVA Hìnhtháicấu trúc bềm ặ t đ ứ t gãy hợpLDPE/EVA/(FA v MFA) kéođứtđượctrìnhbàytrênhình3.22,3.23 Hình3.22.ẢnhSEMbềmặtđứtgãycủavậtli ệu tổ hợpLDPE/EVA/FA vật liệu tổ saukhithửnghiệmđộbền Hình3.23.ẢnhSEMbềmặtđứtgãycủavậtli ệutổhợpLDPE/EVA/MFA Từ hình 3.22 thấy hạt tro bay kết tụ, co cụm với polymeblend.Mậtđộtro bay tạiv ị t r í v ậ t l i ệ u b ị đ ứ t k h l n , x u ấ t nhiều vết xé d ọ c trongv ậ t l i ệ u t ổ h ợ p L D P E / E V A / F A H ì n h c h o t h ấ y c c h t t r o b a y biế n t í n h