Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu chế tạo, đặc trưng cấu trúc, tính chất của màng phủ đa chức năng trên cơ sở nhựa acrylic nhũ tương và các phụ gia nano.Nghiên cứu chế tạo, đặc trưng cấu trúc, tính chất của màng phủ đa chức năng trên cơ sở nhựa acrylic nhũ tương và các phụ gia nano.Nghiên cứu chế tạo, đặc trưng cấu trúc, tính chất của màng phủ đa chức năng trên cơ sở nhựa acrylic nhũ tương và các phụ gia nano.Nghiên cứu chế tạo, đặc trưng cấu trúc, tính chất của màng phủ đa chức năng trên cơ sở nhựa acrylic nhũ tương và các phụ gia nano.Nghiên cứu chế tạo, đặc trưng cấu trúc, tính chất của màng phủ đa chức năng trên cơ sở nhựa acrylic nhũ tương và các phụ gia nano.Nghiên cứu chế tạo, đặc trưng cấu trúc, tính chất của màng phủ đa chức năng trên cơ sở nhựa acrylic nhũ tương và các phụ gia nano.Nghiên cứu chế tạo, đặc trưng cấu trúc, tính chất của màng phủ đa chức năng trên cơ sở nhựa acrylic nhũ tương và các phụ gia nano.Nghiên cứu chế tạo, đặc trưng cấu trúc, tính chất của màng phủ đa chức năng trên cơ sở nhựa acrylic nhũ tương và các phụ gia nano.Nghiên cứu chế tạo, đặc trưng cấu trúc, tính chất của màng phủ đa chức năng trên cơ sở nhựa acrylic nhũ tương và các phụ gia nano.Nghiên cứu chế tạo, đặc trưng cấu trúc, tính chất của màng phủ đa chức năng trên cơ sở nhựa acrylic nhũ tương và các phụ gia nano.Nghiên cứu chế tạo, đặc trưng cấu trúc, tính chất của màng phủ đa chức năng trên cơ sở nhựa acrylic nhũ tương và các phụ gia nano.Nghiên cứu chế tạo, đặc trưng cấu trúc, tính chất của màng phủ đa chức năng trên cơ sở nhựa acrylic nhũ tương và các phụ gia nano.Nghiên cứu chế tạo, đặc trưng cấu trúc, tính chất của màng phủ đa chức năng trên cơ sở nhựa acrylic nhũ tương và các phụ gia nano.Nghiên cứu chế tạo, đặc trưng cấu trúc, tính chất của màng phủ đa chức năng trên cơ sở nhựa acrylic nhũ tương và các phụ gia nano.Nghiên cứu chế tạo, đặc trưng cấu trúc, tính chất của màng phủ đa chức năng trên cơ sở nhựa acrylic nhũ tương và các phụ gia nano.Nghiên cứu chế tạo, đặc trưng cấu trúc, tính chất của màng phủ đa chức năng trên cơ sở nhựa acrylic nhũ tương và các phụ gia nano.Nghiên cứu chế tạo, đặc trưng cấu trúc, tính chất của màng phủ đa chức năng trên cơ sở nhựa acrylic nhũ tương và các phụ gia nano.Nghiên cứu chế tạo, đặc trưng cấu trúc, tính chất của màng phủ đa chức năng trên cơ sở nhựa acrylic nhũ tương và các phụ gia nano.Nghiên cứu chế tạo, đặc trưng cấu trúc, tính chất của màng phủ đa chức năng trên cơ sở nhựa acrylic nhũ tương và các phụ gia nano.Nghiên cứu chế tạo, đặc trưng cấu trúc, tính chất của màng phủ đa chức năng trên cơ sở nhựa acrylic nhũ tương và các phụ gia nano.Nghiên cứu chế tạo, đặc trưng cấu trúc, tính chất của màng phủ đa chức năng trên cơ sở nhựa acrylic nhũ tương và các phụ gia nano.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐÀO PHI HÙNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO, ĐẶC TRƯNG CẤU TRÚC, TÍNH CHẤT CỦA MÀNG PHỦ ĐA CHỨC NĂNG TRÊN CƠ SỞ NHỰA ACRYLIC NHŨ TƯƠNG VÀ CÁC PHỤ GIA NANO DỰ THẢO LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Hà Nội, năm 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐÀO PHI HÙNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO, ĐẶC TRƯNG CẤU TRÚC, TÍNH CHẤT CỦA MÀNG PHỦ ĐA CHỨC NĂNG TRÊN CƠ SỞ NHỰA ACRYLIC NHŨ TƯƠNG VÀ CÁC PHỤ GIA NANO Chuyên ngành đào tạo: Hóa hữu Mã số: 44 01 14 DỰ THẢO LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS TS Thái Hoàng Hà Nội, năm 2023 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án kết nghiên cứu hướng dẫn khoa học GS TS Thái Hoàng Các số liệu tài liệu trích dẫn luận án trung thực Kết nghiên cứu khơng trùng với cơng trình cơng bố trước Tơi xin chịu trách nhiệm với lời cam đoan Hà Nội, ngày… tháng… năm 2023 Tác giả NCS Đào Phi Hùng LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, muốn gửi lời tri ân chân thành đến GS TS Thái Hoàng - người thầy tận tâm hướng dẫn bảo tơi q trình nghiên cứu hồn thành luận án Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến ban lãnh đạo Viện đồng nghiệp Viện Kỹ thuật nhiệt đới, cán Học viện Khoa học Cơng nghệ, quan tâm hỗ trợ tơi q trình hồn thiện luận án Tôi muốn chân thành gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đồng nghiệp, người ln động viên, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho q trình nghiên cứu tơi Mặc dù tơi cố gắng hết sức, thời gian hạn chế khả năng, kinh nghiệm nghiên cứu hạn chế, nên luận án tơi cịn tồn số thiếu sót Tơi mong nhận ý kiến góp ý bảo từ nhà khoa học, giáo viên, đồng nghiệp, để luận án hồn thiện nâng cao chất lượng Tơi xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2023 Nghiên cứu sinh Đào Phi Hùng MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT i DANH MỤC CÁC HÌNH iv DANH MỤC CÁC BẢNG .viii MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tình hình nghiên cứu phát triển nhựa acrylic nhũ tương 1.1.1 Nguyên tắc phương pháp tổng hợp nhựa acrylic nhũ tương .4 1.1.2 Một số phương pháp biến tính nhựa acrylic nhũ tương 1.2 Biến tính hữu MONPs tác nhân ghép .7 1.2.1 Cơ chế biến tính tác nhân ghép silane/titanate 1.2.2 Ứng dụng MONPs biến tính hữu màng sơn .10 1.3 Tình hình nghiên cứu sơn chống nóng, phản xạ nhiệt mặt trời 11 1.3.1 Hiệu sơn chống nóng, phản xạ nhiệt mặt trời 11 1.3.2 Nâng cao khả phản xạ, chống nóng màng sơn 16 1.4 Tình hình nghiên cứu màng phủ hữu kháng khuẩn 20 1.4.1 Màng phủ chứa tác nhân kháng khuẩn hoạt động theo chế oxy hóa quang 21 1.4.2 Màng phủ hữu chứa chất diệt khuẩn hữu .22 1.4.3 Màng sơn kháng khuẩn chứa nano Ag 24 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 31 2.1 Nguyên vật liệu, hóa chất 31 2.2 Biến tính hữu hạt nano 31 2.3 Chế tạo màng sơn acrylic nanocomposite 33 2.4 Chế tạo màng sơn phản xạ nhiệt mặt trời 34 2.5 Phương pháp phân tích thử nghiệm 36 2.5.1 Xác định đặc trưng, tính chất hạt nano biến tính hữu .36 2.5.2 Xác định đặc trưng, tính chất màng sơn 37 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .44 3.1 Nghiên cứu biến tính hữu hạt nano R-TiO2 ZrO2 44 3.1.1 Đặc trưng, tính chất hạt nano R-TiO2 biến tính hữu 44 3.1.2 Đặc trưng, tính chất hạt nano ZrO2 biến tính hữu 52 3.2 Đặc trưng, tính chất màng sơn acylic nhũ tương chứa hạt nano R-TiO2 ZrO2 60 3.2.1 Ảnh hưởng hạt nano R-TiO2 biến tính hữu đến tính chất màng sơn 60 3.2.2 Ảnh hưởng hạt nano ZrO2 biến tính hữu đến tính chất màng sơn acrylic 66 3.2.3 Ảnh hưởng hạt nano mZr3G mTi3T đến tính chất màng sơn acrylic 71 3.3 Nghiên cứu nâng cao tính chất màng sơn phản xạ nhiệt mặt trời 82 3.3.1 Ảnh hưởng hạt nano biến tính hữu đến khả phản xạ màng sơn phản xạ nhiệt mặt trời 82 3.3.2 Hiệu chống nóng màng sơn phản xạ nhiệt mặt trời 84 3.3.3 Khả thấm nước màng sơn phản xạ nhiệt mặt trời 85 3.3.4 Hình thái cấu trúc màng sơn phản xạ nhiệt mặt trời 86 3.4 Nghiên cứu nâng cao khả kháng vi sinh vật màng sơn 87 3.4.1 Nghiên cứu màng sơn acrylic kháng vi sinh vật chứa phụ gia Ag- Zn/zeolite .87 3.4.2 Nghiên cứu màng sơn kháng vi sinh vật sở OIT 99 3.4.3 Ảnh hưởng phụ gia kháng vi sinh vật tới tính chất màng sơn phản xạ nhiệt 103 KẾT LUẬN .106 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ .107 TÀI LIỆU THAM KHẢO .109 i DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT % kl Phần trăm khối lượng A0 Màng phủ acrylic không chứa phụ gia A0.5mT Màng sơn acrylic chứa 0,5 %kl nano R-TiO2 biến tính hữu A0.5mZ Màng sơn acrylic chứa 0,5 %kl nano ZrO2biến tính hữu A15TZ Màng sơn acrylic chứa 1,5 %kl nano R-TiO2 biến tính hữu 0,5 %kl nano ZrO2 biến tính hữu A1mT Màng sơn acrylic chứa %kl nano R-TiO2 biến tính hữu A1mZ Màng sơn acrylic chứa %kl nano ZrO2biến tính hữu A1TZ Màng sơn acrylic chứa %kl nano R-TiO2 biến tính hữu %kl nano ZrO2 biến tính hữu A2mT Màng sơn acrylic chứa %kl nano R-TiO2 biến tính hữu A2mZ Màng sơn acrylic chứa %kl nano ZrO2 biến tính hữu A3mZ Màng sơn acrylic chứa %kl nano ZrO2 biến tính hữu A4mT Màng sơn acrylic chứa %kl nano R-TiO2 biến tính hữu A5mZ Màng sơn acrylic chứa %kl nano ZrO2 biến tính hữu AmT0.5Ze Màng sơn acrylic chứa %kl nano R-TiO2 biến tính hữu 0,5 %kl Ag-Zn/zeolite AmT1Ze Màng sơn acrylic chứa %kl nano R-TiO2 biến tính hữu %kl Ag-Zn/zeolite AmT2Ze Màng sơn acrylic chứa %kl nano R-TiO2 biến tính hữu %kl Ag-Zn/zeolite AT15Z Màng sơn acrylic chứa 0,5 %kl nano R-TiO2 biến tính hữu 1,5 %kl nano ZrO2 biến tính hữu AuT Màng sơn acrylic chứa %kl nano R-TiO2 chưa biến tính AuZ Màng sơn acrylic chứa %kl nano ZrO2 chưa biến tính AZe Màng sơn acrylic chứa %kl Ag-Zn/zeolite dTG Vi phân phân tích nhiệt – khối lượng FESEM Kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường FTIR Hồng ngoại biến đổi chuỗi Fourier GPTES (3-glycidyloxypropyl)triethoxysilane KR-12 Isopropyl tri(dioctylpyrophosphate)titanate mGZ Hỗn hợp (3-glycidyloxypropyl)triethoxysilane (đã thủy phân) với hạt nano ZrO2 MONPs Hạt nano oxide kim loại (Metal oxide nanoparticles) mTi Hạt nano R-TiO2 biến tính hữu mTi10T Nano R-TiO2 biến tính với 10 %kl [3-(methacryloyloxy)propyl]-trimethoxysilane mTi1T Nano R-TiO2 biến tính với %kl [3-(methacryloyloxy)propyl]-trimethoxysilane mTi20T Nano R-TiO2 biến tính với 20 %kl [3-(methacryloyloxy)propyl]-trimethoxysilane mTi3K Nano R-TiO2 biến tính với %kl Isopropyl tri(dioctylpyro-phosphate)titanate mTi3T Nano R-TiO2 biến tính với %kl [3-(methacryloyloxy)propyl]-trimethoxysilane mTi5T Nano R-TiO2 biến tính với %kl [3-(methacryloyloxy)propyl]-trimethoxysilane mZr Hạt nano ZrO2 biến tính hữu mZr10G Nano ZrO2 biến tính với 10 %kl (3-glycidyloxypropyl)triethoxy-silane mZr1G Nano ZrO2 biến tính với %kl (3-glycidyloxypropyl)triethoxy-silane mZr20G Nano ZrO2 biến tính với 20 %kl (3-glycidyloxypropyl)triethoxy-silane mZr3G Nano ZrO2 biến tính với %kl (3-glycidyloxypropyl)triethoxy-silane mZr3K Nano ZrO2 biến tính với %kl Isopropyl tri(dioctylpyrophosphate)-titanate mZr3T Nano ZrO2 biến tính với %kl [3-(methacryloyloxy)propyl]-trimethoxysilane mZr5G Nano ZrO2 biến tính với %kl (3-glycidyloxypropyl)triethoxy-silane OIT 2-n-octyl-4-izothiazolin-3-one R-TiO2 Rutile TiO2 SRP Sơn phản xạ nhiệt mặt trời SRP0.5 Sơn phản xạ nhiệt mặt trời chứa 0,5% hỗn hợp hạt nano (R-TiO2 biến tính hữu + ZrO2 biến tính hữu cơ) thay micro R-TiO2 SRP1 Sơn phản xạ nhiệt mặt trời chứa 1% hỗn hợp hạt nano (R-TiO2 biến tính hữu + ZrO2 biến tính hữu cơ) thay micro R-TiO2 SRP2 Sơn phản xạ nhiệt mặt trời chứa % hỗn hợp hạt nano (R-TiO2 biến tính hữu + ZrO2 biến tính hữu cơ) thay micro R-TiO2 SRPK Sơn phản xạ nhiệt mặt trời chứa 1% hỗn hợp hạt nano (R-TiO2 biến tính hữu + ZrO2 biến tính hữu cơ) thay micro R-TiO2 hệ kháng vi sinh vật (1 %kl Ag-Zn/zeolite + 0,1 OIT) TGA Phân tích nhiệt - khối lượng TMSPM [3-(methacryloyloxy)propyl]trimethoxysilane USD Đô la Mỹ u-Ti Hạt nano R-TiO2 chưa biến tính hữu UV Tia cực tím/tia tử ngoại UV-Vis-NIR Tử ngoại – khả kiến – hồng ngoại gần u-Zr Hạt nano ZrO2 chưa biến tính hữu VAST Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam VOC Các chất hữu dễ bay XRD Nhiễu xạ tia X DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Cấu trúc nhựa acrylic nhũ tương monomer Hình 1.2 Phản ứng biến tính nhựa acrylic 3,3′,5,5′-tetramethyl-4,4′-biphenyl diglycidyl ether (R mạch carbon chất biến tính, R” mạch nhựa acrylic nhũ tương) .6 Hình 1.3 Quá trình thủy phân tác nhân ghép silane môi trường khác Hình 1.4 Biến tính MONPs tác nhân ghép silane theo chế thủy phân Hình 1.5 Quá trình silane hóa MONPs chế ngưng tụ 10 Hình 1.6 Sự giảm nhiệt độ bề mặt tối đa trung bình cho bề mặt bên ngồi vào mùa hè (a), mùa đơng (b) cho bề mặt bên vào mùa hè (c) mùa đông (d) tường hướng khác 12 Hình 1.7 Nhu cầu tiêu thụ điện làm mát cao nhất/thấp (đơn vị kWh/m2) tòa nhà văn phòng thấp tầng theo mơ hình nhà đơn lẻ (building scale) mơ hình dân cư (urban scale) thành phố khác Úc tháng tháng (giai đoạn 2016-2017) 13 Hình 1.8 Sự thay đổi nhiệt độ bề mặt bê tơng khơng sơn có sơn hệ sơn SHR thử nghiệm trời .16 Hình 1.9 Cấu tạo chức lớp sơn phản xạ nhiệt .16 Hình 1.10 Nhiệt độ bề mặt bê tông phủ lớp sơn khác chế làm việc lớp sơn 18 Hình 1.11 Ion Ag+ liên kết với base DNA 25 Hình 1.12 Thử nghiệm kháng khuẩn màng sơn acrylic chứa hàm lượng nano Ag khác với vi khuẩn E coli (a) S aureus (b) 27 Hình 1.13 Ảnh hưởng lớp sơn nanocompozit đến tốc độ tăng trưởng vi khuẩn E coli môi trường nuôi cấy 27 Hình 1.14 Vùng vơ khuẩn vật liệu Ag-Zn/zeolite (a) Ag-zeolite (b) vi khuẩn S aureus 28 Hình 1.15 Độ nhám bề mặt độ cứng bề mặt nhựa acrylic chứa Ag-Zn/zeolite hàm lượng khác (Đường kẻ ngang khác biệt theo thống kê – ρ < 0,05) 29