Nghiên cứu xử lý tro bay và chế tạo vật liệu composite nền cao su thiên nhiên

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 XỬ LÝ TRO BAY VÀ CHẾ TẠO VẬT LIỆU COMPOSITE NỀN CAO SU THIÊN NHIÊN GVHD: TS NGUYỄN THỊ LÊ THANH SVTH : ĐỖ NGỌC TRÂM ANH NGUYỄN THANH HUY SKL011798 Tp Hồ Chí Minh, tháng 9/2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU XỬ LÝ TRO BAY VÀ CHẾ TẠO VẬT LIỆU COMPOSITE NỀN CAO SU THIÊN NHIÊN GVHD: TS NGUYỄN THỊ LÊ THANH SVTH: ĐỖ NGỌC TRÂM ANH MSSV: 19130003 SVTH: NGUYỄN THANH HUY MSSV: 19130023 KHÓA: 2019 - 2023 Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 09, năm 2023 KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Thị Lê Thanh Cơ quan công tác Giảng viên hướng dẫn: Đại học Bách Khoa – ĐH Quốc Gia Tp HCM Sinh viên thực hiện: Đỗ Ngọc Trâm Anh MSSV: 19130003 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thanh Huy MSSV: 19130023 Tên đề tài: Nghiên cứu xử lý tro bay chế tạo vật liệu composite cao su thiên nhiên Nội dung khóa luận: - Tìm hiểu tổng quan nguồn nguyên liệu phế phẩm tro bay (fly ash) thải từ trình đốt cháy nhiên liệu than đá nhà máy nhiệt điện Đồng thời, tìm hiểu tình hình nghiên cứu ứng dụng cao su thiên nhiên - Tách Silica từ tro bay phương pháp kết tủa sol-gel xử lý bề mặt tro tạo độn có hàm lượng Silica cao - Phối trộn độn cao su thiên nhiên tạo composite - Đánh giá tính chất sản phẩm cao su sau lưu hóa phương pháp phân tích Các sản phẩm dự kiến Sản phẩm composite cao su Ngày giao đồ án: 20/02/2023 Ngày nộp đồ án: 25/08/2023 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) Nguyễn Thị Lê Thanh KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên Sinh viên: Đỗ Ngọc Trâm Anh MSSV:19130003 Ngành: Công nghệ vật liệu Tên đề tài: Nghiên cứu xử lý tro bay chế tạo vật liệu composite cao su thiên nhiên Họ tên Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Thị Lê Thanh Cơ quan công tác GV hướng dẫn: Đại học Bách Khoa – ĐH Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh Địa chỉ: Phường 14, Quận 10, Tp Hồ Chí Minh NHẬN XÉT Về nợi dung đề tài và khối lượng thực Sinh viên thực đầy đủ nhiệm vụ khóa ḷn, đọc tìm hiểu tài liệu để tìm kiếm ý tưởng xây dựng thí nghiệm, hiểu kết thực nghiệm trình bày báo cáo luận văn với bố cục nội dung phù hợp với mục tiêu đề cách tốt Tinh thần học tập, nghiên cứu sinh viên Sinh viên có thái độ làm việc nghiêm túc, có trách nhiệm với việc nghiên cứu mình, chủ động hồn thành cơng việc, có cố gắng học tập Đặc biệt tinh thần hòa đồng, làm việc nhóm hiệu với bạn làm chung đề tài thành viên khác trình thực nghiệm phịng thí nghiệm, tn thủ nội qui chặt chẽ phịng thí nghiệm, đảm bảo an tồn phịng thí nghiệm Ưu điểm Trình bày khóa ḷn tốt nghiệp có bố cục rõ ràng, mạch lạc, hành văn sử dụng thuật ngữ chuyên ngành tốt Đề tài xử lý tận dụng triệt để nguồn phế phẩm tro bay Duyên Hải chất gia cường ngành cơng nghiệp cao su, qua giải số vấn nạn ô nhiễm môi trường Đồng thời, nghiên cứu chọn phương pháp gia cơng hàm lượng thích hợp để chế tạo vật liệu composite CSTN có tính chất tốt, ứng dụng vào thực tiễn Khuyết điểm Kết thực nghiệm cịn thiếu sót số thí nghiệm để minh chứng rõ cho kết nghiên cứu Đề nghị cho bảo vệ hay không? - Khóa luận đủ điều kiện để bảo vệ trước Hội đồng Điểm: 9,0 (Bằng chữ: Chín điểm) Tp Hờ Chí Minh, ngày 05 tháng 09 năm 2023 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký & ghi rõ họ tên) Nguyễn Thị Lê Thanh KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên Sinh viên: Nguyễn Thanh Huy MSSV:19130023 Ngành: Công nghệ vật liệu Tên đề tài: Nghiên cứu xử lý tro bay chế tạo vật liệu composite cao su thiên nhiên Họ tên Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Thị Lê Thanh Cơ quan công tác GV hướng dẫn: Đại học Bách Khoa – ĐH Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh Địa chỉ: Phường 14, Quận 10, Tp Hồ Chí Minh NHẬN XÉT Về nợi dung đề tài và khối lượng thực Sinh viên thực đầy đủ nhiệm vụ khóa ḷn, đọc tìm hiểu tài liệu để tìm kiếm ý tưởng xây dựng thí nghiệm, hiểu kết thực nghiệm trình bày báo cáo luận văn với bố cục nội dung phù hợp với mục tiêu đề cách tốt Tinh thần học tập, nghiên cứu sinh viên Sinh viên có thái độ làm việc nghiêm túc, có trách nhiệm với việc nghiên cứu mình, chủ động hồn thành cơng việc, có cố gắng học tập Đặc biệt tinh thần hòa đồng, làm việc nhóm hiệu với bạn làm chung đề tài thành viên khác trình thực nghiệm phịng thí nghiệm, tn thủ nội qui chặt chẽ phịng thí nghiệm, đảm bảo an tồn phịng thí nghiệm Ưu điểm Trình bày khóa ḷn tốt nghiệp có bố cục rõ ràng, mạch lạc, hành văn sử dụng thuật ngữ chuyên ngành tốt Đề tài xử lý tận dụng triệt để nguồn phế phẩm tro bay Duyên Hải chất gia cường ngành cơng nghiệp cao su, qua giải số vấn nạn ô nhiễm môi trường Đồng thời, nghiên cứu chọn phương pháp gia cơng hàm lượng thích hợp để chế tạo vật liệu composite CSTN có tính chất tốt, ứng dụng vào thực tiễn Khuyết điểm Kết thực nghiệm cịn thiếu sót số thí nghiệm để minh chứng rõ cho kết nghiên cứu Đề nghị cho bảo vệ hay khơng? - Khóa luận đủ điều kiện để bảo vệ trước Hội đồng Điểm: 9,0 (Bằng chữ: Chín điểm) Tp Hờ Chí Minh, ngày 05 tháng 09 năm 2023 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký & ghi rõ họ tên) Nguyễn Thị Lê Thanh KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên Sinh viên: Đỗ Ngọc Trâm Anh MSSV:19130003 Họ tên Sinh viên: Nguyễn Thanh Huy MSSV:19130023 Ngành: Công nghệ vật liệu Tên đề tài: Nghiên cứu xử lý tro bay chế tạo vật liệu composite cao su thiên nhiên Họ tên Giảng viên phản biện: Nguyễn Vũ Việt Linh Cơ quan công tác GV phản biện: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM Địa chỉ: Số Võ Văn Ngân, Phường Linh Chiểu, Tp Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh NHẬN XÉT Về nợi dung đề tài và khối lượng thực Sinh viên thực đầy đủ nội dung nghiên cứu đề Nội dung khối lượng thực đáp ứng yêu cầu Khóa luận tốt nghiệp Ưu điểm + Đề tài có ý nghĩa thực tiễn + Kết thực nghiệm phong phú, có độ tin cậy cao Khuyết điểm + Vẫn cịn nhiều lỗi tả, chưa thống tên / danh pháp hóa chất, ví dụ polyethylene Bảng 4.3 bảng 4.4 trình bày tên mẫu gây khó hiểu, nên thống với cách trình bày với bảng 4.5 – bảng 4.8 Sơ đồ trình bày sai quy cách (sinh viên xem trực tiếp góp ý khóa luận mà GVPB ghi chú) + KLTN chưa nêu nghĩa khoa học đề tài + Phép đo bền kéo số mẫu có độ tin cậy khơng cao, đo 2/5 mẫu theo tiêu chuẩn ASTM D412-98 Ví dụ: ML10 ML30 + Tính tốn đồ thị phân bố kích thước hạt tro bay số lượng mẫu ~50 hạt (hình 4.2 4.3) thể độ tin cậy chưa cao Kiến nghị câu hỏi Kiến nghị: + Bổ sung độ tinh khiết hóa chất sử dụng nghiên cứu + Một số phương pháp phân tích nên bổ sung tên thiết bị, model, điều kiện thực phép đo + Sửa chửa lại lỗi nêu phần “3 Khuyết điểm” + Phần kết TGA, ghép phổ mẫu NR, ML20, MR20 để làm rõ mẫu có điểm bắt đầu phân hủy trước Câu hỏi: Phương pháp sol-gel có ưu nhược điểm so với phương pháp điều chế silica khác? Kết nghiên cứu đạt có điểm trội so với nghiên cứu khác thực nước giới? Tại hàm lượng độn tăng lên 30phr tính hệ số kháng lão hóa vật liệu giảm? Trang 35, SV có đề cập đến việc ngâm tro HCl 1M 12 để loại bỏ kim loại cịn dư tro, vậy kim loại gì? Đơn pha chế tạo mẫu cao su từ composite dựa sở nào? Với thao tác tạo mẫu qua nhiều công đoạn cán trộn đảo cao su vậy, sử dụng kết đo tính, độ cứng, độ trương kháng lão hóa nhiệt để so sánh mẫu liệu có đáng tin cậy? Đề nghị cho bảo vệ hay không? Được bảo vệ Điểm: 8,7 (Bằng chữ: Tám phẩy bảy điểm) Tp Hồ Chí Minh, ngày 05 tháng 09 năm 2023 GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN (Ký & ghi rõ họ tên) Nguyễn Vũ Việt Linh LỜI CẢM ƠN Xuyên suốt trình thực nghiên cứu, chúng em thật may mắn nhận giúp đỡ nhiệt tình chân thành từ nhiều phía để hồn thành cách tốt khóa ḷn tốt nghiệp Chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến tồn thể Q Thầy Cơ cơng tác trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh đồng hành suốt chặng đường bốn năm đại học Nhờ mà chúng em có môi trường học tập thật tốt, trang bị kiến thức môn đại cương mơn chun ngành, giúp em có sở lý thuyết vững vàng hành trang quý báu Đặc biệt, chúng em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến: - Giảng viên hướng dẫn, TS Nguyễn Thị Lê Thanh công tác trường Đại học Bách Khoa – ĐH Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh ln đồng hành, giúp đỡ, tận tình bảo, truyền đạt kỹ năng, kinh nghiệm quý giá cho chúng em suốt trình học làm việc - ThS Trần Tấn Đạt - Giảng viên trường Đại học Bách Khoa – ĐH Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh, bạn lớp VL19PO hỗ trợ tận tình kiến thức, vật tư, dụng cụ thí nghiệm - Thầy, Cơ cơng tác tại khoa Khoa học ứng dụng tạo điều kiện giúp đỡ trình thực đề tài - Các bạn lớp 19130POLY ln đồn kết, chia sẻ, hỗ trợ, giúp đỡ chúng em - Các tác giả, đồng tác giả viết khoa học mà chúng em tham khảo Và cuối em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, cảm ơn ln người ủng hộ chúng em vơ điều kiện, cảm ơn ln đồng hành em suốt q trình học tập phát triển, điều trân q mà lịng em ln ghi giữ Trong q trình hồn thành khơng thể tránh khỏi thiếu xót Vì vậy, chúng em mong nhận đóng góp ý kiến q Thầy, Cơ bạn để giúp chúng em nâng cao kiến thức cải thiện phát triển cách hoàn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn Xin kính chúc q Thầy Cơ bạn lời chúc sức khỏe! i LỜI CAM ĐOAN Nhóm nghiên cứu chúng em gồm: Đỗ Ngọc Trâm Anh Nguyễn Thanh Huy Sinh viên thực đề tài: “Nghiên cứu xử lý tro bay chế tạo vật liệu composite cao su thiên nhiên” Chúng em xin cam đoan cơng trình chúng tơi thực hướng dẫn TS Nguyễn Thị Lê Thanh Các kết quả, đồ thị trình bày luận văn hoàn toàn trung thực Dữ liệu sử dụng luận văn có nguồn gốc rõ ràng trích dẫn cụ thể Các tài liệu tham khảo sử dụng trình bày rõ ràng, ngắn gọn danh mục tài liệu tham khảo Chúng em xin chịu trách nhiệm nghiên cứu Sinh viên thực Sinh viên thực Đỗ Ngọc Trâm Anh Nguyễn Thanh Huy ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i LỜI CAM ĐOAN ii MỤC LỤC iii TÓM TẮT KHÓA LUẬN vii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU xi DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH xiii CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tình hình nghiên cứu 1.1.1 Trên giới 1.1.2 Ở Việt Nam 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.3 Nội dung nghiên cứu 1.4 Ý nghĩa thực tiễn CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT .5 2.1 Giới thiệu chung vật liệu composite .5 2.2 Tổng quan cao su thiên nhiên .6 2.2.1 Cấu tạo hóa học .6 2.2.2 Tính chất vật lý tính chất hóa học 2.2.3 Mủ latex cao su đông đặc mủ 2.2.4 Các tương tác hiệu ứng chủ yếu hỗn hợp độn cao su 10 2.2.5 Lưu hóa cao su 13 2.2.5.1 Sự lưu hóa 13 2.2.5.2 Đường cong lưu hóa 13 2.2.5.3 Đặc điểm thông số ảnh hưởng đến q trình lưu hóa .14 2.2.5.4 Tác nhân lưu hóa 15 2.2.5.5 Cơ chế lưu hóa .16 2.2.6 Phụ gia 16 2.2.6.1 Chất trợ xúc tiến 16 2.2.6.2 Chất xúc tiến 17 iii