luận án tiến sĩ 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

Phá phÁn x¿ khuếch tán căa màng s¡n acrylic chąa hßn hÿp các h¿t nano mZr3G và mTi3T vãi tỉ lá khối l°ÿng mZr3G/mTi3T khác nhau .... Biến đái chỉ số carbonyl căa màng s¡n acrylic chąa hß

KHOA HàC VÀ CÔNG NGHà VIàT NAM

H àC VIàN KHOA HàC VÀ CÔNG NGHà

ĐÀO PHI HÙNG

ACRYLIC NHŨ T¯¡NG VÀ CÁC PHỤ GIA NANO

D Ā THÀO LUÀN ÁN TI¾N S) HÓA HàC

Hà N ội, năm 2023

KHOA HàC VÀ CÔNG NGHà VIàT NAM

H àC VIàN KHOA HàC VÀ CÔNG NGHà

ĐÀO PHI HÙNG

ACRYLIC NHŨ T¯¡NG VÀ CÁC PHỤ GIA NANO

Chuyên ngành đào t¿o: Hóa hữu c¡

Mã số: 9 44 01 14

D Ā THÀO LUÀN ÁN TI¾N S) HÓA HàC

NG¯äI H¯âNG DÀN KHOA HàC: GS TS Thái Hoàng

Hà N ội, năm 2023

L àI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan bÁn luận án này là kết quÁ nghiên cąu căa tôi d°ãi sự h°ãng dÁn khoa hác căa GS TS Thái Hoàng Các số liáu và tài liáu đ°ÿc trích

dÁn trong luận án là trung thực Kết quÁ nghiên cąu này không trùng vãi bất cą công trình nào đã đ°ÿc công bố tr°ãc đó

Tôi xin chßu trách nhiám vãi låi cam đoan căa mình

Hà N ội, ngày… tháng… năm 2023

Tác giÁ

NCS Đào Phi Hùng

L àI CÀM ¡N

L ời đầu tiên, tôi muốn gửi lời tri ân chân thành đến GS TS Thái Hoàng - người

th ầy luôn tận tâm hướng dẫn và chỉ bÁo tôi trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành

lu ận án

Tôi cũng xin gửi lời cÁm ơn sâu sắc đến ban lãnh đ¿o Viện và đồng nghiệp t¿i

Vi ện Kỹ thuật nhiệt đới, cùng những cán bộ ở Học viện Khoa học và Công nghệ, vì

đã quan tâm và hỗ trợ tôi trong quá trình hoàn thiện luận án

Tôi mu ốn chân thành gửi lời cÁm ơn đến gia đình, b¿n bè và đồng nghiệp,

nh ững người luôn động viên, giúp đỡ và t¿o điều kiện thuận lợi cho quá trình nghiên

c ứu của tôi Mặc dù tôi đã cố gắng hết sức, nhưng do thời gian h¿n chế và khÁ năng, kinh nghi ệm nghiên cứu còn h¿n chế, nên luận án của tôi còn tồn t¿i một số thiếu sót

Tôi r ất mong nhận được ý kiến góp ý và chỉ bÁo từ các nhà khoa học, giáo viên, đồng nghiệp, để luận án của tôi được hoàn thiện và nâng cao chất lượng hơn

Tôi xin trân tr ọng cÁm ơn!

Hà N ội, ngày tháng năm 2023

Nghiên cąu sinh

Đào Phi Hùng

M ĀC LĀC

DANH M ĀC CÁC TĀ VI¾T TÂT i

DANH M ĀC CÁC HÌNH iv

DANH M ĀC CÁC BÀNG viii

M â ĐÀU 1

CH¯¡NG 1 TàNG QUAN 4

1.1 Tình hình nghiên c ÿu và phát triển nhāa acrylic nhũ t°¢ng 4

1.1.1 Nguyên tắc ph°¡ng pháp táng hÿp nhựa acrylic nhũ t°¡ng 4

1.1.2 Mát số ph°¡ng pháp biến tính nhựa acrylic nhũ t°¡ng 5

1.2 Bi ¿n tính hÿu c¢ MONPs bằng tác nhân ghép 7

1.2.1 C¡ chế biến tính bằng tác nhân ghép silane/titanate 8

1.2.2 Ąng dāng căa MONPs biến tính hữu c¡ trong màng s¡n 10

1.3 Tình hình nghiên c ÿu s¢n chống nóng, phÁn x¿ nhiát mặt trái 11

1.3.1 Hiáu quÁ căa s¡n chống nóng, phÁn x¿ nhiát mặt tråi 11

1.3.2 Nâng cao khÁ năng phÁn x¿, chống nóng căa màng s¡n 16

1.4 Tình hình nghiên c ÿu màng phă hÿu c¢ kháng khuẩn 20

1.4.1 Màng phă chąa tác nhân kháng khu¿n ho¿t đáng theo c¡ chế oxy hóa quang 21

1.4.2 Màng phă hữu c¡ chąa chất diát khu¿n hữu c¡ 22

1.4.3 Màng s¡n kháng khu¿n chąa nano Ag 24

CH¯¡NG 2 THĀC NGHIàM 31

2.1 Nguyên v Át liáu, hóa ch¿t 31

2.2 Bi ¿n tính hÿu c¢ các h¿t nano 31

2.3 Ch ¿ t¿o màng s¢n acrylic nanocomposite 33

2.4 Ch ¿ t¿o màng s¢n phÁn x¿ nhiát mặt trái 34

2.5 Ph°¢ng pháp phân tích thử nghiám 36

2.5.1 Xác đßnh các đặc tr°ng, tính chất căa h¿t nano biến tính hữu c¡ 36

2.5.2 Xác đßnh đặc tr°ng, tính chất căa màng s¡n 37

CH¯¡NG 3 K¾T QUÀ VÀ THÀO LUÀN 44

3.1 Nghiên c ÿu bi¿n tính hÿu c¢ các h¿t nano R-TiO 2 và ZrO 2 44

3.1.1 Đặc tr°ng, tính chất căa các h¿t nano R-TiO2 biến tính hữu c¡ 44

3.1.2 Đặc tr°ng, tính chất căa h¿t nano ZrO2 biến tính hữu c¡ 52

3.2 Đặc tr°ng, tính ch¿t căa màng s¢n acylic nhũ t°¢ng chÿa các h¿t nano R-TiO 2 và ZrO 2 60

3.2.1 Ành h°çng h¿t nano R-TiO2 biến tính hữu c¡ đến tính chất màng s¡n 60

3.2.2 Ành h°çng căa h¿t nano ZrO2 biến tính hữu c¡ đến tính chất căa màng s¡n acrylic 66

3.2.3 Ành h°çng căa các h¿t nano mZr3G và mTi3T đến tính chất căa màng s¡n acrylic 71

3.3 Nghiên c ÿu nâng cao tính ch¿t màng s¢n phÁn x¿ nhiát mặt trái 82

3.3.1 Ành h°çng h¿t nano biến tính hữu c¡ đến khÁ năng phÁn x¿ căa màng s¡n phÁn x¿ nhiát mặt tråi 82

3.3.2 Hiáu năng chống nóng căa màng s¡n phÁn x¿ nhiát mặt tråi 84

3.3.3 KhÁ năng thấm n°ãc căa màng s¡n phÁn x¿ nhiát mặt tråi 85

3.3.4 Hình thái cấu trúc căa màng s¡n phÁn x¿ nhiát mặt tråi 86

3.4 Nghiên c ÿu nâng cao khÁ năng kháng vi sinh vÁt căa màng s¢n 87

3.4.1 Nghiên cąu màng s¡n acrylic kháng vi sinh vật chąa phā gia Ag-Zn/zeolite 87

3.4.2 Nghiên cąu màng s¡n kháng vi sinh vật trên c¡ sç OIT 99

3.4.3 Ành h°çng căa phā gia kháng vi sinh vật tãi tính chất căa màng s¡n phÁn x¿ nhiát 103

K ¾T LUÀN 106

DANH M ĀC CÁC CÔNG TRÌNH CĂA TÁC GIÀ 107

TÀI LI àU THAM KHÀO 109

DANH MĀC CÁC TĀ VI¾T TÂT

% kl Phần trăm khối l°ÿng

A0 Màng phă acrylic không chąa phā gia

A0.5mT Màng s¡n acrylic chąa 0,5 %kl nano R-TiO2 biến tính hữu c¡ A0.5mZ Màng s¡n acrylic chąa 0,5 %kl nano ZrO2biến tính hữu c¡

A15TZ Màng s¡n acrylic chąa 1,5 %kl nano R-TiO2 biến tính hữu c¡ và

0,5 %kl nano ZrO2 biến tính hữu c¡

A1mT Màng s¡n acrylic chąa 1 %kl nano R-TiO2 biến tính hữu c¡

A1mZ Màng s¡n acrylic chąa 1 %kl nano ZrO2biến tính hữu c¡

A1TZ Màng s¡n acrylic chąa 1 %kl nano R-TiO2 biến tính hữu c¡ và 1

%kl nano ZrO2 biến tính hữu c¡

A2mT Màng s¡n acrylic chąa 2 %kl nano R-TiO2 biến tính hữu c¡

A2mZ Màng s¡n acrylic chąa 2 %kl nano ZrO2 biến tính hữu c¡

A3mZ Màng s¡n acrylic chąa 3 %kl nano ZrO2 biến tính hữu c¡

A4mT Màng s¡n acrylic chąa 4 %kl nano R-TiO2 biến tính hữu c¡

A5mZ Màng s¡n acrylic chąa 5 %kl nano ZrO2 biến tính hữu c¡

AmT0.5Ze Màng s¡n acrylic chąa 2 %kl nano R-TiO2 biến tính hữu c¡ và 0,5

%kl Ag-Zn/zeolite AmT1Ze Màng s¡n acrylic chąa 2 %kl nano R-TiO2 biến tính hữu c¡ và 1

%kl Ag-Zn/zeolite AmT2Ze Màng s¡n acrylic chąa 2 %kl nano R-TiO2 biến tính hữu c¡ và 2

%kl Ag-Zn/zeolite AT15Z Màng s¡n acrylic chąa 0,5 %kl nano R-TiO2 biến tính hữu c¡ và

1,5 %kl nano ZrO2 biến tính hữu c¡

AuT Màng s¡n acrylic chąa 2 %kl nano R-TiO2 ch°a biến tính

AuZ Màng s¡n acrylic chąa 2 %kl nano ZrO2 ch°a biến tính

AZe Màng s¡n acrylic chąa 1 %kl Ag-Zn/zeolite

dTG Vi phân phân tích nhiát – khối l°ÿng

FESEM Kính hiển vi đián tử quét phát x¿ tr°ång

FTIR Hßng ngo¿i biến đái chußi Fourier

GPTES (3-glycidyloxypropyl)triethoxysilane

KR-12 Isopropyl tri(dioctylpyrophosphate)titanate

mGZ Hßn hÿp (3-glycidyloxypropyl)triethoxysilane (đã thăy phân) vãi

h¿t nano ZrO2MONPs H¿t nano oxide kim lo¿i (Metal oxide nanoparticles)

mTi H¿t nano R-TiO2 biến tính hữu c¡

mTi10T Nano R-TiO2 biến tính vãi 10 %kl [3-(methacryloyloxy)propyl]-

-trimethoxysilane mTi1T Nano R-TiO2 biến tính vãi 1 %kl [3-(methacryloyloxy)propyl]-

-trimethoxysilane mTi20T Nano R-TiO2 biến tính vãi 20 %kl [3-(methacryloyloxy)propyl]-

-trimethoxysilane mTi3K Nano R-TiO2 biến tính vãi 3 %kl Isopropyl tri(dioctylpyro-

-phosphate)titanate mTi3T Nano R-TiO2 biến tính vãi 3 %kl [3-(methacryloyloxy)propyl]-

-trimethoxysilane mTi5T Nano R-TiO2 biến tính vãi 5 %kl [3-(methacryloyloxy)propyl]-

-trimethoxysilane mZr H¿t nano ZrO2 biến tính hữu c¡

mZr10G Nano ZrO2 biến tính vãi 10 %kl (3-glycidyloxypropyl)triethoxy-

-silane mZr1G Nano ZrO2 biến tính vãi 1 %kl (3-glycidyloxypropyl)triethoxy-

-silane mZr20G Nano ZrO2 biến tính vãi 20 %kl (3-glycidyloxypropyl)triethoxy-

-silane mZr3G Nano ZrO2 biến tính vãi 3 %kl (3-glycidyloxypropyl)triethoxy-

-silane

mZr3K Nano ZrO2 biến tính vãi 3 %kl Isopropyl tri(dioctylpyrophosphate)-

-titanate mZr3T Nano ZrO2 biến tính vãi 3 %kl [3-(methacryloyloxy)propyl]-

-trimethoxysilane mZr5G Nano ZrO2 biến tính vãi 5 %kl (3-glycidyloxypropyl)triethoxy-

-silane OIT 2-n-octyl-4-izothiazolin-3-one

R-TiO2 Rutile TiO2

SRP S¡n phÁn x¿ nhiát mặt tråi

SRP0.5 S¡n phÁn x¿ nhiát mặt tråi chąa 0,5% hßn hÿp h¿t nano (R-TiO2

biến tính hữu c¡ + ZrO2 biến tính hữu c¡) thay thế micro R-TiO2SRP1 S¡n phÁn x¿ nhiát mặt tråi chąa 1% hßn hÿp h¿t nano (R-TiO2

biến tính hữu c¡ + ZrO2 biến tính hữu c¡) thay thế micro R-TiO2SRP2 S¡n phÁn x¿ nhiát mặt tråi chąa 2 % hßn hÿp h¿t nano (R-TiO2

biến tính hữu c¡ + ZrO2 biến tính hữu c¡) thay thế micro R-TiO2SRPK S¡n phÁn x¿ nhiát mặt tråi chąa 1% hßn hÿp h¿t nano (R-TiO2

biến tính hữu c¡ + ZrO2 biến tính hữu c¡) thay thế micro R-TiO2

và há kháng vi sinh vật (1 %kl Ag-Zn/zeolite + 0,1 OIT) TGA Phân tích nhiát - khối l°ÿng

TMSPM [3-(methacryloyloxy)propyl]trimethoxysilane

u-Ti H¿t nano R-TiO2ch°a biến tính hữu c¡

UV Tia cực tím/tia tử ngo¿i

UV-Vis-NIR Tử ngo¿i – khÁ kiến – hßng ngo¿i gần

u-Zr H¿t nano ZrO2 ch°a biến tính hữu c¡

VAST Vián Hàn lâm Khoa hác và Công nghá Viát Nam

VOC Các chất hữu c¡ dß bay h¡i

XRD Nhißu x¿ tia X

DANH MĀC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Cấu trúc căa nhựa acrylic nhũ t°¡ng và các monomer căa nó 4

Hình 1.2. PhÁn ąng biến tính nhựa acrylic bằng 3,3′,5,5′-tetramethyl-4,4′-biphenyl

diglycidyl ether (R là m¿ch carbon chất biến tính, R= là m¿ch nhựa acrylic nhũ t°¡ng) 6

Hình 1.3. Quá trình thăy phân căa tác nhân ghép silane trong các môi tr°ång khác

nhau 9

Hình 1.4. Biến tính MONPs bằng tác nhân ghép silane theo c¡ chế thăy phân 9

Hình 1.5. Quá trình silane hóa MONPs bằng c¡ chế ng°ng tā 10

Hình 1.6 Sự giÁm nhiát đá bề mặt tối đa và trung bình cho các bề mặt bên ngoài

vào mùa hè (a), mùa đông (b) và cho các bề mặt bên trong vào mùa hè (c)

và mùa đông (d) căa các bąc t°ång ç các h°ãng khác nhau 12

Hình 1.7 Nhu cầu tiêu thā đián làm mát cao nhất/thấp nhất (đ¡n vß kWh/m2) đối

vãi các tòa nhà văn phòng thấp tầng theo mô hình nhà đ¡n lẻ (building scale) và mô hình dân c° (urban scale) ç các thành phố khác nhau căa

Úc trong tháng 1 và tháng 2 (giai đo¿n 2016-2017) 13

Hình 1.8. Sự thay đái nhiát đá bề mặt ngoài các tấm bê tông không s¡n và có s¡n

há s¡n SHR khi thử nghiám ngoài tråi 16

Hình 1.9. Cấu t¿o và chąc năng căa lãp s¡n phÁn x¿ nhiát 16

Hình 1.10. Nhiát đá bề mặt căa các tấm bê tông đ°ÿc phă các lãp s¡n khác nhau

và c¡ chế làm viác căa lãp s¡n 18

Hình 1.11. Ion Ag+ liên kết vãi các base căa DNA 25

Hình 1.12. Thử nghiám kháng khu¿n căa màng s¡n acrylic chąa các hàm l°ÿng

nano Ag khác nhau vãi vi khu¿n E coli (a) và S aureus (b) 27

Hình 1.13. Ành h°çng căa lãp s¡n nanocompozit đến tốc đá tăng tr°çng căa vi

khu¿n E coli trong môi tr°ång nuôi cấy 27

Hình 1.14. Vùng vô khu¿n căa vật liáu Ag-Zn/zeolite (a) và Ag-zeolite (b) đối vãi

vi khu¿n S aureus 28

Hình 1.15.Đá nhám bề mặt và đá cąng bề mặt căa nhựa acrylic chąa Ag-Zn/zeolite

ç các hàm l°ÿng khác nhau (Đ°ång kẻ ngang là chỉ sự khác biát theo thống

kê – ρ < 0,05) 29

Hình 2.1. Quy trình biến tính hữu c¡ h¿t nano R-TiO2 và ZrO2 32

Hình 2.2. Quy trình chế t¿o màng s¡n nanocomposite 33

Hình 2.3. Thiết kế và hình Ánh bußng thử nghiám tính năng làm mát 40

Hình 2.4. Biến đái nhiát đá bề mặt (a) và nhiát đá không khí bên trong (b) căa bußng

thử nghiám d°ãi tác đáng căa ánh sáng mặt tråi 41

Hình 3.1. Phá hßng ngo¿i căa h¿t nano R-TiO2ban đầu (u-Ti) và đ°ÿc biến tính hữu

c¡ vãi KR12 (mTi3K) và TMSPM (mTi3T) 44

Hình 3.2 GiÁn đß TGA và giÁn đß vi phân TGA (dTG) căa các h¿t nano R-TiO2

ban đầu (u-Ti) và đ°ÿc biến tính hữu c¡ vãi KR12 (mTi3K) và TMSPM (mTi3T) 45

Hình 3.3 S¡ đß minh háa c¡ chế biến tính các h¿t nano R-TiO2 vãi

KR-12/TMSPM 47

Hình 3.4. Ành FESEM và phân bố kích th°ãc h¿t t°¡ng ąng căa các h¿t nano

R-TiO2 tr°ãc khi biến tính (u-Ti), sau khi biến tính vãi 3%kl TMSPM (mTi3T) và 3 %kl KR12 (mTi3K) 48

Hình 3.5 GiÁn đß phân bố kích th°ãc h¿t căa các h¿t nano R-TiO2ch°a biến tinh

(u-Ti) và sau khi biến sau khi biến tính vãi TMSPM (mTi3T), KR12 (mTi3K) 49

Hình 3.6 Phá phÁn x¿ căa các h¿t nano R-TiO2 tr°ãc (u-Ti) và sau khi biến tính

hữu c¡ vãi TMSPM (mTi3T) 50

Hình 3.7. GiÁn đß XRD căa nano R-TiO2 ch°a biến tính (u-Ti) và sau biến tính

vãi 3%kl TMSPM (mTi3T) 51

Hình 3.8. Phá FTIR căa h¿t nano ZrO2ban đầu (u-Zr) và đ°ÿc biến tính hữu c¡ vãi

KR12 (mZr3K), TMSPM (mZr3T), GPTES (mZr3G) 52

Hình 3.9 GiÁn đß TGA và giÁn đß dTG căa các h¿t nano ZrO2 ch°a biến tính

(u-Zr), sau khi biến tính vãi KR12 (mZr3K), TMSPM (mZr3T), GPTES (mZr3G) và hßn hÿp GPTES (đã thăy phân) vãi các h¿t nano ZrO2 (mGZ) 53

Hình 3.10. Ành FESEM và phân bố kích th°ãc h¿t t°¡ng ąng căa h¿t nano ZrO2

tr°ãc khi biến tính (u-Zr), sau khi biến tính vãi TMSPM (mZr3T), KR12 (mZr3K), GPTES (mZr3G) 56

Hình 3.11 GiÁn đß phân bố kích th°ãc h¿t căa các h¿t nano ZrO2 ban đầu (u-Zr)

và sau khi biến sau khi biến tính vãi TMSPM (mZr3T), KR12 (mZr3K), GPTES (mZr3G) 57

Hình 3.12 Phá phÁn x¿ khuếch tán căa các h¿t nano ZrO2 tr°ãc (u-Zr) và sau khi

biến tính hữu c¡ vãi GPTES (mZr3G) 58

Hình 3.13. GiÁn đß XRD căa các nano ZrO2ch°a biến tính (u-Zr) và sau biến tính

vãi 3%kl GPTES (mZr3G) 59

Hình 3.14. Ành FESEM căa màng s¡n acrylic chąa 2 %kl các h¿t nano R-TiO2

ch°a biến tính (AuT) và biến tính vãi 3 %kl TMSPM (A2mTi3T) 65

Hình 3.15. Phá phÁn x¿ khuếch tán căa màng s¡n acrylic chąa hßn hÿp các h¿t

nano mZr3G và mTi3T vãi tỉ lá khối l°ÿng mZr3G/mTi3T khác nhau 73

Hình 3.16 GiÁn đß TGA căa các màng s¡n acrylic chąa hßn hÿp các h¿t nano

mTi3T và mZr3G vãi tỉ lá khối l°ÿng mTi3T/mZr3G khác nhau 75

Hình 3.17. Phá FTIR căa các màng s¡n chąa các h¿t nano mTi3T và mZr3G vãi

tỉ lá khối l°ÿng mTi3T/mZr3G khác nhau ç thåi điểm ban đầu và sau 54 chu kỳ thử nghiám gia tốc thåi tiết 77

Hình 3.18. Biến đái chỉ số carbonyl căa màng s¡n acrylic chąa hßn hÿp các h¿t

nano mTi3T và mZr3G vãi tỉ lá khối l°ÿng mTi3T/mZr3G khác nhau trong quá trình thử nghiám gia tốc thåi tiết 78

Hình 3.19. Biến đái chỉ số oxy hóa quang căa các màng s¡n acrylic chąa hßn hÿp

các h¿t nano mTi3T và mZr3G vãi tỉ lá khối l°ÿng mTi3T/mZr3G khác nhau trong quá trình thử nghiám gia tốc thåi tiết 79

Hình 3.20.Xu h°ãng biến đái khối l°ÿng căa các màng s¡n acrylic chąa hßn hÿp

các h¿t nano mTi3T và mZr3G vãi tỉ lá khối l°ÿng mTi3T/mZr3G khác nhau trong quá trình thử nghiám gia tốc thåi tiết 81

Hình 3.21. Phá phÁn x¿ khuếch tán căa màng s¡n phÁn x¿ nhiát mặt tråi (SRP)

chąa các hàm l°ÿng khác nhau căa hßn hÿp các h¿t nano mTi3T + mZr3G dùng thay thế các h¿t micro R-TiO2 82

Hình 3.22. Cấu trúc mô phỏng màng s¡n phÁn x¿ nhiát mặt tråi không có và có

hßn hÿp h¿t nano vô c¡ biến tính hữu c¡ 83

Hình 3.23. Chênh lách nhiát đá bề mặt ngoài (a), nhiát đá không khí (b) trong

bußng thử nghiám đ°ÿc phă s¡n SRP1 so vãi bußng đối chąng 84

Hình 3.24. Chênh lách nhiát đá bề mặt ngoài (a) và nhiát đá không khí (b) trong

bußng thử nghiám đ°ÿc phă s¡n SRP so vãi bußng đối chąng 85

Hình 3.25. Chênh lách nhiát đá bề mặt ngoài (a) và nhiát đá không khí (b) trong

bußng thử nghiám đ°ÿc phă s¡n SRP1 so vãi bußng thử nghiám đ°ÿc phă s¡n SRP 85

Hình 3.26.Ành FESEM bề mặt cắt căa màng s¡n SRP và SRP1 86

Hình 3.27. Các giÁn đß TGA và dTG căa màng s¡n chąa các thành phần khác

nhau 91Hình 3.28 Phá FTIR căa màng s¡n acrylic chąa các h¿t nano mTi3T và Ag-

Zn/zeolite tr°ãc và sau (36 chu kỳ - 432 giå) thử nghiám gia tốc thåi tiết 94

Hình 3.29. Biến đái chỉ số carbonyl căa màng s¡n acrylic chąa các h¿t nano mTi3T

và Ag-Zn/zeolite trong quá trình thử nghiám gia tốc thåi tiết 95

Hình 3.30. Biến đái chỉ số oxy hóa quang căa màng s¡n acrylic chąa các h¿t nano

mTi3T và Ag-Zn/zeolite trong quá trình thử nghiám gia tốc thåi tiết 96

Hình 3.31 Biến đái khối l°ÿng căa màng s¡n acrylic chąa các h¿t nano mTi3T và

Ag-Zn/zeolite trong quá trình thử nghiám gia tốc thåi tiết 97

Hình 3.32. GiÁ thiết c¡ chế phÁn ąng phân huỷ quang hoá màng s¡n acrylic trong

quá trình thử nghiám gia tốc thåi tiết 98

Hình 3.33. GiÁ thiết c¡ chế kích ho¿t các phân tử oxy tấn công vào các m¿ch

polyacrylic dÁn đến tán hao khối l°ÿng màng s¡n acrylic chąa phā gia trong quá trình thử nghiám gia tốc thåi tiết 99

Hình 3.34. Phá phÁn x¿ khuếch tán căa màng s¡n phÁn x¿ nhiát chąa phā gia kháng

vi sinh vật khác nhau 103

DANH MĀC CÁC BÀNG

B Áng 1.1 Nßng đá ąc chế tối thiểu căa 4 lo¿i tác nhân kháng vi sinh vật hữu c¡

(phần triáu, ppm) đối vãi mát số chăng vi sinh vật 22

B Áng 1.2 So sánh hiáu quÁ chống nấm mốc căa màng s¡n chąa triazin/cacbendazim/octylisothiazolinone (TCO) và diuron/cacbendazim/ octylisothiazolinone (DCO) 23

B Áng 1.3 Hiáu quÁ kháng nấm căa OIT trên các vật liáu mang khác nhau vãi chăng Cladosporium cladosporioides 24

B Áng 1.4 Nßng đá ąc chế tối thiểu căa vật liáu Ag-Zn/zeolite vãi các tỉ lá thành phần khác nhau 29

B Áng 2.1 Thành phần khối l°ÿng biến tính các h¿t nano R-TiO2 và ZrO2 32

B Áng 2.2 Thành phần các màng s¡n nanocomposite 34

B Áng 2.3 Thành phần căa các há s¡n phÁn x¿ nhiát mặt tråi (% kl) 35

B Áng 2.4 Dung dßch dinh d°ỡng dùng nuôi cấy nấm mốc 42

B Áng 2.5 Đánh giá mąc đá phát triển căa nấm mốc 43

B Áng 3.1 Hàm l°ÿng tác nhân hữu c¡ ghép lên bề mặt các h¿t nano R-TiO2 46

B Áng 3.2 Kích th°ãc h¿t trung bình căa các h¿t nano R-TiO2 tr°ãc và sau khi biến tính hữu c¡ đ°ÿc phân tán trong n°ãc 49

B Áng 3.3 Hàm l°ÿng tác nhân hữu c¡ ghép lên bề mặt h¿t nano ZrO2 54

B Áng 3.4 Kích th°ãc h¿t trung bình căa các h¿t nano ZrO2 tr°ãc và sau khi biến tính hữu c¡ đ°ÿc phân tán trong n°ãc 57

B Áng 3.5 Đá bền mài mòn cát r¡i căa màng s¡n acrylic chąa 2 %kl các h¿t nano R-TiO2 khác nhau 61

B Áng 3.6 Kết quÁ phân tích chuyên sâu Tukey HSD về sự khác biát đá bền mài mòn cát r¡i căa các màng s¡n acrylic chąa các h¿t nano R-TiO2 khác nhau 61

B Áng 3.7 Đá bền mài mòn cát r¡i căa màng s¡n acrylic chąa các h¿t nano mTi3T ç các hàm l°ÿng khác nhau 64

B Áng 3.8 Kết quÁ phân tích chuyên sâu Tukey HSD đá bền mài mòn cát r¡i căa màng s¡n acrylic chąa các h¿t nano R-TiO2 biến tính vãi 3%kl TMSPM ç các hàm l°ÿng khác nhau 64

B Áng 3.9 Đá bền mài mòn cát r¡i căa màng s¡n acrylic chąa 2%kl các h¿t nano

ZrO2 khác nhau 66

B Áng 3.10 Kết quÁ phân tích chuyên sâu Tukey HSD về sự khác biát đá bền mài

mòn cát r¡i căa các màng s¡n acrylic chąa các h¿t nano ZrO2 khác nhau 67

B Áng 3.11 Đá bền mài mòn cát r¡i màng s¡n acrylic chąa các hàm l°ÿng mZr3G

khác nhau 69

B Áng 3.12 Kết quÁ phân tích chuyên sâu Tukey HSD đá bền mài mòn cát r¡i căa

màng s¡n acrylic chąa hàm l°ÿng mZr3G khác nhau 69

B Áng 3.13 Ành FESEM căa màng s¡n acrylic chąa các h¿t nano ZrO2ch°a biến tính (AuZ) và biến tính vãi 3 %kl GPTES (A2mZr3G) có đá phóng đ¿i khác nhau 71

B Áng 3.14 Đá bền mài mòn cát r¡i căa màng s¡n acrylic vãi hàm l°ÿng h¿t nano

mZr3G và mTi3T khác nhau 71

B Áng 3.15 Kết quÁ phân tích chuyên sâu Tukey HSD đá bền mài mòn cát r¡i căa

màng s¡n acrylic vãi các hàm l°ÿng các h¿t nano mZr3G và mTi3T khác nhau 72

B Áng 3.16 Chiều dày trung bình và há số phÁn x¿ khuếch tán trung bình căa màng

s¡n acrylic chąa chąa hßn hÿp các h¿t nano mZr3G và mTi3T vãi tỉ lá khối l°ÿng mZr3G/mTi3T khác nhau 74

B Áng 3.17 Đá dốc căa đ°ång xu h°ãng biến đái chỉ số carbonyl và chỉ số oxy hóa

quang căa các màng s¡n acrylic chąa hßn hÿp các h¿t nano mTi3T và mZr3G

vãi tỉ lá khối l°ÿng mTi3T/mZr3G khác nhau trong quá trình thử nghiám gia

tốc thåi tiết 80

B Áng 3.18 Há số phÁn x¿ khuếch tán trung bình căa màng s¡n phÁn x¿ nhiát mặt

tråi (SRP) chąa các hàm l°ÿng khác nhau căa hßn hÿp các h¿t nano mTi3T + mZr3G dùng thay thế h¿t micro R-TiO2 83

B Áng 3.19 Đá thấm n°ãc căa các màng s¡n SRP và SRP1 86

B Áng 3.20 Đá bền mài mòn cát r¡i căa màng s¡n acrylic chąa 2 %kl các h¿t nano

R-TiO2 biến tính hữu c¡ vãi các hàm l°ÿng Ag-Zn/zeolite khác nhau 88

BÁng 3.21 Kết quÁ phân tích chuyên sâu Tukey HSD đá bền mài mòn cát r¡i căa màng s¡n chąa 2 %kl h¿t nano mTi3T kết hÿp vãi Ag-Zn/zeolite ç các hàm l°ÿng khác nhau 88

B Áng 3.22 Ho¿t tính kháng vi khu¿n E coli căa màng s¡n acrylic chąa 2 %kl h¿t

nano R-TiO2 biến tính vãi các hàm l°ÿng khác nhau căa Ag-Zn/zeolite 90

B Áng 3.23 Ho¿t tính kháng vi khu¿n S aureus căa màng s¡n acrylic chąa 2 %kl

h¿t nano R-TiO2 biến tính vãi các hàm l°ÿng khác nhau căa Ag-Zn/zeolite 90

B Áng 3.24 Các đặc tr°ng TGA căa màng s¡n chąa nano mTi3T và Ag-Zn/zeolite 92

B Áng 3.25 Biến đái các hấp thā đặc tr°ng các nhóm đßnh chąc trong màng s¡n

acrylic chąa các h¿t nano mTi3T và Ag-Zn/zeolite tr°ãc và sau thử nghiám gia tốc thåi tiết 94

B Áng 3.26 Ho¿t tính kháng khu¿n căa màng s¡n acrylic chąa hàm l°ÿng OIT khác

nhau vãi vi khu¿n E coli 100

B Áng 3.27 Ho¿t tính kháng khu¿n căa màng s¡n acrylic chąa hàm l°ÿng OIT khác

nhau vãi vi khu¿n E aureus 100

B Áng 3.28 KhÁ năng chống nấm mốc căa màng s¡n acrylic chąa hàm l°ÿng OIT

khác nhau và 1 %kl Ag-Zn/zeolite 101

B Áng 3.29 Ho¿t tính kháng vi khu¿n E coli căa màng s¡n phÁn x¿ nhiát mặt tråi

chąa các phā gia kháng vi sinh vật khác nhau 104

B Áng 3.30 Ho¿t tính kháng vi khu¿n S aureus căa màng s¡n phÁn x¿ nhiát mặt

tråi chąa các phā gia kháng vi sinh vật khác nhau 104

B Áng 3.31 KhÁ năng chống nấm mốc căa màng s¡n phÁn x¿ nhiát mặt tråi chąa

phā gia kháng khu¿n khác nhau 105

Mâ ĐÀU

1 Lý do ch án đề tài

Theo thống kê, năng l°ÿng sử dāng cho các tòa nhà chiếm tãi h¡n 1/3 sÁn l°ÿng đián căa toàn thế giãi, trong đó 39 % l°ÿng đián này liên quan tãi quá trình phát thÁi CO2 [1] Trong tình hình thích nghi vãi biến đái khí hậu và bÁo đÁm an ninh năng l°ÿng, viác giÁm phát thÁi CO2đ°ÿc °u tiên ç nhiều quốc gia Mặt khác, tốc đá

đô thß hóa nhanh ç nhiều quốc gia, đặc biát là các quốc gia đang phát triển nh° Viát Nam Cùng quá trình <ấm= lên căa trái đất, đã làm cho hiáu ąng <đÁo nhiát đô thß= (urban heat island) phá biến và khắc nghiát h¡n, biểu hián rõ nhất ç các quốc gia trong vùng khí hậu nhiát đãi nh° Viát Nam GiÁm thiểu tác đáng căa hián t°ÿng <đÁo nhiát đô thß= và đÁm bÁo an ninh năng l°ÿng, chống biến đái khí hậu đang là mát trong những °u tiên hàng đầu Trong đó, giÁi pháp đ¡n giÁn, hiáu quÁ là nghiên cąu

và phát triển các công nghá s¡n chống nóng/phÁn x¿ nhiát mặt tråi cho thiết bß, tòa nhà và công trình xây dựng nhận đ°ÿc nhiều sự quan tâm

Tuái thá căa lãp s¡n phā thuác vào nhiều yếu tố nh° nhiát đá, đá ¿m, tia UV

và vi sinh vật Viát Nam nằm trong vùng khí hậu nhiát đãi nóng ¿m, thuận lÿi cho vi sinh vật phát triển nhanh chóng D°ãi tác đáng căa vi sinh vật, lãp s¡n bß thay đái về hình thái, cấu trúc và giÁm các tính chất bề mặt, th¿m mỹ và đá bền Để tăng thåi gian sử dāng, màng s¡n cần phÁi có khÁ năng ąc chế sự phát triển căa các vi sinh vật

Mặt khác, mát số lo¿i vi sinh vật (vi khu¿n, nấm, virus&) có thể gây và lan truyền nhiều lo¿i bánh nguy hiểm, gây h¿i cho con ng°åi và đáng vật nuôi, thậm chí có thể dÁn tãi tử vong Thuốc kháng sinh th°ång đ°ÿc sử dāng để điều trß các bánh liên quan đến nhißm vi sinh vật Tuy nhiên, viác l¿m dāng thuốc kháng sinh đã t¿o ra các chăng vi khu¿n kháng thuốc Chỉ tính riêng ç châu Âu, hàng năm có đến 33.000 ca

tử vong và tiêu tốn tãi 1,5 tỉ Euro do lây nhißm từ các vi khu¿n kháng thuốc [2] Các nghiên cąu cho thấy, sử dāng màng s¡n kháng khu¿n có thể làm giÁm đáng kể nguy c¡ lây nhißm do vi khu¿n kháng thuốc [2] Hián nay, nghiên cąu, phát triển và hoàn thián các lãp phă có khÁ năng chống nóng và kháng khu¿n là mát h°ãng nghiên cąu

có ý nghĩa thực tißn mang tính thåi sự và ý nghĩa khoa hác cao

Chất t¿o màng là mát thành phần chính trong công thąc s¡n, màng phă [3]

Chất t¿o màng gốc dung môi (hòa tan/phân tán trong dung môi hữu c¡) chă yếu sử

dāng các dung môi hữu c¡ làm chất pha loãng, điều chỉnh đá nhãt [4] Do các quy đßnh về bÁo vá chống ô nhißm môi tr°ång, công nghiáp sÁn xuất và thi công s¡n bß

h¿n chế phát thÁi các chất hữu c¡ dß bay h¡i (VOC) [5, 6] làm giÁm ph¿m vi sử dāng các công thąc s¡n gốc dung môi Để giÁm phát thÁi VOC, các há s¡n đ°ÿc chế t¿o từ chất t¿o màng không sử dāng dung môi hữu c¡ (nh° s¡n bát, s¡n tĩnh đián&) hoặc

chất t¿o màng gốc n°ãc (hòa tan/phân tán trong n°ãc) đ°ÿc quan tâm nghiên cąu và phát triển Mặt khác, các há s¡n sử dāng chất t¿o màng gốc n°ãc, ngoài làm giÁm sự phát thÁi VOC l¿i rất an toàn trong phòng cháy (không bắt lửa) trong quá trình sÁn

xuất, vận chuyển

Trong các chất t¿o màng gốc n°ãc, nhựa acrylic nhũ t°¡ng đ°ÿc sử dāng

ráng rãi h¡n cÁ Nhựa acrylic nhũ t°¡ng đ°ÿc táng hÿp từ monomer acrylate hoặc metyl acrylate [7] Các công thąc s¡n sử dāng chất t¿o màng trên c¡ sç nhựa acrylic gốc n°ãc có giá thành rẻ, ít gây ô nhißm môi tr°ång [8] Để phân tán tốt trong n°ãc,

m¿ch polyacrylic đ°ÿc gắn thêm các nhóm °a n°ãc Các nhóm chąc này làm cho phân tử nhựa dß bß không khí và n°ãc dß xâm nhập vào, gây ra mát số nh°ÿc điểm căa nhựa acrylic nhũ t°¡ng nh° hàm rắn thấp, kém bền n°ãc, khÁ năng kháng ăn mòn

thấp [9] và làm giÁm ph¿m vi ąng dāng căa nhựa acrylic nhũ t°¡ng Cho đến nay,

nhựa acrylic nhũ t°¡ng vÁn tiếp tāc đ°ÿc quan tâm nghiên cąu, phát triển để cÁi thián các tính chất căa màng s¡n, nhằm đáp ąng các yêu cầu thực tißn Vì vậy, nghiên cąu sinh lựa chán đề tài: <Nghiên cąu chế t¿o, đặc tr°ng cấu trúc, tính chất căa màng phă

đa chąc năng trên c¡ sç nhựa acrylic nhũ t°¡ng và các phā gia nano=

2 M āc tiêu căa đề tài

Chế t¿o đ°ÿc màng phă trên c¡ sç nhựa acrylic nhũ t°¡ng vãi các phā gia hữu c¡ và vô c¡ có kích th°ãc nano có khÁ năng chống nóng, kháng vi khu¿n vãi các māc tiêu cā thể nh° sau:

- Biến tính đ°ÿc các h¿t nano ZrO2, TiO2 bằng các tác nhân hữu c¡ thích hÿp

để có khÁ năng phân tán tốt vào màng phă acrylic

- Đánh giá đ°ÿc hiáu quÁ hiáp đßng căa các phā gia vô c¡ có kích th°ãc nano

đã đ°ÿc biến tính hữu c¡ đến tính chất căa màng phă (tính chất c¡ hác, tính chất nhiát, phÁn x¿ ánh sáng&) Hiáu quÁ hiáp đßng kháng vi sinh vật căa các tác nhân kháng vi sinh vật vô c¡ và hữu c¡ đ°a vào màng phă

3 N ội dung nghiên cÿu

Đề tài gßm những nái dung nghiên cąu sau:

- Biến tính hữu c¡ các h¿t nano TiO2 bằng tác nhân [3-(methacryloyloxy)propyl]- -trimethoxysilane (TMSPM) và isopropyl tri(dioctylpyrophosphate)titanate (KR-12), ZrO2 bằng tác nhân [3-(methacryloyloxy)propyl]trimethoxysilane (TMSPM) và (3-glycidyloxypropyl)triethoxysilane (GPTES) Xác đßnh các đặc tr°ng, tính chất, hình thái cấu trúc căa các h¿t nano biến tính

- Phân tán h¿t nano biến tính hữu c¡ vào nhựa acrylic nhũ t°¡ng và xác đßnh

mát số đặc tr°ng, tính chất, hình thái cấu trúc căa lãp phă

- Xác đßnh Ánh h°çng căa các h¿t nano biến tính hữu c¡ tãi khÁ năng phÁn x¿ khuếch tán ánh sáng, hiáu năng làm mát, đá thấm n°ãc và hình thái hác căa màng s¡n trên c¡ sç nhựa acrylic nhũ t°¡ng

- Nghiên cąu Ánh h°çng Ag-Zn/zeolite (Irgaguard B5000) và izothiazolin-3-one (OIT) đến khÁ năng kháng khu¿n, nấm mốc căa lãp phă acrylic

2-n-octyl-4-4 Ý ngh*a khoa hác và thāc tißn căa đề tài

- Ý nghĩa khoa học:

+ Biến tính hữu c¡ h¿t nano TiO2 và ZrO2 bằng tác nhân hữu c¡ thích hÿp

để tăng c°ång khÁ năng t°¡ng hÿp, phân tán căa các h¿t nano trong màng s¡n acrylic nhũ t°¡ng, từ đó, góp phần nâng cao tính chất căa màng s¡n

+ Phối, kết hÿp các phā gia (h¿t nano biến tính hữu c¡, tác nhân kháng vi sinh vật thích hÿp nh° Ag-Zn/zeolite, OIT) để t¿o hiáu ąng hiáp đßng nâng cao tính chất căa màng s¡n acrylic nhũ t°¡ng (tính chất c¡, đá bền nhiát, khÁ năng phÁn x¿ khuếch tán bąc x¿ mặt tråi, đá bền thåi tiết, kháng khu¿n)

- Ý nghĩa thực tiễn: Màng s¡n thân thián môi tr°ång có khÁ năng phÁn x¿ nhiát

mặt tråi, chống nóng, kháng khu¿n, có tuái thá cao góp phần giÁm năng l°ÿng làm mát cho các công trình xây dựng, kiến trúc Nó cũng sẽ góp phần nâng cao an toàn,

an ninh năng l°ÿng, giÁm l°ÿng khí thÁi/khí nhà kính CO2, tăng th¿m mỹ căa các công trình

CH¯¡NG 1 TàNG QUAN 1.1 Tình hình nghiên cÿu và phát triển nhāa acrylic nhũ t°¢ng

Số liáu thống kê căa Vantage Market Research cho thấy, doanh thu căa nhựa

gốc n°ãc toàn cầu đ¿t 98,2 tỷ USD vào năm 2021, dự kiến năm 2028 doanh thu sẽ đ¿t mąc 119,3 tỷ USD, đ¿t mąc tăng tr°çng trong giai đo¿n 2022 – 2028 là 3,3 %/năm [10] Trong đó, nhựa acrylic nhũ t°¡ng chiếm tỷ tráng cao nhất, đ¿t 15 % Công thąc s¡n trên c¡ sç nhựa acrylic nhũ t°¡ng t¿o ra màng s¡n kháng UV tốt, có tính th¿m mỹ,

dß thi công& Các công thąc s¡n này đã và đang đ°ÿc ąng dāng trong nhiều lĩnh vực khác nhau nh° lãp phă trang trí và bÁo vá cho các công trình xây dựng, cho các kết cấu kim lo¿i, đß gß Tuy nhiên, nhựa acrylic nhũ t°¡ng chąa các nhóm °a n°ãc đã t¿o điều kián cho không khí và n°ãc dß xâm nhập vào trong phân tử nhựa vãi mát số nh°ÿc điểm nh° hàm rắn thấp, kém bền n°ãc, khÁ năng kháng ăn mòn thấp& Các nh°ÿc điểm này đã h¿n chế khÁ năng ąng dāng căa nhựa acrylic nhũ t°¡ng Do vậy, các chuyên gia và các nhà sÁn xuất nß lực nghiên cąu và phát triển các há s¡n trên c¡ sç

nhựa acrylic nhũ t°¡ng để đa d¿ng h¡n ąng dāng căa nó

1.1.1 Nguyên t ắc phương pháp tổng hợp nhựa acrylic nhũ tương

Nhựa acrylic nhũ t°¡ng là sÁn ph¿m đßng trùng hÿp căa acrylic acid, metacrylic acid và/hoặc dÁn xuất hoặc ester căa chúng Hình 1.1 mô tÁ thành phần c¡ bÁn, công thąc phân tử căa nhựa acrylic nhũ t°¡ng và các monomer căa nó

Hình 1.1 Cấu trúc căa nhựa acrylic nhũ t°¡ng và các monomer căa nó [11]

Có nhiều ph°¡ng pháp để trùng hÿp nhựa acrylic nhũ t°¡ng bao gßm trùng

hÿp nhũ t°¡ng, trùng hÿp trong dung dßch, trùng hÿp khối, trùng hÿp huyền phù& Trong đó, trùng hÿp nhũ t°¡ng đ°ÿc sử dāng phá biến h¡n cÁ Mát há trùng hÿp nhũ t°¡ng gßm có monomer, chất nhũ hóa, n°ãc và chất kh¡i mào Chußi đ¿i phân tử

táng hÿp đ°ÿc là mát chußi carbon đ°ÿc chia thành chußi mềm và chußi cąng Chußi cąng đ°ÿc t¿o thành từ các monomer có cấu trúc cąng nh° methacrylate, styrene& Chußi mềm đ°ÿc t¿o thành từ các monomer có cấu trúc <khá linh ho¿t= nh° acrylate

Chất t¿o màng là chußi cąng sẽ có đá cąng cao, trong khi chất t¿o màng là chußi mềm thì cho màng phă có đá mềm dẻo

Cấu trúc và thành phần căa chất t¿o màng sẽ Ánh h°çng tãi các tính năng căa sÁn ph¿m Các monomer khác nhau đ°ÿc chán đßng trùng hÿp để t¿o các sÁn ph¿m

có chąc năng khác nhau Ví dā, để tăng c°ång khÁ năng hòa tan căa nhựa acrylic thì

mát số monomer đ°ÿc đ°a vào đßng trùng hÿp nhằm cung cấp thêm các nhóm °a n°ãc nh° nhóm OH, amine, carboxyl Các monomer acrylate đßng trùng hÿp vãi các monomer styrene và acrylonitrile để tăng tính chất c¡ hác (chßu va đập, mài mòn) căa

nhựa [11] Monomer đ°ÿc chán đßng trùng hÿp là 2-ethylhexyl acrylate và các monomer chąa m¿ch alkane dài sẽ tăng đá mềm dẻo căa màng phă

1.1.2 M ột số phương pháp biến tính nhựa acrylic nhũ tương

1.1.2.1 Bi ến tính trên cơ sở các nhóm định chức của polymer

Các polymer có các nhóm chąc ç cuối m¿ch (end-group) và/hoặc ç bên (side group) có thể tham gia các phÁn ąng biến tính polymer Để tăng c°ång khÁ năng hòa tan căa nhựa acrylic, mát số monomer đ°ÿc đ°a vào đßng trùng hÿp nhằm cung cấp thêm các nhóm °a n°ãc nh° nhóm OH, amine, carboxyl Sử dāng các nhóm đßnh

chąc này để biến tính nhựa acrylic nhũ t°¡ng là mát h°ãng nghiên cąu đ°ÿc nhiều nhà khoa hác quan tâm Bi và các cáng sự đã biến tính nhựa acrylic nhũ t°¡ng bằng 3,3′,5,5′-tetramethyl-4,4′-biphenyl diglycidyl ether trên c¡ sç phÁn ąng căa nhóm acid và nhóm epoxy (Hình 1.2) [12] Sau khi biến tính, màng phă có đá bền kéo cao gấp 2,2 lần so vãi màng phă nhựa acrylic nhũ t°¡ng ban đầu Màng phă sau khi biến tính có thể chßu n°ãc trong h¡n 35 ngày, trong khi màng phă acrylic nhũ t°¡ng ban đầu chỉ chßu n°ãc trong 1 ngày

Hình 1.2. PhÁn ąng biến tính nhựa acrylic bằng 3,3′,5,5′-tetramethyl-4,4′-biphenyl diglycidyl ether (R là m¿ch carbon chất biến tính, R= là m¿ch nhựa acrylic nhũ t°¡ng)

1.1.2.2 Biến tính dựa trên phÁn ứng đồng trùng hợp/trùng hợp ghép

Ph°¡ng pháp đßng trùng hÿp/trùng hÿp ghép là mát trong những ph°¡ng pháp thông dāng để tăng c°ång tính chất căa các polymer nói chung và nhựa acrylic nhũ t°¡ng nói riêng Bằng cách này, các monomer biến tính đ°ÿc đ°a vào m¿ch căa nhựa acrylic nhũ t°¡ng để điều chỉnh tính chất căa nhựa acrylic nhằm đáp ąng các yêu cầu cā thể theo mong muốn [13, 14]

Yu và các cáng sự đã dùng itaconic acid và -trimethoxysilane (KH571) để biến tính nhựa acrylic nhũ t°¡ng bằng ph°¡ng pháp trùng hÿp nhũ t°¡ng [14] Các tính chất căa màng phă sau khi biến tính đ°ÿc cÁi thián đáng kể so vãi màng phă nhựa acrylic nhũ t°¡ng ban đầu Các tác giÁ cho

[3-(methacryloyloxy)propyl]-rằng, sau khi biến tính, mật đá liên kết ngang căa màng phă đã đ°ÿc tăng c°ång

vãi sự tham gia khâu m¿ch căa các monomer biến tính chąa nhóm epoxy và silane

1.1.2.3 Biến tính trên cơ sở tổ hợp với vật liệu vô cơ/hữu cơ

Tá hÿp polymer vãi mát vật liáu khác (mát polymer khác hoặc chất vô c¡)

là ph°¡ng pháp đ¡n giÁn th°ång đ°ÿc sử dāng để tăng c°ång tính chất căa vật liáu polymer Ph°¡ng pháp này đ¡n giÁn, dß thực hián, cho hiáu quÁ cao bçi vì chỉ cần

trán c¡ hác các thành phần vãi nhau Để tăng c°ång sự bám dính căa nhựa acrylic nhũ t°¡ng trên nền nhựa (plastic), Duan và các cáng sự đã tá hÿp nhựa acrylic vãi nhựa epoxy diane [15] Kết quÁ cho thấy màng phă sau khi biến tính có đá bám dính trên nền nhựa polyethylene terephthalate tốt h¡n so vãi 2 nhựa ban đầu (nhựa acrylic

và nhựa epoxy) và đá bền n°ãc căa màng phă cũng tăng lên đáng kể

Mát trong các h°ãng nghiên cąu để nâng cao các tính chất căa nhựa acrylic nhũ t°¡ng là sử dāng các h¿t nano vô c¡ nh° TiO2 [16], ZnO [16-18], SiO2 [19], graphene oxide [20, 21]& Tuy nhiên, do sự khác biát về cấu trúc và tính chất, viác phân tán các chất vô c¡ trong polymer nền th°ång gặp khó khăn Để cÁi thián sự phân tán căa các phần tử vô c¡, các há vật liáu tá hÿp th°ång đ°ÿc bá sung vãi các chất

phā gia nh° chất ho¿t đáng bề mặt, phā gia trÿ phân tán hoặc các h¿t vô c¡ đ°ÿc biến tính bề mặt vãi chất hữu c¡ Fan và các cáng sự đã sử dāng graphene oxide biến tính

hữu c¡ gia c°ång cho nhựa acrylic nhũ t°¡ng Màng phă chąa graphene oxide có đián trç cao h¡n gấp 20 lần và dòng ăn mòn nhỏ h¡n 10 lần so vãi màng phă không

có chąa graphene oxide [21]

Các phân tích trên cho th ấy nhựa acrylic nhũ tương đã được biến tính bằng nhi ều phương pháp khác nhau nhằm h¿n chế các nhược điểm và mở rộng các ứng dụng

c ủa nó Trong số các phương pháp biến tính nhựa acrylic nhũ tương, phương pháp tổ

h ợp với các vật liệu hữu cơ/vô cơ khác là một phương pháp đơn giÁn, dễ thực hiện và

hi ệu quÁ, đặc biệt là khi kết hợp với các h¿t nano oxide kim lo¿i Tuy nhiên, do sự khác

bi ệt về cấu trúc và tính chất, các h¿t nano oxide kim lo¿i thường khó phân tán trong

ch ất t¿o màng hữu cơ Để tăng cường phân tán, thường cần sử dụng các chất ho¿t động bề mặt, phụ gia trợ phân tán hoặc biến tính hữu cơ bề mặt của các h¿t nano oxide kim lo ¿i Tuy nhiên, việc sử dụng chất ho¿t động bề mặt và phụ gia trợ phân tán có thể làm gi Ám tính chất của màng phủ và tăng hàm lượng chất hữu cơ bay hơi Vì vậy, phương pháp biến tính hữu cơ bề mặt của các h¿t nano oxide kim lo¿i bằng tác nhân ghép silane ho ặc titanate thường được ưu tiên sử dụng

1.2 Bi¿n tính hÿu c¢ MONPs bằng tác nhân ghép

Để cÁi thián sự án đßnh và giÁm kết tā căa MONPs, th°ång cần thực hián biến tính bề mặt căa chúng bằng các tác nhân khác nhau Biến tính hữu c¡ bề mặt căa h¿t nano thông qua sử dāng các tác nhân hữu c¡ có thể giúp tăng đá án đßnh căa h¿t trong môi tr°ång dung dßch, đßng thåi cÁi thián khÁ năng t°¡ng hÿp căa h¿t nano vãi polymer nền hoặc môi tr°ång sinh hác Bề mặt căa MONPs có thể đ°ÿc biến tính theo hai lo¿i t°¡ng tác: t°¡ng tác vật lý và t°¡ng tác hóa hác

Biến tính MONPs dựa trên t°¡ng tác vật lý là mát trong những ph°¡ng pháp đ¡n giÁn để cÁi thián sự án đßnh căa chúng Trong quá trình này, các h¿t MONPs t°¡ng tác vãi các tác nhân bề mặt (chất ho¿t đáng bề mặt) để tăng khÁ năng duy trì hình d¿ng và án đßnh căa chúng Chất ho¿t đáng bề mặt là hÿp chất có mát đầu chąa nhóm chąc °a n°ãc (đầu) và đầu còn l¿i chąa nhóm chąc kỵ n°ãc (đuôi) Đầu °a n°ãc căa các phân tử chất ho¿t đáng bề mặt sẽ đ°ÿc hấp phā trên bề mặt các h¿t MONPs do hình thành lực hút tĩnh đián, liên kết hydro hoặc lực t°¡ng tác phân tử Van der Waals Nhå đó, giÁm t°¡ng tác giữa các h¿t MONPs, giÁm sąc căng bề mặt

và giÁm tỉ lá kết tā và tăng sự án đßnh căa các h¿t MONPs Quá trình biến tính MONPs bằng t°¡ng tác vật lý dựa trên viác hình thành các liên kết yếu, do đó sau khi biến tính, sự án đßnh căa MONPs có thể giÁm khi tiếp xúc vãi nhiát đá cao hoặc các lực t°¡ng tác m¿nh nh° lực hút tĩnh đián [22]

Biến tính bề mặt các h¿t MONPs bằng t°¡ng tác hóa hác là mát ph°¡ng pháp

hiáu quÁ để cÁi thián các tính chất bề mặt căa các h¿t MONPs t¿o ra há nano án đßnh

do hình thành liên kết cáng hóa trß giữa tác nhân biến tính và MONPs Các tác nhân th°ång đ°ÿc dùng để biến tính hiáu quÁ bề mặt h¿t nano là các hÿp chất thiol, acid carboxylic, polymer, titanate và silane

Tác nhân ghép silane/titanate th°ång đ°ÿc sử dāng trong quá trình biến tính MONPs Tác nhân ghép silane/titanate có thể t¿o đ°ÿc liên kết hóa trß vãi vật liáu vô c¡ và hữu c¡ nên đóng vai trò là cầu nối giữa vật liáu vô c¡ và nền hữu c¡ Chúng có công thąc táng quát là X(CH2)nSiR3/X(CH2)nTiR3 Trong phân tử tác nhân ghép silane/titanate, có 2 lo¿i nhóm đßnh chąc: nhóm đßnh chąc hữu c¡ (X) (th°ång là vinyl, clopropyl, epoxy, metacrylate, mercapto, styryl, phenyl&), phù hÿp vãi phÁn ąng và/hoặc t°¡ng tác tốt vãi nền vật liáu hữu c¡ Nhóm đßnh chąc thą hai là nhóm

dß thăy phân (R) (nh° methoxy, ethoxy&) t¿o thành hÿp chất trung gian chąa các nhóm silanol/titanol dß dàng hình thành các liên kết vãi vật liáu vô c¡ hoặc bề mặt h¿t nano nhå phÁn ąng ng°ng tā [23]

1.2.1 Cơ chế biến tính bằng tác nhân ghép silane/titanate

C¡ chế phá biến nhất khi dùng silane để biến tính MONPs là thăy phân silane/titanate trong n°ãc hoặc hßn hÿp n°ãc vãi mát dung môi phân cực (ethanol, propanol hoặc aceton) Các nhóm alkoxy (-OR, -OCH3, -OC2H5&) căa tác nhân silane

bß thăy phân thành nhóm silanol (Si-OH/Ti-OH) bçi n°ãc Sau đó, nhóm silanol sẽ

thực hián phÁn ąng ng°ng tā vãi nhóm –OH có trên bề mặt MONPs t¿o liên kết giữa tác nhân silane và bề mặt MONPs Quá trình thăy phân căa silane có thể dißn ra trong n°ãc ç nhiều pH khác nhau (acid, kiềm và môi tr°ång trung tính) (Hình 1.3) [24]

Quá trình thăy phân silane/titanate xÁy ra nhanh h¡n ç pH thấp và nhóm silanol

mãi sinh cũng bền h¡n Trong môi tr°ång kiềm, tác nhân nucleophyl hydroxyl sẽ tấn công vào nguyên tử Si căa nhóm alkoxylsilane và t¿o thành alcohol (R-OH) Các nghiên cąu cũng chỉ ra rằng tốc đá thăy phân ç môi tr°ång trung tính dißn ra chậm

h¡n so vãi ç môi tr°ång kiềm và acid Hình 1.4 mô tÁ quá trình biến tính MONPs bằng tác nhân ghép silane theo c¡ chế thăy phân [25]

Hình 1.3. Quá trình thăy phân căa tác nhân ghép silane trong các

môi tr°ång khác nhau [24]

Hình 1.4. Biến tính MONPs bằng tác nhân ghép silane theo c¡ chế thăy phân [25]

Quá trình hữu c¡ hóa MONPs bằng tác nhân ghép silane cũng có thể tiến hành theo c¡ chế ng°ng tā ç điều kián không có n°ãc (trong các dung môi hữu c¡ không phân cực nh° cyclohexane, toluene và xylene) Trong quá trình ng°ng tā, các nhóm alkoxy (-OR, -OCH3, -OC2H5) căa tác nhân ghép silane phÁn ąng vãi nhóm hydroxy trên bề mặt MONPs và t¿o thành r°ÿu Biến tính thông qua c¡ chế ng°ng tā không phù hÿp cho táng hÿp l°ÿng lãn bçi vì chi phí tốn kém và có thể gây ô nhißm do sử

dāng mát l°ÿng lãn dung môi [26] Quá trình silane hóa bề mặt MONPs theo c¡ chế ng°ng tā đ°ÿc trình bày trên Hình 1.5

Hình 1.5. Quá trình silane hóa MONPs bằng c¡ chế ng°ng tā [26]

C¡ chế biến tính h¿t nano oxide kim lo¿i bằng tác nhân ghép titanate t°¡ng tự nh° vãi tác nhân ghép silane

1.2.2 Āng dụng cÿa MONPs biến tính hữu cơ trong màng sơn

Tính chất căa vật liáu tá hÿp polymer (polymer composite) phā thuác vào bÁn chất căa các hÿp phần, khÁ năng phân tán, hàm l°ÿng và kích th°ãc căa MONPs

Hÿp chất silane có vai trò quan tráng nh° mát cầu nối giữa pha vô c¡ (MONPs) và pha hữu c¡ (polymer), giúp cÁi thián khÁ năng t°¡ng hÿp giữa MONPs biến tính và nền polymer, đßng thåi tăng khÁ năng phân tán căa chúng Nhå vậy, h¿t nano đã đ°ÿc

biến tính silane mang l¿i cho vật liáu tá hÿp các tính chất (ví dā: c¡, nhiát ) tốt h¡n

so vãi MONPs ch°a biến tính [27 - 30]

Vật liáu tá hÿp sÿi basalt/nhựa epoxy và phā gia 3%kl nano zicornia (ZrO2) đã

biến tính 3-aminopropyltriethoxysilane có đá bền kéo và đá bền uốn cao h¡n so vật liáu chąa nano ZrO2 không biến tính Các tác giÁ cho rằng, do nhóm epoxy trong nhựa

nền phÁn ąng vãi nhóm amine căa phân tử tác nhân ghép silane trên bề mặt h¿t nano

t¿o liên kết cáng hóa trß, góp phần tăng t°¡ng tác giữa pha vô c¡ và nhựa nền [27]

T¿i Viát Nam, h¿t nano biến tính silane cũng nhận đ°ÿc sự quan tâm căa các nhà khoa hác Nhóm nghiên cąu căa PGS TS Tô Thß Xuân Hằng đã sử dāng 2-

aminoethyl-3-aminopropyltrimethoxysilane biến tính h¿t nano ZnO và sử dāng h¿t nano ZnO biến tính nh° mát phā gia án đßnh quang cho há nhựa polyurethane Kết quÁ cho thấy, h¿t nano sau khi biến tính đã cÁi thián đá bền UV căa màng phă so vãi h¿t nano ZnO không biến tính [28] Để phân tán tốt nano silica trong nền nhựa epoxy, nhóm nghiên cąu căa GS Thái Hoàng đã tiến hành biến tính nano silica vãi isopropyltri(dioctylphosphat)titanate (KR-12) trong dung môi toluene Sau khi biến tính, kích th°ãc căa h¿t nano silica không thay đái nhiều so vãi ch°a biến tính nh°ng

sự kết tā căa các h¿t nano silica giÁm đáng kể, nhå đó nâng cao các tính chất c¡ nhiát đáng và khÁ năng chống cháy căa nanocomposite epoxy/nanosilica [29]

Tác giÁ D°¡ng Thß Hßng Phấn đã sử dāng 3-aminopropyltriethoxysilane biến tính ống nano TiO2 (TNTs), giúp tăng c°ång khÁ năng phân tán căa TNTs trong nhựa epoxy Kết quÁ cho thấy, sau khi biến tính kích th°ãc căa TNTs (đ°ång kính từ 10 -

15 nm, chiều dài 100-150 nm) không thay đái Biến tính hữu c¡ đã giúp TNTs phân tán tốt h¡n trong dung môi và nhựa nền epoxy Tác giÁ cho rằng nhóm amine căa ống nano TNTs biến tính đã hình thành liên kết hóa hác vãi nhóm epoxy căa nhựa nền,

do đó, đã cÁi thián tính chất c¡ và khÁ năng kháng ăn mòn căa màng s¡n epoxy tốt h¡n so vãi TNTs ch°a biến tính [30]

Như vậy, biến tính hữu cơ MONPs là một giÁi pháp tối ưu để giÁm sự kết tụ

gi ữa chúng Trong đó, các hợp chất silane/titanate thường được dùng để biến tính bề

m ặt MONPs Các tác nhân ghép silane/titanate đóng vai trò quan trọng làm cầu nối

gi ữa các h¿t nano vô cơ và pha hữu cơ, từ đó tăng cường sự phân tán của các h¿t nano trong polymer n ền và cÁi thiện các tính chất của vật liệu Vì vậy, nghiên cứu, phát tri ển và ứng dụng MONPs biến tính hữu cơ đã được tiến hành trong nhiều lĩnh

v ực khác nhau Trên cơ sở MONPs biến tính hữu cơ các lớp phủ thông minh, đa chức năng như tự làm s¿ch, tự sửa chữa (sefl-healing coating), siêu kỵ nước… đã được nghiên c ứu và phát triển với giá thành thấp, chất lượng cao

1.3 Tình hình nghiên cÿu s¢n chống nóng, phÁn x¿ nhiát mặt trái

1.3.1 Hi ệu quÁ cÿa sơn chống nóng, phÁn x¿ nhiệt mặt trời

Shen và cáng sự đã nghiên cąu tác đáng căa các màng s¡n chống nóng, phÁn x¿ ánh sáng mặt tråi đến nhiát đá bề mặt/vỏ công trình xây dựng, nhiát đá môi tr°ång trong nhà và năng l°ÿng đián tiêu thā căa thiết bß làm mát [31] Các tác giÁ đã sử dāng

lãp s¡n phă gßm lãp s¡n thông th°ång (đối chąng) và lãp s¡n phÁn x¿ nhiát mặt tråi

cao trên c¡ sç poly(ethylene tetrafluoride), poly(butyl acetate) và bát màu (mÁu nghiên cąu) cho nghiên cąu này Các há s¡n đ°ÿc s¡n trên bề mặt căa 2 tòa nhà giống hát nhau và đ°ÿc khÁo sát trong các điều kián thí nghiám riêng biát: tr°ång hÿp không sử

dāng thiết bß làm mát nái thất (điều hòa, qu¿t) và có sử dāng thiết bß làm mát nái thất Đối vãi tr°ång hÿp không sử dāng thiết bß làm mát nái thất, kết quÁ nghiên cąu cho

thấy lãp s¡n có hiáu quÁ tốt trong giÁm nhiát đá bề mặt công trình xây dựng Vào mùa

hè, lãp s¡n phÁn x¿ nhiát đã làm giÁm nhiát đá bề mặt bên ngoài trung bình 6 °C trên bąc t°ång phía tây so vãi lãp s¡n thông th°ång Mąc giÁm trung bình căa nhiát đá môi tr°ång trong nhà là 2 °C (Hình 1.6) Đối vãi tr°ång hÿp có sử dāng thiết bß làm mát nái thất, nhiát đá môi tr°ång trong nhà đ°ÿc duy trì ç 24 °C, đã giÁm đ°ÿc 2,62 kW đián năng tiêu thā căa thiết bß làm mát trong mát ngày mùa hè

Hình 1.6 Sự giÁm nhiát đá bề mặt tối đa và trung bình cho các bề mặt bên ngoài

vào mùa hè (a), mùa đông (b) và cho các bề mặt bên trong vào mùa hè (c) và mùa

đông (d) căa các bąc t°ång ç các h°ãng khác nhau [31]

Ành h°çng căa lãp s¡n chống nóng, phÁn x¿ nhiát tãi nhu cầu năng l°ÿng làm mát và nhiát đá trong nhà đã đ°ÿc Garshasbi và các cáng sự nghiên cąu trên 17 mÁu tòa nhà khác nhau ç các vùng khí hậu khác nhau căa Úc [32] Kết quÁ nghiên cąu cho thấy, ç Sydney vãi khí hậu ôn đãi ấm áp, lãp s¡n chống nóng, phÁn x¿ nhiát cho mái nhà có thể giÁm nhu cầu tiêu thā đián năng 10,2 – 13,8 kWh/m2 (37,6 – 42 %) đối vãi các tòa nhà văn phòng thấp tầng (low-rise office building) trong các tháng mùa hè (tháng 1 và tháng 2) Nếu lãp s¡n chống nóng, phÁn x¿ nhiát này đ°ÿc sử dāng cho toàn bá mát khu vực dân c° (urban area) thì nhu cầu tiêu thā đián năng có

thể giÁm 14,9 – 17,4 kWh/m2 (50,3 – 63,7 %) và nhiát đá trong nhà giÁm t°¡ng ąng

và giÁm l°ÿng đián tiêu thā 42,9 - 97,8 kWh/(m2.năm) Từ đó, có thể tiết kiám đ°ÿc 34,6–64,7 USD/m2 và 55,36–103,52 USD/m2 tiền đián t°¡ng ąng trong 5 năm hoặc

8 năm Bên c¿nh đó, l°ÿng khí CO2 phát thÁi cũng giÁm đ°ÿc 24,6–56,1 kg/(m2⋅năm)

Baik và các cáng sự đã sử dāng mô hình mô phỏng nghiên cąu và dự báo thåi

tiết (Weather Research and Forecasting model simulations) để đánh giá Ánh h°çng

căa lãp s¡n phÁn x¿ nhiát tãi nhiát môi tr°ång và gió ç Seoul (Hàn Quốc) trong đÿt nắng nóng năm 2018 [35] Kết quÁ nghiên cąu cho thấy, khu vực có sử dāng s¡n

chống nóng, phÁn x¿ nhiát có nhiát đá (ç đá cao 2 mét) giÁm nhiều nhất 1 oC, tốc đá gió (đo ç đá cao 10 m) giÁm 0,5 m/giây so vãi khu vực sử dāng s¡n thông th°ång

Các tác giÁ cho rằng, sự giÁm nhiát đá bề mặt đã làm giÁm sự chênh lách áp suất và giÁm tốc đá gió Tuy nhiên, nhiát đá không khí ç gần bề mặt công trình xây dựng ç khu vực sử dāng s¡n chống nóng, phÁn x¿ nhiát cao h¡n so vãi khu vực s¡n thông th°ång Các tác giÁ thấy rằng hián t°ÿng này chỉ xuất hián khi có gió thái từ biển vào làm mát bề mặt có phă s¡n thông th°ång

Các phân tích ç trên cho thấy, s¡n chống nóng, phÁn x¿ nhiát có tác dāng trong

viác giÁm nhiát đá trong nhà và làm giÁm nhu cầu năng l°ÿng làm mát Do đó, s¡n chống nóng, phÁn x¿ bąc x¿ mặt tråi đang đ°ÿc sử dāng ráng rãi, đặc biát ç các n°ãc phát triển nh° Mỹ, Nhật BÁn& æ Trung Quốc, s¡n chống nóng/làm mát đã đ°ÿc yêu cầu trong thiết kế các tòa nhà cao tầng [36]

Viát Nam nằm hoàn toàn trong khu vực nhiát đãi và trung bình mßi năm nhận đ°ÿc khoÁng 120 kcal/cm2/năm căa bąc x¿ mặt tråi C°ång đá bąc x¿ trực tiếp có thể đ¿t mąc tối đa là 0,6 kcal/cm2/ngày vào tháng 6 và 8 ç miền Bắc, và tháng 4-5 và 8-9

ç miền Nam Mặc dù đây là mát ngußn năng l°ÿng dßi dào, nh°ng cũng có những tác đáng có h¿i do mąc đá năng l°ÿng cao căa nó mang l¿i Mặc dù từ những năm 1960

đã có các ch°¡ng trình nghiên cąu tác đáng căa khí hậu, thåi tiết đến thiết bß, công trình nh°ng đến thập kỷ 1980 mãi có các công trình nghiên cąu sự suy giÁm và án đßnh

vật liáu polymer Mát số c¡ sç nghiên cąu tiêu biểu về nghiên cąu suy giÁm và án đßnh vật liáu polymer là Vián Kỹ thuật nhiát đãi - Vián Hàn lâm Khoa hác và Công nghá

Viát Nam, Trung tâm Nhiát đãi Viát - Nga& Hián nay, các công trình nghiên cąu suy

giÁm và nâng cao đá bền thåi tiết căa các lo¿i vật liáu polymer (cao su, nhựa poly(vinyl chloride), polyethylene, polypropylene ) khá đầy đă và phong phú Các tác giÁ đã tập trung nghiên cąu và phân tích tác đáng căa các yếu tố nh° bąc x¿ tử ngo¿i, nhiát đá,

đá ¿m và các yếu tố khác đến các biến đái hóa hác, tráng l°ÿng phân tử, tính chất c¡

lý và nhiát căa vật liáu polymer nói chung, đặc biát là màng s¡n hữu c¡ trong cÁ điều

kián thử nghiám gia tốc và trong điều kián khí hậu nhiát đãi căa Viát Nam Dựa trên kết quÁ phân tích, các giÁi pháp án đßnh thích hÿp đã đ°ÿc đ°a ra để đÁm bÁo tính án đßnh và tuái thá căa vật liáu trong điều kián khí hậu ç Viát Nam [37]

Ngoài viác tập trung vào viác nâng cao đá bền thåi tiết căa màng s¡n, các chąc năng khác căa màng s¡n cũng đã đ°ÿc quan tâm và nghiên cąu, đặc biát là chąc năng chống nóng, phÁn x¿ nhiát Lãp s¡n chống nóng, phÁn x¿ nhiát cho các công trình xây dựng công nghiáp và dân dāng và đã nhận đ°ÿc sự quan tâm đáng kể từ các nhà

sÁn xuất t¿i Viát Nam, đặc biát là các đ¡n vß sÁn xuất và kinh doanh xăng dầu Do tính chất đặc thù căa xăng dầu là dß bay h¡i nên l°ÿng xăng dầu bß thất thoát trong các bể chąa vào các ngày nắng nóng là rất lãn Để làm giÁm quá trình thất thoát đã

có mát số sáng kiến nh° dùng giàn phun s°¡ng để h¿ nhiát đá căa bề mặt bể Tuy nhiên, vấn đề đặt ra là há thống này lắp ráp cßng kềnh và khó thực hián vãi các bể

lãn Mặt khác, khi sử dāng há thống phun s°¡ng, cũng có thể thúc đ¿y quá trình ăn mòn kim lo¿i bßn bể xăng dầu Tr°ãc yêu cầu căa thực tißn đó, trong những năm 90 căa thế kỷ tr°ãc, nhóm tác giÁ Mai Văn Thanh và cáng sự [38] đã nghiên cąu và phát triển há s¡n <S¡n phÁn nhiát mặt tråi= gốc dung môi hữu c¡ đ°ÿc sử dāng chống nóng cho bể chąa xăng dầu Trong công trình nghiên cąu này, các tác giÁ đã sử dāng

bát rutile TiO2 kết hÿp vãi bát calcium silicate và chất t¿o màng trong suốt là copolymer methyl metacrylate/n-butyl metacrylate để chế t¿o s¡n Các thí nghiám nghiên cąu tính năng làm mát căa lãp s¡n đ°ÿc thực hián trên các háp thép carbon tự

chế t¿o và các bể chąa xăng dầu t¿i hián tr°ång Kết quÁ nghiên cąu cho thấy lãp s¡n

đã làm giÁm nhiát đá mặt thoáng nhiên liáu từ 3 – 5 oC và theo tính toán căa tác giÁ, sự tán hao xăng giÁm 2,5 lần so vãi bể đối chąng đ°ÿc s¡n nhũ nhôm Thực tế sử dāng cho thấy há s¡n có tuái thá từ 4-6 năm tùy thuác thåi tiết, khí hậu từng vùng miền trong n°ãc Há s¡n này đã đ°ÿc ąng dāng có hiáu quÁ để chống nóng và bÁo vá bề mặt ngoài các bể chąa xăng dầu hàng chāc năm qua

Theo h°ãng nghiên cąu làm s¡n chống nóng cho mái tôn, PGS TS Ph¿m

Thế Trinh và các cáng sự t¿i Vián Hóa hác Công nghiáp Viát Nam đã chế t¿o thành công s¡n chống nóng cho mái tôn trên c¡ sç nhựa CFE (cardanol – formaldehyde – epoxy) vãi cát th¿ch anh 10 %, bát thăy tinh hình cầu 15 %, bát màu 8 % và bát đán

là 10 % (theo khối l°ÿng) [39] Các tác giÁ đã chế t¿o các há s¡n dung môi (có hàm l°ÿng VOC t°¡ng đối cao) phù hÿp cho các kết cấu thép Từ đó, tiếp tāc nghiên cąu

và phát triển các há s¡n phÁn x¿ nhiát mặt tråi thân thián h¡n vãi môi tr°ång (giÁm hàm l°ÿng VOC)

TS Nguyßn Thiên V°¡ng và các cáng sự ç Vián Kỹ thuật nhiát đãi đã thực hián đề tài nghiên cąu: <Nghiên cąu ąng dāng h¿t nano chế t¿o há s¡n n°ãc cách nhiát phÁn x¿ ánh sáng mặt tråi, bền thåi tiết= [40] Tác giÁ đã sử dāng bát rutile TiO2kích th°ãc micro, gốm vi cầu rßng và nhựa acrylic nhũ t°¡ng AC 261 kết hÿp vãi s¡n phă nanocomposite bền thåi tiết AC261/nano R-TiO2 (Há s¡n SHR) Các tác giÁ

đã đánh giá sự chênh lách nhiát đá bề mặt bên ngoài căa tấm bê tông có và không s¡n

há s¡n SHR Kết quÁ cho thấy, sự chênh lách nhiát đá bề mặt căa tấm mÁu bê tông không s¡n và đã s¡n há s¡n phÁn nhiát SHR là 8- 8,5 oC (Hình 1.8) [40]

Hình 1.8. Sự thay đái nhiát đá bề mặt ngoài các tấm bê tông không s¡n và có s¡n há

s¡n SHR khi thử nghiám ngoài tråi [40]

1.3.2 Nâng cao kh Á năng phÁn x¿, chống nóng cÿa màng sơn

1.3.2.1 Màng sơn chứa nano rutile TiO 2

Theo các chuyên gia, phā gia đóng vai trò quan tráng để phÁn x¿ ánh sáng mặt

tråi cho các lãp s¡n hữu c¡ là các bát màu có khÁ năng phÁn x¿ tốt ánh sáng trong vùng hßng ngo¿i và hßng ngo¿i gần (Hình 1.9)

Hình 1.9. Cấu t¿o và chąc năng căa lãp s¡n phÁn x¿ nhiát

Do có đá phÁn x¿ khuếch tán ánh sáng cao, lên tãi h¡n 90% trong vùng ánh

sáng nhìn thấy và hßng ngo¿i gần [41] nên TiO2 đ°ÿc lựa chán làm phā gia cho các lãp s¡n phÁn x¿ nhiát mặt tråi Trong tự nhiên, TiO2 tßn t¿i ç hai d¿ng thù hình phá

biến là rutile và anatase Vai trò căa rutile và anatase TiO2 trong quá trình phân hăy oxy hóa quang căa lãp s¡n trên c¡ sç polyurethane (PU) đã đ°ÿc X D Chen và các cáng sự làm rõ Nghiên cąu này đã chỉ ra rằng, trong khi anatase TiO2 thúc đ¿y quá trình phân hăy oxy hóa quang căa lãp s¡n PU thì R-TiO2 l¿i đóng vai trò nh° chất án đßnh hiáu quÁ, làm giÁm quá trình phân hăy oxy hóa quang căa PU [42] Ành h°çng căa R-TiO2, đặc biát là nano R-TiO2,đến tính chất căa màng phă acrylic nhũ t°¡ng cũng đ°ÿc nhiều nhóm tác giÁ nghiên cąu Kết quÁ cho thấy, nano R-TiO2 có khÁ năng che chắn tia UV rất tốt Màng phă acrylic nhũ t°¡ng chąa 2 % kl nano R-TiO2 có thể che chắn đ°ÿc trên 95 % l°ÿng ánh sáng UV [16] Mặt khác, nano R-TiO2đã nâng cao

đá bền thåi tiết căa màng phă acrylic nhũ t°¡ng Sau 720 giå thử nghiám gia tốc thåi tiết, khối l°ÿng màng phă acrylic nhũ t°¡ng chąa 2 % kl nano R-TiO2 chỉ giÁm 17 %, trong khi khối l°ÿng căa màng đối chąng (không có nano R-TiO2) giÁm 20 % [16] Tuy nhiên, màng phă acrylic nhũ t°¡ng chąa hàm l°ÿng nano R-TiO2 cao (6 % kl) xuất hián những chấm đen trên bề mặt [43] Các tác giÁ đã đề xuất c¡ chế suy giÁm quang căa màng s¡n acrylic chąa nano R-TiO2 để giÁi thích hián t°ÿng này là do sự

kết tā căa các h¿t nano R-TiO2, t¿o thành vùng °a n°ãc thúc đ¿y phÁn ąng thăy phân căa chất t¿o màng trong giai đo¿n ng°ng ¿m và t¿o các khuyết tật trên bề mặt màng

phă [43] Để giÁm quá trình kết tā căa các h¿t nano, chúng cần đ°ÿc biến tính hữu c¡

L Xuan và các cáng sự đã biến tính nano R-TiO2 bằng ethenyltrimethoxy silane (A171) H¿t nano R-TiO2 biến tính đã cÁi thián đá bền nhiát, tính chất c¡ hác (đá bền

va đập, đá bền uốn và đá bền kéo) căa vật liáu tá hÿp sÿi lúa mì/polypropylene [44]

L Ying và cáng sự đã sử dāng tác nhân ghép silane 3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate để biến tính nano R-TiO2 Màng phă epoxy chąa nano R-TiO2 biến tính

hữu c¡ có đá bền mài mòn cao h¡n 73 % so vãi màng phă đối chąng không chąa h¿t nano [45] Các phân tích ç trên cho thấy, nano R-TiO2 là phā gia che chắn tia UV, cÁi thián đá bền nhiát, tính chất c¡ hác tiềm năng cho lãp phă sử dāng ngoài tråi

Nano R-TiO2 cũng đ°ÿc sử dāng để chế t¿o màng phă phÁn x¿ nhiát mặt tråi Nhóm nghiên cąu căa Wang đã so sánh phá phÁn x¿ khuếch tán căa nhựa acrylic, nhựa epoxy và thấy rằng đá phÁn x¿ bąc x¿ mặt tråi tối đa căa nhựa acrylic và nhựa epoxy

lần l°ÿt là 30,9 % và 14,9 % trong khi đá phÁn x¿ khuếch tán trung bình căa các nhựa

này lần l°ÿt là 10,5 % và 7,4 % Nh° vậy, nhựa acrylic có khÁ năng phÁn x¿ bąc x¿ mặt tråi tốt h¡n so vãi nhựa epoxy [46] Mặt khác, do màng s¡n phÁn x¿ nhiát mặt tråi đ°ÿc sử dāng ç ngoài tråi nên đòi hỏi màng s¡n phÁi có đá bền thåi tiết tốt Do đó,

nhựa acrylic th°ång đ°ÿc chán để làm chất t¿o màng cho màng s¡n phÁn x¿ nhiát mặt tråi h¡n so vãi nhựa epoxy Khi sử dāng phā gia nano R-TiO2 vãi các hàm l°ÿng khác nhau, lãp s¡n acrylic/nano R-TiO2 có khÁ năng phÁn x¿ bąc x¿ mặt tråi tối đa từ 60 %

- 80 %, tùy thuác vào hàm l°ÿng nano R-TiO2 trong lãp s¡n Các tác giÁ cũng thấy rằng lãp s¡n acrylic/nano R-TiO2 có thể giÁm nhiát đá bề mặt căa bê tông asphalt

xuống 10 oC (nhiát đá căa bê tông asphalt không có lãp s¡n là 60oC)

Để nâng cao hiáu quÁ chống nóng/làm mát căa lãp s¡n, mát số tác giÁ đã nghiên cąu sử dāng các phā gia có khÁ năng cách nhiát khác nh° gốm vi cầu, gốm vi

cầu rßng phối hÿp vãi R-TiO2 Cā thể, B Sukhummek và các cáng sự đã sử dāng micro R-TiO2 và gốm vi cầu để chế t¿o s¡n phÁn x¿ nhiát cho bề mặt kẽm Há s¡n

gßm lãp s¡n phă chąa 25-32 % (khối l°ÿng) R-TiO2 và lãp giữa chąa 1-2 % vi gốm

cầu kích th°ãc 80 μm Há s¡n làm giÁm nhiát đá môi tr°ång trong háp thí nghiám tãi 7 oC so vãi tr°ång hÿp không có há s¡n phÁn x¿ nhiát [47] S¡n trên c¡ sç nhựa acrylic/R- TiO2/vi cầu rßng đã làm giÁm nhiát đá bề mặt trong căa bê tông lên tãi 3,5

oC Các tác giÁ cũng chỉ ra c¡ chế làm viác căa lãp s¡n chąa R-TiO2 (Hình 1.10) [47]

Hình 1.10. Nhiát đá bề mặt căa các tấm bê tông đ°ÿc phă các lãp s¡n khác nhau và

c¡ chế làm viác căa lãp s¡n [47]

Nhằm nâng cao há số phÁn x¿ ánh sáng mặt tråi căa R-TiO2, Gao và các cáng

sự đã chế t¿o thành công R-TiO2 bác mica có há số phÁn x¿ vùng hßng ngo¿i gần lên đến 97 % [48] Cũng theo h°ãng nghiên cąu này, H J Lee và cáng sự đã chế t¿o nano R-TiO2 bác mica có há số phÁn x¿ toàn phần lên tãi 92,4 % Màng s¡n trên c¡

sç nhựa acrylic-urethane và bát màu nói trên đã làm giÁm nhiát đá bề mặt lên tãi

11oC so vãi lãp s¡n thông th°ång [49] Nghiên cąu cÁi thián khÁ năng cách nhiát căa

bát màu R-TiO2 cũng đ°ÿc quan tâm những năm gần đây Các nghiên cąu dùng TiO2 để bác vi cầu rßng [50], R-TiO2 d¿ng vÁy, rßng [51] đã cho kết quÁ khÁ quan Bát màu này có khÁ năng phÁn x¿ vùng hßng ngo¿i gần h¡n 95 % và có khÁ năng cách nhiát tốt (đá dÁn nhiát f 80 mW/m.K)

R-1.3.2.2 Màng sơn chứa nano ZrO 2

Zirconia (ZrO2) có nhiều tính chất quý nh° tr¡ về mặt hóa hác, có đá cąng cao, tính chất quang tốt nên đang thu hút đ°ÿc sự quan tâm nghiên cąu căa các nhà khoa hác và sÁn xuất vật liáu nanocomposite lai hữu c¡ – vô c¡ vãi tính chất c¡ lý, nhiát, đián và quang tốt [52, 53] H¿t nano ZrO2 vãi hàm l°ÿng thích hÿp có khÁ năng cÁi thián các tính chất căa màng s¡n nh° kháng ăn mòn, đá cąng, mô đun đàn hßi, đá

bền kéo, há số phÁn x¿ nhiát và đá bền nhiát cao [56-58] U Eduok và các cáng sự

đã sử dāng nano ZrO2 để tăng khÁ năng chống ăn mòn cho màng phă acrylic [54] Tuy nhiên, do khác bÁn chất và cấu trúc hóa hác, các h¿t nano ZrO2 dß bß kết tā thành các h¿t lãn Để giÁm kết tā, các h¿t nano ZrO2đã đ°ÿc biến tính vãi mát số tác nhân ghép silane nh° trimethoxymethylsilane [55], 3-(trimethoxysilyl)propylmethacrylate [56], N-(2-aminoethyl)-γ-aminopropylmethyl dimethoxy silane [57] Bên c¿nh đó, các màng phă có đá phÁn x¿ khuếch tán ánh sáng cao đ°ÿc chế t¿o vãi thành phần chính là zirconia S Kumar đã chế t¿o thành công màng s¡n gßm 25 lãp trên c¡ sç

kết hÿp ZrO2/SiO2, màng s¡n thu đ°ÿc có đá phÁn x¿ khuếch tán ánh sáng cao đến

99 % trong vùng hßng ngo¿i [59] Zhang và các cáng sự đã chế t¿o thành công màng s¡n có khÁ năng phÁn x¿ khuếch tán ánh sáng cao nh°ng gần nh° trong suốt ç vùng ánh sáng nhìn thấy (cho 85 % ánh sáng vùng nhìn thấy đi qua) bằng cách kết hÿp chất

t¿o màng polyvinylpyroldione vãi hßn hÿp nano ZrO2 và SiO2 (vãi kích th°ãc h¿t trung bình 15 nm) [60] ZrO2 đ°ÿc phối hÿp vãi TiO2 trong lãp s¡n composite cąng

phÁn x¿ trong suốt (transparent hard reflecting nanocomposite coatings) trên nền kính Lãp s¡n đ°ÿc chế t¿o bằng kỹ thuật nhúng sol–gel (sol–gel dip-coating technique) sử dāng zirconium (IV) n-propoxide và titanium (IV) isopropoxide sau khi xử lý nhiát ç 500 °C trong 1 giå [61]

Nhằm tăng hiáu quÁ chống nóng/làm mát căa các lãp s¡n, các chuyên gia đã nghiên cąu s¡n có khÁ phát x¿ nhiát (giÁm nhiát từ bề mặt căa lãp s¡n xÁy ra nhanh

chóng) S¡n có khÁ năng phát x¿ nhiát nhanh th°ång chąa các lo¿i bát màu nh° TiO2, SiO2 và BaSO4 [62] Nhiát đá bề mặt căa vật liáu đ°ÿc phă lãp s¡n phát x¿ nhiát trên c¡ sç nano SiO2 ç Bắc Kinh (Trung Quốc) thấp h¡n nhiát đá môi tr°ång 5,6 oC [63] Nhóm tác giÁ J Fan và các cáng sự đã nghiên cąu sử dāng hÿp chất chąa ytri làm chất án đßnh cho màng zirconia trên kính làm màng phă phát x¿ nhiát Kết

R-quÁ cho thấy, màng phă có khÁ năng phát x¿ nhiát căa tỉ lá thuận vãi đá ¿m môi tr°ång Màng phát x¿ nhiát này tiết kiám đến 95,1 W/m2năng l°ÿng làm mát ç điều kián không khí khô và nhiát đá giÁm đến 10,3 oC trong điều kián nắng chiếu trực tiếp

và tốc đá gió là 1 m/s [64]

Như vậy, các h¿t nano R-TiO 2 , ZrO 2 là các ph ụ gia có hiệu quÁ giúp nâng cao

kh Á năng phÁn x¿ nhiệt mặt trời, tính chất cơ lý, độ bền nhiệt và độ bền thời tiết của

l ớp sơn phủ polymer góp phần chống nóng cho thiết bị, công trình nhờ các lớp phủ polyme/ph ụ gia nano này Tuy nhiên, tác dụng hiệp đồng của các h¿t nano như R-TiO 2 , ZrO 2 để nâng cao độ bền nhiệt, khÁ năng chống nóng, độ bền thời tiết của lớp sơn phủ polymer chưa được quan tâm đúng mức và còn ít được công bố Vì vậy, tìm thành phần

và điều kiện thích hợp để chế t¿o hệ sơn phủ polyacrylic nhũ tương sử dụng các phụ gia nano như TiO 2 , ZrO 2 bi ến tính hữu cơ nhằm cÁi thiện khÁ năng chống nóng, bền nhi ệt, bền thời tiết là rất cần thiết Các phụ gia nói trên được sử dụng riêng rẽ hoặc

ph ối hợp với các phụ gia khác trong sơn phủ polyacrylic sẽ góp phần tăng và hiệp đồng chống nóng, bền nhiệt, bền thời tiết, nâng cao hiệu quÁ và thời gian sử dụng sơn

ph ủ polyacrylic nhũ tương cho các công trình xây dựng, kiến trúc

1.4 Tình hình nghiên cÿu màng phă hÿu c¢ kháng khuẩn

Trong quá trình sử dāng, d°ãi tác đáng căa các yếu tố môi tr°ång nh° nóng,

¿m& các lo¿i vi sinh vật nh° vi khu¿n, nấm mốc sẽ phát triển trên bề mặt và ăn sâu vào bên trong lãp phă hữu c¡ làm suy giÁm tính chất và đá bền căa chúng Các vi sinh vật này sẽ tiết ra các enzyme để phân giÁi các chất hữu c¡ căa màng phă thành các chất nuôi d°ỡng c¡ thể chúng Để kéo dài tuái thá căa lãp phă hữu c¡ cần phÁi ngăn ngừa, ąc chế sự phát triển căa các vi sinh vật

Các vi sinh vật nh° vi khu¿n, nấm, virus còn có khÁ năng gây và lan truyền nhiều bánh nguy hiểm cho con ng°åi và vật nuôi Trong điều trß các bánh liên quan đến nhißm trùng vi sinh vật, thuốc kháng sinh th°ång đ°ÿc sử dāng Tuy nhiên, viác

l¿m dāng thuốc kháng sinh đã t¿o ra các chăng vi khu¿n kháng thuốc Để đối phó vãi

vi khu¿n kháng thuốc, cần phát triển các dòng kháng sinh mãi có ho¿t tính m¿nh h¡n Điều này đßng nghĩa vãi viác tiêu tốn nhiều ngußn lực Mát giÁi pháp có thể giÁm thiểu các chi phí đó là phòng ngừa sự phát triển căa vi sinh vật trên các bề mặt khác nhau bằng cách ąc chế sự phát triển và sinh tr°çng căa vi khu¿n hoặc ngăn chặn vi sinh vật từ viác khu trú trên các bề mặt này

Dựa vào c¡ chế kháng khu¿n, màng phă hữu c¡ kháng khu¿n đ°ÿc phân chia theo 2 c¡ chế diát khu¿n chính là chống bám dính và tiêu diát vi khu¿n [67] Màng phă kháng vi khu¿n theo c¡ chế chống bám dính có khÁ năng ngăn chặn sự bám dính

căa vi sinh vật và làm chậm quá trình hình thành màng bám sinh hác trên bề mặt căa màng phă Các màng phă hữu c¡ này sẽ h¿n chế quá trình hấp phā, bám dính protein trên bề mặt màng phă (vì protein thúc đ¿y quá trình bám dính và phát triển căa vi sinh vật) Màng phă hữu c¡ có khÁ năng kháng khu¿n theo c¡ chế chống bám dính đ°ÿc chế t¿o/ho¿t đáng theo 03 c¡ chế chính: lực đ¿y không gian, lực đ¿y tĩnh đián

và năng l°ÿng bề mặt căa màng phă thấp Lãp phă kháng khu¿n ho¿t đáng theo c¡

chế chống bám dính chỉ có tác dāng ngăn chặn vi khu¿n phát triển trên bề mặt đã đ°ÿc xử lý và không thể tiêu diát triát để các vi khu¿n gây bánh Do đó, các màng

phă hữu c¡ kháng khu¿n ho¿t đáng theo c¡ chế này ít đ°ÿc ąng dāng trong thực tế

t¿i các c¡ sç y tế hoặc các công trình công cáng [67]

Để chế t¿o màng phă hữu c¡ kháng khu¿n, các tác nhân kháng khu¿n khác nhau có ngußn gốc vô c¡, hữu c¡ đ°ÿc đ°a vào màng phă Dựa vào bÁn chất hóa hác, các tác nhân đ°ÿc phân ra làm 03 lo¿i chính: tác nhân kháng khu¿n ho¿t đáng theo c¡ chế oxy hóa quang, tác nhân kháng khu¿n là kim lo¿i có khÁ năng diát khu¿n và tác nhân kháng khu¿n hữu c¡

1.4.1 Màng phÿ chāa tác nhân kháng khuẩn ho¿t động theo cơ chế oxy hóa quang

Các màng phă hữu c¡ có các tác nhân xúc tác quang, oxy hóa quang nh° nano ZnO, anatase TiO2, xanh toluidine& đã đ°ÿc chąng minh là có ho¿t tính kháng khu¿n vãi nhiều lo¿i vi khu¿n khác nhau khi đ°ÿc chiếu sáng [67] C¡ chế kháng khu¿n căa màng phă hữu c¡ này là d°ãi tác đáng căa ánh sáng, các tác nhân sẽ t°¡ng tác vãi các tác nhân khác trong môi tr°ång t¿o ra đ°ÿc các gốc ho¿t hóa chąa oxy nh° O2-, *OH hoặc nguyên tử oxy Màng phă hữu c¡ diát khu¿n theo ph°¡ng pháp này còn đ°ÿc gái

là liáu pháp quang hác Trong đó, các chất nh¿y quang khi có ánh sáng chiếu vào sẽ phát sinh/hình thành các gốc tự do t°¡ng tác vãi thành phần vi sinh vật t¿o ra các gốc

ho¿t hóa chąa oxy để gây đác, phá hăy tế bào ¯u điểm căa màng phă kháng khu¿n ho¿t đáng theo c¡ chế này so vãi viác sử dāng các tác nhân kháng khu¿n truyền thống

là khÁ năng kháng các gốc ho¿t hoá chąa oxy căa vi khu¿n khó xÁy ra Khi sử dāng ph°¡ng pháp này, cần chú ý đến thåi gian chiếu sáng để có thể tiêu diát hết các vi khu¿n Các kết quÁ nghiên cąu đã cho thấy các chất nh¿y quang khó bß thôi ra/khuếch tán ra môi tr°ång xung quanh Tuy nhiên, màng phă hữu c¡ kháng khu¿n theo ph°¡ng pháp này có nh°ÿc điểm là nhanh làm lão hóa chất t¿o màng hữu c¡ [67]

1.4.2 Màng ph ÿ hữu cơ chāa chất diệt khuẩn hữu cơ

Các nhà nghiên cąu đã chế t¿o mát lo¿i s¡n nền polymer đáp ąng đ°ÿc các yêu cầu kháng/diát vi khu¿n, rêu, tÁo theo tiêu chu¿n Singapore SS345 Trong đó, mát số tác nhân kháng vi sinh vật ngußn gốc hữu c¡ đ°ÿc sử dāng nh° methyl benzimidazole-2-carbamate (carbendazim), 3-iodo-2-propynyl butylcarbamate (IPBC), 2,4,5,6- tetrachloroisophthalonitrile (chlorothalonil), 2-n-octyl-4-isothiazolin-3-one (OIT), (3-(3,4-dichlorophenyl)-1,1-dimethylurea) (diuron) và 2-(tert-butylamino)-4-

(cyclopropylamino)-6-methylsulfanyl-1,3,5-triazine (cybutryne) đ°ÿc đ°a vào thành phần căa màng s¡n BÁng 1.1 trình bày nßng đá ąc chế tối thiểu căa 4 lo¿i tác nhân

hữu c¡ kháng vi sinh vật [37]

B Áng 1.1 Nßng đá ąc chế tối thiểu căa 4 lo¿i tác nhân kháng vi sinh vật hữu c¡

(phần triáu, ppm) đối vãi mát số chăng vi sinh vật [37]

Vi sinh v Át Carbendazim Chlorothalonil IPBC OIT

Vi sinh v Át Carbendazim Chlorothalonil IPBC OIT

40 oC trong 4 tuần ç điều kián có tác đáng căa nấm mốc, rêu và môi tr°ång dinh d°ỡng thích hÿp (thử nghiám thåi tiết QUV kéo dài) sẽ đ°ÿc đánh giá cấp đá mác

mốc trên màng s¡n theo tiêu chu¿n ISO R-846-78 phần A Cấp đá mác mốc trên lãp s¡n phă đ°ÿc đánh giá nh° sau: cấp 0 - không mác mốc, cấp 1- có vết mác mốc, cấp 2- mốc che phă 1-10 % dián tích bề mặt mÁu, cấp 3 - mốc che phă 11-30 % dián tích

bề mặt mÁu, cấp 4 - mốc che phă 31-70 % dián tích bề mặt mÁu, cấp 5 - mốc che phă 71-100 % dián tích bề mặt mÁu BÁng 1.2 trình bày các số liáu so sánh hiáu quÁ chống

mốc và rêu căa hßn hÿp các biocide triazine/carbendazim/octylisothiazolinone (TCO)

và diuron/carbendazim/ octylisothiazolinone (DCO)

B Áng 1.2 So sánh hiáu quÁ chống nấm mốc căa màng s¡n chąa

triazin/cacbendazim/octylisothiazolinone (TCO) và diuron/cacbendazim/

octylisothiazolinone (DCO) [37]

Lãp s¡n th¿ch cao

có pH 11,6

Cấp đá mác mốc/rêu trên màng s¡n sau thử nghiám thåi tiết QUV

Để giÁi phóng có kiểm soát các chất kháng khu¿n hữu c¡, các tác giÁ đã báo cáo nghiên cąu về hiáu quÁ kháng nấm Cladosporium cladosporioides căa OIT đ°ÿc mang

bçi hai vật liáu SiO2 và zeolite (BÁng 1.3) Kết quÁ cho thấy, hiáu quÁ kháng nấm đ°ÿc tăng lên khi OIT đ°ÿc mang bçi vật liáu SiO2 và zeolite Các tác giÁ giÁi thích kết quÁ thu đ°ÿc là do tính chất căa vật liáu mang, có thể giÁi phóng có kiểm soát tác nhân kháng nấm OIT nên hiáu quÁ kháng nấm đ°ÿc duy trì trong thåi gian dài [68]

B Áng 1.3 Hiáu quÁ kháng nấm căa OIT trên các vật liáu mang khác

nhau vãi chăng Cladosporium cladosporioides [68]

1.4.3 Màng sơn kháng khuẩn chāa nano Ag

B¿c và các hÿp chất căa nó có khÁ năng tiêu diát đối vãi vi khu¿n, virus, tÁo

và nấm Điều đặc biát là b¿c không có đác tính đối vãi con ng°åi, khác vãi các kim

lo¿i nặng khác nh° chì hay thăy ngân Vì vậy, từ lâu ng°åi ta đã sử dāng tính chất này căa b¿c để phòng ngừa bánh tật Từ cá đ¿i, n°ãc, r°ÿu dấm đ°ÿc l°u trữ trong các bình bằng b¿c để tăng thåi gian sử dāng Trong thế kỷ XX, để kéo dài thåi gian sử

dāng căa sữa ng°åi ta đã để mát đßng b¿c trong chai sữa Từ đầu thế kỷ XIX đến giữa thế kỷ XX, điều trß các vết bỏng và khử trùng các bác sĩ đã sử dāng b¿c và các hÿp chất

căa nó Sau khi thuốc kháng sinh đ°ÿc phát minh và áp dāng thành công, tác dāng kháng khu¿n căa b¿c đã ít đ°ÿc quan tâm Tuy nhiên, trong những năm gần đây, do

sự biến đái m¿nh căa các chăng vi sinh và tình tr¿ng kháng kháng sinh, khÁ năng diát khu¿n căa b¿c, đặc biát là b¿c kích th°ãc nano, đã thu hút sự quan tâm và nghiên cąu

từ các nhà khoa hác và nhà sÁn xuất

1.4.3.1 Cơ chế diệt khuẩn của nano Ag

Đến nay, đã có nhiều nghiên cąu về c¡ chế diát khu¿n căa h¿t nano b¿c (Ag),