Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật hóa học: Tổng hợp vật liệu aerogel từ sợi polypropylene định hướng hấp phụ dầu và cách nhiệt

Tính cҩp thiӃt cӫDÿӅ tài Ngày nay cùng vӟi sӵ phát triӇn cӫD FRQ QJѭӡi và khoa hӑc công nghӋ ÿһc biӋWOjOƭQKYӵc sҧn xuҩt công nghiӋSÿmOjP{QKLӉPP{LWUѭӡQJQѭӟc, không khí, OjPFKRWUiLÿҩt nón

75ѬӠ1*ĈҤI HӐC BÁCH KHOA

+¬0,1+&ѬӠNG TӘNG HӦP VҰT LIӊU AEROGEL TӮ SӦI

POLYPROPYLENE Ĉӎ1++ѬӞNG HҨP PHӨ DҪU VÀ

CÁCH NHIӊT SYNTHESIS OF AEROGEL FROM POLYPROPYLENE FIBER FOR OIL ADSORPTION AND THERMAL

Xác nhұn cӫa Chӫ tӏch HӝL ÿӗQJ ÿiQK JLi /9 Yj 7Uѭӣng Khoa quҧn lý chuyên

ngành sau khi luұQYăQÿmÿѭӧc sӱa chӳa (nӃu có)

ĈҤI HӐC QUӔC GIA TP.HCM

Chuyên ngành: Kӻ thuұt hóa hӑc Mã sӕ : 8520301

I 7Ç1Ĉӄ TÀI: Tәng hӧp vұt liӋu aerogel tӯ sӧLSRO\SURS\OHQHÿӏQKKѭӟng hҩp

phө dҫu và cách nhiӋt

II NHIӊM VӨ VÀ NӜI DUNG:

1 Nghiên cӭu quy trình tәng hӧp vұt liӋu aerogel tӯ sӧi polypropylene

2 ĈiQKJLi tính chҩt hóa lý và cҩu trúc cӫa vұt liӋu

3 Thӱ nghiӋm khҧ QăQJKҩp phө dҫu và cách nhiӋt cӫa vұt liӋu

III NGÀY GIAO NHIӊM VӨ : 24/02/2020

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIӊM VӨ: 21/06/2020

LӠI CҦ0Ѫ1

7Uѭӟc tiên, em xin bày tӓ lòng biӃWѫQVkXVҳFÿӃn PGS.TS Lê Thӏ Kim Phөng,

TS NguyӉQ7UѭӡQJ6ѫQYjÿmWұQWuQKKѭӟng dүn, chӍ dҥy và JL~Sÿӥ em trong suӕt quá trình thӵc hiӋn và hoàn thành luұn YăQ

Các bҥn sinh viên NguyӉn Hoàng ThiӋn, Phҥm Thӏ %{QJ Yj ÿһc biӋt là hӑc viên cao hӑc Ĉӛ NguyӉn Hoàng Nga và các bҥn sinh viên khác cӫa Trung tâm lӑc hóa dҫu ÿmQKLӋt tình hӛ trӧ em trong suӕt quá trình thӵc hiӋn luұQYăQQj\

CҧP ѫQ FiF DQK FKӏ ÿӗng nghiӋp, bҥn bè cӫD F{QJ W\ ÿm tҥR ÿLӅu kiӋn trong thӡi gian em hӑc tұp nghiên cӭu cho luұQYăQFDRKӑc

Xin chân thành cҧPѫQ

TÓM TҲT LUҰ19Ă17+Ҥ&6Ƭ

LuұQYăQQj\QJKLrQFӭu tәng hӧp vұt liӋu aerogel tӯ sӧi Polypropylene bҵng SKѭѫQJSKiSWKkQWKLӋn vӟLP{LWUѭӡng sӱ dөng dung P{L[DQKOjQѭӟc và chҩt liên kӃt ngang là polyvinyl Alcohol (PVA) và carboxymethyl cellulose (CMC), loҥi bӓ dung môi bҵQJSKѭѫQJSKiSVҩ\WKăQJKRDĈӇ nghiên cӭu sӵ ҧQKKѭӣQJÿӃn hình thái cҩu trúc vұt liӋX NKL WKD\ ÿәi KjP Oѭӧng sӧi PP (1-4% wt) và nӗQJ ÿӝ PVA, CMC (0,25-1% wt) KӃt quҧ WKXÿѭӧc mүXDHURJHOFyÿӝ xӕp cao (94,84-97,92%)

và khӕL Oѭӧng riêng thҩp (0,024-0,054 g/cm3) Ĉӝ bӅn nhiӋt cӫa mүu không cao khoҧng 270o&ÿӝ dүn nhiӋt thҩp (0,036-0,039 W.m-1.K-1), khi kiӇP WUD ÿӝ bӅQ Fѫhӑc thì cho thҩy mүXFyÿӝ bӅn không cao FyP{ÿXQ<RXQJ(28,15 ± 42,39 kPa) Sau khi mүu ÿѭӧc phӫ vӟi MTMS thì mүu kӷ Qѭӟc có góc thҩPѭӟt 114±139o và

ÿӝ hҩp phө dҫu tӕt (10,79-19,15 g/g) và tӕFÿӝ hҩp phө dҫu nhanh và ÿҥt trҥng thái cân bҵng sau 50s Tuy nhiên vұt liӋXFyÿӝ bӅn FKѭDFDRYjOLrQNӃt trong cҩu trúc kém chӫ yӃu là lӵc Van der Waals

ABSTRACT

In this the thesis, polypropylene (PP) aerogels were prepared by using polyvinyl Alcohol (PVA) and carboxymethyl cellulose (CMC) as a cross-linking, deionized water as a green solvent and a cost-effective freeze-drying method, from

PP fiber The effects of components concentrations on the morphology of the PP aerogels were investigated by changing the PP fiber content (1 - 4 wt%) and PVA, CMC concentration (0,25-1 wt%) The PP aerogels exhibited extremely low densities (0,024±0,054 g/cm3), high porosities (94,84%-97,92%) They have resistant temperature about 270°C and low thermal conductivities (0,036 -0,039 W.m-1.K-1) The PP aerogels exhibit a range of Young modulus (28,15±42,39 kPa), after coating with methyltrimethoxysilane (MTMS), the MTMS-coated PP aerogels exhibit hydrophobicity with a water contact angle of 114±139o for oil absorption applications The modified PP aerogels expressed a great oil adsorption capacity (10,79 ± 19,15 g/g) and have a impressive adsorption rate that only need 50

seconds to reach the equilibrium state However, this materials have weak stability and force in the structure mainly Van der Waals force

LӠ,&$0Ĉ2$1

7{L[LQFDPÿRDQÿk\OjF{QJWUuQKQJKLrQFӭu cӫDULrQJW{LGѭӟi sӵ Kѭӟng dүn cӫa PGS.TS Lê Thӏ Kim Phөng Các sӕ liӋu và kӃt quҧ trong luұn YăQ là hoàn toàn trung thӵF Yj FKѭD WӯQJ ÿѭӧc ai công bӕ trong bҩt kì công trình nghiên cӭu nào khác

Hӑc viên cao hӑc

Hà 0LQK&ѭӡng

MӨC LӨC

LӠI CҦ0Ѫ1 i

TÓM TҲT LUҰ19Ă17+Ҥ&6Ƭ ii

LӠ,&$0Ĉ2$1 iv

MӨC LӨC v

DANH MӨC HÌNH Ҧ1+ĈӖ THӎ viii

DANH MӨC CÁC BҦNG x

DANH MӨC CÁC KÝ HIӊU VÀ CHӲ VIӂT TҲT xi

&KѭѫQJ MӢ ĈҪU 1

1.1 Tính cҩp thiӃt cӫDÿӅ tài 1

ĈӕLWѭӧng nghiên cӭu 2

1.3 Mөc tiêu nghiên cӭu 2

&KѭѫQJ7ӘNG QUAN 3

2.1 Tәng quan vӅ nhӵa polypropylene (PP) 3

2.1.1 Giӟi thiӋu chung 3

2.1.2 Tính chҩt nhӵa polypropylene 4

2.1.3 Tәng hӧp nhӵa polypropylene 6

ѬXQKѭӧFÿLӇm cӫa nhӵa PP 7

Carboxymethyl cellulose (CMC) 8

Polyvinyl Alcohol (PVA) 10

2.2 Aerogel 11

Ĉӏnh QJKƭDYjSKkQ loҥi 11

4X\WUuQKÿLӅu chӃ 13

Sҩy WKăQJKRD 14

Các tính chҩt cӫa aerogel 16

2.3 Ӭng dөng cӫa aerogel 17

Ӭng dөng trong ngành xây dӵng 17

Ӭng dөng trong QJjQKP{LWUѭӡng 17

Ӭng dөng trong ngành dөng cө thӇ thao 17

Ӭng dөng trong ngành công nghiӋSQăQJOѭӧng 18

Ӭng dөng trong ngành mӻ phҭm 18

Ӭng dөng trong hҩp phө dҫu 18

3KѭѫQJSKiS[ӱ lý dҫu tràn hiӋn nay 19

Các công trình nghiên cӭXWUѭӟFÿk\ 21

&KѭѫQJ: NӜI DUNG THӴC HIӊN 24

3.1 Quy trình và thiӃt bӏ, dөng cө 24

ĈӕLWѭӧng nghiên cӭu 24

Hóa chҩt, thiӃt bӏ 24

Quy trình tәng hӧp 25

Bӕ trí thí nghiӋm 27

&iFSKѭѫQJSKiS[iFÿӏnh tính chҩt vұt liӋu 33

KhӕLOѭӧng riêng cӫa aerogel 33

Ĉӝ xӕp cӫa aerogel (Porosity) 34

;iFÿӏnh cҩu trúc vұt liӋu 35

;iF ÿӏnh cҩu trúc hóa hӑc cӫa vұt liӋu bҵQJ SKѭѫQJ SKiS TXDng phә hӗng ngoҥi FT-IR 35

;iFÿӏQKÿӝ bӅn nhiӋt cӫa vұt liӋu 36

;iFÿӏnh khҧ QăQJFiFKQKLӋt cӫa vұt liӋu 36

;iFÿӏnh góc thҩPѭӟt 36

Ĉӝ hҩp phө dҫu 37

&KѭѫQJ KӂT QUҦ VÀ BÀN LUҰN 39

&ѫFKӃ WѭѫQJWiFJLӳa PVA và sӧi PP 39

4.2 ҦQK Kѭӣng cӫD KjP Oѭӧng sӧL 33 ÿӃn khӕL OѭӧQJ ULrQJ Yj ÿӝ xӕp cӫa PP aerogel 40

4.3 ҦQKKѭӣng cӫa nӗQJÿӝ 39$ÿӃQÿӝ xӕp và khӕLOѭӧng riêng cӫa PP aerogel 42 4.4 ҦQKKѭӣng cӫa nӗQJÿӝ &0&ÿӃQÿӝ xӕp và khӕLOѭӧng riêng cӫa PP aerogel 43

4.5 Phân tích khҧ QăQJFiFKQKLӋt cӫa PP aerogel 45

3KkQWtFKÿӝ bӅn nhiӋt cӫa mүu 46

4.7 Phân tích các tính chҩWFѫKӑc cӫa vұt liӋu 48

4.8 Khҧ QăQJKҩp phө dҫu cӫa PP aerogel 49

Phân tích phә hӗng ngoҥi (FT-IR) cӫa mүu aerogel sau khi phӫ MTMS 49

Phân tích góc thҩPѭӟt cӫa mүu aerogel sau khi phӫ MTMS 50

Khҧ QăQJKҩp phө dҫu cӫa vұt liӋu PP aerogel 51

Ĉӝng hӑc hҩp phө dҫu 5w30 52

&KѭѫQJ.ӂT LUҰN VÀ KIӂN NGHӎ 56

5.1 KӃt luұn 56

5.2 KiӃn nghӏ 56

TÀI LIӊU THAM KHҦO 58

DANH MӨC HÌNH ҦNHĈӖ THӎ

Hình 2.1: Izotactic 3

Hình 2.2: Syndiotactic 4

Hình 2.3: Atactic 4

+uQK3KѭѫQJWUuQKWәng hӧp PP 6

Hình 2.5: Cҩu trúc không gian cӫa Carboxymethyl (CMC) 9

Hunh 2.6: Aerogel siêu nhҽ 12

HuQK4X\WUuQKFKXQJÿӇ tәng hӧp vұt liӋu aerogel 13

Hunh 2.8: Quá trình sol-gel 14

Hunh 2.9: GiҧQÿӗ pha cӫDQѭӟc 16

Hình 2.10: Ӭng dөng aerogel trong ngành xây dӵng 17

Hình 2.11: Ӭng dөng aerogel trong hҩp phө dҫu 19

+uQK&ѫFKӃ phân tán và tách pha dҫu khӓLQѭӟc nhӡ các chҩt phân tán 20

+uQK4X\WUuQKÿӅ xuҩt tәng hӧp vұt liӋu PP aerogel 26

Hình 3.2: Dung dӏch PVA 0.5% 28

Hình 3.3: Dung dӏch CMC 0.5% 29

Hình 3.4: SӧL33ÿѭӧc tách rӡi và bӓ vào khuôn 29

Hình 3.5: MүXÿѭӧFÿӗng hóa trong bӇ siêu âm 30

Hình 3.6: MүXÿHPÿLӫ nhiӋt 30

Hình 3.7: MүXÿѭӧFOjPÿ{QJWURQJWӫ lҥnh 31

Hình 3.8: MүXÿѭӧFÿHPÿLVҩ\WKăQJKRD 31

Hình 3.9: Mүu sau khi sҩ\WKăQJKRD 31

Hình 3.10: MүX33DHURJHONKLFKѭDFRDWYjVDXNKLFRDW0706 32

Hình 3.11: Cӕc chӭa dҫu 5w30 32

Hình 3.12: Mүu PP aerogel vӟWUDÿӇ trên giá 32

Hình 3.13: Thí nghiӋP[iFÿӏQKÿӝng hӑc quá trình hҩp phө dҫu cӫa PP aerogel 33

Hình 4.1: Mô phӓQJFѫFKӃ WѭѫQJWiFJLӳa PP và PVA 39

Hình 4.2: ҦQKKѭӣQJKjPOѭӧng sӧi PP lên khӕLOѭӧQJULrQJYjÿӝ xӕp 40

+uQK6(0NKLKjPOѭӧng sӧL33WKD\ÿәi 41

Hình 4.4: KhӕLOѭӧQJULrQJYjÿӝ xӕp khi nӗQJÿӝ 39$WKD\ÿәi 42

Hình 4.5: SEM khi nӗQJÿӝ 39$WKD\ÿәi 43

Hình 4.6: KhӕLOѭӧQJULrQJYjÿӝ xӕp khi nӗng ÿӝ CMC WKD\ÿәi 44

Hình 4.7: SEM khi nӗQJÿӝ CMC WKD\ÿәi 45

Hình 4.8: Ĉӝ dүn nhiӋt cӫa mӝt sӕ loҥi vұt liӋu 46

Hình 4.9: TGA cӫa mүX33DHURJHONKLWKD\ÿәLKjPOѭӧng sӧi 46

Hình 4.10Ĉѭӡng cong ӭng suҩt-ÿӝ biӃn dҥng cӫa các mүu PP aerogel 48

Hình 4.11: KӃt quҧ chөp FT-IR cӫa sӧi PP, PP aerogel và MTMS coated PP aerogel 49

Hình 4.12: Khҧ QăQJKҩp phө dҫu cӫa mӝt vài sҧn phҭm aerogel 51

Hình 4.13: KhҧR ViW ÿӝng hӑc hҩp phө dҫu cӫa PP aerogel ӣ FiF KjP Oѭӧng sӧi khác nhau 52

+uQK0{KuQKÿӝng hӑc cӫa quá trình hҩp phө dҫu cӫa PP aerogel ӣ 1% 53

Hình 4.15: Khҧ QăQJWiLVӱ dөng hҩp phө dҫu 5w30 cӫa PP aerogel 54

Hình 4.16: Hҩp phө dҫu 5w30 chӑn lӑc ӣ nӗQJÿӝ 1% PP aerogel 55

DANH MӨC CÁC BҦNG

Bҧng 2.1 Thông sӕ kӻ thuұt cӫa polypropylene 7

Bҧng 3.1 Nguyên liӋu và hóa chҩt sӱ dөng trong thí nghiӋm 24

Bҧng 3.2 Dөng cө, thiӃt bӏ thí nghiӋm 25

BҧQJĈLӅu kiӋn khҧo sát các mүu PP aerogel 27

Bҧng 3.4: Bӕ trí các thí nghiӋm và các khoҧng khҧo sát dӵ kiӃn 28

BҧQJĈӝ dүn nhiӋWNKLKjPOѭӧng sӧLWKD\ÿәi 45

Bҧng 4.2: Giá trӏ góc thҩPѭӟt cӫa mүX33DHURJHONKLKjPOѭӧng sӧLWKD\ÿәi 50

Bҧng 4.3: KӃt quҧ hҵng sӕ tӕFÿӝ cӫDÿӝng hӑc hҩp phө dҫu PP aerogel 53

DANH MӨC CÁC KÝ HIӊU VÀ CHӲ VIӂT TҲT

TGA Thermogravimetrical Analysis

MTMS Methyltrimethoxysilane

FT-IR Fourier-transform infrared spectroscopy

rPET Recycled polyethylene terephthalate

&KѭѫQJ MӢ ĈҪU

1.1 Tính cҩp thiӃt cӫDÿӅ tài

Ngày nay cùng vӟi sӵ phát triӇn cӫD FRQ QJѭӡi và khoa hӑc công nghӋ ÿһc biӋWOjOƭQKYӵc sҧn xuҩt công nghiӋSÿmOjP{QKLӉPP{LWUѭӡQJQѭӟc, không khí, OjPFKRWUiLÿҩt nóng dҫn lên gây ra hiӋu ӭng nhà kính mӝt trong nhӳnJQJX\rQÿӕ

là do sӵ thҩt thoát nhiӋt tӯ các công trình, nhà ӣ, thiӃt bӏ JLD ÿuQK Yj F{QJnghiӋS«9ӟLÿLӅu kiӋn thӡi tiӃt khҳc khiӋt và biӃQÿәLQKѭKLӋn nay thì vұt liӋu cách nhiӋt là mӝt giҧi pháp nhҵm giҧm sӵ tәn thҩt nhiӋt nhҵm làm chұm quá trình truyӅn nhiӋWÿӕLOѭXEӭc xҥ«Kҥn chӃ sӵ hҩp thu và tӓa nhiӋWÿӗng thӡLQJăQFҧn sӵ hҩp thu và dүn nhiӋt nhanh Các vұt liӋu cách nhiӋW WK{QJ WKѭӡQJ ÿѭӧc sӱ dөQJ QKѭE{QJNKRiQJSRO\XUHWKDQHSRO\VW\UHQH«7X\QKLrQFiFYұt liӋXQj\WKѭӡng thҧi ra các chҩt hӳXFѫ ÿӝc hҥi ҧQKKѭӣQJÿӃn sӭc khӓHFRQQJѭӡi

HiӋn nay, ô nhiӉPP{LWUѭӡng ÿDQJOjPӝt vҩQÿӅ ÿѭӧFÿһt lên hàng ÿҫu trên thӃ giӟi Ô nhiӉP P{L WUѭӡQJ ÿm Yj ÿDQJ Jk\ ҧQK Kѭӣng không nhӓ ÿӃn tӵ nhiên QyL FKXQJ Yj ÿӡi sӕQJ FRQ QJѭӡi nói riêng TURQJ ÿy, ô nhiӉm dҫu trên biӇn nói riêng (sӵ cӕ tràn dҫX FNJQJQKѭ{QKLӉm dҫu nói chung là mӝt mӕLÿHGRҥ ÿӃn môi WUѭӡng biӇn, hӋ sinh thái ven biӇQYjFNJQJOjPӕi quan tâm không chӍ cӫa ngành dҫu khí mà cӫa cҧ nhân loҥi Song song vӟi các công tác phòng tránh tai nҥn tràn dҫu, chӕng rò rӍ giàn khoan, cҫn có các biӋn pháp xӱ lý dҫu tràn trên mһWQѭӟc Các nhà khoa hӑFÿmYjÿDQJFӕ gҳQJÿӇ tìm ra các loҥi vұt liӋu làm sҥch nguӗQQѭӟc bӏ ô nhiӉm dҫu Vұt liӋu aerogel là mӝt vұt liӋX ÿҫy hӭa hҽn vӟi ӭng dөng nhiӅX OƭQKvӵc khác nhau Ĉһc biӋt các aerogel có nguӗn gӕc hӳX Fѫ, sӧi nhӵa ÿDQJ ÿѭӧc nghiên cӭu ӭng dөng làm chҩt hҩp phө trong xӱ lý dҫu tràn trên biӇn, làm lӟp cách nhiӋt và nhiӅX OƭQK vӵc khác Mһc dù vұ\ QKѭQJ QKӳng nghiên cӭu vӅ sӧi polypropylene aerogel trên thӃ giӟi thұt sӵ khá khiêm tӕn so vӟi sӕ Oѭӧng bài báo khoa hӑc vӅ DHURJHO ÿѭӧF ÿăQJ Wҧi hiӋn nay Ӣ ViӋt Nam, mһF G ÿӅ tài aerogel FNJQJÿDQJGҫn nhұQÿѭӧc nhiӅu sӵ FK~êQKѭQJYүQFKѭDFyQJKLrQFӭu vӅ nhӵa polypropylene làm vұt liӋu aerogel Vì nhӳng lý do WUrQ ÿӅ WjL ³tәng hӧp vұt liӋu

aerogel tӯ sӧi polypropylene ӭng dөng hҩp phө dҫu và cách nhiӋt´ÿѭӧc chӑn làm

ÿӅ tài nghiên cӭu

1.2 ĈӕLWѭӧng nghiên cӭu

Vұt liӋu aerogel siêu nhҽ cách nhiӋt tӯ sӧi polypropylene

1.3 Mөc tiêu nghiên cӭu

1 Nghiên cӭu quy trình tәng hӧp vұt liӋu aerogel tӯ sӧi polypropylene

2 ĈiQKJLi tính chҩt hóa lý và cҩu trúc cӫa vұt liӋu

3 Thӱ nghiӋm khҧ QăQJKҩp phө dҫu và cách nhiӋt cӫa vұt liӋu

&KѭѫQJ TӘNG QUAN

2.1 Tәng quan vӅ nhӵa polypropylene (PP)

2.1.1 Giӟi thiӋu chung

Polypropylene (PP) là mӝt loҥi nhӵa nhiӋt dҿR ÿѭӧc tҥo ra bҵng cách trùng hӧp các phân tӱ propylene (FiFÿѫQYӏ monome) thành mҥch polyme dài PP ÿѭӧc sҧn xuҩt bҵQJSKѭѫQJSKiS hóa hӑc ÿѭӧc ӭng dөng rӝng rãi trong tҩt cҧ các ngành 9jRÿҫu thӃ kӹ II, PP là loҥi nhӵa nhiӋt dҿo thông dөQJÿѭӧc sҧn xuҩt hàng chөc triӋu tҩQQăPWUrQWKӃ giӟi không thua kém gì PVC PP có nhӳng tính chҩt nhiӋWFѫ

lý tuyӋt vӡi khi sӱ dөng ӣ nhiӋWÿӝ SKzQJ1yWѭѫQJÿӕi cӭng, có ÿLӇm nóng chҧy cao, khӕLOѭӧng riêng thҩp và khҧ QăQJFKӕng YDÿұp WѭѫQJ ÿӕi tӕt [1]

PP ÿѭӧc trùng hӧp lҫQ ÿҫu tiên vào 11/03/1954 bӣi Giulio Natta, công thӭc phân tӱ là: (C3H6)n PP có cҩu trúc WѭѫQJ Wӵ QKѭ SRO\HWK\OHQH &y Uҩt nhiӅX ÿLӇm giӕng nhau giӳa sҧn xuҩt PP và PE (polyetylene) khi sӱ dөng xúc tác Ziegler Trong

cҧ hai WUѭӡng hӧp các monome ÿѭӧc sҧn xuҩt bҵng cách cracking các sҧn phҭm dҫu

mӓ QKѭNKtWӵ nhiên và dҫu nhҽ Khi kӃt thúc quá trình trùng hӧSWKXÿѭӧc các sҧn phҭm: Polyme isotactic ӣ hình 2.1 [1-2]

Hình 2.1: Izotactic Izotactic polypropylene có các nhóm -CH3 cùng nҵm vӅ mӝt phía mһt phҷng trong cҩXKuQKÿӗng phân quang hӑc, dҥng tinh thӇ Có tính chҩWOjNK{QJWDQÿѭӧc trong heptane sôi và có nhiӋWÿӝ ÿLӇm chҧy khoҧng 165oC [1-2]

Hình 2.2: Syndiotactic Syndiotactic polypropylene ӣ hình 2.2 có các nhóm -CH3 sҳp xӃp luân phiên trұt tӵ cҧ hai nӱa mһt phҷng [1-2]

Hình 2.3: Atactic Atactic polypropylene ӣ hình 2.3 có các nhóm -CH3 sҳp xӃp ngүu nhiên không theo mӝt quy luұt QjRY{ÿӏnh hình và kӃt dính tӕt [1-2]

2.1.2 Tính chҩt nhӵa polypropylene

Mһc dù có nhiӅu ÿLӇP WѭѫQJ ÿӗng vӅ tính chҩt vӟi PE, song sӵ có mһt cӫa nhóm metyl luân phiên ӣ cacbon mҥch chính cӫD33FNJQJOjPWKD\ÿәi mӝt sӕ tính chҩt cӫa polyme Thí dө nhóm metyl tham gia vào ÿӕi xӭng phân tӱ QrQOjPWăQJnhiӋWÿӝ nóng chҧ\7URQJWUѭӡng hӧp cӫa isotactic PP có cҩXWU~FÿLӅu hòa, nhiӋt

ÿӝ nóng chҧ\FDRKѫQoC so vӟi PE Nhóm metyl bên cҥQKFNJQJҧQKKѭӣQJÿӃn bҧn chҩt hóa hӑc cӫa PP Cacbon bұc ba là vӏ trí dӉ bӏ oxy hóa nên PP ít bӅn oxy KyDKѫQso vӟi PE Xӱ lý nhiӋt hay xӱ OêQăQJOѭӧng cao làm cҳt mҥch PP nhiӅu KѫQOjNKkXmҥch [1-4]

PP WKѭѫQJ Pҥi WKѭӡng chӭa khoҧng 90-95% isotactic, còn lҥi là syndiotactic

và atactic Sӵ khác nhau giӳa tính chҩt giӳDÿӗng phân lұp thӇ cӫa PP là rҩt rõ rӋt do

ÿӝ kӃt bó phân tӱ gây nên ChӍ có sҳp xӃp isotactic cho phép các phân tӱ kӃt bó chһt chӁ trong cҩu trúc tinh thӇ Trong sҳp xӃp syndiotactic và atactic, nhóm metyl bên cҥnh là khá lӟn nên không cho phép các phân tӱ kӃt bó chһt chӁ trong vùng tinh thӇ Trong sҳp xӃp syndiotactic và atactic, nhóm metyl bên cҥnh là khá lӟn nên không cho phép các phân tӱ kӃt bó chһt chӁ trong vùng tinh thӇ Do vұy polypropylene isotactic cӭng và chҳc KѫQVRYӟi PP syndiotactic và PP atactic có bҧn chҩt tӵa cao

su ChӍ có PP isotactic có ÿӝ kӃt tinh cao mӟi có giá trӏ WKѭѫQJPҥi quan trӑng 4]

[1-Tính chҩt vұt lý cӫa PP, ӣ dҥQJY{ÿӏnh hình PP có khӕLOѭӧng riêng khoҧng 0,855 g/cm3, còn ӣ dҥng tinh thӇ là 0,946 g/cm3 Nó có nhiӋWÿӝ nóng chҧy khoҧng

165oC, nhiӋt ÿӝ thӫy tinh hóa (Tg) khoҧng -15oC ÿѭӧc xác ÿӏnh bҵng DSC (Differential Scanning Calorimetry) Polypropylene có cҩXWU~FNK{QJJLDQÿӅXÿһn,

là sҧn phҭm cӭQJNK{QJÿӝc, không PLÿһc biӋt là trong suӕt và bóng Ӣ 155oC, polypropylene còn ӣ thӇ rҳQ QKѭQJ JҫQ ÿӃn nhiӋW ÿӝ nóng chҧy nó chuyӇn sang trҥng thái mӅPFDRQKѭFDRVXTính chҩt hóa hӑc cӫa PP, PP không bӏ nӭt gүy do WiFÿӝng cӫDP{LWUѭӡng, bӅQWURQJP{LWUѭӡQJD[LWYjED]ѫ, ngoҥi trӯ axit Sunfuric

và CroPLF ÿұP ÿһc Ӣ nhiӋW ÿӝ WKѭӡng, polypropylene không tan trong các dung môi hӳXFѫ1JD\Fҧ khi tiӃp xúc lâu, mà chӍ WUѭѫng ӣ WURQJFiFK\GURFDFERQWKѫPYjFORKyD1KѭQJӣ nhiӋWÿӝ lӟQKѫQoC thì PP bҳWÿҫu tan trong hai loҥi hóa chҩt WUrQĈӝ bӅn vӟi duQJP{LWăQJWKHRÿӝ kӃt tinh cӫa polyme Khi tiӃp xúc vӟi dung môi có cӵc, polypropylene không bӏ thay ÿәi và không giòn Tҩt cҧ các dҥng PP ÿӅu NK{QJK~WQѭӟc [1]

Các polyme kӇ cҧ PP có thӇ bӏ OmRKyDGѭӟi bӭc xҥ tia UV khi tiӃp xúc vӟi ánh sáng mһt trӡiĈӕi vӟi vұt dөng dùng bên ngoài có tiӃp xúc vӟi ánh sáng mһt trӡi cҫn sӱ dөng thêm các chҩt hҩp thө tia UV MuӝLWKDQWKѭӡQJÿѭӧc thêPYjRÿӇ bҧo

vӋ khӓLWiFÿӝng cӫa tia UV PP có thӇ bӏ oxy hóa ӣ nhiӋWÿӝ FDRÿk\OjYҩQÿӅ gһp

phҧi trong suӕt quá trình gia công polyme Các chҩt chӕQJ R[\ KyD WKѭӡQJ ÿѭӧc thêm vào nhӵDÿӇ chӕng hiӋQWѭӧng thoái hóa [1]

2.1.3 Tәng hӧp nhӵa polypropylene

Nguyên liӋX ÿӇ sҧn xuҩt polypropylene (PP) là propylene, nó là chҩt khí QJѭQJWө thành lӓng ӣ -47,7oC và lҥQKÿ{QJӣ -185,5oC Ӣ nhiӋWÿӝ sôi, tӹ trӑng cӫa

nó là 0,61 g/m3 Polypropylene ÿѭӧc tәng hӧp bҵng phҧn ӭng trùng hӧp xúc tác Ziegler- Natta [1-2]

Nguyên liӋX GQJ ÿӇ trùng hӧp là hӛn hӧp propan-propylene, hӋ xúc tác Chlorus Tian Yj7ULHWK\O1K{P3KѭѫQJSKiSQj\Uҩt kinh tӃ ӣ chӛ không cҫn phҧi tách propane ra khӓLSURS\OHQHYuÿyOjTXiWUuQKUҩt phӭc tҥp QKѭKuQK [1-2]

+uQK3KѭѫQJWUuQKWәng hӧp PP

9 Các thông sӕ kӻ thuұt cӫa SRO\SURS\OHQHÿѭӧc tóm tҳt trong bҧng 2.1:

Trùng hӧp Ziegler-Natta

hay xúc tác FѫNLP

Bҧng 2.1 Thông sӕ kӻ thuұt cӫa polypropylene

Ӭng suҩt phá hӫ\NpRÿӝ bӅn kéo) 20-30 MPa

- Bӏ lão hóa bӣi tia cӵc tím (UV)

- Bӏ WiFÿӝng bӣi dung môi chӭa clo và các hӧp chҩWWKѫP

- Khҧ QăQJNӃt dính không cao

- Ӣ nhiӋWÿӝ thҩSÿӝ bӅQYDÿұp cӫa PP là khá thҩp

Carboxymethyl cellulose (CMC)

LҫQÿҫXWLrQÿѭӧc sҧn xuҩWYjRQăP.Ӈ tӯ NKLÿѭӧc giӟi thiӋXWKѭѫQJmҥi tҥi Hoa Kì bӣi Hercules ,QFRUSRUDWHG YjR QăP  &0& (carboxymethyl cellulose, mӝt dүn xuҩt cӫa cellulose vӟi DFLGFKORURDFHWLF ÿѭӧc sӱ dөng ngày càng rӝng rãi bӣi nhӳng chӭF QăQJ quan trӑng cӫa Qy QKѭ FKҩW OjP ÿһc, әQ ÿӏQK QKNJWѭѫQJ FKҩt kӃt dính, CMC bán tinh khiӃt và tinh khiӃW ÿӅX ÿѭӧc sӱ dөng trong Gѭӧc phҭm, mӻ phҭm, thӵc phҭm và chҩt tҭy rӱa [5]

Carboxymethyl cellulose (CMC) là mӝt polyme, là dүn xuҩt cellulose vӟi các nhóm carboxymethyl (-CH2COOH) liên kӃt vӟi mӝt sӕ nhóm hydroxyl cӫa các glucopyranose monomer tҥo nên khung Vѭӡn cellulose, nó WKѭӡQJ ÿѭӧc sӱ dөng Gѭӟi dҥng muӕi natri carboxymethyl cellulose Công thӭc cӫa CMC thӇ hiӋn ӣ hình 2.5 [5]

Hình 2.5: Cҩu trúc không gian cӫa Carboxymethyl (CMC)

9 Tính chҩt cӫa CMC:

Là chӃ phҭm ӣ dҥng bӝt trҳng, KѫLYjQJKҫXQKѭNK{QJPLKҥt hút ҭm CMC tҥo dung dӏch dҥng keo vӟLQѭӟc, không hòa tan trong ethanol Phân tӱ ngҳQKѫQVRvӟi cenllulose, dӉ WDQWURQJQѭӟc vjUѭӧu Dùng trong thӵc phҭm vӟi liӅXOѭӧng 0,5 -0,75% Cҧ dҥng muӕLYjDFLGÿӅu là tác nhân tҥRÿ{QJWӕt Tҥo khӕLÿ{QJYӟLÿӝ

ҭm cao (98%) Ĉӝ chҳFYjÿӝ tҥRÿ{QJFzQSKө thuӝFYjRKjPOѭӧng acetat nhôm Hҫu hӃt các &0&WDQQKDQKWURQJQѭӟc lҥnh, giӳ Qѭӟc ӣ bҩt cӭ nhiӋWÿӝ nào Chҩt әQÿӏQKQKNJWѭѫQJVӱ dөQJÿӇ kiӇPVRiWÿӝ nhӟt mà không gel ChҩWOjPÿһc và chҩt әQÿӏQKQKNJWѭѫQJ &0&ÿѭӧc sӱ dөQJQKѭFKҩt kӃt dính khuôn mүu cho các cҧi tiӃn dҿo Là mӝt chҩt kӃt dính và әQÿӏnh, hiӋu lӵc SKkQWiQÿһc biӋt cao khi tác dөng trên các chҩt màu [5]

Ĉӝ tan và nhiӋW ÿӝ: Phө thuӝc vào mӭF ÿӝ thay thӃ FKR ÿӝ hòa tan thҩp và nhiӋWÿӝ tҥo kӃt tӫa thҩSKѫQGRVӵ cҧn trӣ cӫa các nhóm hydroxyl phân cӵc Tan tӕt

ӣ 40oC và 50oC Cách tӕt nhҩWÿӇ KzDWDQQyWURQJQѭӟFOjÿҫu tiên chúng ta trӝn bӝt WURQJQѭӟc nónJÿӇ các hҥt cellulose methyl ÿѭӧc phân tán trong Qѭӟc, khi nhiӋt ÿӝ

hҥ xuӕng chúng ta khuҩy thì các hҥt này sӁ bӏ tan ra Dүn xuҩW Gѭӟi 0,4% CMC NK{QJKzDWDQWURQJQѭӟc [5]

Ĉӝ nhӟt: nӗng ÿӝ tӕi thiӇu 2% cho ÿӝ nhӟt 25 mPa.s tҥi 25oC CMC là các anion polyme mҥch thҷng cho chҩt lӓng gӑi là dung dӏch giҧ Dung dӏch 1% thông WKѭӡng có pH = 7 ± 8.5, ӣ pH ÿӝ nhӟWWăQJWKұm chí kӃt tӫD'RÿyNK{QJVӱ dөQJ ÿѭӧc CMC cho các sҧn phҭm có pH thҩp, pH > 7 ÿӝ nhӟt giҧm ít Ĉӝ nhӟt CMC giҧm khi nhiӋWÿӝ WăQJYjQJѭӧc lҥLĈӝ nhӟt cӫa CMC còn chӏu ҧQKKѭӣng bӣi các ion kim loҥi:

9 Cation hóa trӏ 1: ít tác dөng ӣ ÿLӅu kiӋQWKѭӡng (trӯ Agar+)

9 Cation hóa trӏ 2: Ca2+, Mg2+ làm giҧPÿӝ nhӟt

9 Cation hóa trӏ 3: Al3+, Cr3+, Fe3+ tҥo gel

Khҧ QăQJWҥRÿ{QJ&0&FyNKҧ QăQJWҥRÿ{QJWKjQKNKӕi vӳng chҳc vӟLÿӝ

ҭm rҩW FDR   Ĉӝ chҳc và tӕc ÿӝ tҥo ÿ{QJ SKө thuӝc vào nӗQJ ÿӝ &0& ÿӝ nhӟt cӫa dung dӏFKYjOѭӧQJQKyPDFHWDWWKrPYjRÿӇ tҥRÿ{QJ1ӗQJÿӝ tӕi thiӇu

ÿӇ CMC tҥRÿ{QJOj,2% và cӫa nhóm acetat là 7% so vӟi CMC [5]

Polyvinyl Alcohol (PVA)

PVA là mӝt hӧp chҩt hӳXFѫÿѭӧc biӃWÿӃn vӟi tên gӑi là PVA, hӧp chҩt này

có công thӭc hóa hӑc tәng quát là (C2H4O)x

PVA tӗn tҥi ӣ trҥng thái rҳn, màu trҳng PVA Fy ÿһc tính tҥo mӝt hӋ keo, trҥQJWKiLQKNJWѭѫQJWѭѫQJÿӕi tӕt, ӣ mӝWOѭӧng ҭm thích hӧSWKu39$FKRÿӝ dҿo Yj ÿӝ bӅn kéo rҩt tӕW Ĉӗng thӡi PVA còn có tính chҩt chӕng oxy hóa cao PVA QyQJFKҧ\ӣQKLӋWÿӝoC YjӣFiFQJѭӥQJQKLӋWÿӝWUѭӟFNKLÿҥWÿӃQWUҥQJWKiLQyQJFKҧ\VӁGLӉQUDVӵWKӫ\SKkQYӟLPӭFÿӝYjKuQKWKӭFNKiFQKDXVDXFQJOjQyQJFKҧ\ [6]

PVA ÿѭӧc tәng hӧp thông qua nhiӅXF{QJÿRҥn tәng hӧp khác nhau; polyme này không thӇ tәng hӧp trӵc tiӃp tӯ viӋc trùng hӧSPRQRPHWѭѫQJӭQJQKѭFiFORҥi polyme khácĈӇ tәng hӧp ÿѭӧF39$QJѭӡi ta tiӃn hành polyme hóa vinyl axetat, VDXÿyNӃt tinh sҧn phҭm và chuyӇn thành PVA [6]

Hóa chҩt PVA chӫ yӃXÿѭӧc sӱ dөng trong công nghiӋp dӋt may, trong công nghiӋp xây dӵng và công nghiӋS VѫQ Wѭӡng phө JLD [L PăQJ Yӳa và keo công nghiӋp) Hóa chҩt PVA FzQÿѭӧFGQJQKѭPӝt chҩt kӃt dính trong gӛ và giҩy làm cho ngành công nghiӋp PVA là mӝt thành phҫn có trong mӻ phҭPGѭӧc phҭm, in

ҩn, gӕm sӭWKpSOjPÿLӋn tӱ và mҥ [6]

PVA ÿѭӧc biӃWÿӃQQKѭPӝt loҥi keo có ӭng dөng trong rҩt nhiӅXFiFOƭQKYӵc NKiFQKDXQKѭWҥo keo dán sӱ dөng trong sҧn xuҩt và chӃ tҥo ván ép; keo dán các vұt liӋu composite dán dính bӅ mһt [6]

39$ÿ{LNKLFzQÿѭӧc sӱ dөQJWURQJOƭQKYӵc xӱ OêQѭӟc, trong sҧn xuҩt vҧi sӧL WKu 39$ ÿѭӧc sӱ dөQJ QKѭ Pӝt phө gia hӛ trӧ xӱ lý làm sҥch bӅ mһt vҧi sӧi, phө gia sӱ dөng trong công nghiӋp in ҩn, sҧn xuҩt sӧi sӱ dөng làm vұt liӋXÿӝn [6]PVA là nhӳng nguyên liӋu tan tӕt trong Qѭӟc, có tính WѭѫQJ hӧp sinh hӑc cao, không ÿӝc và khi ÿm ÿѭӧc khâu mҥch, màng mӓng tӯ chúng có nhӳng tính chҩt Fѫ hӑc tuyӋt vӡi QKѭ có tính QăQJ Fѫ-lý tӕt, có ÿӝ thҩm Qѭӟc và khí oxy cao Mӝt sӕ ӭng dөng cӫa vұt liӋu polyme trên Fѫ sӣ PVA biӃn tính tinh bӝt có thӇ kӇ ÿӃn ÿy là:

ÿӇ chӃ tҥo thành EăQg gҥc, làm màng sinh hӑc dùng ÿӇ chӳa trӏ các vӃt WKѭѫQJ bӏ bӓng, dùng ÿӇ xӱ lý và ÿLӅu trӏ các vӃt WKѭѫQJ gây ra bӣi hӋ quҧ cӫa bӋnh tiӇu ÿѭӡng, sau xҥ trӏ ung WKѭ các vӃt mә nhiӉm trùng [6]

2.2 Aerogel

Ĉӏnh QJKƭDYjSKkQORҥi

1ăP 1931, nhà khoa hӑc Samuel Stephens Kistler (Canada) công bӕ mӝt khám phá cӫa mình trên tҥp chí khoa hӑc Nature, dҥng vұt chҩt kǤ lҥ vӟi tên gӑi aerogel Có lӁ {QJFNJQJNK{QJngӡ, nhӳQJQăPVDXnày, vұt liӋu dҥQJDHURJHOÿmYjÿDQJ tҥo ra cuӝc cách mҥng các sҧn phҭPWURQJWѭѫQJODL tӯ máy giһt ÿӃn các phi thuyӅn không gian Có thӇ hình dung vұt liӋu aerogel là mӝt dҥng vұt liӋu gel (mӝt trҥQJWKiLWURQJÿyPҥQJOѭӟi chҩt rҳn chӭa các thành phҫn chҩt lӓng kӃt dính vӟi QKDX ³ELӃn thӇ´BiӃn thӇ gel ӣ ÿk\FyQJKƭDOjWKjQKSKҫn lӓng cӫa gel sӁ ÿѭӧc thay thӃ bӣi thành phҫQNKtNKLÿyVӁ Fyÿѭӧc aerogel Sҧn phҭPDHURJHOFyÿѭӧc

là mӝt chҩt rҳn, chӭDKѫQNK{QJNKtQrQUҩt nhҽ Nhӡ tiӃn bӝ kӻ thuұt, aerogel ÿѭӧc các nhà khoa hӑc chӃ biӃn ÿӇ có nhӳng ÿһc tính theo yêu cҫu sӱ dөQJÿDdҥng trong công nghiӋp [7-9]

Tùy loҥi vұt liӋX³JӕF´ ÿѭӧc sӱ dөng trong chӃ tҥo, aerogel có nhӳng tính chҩt ѭXYLӋt rҩt khác nhau 7UѭӟFÿk\WKXұt ngӳ DHURJHOÿѭӧc sӱ dөng cho các vұt liӋu

sӱ dөQJSKѭѫQJSKiSVҩy siêu tӟi hҥQWURQJNKLÿyFiFSKѭѫQJSKiSNKiFÿӇ tҥo ra các vұt liӋXQKѭYұy lҥLÿѭӧc gӑi là ambigel/xerogel (sӱ dөQJSKѭѫQJSKiSED\KѫL hoһc là cryogel (sӱ dөng SKѭѫQJ pháp sҩ\ÿ{QJNK{ [10]

1Kѭ Yұy, dӵa theo FiF ÿӏQK QJKƭD vӅ aerogel hiӋn nay, ta có thӇ phân loҥi aeroJHOWKHRFiFQKyPVDXÿk\

9 Silica aerogel: siêu nh́, cách nhi͏t c͹c t͙t:

Aerogel silica là dҥng ÿѭӧc tìm thҩy sӟm nhҩt và phә biӃn nhҩt cӫa gel khí, FzQÿѭӧc gӑLOj³NKyLÿyQJEăQJ´FyPjX[DQKWURQJPӡ Aerogel silica chӭDÿӃn KѫQNK{QJNKtchӍ nһQJKѫQNK{QJNKtlҫn, nhҽ KѫQWKӫ\WLQKÿӃn 1.000 lҫn Yjÿѭӧc xem là chҩt rҳn nhҽ nhҩt QKѭKuQK Aerogel silica giӳ kӹ lөc vӅ vұt liӋu

có tính cách nhiӋt tӕt nhҩt và là chҩt rҳn có mұWÿӝ thҩp nhҩt, 1 mg/cm3 (trong khi mұWÿӝ cӫa không khí là 1,2 mg/cm3) Tính cách nhiӋt nó có bӅ dày là 2,54 cm thì aHURJHOWѭѫQJÿѭѫQJvӟi mӝt chӗng gӗm 30 tҩm kính cӱa sә ÿѭӧc nén lҥi [11]

Hunh 2.6: Aerogel siêu nhҽ

9 Carbon aerogel: di͏n tích b͉ m̿t c͹c cao, d̳QÿL͏n t͙t:

$HURJHOFDUERQFyPjXÿHQYjÿөc, là loҥLJHONKtFyÿӝ xӕp và diӋn tích bӅ mһt rҩt lӟn (400-1000 m2/g), chӍ vài cm3 vұt liӋu có thӇ trҧi rӝng trên mһWQѭӟc vӟi diӋn tích gҫn bҵng mӝt sân bóng Ngoài ra aerogel carbon dүQÿLӋn tӕt, tuy không

bҵng các aerogel tӯ kim loҥLQKѭQJlҥi rҩt ÿһc biӋt ӣ chӛ, khҧ QăQJGүQÿLӋn cӫa nó

có thӇ thay ÿәi tùy theo mұt ÿӝ, khi giҧm mұW ÿӝ, cho khҧ QăQJ GүQ ÿLӋn kém và QJѭӧc lҥL'RÿyFiFQKjVҧn xuҩt có thӇ WăQJJLҧm mұWÿӝ ÿӇ tӕLÿDKyDWtQKGүn ÿLӋn và diӋn tích bӅ mһt theo yêu cҫu [12]

9 Aerogel oxit kim lo̩i: ch͓u va ÿ̵p m̩nh, nhi͉u màu s̷c r͹c rͩ:

Aerogel oxit kim loҥi có nhiӅu màu sҳc rӵc rӥ, tùy thuӝc vào oxit kim loҥi tҥo

ra nó Aerogel oxit nhôm, titania, zirconia có màu xanh hoһc trҳng; aerogel oxit sҳt: màu ÿӓ hoһc màu YjQJÿөc; aerogel oxit crôm: màu xanh lá cây hoһF[DQKGѭѫQJ

mӡ Ngoài ra còn có màu tím oҧLKѭѫQJPjXYjQJViQJPjXhӗng phӟt Aerogel oxit nhôm có khҧ QăQJFKӏXYDÿұp mҥnh

9 3KѭѫQJSKiSÿLӅu chӃ cӫa aerogel bao gӗPEDEѭӟc thӇ hiӋn ӣ hình 2.7: 1- Hình thành hӋ sol-gel

2- Già hóa hӋ gel

3- Làm khô dung môi

Hunh 2.7: Quy trình chung ÿӇ tәng hӧp vұt liӋu aerogel

Quy trình ÿLӅu chӃ

6ROÿѭӧFÿLӅu chӃ tӯ các monomer/chҩt rҳQÿѭӧc phân tán trong dung môi có NtFKWKѭӟc (1-1000 nm) thông qua các phҧn ӭng thӫy phkQYjQJѭQJWө mӝt cách tӵ nhiên hoһFÿѭӧc xúc tác bӣi chҩt xúc tác [13]

Gel hóa là quá trìnKVROÿѭӧc chuyӇQÿәi thành mӝt mҥQJOѭӟi rҳn 3D (khâu mҥng) bӣi dung môi bao quanh QKѭKuQK[22] Các thông sӕ ҧQKKѭӣng chӫ yӃu ÿӃn quá trình sol-JHOOjÿӝ pH, nӗQJÿӝ chҩt xúc tác TrҥQJWKiLFѫKӑc cӫa gel phө thuӝc nhiӅu vào các tác nhân liên kӃt khâu mҥng (cross-linking) [13-14] Các loҥi cross-linking WKѭӡng gһp trong quá trình sol-gel: tác nhân vұt lý QKѭ Oӵc Van der Waals, liên kӃWK\GURWѭѫQJWiFNӏ Qѭӟc hoһFWѭѫQJWiFÿLӋn Tác nhân hóa hӑc QKѭ liên kӃt cӝng hoá trӏ, các liên kӃt ion Tác nhân bӭc xҥ bӣLFiFWLDFyQăQJOѭӧng cao [14]

Hunh 2.8: Quá trình sol-gel

9 Làm khô dung môi

Vұt liӋu aerogel bӏ ҧQKKѭӣng bӣi lӵc mao quҧn và sӭFFăQJEӅ mһt trong lӛ xӕp cӫa hӋ keo Vì vұy quá trình sҩ\ ÿѭӧF [HP Oj Eѭӟc quan trӑng nhҩW ÿӇ tránh cho lӵc mao quҧn lӟn sӁ dүQÿӃn sӵ phá hӫy cҩu trúc vұt liӋXQyFy[XKѭӟng co lҥi [14]

Sҩy WKăQJKRD

3Kѭѫng pháp sҩy WKăQJ hoa (Freeze-Drying hay Lyophilization) do kӻ Vѭ*,Lappa-6WDMHQKH[NLSKiWPLQKQăP Sҩ\WKăQJ hoa là quá trình tách ҭm ra khӓi vұt liӋu, ҭm ӣ trҥng thái rҳQEăQJQѭӟFÿi WKjQK KѫLNK{QJTXDWUҥng thái lӓng Ӣ ÿLӅu kiӋn bình WKѭӡng, ҭm trong vұt liӋu aerogel ӣ dҥng lӓQJ QrQ ÿӇ WKăQJ KRD

chúng cҫQÿѭӧc chuyӇn sang thӇ rҳn bҵQJSKѭѫQJSKiSWKăQJKRD Muӕn vұy phҧi sҩy vұt liӋu ӣ WURQJP{LWUѭӡQJFyÿӝ chân không cao [15-18]

3KѭѫQJSKiSQj\EDRJӗPJLDLÿRҥn là làm lҥQKÿ{QJYjVҩy khô bҵng chân không thҩp

9 Quá trình sҩ\WKăQJKRDJӗPJLDLÿRҥn QKѭKuQK:

*LDLÿRҥn làm lҥQKÿ{ng: giai ÿRҥQÿҫu tiên cӫa quá trình sҩ\WKăQJ hoa là làm lҥQK ÿ{QJ Vҧn phҭm Quá trình làm lҥnK ÿ{QJ WKӵc hiӋn bҵng hai cách Cách thӭ nhҩt thӵc hiӋn trong thiӃt bӏ làm lҥQKÿ{QJWK{QJ WKѭӡng hoһFQLWѫOӓQJÿӇ làm lҥnh ÿ{QJ Vҧn phҭm bên ngoài buӗng sҩy WKăQJ KRD &iFK WKӭ hai là vұt sҩy tӵ lҥnh ÿ{QJ ngay trong buӗng sҩy WKăQJ KRD NKL EXӗng sҩ\ ÿѭӧc hút chân không Sҧn phҭm cҫQÿѭӧc làm lҥQKÿ{QJUҩWQKDQKÿӇ hình thành các tinh thӇ EăQJQKӓ ít gây KѭKҥi ÿӃn cҩu trúc cӫa sҧn phҭPĈӕi vӟi nhӳng sҧn phҭm dҥng lӓng, SKѭѫQJSKiS làm lҥQKÿ{QJFKұPÿѭӧc sӱ dөQJÿӇ EăQJWҥo thành tӯng lӟp, các lӟp này tҥo nên FiFNrQKJL~SFKRKѫLQѭӟc dӏch chuyӇn dӉ dàng [15-18]

*LDLÿRҥQWKăQJKRD JLDLÿRҥn kӃ tiӃSOjWiFKQѭӟc trong suӕt quá trình sҩy tiӃp theR ÿӇ làm khô sҧn phҭm NӃu áp suҩW KѫL QѭӟF ÿѭӧc giӳ Gѭӟi 4,58 mmHg (610,5 3D YjQѭӟc ӣ dҥQJEăQJNKLVҧn phҭPÿѭӧc cung cҩp nhiӋWWKuEăQJUҳn sӁ WKăQJKRDWUӵc tiӃSKѫLPjNK{QJEӏ tan chҧ\+ѫLQѭӟc tiӃp tөFÿѭӧc tánh ra khӓi sҧn phҭm bҵng cách giӳ cho áp suҩt trong buӗng sҩ\WKăQJKRDWKҩSKѫQiSVXҩWKѫL Qѭӟc trên bӅ mһt cӫDEăQJÿӗng thӡLWiFKKѫLQѭӟc bҵQJEѫPFKkQNK{QJYjQJѭQJ

tө nó bҵng các ӕng xoҳn ruӝt gà lҥnh, các bҧn dҽt lҥnh hoһc bҵng hóa chҩt Khi quá trình tiӃp diӉn, bӅ mһW WKăQJ KRD GL chuyӇn vào bên trong sҧn phҭm, làm cho sҧn phҭP ÿѭӧc sҩy khô NhiӋW Oѭӧng cҫn thiӃW ÿӇ dӏch chuyӇn bӅ mһW WKăQJ KRD (ҭn nhiӋWWKăQJKRD ÿѭӧc truyӅQÿӃn sҧn phҭm do sӵ dүn nhiӋt hoһc do vi sóng cung cҩp [15-18]

Hunh 2.9: GiҧQÿӗ pha cӫa Qѭӟc

2.3 Ӭng dөng cӫa aerogel

Ӭng dөng trong ngành xây dӵng

Ngành xây dӵng: vӟi khҧ QăQJFiFKkP cách nhiӋt, chӏu va ÿұp và siêu nhҽ khiӃQ³NKyLÿyQJEăQJ´WUӣ thành loҥi vұt liӋu xây dӵQJOêWѭӣng cho các công trình cao cҩp Vұt liӋu aerogel khi phӫ lên Wѭӡng nhà giúp giҧPÿiQJkӇ nhu cҫu sӱ dөng

lò Vѭӣi và máy ÿLӅu hòa nhiӋt ÿӝ, giúp các WzDQKjÿҥt hiӋu quҧ sӱ dөQJQăQJOѭӧng cao ÿѭӧc thӇ hiӋQ QKѭ KuQK  Aerogel mӣ UD KѭӟQJ ÿL Pӟi cho ngành công nghiӋp xây dӵng, thay thӃ cho các chҩt liӋu tӵ QKLrQ QKѭ NLP ORҥi, gӛ ÿi«ngày càng cҥn kiӋt [25]

Hình 2.10: Ӭng dөng aerogel trong ngành xây dӵng

Ӭng dөng trong QJjQKP{LWUѭӡng

1JjQK P{LWUѭӡng: khҧ QăQJKҩp thu, dӵ trӳ và tái sӱ dөng dҫu cӫa aerogel ÿһc biӋt nәi bұt so vӟi các sҧn phҭm có chӭFQăQJWѭѫQJWӵ ÿDQJÿѭӧc sӱ dөng trên thӏ WUѭӡng Aerogel có thӇ ÿѭӧc dùng làm chҩt xúc tác hiӋu quҧ ÿӇ giҧm Oѭӧng khí thҧLQLWѫR[LWtӯ khí thҧi ô tô, hoһFQKѭPӝt chҩt thân thiӋn vӟLP{LWUѭӡng thay thӃ

cho làm lҥnh có hҥi dùng trong tӫ lҥnh [26]

Ӭng dөng trong ngành dөng cө thӇ thao

Ngành dөng cө thӇ thao: Dunlop công ty chuyên sҧn xuҩt dөng cө thӇ thao cӫa

Mӻ ÿmQKDQKFKyQJÿѭDYұt liӋu aerogel vào sӱ dөng Sҧn phҭm là loҥi khung vӧt siêu nhҽ, rҩt dҿo, dành cho QJѭӡLFKѫLFyWUuQKÿӝ, kӻ thuұt cao, phát huy khҧ QăQJ

FKѫLOLQKhoҥt Không chӍ ÿҽp vӅ kiӇu dáng, công nghӋ aerogel còn cho vӧt Dunlop

ÿӝ cân bҵng vӅ mһt và khung vӧt cӵc әQÿӏnh.[25]

Ӭng dөng trong ngành công nghiӋSQăQJOѭӧng

Dùng aerogel carbon ÿӇ sҧn xuҩt giҩy composite không dӋt làm tӯ sӧi carbon, thích hӧSOjPÿLӋn cӵc trong các tө ÿLӋn KD\ÿLӋn cӵc ion hóa Nhӡ diӋn tích bӅ mһt cӵc cao, aerogel carbon có thӇ dùng làm các siêu tө ÿLӋQFyÿLӋQGXQJOrQÿӃn hàng ngàn fara Ngoài ra aerogel còn thu QăQJOѭӧng mһt trӡi rҩt hiӋu quҧ.[26]

Ӭng dөng trong ngành mӻ phҭm

Ngành hóa mӻ phҭm: thұp niên 1940, silica aerogel lҫQ ÿҫX ÿѭӧc chào bán trên thӏ WUѭӡng bӣi tұS ÿRjQ KyD FKҩt Mӻ Monsanto, vӟL WrQ WKѭѫQJ phҭm là santocel, sӱ dөQJQKѭPӝt chҩWOjPÿһFFKRVѫQPӻ phҭP«ĈӃn nhӳQJQăP1970, Monsanto QJѭQJ sҧn xuҩt santocel do áp lӵc cҥnh tranh giá thành tӯ các loҥi vұt liӋu khác [26]

Ӭng dөng trong hҩp phө dҫu

Dҫu ÿѭӧF[HPQKѭOjsӵ sӕng cӫa thӃ giӟi ngày nay cӫa chúng ta DҫXÿѭӧc

sӱ dөQJ ÿӇ làm nhiên liӋu cho xe cӝ E{L WUѫQ Pi\ PyF Vҧn xuҩt nhӵa, gia nhiӋt, sҧn xuҩt nhӵa, mӵc, phân bón, VѫQVӟi nhu cҫX QăQJ OѭӧQJ QJj\ FjQJ WăQJ Fӫa các nӅn kinh tӃ mӟi nәi, tӹ lӋ sҧn xuҩt dҫu (dҫu thô, chҩt lӓng khí tӵ QKLrQ