Cơ lý tinh màng nanocomposite tinh bột/set MMT Giới thiệu Vấn đề sử dụng vật liệu thân thiện môi trường đang là mối quan tâm thực hiện hàng đầu của thế giới. Hầu hết các nghiên cứu ứng dụng tập trung vào thay thế chất dẻo từ dầu mỏ bằng các vật liệu có khả năng phân hủy sinh học mang tính chất cơ lý tương tự nhưng giá thành thấp hơn và có cùng hiệu quả sử dụng. Tinh bột là một loại polymer thiên nhiên có khả năng phân hủy sinh học được sản xuất nhiều từ các nguồn thực vật. Tinh bột là một polymer bán kết tinh, có thành phần từ hai loại polymer có các chuỗi đơn vị lặp lại α- D- glucopyranomyl: amylose và amylopectin. Một loại là mạch polysaccharide thẳng và một loại là polysaccharide mạch nhánh. Mạch thằng đi từ đơn vị lặp lại amylose với liên kết α (1-4). Mạch nhánh đi từ đơn vị lặp lại amylopectin với liên kết α (1-4) trên mạch chính và α (1-6) trên phần nhánh. Hạt tinh bột không tan trong nước lạnh. Trong sử dụng, hầu hết đều cần qua xử lý nhiệt với sự có mặt của nước. Ở nhiệt độ bắt đầu thủy phân, (60 độ C), hạt tinh bột hấp thu nước và trương nở gấp nhiều so với thể tích ban đầu của nó. Quá trình này tạo sự phân tán amylose ra ngoài hạt. Trên điểm nhiệt độ thủy phân, hạt tinh bột trương phồng sẽ phân ra thành những khối hạt kết tụ nhỏ hơn và hình thành hồ tinh bọ6t. Hồ tinh bột là loại sau khi đã phân tán và hoá dẻo nhờ nhiệt độ và bằng nước hoặc các chất hóa dẻo như nhóm glycerol. Tuy nhiên, hồ tinh bột có nhược điểm là dễ tan trong nước và độ bền kém. Tính chịu nuớc có thể được cải thiện nhờ them vào các polymer tổng hợp, vật liệu vô cơ, lignin. Cơ lý tính có thể được nâng cao nhờ them vào chất độn. Các hệ composite này có thể được dung trong bao bì đóng gói có yêu cầu cần tính chất cản và chịu nhiệt. Sự phát triển và tiến bộ của hệ vật liệu nanocomposite polymer/ khoáng sét là một trong những cách mạng của công nghệ vật liệu polymer. Chúng ta đã thấy qua các trộn hợp (blend) dùng sợi vô cơ hoặc sợi tự nhiên là một trong số các con đường đi đến cải thiện tính chất của polymer có khả năng phân hủy sinh học. Nanocomposite có được khi cho vào vài phần trăm lượng khoáng sét trong nền polymer biểu lộ tính chất cản, chịu nhiệt và chịu oxy hóa cao hơn so với vật liệu polymer không độn khoáng sét. Khoáng sét là loại phyllosilicate. Cấu trúc của nó là các lớp aluminium silicate. Montmorillonite là một trong những lớp silicate được dung thong dụng bởi ví nó thân thiện môi trường và dễ sản xuất cũng như rẻ. Mặt cắt tinh thể monmorillonite cho thấy cấu trúc lớp sét dày 1nm, bao gồm 1 lớp tinh thể alumina octahedral nằm giữa 2 lớp tinh thể silica tetrahedral. Tỷ lệ diện tích và độ dày của một lớp sét là 100. Các lớp sét xếp chồng lên nhau tạo ra những khe hở Valder Walls giữa chúng. Các lớp sét mang điện tích âm trên bề mặt. Điện tích này được cân bằng nhờ các ion kiềm Na+ , Li+ hoặc Ca 2+ có mặt trong các khe hở đó.Montmorillonite Na+ là loại ưa nước nhất và có diện tích bề mặt cao nhất. Các tính chất của hệ polymer được nâng cao khi các lớp sét ly tán được trong nền polymer. Vấn đề chính yếu trong quá trình chế tạo vật liệu là làm sao tách các lớp sét ra vì chúng luôn kết khối thành đám lúc khởi đầu. Căn cứ vào những khảo sát nền tảng trước đầy qua trên, việc sử dụng khoáng sét chứa montmorillonite Na + trong nền polymer tinh bột như một chất độn gia cường mức nano là khả thi. Các thực nghiệm tiếp theo nhằm nghiên cứu ảnh hưởng của khoáng sét này lên tính cản, tính chất cơ -nhiệt của hồ tinh bột . Thực nghiệm Nguyên liệu chính: -Tinh bột khoai mì - Glycerin - Bentocol 500 ( 98% Montmorillonite Na+, dung lượng trao đổi ion 91 meq/100g) dùng trực tiếp, không tinh chế lại. Thực hiện: 1- Tạo màng hồ tinh bột/ montmorillonite - Trộn 100g tinh bột với nước cất pha sẵn 30% glycerin. Đun cách thủy hệ huyền phù ở 70 độ C trong 15 phút đến khi hệ chuyển dần sang dạng hồ. - Trộn Bentocol 500 vào nước cất, khuấy mạnh liên tục trong một giờ. - Nhỏ giọt Bentocol vào hồ tinh bột đồng thời khoấy liên tục. Sauk hi nhỏ hết dung dịch huyền phù sét, khoấy trộn tiếp trong 2 giờ.Tỷ lệ phồi trộn hồ tinh bột/ đất sét theo trong lượng khô là: 100/0, 98/2,97/3 và 95/5 - Đổ dung dịch hồ ra nền thủy tinh phẳng và quét tạo màng bằng miếng gạt có khe hở 0,25mm. - Sấy khô màng ở 45 độ C - Màng khô được bảo quản trong bình hút ẩm trong 1 tháng trước khi đo. Độ dày màng khô: 0.22 +/- 0.03mm 2- Phân tích: - Phân tích nhiễu xạ tia X góp hẹp XRD ( Bruker D8)- 40kV-40mA-CuK alpha ( alpha = 1,54 angstron) - Phân tích nhiệt trọng lượng TGA bằng TG209, tốc độ gia nhiệt 10 độ C/ phút. - Đo phổ hồng nghoại FTIR Bruker IFS28 , quét 32 lần với độ phân giải 2cm-1.Sử dụng bước sóng 2933 cm-1 làm chuẩn nội -tương ứng với sự hấp thu của nhóm CH2 trong tinh bột. Mủi hấp thu luôn có ở bước sóng này ở bất kỳ hàm lượng đất sét trong màng hồ tinh bột. - Đo độ hấp thu nước bằng phương pháp cân trọng lượng theo tiêu chuẩn ASTM E104-95. MẪu được lần lượt cân theo thời gian phơi trong môi trường có độ ẩm tương đối 75%. - Đo độ bền kéo của màng theo tiêu chuẩn ASTM D882-95 trên máy Íntron Universal Model 1123 với tốc độ kéo 1mm/phút, dùng DSC-H9 ghi nhận quá trình phá hủy cơ học của màng.Mẫu màng được cắt theo hình quà tạ như tiêu chuẩn. thay đổi nội dung bởi: Teppi, ngày cách đây 1 ngày lúc 12:59 PM. thì alkylammonium chi vào kịp thì đã bị kẹt hoặc xếp nằm trong khe hở do yếu tố mật điện tích, tốc độ đi ra quá nhanh của Li+, khe hở hẹp để lòn vào. Theo tính toán thì tất cả ion đều cho trao đổi ion với các alkylammonium nhưng trong thực tế số lượng mol trao đổi , cấu hình hay hình thái sắp xếp các phân tử alkylammonium ở khe giữa 2 lớp sét rất khác nhau. Do vậy, đã có một số tranh luận về tính toán Monte Carlo và thực nghiệm quan sát. Dù sao, thực tế thì MMT-Na+ cho hiệu suất trao đổi cao trong trao đổi alkylammonium C8-C10 ( chen tách lớn và cấu trúc chống vững) hơn khi đi từ MMT- Li+. Nhưng nếu trao đổi các ion thấp phân tử như imidazole, benzotrialzole, hợp chất màu nhuộm N3, kim loại nặng thì MMT-Li lại dùng hiệu quả hơn Như vậy việc so sánh ở đây là từ thực tế và cho việc trao đổi polymer phân cực. . Cơ lý tinh màng nanocomposite tinh bột/ set MMT Giới thiệu Vấn đề sử dụng vật liệu thân thiện môi trường đang là. cơ lý tương tự nhưng giá thành thấp hơn và có cùng hiệu quả sử dụng. Tinh bột là một loại polymer thiên nhiên có khả năng phân hủy sinh học được sản xuất nhiều từ các nguồn thực vật. Tinh bột. chính: -Tinh bột khoai mì - Glycerin - Bentocol 500 ( 98% Montmorillonite Na+, dung lượng trao đổi ion 91 meq/100g) dùng trực tiếp, không tinh chế lại. Thực hiện: 1- Tạo màng hồ tinh bột/ montmorillonite -