khảo sát ảnh hưởng của việc xử lý sợi xơ dừa bằng phương pháp hóa học đến cơ tính của vật liệu composite nền nhựa polyester

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ  LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG CỦA VIỆC XỬ LÝ SỢI XƠ DỪA BẰNG PHƢƠNG PHÁP HÓA HỌC ĐẾN CƠ TÍNH CỦA VẬT LIỆU COMPOSITE NỀN NHỰA POLYESTER CÁN BỘ HƢỚNG DẪN TS Trƣơng Chí Thành SINH VIÊN THỰC HIỆN Võ Thị Nguyệt Ánh MSSV: 2082164 Ngành: Công Nghệ Hóa Học-Khóa 34 Tháng 4/2012 LỜI CẢM ƠN  Luận văn thực Phòng thí nghiệm polymer composite, Bộ môn Công nghệ hóa học, Khoa Công nghệ, Trường Đại học Cần Thơ, Khu II, Đường 3/2, Quận Ninh Kiều, Thành phố Cần Thơ Tôi chân thành biết ơn sâu sắc đến: Thầy Trương Chí Thành, người thầy hướng dẫn, hết lòng giảng dạy, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho hoàn thành luận văn Quý thầy cô Bộ môn Công nghệ hóa học, Khoa Công nghệ truyền đạt kiến thức tạo điều kiện cho làm việc tốt Anh Trương Minh Châu - sinh viên Ngành Công nghệ hóa học - Khóa 33 - Bộ môn Công nghệ hóa học - Khoa Công nghệ - Trường Đại học Cần Thơ, bạn Ngô Thị Bảo Trân, bạn Võ Hoàng Ngân giúp đỡ tận tình suốt trình làm luận văn Xin chân thành cảm ơn!!! Cần Thơ, ngày 19 tháng năm 2012 Sinh viên thực Võ Thị Nguyệt Ánh SVTH Võ Thị Nguyệt Ánh i TÓM TẮT  Một hạn chế loại sợi tự nhiên ứng dụng làm vật liệu composite khả bám dính sợi nhựa thấp Gần đây, khuyết điểm cải thiện thông qua việc tăng cường liên diện sợi nhựa Luận văn này, ảnh hưởng phương pháp cải thiện bề mặt sợi xơ dừa gia cường cho nhựa polyester khảo sát Phương pháp cải thiện bề mặt sợi sử dụng phương pháp hóa học Hóa chất sử dụng NaOH Ngoài để việc khảo sát tốt nên đề tài sử dụng phương pháp RTM (Resin Transfer Moulding) để gia công composite Thực tế có nhiều phương pháp gia công composite phương pháp đắp tay, phương pháp ép nóng, phương pháp túi chân không,… Nhưng phương pháp khó thực hiện, ảnh hưởng đến sức khỏe, hạn chế việc sử dụng số loại nhựa,…Trong đó, phương pháp RTM cho bề mặt sản phẩm tốt, bọt khí, sử dụng nhiều loại nhựa, chi phí thấp,… Bằng kết hợp việc khảo sát tính vật liệu composite gia cường sợi xơ dừa xử lý NaOH nhựa polyester thành công Xử lý sợi NaOH cải thiện tốt liên diện nhựa sợi Điều chứng tỏ rằng, sợi xơ dừa sử dụng làm vật liệu gia cường hiệu vật liệu composite SVTH Võ Thị Nguyệt Ánh ii MỤC LỤC Phần mở đầu Chương LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 1.1 Vât liệu composite 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Thành phần cấu tạo 1.1.3 Ứng dụng vật liệu composite 1.2 Nguyên tắc hoạt động phương pháp RTM 1.2.1 Một số phương pháp gia công 1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình gia công composite phương pháp RTM 1.3 Sợi tự nhiên 1.3.1 Giới thiệu sợi tự nhiên 1.3.2 Phân loại sợi tự nhiên 1.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất vật liệu composite gia cường sợi tự nhiên 1.3.4 Thành phần hóa học sợi tự nhiên 1.3.5 Cấu trúc tính chất sợi tự nhiên 15 1.4 Sợi xơ dừa 18 1.4.1 Cấu tạo dừa 18 1.4.2 Cấu trúc, thành phần tính chất sợi xơ dừa 1.4.3 Ứng dụng sợi xơ dừa 18 20 1.5 Nhựa polyester 21 1.5.1 Tổng quan polyester 21 1.5.2 Polyester không no 21 1.6 Chất đóng rắn 23 1.7 Độ bền liên diện 25 1.7.1 Độ bền liên diện nhựa sợi 25 SVTH Võ Thị Nguyệt Ánh iii Mục lục 1.7.2 Các phương pháp kiểm tra độ bền liên diện vật liệu composite 26 Chương NGUYÊN LIỆU VÀ THỰC NGHIỆM 31 2.1 Nguyên liệu 31 2.1.1 Sodium hydroxide 2.2.2 Sợi xơ dừa 31 31 2.2.3 Nhựa polyester không no 32 2.2 Quy trình thực nghiệm 33 2.2.1 Làm sơ sợi xơ dừa nguyên liệu 2.2.2 Xử lý sợi dung dịch NaOH 2.2.3 Rửa sấy sợi sau xử lý 33 34 35 2.2.4 Gia công composite thiết bị RTM với nhựa polyester chưa no sợi xơ dừa 36 2.3 Kiểm tra tính 39 2.3.1 Thí nghiệm kéo 39 2.3.2 Thí nghiệm uốn điểm 40 2.3.3 Thí nghiệm đo va đập 42 Chương KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 44 3.1 Ảnh hưởng xử lý sợi xơ dừa NaOH đến độ bền kéo composite 44 3.2 Ảnh hưởng xử lý sợi xơ dừa NaOH đến độ bền uốn composite 47 3.4 Ảnh hưởng xử lý sợi xơ dừa NaOH đến độ bền va đập composite 49 Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 51 4.1 Kết luận 51 4.2 Kiến nghị 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 Phụ lục KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM KÉO 54 Phụ lục KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM UỐN NGANG 62 SVTH Võ Thị Nguyệt Ánh iv Mục lục Phụ lục KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VA ĐẬP 70 SVTH Võ Thị Nguyệt Ánh v DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần hóa học số loại sợi tự nhiên Bảng 1.2 Mức độ tan nước vật liệu cellulose dẫn xuất chúng 11 Bảng 1.3 Thành phần hóa học sợi xơ dừa 19 Bảng 1.4 Kích thước tính chất sợi xơ dừa 20 Bảng 2.1 Các đặc tính sợi nhựa polyester không no 32 Bảng 2.2 Thông số kỹ thuật máy RTM Khoa Công nghệ - Đại học Cần Thơ 37 Bảng 2.3 Tóm tắt thông số thí nghiệm kéo 40 Bảng 2.4 Tóm tắt thông số thí nghiệm uốn điểm 41 Bảng 2.5 Tóm tắt thông số thí nghiệm đo va đập 43 Bảng 3.1 Kết đo kéo mẫu composite gia cường sợi xơ dừa xử lý 44 Bảng 3.2 Kết đo kéo mẫu composite gia cường sợi xơ dừa không xử lý nhựa polyester 45 Bảng 3.3 Kết đo uốn ngang mẫu composite gia cường sợi xơ dừa xử lý (MPa) 47 Bảng 3.4 Kết đo uốn ngang mẫu composite gia cường sợi xơ dừa không xử lý nhựa polyester (MPa) 47 Bảng 3.5 Kết đo va đập mẫu composite gia cường sợi xơ dừa không xử lý nhựa polyester (J/m) 49 Bảng 3.6 Kết đo va đập mẫu composite gia cường sợi xơ dừa xử lý (J/m) 49 SVTH Võ Thị Nguyệt Ánh vi DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Phương pháp RTM Hình 1.2 Quy trình gia công composite phương pháp RTM Hình 1.3 D-glucose Hình 1.4 Công thức phân tử cellulose Hình 1.5 Liên kết hydro cellulose 10 Hình 1.6 Đơn vị mắc xích hemicellulose 12 Hình 1.7 Đơn vị cấu trúc lignin 13 Hình 1.8 Cấu trúc lignin 14 Hình 1.9 Công thức cấu tạo pectin 14 Hình 1.10 Cấu trúc sợi tự nhiên 15 Hình 1.11 Cấu tạo dừa 18 Hình 1.12 Một số ứng dụng sợi xơ dừa 21 Hình 1.13 Chất đóng rắn MEKP 24 Hình 1.14 Công thức cấu tạo MEKP 24 Hình 1.15 Một số kiểu liên kết liên diện 26 Hình 1.16 Mẫu thử single fiber compression test 27 Hình 1.17 Mẫu thử hình xương chó 27 Hình 1.18 Mẫu thử fiber pull-out test 28 Hình 1.19 Phương pháp fiber push-out test 28 Hình 1.20 Phương pháp slice compression test 29 Hình 1.21 Thí nghiệm uốn điểm 30 Hình 2.1 Sodium hydroxyde 31 Hình 2.2 Sợi xơ dừa thẳng 31 Hình 2.3 Quy trình gia công composite 33 Hình 2.4 Thao tác loại sợi không đạt 34 Hình 2.5 Chải sợi nước 34 Hình 2.6 Xử lý sợi dung dịch NaOH 35 SVTH Võ Thị Nguyệt Ánh vii Hình 2.7 Rửa sợi xơ dừa sau xử lý 36 Hình 2.8 Máy RTM Khoa Công nghệ - Đại học Cần Thơ 36 Hình 2.9 Quy trình làm việc thiết bị RTM 38 Hình 2.10 Gia công composite phương pháp RTM 38 Hình 2.11 Máy đo kéo uốn Zwick/Roell BDO – FB050TN 39 Hình 2.12 Đo mẫu uốn composite 41 Hình 2.13 Thiết bị Zwick/Roell BPI – 50COMC 42 Hình 3.1 Modulus đàn hồi kéo composite gia cường sợi xử lý điều kiện khác 45 Hình 3.2 Độ bền kéo composite gia cường sợi xử lý điều kiện khác 46 Hình 3.3 Độ bền uốn ngang composite gia cường sợi xử lý điều kiện khác 48 Hình 3.4 Độ bền va đập composite gia cường sợi xử lý điều kiện khác 50 SVTH Võ Thị Nguyệt Ánh viii Phần mở đầu Mục tiêu đề tài Vật liệu composite vật liệu tổ hợp từ hai hay nhiều vật liệu có chất khác nhau, nhằm mục đích tạo vật liệu mang tính ưu việt hẳn vật liệu thành phần Tính ưu việt vật liệu composite khả thiết kế kết cấu vật liệu theo yêu cầu kỹ thuật khác mong muốn Vật liệu composite xuất từ lâu đời sống xã hội Khoảng 5000 năm trước công nguyên, người cổ đại biết ứng dụng composite vào sống, điển hình họ biết sử dụng bột đá trộn với đất sét để đảm bảo giãn nở trình nung gốm Cùng với phát triển thời đại, vật liệu composite không ngừng tiến bước khẳng định địa vị đời sống xã hội Năm 1930 ứng dụng thành công sợi thủy tinh gia cường cho polyester không no áp dụng rộng rãi ngành công nghệ chế tạo máy bay, tàu chiến phục vụ cho chiến tranh Thế giới lần thứ Đến năm 1950, ngành vật liệu composite mang tính đột phá quan trọng xuất nhựa epoxy sợi gia cường polyester, nylon, … Ngày nay, ngành vật liệu composite với nhựa nhiệt dẻo đưa vào ứng dụng rộng rãi ngành công nghiệp dân dụng, y tế, thể thao Thời đại ngày với đời hàng loạt sản phẩm kỹ thuật công nghệ làm cho đời sống người ngày nâng cao Song với trình phát triển vũ bão khoa học kỹ thuật, đặc biệt lĩnh vực công nghệ thập niên gần đây, phát sinh nhiều vấn đề nguy thách thức to lớn, có vấn nạn ô nhiễm môi trường Vật liệu composite chủ yếu thường sử dụng nguồn nguyên liệu sợi nhựa tổng hợp Việc sử dụng chúng ảnh hưởng đến môi trường chúng tái tạo Chính thế, vấn đề đặt xu sử dụng loại vật liệu mang tính thân thiện với môi trường Vì đề tài này, sợi xơ dừa sử dụng làm sợi gia cường Sợi xơ dừa có nhiều Đồng sông Cửu Long nước ta, giá thành thấp, độ mài mòn tỷ trọng thấp, tái sinh phân hủy sinh học nên thân thiện với môi trường Đặc biệt có độ biến dạng phá hủy cao khoảng 15 – 25%, tiềm để cải thiện độ bền va đập cho composite gia cường sợi xơ dừa Tuy nhiên nhược điểm lớn loại vật liệu khả liên kết sợi nhựa Vì vậy, mục têu đề tài cần giải cải thiện độ bền liên diện nhựa sợi SVTH Võ Thị Nguyệt Ánh Phụ lục Bảng ii.7 Kiểm tra độ bền uốn ngang mẫu composite gia cƣờng sợi xơ dừa xử lý NaOH 2% - ngày: Mẫu Chiều dày (mm) Chiều rộng (mm) Độ bền (MPa) Độ dãn dài (%) 3,36 14,8 14,51 1,12 3,2 15,01 17,72 1,20 3,28 16,12 18,47 1,23 3,4 16,11 15,92 1,34 3,27 16,04 11,86 0,83 TB 3,302 15,616 15,696 1,144 s 0,102 0,816 3,836 0,314 Bảng ii.8 Kiểm tra độ bền uốn ngang mẫu composite gia cƣờng sợi xơ dừa xử lý NaOH 2% - ngày: Mẫu Chiều dày (mm) Chiều rộng (mm) Độ bền (MPa) Độ dãn dài (%) 3,57 15,58 13,58 1,67 3,58 15,73 15,76 1,65 3,48 15,25 14,70 1,21 3,58 15,4 16,23 1,37 3,54 15,66 16,44 1,58 TB 3,55 15,524 15,342 1,496 s 0,07 0,274 0,642 0,286 SVTH Võ Thị Nguyệt Ánh 73 Phụ lục Bảng ii.9 Kiểm tra độ bền uốn ngang mẫu composite gia cƣờng sợi xơ dừa xử lý NaOH 2% - ngày: Mẫu Chiều dày (mm) Chiều rộng (mm) Độ bền (MPa) Độ dãn dài (%) 3,52 15,23 12,73 1,16 3,72 15,26 11,52 1,32 3,8 15,36 11,00 1,46 3,56 15,42 13,25 1,64 3,54 15,4 15,48 1,66 TB 3,628 15,334 12,796 1,448 s 0,108 0,104 1,796 0,288 Bảng ii.10 Kiểm tra độ bền uốn ngang mẫu composite gia cƣờng sợi xơ dừa xử lý NaOH 3% - ngày: Mẫu Chiều dày (mm) Chiều rộng (mm) Độ bền (MPa) Độ dãn dài (%) 3,26 15,74 15,70 1,47 3,46 15,64 13,15 1,83 3,56 15,66 10,15 1,27 3,22 15,98 18,30 1,88 3,2 15,76 17,40 1,65 TB 3,34 15,756 14,94 1,62 s 0,14 0,116 4,79 0,35 SVTH Võ Thị Nguyệt Ánh 74 Phụ lục Bảng ii.11 Kiểm tra độ bền uốn ngang mẫu composite gia cƣờng sợi xơ dừa xử lý NaOH 3% - ngày: Mẫu Chiều dày (mm) Chiều rộng (mm) Độ bền (MPa) Độ dãn dài (%) 3,46 15,44 13,60 1,68 3,49 15,37 18,90 2,15 3,58 15,1 16,40 2,21 3,33 15,32 24,80 2,46 3,46 15,28 19,02 2,04 TB 3,464 15,302 18,544 2,108 s 0,134 0,202 4,944 0,428 Bảng ii.12 Kiểm tra độ bền uốn ngang mẫu composite gia cƣờng sợi xơ dừa xử lý NaOH 3% - ngày: Mẫu Chiều dày (mm) Chiều rộng (mm) Độ bền (MPa) Độ dãn dài (%) 3,76 15,41 17,88 1,75 3,83 15,44 17,55 1,61 3,78 15,51 17,97 1,52 3,73 15,48 22,54 2,16 3,73 15,53 20,27 1,81 TB 3,766 15,474 19,242 1,77 s 0,036 0,064 1,682 0,25 SVTH Võ Thị Nguyệt Ánh 75 Phụ lục Bảng ii.13 Kiểm tra độ bền uốn ngang mẫu composite gia cƣờng sợi xơ dừa xử lý NaOH 3% - ngày: Mẫu Chiều dày (mm) Chiều rộng (mm) Độ bền (MPa) Độ dãn dài (%) 3,29 15,92 19,95 1,91 3,3 15,46 21,28 2,11 3,4 15,23 20,86 1,82 3,28 15,46 20,38 2,04 3,12 15,72 27,90 2,32 TB 3,278 15,558 22,074 2,04 s 0,158 0,328 2,124 0,22 Bảng ii.14 Kiểm tra độ bền uốn ngang mẫu composite gia cƣờng sợi xơ dừa xử lý NaOH 4% - ngày: Mẫu Chiều dày (mm) Chiều rộng (mm) Độ bền (MPa) Độ dãn dài (%) 3,46 16,22 20,54 2,47 3,39 16,1 18,38 2,50 3,4 16,3 19,51 2,42 3,52 16,24 12,46 1,57 3,56 16,24 21,81 2,80 TB 3,466 16,22 18,54 2,352 s 0,066 0,12 6,08 0,782 SVTH Võ Thị Nguyệt Ánh 76 Phụ lục Bảng ii.15 Kiểm tra độ bền uốn ngang mẫu composite gia cƣờng sợi xơ dừa xử lý NaOH 4% - ngày: Mẫu Chiều dày (mm) Chiều rộng (mm) Độ bền (MPa) Độ dãn dài (%) 3,4 16,01 6,22 3,57 3,33 16,1 17,05 1,91 3,5 16,12 13,66 1,66 3,3 15,86 20,36 1,81 3,43 16,08 19,59 2,20 TB 3,392 16,034 15,376 2,23 s 0,092 0,174 4,984 0,57 Bảng ii.16 Kiểm tra độ bền uốn ngang mẫu composite gia cƣờng sợi xơ dừa xử lý NaOH 4% - ngày: Mẫu Chiều dày (mm) Chiều rộng (mm) Độ bền (MPa) Độ dãn dài (%) 3,71 16,3 10,14 1,40 3,48 16,49 12,98 1,82 3,54 16,37 14,24 1,93 3,57 16,32 14,18 2,38 3,52 16,05 15,96 2,72 TB 3,564 16,306 13,5 2,05 s 0,084 0,256 2,46 0,65 SVTH Võ Thị Nguyệt Ánh 77 Phụ lục SVTH Võ Thị Nguyệt Ánh 78 Phụ lục KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VA ĐẬP Bảng iii.1 Kiểm tra độ bền va đập mẫu nhựa polyester: Mẫu Chiều dày (mm) Chiều rộng (mm) W (J) Ak (J/m) 3,23 13,4 0,13 40,96 3,24 13,43 0,13 40,74 3,22 13,51 0,13 40,75 3,15 13,37 0,14 44,73 3,18 12,64 0,14 46,48 TB 3,204 13,27 0,134 42,7 s 0,054 0,63 0,004 3,78 Bảng iii.2 Kiểm tra độ bền va đập mẫu composite gia cƣờng sợi xơ dừa không xử lý: Mẫu Chiều dày (mm) Chiều rộng (mm) W (J) Ak (J/m) 3,72 12,4 14,95 3959,07 3,83 12,67 14,83 3762,47 3,73 12,74 14,29 3729,82 3,77 12,56 14,96 4004,51 3,69 13,1 14,95 3885,65 TB 3,748 12,694 14,796 3868,3 s 0,058 0,294 0,506 136,2 SVTH Võ Thị Nguyệt Ánh 79 Phụ lục Bảng iii.3 Kiểm tra độ bền va đập mẫu composite gia cƣờng sợi xơ dừa đƣợc xử lý với NaOH 1% - ngày: Mẫu Chiều dày (mm) Chiều rộng (mm) W (J) Ak (J/m) 3,67 13,09 14,91 4062,18 3,64 13,37 14,97 4028,4 3,65 12,92 14,97 4156,59 3,65 12,88 14,98 4261,57 3,6 12,58 13,77 3027,99 TB 3,642 12,968 14,72 4087,346 s 0,042 0,388 0,95 174,2 Bảng iii.4 Kiểm tra độ bền va đập mẫu composite gia cƣờng sợi xơ dừa đƣợc xử lý với NaOH 1% - ngày: Mẫu Chiều dày (mm) Chiều rộng (mm) W (J) Ak (J/m) 3,71 13,34 14,98 4037,76 3,74 13,57 14,98 3937,48 3,7 13,25 14,97 4074,89 3,72 13,03 14,97 4192,47 3,48 12,85 14,96 4434,22 TB 3,67 13,208 14,972 4135,348 s 0,19 0,358 0,012 299 SVTH Võ Thị Nguyệt Ánh 80 Phụ lục Bảng iii.5 Kiểm tra độ bền va đập mẫu composite gia cƣờng sợi xơ dừa đƣợc xử lý với NaOH 1% - ngày: Mẫu Chiều dày (mm) Chiều rộng (mm) W (J) Ak (J/m) 3,71 13,83 14,98 3985,21 3,61 13,65 14,98 4149,61 3,65 13,37 14,98 4245,74 3,66 13,35 14,98 4240,48 3,6 13,18 13,38 3770,41 TB 3,646 13,476 14,66 4078,29 s 0,046 0,296 0,28 167,4 Bảng iii.6 Kiểm tra độ bền va đập mẫu composite gia cƣờng sợi xơ dừa đƣợc xử lý với NaOH 2% - ngày: Mẫu Chiều dày (mm) Chiều rộng (mm) W (J) Ak (J/m) 3,52 12,21 10,2 3104,52 3,34 12,1 10,19 3297,81 3,33 13,08 11,9 3338,28 3,45 13,83 13,4 3663,99 3,35 13,04 10,28 3078,76 TB 3,398 12,852 11,194 3296,672 s 0,068 0,752 1,004 367,3 SVTH Võ Thị Nguyệt Ánh 81 Phụ lục Bảng iii.7 Kiểm tra độ bền va đập mẫu composite gia cƣờng sợi xơ dừa đƣợc xử lý với NaOH 2% - ngày: Mẫu Chiều dày (mm) Chiều rộng (mm) W (J) Ak (J/m) 3,34 11,24 12,1 3615,82 3,41 12,12 14,98 4074,22 3,47 11,06 13,73 4260,22 3,34 11,5 10,83 3481,46 3,46 10,8 12,51 3703,62 TB 3,404 11,344 12,808 3827 s 0,064 0,544 0,738 433,1 Bảng iii.8 Kiểm tra độ bền va đập mẫu composite gia cƣờng sợi xơ dừa đƣợc xử lý với NaOH 2% - ngày: Mẫu Chiều dày (mm) Chiều rộng (mm) W (J) Ak (J/m) 3,54 13,6 10,83 2932,75 3,19 12,53 10,62 3474,49 3,34 13,58 9,83 2717,37 3,61 13,47 14,96 3975,26 3,52 13,35 9,3 2689,7 TB 3,44 13,306 11,108 3157,9 s 0,25 0,776 1,808 817,3 SVTH Võ Thị Nguyệt Ánh 82 Phụ lục Bảng iii.9 Kiểm tra độ bền va đập mẫu composite gia cƣờng sợi xơ dừa đƣợc xử lý với NaOH 2% - ngày: Mẫu Chiều dày (mm) Chiều rộng (mm) W (J) Ak (J/m) 3,68 13,04 12,87 3496,99 3,54 13,62 14,95 4044,87 3,72 13,11 14,98 4006,63 2,54 13,61 10,166 2873,9 3,68 13,2 14,97 4041,65 TB 3,632 13,316 13,586 3692,8 s 0,092 0,276 3,426 352 Bảng iii.10 Kiểm tra độ bền va đập mẫu composite gia cƣờng sợi xơ dừa đƣợc xử lý với NaOH 3% - ngày: Mẫu Chiều dày (mm) Chiều rộng (mm) W (J) Ak (J/m) 3,44 13,3 13,57 3895,34 3,43 13,77 14,95 4156,57 3,48 13,5 14,98 4242,31 3,38 13,55 14,16 4258,62 3,34 13,45 14,98 4501,73 TB 3,414 13,514 14,528 4211 s 0,074 0,214 0,958 291 SVTH Võ Thị Nguyệt Ánh 83 Phụ lục Bảng iii.11 Kiểm tra độ bền va đập mẫu composite gia cƣờng sợi xơ dừa đƣợc xử lý với NaOH 3% - ngày: Mẫu Chiều dày (mm) Chiều rộng (mm) W (J) Ak (J/m) 3,31 12,97 14,98 4526,53 3,41 12,94 14,25 4190,63 3,37 12,87 14,79 4413,88 3,31 12,76 14,96 4635,76 3,55 12,53 14,98 4335,57 TB 3,39 12,814 14,792 4420,47 s 0,08 0,284 0,542 215,3 Bảng iii.12 Kiểm tra độ bền va đập mẫu composite gia cƣờng sợi xơ dừa đƣợc xử lý với NaOH 3% - ngày: Mẫu Chiều dày (mm) Chiều rộng (mm) W (J) Ak (J/m) 3,54 12,97 14,98 4336,34 3,7 12,94 14,98 4065,27 3,68 12,87 11,11 3146,99 3,46 12,76 10,37 3033,7 3,63 12,53 14,94 4033,16 TB 3,602 12,814 13,276 3723,1 s 0,142 0,284 2,906 613,2 SVTH Võ Thị Nguyệt Ánh 84 Phụ lục Bảng iii.13 Kiểm tra độ bền va đập mẫu composite gia cƣờng sợi xơ dừa đƣợc xử lý với NaOH 3% - ngày: Mẫu Chiều dày (mm) Chiều rộng (mm) W (J) Ak (J/m) 3,23 12,6 1199 3711,52 3,18 12,72 11,47 3571,99 3,3 12,73 14,29 4287,19 3,26 13,17 14,98 4439,47 3,18 13,5 11,51 3530,74 TB 3,23 12,944 12,848 3908,18 s 0,14 0,344 1,378 531,1 Bảng iii.14 Kiểm tra độ bền va đập mẫu composite gia cƣờng sợi xơ dừa đƣợc xử lý với NaOH 4% - ngày: Mẫu Chiều dày (mm) Chiều rộng (mm) W (J) Ak (J/m) 3,39 13,97 14,98 4419,71 3,46 13,94 14,98 4340,15 3,44 13,39 14,98 4543,3 3,53 13,72 14,96 4306,05 3,33 13,14 14,98 4586,03 TB 3,43 13,632 14,976 4439,05 s 0,1 0,492 0,016 147 SVTH Võ Thị Nguyệt Ánh 85 Phụ lục Bảng iii.15 Kiểm tra độ bền va đập mẫu composite gia cƣờng sợi xơ dừa đƣợc xử lý với NaOH 4% - ngày: Mẫu Chiều dày (mm) Chiều rộng (mm) W (J) Ak (J/m) 3,3 14,22 13,78 4176.39 3,25 13,25 12,55 4147,2 3,31 13,22 14,28 4639,92 3,4 12,8 14,98 4561,83 3,38 12,92 14,97 4532,94 TB 3,328 13,282 14,11 3989,5 s 0,078 0,482 1,56 650,4 Bảng iii.16 Kiểm tra độ bền va đập mẫu composite gia cƣờng sợi xơ dừa đƣợc xử lý với NaOH 4% - ngày: Mẫu Chiều dày (mm) Chiều rộng (mm) W (J) Ak (J/m) 3,4 13,69 12,89 3792,55 3,26 13,35 11,69 3679,01 3,22 13,23 11,79 3788,02 3,41 13,59 13,17 3793,63 3,25 13,72 13,62 4042,12 TB 3,308 13,516 12,632 3819,1 s 0,088 0,286 0,942 233 SVTH Võ Thị Nguyệt Ánh 86 Phụ lục SVTH Võ Thị Nguyệt Ánh 87 [...]... pháp thực hiện Ngày nay có nhiều phương pháp cải thiện độ bền liên diện của composite sợi tự nhiên nhằm làm tăng cơ tính composite, bao gồm phương pháp vật lý và phương pháp hóa học Phương pháp vật lý khó thực hiện, chi phí cao Trong khi đó, phương pháp hóa học đơn giản hơn phương pháp vật lý và có thể đạt được kết quả như mong muốn, phù hợp với điều kiện phòng thí nghiệm Trong đề tài này, sợi xơ dừa. .. tăng cơ tính và những tính chất khác Cơ tính của vật liệu composite phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố: - Cơ tính của các vật liệu thành phần - Tỷ lệ giữa các vật liệu thành phần - Tác dụng tương hỗ giữa các vật liệu thành phần hay còn được gọi là độ bền liên diện giữa sợi và nhựa nền Đây là yếu tố một quan trọng, nhất là đối với composite sợi tự nhiên - Luật phần bố của của vật liệu cốt trong vật liệu nền. .. ít hơn phương pháp đắp tay, đồng thời phương pháp này được thử nghiệm nhằm phổ biến cho các cơ sở sản xuất vật liệu composite trong nước Để đánh giá hiệu quả của việc xử lý sợi xơ dừa, độ bền phá hủy của vật liệu composite được xác định bằng thiết bị kéo, uốn ba điểm và va đập Cơ tính kéo là một trong những loại cơ tính đặc trưng của vật liệu và thường được đánh giá Thí nghiệm uốn ba điểm theo phương. .. xếp của sợi con trong lớp thứ cấp trong hơi dốc và không có tính song song cao 1.3.5.2 Tính chất của sợi tự nhiên a) Tính chất vật lý của sợi tự nhiên Tính chất vật lý phụ thuộc vào nguồn gốc của sợi Sợi từ thân và lá thường được sử dụng làm composite Ngoài ra, đặc tính cơ học của sợi phụ thuộc vào tính chất của từng thành phần, cấu trúc sợi, chiều dài và kích thước sợi, thời kỳ trưởng thành và phương. .. nguyên liệu gia cường cho nhựa Hàm lường ẩm có thể chiếm 10% trong điều kiện thường, tùy thuộc vào phần không kết tinh và hàm lượng rỗng có trong sợi Bản chất hút nước của sợi tự nhiên làm ảnh hưởng đến tính chất cơ lý cũng như các thông số vật lý của sợi và ảnh hưởng không nhỏ đến tính chất của composite c) Độ ổn định nhiệt Sợi tự nhiên là một hỗn hợp phức tạp của vật liệu hữu cơ Vì thế, xử lý nhiệt... chính của sợi cellulose là bản chất phân cực cao do có các nhóm hydyoxyl (-OH) có trên bề mặt sợi tự nhiên, trong khi nền nhựa không phân cực, điều này dẫn đến liên diện giữa nhựa nền và sợi yếu Ngoài ra, sợi xơ dừa cũng như nhiều loại sợi tự nhiên khác có tính thấm nước rất lớn làm ảnh hưởng đến độ bền liên diện dẫn đến giảm cơ tính của vật liệu composite Có nhiều phương pháp biến tính bề mặt sợi nhằm... vấn đề chủ yếu trong việc nghiên cứu phát triển và sử dụng composite sợi tự nhiên Xử lý sợi bằng phương pháp hóa học có thể cải thiện tính ổn định nhiệt của sợi tự nhiên bằng cách phủ hoặc liên kết các sợi với monomer Việc xử lý sợi sẽ làm tăng nhiệt độ bắt đầu thoái hóa, làm giảm tốc độ thoái hóa và tổng khối lượng vật liệu mất đi d) Sự thoái hóa do vi khuẩn và do ánh sáng của sợi tự nhiên Hemicellulose... diện giữa nhựa nền và sợi cao thì tính chất composite sẽ cao Tính chất của liên diện phụ thuộc vào liên kết tại liên diện, hình dáng, cấu trúc xung quanh liên diện và tính chất vật lý, hóa học của những vật liệu thành phần Độ bền liên diện được quyết định bởi 3 yếu tố: Độ bền xé của nhựa và sợi, ma sát giữa nhựa và sợi, độ bền liên kết hóa học giữa nhựa và sợi Đối với liên diện giữa nhựa và sợi tự nhiên... composite dựa trên bản chất của hai loại vật liệu thành phần là sợi xơ dừa và nhựa polyester Vì khả năng chịu va đập của vật liệu composite gia cường bằng sợi xơ dừa được mong đợi là rất tốt do có độ dãn dài lớn SVTH Võ Thị Nguyệt Ánh 2 Chƣơng 1 LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU 1.1 Vât liệu composite[ 1], [14] 1.1.1 Khái niệm Vật liệu composite là loại vật liệu được tổ hơp ít nhất từ hai loại vật liệu có bản chất khác... giữa sợi và nhựa nền là thông số cơ bản quyết định cơ tính của nó 1.3.4 Thành phần hóa học của sợi tự nhiên Hiệu quả tăng cường của sợi tự nhiên phụ thuộc vào thành phần cellulose và độ kết tinh của sợi Thành phần của sợi tự nhiên là cellulose, hemicellulose, lignin, pectin và chất sáp Dưới đây là bảng so sánh thành phần hóa học của một số loại sợi tự nhiên Bảng1.1 Thành phần hóa học của một số loại sợi