Nghiên cứu thay thế một phần sợi thủy tinh bằng sợi xơ dừa trong chế tạo vật liệu composite

Có rất nhiều loại sợi tự nhiên được sử dụng làm vật liệu gia cường cho composite như: đay jute, lanh flax, gai dầu hemp, bã mía bagasse, lục bình water hyacyth, lá cây si-dan sisal, sợi

LỜI CẢM ƠN

  

Trong quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp, nhờ sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô trong Khoa Công Nghệ Thực Phẩm đã giúp em có đủ điều kiện để hoàn thành đề tài của mình

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô đã giảng dạy, truyền đạt những kiến thức chuyên môn bổ ích và luôn tạo điều kiện học tập cho em trong suốt quá trình học tập nói chung và luận văn tốt nghiệp nói riêng

Em xin cảm ơn đến Tiến sĩ Trần Quang Ngọc đã tận tình hướng dẫn, hỗ trợ, truyền đạt kiến thức và kinh nghiệm cho em trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Xin chân thành cảm ơn Tiến sĩ Nguyễn Văn Đạt, Thạc sĩ Vũ Văn Du ở Viện Nghiên cứu chế tạo Tàu Thủy đã nhiệt tình giúp đỡ, hỗ trợ nguyên liệu, phương tiện nghiên cứu và đã có những ý kiến chỉ dẫn rất quý báu để em hoàn thành tốt đề tài

Con xin cảm ơn gia đình đã luôn bên con và nâng đỡ, động viên con trong suốt quá trình học tập, tạo mọi điều kiện thuận lợi về vật chất và tinh thần cho con trong suốt quá trình học tập tại trường

Xin cảm ơn những người bạn lớp 55 Công nghệ Hóa học đã luôn động viên và nhiệt tình giúp đỡ tôi vượt qua mọi trở ngại trong cuộc sống và học tập tại trường

Huỳnh Thị Phượng

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

  

Nha Trang, ngày … tháng 07 năm 2017

Cán bộ hướng dẫn

TS Trần Quang Ngọc

MỤC LỤC

TRANG PHỤ BÌA

LỜI CẢM ƠN III MỤC LỤC V DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VIII DANH MỤC CÁC BẢNG IX DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ X

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 3

1.1.VẬTLIỆUCOMPOSITE 3

1.1.1 Định nghĩa 3

1.1.2 Thành phần của vật liệu composite 3

1.1.3 Đặc tính chung 3

1.1.4 Phân loại 4

1.2.SỢITỰNHIÊN 5

1.2.1 Tổng quan về sợi tự nhiên 5

1.2.1.1 Cấu trúc vi mô của sợi tự nhiên 5

1.2.1.2 Thành phần hóa học, khả năng kết tinh và tính chất của sợi tự nhiên 6 1.2.1.3 Hình dạng và kích thước của sợi tự nhiên 8

1.2.1.4 Biến đổi hóa học và đặc điểm của sợi tự nhiên 9

1.2.2 Sợi xơ dừa 9

1.2.2.1 Tình hình trồng và kinh doanh dừa trên thế giới và trong nước 9

1.2.2.2 Quả dừa 11

1.2.2.3 Sợi xơ dừa 12

1.2.2.4 Các phương pháp tách sợi xơ dừa 15

1.3.SỢITHỦYTINH 18

1.4.NHỰAPOLYESTERKHÔNGNO(UPE) 20

1.4.1 Giới thiệu 20

1.4.2 Phân loại 20

1.4.3 Phản ứng đóng rắn 22

1.4.4 Đặc tính của nhựa polyester không no 22

1.4.5 Ưu nhược điểm của nhựa Polyester không no [2] 23

1.5.CHẤTĐÓNGRẮN 24

1.6.CÁCPHỤGIA 25

1.6.1 Chất róc khuôn 25

1.6.2 Chất xúc tiến 25

1.6.3 Chất độn 25

1.6.4 Các phụ gia khác 26

1.7.CÁCPHƯƠNGPHÁPGIACÔNGVẬTLIỆUCOMPOSITE 26

1.7.1 Phương pháp trải lớp bằng tay (hand lay-up) 26

1.7.2 Phương pháp trải lớp bằng phun bắn (Spray- up) 28

1.7.3 Phương pháp túi chân không 28

1.7.4 Phương pháp đúc chuyển nhựa RTM (Resin Transfer Moulding) 29

1.7.5 Phương pháp đúc chuyển nhựa có sự trợ giúp của chân không VARTM (Vacuum Assisted Resin Transfer Moulding) 31

1.7.6 Phương pháp ép đùn (injection modeling) 31

1.7.7 Phương pháp kéo định hình 32

1.7.8 Phương pháp tạo sản phẩm bằng cách đan sợi 33

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP 34

NGHIÊN CỨU 34

2.1.ĐỐITƯỢNGNGHIÊNCỨU 34

2.2.THIẾTBỊ,DỤNGCỤ,NGUYÊNVẬTLIỆU 34

2.2.1 Thiết bị 34

2.2.2 Dụng cụ 34

2.2.3 Nguyên vật liệu – Hóa chất 34

2.3.PHƯƠNGPHÁPNGHIÊNCỨU 38

2.3.1 Xử lý và phân tích sợi xơ dừa 36

2.3.1.1 Xử lý sợi xơ dừa với NaOH 36

2.3.1.2 Phân tích hàm lượng cellulose trong sợi, đo độ ẩm sợi 36

2.3.1.3 Xác định hàm lượng tro trong sợi xơ dừa 36

2.3.2 Quy trình gia công mẫu bằng phương pháp đúc chuyển nhựa có sự trợ giúp chân không VARTM (Vacuum Assisted Resin Transfer Moulding) 36

2.3.3 Kiểm tra cơ tính composite 40

2.3.3.1 Thí nghiệm kéo 41

2.3.3.2 Thí nghiệm uốn 43

2.3.4 Xử lý số liệu 45

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 46

3.1 PHÂN TÍCH HÀM LƯỢNG CELLULOSE, HÀM LƯỢNG TRO, ĐỘ ẨM CỦASỢIXƠDỪA 46

3.1.1 Hàm lượng cellulose 46

3.1.2 Hàm lượng tro 46

3.1.3 Độ ẩm của sợi xơ dừa 47

3.2 ẢNH HƯỞNG CỦATỈ LỆSỢI XƠ DỪA LÊNCƠTÍNH CỦAVẬT LIỆU COMPOSITECỐTSỢITHỦYTINH 47

3.3 ẢNH HƯỞNG CỦA CHẤT ĐỘN LÊN CƠ TÍNH CỦA VẬT LIỆU COMPOSITE 50

3.4.TÍNHKINHTẾ-GIÁTHÀNHSẢNPHẨM 52

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Thành phần hóa học của một số loại sợi tự nhiên 7

Bảng 1.2 Tính chất vật lý của một số loại sợi tự nhiên 8

Bảng 1.3 Năm quốc gia dẫn đầu sản lượng dừa, năm 2012 9

Bảng 1.4 Diện tích và năng suất dừa một số nước, năm 2011 10

Bảng 1.5 Diện tích và sản lượng dừa của Việt Nam năm 2012, theo từng tỉnh 11

Bảng 1.6 Tỉ lệ khối lượng trung bình của các thành phần trong một quả dừa 12

Bảng 1.7 Sản lượng chỉ xơ dừa của một số nước, 2014 13

Bảng 1.8 Thành phần hóa học của sợi xơ dừa 14

Bảng 1.9 Cơ tính của một số sợi tự nhiên so với các sợi gia cường thông thường 15

Bảng 1.10 Thành phần hóa học của các loại thủy tinh 19

Bảng 1.11 Tính chất cơ lý của các loại sợi thủy tinh 19

Bảng 1.12 Các đặc tính cơ bản của nhựa polyester không no 23

Bảng 1.13 Các chất đóng rắn thông dụng 24

Bảng 2.1 Tỉ lệ phối trộn các thành phần trong mẫu composite 37

Bảng 2.2 Các thông số kỹ thuật khi gia công 40

Bảng 2.3 Bảng tóm tắt thông số thí nghiệm kéo theo QCVN 56-2013/BGTVT 43

Bảng 2.4 Bảng tóm tắt thông số thí nghiệm uốn theo QCVN 56-2013/BGTVT 45

Bảng 3.1 Hàm lượng tro trong sợi xơ dừa đã xử lý 46

Bảng 3.2 Độ ẩm của sợi xơ dừa 47

Bảng 3.3 Module đàn hồi và ứng suất của composite theo phần trăm sợi xơ dừa 48

Bảng 3.4 Bảng so sánh giá trị cơ tính của vật liệu 49

Bảng 3.5 Bảng giá trị của vật liệu và QCVN 56-2013/BGTVT 50

Bảng 3.6 Module đàn hồi và ứng suất của composite theo phần trăm chất độn 51

Bảng 3.7 Bảng phân tích khối lượng các thành phần trong mẫu composite 52

Bảng 3.8 Chi phí nguyên liệu cho các mẫu composite 53

DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ

Hình 1.1 Cấu trúc của sợi tự nhiên 5

Hình 1.2 Cấu tạo của quả dừa 12

Hình 1.3 Sợi xơ dừa 13

Hình 1.4 Quy trình tách chỉ xơ dừa thủ công cổ truyền 16

Hình 1.5 Quy trình sản xuất sợi thẳng bằng máy 16

Hình 1.6 Thiết bị tách sợi xơ dừa thẳng 17

Hình 1.7 Quy trình tách sợi rối bằng máy hiện nay 17

Hình 1.8 Thiết bị tách sợi xơ dừa rối 17

Hình 1.9 Vải thủy tinh dạng woven rowing 20

Hình 1.10 Sợi thủy tinh dạng Mat 20

Hình 1.11 Sơ đồ phản ứng khâu mạch 22

Hình 1.12 Quy trình sản xuất composite bằng phương trải lớp bằng tay 27

Hình 1.13 Quy trình sản xuất composite bằng phương pháp phun nhựa 28

Hình 1.14 Thành phần cơ bản của phương pháp túi chân không 29

Hình 1.15 Sơ đồ nguyên lý RTM 30

Hình 1.16 Sơ đồ nguyên lý đúc chuyển nhựa nhờ chân không 31

Hình 1.17 Sơ đồ nguyên lý quá trình ép đùn 32

Hình 1.18 Sơ đồ nguyên lý phương pháp kéo định hình 33

Hình 1.19 Sơ đồ nguyên lý phương pháp đan sợi 33

Hình 2.1 Sợi xơ dừa……….34

Hình 2.2 Sợi Mat ……….34

Hình 2.3 Nhựa Polyester 34

Hình 2.4 Quy trình tiến hành thực nghiệm 38

Hình 2.5 Các bước chế tạo vật liệu composite theo công nghệ VARTM 37

Hình 2.6 Trải các sợi gia cường 38

Hình 2.7 Trải lớp vải chống dính… 38

Hình 2.8 Trải lớp lưới dẫn nhựa 38

Hình 2.9 Thử kín hơi……… 39

Hình 2.10 Sản phẩm composite 40

Hình 2.11 Thiết bị thử máy kiểm nghiệm cơ tính vạn năng HOUNSFIELD Model H50KS 40

Hình 2.12 Kích thước mẫu chuẩn (a) và mẫu thực tế (b) cho thí nghiệm kéo 41

Hình 2.13 Mẫu kéo trước và sau khi thử 42

Hình 2.14 Kích thước mẫu cho thí nghiệm uốn 43

Hình 2.15 Mẫu uốn trước và sau khi thử 43

Đồ thị 3.1 Module đàn hồi của composite theo phần trăm của sợi xơ dừa 48

Đồ thị 3.2 Ứng suất của vật liệu composite theo phần trăm của sợi xơ dừa 49

Đồ thị 3.3 Ứng suất (A) và module đàn hồi uốn (B) theo phần trăm chất độn TALC 51

Đồ thị 3.4 Ứng suất (C) và module đàn hồi kéo (D) theo phần trăm chất độn TALC 51

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Từ những năm 50 của thế kỷ XX, gắn liền với sự phát triển của ngành công nghiệp tên lửa ở Mỹ là sự hình thành của một ngành khoa học mới - khoa học về vật liệu composite Ngay từ khi mới ra đời, composite đã chứng minh được khả năng vượt trội của mình nên những nghiên cứu và ứng dụng liên quan đến vật liệu composite ngày càng nhiều Đến nay, composite đã có mặt trong hầu hết mọi lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân như công nghiệp dân dụng, y tế, thể thao, giao thông vận tải, xây dựng, công nghiệp nặng (chế tạo máy, điện lực, hóa chất…) và đặc biệt

là trong ngành hàng không vũ trụ Sở dĩ composite được ứng dụng rộng rãi là vì chúng rất bền và nhẹ Rất nhiều đòi hỏi khắt khe của kỹ thuật và công nghệ hiện đại chỉ có composite mới đáp ứng nổi Vì thế, ngành khoa học công nghệ vật liệu mới

là một trong những mũi nhọn then chốt của sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa Nhiều nhà khoa học cho rằng vật liệu composite chính là vật liệu của tương lai Trong số những loại vật liệu được sử dụng làm nền cho composite thì nhựa (nhiệt rắn và nhiệt dẻo) thường được sử dụng hơn cả Composite nền nhựa có những tính năng vượt trội như tỉ trọng thấp, module cao, độ bền cao, chống mài mòn tốt… Ngoài ra, nó còn có ưu điểm nổi trội là giá thành thường thấp hơn so với các sản phẩm nhựa cùng loại Tuy nhiên, một khuyết điểm rất lớn của loại sản phẩm này là khó phân hủy và tái chế Nguyên nhân là do vật liệu gia cường thường được sử dụng

là các loại vật liệu tổng hợp như sợi thủy tinh, sợi carbon, sợi aramide,… Thêm vào

đó, việc sử dụng sợi tổng hợp gây nhiều tác động có hại cho sức khoẻ người lao động (ví dụ như sợi thủy tinh gây ngứa, có hại cho phổi khi hít phải) Do đó, việc

sử dụng sợi tự nhiên làm vật liệu gia cường cho composite càng được tập trung nghiên cứu vì đây là loại sợi không gây hại cho sức khỏe người lao động, thân thiện với môi trường và có thể bị phân hủy bởi vi sinh vật

Có rất nhiều loại sợi tự nhiên được sử dụng làm vật liệu gia cường cho composite như: đay (jute), lanh (flax), gai dầu (hemp), bã mía (bagasse), lục bình (water hyacyth), lá cây si-dan (sisal), sợi xơ dừa (coir/coconut), bông vải (cotton)…

Trong các loại sợi kể trên, sợi xơ dừa đang thu hút được sự tập trung nghiên cứu của các nhà khoa học cả trong lẫn ngoài nước bởi sự dồi dào và phổ biến của nguồn nguyên liệu Ở Việt Nam, dừa là một loại cây rất quen thuộc với người dân

và được trồng với diện tích khá lớn (ví dụ như ở tỉnh Bến Tre) Việc sử dụng phế phẩm vỏ dừa để sản xuất sợi dùng làm vật liệu gia cường cho composite góp phần làm tăng giá trị cho cây dừa, tăng nguồn thu nhập cho người nông dân

Các kỹ thuật gia công vật liệu composite được quan tâm nghiên cứu vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến sản phẩm và chất lượng, an toàn lao động và thân thiện đến môi trường Việc gia công khuôn hở đang dần được thay thế bằng gia công khuôn kín vì chúng hạn chế ô nhiễm môi trường và tiết kiệm được nguyên vật liệu Chính vì thế, vấn đề đặt ra trong xu thế hiện nay là sử dụng những loại vật liệu mang tính thân thiện với môi trường và các phương pháp gia công đảm bảo an toàn cho người lao động

Do vậy, tôi quyết định chọn đề tài: “Nghiên cứu thay thế một phần sợi thủy tinh bằng sợi xơ dừa trong chế tạo vật liệu composite”

2 Mục đích của đề tài

Đề tài này được tiến hành với mục đích sử dụng sợi xơ dừa thay thế một phần sợi thủy tinh trong vật liệu composite, từ đó xác định tỉ lệ sợi xơ dừa phù hợp để sản phẩm vẫn có tính năng cơ lý đạt yêu cầu Ngoài ra, đề tài đóng góp và nghiên cứu phát triển về vật liệu composite sợi tự nhiên

3 Đối tượng nghiên cứu

Vật liệu composite từ sợi tự nhiên: vật liệu nền là nhựa Polyester không no và vật liệu cốt là sợi thủy tinh dạng Mat và sợi xơ dừa

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Đề tài được nghiên cứu và đưa ra quy trình chế tạo vật liệu composite từ sợi

xơ dừa, sợi thủy tinh và nhựa polyester bằng phương pháp đúc chuyển nhựa có sự trợ giúp chân không

Về thực tiễn, đã tận dụng được nguồn xơ dừa để sản xuất vật liệu mới góp phần nâng cao giá trị và đa dạng hóa sản phẩm Ngoài ra, tăng thu nhập cho người nông dân trồng dừa

1.1.2 Thành phần của vật liệu composite

Vật liệu composite gồm có hai thành phần chính [2-4]:

Thứ nhất: thành phần cốt (các sợi, hạt,…) giúp cho vật liệu nền tăng độ cứng,

độ bền, khả năng chịu va đập và chịu mỏi, cải thiện tính dẫn nhiệt, chịu nhiệt, khả năng chống mài mòn Trong composite, hàm lượng của vật liệu cốt thường chiếm khoảng 30-50% Một số thành phần cốt thông dụng:

- Sợi khoáng: sợi thủy tinh, sợi cacbon, sợi gốm

- Sợi tự nhiên: sợi đay, sợi gai, sợi dứa, sơ dừa,

- Kim loại: Ag, Cu,…

Thứ hai: thành phần nền có vai trò đảm bảo cho những thành phần composite

liên kết hài hòa với nhau, đảm bảo tính liền khối của vật liệu, tạo ra kết cấu composite Thành phần nền cũng chịu một phần lớn khả năng chịu nhiệt, chịu ăn mòn của vật liệu Ngoài ra, thành phần nền cũng là cơ sở để xác định phương pháp gia công sản phẩm [2][4] Có ba loại nền:

- Nền polymer: nhựa nhiệt rắn (nhựa polyester, nhựa phenol, nhựa epoxy,…), nhựa nhiệt dẻo (Polyvinyl clorua, nhựa polyetylen, nhựa polyamit, )

- Nền carbon: carbon nanotube, graphene,…

- Nền kim loại: nhôm, niken, đồng,…

Ngoài hai thành phần cơ bản trên thì trong vật liệu composite còn có các phụ gia khác như: chất đóng rắn, chất xúc tiến, chất tạo màu, chất độn,

1.1.3 Đặc tính chung

Vật liệu composite có nhiều tính năng tốt là nhẹ, bền, cơ tính cao, chịu nhiệt,

chịu hóa chất, giá thành phù hợp nên được sử dụng rộng rãi

Cơ tính của vật liệu composite phụ thuộc vào những đặc tính sau [4]:

- Cơ tính của các vật liệu thành phần Các vật liệu thành phần có cơ tính tốt thì vật liệu composite cũng có cơ tính tốt và tốt hơn tính chất của từng vật liệu thành phần

- Hình dạng và kích thước của vật liệu cốt

- Kỹ thuật gia công (phương pháp, nhiệt độ, áp suất…)

1.1.4 Phân loại

Có 2 cách phân loại vật liệu composite: theo hình dạng của vật liệu cốt và theo bản chất của các vật liệu thành phần [3] [21]

 Phân loại theo hình dạng của vật liệu cốt:

- Vật liệu composite cốt sợi: gồm có sợi liên tục và sợi gián đoạn

- Vật liệu composite cốt hạt

 Phân loại theo bản chất vật liệu thành phần:

- Composite nền hữu cơ (nhựa, hạt) cùng với vật liệu cốt dạng như: sợi hữu cơ (polyamit, kevlar, ), sợi khoáng (sợi thủy tinh, sợi cacbon, ), sợi kim loại (Bo, Al, )

- Composite nền khoáng (gốm) với vật liệu cốt dạng: sợi kim loại (Bo, thép, ), hạt kim loại (chất gốm kim), hạt gốm (gốm cacbua, gốm Nitơ )

- Composite nền kim loại (hợp kim titan, hợp kim nhôm ) cùng với độn dạng hạt: sợi kim loại (Bo, ), sợi khoáng (cacbon, thủy tinh, )

1.2 SỢI TỰ NHIÊN

1.2.1 Tổng quan về sợi tự nhiên

1.2.1.1 Cấu trúc vi mô của sợi tự nhiên

Sợi tự nhiên có thể được xem như composite của vi sợi cellulose được gắn kết với nhau bởi nền lignin và hemicellulose Thành tế bào của sợi là lớp màng không đồng nhất (xem hình 1.1) Mỗi sợi có cấu trúc lớp phức tạp gồm một lớp sơ cấp mỏng (là lớp đầu tiên hình thành trong suốt quá trình phát triển của tế bào) bao quanh lớp thứ cấp Lớp thứ cấp được tạo thành bởi 3 lớp và lớp trung gian dày xác định cơ tính của sợi Lớp trung gian gồm một chuỗi những vi sợi cellulose xoắn hình thành

từ những phân tử cellulose mạch dài Góc giữa trục chính của sợi và vi sợi được gọi

là góc vi sợi Giá trị của góc vi sợi thay đổi theo các sợi khác nhau [13]

Hình 1.1 Cấu trúc của sợi tự nhiên [13]

Đường kính thông thường của vi sợi thay đổi từ 10-30 nm và được tạo nên từ 30-100 phân tử cellulose, tạo nên độ bền cơ học cho sợi Pha nền vô định hình trong thành tế bào rất phức tạp gồm hemicellulose, lignin và pectin Phân tử hemicellulose liên kết hydro với phân tử cellulose, làm nền liên kết giữa những vi sợi cellulose, hình thành nên mạng cellulose-hemicellulose là cấu trúc chính của tế bào sợi Mạng các phân

tử lignin không phân cực tác động đến tính chất của mạng khác Nó có vai trò như một chất trợ tương hợp và tăng độ cứng của composite cellulose/hemicellulose [13,15]

1.2.1.2 Thành phần hóa học, khả năng kết tinh và tính chất của sợi tự nhiên

Thành phần chính của sợi tự nhiên là cellulose (α-cellulose), hemicellulose, lignin, pectin và sáp Thành phần hóa học của sợi tự nhiên thay đổi phụ thuộc vào loại sợi Tính chất của mỗi thành phần góp phần tạo nên tính chất chung của sợi [13] Cellulose là một polymer tự nhiên gồm những mắc xích cơ sở D-anhydro glucose (C6H11O5) có độ trùng hợp khoảng 10000 được ghép lại bởi liên kết β-1,4- glucosidic tại vị trí C1 và C4 Mỗi mắc xích cơ sở của cellulose chứa 3 nhóm hydroxyl Những nhóm hydroxyl này và khả năng hình thành liên kết hydro của chúng giữ vai trò chủ yếu trong việc hình thành tinh thể và chi phối đến tính chất vật lý của cellulose Cellulose bền với kiềm mạnh (17,5% khối lượng) nhưng dễ dàng bị thủy phân bởi acid thành đường tan được trong nước Cellulose tương đối bền với các tác nhân oxy hóa Công thức hóa học của cellulose là (C6H10O5)n Chính những nhóm -OH có trong cellulose làm cho sợi phân cực và hút ẩm [12-15]

Hemicellulose bao gồm một nhóm các polysaccharide được hình thành bởi sự kết hợp của các nhóm đường có vòng 5-6 carbon Hemicellulose khác với cellulose

ở 3 khía cạnh Đầu tiên, nó chứa nhiều nhóm đường khác nhau, trái lại cellulose chỉ chứa những đơn vị 1,4-β-D-glucopyranose Thứ hai, hemicellulose chứa nhiều nhánh đối xứng trên chuỗi làm tăng tính chất không kết tinh, trái lại cellulose là polymer mạch thẳng Thứ ba, độ trùng hợp của hemicellulose khoảng 50-300, trong khi độ trùng hợp của cellulose cao hơn 10-100 lần so với hemicellulose Hemicellulose rất

ưa nước, tan trong kiềm và dễ bị thủy phân trong các acid Hemicellulose là nguyên nhân gây thoái hóa sinh học, hút ẩm và thoái hóa do nhiệt của sợi [13,15]

Lignin là một polymer hydrocarbon phức tạp gồm cả hợp chất thơm và hợp chất béo Nhìn chung, chúng không tan trong hầu hết các dung môi và không thể bị phân tách thành các monomer Lignin có bản chất vô định hình và kỵ nước Nó là hợp chất tạo ra độ cứng cho sợi thực vật Trong lignin có sự hiện diện của các nhóm hydroxyl, methoxy và carbonyl Lignin có chứa 5 nhóm hydroxyl và 5 nhóm methoxy trên một đơn vị cấu trúc Người ta cho rằng đơn vị cấu trúc của lignin là 4- hydroxy-3-methoxy phenyl propane Lignin được xem như là một polymer nhiệt dẻo có nhiệt

độ thủy tinh hóa khoảng 90oC và nhiệt độ nóng chảy khoảng 170oC [13,14] Nó không

bị thủy phân bởi acid nhưng tan trong kiềm, dễ dàng bị oxy hóa và ngưng tụ với phenol Lignin tuy ổn định nhiệt nhưng là nguyên nhân gây thoái hóa do tia cực tím (tia UV)

Pectin là tên chung cho các heteropolysaccaride Chúng tạo nên độ bền uốn cho thực vật

Sáp là thành phần cuối cùng của sợi và nó bao gồm nhiều loại rượu khác nhau

Bảng 1.1 Thành phần hóa học của một số loại sợi tự nhiên [12]

Sợi Cellulose

(% khối lượng)

Hemicellulose (% khối lượng)

Lignin (% khối lượng)

Wax (% khối lượng)

độ cứng của sợi Sợi thực vật dễ uốn hơn nếu vi sợi có hướng xoắn theo trục sợi Nếu

vi sợi được định hướng song song với trục sợi, sợi sẽ cứng, khó uốn và có độ bền kéo cao Bảng 1.2 giới thiệu những tính chất vật lý quan trọng của sợi tự nhiên

Sự không đồng đều về kích thước và cơ tính của sợi tự nhiên (ngay cả giữa những cây khác nhau trong cùng mùa vụ) là những khó khăn khác khi sử dụng sợi

tự nhiên cho composite Tuy nhiên, những thuận lợi mà sợi tự nhiên mang lại nhiều hơn là bất lợi và hầu hết những khuyết điểm này có thể khắc phục được bằng việc xử lý hóa học

Tóm lại, tỉ lệ các thành phần trong sợi thay đổi theo các loại sợi khác nhau Cơ

tính của sợi tự nhiên phần lớn liên hệ với lượng cellulose, gắn liền với chỉ số kết tinh của sợi và góc của sợi cơ bản đối với trục chính của sợi Khả năng kết tinh của sợi phụ thuộc vào nguồn gốc của nguyên liệu và do liên kết hydro giữa những chuỗi cellulose Những sợi có chỉ số kết tinh cao hay nói cách khác là hàm lượng cellulose cao sẽ có cơ tính cao hơn Do đó, tính chất sợi có thể thay đổi nếu có bất cứ sự thay đổi nào về thành phần tạo nên sợi và góc của sợi cơ bản Ví dụ như nếu những thành phần kết dính được loại bỏ sẽ làm cho sự sắp xếp của cellulose tốt hơn, làm tăng chỉ

số kết tinh dẫn đến tính chất sợi sẽ tốt hơn Ngoài ra, cơ tính kéo của sợi cũng có thể được tăng lên nếu có thể sắp xếp sợi song song với hướng của lực tác dụng [13]

Bảng 1.2 Tính chất vật lý của một số loại sợi tự nhiên [13]

Sợi

Độ bền kéo (MPa)

Module Young (GPa)

Độ giãn dài phá hủy (%)

Khối lượng riêng (g/cm3)

1.2.1.3 Hình dạng và kích thước của sợi tự nhiên

Sợi tự nhiên có nhiều khuyết tật do xoắn trong quá trình sắp xếp của những chuỗi cellulose Những khuyết tật này thấy rõ qua những gấp khúc trên bề mặt sợi

và làm cho sợi đứt dễ dàng hơn Không giống như những sợi tổng hợp có đường kính gần như không đổi, đường kính của sợi tự nhiên thay đổi trong một khoảng lớn Một thông số quan trọng nữa là tỉ số hình dạng sợi (chiều dài/đường kính), nó ảnh hưởng đến cơ tính composite Tỉ số hình dạng sợi bị thay đổi ở mức độ cao do mài mòn trong suốt quá trình gia công Một vài phương pháp xử lý hóa học (ví dụ như xử lý kiềm) làm giảm đường kính sợi nhờ loại bỏ những chất kết dính dẫn đến

việc tăng tỉ số hình dạng sợi Cũng cần lưu ý rằng sợi tự nhiên trương phồng trong môi trường phân cực như nước, dimethylformamide, dimethylsulfoxyde … dẫn đến kích thước sợi thay đổi [13]

1.2.1.4 Biến đổi hóa học và đặc điểm của sợi tự nhiên

Sợi tự nhiên dễ biến đổi hóa học do sự hiện diện của nhóm hydroxyl Nhóm hydroxyl liên quan đến sự hình thành liên kết hydro trong phân tử cellulose Các đặc tính bề mặt như là sự thấm ướt, sự bám dính, sức căng bề mặt hoặc trạng thái rỗ của

bề mặt có thể cải thiện sự biến đổi hóa học trên Sự không đồng đều của bề mặt sợi đóng vai trò quan trọng trong việc tạo nên liên kết cơ học ở bề mặt phân chia Tính chất của liên diện có thể được cải thiện bằng cách xử lý các thành phần một cách phù hợp, làm tăng quá trình biến đổi sự tương tác vật lý và hóa học ở bề mặt [7,13]

1.2.2 Sợi xơ dừa

1.2.2.1 Tình hình trồng và kinh doanh dừa trên thế giới và trong nước

 Trên thế giới

Cây dừa được trồng phổ biến ở vùng nhiệt đới, dọc bờ biển và các đảo trên 90 quốc gia, với hơn 11 triệu ha; tập trung nhiều nhất ở khu vực châu Á - Thái Bình Dương Mười quốc gia có diện tích trồng dừa lớn trên thế giới là Indonesia, Philippines, Ấn Độ, Sri Lanka, Brazil, Thái Lan, Papua New Guinea, Malaysia, Việt Nam và Vanuatu [20] Ba quốc gia hàng đầu là Indonesia, Philippines, Ấn Độ có diện tích trồng hơn 1 triệu ha, chiếm trên 80% sản lượng dừa thế giới (Bảng 1.3)

Bảng 1.3 Năm quốc gia dẫn đầu sản lượng dừa, năm 2012

STT Quốc gia Sản lượng (1.000 tấn) Tỷ lệ % sản lượng thế giới

cao hơn nhiều (Bảng 1.4)

Bảng 1.4 Diện tích và năng suất dừa một số nước, năm 2011

STT Quốc gia Diện tích (ha) Năng suất (trái/ha/năm)

(Nguồn: Chương trình Phát triển ngành dừa Bến Tre đến năm 2020 (Ban

hành kèm theo Quyết định số 2300/QĐ-UBND của UBND tỉnh Bến Tre), Asian and Pacific Coconut Community - APCC)

 Trong nước

Điều kiện khí hậu và thổ nhưỡng Việt Nam phù hợp cho cây dừa sinh trưởng, nhất là đồng bằng Sông Cửu Long và khu vực Duyên hải miền Trung, hiện có khoảng 150.000 ha đất trồng dừa, tập trung chủ yếu ở Bến Tre, Trà Vinh, Kiên Giang, Cà Mau, Vĩnh Long, Bình Định,… Trong đó, Bến Tre và Trà Vinh phát triển mạnh [20] Tỉnh Bến Tre là địa phương có diện tích trồng dừa lớn nhất nước, được mệnh danh là “xứ dừa” Diện tích trồng dừa ở Bến Tre khoảng 58440 ha (năm 2012) Đất trồng dừa ở Bến Tre chiếm 35% diện tích dừa cả nước và chiếm 43,6% diện tích dừa ĐBSCL, phân bố chủ yếu ở vùng nước lợ và một số ít ở vùng nước ngọt [20]

Các phế phẩm từ dừa đã và đang được tận dụng trong nhiều lĩnh vực Đây là nguồn nguyên liệu phổ biến, rẻ tiền nên nếu được ứng dụng vào sản xuất các sản phẩm composite sẽ nâng cao giá trị sợi xơ dừa, tăng nguồn thu nhập cho người nông dân

Bảng 1.5 Diện tích và sản lượng dừa của Việt Nam năm 2012, theo từng tỉnh

(Nguồn: Theo Niên giám Thống kê của Hiệp hội Dừa Châu Á -

Thái Bình Dương (APCC), 2014)

1.2.2.2 Quả dừa

 Cấu tạo quả dừa

Ở đồng bằng sông Cửu Long, giống dừa ta xanh được trồng phổ biến để lấy cơm dừa Dừa sau khi trồng 5-7 năm mới ra quả Quả dừa từ khi hình thành đến già chín phải mất từ 11 đến 13 tháng Quả dừa thường có dạng trứng, hình dạng chính xác của nó tùy thuộc vào giống dừa

Về mặt thực vật học, dừa là quả hạch có xơ (không phải là loại quả hạt thực thụ) Vỏ ngoài của quả dừa thường cứng, nhẵn, nổi rõ 3 gờ; lớp vỏ quả giữa là các sợi xơ gọi là xơ dừa và bên trong nó là lớp vỏ quả trong (hay gáo dừa hoặc sọ dừa) Lớp vỏ quả trong hóa gỗ, khá cứng, có ba lỗ mầm (gọi là các mắt dừa) Thường hai trong ba lỗ hay “mắt” đó nhỏ hơn và cứng, lỗ thứ ba mềm Mầm hay phôi nằm ngay dưới mắt mềm đó Khi quả nảy mầm, mầm lách qua lỗ đó để mọc ra ngoài [12]

Hình 1.2 Cấu tạo của quả dừa

Khối lượng tương đối của các thành phần trong quả dừa không cố định, trị số trung bình thể hiện ở bảng 1.6

Bảng 1.6 Tỉ lệ khối lượng trung bình của các thành phần trong một quả dừa [12]

vụ cho đời sống người dân và cho nền kinh tế của quốc gia

Trước hết, cây dừa là nguồn cung cấp thực phẩm, nước uống và vật liệu xây dựng nhà cửa cho người dân địa phương Bên cạnh đó phải kể đến cơm dừa, dầu dừa, gáo dừa và những sản phẩm khác là nguồn nguyên liệu chính cho ngành công nghiệp

xà phòng, sản xuất than hoạt tính và xuất khẩu Người ta ước tính có đến hơn 100 sản phẩm được làm trực tiếp hay gián tiếp từ dừa

1.2.2.3 Sợi xơ dừa

 Giới thiệu chung

Xơ dừa là thớ vỏ quả giữa nằm ở giữa lớp vỏ ngoài dai hay tầng cutin ngoài

và gáo cứng bao bọc lớp phôi nhũ có trọng lượng khoảng chừng 35% trọng lượng của cả quả dừa già

Vỏ dừa khô được tận dụng để sản xuất xơ dừa và các sản phẩm từ xơ dừa nhằm mục đích thương mại đã và đang được phát triển tại các quốc gia trồng dừa Tại Ấn độ và Sri Lanka, ngành sản xuất xơ dừa và các sản phẩm từ xơ dừa đã phát triển mạnh

Xơ dừa được ngâm vào nước, rửa sạch, phơi khô để làm dây thừng, thảm nhà, nệm Cứ 1000 vỏ xơ dừa cung cấp được 80-90 kg sợi xơ dừa Vườn An Hóa (Bến Tre) đã có tiểu công nghiệp se dây thừng từ lâu Người nông dân sau khi thu hoạch dừa sẽ chuẩn bị ngâm và lấy sợi Tại những vùng có ít lao động, người ta sẽ sử dụng máy móc nhiều để thay thế cho con người

Bảng 1.7 Sản lượng chỉ xơ dừa của một số nước, 2014

Quốc gia Sản lượng (tấn)

 Cấu trúc, thành phần và tính chất của sợi xơ dừa

So với những loại sợi thực vật khác, sợi xơ dừa tương đối ngắn Các tế bào của

nó chỉ dài khoảng 1mm, đường kính khoảng 15 µm và một bó sợi có thể từ 30 đến

300 tế bào ở mặt cắt ngang [11,18]

Chiều dài cơ bản của sợi xơ dừa từ 15 đến 35 cm Đường kính của chúng thay đổi từ 0.1 đến 1.5 mm Sợi xơ dừa có thể kéo dài ra được 29.04% so với chiều dài ban đầu [11,18]

Khả năng của xơ dừa có thể kéo dài quá giới hạn đàn hồi của nó mà không bị đứt, cũng như có thể chịu được độ căng thường xuyên là rất quan trọng Khả năng chịu kéo của sợi xơ dừa giảm ít sau khi ngâm nước Khả năng nổi trên mặt nước và sức chống chọi của sợi xơ dừa đối với nước mặn là rất tốt và không loại sợi tự nhiên nào có thể thay thế được Ngoài ra, xơ dừa cũng rất rẻ tiền

Theo APCC, xơ dừa là loại sợi tự nhiên tuyệt vời có đặc tính chắc, bền và có thể bị phân huỷ bởi vi khuẩn

Bảng 1.8 Thành phần hóa học của sợi xơ dừa [13]

Thành phần Hàm lượng (% khối lượng)

Bảng 1.9 Cơ tính của một số sợi tự nhiên so với các loại sợi gia cường thông

thường [15]

riêng (g/cm3)

Độ dãn dài (%)

Độ bền kéo (MPa)

Module Young (GPa)

1.2.2.4 Các phương pháp tách sợi xơ dừa

Ở nước ta hai phương pháp được sử dụng phổ biến để tách xơ dừa là phương pháp thủ công cổ truyền và phương pháp bán cơ khí [6]

 Phương pháp thủ công cổ truyền

Đối với phương pháp này mức độ cơ khí hóa ở đây rất thấp Đồng thời phương pháp này đòi hỏi nhiều nhân công và những quá trình phân hủy bằng vi khuẩn như ngâm, rửa,….vì khi ngâm chúng trong nước các nhu mô sẽ bị phân hủy

Dừa được hái xuống được bóc vỏ ngay theo cách thông thường và sau đó vỏ được đem ngâm Người ta rút ngắn nhiều thời gian bằng cách đập vỏ dừa trước khi đem ngâm

Khi vỏ dừa đã đủ mềm thì vớt lên, rửa và ép Sau khi đã gỡ tầng cutin dai ở ngoài thì xếp xơ sợi còn lại trên một tấm gỗ rắn và dùng gậy đập để tách các nhu mô Sau khi đã đập cho mềm ra, lại rửa sạch rồi đem phơi khô

Xơ khô rồi lại đem đập lần nữa rồi đưa vào một dụng cụ chải, có một số lưỡi dao răng cưa gắn vào một cái trục quay thao tác bằng tay, đặt trong một cái thùng, dụng cụ này sẽ chải sạch những nhu mô cuối cùng [6]

 Phương pháp tách bằng máy cho sợi thẳng

Quy trình tách bằng máy đang ngày càng được sử dụng phổ biến ở các vùng chuyên trồng dừa ở nước ta So với quy trình tách bằng tay thì đây là quy trình tiết kiệm được rất nhiều thời gian gia công sợi xơ dừa

Trước tiên vỏ dừa đã khô hoặc còn tươi sẽ được đưa qua máy ép để tước các chỉ

xơ dừa Xơ dừa này sẽ được đem ngâm trong các bồn cao để loại bỏ các mụn dừa còn bám trên xơ Xơ dừa sẽ được vớt ra và đem phơi ngoài trời cho khô ráo thời gian khoảng 1 ngày Xơ sẽ được đưa qua máy tước để loại bỏ các sợi xơ ngắn và loại các mụn dừa còn lại trên xơ Lúc này xơ hầu như sẽ không còn mụn dừa nữa sẽ được đem phơi cho đến khô hoàn toàn [6]

Thu hái

Rửa ép, gỡ bỏ lớp vỏ láng bên ngoài

Đập để loại

bỏ mụn lần 1 Rửa

Phơi khô

Đập để loại

bỏ mụn lần 2

Hình 1.4 Quy trình tách chỉ xơ dừa thủ công cổ truyền

bồn

Máy tước sợi thẳng

Đem phơi Sợi xơ dừa thẳng

Hình 1.5 Quy trình sản xuất sợi thẳng bằng máy

Hình 1.6 Thiết bị tách sợi xơ dừa thẳng [6]

 Phương pháp tách sợi rối bằng máy hiện nay

Hiện nay phương pháp này ngày càng được sử dụng phổ biến vì năng suất hoạt động cao mà lại tiết kiệm nhân công Quy trình sản xuất sợi rối được tóm tắt theo sơ

đồ như sau:

Hình 1.8 Thiết bị tách sợi xơ dừa rối [6]

Vỏ dừa sẽ được cho lần lượt vào máy tách sợi Sợi xơ dừa rối và mụn dừa được

Vỏ dừa Thiết bị tách sợi rối

tách ra theo hai đường khác nhau Mụn dừa sẽ được đóng gói để chuyển sang các vùng trồng cây kiểng Sợi xơ dừa rối sẽ được đem phơi khô và sau đó đóng thành kiện [6]

1.3 SỢI THỦY TINH

Sợi thủy tinh là chất vô cơ dẻo hơn sợi thực vật hoặc động vật, không đàn hồi hay dãn rộng ra, không cháy, không dẫn điện

Sợi thủy tinh, được kéo ra từ các loại thủy tinh kéo sợi được (thủy tinh dệt), có đường kính nhỏ vài chục micro mét Thành phần của thủy tinh dệt có thể chứa những khoáng chất như: silic, nhôm, magiê,

Sợi thủy tinh có những tính chất sau:

- Là sợi vô cơ, không gây cháy

- Bền hóa, bên môi trường

- A-glass (Alkanline glass): sợi thủy tinh chịu môi trường kiềm tốt

- C-glass (Chemicals glass): có độ bền hóa học cao dùng làm chế tạo các lớp phủ chi tiết máy, các kết cấu chống ăn mòn hóa học

- D-glass: có khả năng cách điện cao

- R,S-glass: sợi thủy tinh có độ bền cơ học cao [2-4]

Bảng 1.10 Thành phần hóa học của các loại thủy tinh [2]

Bảng 1.11 Tính chất cơ lý của các loại sợi thủy tinh [2]

Sợi thủy tinh được liên kết thành các sản phẩm sau:

- Bó sợi (Strand) gồm nhiều sợi đơn kết hợp

- Sợi thủy tinh dưới dạng ngắn (Chopped Strand)

- Vải sợi thủy tinh vô hướng (Chopped Strand Mat – CSM) được dệt từ các nhóm sợi thủy tinh có chiều dài hạn chế, chừng 50 mm, sắp xếp ngẫu nhiên

- Vải thủy tinh (Woven glass, weaves…) được tạo bằng cách đan thủy tinh thành lưới, thành các tấm vải Phần lớn vải là tấm hai chiều Dùng vải loại này khi tạo vật liệu composite chúng ta được vật liệu đẳng hướng

Trong điều kiện của nước ta, sợi thuỷ tinh nhóm E đã được dùng phổ biến làm vật liệu composite Nguồn nguyên liệu sợi thuỷ tinh được đánh giá là khá ổn định trong điều kiện hiện nay

Hình 1.10 Sợi thủy tinh dạng Mat Hình 1.9 Vải thủy tinh dạng woven rowing

1.4 NHỰA POLYESTER KHÔNG NO (UPE)

1.4.1 Giới thiệu

Polyester không no là sản phẩm đa tụ của acid hữu cơ không no hoặc anhydrite của chúng với các ancol đa chức (glicol) Những nhựa này là những chất rắn, dễ hòa tan trong những dung môi khác nhau [4]

Trong công nghiệp vật liệu composite, nhựa UPE là loại nhựa nền phổ biến nhất, chiếm 95% sản lượng nhựa nhiệt rắn Đây là loại nhựa lâu đời và rẻ nhất

Ở Việt Nam, đây cũng là loại nhựa nền được ứng dụng đầu tiên và rộng rãi nhất hiện nay

1.4.2 Phân loại

Nhựa UPE là sản phẩm của phản ứng trùng ngưng giữa các axit đa chức hay các anhydride của chúng với các polyol Liên kết đôi của anhydride không no tạo điều kiện cho nhựa UPE có khả năng khâu mạch tiếp theo để tạo polyme nhiệt rắn Nhựa UPE tạo thành ở dạng rắn nhưng thường được sử dụng ở dạng dung dịch với styrene (30-40%) Styren vừa là dung môi vừa là tác nhân khâu mạch [1,2] Nhựa UPE có thể gia công ở nhiệt độ thường không cần áp suất và đây là một ưu điểm lớn trong công nghiệp

Nhựa UPE chủ yếu được phân loại theo cấu trúc hóa học của anhydride phtalic

- Nhựa đi từ axit và anhydride octophthalic:

Oanhydride phthalic Loại nhựa này dùng phổ biến nhất, thường gọi là nhựa OCTO

- Nhựa đi từ axit và anhydride tetrahydrophthalic, loại nhựa này ưu tiên cho lĩnh vực đóng tàu

C

C O O

O

Để đảm bảo tính không no cho nhựa polyester không no bắt buộc phải dùng anhydride maleic:

C H C

C O

O

O

Các polyol thường dùng nhất là:

- Ethylene Glycol (EG): có khả năng tăng tính chịu nén của nhựa

Ở nhiệt độ 150 – 200oC, giữa các diaxit và diol xảy ra phản ứng este hóa tạo thành nhựa UPE Ví dụ:

OCH2CH2OC

O

CH CH C

O O C

OCH2CH2O C

O

CH CH C

O O

CH2C H

Liên kết ngang có X, Y trung bình khoảng 1,5 – 2,5 phân tử styren

Phản ứng trùng hợp giữa các chất có liên kết đôi thường tiến hành theo cơ chế trùng hợp gốc dưới tác dụng của chất đóng rắn và để nâng cao tốc độ phản ứng phải đưa vào chất xúc tiến

1.4.4 Đặc tính của nhựa polyester không no

Nhựa polyester được sử dụng từ lâu để chế tạo vật liệu composite Dựa theo

module đàn hồi, người ta phân loại polyester thành nhựa mềm, nhựa cứng vừa phải

và nhựa cứng Loại nhựa cứng hay được sử dụng để chế tạo vật liệu composite [2] Chúng ta có thể liệt kê một số cơ tính chính của loại nhựa cứng đã đóng rắn qua bảng 1.12 sau:

Bảng 1.12 Các đặc tính cơ bản của nhựa polyester không no [2][4]

Nhiệt độ uốn cong dưới tải trọng (1.8 Mpa) 60 – 1000C

Bị ảnh hưởng bởi tia mặt trời Tia màu vàng

1.4.5 Ưu nhược điểm của nhựa Polyester không no [2]

Nhựa polyester có ưu điểm:

Nhựa polyester có nhược điểm:

- Dễ bị nứt, đặc biệt là nứt do va đập

- Độ co ngót cao (khoảng 8 – 10%)

- Khả năng chịu hơi nước, nước nóng kém

- Bị hư hại dưới tác dụng của tia cực tím

O

O

MEKP được dùng phổ biến với nhựa polyester không no Đây là chất đóng rắn

sử dụng nhiều nhất trong công nghệ composite Nó được chế tạo bằng cách cho Methyl Ethyl Keton phản ứng với Hydro Peroxid, cô đặc loại nước cho ta MEKP Trên thị trường MEKP ở dạng dung dịch lỏng chứa 9% oxy hoạt tính với tên thương mại là Trigonox V388

DEA (Diethyl Anilin): là chất xúc tiến cho chất đóng rắn BPO ở nhiệt độ phòng

Nó là chất lỏng có màu nâu nhạt

DMA (Dimethyl Anilin): là chất xúc tiến cho chất đóng rắn BPO ở nhiệt độ phòng, hiệu quả mãnh liệt hơn DEA nên tỏa nhiều nhiệt [2-4]

1.6.3 Chất độn

Chất độn là chất cho vào hợp chất composite để làm tăng tính cơ học, giảm độ

co ngót của nhựa, cải thiện khả năng điền đầy khuôn, tăng chất lượng bề mặt, giảm giá thành sản phẩm, kết dính, chống mòn cho vật liệu composite [2-4] Một số chất độn thông dụng: CaCO3, Al2O3.3H2O, khoáng Talc, Kaolinite clay,…

Trong ngành sản xuất nhựa thì bột khoáng Talc công nghiệp là chất độn hiệu quả cao với khả năng nâng cao những tính chất cơ bản của phần lớn các loại nhựa Bột khoáng Talc công nghiệp là một loại khoáng mền nhất, giảm tối đa hao mòn thiết bị, giảm sự co ngót trong quá trình đúc sản phẩm và cải thiện việc gia công các sản phẩm cuối cùng Bột khoáng Talc sử dụng trong công nghiệp mang lại nhiều

ưu điểm khi gia cường là tăng độ cứng, độ trơn, độ bóng láng và giảm bọt khí trong ngành nhựa, chống biến dạng ở nhiệt độ cao, tăng độ ổn định nhiệt và giảm giá thành sản phẩm

1.6.4 Các phụ gia khác

 Chất tạo màu

- Tạo màu cho sản phẩm

- Phổ biến: titan oxit (trắng), sắt oxit (nâu), đồng oxit (xanh)…

- Phổ biến: master UV783, UV944, UV770, …

 Chất chống lão hóa (AO)

- Giúp tăng cường tuổi thọ, duy trì độ bền cũng như ngoại quan của sản phẩm trong suốt thời gian sử dụng

- Hạn chế hiện tượng rạn nứt, bay màu, biến màu, chống suy giảm tính tăng cơ

lý của sản phẩm trong quá trình gia công nhiệt và trong thời gian sử dụng [3]

- Phổ biến: AO1076, AO1010, AO168,…

1.7 CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG VẬT LIỆU COMPOSITE

Hiện nay, có nhiều phương pháp gia công vật liệu composite sợi tự nhiên nói chung và sợi xơ dừa nói riêng Việc lựa chọn công nghệ gia công tùy theo yêu cầu của sản phẩm và tình hình thực tế của sản xuất

1.7.1 Phương pháp trải lớp bằng tay (hand lay-up)

 Khái niệm

Đây là công nghệ chế tạo sản phẩm theo khuôn hở, hoàn toàn bằng tay ở các công đoạn từ hòa trộn nguyên liệu cho đến khi lấy sản phẩm từ khuôn