NGHIÊN cứu CHẾ tạo vật LIỆU cơ TÍNH CAO từ TRO TRẤU và bột đá

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ  LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU CƠ TÍNH CAO TỪ TRO TRẤU VÀ BỘT ĐÁ CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: NHÓM SV THỰC HIỆN: Ts Phương Thanh Vũ Trần Anh Đăng Khoa; MSSV: 2102357 Thạch Sang; MSSV: 2102388 Ngành: Kỹ thuật hóa học-K36 Tháng 11 năm 2014 Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON MỤC LỤC TÓM TẮT i DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT iii DANH SÁCH HÌNH iv DANH SÁCH BẢNG vi GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI vii CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tro trấu 1.1.1 Đặc điểm tro trấu 1.1.2 Ứng dụng tro trấu 1.2 Calciumcarbonat bột đá 1.2.1 Các dạng tồn 1.2.2 Tính chất vật lý ứng dụng bột đá 1.3 Nhựa Polyester không no (UPR) 1.3.1 Tính chất vật lý 1.3.2 Đóng rắn 1.4 Tổng quan vật liệu composite 1.4.1 Cấu tạo 1.4.2 Tính chất 1.4.3 Phân loại 1.5 Các phương pháp gia công composite 1.5.1 Phương pháp đổ rót 1.5.2 Phương pháp lăn tay 1.5.3 Phương pháp phun 1.5.4 Phương pháp RTM (Resin Transfer Molding) 10 1.5.5 Phương pháp ép nóng 10 1.5.6 Các phương pháp khác 10 1.6 Độ bền uốn, độ bền nén khối lượng riêng vật liệu composite 10 Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON 1.6.1 Độ bền uốn độ bền nén 10 1.6.2 Khối lượng riêng 11 1.7 Các tiêu chuẩn đo lường 11 1.7.1 Tiêu chuẩn đo độ bền uốn TCVN 4032:1985 11 1.7.2 Tiêu chuẩn đo độ bền nén TCVN 3118:1993 12 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP & THÍ NGHIỆM 13 2.1 Dụng cụ & thiết bị 13 2.1.1 Máy khuấy PM-20 13 2.1.2 Khuôn tạo mẫu uốn 14 2.1.3 Khuôn tạo mẫu nén 14 2.1.4 Máy đo lực uốn & độ bền nén ADR 2000 15 2.2 Nguyên vật liệu & hoá chất 15 2.2.1 Nhựa polyester hồng chất đóng rắn MEKP 15 2.2.2 Bột đá tro trấu nghiền mịn 16 2.2.3 Các hoá chất khác: aceton, wax… 17 2.3 Phương pháp thực 18 2.3.1 Đổ mẫu 18 2.3.2 Đo mẫu & thu thập số liệu 20 2.3.3 Vẽ biểu đồ biện luận 22 2.3.4 Làm thử sản phẩm mẫu 22 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ & THẢO LUẬN 23 3.1 Các thông số ban đầu 23 3.2 Kết đo 24 3.3 Biểu đồ biện luận 24 3.3.1 Hỗn hợp tro trấu nhựa 24 3.3.2 Hỗn hợp bột đá nhựa 27 3.3.3 Hỗn hợp (tro trấu + bột đá)/ nhựa 30 3.3.4 Lập mô hình dự đoán tính kinh tế 35 3.3.5 Chọn tỉ lệ làm thử sản phẩm mẫu 37 KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ 39 LỜI CẢM ƠN 41 Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON TÀI LIỆU THAM KHẢO 42 PHỤ LỤC 44 Kết đo độ bền nén 44 Kết đo độ bền uốn 45 Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON TÓM TẮT Xuất phát từ yêu cầu thực tế từ công ty, xí nghiệp đóng địa bàn thành phố Cần Thơ việc xử lý tận dụng tro trấu phế phẩm từ trình đốt vỏ trấu lò Nhóm nghiên cứu khảo sát, lựa chọn phương pháp tiến hành nghiên cứu thực nghiệm ứng dụng tro trấu vào sản xuất vật liệu composite có tính cao, giá thành hạ mang tính ứng dụng thực tế xây dựng dân dụng, nhằm dễ dàng triển khai sản xuất quy mô công nghiệp, vừa nhỏ hộ gia đình Tro trấu nghiền mịn với kích cỡ định, sau trộn tỉ lệ khác với nhựa polyester không no (UPR) nhằm tìm công thức chế tạo vật liệu có khối lượng nhựa tối thiểu khối lượng tro trấu tối đa, đảm bảo khả gia công phương pháp đổ rót Sau vật liệu khảo sát khả chịu uốn, nén, khối lượng riêng tính kinh tế trình sản xuất Tuy nhiên, tro trấu có cấu trúc rỗng, xốp, nhẹ nên lượng % tro trấu tối đa gia công theo phương pháp đổ rót với nhựa UPR khoảng 30% Mặc dầu vật liệu composite có khối lượng riêng nhẹ (1230 kg/m3), tính tốt (cường độ chịu nén 594 kg/cm2; cường độ chịu uốn 245 kg/cm2) so với gạch (cường độ chịu nén 110 kg/cm2; cường độ chịu uốn 50 kg/cm2 ) bê tông (cường độ chịu nén 300 kg/cm2; cường độ chịu uốn 110 kg/cm2) Nhưng lượng nhựa tối thiểu lớn, nên giá thành sản phẩm cao so với vật liệu composite ứng dụng Từ thực tế đó, bột đá chọn để kết hợp với tro trấu nhằm giảm lượng nhựa tối thiểu, tăng tính hạ giá thành sản phẩm composite Việc khảo sát khả chịu nén, uốn, khối lượng riêng lượng nhựa tối thiểu giá thành vật liệu composite (bột đá nhựa UPR) tảng cho việc kết hợp bột đá tro trấu sản xuất composite Sau đó, hỗn hợp bột đá tro trấu với tỉ lệ khác A1 (7:3), A2 (6:4), A3 (5:5), A4 (4:6), A5 (3:7) khảo sát với lượng nhựa tối thiểu lượng chất độn tối đa, kiểm tra tính (nén, uốn), cấu trúc hình thái (SEM) giá thành Kết phân tích rằng, khối lượng nhựa tối thiểu cho hỗn hợp tăng tỉ lệ khối lượng tro trấu tăng i Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON Bên cạnh việc phát yếu tố tỉ lệ “tro trấu/nhựa” hỗn hợp số ( 30%) với tỉ lệ bột đá bước đột phá đề tài Từ khẳng định lượng nhựa tối thiểu luôn tỉ lệ cố định với lượng Tro trấu hỗn hợp, việc điều chỉnh điều kiện tính, khối lượng riêng, giá thành kinh tế vật liệu đa phần phụ thuộc vào khối lượng bột đá Hơn nữa, việc thiết lập công thức tính toán, kết hợp với điều kiện biên tính chất vật liệu đóng góp tích cực cho việc dự đoán tính toán thành phần vật liệu trình gia công, nhằm đảm bảo điều kiện tính khác Đề tài không mang giá trị học thuật cao, mà bổ sung thêm kiến thức, số liệu, phân tích loại vật liệu có tính cao từ tro trấu, xây dựng mối trương quan yếu tố thành phần vật liệu trình gia công composite, từ làm tảng cho tiến hành sản xuất thực tế ii Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT UPR: Unsaturated polyester resin MEKP: methyl ethyl ketone peroxide BOP benzoyl peroxide RTM: Resin Transfer Molding SEM: Scanning electron microscope TEM: Transmission electron microscope KLR: Khối lượng riêng TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam iii Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON DANH SÁCH HÌNH Hình 1-1 vỏ trấu Hình 1-2 tro trấu Hình 1.3 Ảnh SEM thể cấu trúc vô định hình SiO2 tro trấu (Nguồn Internet – 3) Hình 1-4 bột đá nghiền mịn Hình 1.5 Ảnh SEM bột đá nano (Nguồn Internet – 8) Hình 1-6 cấu trúc MEKP (Nguồn Internet – 9) Hình 1.7 Nhựa sau đóng rắn Hình 1.8 Cấu tạo vật liệu composite Hình 2.1 Máy khuấy PM-20 13 Hình 2.2 Khuôn tạo mẫu uốn 14 Hình 2.3 khuôn tạo mẫu nén 14 Hình 2.4 Máy đo lực uốn, nén ADR 2000 15 Hình 2.5 UPR 16 Hình 2.6 MEKP 16 Hình 2.7 Bột đá 17 Hình 2.8 Tro trấu nghiền mịn 17 Hình 2.9 Acetone wax 18 Hình 2.10 mẫu thử nén trước đo 20 Hình 2.11 Mẫu thử nén sau đo 21 Hình 2.12 Mẫu thử uốn trước đo 21 Hình 2.13 Mẫu thử uốn sau đo 22 Hình 3.1 Cường độ chịu lực khối lượng riêng tro trấu-nhựa 25 iv Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON Hình 3.2 Ảnh chụp SEM tro trấu/nhựa 26 Hình 3.3 Cường độ chịu lực khối lượng riêng bột đá-nhựa 28 Hình 3.4 Ảnh chụp SEM bột đá/nhựa 29 Hình 3.5 % nhựa tối thiểu hỗn hợp A 30 Hình 3.6 Tương quan lượng bột đá/nhựa tro/nhựa với A 32 Hình 3.7 Cường độ chịu nén, uốn KLR hỗn hợp A1-A5 33 Hình 3.8 Ảnh SEM (tro trấu + bột đá)/nhựa 34 Hình 3.9 Sản phẩm mẫu đổ theo tỉ lệ A1, phủ gelcoat bề mặt 38 v Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON DANH SÁCH BẢNG Bảng 1.1 Rice Paddy, and Potential Husk and Ash Production in the 20 Highest Producing Countries 2002 (Reddy, Alvarez, 2006) vii Bảng 1.2 Một số tính chất UPR (Nguyễn Thành Đông, 2013) Bảng 2.1 Các thông số máy khuấy PM-20 (Nguồn Internet – 11) 13 Bảng 2.2 tỉ lệ cần khảo sát 19 Bảng 2.3 Tỉ lệ hỗn hợp chất độn (fillers) bột đá:tro trấu 19 Bảng 2.4 % chất độn tối đa 20 Bảng 3.1 % tỉ lệ nhựa tối thiểu hỗn hợp A 23 Bảng 3.2 Kết đo 24 Bảng 3.3 Cường độ chịu lực khối lượng riêng tro trấu-nhựa 25 Bảng 3.4 Cường độ chịu lực khối lượng riêng bột đá-nhựa 27 Bảng 3.5 % tỉ lệ thành phần hỗn hợp A 31 Bảng 3.6 Cường độ chịu lực khối lượng riêng hỗn hợp A 33 Bảng 3.7 Bảng giá thành tỉ lệ vật liệu khác 36 Bảng 3.8 Trọng lượng giá thành tỉ lệ 37 vi Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM Luận văn Tốt Nghiệp WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON Nghiên cứu chế tạo vật liệu tính cao từ phế phẩm Công nghiệp Tỷ lệ % - Chất độn/Nhựa Tỷ lệ bột đá/nhựa Tỷ lệ tro trấu/nhựa Hình 3.6 Tương quan lượng bột đá/nhựa tro/nhựa với A Ta nhận thấy rằng, tỉ lệ bột đá/nhựa giảm hàm lượng bột đá giảm, điều hoàn toàn phù hợp với khảo sát ban đầu mục 3.3.2 (Hỗn hợp bột đá nhựa) Điều giải thích khả tương tác tốt nhựa bột đá, lượng nhựa tối thiểu với bột đá Tuy nhiên, từ đồ thị ta thấy rằng, tỉ lệ % tro trấu nhựa gần không đổi, dao động khoản 30% Đây yếu tố quan trọng trình khảo sát Từ cho thấy tỉ lệ tro trấu nhựa số, hàm lượng bột đá hỗn hợp không ảnh hưởng nhiều đến lượng nhựa tối thiểu cho hỗn hợp A1 đến A5 (*) Hàm lượng nhựa phụ thuộc tuyến tính vào hàm lượng tro trấu hỗn hợp, tức hàm lượng tro trấu hỗn hợp A1 đến A5 lớn, hàm lượng nhựa tối thiểu tăng Điều có ý nghĩa quan trọng trình gia công, giúp dự đoán ước lượng khối lượng nhựa tối thiểu trình gia công chúng luôn 3.3 lần lượng tro trấu hỗn hợp, tỉ lệ bột đá Bên cạnh đó, việc khảo sát cường độ chịu nén uốn vật liệu cho ta kết sau: CBHD: TS Phương Thanh Vũ Kỹ thuật hóa học K36 32 Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM Luận văn Tốt Nghiệp WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON Nghiên cứu chế tạo vật liệu tính cao từ phế phẩm Công nghiệp Bảng 3.6 Cường độ chịu lực khối lượng riêng hỗn hợp A Hỗn hợp Cường độ nén Cường độ uốn (kg/cm2) (kg/cm2) KLR (kg/m3) A1 645 323 1480 A2 627 268 1448 A3 545 244 1400 A4 588 271 1304 A5 538 273 1264 Cường độ chịu nén Cường độ chịu uốn Khối lượng riêng (kg/m3) Cường độ chịu lực (kg/cm2) Khối lượng riêng Hình 3.7 Cường độ chịu nén, uốn KLR hỗn hợp A1-A5 Qua biểu đồ ta thấy rằng, khối lượng riêng vật liệu giảm từ (1408-1264 kg/m2) tỉ lệ tro trấu hỗn hợp tăng lên, điều hoàn toàn phù hợp với phân tích ban đầu tương tác cuả tro trấu nhựa phần 3.3.1 (Hỗn hợp tro trấu nhựa) CBHD: TS Phương Thanh Vũ Kỹ thuật hóa học K36 33 Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON Luận văn Tốt Nghiệp Nghiên cứu chế tạo vật liệu tính cao từ phế phẩm Công nghiệp Rõ ràng số liệu cường độ chịu nén chịu uốn hỗn hợp A1 đến A5 có dao động (645 – 538 kg/cm2), nhiên khoảng tương đối lượng bột đá/nhựa vật liệu dao động từ 70% đến 13.47% (bảng 3.5) Ngoài tương tác bột đá có ảnh hưởng đến cấu trúc liên diện tro trấu nhựa hỗn hợp Từ hình 3.8 ta thấy tác động bột đá, cấu trúc vật liệu không xốp hình 3.2 (Ảnh SEM tro trấu/nhựa), đo dó dẫn đến khả chịu nén chịu uốn vật liệu cao so với vật liệu (nhựa/tro) ban đầu Hình 3.8 Ảnh SEM (tro trấu + bột đá)/nhựa Điều lần chứng tỏ rằng, cấu trúc đặc thù tro trấu, nên cường độ chịu uốn cường độ chịu nén vật liệu bị chi phối phần lớn tỉ lệ tro trấu nhựa (30%) Khi tăng hàm lượng bột đá, khối lượng riêng, cường độ chịu nén tăng lên khả chịu uốn vật liệu giảm Giá trị nhỏ cường độ chịu nén, uốn khối lượng riêng hỗn hợp 538 kg/cm2 244 kg/cm2 1264 kg/m3 (Bảng 3.6) (**) Điều hoàn toàn khớp với CBHD: TS Phương Thanh Vũ Kỹ thuật hóa học K36 34 Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM Luận văn Tốt Nghiệp WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON Nghiên cứu chế tạo vật liệu tính cao từ phế phẩm Công nghiệp số liệu phần khảo sát khả chịu uốn, nén khối lượng riêng Tro trấu nhựa điểm 20-30% tro trấu (Bảng 3.3) 3.3.4 Lập mô hình dự đoán tính kinh tế Từ (*) (**), kết hợp với kết thực nghiệm, ta tiến hành thiết lập công thức nhằm dự đoán tính kinh tế, khối lượng riêng giá trị khác vật liệu sau: Gọi mbd khối lượng bột đá hỗn hợp Gọi mt khối lượng tro hỗn hợp (mt = 0.3mn) (1) Gọi mn khối lượng nhựa hỗn hợp V thể tích hỗn hợp Ta thấy rằng, khối lượng riêng vật liệu tính sau: ρ = (mbd + mt + mn )/ V = (mbd + 0.3mn + mn)/ V = (mbd + 1.3mn)/V (2) Bên cạnh đó, theo khảo sát ban đầu tỉ lệ bột đá nhựa dao động khoảng từ ( 10% - 75%) theo phương pháp đổ rót, Tức tỉ lệ mbd/ mn = 1/9 = 0,11 đến tối đa mbd/ mn = 75/25 =3 Hay mbd/ mn nằm khoảng (0,11 ~ 3) (3) Từ công thức (2) (3), ta đoán Khối lượng riêng dao động khoảng : Từ ρ = (0,11mn + 1.3mn)/V = 1,41.mn/V đến ρ = (3mn + 1,3mn)/V = 4,3.mn/V (4) Từ (1) (2), (3) (4) ta có ρ = (1,41 ~ 4,3) mn/V Ngoài ra, từ số liệu tổng hợp ta có điều kiện biên sau: (5) Khối lượng riêng vật liệu dao động từ ( 1200 - 2000 kg/m3) Cường độ chịu nén vật liệu dao động từ (494,7 - 1136 kg/cm2) Cường độ chịu uốn vật liệu dao động từ (88 - 240 kg/cm2) CBHD: TS Phương Thanh Vũ Kỹ thuật hóa học K36 35 Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON Luận văn Tốt Nghiệp Nghiên cứu chế tạo vật liệu tính cao từ phế phẩm Công nghiệp Như vậy, từ (4) kết hợp với điều kiện biên (5) đồ thị, hoàn toàn ước lượng cách tương đối khối lượng riêng, cường độ chịu nén, uốn vật liệu xác định thể tích vật liệu (V) Điều có ý nghĩa vô lớn trình gia công với vật liệu đòi hỏi điều kiện tính, khối lượng riêng khác Bên cạnh đó, từ thông số nêu trên, giá thành tất vật liệu cần gia công sản phẩm mặt bàn m2 dày cm, tích 10 lít tính toán theo bảng sau: Bảng 3.7 Bảng giá thành tỉ lệ vật liệu khác Tỉ KL KL KL Giá Nhựa Giá Bột Tổng khối mặt nhựa bột đá 50.000đ/kg đá (VNĐ) bàn trong (VNĐ) 2.000 (kg/lí 10 lít 10 lít 10 lít đ/kg t) (kg) (kg) (kg) (VNĐ) Nhựa nguyên chất 1,20 12,00 12,00 600.000 - 600.000 tro trấu 10% 1,18 11,80 10,62 531.000 - 531.000 tro trấu 20% 1,21 12,10 9,68 484.000 - 484.000 tro trấu 30% 1,23 12,30 8,61 430.500 - 430.500 bột đá 50% 1,71 17,10 8,55 8,55 427.500 17.100 444.600 bột đá 60% 1,83 18,30 7,32 10,98 366.000 21.960 387.960 bột đá 70% 1,94 19,40 5,82 13,58 291.000 27.160 318.160 bột đá 75% 2,00 20,00 5,00 15,00 250.000 30.000 280.000 CBHD: TS Phương Thanh Vũ Kỹ thuật hóa học K36 36 Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON Luận văn Tốt Nghiệp Nghiên cứu chế tạo vật liệu tính cao từ phế phẩm Công nghiệp B1 1,48 14,80 7,40 5,18 370.000 10.360 B2 1,45 14,48 8,40 3,65 419.920 7.298 427.218 B3 1,40 14,00 8,40 2,80 420.000 5.600 425.600 B4 1,30 13,04 8,48 1,83 423.800 3.651 427.451 B5 1,26 12,64 8,72 1,18 436.080 2.351 438.431 380.360 3.3.5 Chọn tỉ lệ làm thử sản phẩm mẫu Từ bảng giá thành 3.7, ta chọn tỉ lệ rẻ tiền bột đá 75%, bột đá 70% B1 Sản phẩm mẫu ta cần làm mặt bàn, yêu cầu đặt sản phẩm không nặng, dễ dàng di chuyển nên ta chọn tỉ lệ B1, nhẹ 25% so với bột đá 75% Bảng 3.8 Trọng lượng giá thành tỉ lệ Trọng lượng Giá (kg) (VNĐ) bột đá 75% 20,0 280.000 bột đá 70% 19,4 318.160 B1 14,8 380.360 CBHD: TS Phương Thanh Vũ Kỹ thuật hóa học K36 37 Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM Luận văn Tốt Nghiệp WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON Nghiên cứu chế tạo vật liệu tính cao từ phế phẩm Công nghiệp Hình 3.9 Sản phẩm mẫu đổ theo tỉ lệ B1, phủ gelcoat bề mặt CBHD: TS Phương Thanh Vũ Kỹ thuật hóa học K36 38 Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON Luận văn Tốt Nghiệp Nghiên cứu chế tạo vật liệu tính cao từ phế phẩm Công nghiệp KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ Sau tiến hành khảo sát, với vật liệu tro trấu cường độ chịu nén vật liệu tăng từ 380 (kg/cm2) đến 597 (kg/cm2) tăng khối lượng vật liệu tro trấu từ 0% đến 30% Tuy nhiên, cường độ chịu uốn vật liệu giảm đáng kể từ đến 10%, sau giảm nhẹ tăng khối lượng tro trấu vật liệu Bên cạnh đó, kích thước đặc biệt, cấu trúc xốp, rỗng tro trấu khả liên kết vật liệu tro trấu (SEM) gây cấu trúc xốp rỗng vật liệu nguyên nhân dẫn đến độ cứng độ chịu uốn nêu Đối với bột đá, hạt có kích thướng nhỏ, nặng, nên khối lượng riêng lớn (2760 kg/m3) đó, khối lượng riêng vật liệu composite tăng dần tăng khối lượng bột đá thành phần từ 1200 - 2000kg/m3 Ngoài ra, bột đá có tính cứng, khả chịu lực cao, khả tương hợp, liên diện bột đá nhựa tốt nên tác động tích cực đến khả chịu nén uốn vật liệu Việc kết hợp tro trấu bột đá với tỉ lệ khác tro trấu bột đá với tỉ lệ khác A1 (7:3), A2 (6:4), A3 (5:5), A4 (4:6), A5 (3:7) tiến hành khảo sát khảo sát tính, ( nén, uốn), cấu trúc hình thái (SEM) giá thành Nhằm tìm vật liệu có tính tốt, nhẹ giá thành hạ, tìm hiểu thêm tương tác hai chất độn với nhựa UPR trình sản xuất Từ kết phân tích, nhận thất lượng nhựa tối thiểu cho hỗn hợp tăng lên, tỉ lệ khối lượn tro tăng tỉ lệ khối lượng bột đá giảm cấu trúc xốp diện tích bề mặt lớn tro trấu ảnh hưởng lớn đến trình thấm ướt nhựa với chất độn, cản trở trình liên kết nhựa UPR hỗn hợp vật liệu, từ làm tăng khối lượng nhựa tối thiểu cần thiết cho trình gia công Tuy nhiên, bước đột phá đề tài lớn đề tài tìm yếu tố tỉ lệ “tro trấu/nhựa” hỗn hợp số (30%) với tỉ lệ bột đá Từ hỗ trợ cho việc điều chỉnh điều kiện tính, khối lượng riêng, giá thành kinh tế vật liệu Bên cạnh đó, công thức tính toán, ρ = (1,41 ~ 4,3) mn/V , kết hợp với số liệu tổng hợp góp phần tích cực cho việc dự đoán tính tính toán khối CBHD: TS Phương Thanh Vũ Kỹ thuật hóa học K36 39 Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM Luận văn Tốt Nghiệp WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON Nghiên cứu chế tạo vật liệu tính cao từ phế phẩm Công nghiệp lượng vật liệu thành phần trình gia công composite với yêu cầu kinh tế, khối lượng tính khác Do không đủ điều kiện thiết bị kinh phí nên đề tài nhiều hạn chế khách quan trình khảo sát nghiên cứu chưa khảo sát điều kiện tính khác kéo, va đập hay quan sát TEM để khảo sát độ đồng chất độn nhựa UPR Ngoài ra, việc ảnh hưởng kích cỡ hạt, nguồn gốc tro trấu bột đá đến tính giá thành vật liệu composite cần khảo sát thêm Bên cạnh đó, chênh lệch thành phần styren nhựa UPR, tỉ lệ chất đóng rắn chế độ thông số chế độ khuấy trộn yếu tổ ảnh hưởng lớn đến tính vật liệu Kết đề tài không tảng ban đầu để thực việc sản xuất thử mà sở tham khảo cho nghiên cứu composite tính cao từ phế phẩm công nghiệp CBHD: TS Phương Thanh Vũ Kỹ thuật hóa học K36 40 Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM Luận văn Tốt Nghiệp WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON Nghiên cứu chế tạo vật liệu tính cao từ phế phẩm Công nghiệp LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Phương Thanh Vũ, môn Kỹ thuật Hoá Học, khoa Công Nghệ, trường Đại học Cần Thơ tận tình giúp đỡ chúng em hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn thầy cô bạn sinh viên khoa Công Nghệ hỗ trợ, giải đáp thắc mắc tạo điều kiện thuận lợi suốt thời gian chúng em thực luận văn Cuối cùng, chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình anh chị giúp đỡ, động viên tinh thần suốt học kỳ vừa qua Trong trình làm luận văn, hạn chế kinh nghiệm nên không tránh khỏi thiếu sót, chúng em mong nhận góp ý Quý Thầy Cô người đọc để luận văn hoàn thiện Trần Anh Đăng Khoa, Thạch Sang CBHD: TS Phương Thanh Vũ Kỹ thuật hóa học K36 41 Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON Luận văn Tốt Nghiệp Nghiên cứu chế tạo vật liệu tính cao từ phế phẩm Công nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tham khảo tiếng Việt Đào Thị Thu Loan, 2011 Kỹ thuật vật liệu Composite Đại học Đà Nẵng Hoàng Ngọc Cường, 2010 Polyme đại cương Nhà xuất Đại học Quốc Gia Thành phố Hồ Chí Minh Nguyễn Đình Đức, Đào Như Mai, 2013 Sức bền Vật liệu Kết cấu Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Nguyễn Hoa Thịnh, Nguyễn Đình Đức, 2002 Vật liệu Composite, Cơ học công nghệ Nhà xuất KHKT Hà Nội Nguyễn Minh Trí, Trần Lê Quân Ngọc, Trương Chí Thành, 2009 Vật liệu Composite Đại học Cần Thơ Nguyễn Thành Đông, 2013 Ứng dụng polymer phân huỷ sinh học để làm cho composite sợi xơ dừa Luận văn Đại học, Trường Đại Học Cần Thơ Trần Ích Thịnh, 1994 Vật liệu composite: Cơ học Tính toán kết cấu Nhà xuất Giáo dục Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4032:1985 - Phương pháp xác định giới hạn bền uốn nén Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3118:1993 - Phương pháp xác định cường độ nén Tài liệu tham khảo tiếng Anh Bharat Dholakiya, 2012 Unsaturated Polyester Resin for Specialty Applications, Polyester Bureau, E., et al, 2001 "Fragility of unsaturated polyester resins cured with styrene: influence of the styrene concentration." European Polymer Journal 37(11): 2169-2176 Crosky, A., et al, 2014 - Thermoset matrix natural fibre-reinforced composite Natural Fibre Composite A Hodzic and R Shanks, Woodhead Publishing: 233-270 D.V Reddy, Marcelina Alvarez, 2006 Marine Durability Characteristics of Rice Husk Ash-Modified Reinforced Concrete Mayagüez, Puerto Rico Fink, J K., 2013 Chapter - Unsaturated Polyester Resins Reactive Polymers Fundamentals and Applications (Second Edition) J K Fink Oxford, William Andrew Publishing: 1-48 CBHD: TS Phương Thanh Vũ Kỹ thuật hóa học K36 42 Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM Luận văn Tốt Nghiệp WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON Nghiên cứu chế tạo vật liệu tính cao từ phế phẩm Công nghiệp He, H., et al., 2013 "Compressive properties of nano-calcium carbonate/epoxy and its fibre composite." Composite Part B: Engineering 45(1): 919-924 J Rohleder, E Kroker, 2001 Calcium Carbonate: From the Cretaceous Period Into the 21st Century Springer Science & Business Media Kandelbauer, A., et al., 2014 - Unsaturated Polyesters and Vinyl Esters Handbook of Thermoset Plastics (Third Edition) H Dodiuk and S H Goodman Boston, William Andrew Publishing: 111-172 Liang, J.-Z., et al., 2013 "Tensile properties of PLLA/PCL composite filled with nanometer calcium carbonate" Polymer Testing 32(3): 617-621 Pucić, I and F Ranogajec (2003) "Phase separation during radiation crosslinking of unsaturated polyester resin." Radiation Physics and Chemistry 67(3–4): 415-419 Rai, U S and R K Singh, 2004 "Synthesis and mechanical characterization of polymer-matrix composite containing calcium carbonate/white cement filler." Materials Letters 58(1–2): 235-240 Links http://agro.gov.vn/news/tID23981_AGROINFO-cong-bo-Bao-cao-nganh-hang-luagao-Viet-Nam-thang-92014.htm http://thitruongluagao.com/san-luong-lua-viet-nam-nam-2014-uoc-dat-45-trieutan_7563.html http://www.academia.edu/5342090/E_D_5 (truy cập ngày 20/11/2014) https://prezi.com/jxpcoabkryy7/copy-of-copy-of-green-skyline/ http://botda.vn/bot-da-caco3-la-gi/ http://en.wikipedia.org/wiki/Calcium_carbonate (truy cập ngày 21/11/2014) http://amcvina.com/san-pham/bot-caco3-sieu-min-nss-amc-p1289 http://www.nanoshel.com/product/calcium-carbonate-caco3-99/ http://en.wikipedia.org/wiki/Methyl_ethyl_ketone_peroxide (truy cập ngày 21/11) 10 http://vi.wikipedia.org/wiki/Kh%E1%BB%91i_l%C6%B0%E1%BB%A3ng_ri%C3% AAng (truy cập ngày 21/11/2014) 11 http://www.yslfood.com/wheat-sheet-products/mixing-pm-20.html CBHD: TS Phương Thanh Vũ Kỹ thuật hóa học K36 43 Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON Luận văn Tốt Nghiệp Nghiên cứu chế tạo vật liệu tính cao từ phế phẩm Công nghiệp PHỤ LỤC Kết đo độ bền nén THÍ NGHIỆM NÉN (tốc độ 3kN/s) tro trấu 10% tro trấu 20% tro trấu 30% bột đá 50% bột đá 60% bột đá 70% bột đá 75% A1 A2 Lần kích thước kích thước Lực nén TN a (cm) b (cm) P (kN) Cường độ nén Cường độ nén R=100P/ab trung bình (kg/cm2 ) (kg/cm2 ) 4,95 4,97 112,2 456,1 4,95 4,99 107,7 436,0 4,9 4,95 109,2 450,2 4,99 4,95 125,5 508,1 4,86 118,4 487,2 5,05 4,98 122,9 488,7 5,06 5,03 152,9 600,7 4,92 144,8 588,6 4,86 5,01 146,5 601,7 9,97 9,41 866 923,1 10,1 9,34 878 930,7 10,12 10,1 892 872,7 10,22 10,11 1079 1044,3 10 9,9 1107 1118,2 10,42 10,11 1110 1053,7 10,1 9,78 984 996,2 10 10,15 953 938,9 10,2 10,37 1202 1136,4 10,37 10,29 1206 1130,2 10,3 10,15 1199 1146,9 10,31 10,24 1195 1131,9 5,04 4,97 158,95 634,6 4,96 4,99 158,9 642,0 4,95 163 658,6 4,95 155,35 627,7 4,95 5,08 156,6 622,8 4,99 4,97 156,2 629,8 447,4 494,7 597,0 908,8 1072,0 1023,8 1136,3 645,1 626,8 CBHD: TS Phương Thanh Vũ Kỹ thuật hóa học K36 44 Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON Luận văn Tốt Nghiệp A3 A4 A5 Nghiên cứu chế tạo vật liệu tính cao từ phế phẩm Công nghiệp 4,89 130,6 534,2 4,96 4,97 132,5 537,5 4,96 4,94 138 563,2 4,89 5,06 148,7 601,0 5,03 5,01 144,3 572,6 5,03 4,96 147,3 590,4 4,92 4,93 131,4 541,7 4,85 4,94 131,7 549,7 4,95 5,07 131,1 522,4 545,0 588,0 537,9 Kết đo độ bền uốn THÍ NGHIỆM Lần l b h lực nén P UỐN TN (cm) (cm) (cm) (kN) tro trấu 20% tro trấu 30% bột đá 50% bột đá 60% bột đá 70% Cường độ uốn R=300Pl/2bh2 trung bình (kg/cm ) (tốc độ 1kN/s) tro trấu 10% Cường độ uốn 14 4,06 4,11 10,9 333,8 14 4,06 4,17 9,2 273,7 14 4,04 4,2 10,5 309,4 14 4,04 8,9 289,1 14 4,04 3,95 8,4 279,8 14 4,05 8,5 275,5 14 4,04 4,15 8,5 256,5 14 4,05 4,12 7,4 226,0 14 4,05 4,1 8,2 252,9 14 4,06 3,85 16,2 565,3 14 4,04 3,96 15,5 513,8 14 4,04 3,94 15 502,3 14 4,04 4,21 8,5 249,3 14 4,04 3,9 11,5 393,0 14 4,05 3,95 12 398,8 14 4,05 3,98 10,2 333,9 (kg/cm2 ) 305,6 281,5 245,2 527,1 347,0 357,1 CBHD: TS Phương Thanh Vũ Kỹ thuật hóa học K36 45 Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON Luận văn Tốt Nghiệp bột đá 75% A1 A2 A3 A4 A5 Nghiên cứu chế tạo vật liệu tính cao từ phế phẩm Công nghiệp 14 4,05 3,98 12,5 409,2 14 4,04 10,1 328,1 14 4,05 4,05 11,9 376,2 14 4,06 3,95 9,1 301,7 14 4,04 4,06 9,9 312,2 14 4,07 3,87 10 344,5 14 4,04 3,96 9,3 308,3 14 4,05 3,96 9,6 317,4 14 4,04 3,94 7,9 264,5 14 4,06 4,1 9,5 292,3 14 4,05 4,12 8,1 247,4 14 4,05 3,92 7,8 263,2 14 4,04 4,11 7,6 233,9 14 4,07 7,3 235,4 14 4,04 4,12 8,2 251,1 14 4,04 3,94 9,8 328,1 14 4,06 4,14 7,8 235,4 14 4,07 4,14 7,7 231,8 14 4,04 3,86 8,9 310,5 14 4,04 3,99 8,5 277,5 330,0 323,4 268,1 244,2 271,5 273,3 CBHD: TS Phương Thanh Vũ Kỹ thuật hóa học K36 46 Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM ... Nghiệp 1.4 Nghiên cứu chế tạo vật liệu tính cao từ phế phẩm Công nghiệp Tổng quan vật liệu composite 1.4.1 Cấu tạo Hình 1.8 Cấu tạo vật liệu composite Vật liệu composite vật liệu tổng hợp từ hai... A2 bột đá 70% tro trấu 30% A3 bột đá 75% A4 A5 Trong mẫu A kết hợp từ bột đá lẫn tro trấu theo tỉ lệ khác Bảng 2.3 Tỉ lệ hỗn hợp chất độn (fillers) bột đá :tro trấu Tỉ lệ chất độn bột đá :tro trấu. .. WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON Nghiên cứu chế tạo vật liệu tính cao từ phế phẩm Công nghiệp  Tỷ lệ vật liệu thành phần  Tác dụng tương hỗ vật liệu thành phần (đặc tính liên diện)  Luật phân bố vật liệu cốt vật liệu