Nghiên cứu sự biến đổi đặc trưng, tính chất và hình thái cấu trúc của polyethylene tỷ trọng cao trong quá trình thử nghiệm tự nhiên tại bắc trung bộ (tt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH ********** LÊ ĐỨC MINH NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI ĐẶC TRƯNG, TÍNH CHẤT VÀ HÌNH THÁI CẤU TRÚC CỦA POLYETHYLENE TỶ TRỌNG CAO TRONG QUÁ TRÌNH THỬ NGHIỆM TỰ NHIÊN TẠI BẮC TRUNG BỘ TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC CHUYÊN NGÀNH: HÓA HỌC HỮU CƠ MÃ SỐ: 9.44.01.14 NGHỆ AN - 2018 Cơng trình hồn thành tại: Phịng thí nghiệm Hóa lý – vật liệu phi kim loại Viện Kỹ thuật nhiệt đới, Viện HLKH&CN Việt Nam Phịng thí nghiệm Hóa hữu cơ, Trung tâm Thực hành Thí nghiệm, Trường Đại học Vinh Người hướng dẫn khoa học: GS.TS Thái Hoàng PGS.TS Lê Đức Giang Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án bảo vệ Hội đồng đánh giá luận án cấp Trường họp tại: Vào hồi … … phút, ngày … tháng … năm 2019 Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư viện Quốc gia Việt Nam Thư viện Nguyễn Thúc Hào – Trường Đại học Vinh DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN Le Duc Minh, Nguyen Thuy Chinh, Nguyen Thi Thu Trang, Nguyen Vu Giang, Tran Huu Trung, Mai Duc Huynh, Tran Thi Mai, Le Duc Giang, Thai Hoang (2016), Study on change of some characters and morphology of polyethylene compound exposed naturally in Dong Hoi-Quang Binh, Vietnam Journal of Chemistry, 54(2), 153-159 Le Duc Minh, Nguyen Thuy Chinh, Nguyen Vu Giang, Tong Cam Le, Dau Thi Kim Quyen, Le Duc Giang, Thai Hoang (2017), Study on change of color and some properties of high density polyethylene/organo-modified calcium carbonate composites exposed naturally at Dong Hoi-Quang Binh, Vietnam Journal of Chemistry, 55(4), 417-423 Le Duc Minh, Nguyen Thuy Chinh, Le Duc Giang, Tong Cam Le, Dau Thi Kim Quyen, Thai Hoang (2018), Prediction of service half-life time of high density polyethylene/organo-modified calcium carbonate composite exposed naturally at Dong Hoi – Quang Binh, Vietnam Journal of Chemistry 56(6), pp 767-772 Le Duc Minh, Nguyen Thuy Chinh, Nguyen Vu Giang, Le Duc Giang, Tong Thi Cam Le, Dau Thi Kim Quyen, Tran Huu Trung, Mai Duc Huynh, Thai Hoang (2017), Study on the change in characteristics and morphology of high density polyethylene/organo-modified calcium carbonate composites exposed naturally at Dong Hoi – Quang Binh, Asian Workshop on Polymer Processing 2017, Hanoi University of Science and Technology, Program & Proceedings book, 154-159 Lê Đức Minh, Nguyễn Thúy Chinh, Lê Đức Giang, Tống Cẩm Lệ, Đậu Thị Kim Quyên, Thái Hoàng (2019), Khảo sát số đặc trưng dự báo tuổi thọ sử dụng vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3 biến tính thử nghiệm tự nhiên Đồng Hới – Quảng Bình, Tạp chí Cơng nghiệp hóa chất (đã nhận đăng) MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Polyethylene tỷ trọng cao (HDPE) polymer hydrocarbon tiêu biểu nhựa nhiệt dẻo ứng dụng rộng rãi lĩnh vực kỹ thuật đời sống Tùy theo phương pháp chế tạo, HDPE ứng dụng làm hộp đựng thực phẩm, làm vỏ dây cáp điện, cáp thông tin, làm ống cứng, ống gân xoắn phục vụ lĩnh vực xây dựng, kiến trúc, điện lực, viễn thơng Trong q trình sử dụng, ngồi trời, vật liệu polymer nói chung HDPE, vật liệu polymer tổ hợp PE nói riêng luôn chịu tác động ánh sáng yếu tố mơi trường khác Các phản ứng oxi hố xảy polymer bị chiếu sáng đóng vai trị quan trọng q trình lão hố polymer ảnh hưởng định tới tuổi thọ sử dụng/thời hạn sử dụng HDPE Các kết nghiên cứu trình phân hủy oxi hoá quang HDPE tác động ánh sáng mặt trời số nơi giới cho thấy độ linh động đại phân tử HDPE bị thay đổi, mạch polymer HDPE bị đứt, tính chất học vật liệu bị suy giảm mạnh theo thời gian Ở Việt Nam, nghiên cứu biến đổi tính chất, hình thái cấu trúc PE, PVC cao su điều kiện thử nghiệm tự nhiên (TNTN) tiến hành Hà Nội, Quảng Ninh, Đà Nẵng Thành phố Hồ Chí Minh theo thời gian khác Tuy nhiên, thử nghiệm tự nhiên HDPE có phụ gia/chất độn CaCO3 biến tính acid steatic chưa tiến hành Đồng Hới (Quảng Bình) - địa điểm có khí hậu điển hình vùng Bắc Trung Với lượng mưa trung bình số ngày mưa năm nhỏ, đó, độ ẩm tương đối nhiệt độ trung bình năm lớn, điều kiện tự nhiên Đồng Hới (Quảng Bình) tương đối khắc nghiệt Do đó, q trình phân hủy oxi hóa nhiệt, phân hủy quang, phân huỷ oxi hoá quang, phân huỷ tác động ozone vật liệu polymer xảy mạnh so với khu vực khác nước ta Ngồi ra, chưa có cơng trình nghiên cứu Việt Nam tiến hành đồng thời TNTN thử nghiệm gia tốc (TNGT) vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3 biến tính nhằm so sánh thay đổi đặc trưng (phổ hồng ngoại, tử ngoại - khả kiến, cộng hưởng từ hạt nhân, khối lượng phân tử sản phẩm tạo thành HDPE bị phân hủy, hàm lượng phần kết tinh ), tính chất học, tính chất nhiệt, độ bền nhiệt hình thái cấu trúc HDPE Do đó, chưa tiến hành xác định hệ số tương quan TNTN TNGT HDPE dự báo thời hạn sử dụng polymer Từ kết nghiên cứu nước giới, nhận thấy nghiên cứu biến đổi đặc trưng, tính chất, hình thái cấu trúc, xác định thời hạn sử dụng vật liệu tổ hợp sở HDPE TNTN Đồng Hới (Quảng Bình) kết hợp với TNGT cần thiết, có ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn Vì vậy, nghiên cứu sinh lựa chọn thực luận án với đề tài: “Nghiên cứu biến đổi đặc trưng, tính chất hình thái cấu trúc polyethylene tỷ trọng cao trình thử nghiệm tự nhiên Bắc Trung Bộ” 2 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu luận án vật liệu tổ hợp polyethylene tỷ trọng cao có phụ gia/chất độn calcium carbonate biến tính acid stearic thử nghiệm tự nhiên Trạm thử nghiệm tự nhiên Thành phố Đồng Hới (Quảng Bình) Nhiệm vụ nghiên cứu - Thử nghiệm tự nhiên vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3 biến tính (HDPE/CaCO3bt) trạm thử nghiệm tự nhiên Thành phố Đồng Hới (Quảng Bình); thử nghiệm gia tốc mơ tác động vài yếu tố thời tiết môi trường đến vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt thiết bị thử nghiệm gia tốc xạ tử ngoại nhiệt ẩm - Nghiên cứu biến đổi số đặc trưng, tính chất hình thái cấu trúc vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt theo thời gian TNTN TNGT - Xác định hệ số tương quan TNTN TNGT làm sở dự báo thời hạn sử dụng vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt - Đề xuất giải pháp nâng cao độ bền thời tiết, thời hạn sử dụng vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt Bắc Trung Bộ Những điểm đóng góp luận án - Lần tiến hành thử nghiệm tự nhiên mẫu vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt Thành phố Đồng Hới, tỉnh Quảng Bình – địa điểm có đặc điểm khí hậu điển hình khu vực Bắc Trung Bộ - Sự thay đổi đặc trưng, tính chất, hình thái cấu trúc độ bền vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt có mối liên quan chặt chẽ với yếu tố thời tiết, đặc biệt yếu tố xạ mặt trời nhiệt độ thời gian thử nghiệm tự nhiên địa điểm thử nghiệm - Kết hợp phương pháp thử nghiệm tự nhiên thử nghiệm gia tốc nghiên cứu độ bền kéo đứt, độ giãn dài đứt khối lượng phân tử trung bình HDPE vật liệu tổ hợp, xác định hệ số tương quan góp phần dự báo tuổi thọ sử dụng vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt Cấu trúc luận án Luận án bao gồm 133 trang với 21 bảng số liệu, 58 hình vẽ 07 sơ đồ với 136 tài liệu tham khảo Kết cấu luận án gồm: mở đầu (3 trang), tổng quan (45 trang), phương pháp thực nghiệm (12 trang), kết thảo luận (52 trang), kết luận (2 trang), danh mục cơng trình cơng bố (1 trang), tài liệu tham khảo (17 trang) Ngồi cịn có phần phụ lục 28 trang với 49 phổ, giãn đồ, bảng biểu đo số tính chất, đặc trưng vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt CHƯƠNG TỔNG QUAN Luận án tổng quan tài liệu gồm nội dung: Những thông tin polyethylene: giới thiệu polyethylene; phản ứng phân hủy quang phân hủy oxy hóa quang polyethylene Polyethylene tỷ trọng cao (HDPE): giới thiệu HDPE; cấu trúc đặc trưng, tính chất HDPE Vật liệu tổ hợp HDPE/chất độn calcium carbonate Thử nghiệm tự nhiên thử nghiệm gia tốc polymer Tuổi thọ sử dụng/thời hạn sử dụng vật liệu polymer: ảnh hưởng nhiệt độ; ảnh hưởng độ ẩm, nước; ảnh hưởng thời tiết Tình hình nghiên cứu thử nghiệm tự nhiên, thử nghiệm gia tốc dự báo thời hạn sử dụng polymer CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM 2.1 Hóa chất thiết bị 2.1.1 Hóa chất: Polyethylene tỷ trọng cao, calcium carbonate, acid stearic 2.1.2 Thiết bị: Thiết bị chế tạo mẫu (máy trộn nội Haake, máy ép thủy lực), thiết bị đo phổ IR, UV-Vis, 13C-NMR, XRD, DSC, TGA, SEM, bị gia tốc thời tiết (Atlas UVCON), đo tính chất lý (Zwich Z2.5), so màu (ColourTec PCM), đo tính chất điện (TR-10C), đo trọng lượng phân tử trung bình (nhớt kế Ubbelohde) 2.2 Chế tạo mẫu - Mẫu HDPE/CaCO3-bt: Nguyên liệu gồm HDPE, CaCO3 với hàm lượng 30%, acid stearic (1%) trộn máy trộn nội Haake (CHLB Đức) 1600C, thời gian trộn phút, tốc độ quay roto 50 vòng/phút Kết thúc trình trộn, hỗn hợp nhựa nóng chảy lấy khỏi buồng trộn ép phẳng máy ép thủy lực Toyoseiky (Nhật Bản) nhiệt độ 1600C thời gian phút, với lực ép 12 - 15 MPa để tạo mẫu có độ dày - 1,2mm Mẫu ép để nguội bảo quản điều kiện chuẩn 24 trước thử nghiệm thời tiết tự nhiên 2.3 Thử nghiệm tự nhiên thử nghiệm gia tốc - Thử nghiệm tự nhiên: Mẫu thử nghiệm phơi kệ thử nghiệm trời Trạm thử nghiệm khí hậu tự nhiên Viện Kỹ thuật nhiệt đới Thành phố Đồng Hới (Quảng Bình) Góc nghiêng kệ so với mặt đất 45o Tổng thời gian thử nghiệm tự nhiên 36 tháng - Mẫu thử nghiệm gia tốc đưa vào thiết bị Atlas UVCON model UC-1 Chế độ thử nghiệm theo tiêu chuẩn ASTM D 4329-99 (chu trình A) sau: chu kỳ bao gồm 08 chiếu tia tử ngoại 60oC, 04 ngưng ẩm (kèm theo bốc nước) 50oC, tổng thời gian thử nghiệm 720 (60 chu kỳ) Nguồn xạ tử ngoại đèn UVB-313 (bước sóng cực đại 313 nm, công suất 0,8 W/m2) Sau chu kỳ thử nghiệm, lấy mẫu bảo quản điều kiện chuẩn 24 trước xác định tính chất hình thái cấu trúc 2.4 Phương pháp nghiên cứu Phương pháp phổ hồng ngoại (IR), phổ tử ngoại-khả kiến (UV-Vis), phổ cộng hưởng từ hạt nhân (13C-NMR), kính hiển vi điện tử (SEM); phương pháp phân tích nhiệt quét vi sai (DSC), phân tích nhiệt trọng lượng (TGA), phương pháp đo tính chất điện, tính chất học, phương pháp so màu phương pháp đo độ nhớt CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Sự biến đổi hình thái, cấu trúc vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt theo thời gian thử nghiệm tự nhiên 3.1.1 Phổ hồng ngoại (IR) Phổ IR mẫu vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt M0, M12, M24, M36 trình bày hình 3.1 3370 1639 1380 725 1715 2921 2854 1465 Hình 3.5 Phổ IR mẫu HDPE/CaCO3-bt TNTN Các pic đặc trưng cho dao động hóa trị dao động biến dạng nhóm CH xuất phổ IR mẫu M0, M12, M24 M36 Cụ thể, pic đặc trưng cho dao động hóa trị đối xứng bất đối xứng nhóm CH2, CH3 2921 cm-1 2854 cm-1, dao động biến dạng nhóm CH2, CH3 1465 cm-1 1380 cm-1, dao động biến dạng ngồi mặt phẳng nhóm CH 725 cm-1 Ngồi ra, mẫu TNTN cịn có xuất pic 1715 cm-1 đặc trưng cho dao động hóa trị nhóm chức acid carboxylic ketone dao động hóa trị nhóm C=C 1639 cm-1 với cường độ tăng dần tăng thời gian thử nghiệm tự nhiên Bên cạnh đó, cịn quan sát thấy tăng nhẹ diện tích pic đặc trưng cho nhóm hydroxyl vùng 3300 – 3500 cm-1 Sự hình thành sản phẩm qua phản ứng Norrish I Norrish II, giải thích qua sơ đồ 3.1 Bảng 3.1 Số sóng đặc trưng nhóm chức mẫu vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt trước sau thử nghiệm Số sóng (cm-1) TT Nhóm M0 M12 M24 M36 719 724 721 724 CH (dao động biến dạng) 1376 1373 1376 1376 CH3 (dao động biến dạng) 1463 1465 1463 1463 CH2 (dao động biến dạng) 1639 1639 1639 C=C (dao động hóa trị) 1715 1716 1716 Carbonyl (dao động hóa trị) 2849 2852 2850 2850 CH3 (dao động hóa trị) 2918 2915 2920 2931 CH2 (dao động hóa trị) 3345 3370 3370 OH (dao động hóa trị) HDPE h CH2 CH2 CH CH2 CH2 O2, PE H CH2 CH2 C CH2 O CH2 OH h H CH2 CH2 C O CH2 CH2 OH H CH2 CH2 C CH2 CH2 CH2 CH2 OH CH2 CH2 C CH2 carboxylic acid ester lactone h CH2 CH2 CH2 O Norrish CHO + CH2 Norrish CH2 C CH3 + H2C CH CH2 O CH2 CH2 C + CH2 O CH2 hNorrish CH P + CH2 + CH3COCH3 CH2 CH CH2 C CH O CH CH2 h saturated ketone CH CH CH2 + P CH CH3 PE CH CH CH3 (vinylene) Sơ đồ 3.1 Cơ chế phân hủy HDPE phản ứng Norrish I Norrish II hình thành ester Để định lượng tương đối hàm lượng nhóm carbonyl mẫu thử nghiệm tự nhiên, luận án sử dụng số carbonyl (CI), giá trị tính theo phương trình sau: CI  I1715 I1462 Trong đó, I1715 I1462 cường độ đỉnh hấp thụ 1715 cm-1 1462 cm-1 Hình 3.2 biểu diễn thay đổi số CI mẫu thử nghiệm tự nhiên theo thời gian thử nghiệm Hình 3.2 Giá trị CI mẫu HDPE/CaCO3-bt TNTN Quan sát hình 3.2 thấy, giá trị CI mẫu tăng tăng thời gian thử nghiệm tự nhiên Sau tháng thử nghiệm tự nhiên, giá trị CI mẫu tăng 1,7 lần so với giá trị ban đầu tăng khoảng lần sau 36 tháng thử nghiệm Sự thay đổi giá trị CI giai đoạn thử nghiệm từ - tháng, 12 - 18 tháng 24 - 30 tháng (tương ứng với mùa nắng Đồng Hới - Quảng Bình) có độ dốc lớn so với giai đoạn - 12 tháng, 18 - 24 tháng 30 - 36 tháng (tương ứng với mùa mưa) 3.1.2 Phổ tử ngoại khả kiến Phổ UV-Vis cho thấy gia tăng cường độ hấp thụ HDPE mẫu khoảng bước sóng 200 - 300 nm Phổ UV-Vis mẫu ban đầu (M0) có bước sóng hấp thụ cực đại 226 nm Sự tăng cường độ pic hấp thụ bước sóng cực đại (khoảng 1,9 lần) kết liên hợp chuyển tiếp π - π* nhóm ethyleneic α, βcarbonyl chưa bão hịa enon q trình phân hủy quang hóa HDPE Hình 3.3 Phổ UV-Vis mẫu HDPE/CaCO3-bt TNTN 3.1.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C mẫu HDPE (M0n), vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt ban đầu (M0) HDPE/CaCO3-bt thử nghiệm tự nhiên sau 36 tháng (M36) trình bày hình 3.4 - 3.6 Hình 3.4 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C mẫu HDPE (M0n) 10 3.1.5 Hình thái cấu trúc (a) (b) (c) (d) (e) (g) (h) Hình 3.9 Ảnh SEM mẫu thử nghiệm M0 (a); M6 (b); M12 (c); M18 (d); M24 (e); M30 (g); M36 (h) Quan sát hình 3.9 thấy mẫu ban đầu, bề mặt mẫu tương đối nhẵn, CaCO3-bt phân tán HDPE tương đối đồng (mẫu M0) Sau đến 36 tháng thử nghiệm tự nhiên, bề mặt mẫu xuất khuyết tật lỗ trống Khi tăng thời gian thử nghiệm tự nhiên, số lượng kích thước lỗ trống tăng lên, lỗ trống trở nên sâu chứng tỏ phân hủy HDPE xảy mạnh 3.1.6 Sự thay đổi màu sắc Hình 3.10 Giá trị a*, b*, L* E mẫu HDPE/CaCO3-bt TNTN 11 Sự thay đổi tham số màu (L*, a* b*) thay đổi tổng màu (E) mẫu hàm thời gian thử nghiệm tự nhiên trình bày bảng 3.4 hình 3.10 Bề mặt mẫu bị phai màu theo thời gian thử nghiệm, giá trị L* E tăng tăng thời gian thử nghiệm tự nhiên Sự thay đổi E mẫu theo thời gian thử nghiệm phù hợp với thay đổi L* Cụ thể, bề mặt mẫu bị phai màu liên tục tăng thời gian thử nghiệm tự nhiên, làm tăng liên tục giá trị L* suy giảm đáng kể sắc đỏ vàng Hiện tượng thay đổi hình thái, cấu trúc hình thành liên kết đơi nhóm chứa oxygen Cơ chế hình thành số sản phẩm chứa liên kết đôi mẫu vật liệu trình thử nghiệm tự nhiên trình bày sơ đồ sau: H C H C H H C H O H h O H H C O O H C H + H H O P C H H O H P P Sơ đồ 3.2 Phản ứng tạo trans-vinylene mạch HDPE H h CH2CH2CH2 - C O CH O C CH2 H2C CH3 - C CH=CH2 + CH2=C O OH Sơ đồ 3.3 Phản ứng Norrish II tạo thành nhóm vinyl mạch HDPE C C C H2 C H2 + H2C CH2 CH2 CH2 Sơ đồ 3.4 Phản ứng đứt mạch  mạch HDPE H O CH H C C C O h O H O O CH O H H H CH H Sơ đồ 3.5 Sự hình thành nhóm carbonyl mạch HDPE Bảng 3.4 Giá trị a*, b*, L* E* mẫu vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt trước sau thử nghiệm tự nhiên Mẫu a* b* L* E M3 3,27 1,04 2,99 4,03 M6 2,63 0,10 3,11 4,26 M9 2,33 -0,06 3,77 4,44 M12 2,05 -0,18 5,27 5,71 M15 1,71 -0,95 7,22 7,64 M18 1,41 -1,75 7,62 8,00 M21 1,21 -1,89 7,98 8,33 12 M24 M27 M30 M33 M36 1,11 1,027 0,957 0,902 0,836 -2,07 -2,71 -3,51 -3,75 -3,94 9,24 10,08 10,32 10,83 12,07 9,73 10,85 11,12 11,38 12,43 3.1.7 Khối lượng phân tử trung bình Khối lượng phân tử trung bình ( Mv ) HDPE mẫu vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt giảm đáng kể trình thử nghiệm tự nhiên (hình 3.11) Sau 12 tháng 36 tháng thử nghiệm tự nhiên, M v mẫu giảm 47,83% 71,74% so với giá trị ban đầu mẫu M0 Kết nghiên cứu cho thấy yếu tố tự nhiên xạ mặt trời, nhiệt độ độ ẩm có ảnh hưởng đáng kể đến suy giảm khối lượng phân tử trung bình mẫu vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt, đặc biệt giai đoạn đầu trình thử nghiệm tự nhiên Bảng 3.5 Khối lượng phân tử trung bình HDPE mẫu vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt TNTN Mẫu M6 160000 M12 120000 M18 100000 M24 80000 M30 70000 M36 65000 Khối lượng phân tử trung bình, đvC Mv M0 230000 Mẫu thử nghiệm Hình 3.11 Khối lượng phân tử trung bình HDPE mẫu vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt trước sau TNTN 3.2 Sự biến đổi tính chất học, tính chất nhiệt tính chất điện vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt theo thời gian thử nghiệm tự nhiên 3.2.1 Tính chất học Phần trăm lại độ bền kéo đứt độ giãn dài đứt vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt giảm tăng thời gian thử nghiệm tự nhiên (hình 3.12) Giai đoạn đầu giảm đột ngột sau tháng thử nghiệm tự nhiên, độ bền kéo đứt độ dãn dài đứt vật liệu tổ hợp giảm 29,4% 81,4% Giai đoạn sau, độ bền kéo đứt độ dãn dài đứt vật liệu tổ hợp giảm chậm Bảng 3.6 Phần trăm lại độ bền kéo đứt, độ giãn dài đứt mô đun đàn hồi mẫu vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt TNTN Thời gian (tháng) σ (%) ε (%) E (%) 100 100 100 12 18 24 30 36 70,6 60,4 52,6 50,2 47,5 46,2 18,6 13,4 11,2 9,5 7,4 6,9 117,4 146,1 164,2 168,4 171,5 174,1 13 12 18 (b) Phần trăm lại độ giãn dài đứt, ε (%) Phần trăm lại độ bền kéo đứt, σ (%) (a) 24 30 36 12 18 24 30 36 Thời gian thử nghiệm, tháng Thời gian thử nghiệm, tháng Phần trăm cịn lại mơ-đun đàn hồi, E (%) Hình 3.12 Phần trăm cịn lại độ bền kéo đứt (a), độ giãn dài đứt (b) mẫu HDPE/CaCO3-bt TNTN 12 18 24 30 36 Thời gian thử nghiệm, tháng Hình 3.13 Phần trăm cịn lại mô đun đàn hồi mẫu HDPE/CaCO3-bt TNTN Mô đun đàn hồi (E) vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt tăng tăng thời gian thử nghiệm tự nhiên (hình 3.13) Sau 6, 12, 18, 24, 30 36 tháng tiếp xúc tự nhiên, mô đun đàn hồi vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt tăng 17,4; 46,1; 64,2; 68,4; 71,5 74,1% so với mẫu vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt ban đầu 3.2.2 Tính chất nhiệt Các tham số nhiệt giản đồ DSC mẫu vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt trước sau thử nghiệm tự nhiên liệt kê bảng 3.7 hình 3.14 – 3.17 Bảng 3.7 Nhiệt độ nóng chảy (Tm), entanpy (Hm) hàm lượng kết tinh (C) mẫu vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt trước sau TNTN C (%) Mẫu Tm, PE (oC) Hm, PE (J) M0 144 168,5 57,4 M3 143 169,3 57,7 M6 144 169,3 57,7 M9 143 179,7 61,2 M12 145 179,1 61,2 M15 142 179,5 61,3 M18 142 179,8 61,6 M21 142 180,4 62,3 M24 144 180,3 62,1 M27 144 180,9 62,7 M30 143 181,4 62,6 M33 143 181,8 62,7 M36 144 181,7 63,4 14 Hình 3.14 Giản đồ DSC mẫu M0 Hình 3.15 Giản đồ DSC mẫu M12 15 Hình 3.16 Giản đồ DSC mẫu M24 Hình 3.17 Giản đồ DSC mẫu M36 Nhiệt độ nóng chảy (Tm) mẫu thử nghiệm ban đầu gần không đổi, khoảng 1440C Bảng 3.7 cho thấy giá trị entanpy nóng chảy hàm lượng kết tinh tăng nhẹ suốt tháng trình thử nghiệm tự nhiên, tương ứng 169,3J 57,7% Đến tháng thứ 9, hàm lượng phần kết tinh tăng mạnh, tương ứng 179,7J 61,2% Trong khoảng thời gian từ đến 36 tháng thử nghiệm tự 16 nhiên, hàm lượng phần kết tinh mẫu tăng nhẹ theo thời gian thử nghiệm (thời điểm sau 36 tháng 181,7J 63,4%) Các liệu TG mẫu ban đầu mẫu HDPE/CaCO3-bt thử nghiệm tự nhiên trình bày bảng 3.8 Bảng 3.8 Nhiệt độ bắt đầu phân hủy (Tini), nhiệt độ phân hủy cực đại (Tmax) khối lượng lại nhiệt độ khác mẫu vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt trước sau thử nghiệm tự nhiên Mẫu Tini, oC Tmax, oC M0 M3 M6 M9 M12 M15 M18 M21 M24 M27 M30 M33 M36 463 462 455 453 451 450 449 449 448 447 446 445 445 467 465 459 461 460 460 458 457 457 456 453 454 453 Khối lượng lại (%) 400 (oC) 450 (oC) 500 (oC) 89,55 56,75 3,45 88,55 55,92 2,72 87,46 54,82 1,22 87,44 53,60 1,40 86,77 52,27 1,07 86,11 51,89 1,05 85,83 51,12 1,05 85,21 50,47 1,04 85,02 50,02 0,92 84,66 48,93 0,94 84,19 48,86 0,93 83,81 48,23 0,93 83,62 47,32 0,86 Các đường cong mẫu vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt thời điểm thử nghiệm khác tương tự Các mẫu bắt đầu khối lượng khoảng 300oC HDPE phân hủy hoàn toàn khoảng 465oC Phần chất rắn cịn lại khơng bị phân hủy khoảng 465-600oC CaCO3 Quan sát đường DrTGA giá trị Tmax bảng 3.8, thấy mẫu vật liệu tổ hợp có giá trị Tmax tương ứng với trình phân hủy nhiệt HDPE Giá trị Tini Tmax mẫu phơi tự nhiên nhỏ so với mẫu ban đầu giảm tăng thời gian thử nghiệm 3.2.3 Tính chất điện 3.2.3.1 Hằng số điện mơi Có thể thấy số điện mơi mẫu M0 phụ thuộc vào tần số, đặc tính điển hình polymer khơng phân cực (hình 3.18a) Mẫu M0 chứa đơn vị khơng phân cực phụ thuộc vào tần số khoảng từ 100 đến 106 Hz Đối với mẫu thử nghiệm tự nhiên, phân cực bề mặt làm tăng giá trị số điện mơi so sánh với mẫu M0 Khi mắt xích HDPE vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt bị đứt, trọng lượng phân tử vật liệu giảm, dẫn đến tăng giá trị số điện mơi Ngồi ra, giá trị số điện môi tăng giải thích hình thành nhóm carbonyl ketone, aldehyde ester no trình phân hủy quang HDPE vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt 17 Hình 3.18 Sự phụ thuộc vào tần số số điện môi (a), tổn hao điện môi (b) mẫu vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt TNTN 3.2.3.2 Tổn hao điện môi Tổn hao điện môi vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt giảm tăng thời gian thử nghiệm tự nhiên tăng tăng tần số thử nghiệm tần số cao mang lại độ dẫn điện cao thể hình 3.18b Tương tự phụ thuộc số điện môi vào tần số, tổn hao điện môi mẫu phụ thuộc vào tần số có xu hướng tăng tăng tần số Khi tăng thời gian thử nghiệm tự nhiên, tổn hao điện môi mẫu giảm Có hai yếu tố cạnh tranh ảnh hưởng đến biến đổi giá trị tổn hao điện môi mẫu: cản trở việc di chuyển hạt mang điện kết hợp điện tích 3.2.3.3 Điện áp đánh thủng Giá trị điện áp đánh thủng mẫu giảm tăng thời gian thử nghiệm tự nhiên Kết quan trọng ứng dụng kỹ thuật tổn hao điện mơi ln xảy điểm yếu Nói cách khác, điện môi thực mẫu xác định vị trí yếu mẫu chúng Trong trường hợp mẫu thử nghiệm tự nhiên, điện áp đánh thủng thấp so với mẫu ban đầu Điều cho thấy, điện áp thấp hơn, mẫu vật liệu phơi tự nhiên bị đánh thủng bề mặt hoàn toàn khả cách điện Sự khả cách điện điện áp thấp cấu trúc đồng nhiều khuyết tật vật liệu tổ hợp Khi tăng thời gian thử nghiệm tự nhiên, khả cách điện vật liệu tổ hợp giảm gia tăng lỗ trống khuyết tật cấu trúc vật liệu Bảng 3.9 Điện áp đảnh thủng mẫu vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt TNTN Mẫu E (kV/mm) Mẫu E (kV/mm) M0 24,17 M21 15,89 M3 21,89 M24 15,34 M6 21,55 M27 15,21 M9 18,33 M30 14,86 M12 17,54 M33 14,46 M15 M18 17,04 16,23 M36 14,23 3.2.4 Kiểm tra, đánh giá bào tử nấm vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt Hình 3.19 hình ảnh phản ánh kết ủ phiến nhiệt độ 23oC, sau 72 mẫu vật liệu tổ hợp sau tháng 40 tháng thử nghiệm tự nhiên Kết quan sát mẫu vật liệu tổ hợp mắt thường tiêu kính hiển vi (x100) cho thấy khơng phát thấy phát triển nấm mốc mẫu điều kiện thử nghiệm Điều giải thích nguồn gốc ngun liệu dầu mỏ HDPE, nhựa nhiệt dẻo trơ, khó bị tác nhân sinh học, có nấm mốc công Mặc dù HDPE vật liệu tổ hợp bị phân hủy oxy hóa quang 18 tạo thành sản phẩm hợp chất thấp phân tử có nhóm chứa oxy, có nhóm ester, hydroperoxide… HDPE có khối lượng phân tử trung bình cao nên khơng thể nguồn dinh dưỡng cho bào tử nấm khơng khí khu trú phát triển chiều mẫu, trước hết bề mặt mẫu Hình 3.19 Ảnh mẫu kiểm tra bào tử nấm Trong đó: Giếng 1,4: mẫu M1; giếng 2,5: mẫu M2; giếng 3,6: đối chứng (ĐC) 3.3 Dự báo tuổi thọ sử dụng vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt thử nghiệm tự nhiên Bắc Trung Bộ 3.3.1 Dự báo tuổi thọ sử dụng dựa vào thời gian bán hủy 3.3.1.1 Thời gian bán hủy theo tỷ lệ phần trăm lại độ bền kéo đứt Để biểu diễn biến đổi phần trăm lại độ bền kéo đứt (σ) mẫu vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt theo thời gian thử nghiệm tự nhiên sử dụng số dạng hàm số như: hàm số mũ, hàm số tuyến tính hàm đa thức Các dạng hàm số hệ số hồi quy R2 trình bày bảng 3.10, y phần trăm lại độ bền kéo đứt (%), x thời gian thử nghiệm tự nhiên (tháng) Mơ hình lựa chọn phải mơ hình tương ứng với hệ số hồi quy gần tới 1, số hàm số này, đa thức bậc lựa chọn (hệ số hồi quy R2 = 1) Từ hình 3.20 thấy, thời gian bán hủy theo biến đổi độ bền kéo vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt thử nghiệm tự nhiên 25,6 tháng Bảng 3.10 Các dạng hàm số hệ số hồi quy tương ứng biểu diễn biến đổi phần trăm lại độ bền kéo đứt mẫu vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt TNTN TT Dạng hàm số Phương trình biểu diễn R2 Tuyến tính y = -1,2964x + 84.407 0,7694 Hàm mũ y = 83,886e-0,02x 0,8476 Đa thức y = 0,0624x – 3,544x + 95,645 0,9621 Đa thức y = -0,0026x + 0,2048x – 5,4422x + 99,062 0,9939 Đa thức y = 0,0001x – 0,0107x + 0,3829x – 6,6586x 0,9982 + 99,804 Đa thức y = -7,10-6x5 + 0,0007x4 – 0,0294x3 + 0,6197x2 0,999 – 7,6485x + 99,952 Đa thức y = 10-6x6 – 0,0002x5 + 0,0065x4 – 0,1389x3 + 1,5534x2 – 10,447x + 100 19 Hình 3.20 Phần trăm cịn lại độ bền kéo đứt HDPE/CaCO3-bt TNTN 3.3.1.2 Thời gian bán hủy theo khối lượng phân tử trung bình HDPE vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt Bảng 3.11 Các dạng hàm số hệ số hồi quy tương ứng biểu diễn biến đổi khối lượng phân tử trung bình HDPE vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt TNTN TT Dạng hàm số Tuyến tính Hàm mũ Đa thức Đa thức Đa thức Đa thức Đa thức Phương trình biểu diễn y = -4279,8x + 197036 y = 203983e-0,035x y = 147,16x2 – 9577,4x + 223524 y = -5,0154x3 + 417,99x2 - 13188x + 230024 y = 0,3303x4 – 28,795x3 + 946,23x2 - 16796x + 232225 y = 0,0016x5 + 0,1856x4 – 24,262x3 + 888,94x2 - 16557x + 232189 y = -0,0052x6 + 0,5642x5 – 22,661x4 + 405,38x3 – 2774,7x2 - 5575x + 232000 R2 0,8713 0,9645 0,9826 0,9945 0,9984 0,9984 Hình 3.21 Khối lượng phân tử trung bình HDPE vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt theo thời gian TNTN Sự biến đổi khối lượng phân tử trung bình HDPE vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt theo thời gian TNTN tuân theo hàm số bậc (R2 = 1) phụ thuộc phần trăm lại độ bền kéo dứt với thời gian thử nghiệm (hình 3.21) 20 Tuy nhiên thời gian bán hủy xác định 11,2 tháng Giá trị có chênh lệch tương đối lớn với giá trị thời gian bán hủy xác định dựa vào phần trăm lại độ bền kéo đứt (25,6 tháng) 3.3.2 Dự báo tuổi thọ sử dụng dựa vào tương quan TNTN TNGT 3.3.2.1 Tương quan TNTN TNGT độ bền kéo đứt Phần trăm lại độ bền kéo đứt mẫu vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt TNTN TNGT trình bày bảng 3.12 Bảng 3.12 Phần trăm lại độ bền kéo đứt mẫu HDPE/CaCO3-bt TNTN TNGT TNTN TNGT Ngày σ (%) Giờ σ (%) 180 360 540 720 900 1080 100 70,6 60,4 52,6 50,2 47,5 46,2 72 144 216 288 360 432 504 576 648 720 100 83,5 70,2 62,5 56,4 52,7 49,8 48,2 46,1 45,2 45,1 Phần trăm lại độ bền kéo đứt (%) Mơ hình mơ tả tốt mối tương quan thử nghiệm tự nhiên thử nghiệm gia tốc mơ hình có giá trị r2 gần tới Tiêu chuẩn lựa chọn mơ hình giá trị r2 (hệ số xác định), xem thước đo phần trăm liệu thí nghiệm mơ hình giải thích Mơ hình tốt mơ hình có giá trị r2 gần tới 1: YN  99,06  0,1814X N  2,275 *104 X 2N  0,9764 *107 X 3N r2 = 0,9939 r2 = 0,9987 YA  99,54  0,2504 X A  4,159 * 10 4 X 2A  2,424 * 10 7 X 3A TNTN TNGT Thời gian Hình 3.22 Sự biến đổi độ bền kéo đứt mẫu HDPE/CaCO3-bt TNTN TNGT Hình 3.22 cho thấy tương quan biến đổi độ bền kéo đứt mẫu thử nghiệm tự nhiên thử nghiệm gia tốc Hệ số tương quan xác định là: 412,6 thử nghiệm gia tốc thời tiết tương đương với 710 ngày thử nghiệm tự nhiên 3.3.2.2 Tương quan TNTN TNGT độ giãn dài đứt Phần trăm lại độ giãn dài đứt mẫu vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt theo phương pháp TNTN TNGT trình bày bảng 3.13 Bảng 3.13 Phần trăm lại độ giãn dài đứt mẫu HDPE/CaCO3-bt TNTN TNGT TNTN TNGT Ngày ε (%) Giờ ε (%) 180 360 540 720 100 18,6 13,4 11,2 9,5 72 144 216 288 100 45,5 22,7 13,5 10,7 900 7,4 360 8,5 1080 6,9 432 6,6 504 5,4 576 4,6 648 4,1 720 3,2 Kết từ hệ thống phân tích thống kê mơ hình tuyến tính phần mềm Matlab 2017a: 21 YN  99,93  0,8944 X N  3, 404 * 10 3 X 2N  6,016 * 10 6 X 3N  4,95 * 10 9 X 4N  1,535 * 10 12 X 5N r2 = 0,9993 YA  98,99  1,393 X A  8,314 * 10 3 X 2A  2, 299 * 10 5 X 3A  2,933 * 10 8 X 4A  1,397 * 10 11 X 5A r2 = 0,9949 Hình 3.23 Sự biến đổi độ giãn dài đứt mẫu HDPE/CaCO3-bt thử nghiệm tự nhiên thử nghiệm gia tốc Hệ số tương quan biến đổi độ giãn dài đứt mẫu thử nghiệm tự nhiên thử nghiệm gia tốc xác định là: 46,52 thử nghiệm gia tốc thời tiết tương đương với 74,19 ngày thử nghiệm tự nhiên 3.3.2.3 Tương quan TNTN TNGT khối lượng phân tử trung bình HDPE Khối lượng phân tử trung bình HDPE ( M v ) vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt theo thời gian TNTN TNGT trình bày bảng 3.14 Bảng 3.14 Khối lượng phân tử trung bình HDPE mẫu vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt TNTN TNGT Ngày TNTN TNGT 230 M v (đvC, 10 ) Giờ 230 M v (đvC, 10 ) 180 160 360 120 540 100 720 80 900 70 1080 65 72 185 144 150 216 125 288 110 360 96 432 85 504 73 576 61 648 57 Mơ hình lựa chọn là: YN  100 ,  0, 2136 X N  0, 2595 * 10 3 X 2N  1,134 * 10 7 X 3N ; R2 = 0,992 YA  99 ,11  0, 2821 X A  0, 4201 * 10 3 X 2A  2, 48 * 10 7 X 3A ; R = 0,9978 720 51 22 Hình 3.24 Sự biến đổi phần trăm cịn lại khối lượng phân tử trung bình HDPE mẫu HDPE/CaCO3-bt TNTN TNGT Từ hình 3.24, xác định hệ số tương quan biến đổi khối lượng phân tử trung bình HDPE mẫu thử nghiệm tự nhiên thử nghiệm gia tốc là: 258,3 thử nghiệm gia tốc thời tiết tương đương với 384,3 ngày thử nghiệm tự nhiên 3.4 Đề xuất giải pháp cải thiện độ bền thời tiết vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt ứng dụng Bắc Trung Để cải thiện độ bền thời tiết, tuổi thọ sử dụng vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt ứng dụng trời ống cứng, ống gân xoắn, cáp thông tin, loại tấm, ván sàn, vách ngăn, lan can, hàng rào…, nghiên cứu sinh đề xuất đưa số phụ gia khác CaCO3-bt vào HDPE, là: - Các chất hấp thụ tia tử ngoại, ổn định quang sở dẫn xuất hydroxybenzophenone, o-hydroxyphenylsulfoxide, hydroxyphenyl benzotriazole, cyanoacrylate, hydroxyphenyl triazine, hợp chất chứa amine có cấu trúc cồng kềnh (HALS) dẫn xuất piperidine có cản trở không gian Các chất hấp thụ tia tử ngoại, ổn định quang giúp cho sản phẩm từ HDPE khơng bị biến đổi màu, hạn chế suy giảm tính chất học, kéo dài thời gian sử dụng    - Các chất chống oxy hố có tác dụng dập tắt gốc tự R, RO, ROO polymer bị phân hủy oxy hóa quang Hiệu chống oxy hoá chất chống oxy hoá phụ thuộc vào số lượng nhóm hydroxyl phân tử Các chất chống oxy hoá thương mại tiêu biểu dẫn xuất alkylphenol amine thơm có kích thước lớn 2,6-bis(1,1-dimethylethyl)-4-methylphenol (BHT), 2,6-di-tert-butyl-4phenylphenol, 4,4'-(propane-2,2-diyl)diphenol (BPA), 2,2’-methylenebis-(4-methyl6-tert-butylphenol), 2,2’-di-thio-bis(4,6-di-tert-butylphenol), [3-(3,5-di-tert-butyl-4hydroxyphenyl)- propionate] (Irganox 1010), 2-(2’-hydroxy-5’- methyl-phenyl)benzotriazole (Tinuvin P), 2-(2'-hydroxy-3'-tert-butyl-5'-methylphenyl)-5chlorobenzotriazole (Tinuvin 326)… Các chất chống oxy hố có khả tạo gốc tự bền làm hạn chế trình đứt mạch đại phân tử HDPE, suy giảm tính chất học, kéo dài thời gian sử dụng sản phẩm từ HDPE - Các nhóm hydroperoxide tồn HDPE tạo thành polymer bị phân huỷ oxy hoá quang tác nhân thúc đẩy trình phân huỷ polymer Do vậy, chúng phải khử triệt để phải đảm bảo không tạo thành tạo 23 thành gốc tự Các chất khử hydroperoxide có hiệu thiobisphenol, dilaurylthiodipropionate (DLTDP), dialkylsulphide, trialkylphosphite (tiêu biểu Irgafos 168) Hợp chất thiếc chứa lưu huỳnh (C4H9)2Sn(SC12H25)2 chất khử nhóm hydroperoxide có hiệu cho HDPE - Để hạn chế ảnh hưởng giông, sét, ozone tới sản phẩm từ HDPE, cần sử dụng chất chống ozone hóa (antiozonant) Các chất chống ozone hóa tiêu biểu cho polyolefin HDPE dẫn xuất p-phenylenediamine N,N,N’,N’tetramethyl-p-phenylenediamine (TMPPD), N,N’-dimethyl-butyl-pphenylenediamine (6PPD), N,N’-diaryl-p-phenylenediamine (DPPD); tris-(Ndimethylpentyl-p-phenylenediamine)-N′,N′,N′-1,3,5-triazine (6PPDTZ), dẫn xuất hydroquinoline 6-ethoxy-2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline; 6-dodecyl-2,2,4trimethyl-1,2-dihydroquinoline … Các chất chống ozone hóa hạn chế trình biến đổi màu giảm hình thành vết nứt bề mặt sản phẩm từ HDPE - Khi sử dụng riêng lẻ, chất hấp thụ tia tử ngoại, chất ổn định quang, chất chống oxy hố, chất khử nhóm hydroperoxide, chất chống ozone hóa giảm cách đáng kể q trình phân huỷ oxy hố quang polymer sử dụng ngồi trời Tuy nhiên, hiệu bảo vệ HDPE chúng bị hạn chế chất thể một vài chức trình ức chế ngăn ngừa phân huỷ oxy hoá quang polymer vốn xảy phức tạp với số sản phẩm phân huỷ có khả gia tốc phân huỷ oxy hố quang polymer Vì vậy, để nâng cao khả ổn định chống phân hủy oxy hoá quang polymer, nâng cao độ bền thời tiết thời hạn sử dụng sản phẩm từ HDPE, cần phối hợp phụ gia nói hệ Trong hệ này, hợp chất thể chức riêng (ức chế ngăn ngừa phân huỷ oxy hố quang polymer) Ngồi ra, chúng hỗ trợ tái tạo hợp chất ban đầu tiếp sức, hiệp đồng (synergism) hoạt tính Hỗn hợp phụ gia có hiệu ứng hiệp đồng hiệu chất chống oxy hoá 2,6-di-tert-butyl4-methyl-phenol/chất khử hydroperoxide dilaurylthiodipropionate (DLTDP) hỗn hợp bao gồm chất chống oxy hoá dẫn xuất phenol có cản trở khơng gian chất hấp thụ tia tử ngoại dẫn xuất benzotriazole nêu 24 KẾT LUẬN Trong trình thử nghiệm tự nhiên Đồng Hới (Quảng Bình), vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt bị phân hủy oxy hóa quang tạo thành hợp chất thấp phân tử có chứa nhóm carbonyl vinyl Cơ chế hình thành nhóm chức carbonyl thơng qua phản ứng Norrish I Norrish II Khi tăng thời gian thử nghiệm tự nhiên, đặc trưng, tính chất mẫu vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt độ bền kéo đứt, độ giãn dài đứt, nhiệt độ bắt đầu phân hủy, nhiệt độ phân hủy cực đại khối lượng lại mẫu có xu hướng giảm Sự suy giảm đặc trưng có mối quan hệ chặt chẽ với yếu tố xạ mặt trời, nhiệt độ, độ ẩm, Chúng giảm nhanh giai đoạn thời tiết khơ nóng chậm mùa mưa Kết phân tích giản đồ XRD, DSC ảnh SEM HDPE/CaCO3-bt thử nghiệm tự nhiên cho thấy, phân hủy oxy hóa quang đại phân tử HDPE bắt đầu xảy trước vùng vơ định hình, sau đến vùng tinh thể; từ bề mặt sau phát triển theo chiều sâu vật liệu Hàm lượng kết tinh kích thước tinh thể tăng lên tăng thời gian thử nghiệm tự nhiên Sự tăng giá trị thay đổi tổng màu số điện môi giảm giá trị tổn hao điện môi điện áp đánh thủng cho thấy vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt có thay đổi màu sắc giảm khả cách điện sau trình thử nghiệm tự nhiên Khơng có bào tử nấm tồn phát triển vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3bt trình thử nghiệm tự nhiên Kết hợp phương pháp thử nghiệm tự nhiên thử nghiệm gia tốc để dự báo tuổi thọ sử dụng vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt cho thấy mối tương quan theo độ bền kéo đứt 412,6 thử nghiệm gia tốc thời tiết tương đương với 710 ngày thử nghiệm tự nhiên; theo độ giãn dài đứt, hệ số tương quan 46,52 thử nghiệm gia tốc thời tiết tương đương với 74,19 ngày thử nghiệm tự nhiên; theo khối lượng phân tử trung bình HDPE vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt, hệ số tương quan 258,3 thử nghiệm gia tốc thời tiết tương đương với 384,3 ngày thử nghiệm tự nhiên ... hình thái cấu trúc polyethylene tỷ trọng cao trình thử nghiệm tự nhiên Bắc Trung Bộ” 2 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu luận án vật liệu tổ hợp polyethylene tỷ trọng cao có phụ gia/chất... liệu gồm nội dung: Những thông tin polyethylene: giới thiệu polyethylene; phản ứng phân hủy quang phân hủy oxy hóa quang polyethylene Polyethylene tỷ trọng cao (HDPE): giới thiệu HDPE; cấu trúc... Hới (Quảng Bình) - địa điểm có khí hậu điển hình vùng Bắc Trung Với lượng mưa trung bình số ngày mưa năm nhỏ, đó, độ ẩm tương đối nhiệt độ trung bình năm lớn, điều kiện tự nhiên Đồng Hới (Quảng