Nghiên cứu một số vật liệu polyme tiên tiến, thân thiện môi trường và ứng dụng trong chế tạo bầu ươm cây (tt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ -o0o - NGUYỄN THỊ THỨC NGHIÊN CỨU MỘT SỐ VẬT LIỆU POLYME TIÊN TIẾN, THÂN THIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ ỨNG DỤNG TRONG CHẾ TẠO BẦU ƯƠM CÂY TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Người hướng dẫn khoa học:1 TS Trịnh Đức Công GS.TS Nguyễn Văn Khôi HÀ NỘI - 2020 Công trình hồn thành Phòng Vật liệu polyme Viện Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học Cơng nghệ Việt Nam NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS Trịnh Đức Công GS TS Nguyễn Văn Khôi Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án bảo vệ hội đồng chấm luận án cấp Nhà nước Học Viện Khoa học Cơng nghệ Vào hồi Có thể tìm thấy luận án tại: - Thư viện Học viện Khoa học Công nghệ - Thư viện Quốc gia MỞ ĐẦU Tính cấp thiết luận án Ngày nay, nhựa polyetylen (PE) phế thải đặt vấn đề ô nhiễm môi trường nghiêm trọng gây tổn thương đến hệ sinh thái PE thường khơng phân hủy tồn dạng chất thải môi trường với thời gian dài gây hại sức khỏe người Do ưu điểm giá thành phương pháp gia công đơn giản, loại màng chất dẻo chế tạo từ polyetylen (PE) sử dụng phổ biến nhiều lĩnh vực như: bao gói, che phủ dùng để chế tạo bầu ươm nông nghiệp Ở Việt Nam, nhu cầu sản xuất giống bầu ươm cho ăn quả, nông lâm nghiệp ngày tăng, hầu hết loại giống trồng bầu Bầu ươm môi trường trồng chứa nguồn dinh dưỡng cẩn thiết để cung cấp cho trồng giai đoạn sinh trưởng phát triển Thành phần đặc tính bầu ươm đóng vai trò định đến số lượng, chất lượng giống thời gian lưu bầu Túi bầu ươm tự hủy chế tạo sở polyetylen tái sinh phụ gia xúc tiến oxy hóa hướng nghiên cứu góp phần giảm thiểu nhiễm mơi trường Đồng thời việc sử dụng túi bầu ươm đem lại ý nghĩa mặt kinh tế cao, tiết kiệm công xé bầu Ngoài ra, nghiên cứu sử dụng số vật liệu tiên tiến, thâm thiện với môi trường như: polyme siêu hấp thụ nước polyme liên kết đất chế tạo ruột bầu hướng nhằm cải thiện khả giữ nước, tăng lượng ẩm sẵn có vùng rễ, giữ chất dinh dưỡng, ngăn q trình rửa trơi chất dinh dưỡng đất liên kết hạt đất, giúp không làm vỡ bầu ươm vận chuyển đến nơi gieo trồng, trồng phát triển tốt, giảm số lần tưới, tiết kiệm công lao động nâng cao chất lượng giống Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn, luận án tập trung vào “Nghiên cứu số vật liệu polyme tiên tiến, thân thiện môi trường ứng dụng chế tạo bầu ươm cây” với mục tiêu nội dung nghiên cứu cụ thể sau: Mục tiêu luận án - Nghiên cứu khả phân hủy màng chế tạo sở polyetylen tái sinh phụ gia xúc tiến oxy hóa từ chế tạo túi bầu ươm có thời gian tự hủy khác - Nghiên cứu ảnh hưởng hai loại vật liệu polyme siêu hấp thụ nước polyacrylamit đến tính chất tổ hợp vật liệu chế tạo ruột bầu - Đánh giá khả ứng dụng bầu ươm tiên tiến, thân thiện môi trường cho số đối tượng trồng Những nội dung nghiên cứu chủ yếu luận án - Nghiên cứu trình phân hủy giảm cấp phân hủy điều kiện tự nhiên màng chế tạo sở polyetylen tái sinh hỗn hợp phụ gia xúc tiến oxy hóa Mn(II) stearat, Fe(III) stearat, Co(II) stearat Từ đó, chế tạo túi bầu ươm có thời gian tự hủy khác - Nghiên cứu khả giữ ẩm vật liệu polyme siêu hấp nước khả làm bền cấu trúc polyacrylamit Kết hợp sử dụng tổ hợp hai loại vật liệu để cải thiện số tính ruột bầu ươm - Thử nghiệm bầu ươm tiên tiến, thân thiện môi trường cho thông, keo bạch đàn Cấu trúc luận án Luận án gồm 128 trang, bao gồm Mở đầu, chương tổng quan, chương nội dung phương pháp nghiên cứu, chương kết thảo luận, kết luận, tài liệu tham khảo, danh mục cơng trình cơng bố, với 51 hình, 25 bảng 97 tài liệu tham khảo NỘI DUNG CỦA LUẬN ÁN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN Tổng quan trình bày tổng quát đặc điểm, cấu tạo bầu gieo ươm gồm thành phần chính: Túi bầu ruột bầu Các ưu nhược điểm bầu ươm nay, tình hình nghiên cứu nước giới bầu ươm Đã có nhiều nghiên cứu chế tạo túi bầu PE tự hủy chưa có tài liệu nghiên cứu chế tạo túi bầu PE có thời gian tự hủy khác từ PE tái sinh để phù hợp với đặc tính loại trồng - Túi bầu PE tự hủy sở polyetylen phế thải hướng nghiên cứu góp phần giảm thiểu nhiễm mơi trường Đồng thời việc sử dụng túi bầu ươm đem lại ý nghĩa mặt kinh tế cao, tiết kiệm công xé bầu - Vật liệu SAP PAM vật liệu tiên tiến, thân thiện môi trường có tính tốt để cải tạo đất sử dụng cho bầu ươm Chính vậy, nghiên cứu chế tạo túi bầu PE có thời gian tự hủy khác kết hợp với việc sử dụng SAP PAM tổ hợp vật liệu ruột bầu nhằm cải thiện số tính bầu ươm hướng mới, hứa hẹn đầy triển vọng CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nguyên vật liệu hóa chất Hạt nhựa PE tái sinh loại 1, hạt nhựa PE tỷ trọng thấp LDPE 260GG, than đen HAF N330, phụ gia xúc tiến oxy hóa Mn(II) stearat, Fe(III) stearat Co(II) stearat, phụ gia q trình PPA-3MB910, bùn hoạt tính, phân đạm Ure, phân supe lân, phân NPK, polyme siêu hấp thụ nước (AMS-1), polyacrylamit (PAM) 2.2 Dụng cụ thiết bị Máy trộn siêu tốc Supermix BP-HS100, thiết bị thổi màng thí nghiệm SJ35, máy trộn kín Brabender Plasto Graph EC plus 3, máy ép mẫu thí nghiệm, máy trộn cắt hạt trục vít BP-8177-ZP, thiết bị thổi màng SJ-45, thiết bị đo lý đa INSTRON 5980, thiết bị thử nghiệm gia tốc thời tiết UVCON Model UV-260, thiết bị đo độ dày màng điện tử Mitutoyo IP67, quang phổ kế hồng ngoại biến đổi Fourier NEXUS 670, kính hiển vi điện tử quét (SEM) JEOL 6490 cân điện tử: Scientech (Mỹ) 2.3 Nội dung nghiên cứu 2.3.1 Chế tạo mẫu màng Trộn mẫu: Hạt nhựa rPE LDPE làm sấy 700C giờ, sau cân định lượng theo tỷ lệ rPE/LDPE hàm lượng phụ gia qua trình PPA nghiên cứu Hỗn hợp vật liệu trộn kín thiết bị trộn kín Brabender Plasto Graph EC plus nhiệt độ 1500C, tốc độ trộn 35 vòng/phút, thời gian trộn phút Tháo máy lấy sản phẩm Ép mẫu thành tấm: Sản phẩm sau lấy từ buồng trộn mẫu máy Brabender chuyển sang máy ép nóng 1450C, áp lực ép 15 Mpa thời gian phút Trong trình ép, điều chỉnh giới hạn ép cho mẫu thành phẩm có độ dày khoảng 1mm Tháo khn lấy mẫu ổn định mẫu 24h trước đo kiểm Sau chế tạo masterbatch tiến hành thổi màng có chiều dày 35µm Q trình thổi màng thực thiết bị đùn thổi màng thí nghiệm SJ-35 với đường kính trục vít 35 mm, tỷ lệ L/D 28:1 Nhiệt độ vùng trục vít: 154, 176, 167, 168 165 oC - Ảnh hường hàm lượng thành phần rPE tổ hợp nhựa rPE/LDPE: Đánh giá tính chất lý tổ hợp nhựa rPE/LDPE với tỷ lệ 0/100;75/25, 80/20, 85/15, 90/10, 95/5 100/0 thiết bị đo lý INSTRON 5980 hình thái học bề mặt SEM thiết bị JEOL 6490 - Ảnh hưởng phụ gia trình PPA đến tính chất tổ hợp nhựa rPE/ LDPE Tiến hành đánh giá ảnh hưởng hàm lượng PPA: 0%, 1%, 2%, 3% 4% thông qua mô men xoắn, tính chất lý, phổ hồng ngoại FTIR hình thái học bề mặt SEM - Ảnh hưởng hàm lượng hỗn hợp phụ gia xúc tiến oxy hóa đánh giá thơng qua q trình phân hủy giảm cấp phân hủy sau giảm cấp điều kiện tự nhiên 2.3.2 Chế tạo túi bầu ươm có thời gian phân hủy khác Từ kết nghiên cứu mục 2.3.1 đến 2.3.3 tiến hành thổi màng chế tạo túi bầu ươm có thời gian tự hủy khác thiết bị đùn thổi màng trục vít series SJ-45 Chiều dày màng điều chỉnh cách thay đổi tốc độ trục vít, tốc độ kéo Tính chất màng phụ thuộc vào nhiệt độ, tốc độ trục vít, tốc độ kéo màng q trình thổi màng 2.3.3 Nghiên cứu sử dụng vật liệu AMS-1 PAM tổ hợp vật liệu ruột bầu Từ nghiên cứu Viện Hóa học việc thử nghiệm AMS-1 PAM cho trồng địa phương [62, 79] Thí nghiệm nghiên cứu sử dụng AMS-1 PAM tổ hợp vật liệu chế tạo ruột bầu tiến hành theo mơ hình khơng lặp lại với hàm lượng AMS-1 PAM sau: ĐC: Bầu ươm đối chứng AMS1: 0,8g/kg ruột bầu PAM: mg/kg ruột bầu AMS1 + PAM: 0,8g AMS-1 + 2mg PAM (tính cho 1kg/ruột bầu) Ruột bầu ươm đóng với tỷ lệ đất đồi: đất màu với tỷ lệ 2:1 AMS-1 đươc ngâm ướt 30 phút để đạt đến độ hấp thụ nước tối đa sau trộn với hỗn hợp đất đóng bầu PAM hòa tan hồn toàn nước tiến hành phun trực tiếp vào hỗn hợp ruột bầu Khi độ ẩm tổ hợp vật liệu chể tạo ruột bầu khoảng 70% - Khả giữ ẩm vật liệu AMS-1 đánh giá thơng qua tính thấm đất, độ ẩm khả trương nở dung dịch muối khác - Các tương tác làm bền cấu trúc đất PAM thể qua nhiều thí nghiệm khác nhằm đánh giá tác dụng có ích PAM ứng dụng thực tiễn tốc độ sa lắng, khả liên kết hạt đất khả giữ dinh dưỡng đất - Tính chất tổ hợp vật liệu sử dụng AMS-1 PAM đánh giá thơng qua: Độ bám dính đất, sức chứa ẩm cựa đại độ xốp ruột bầu 2.3.4 Thử nghiệm bầu ươm cho đối tượng trồng khác - Loại trồng: Cây keo lai loại keo tràm, thông loại thông Caribe, Bạch đàn - Địa điểm: Trung tâm KHKT giống trồng Đạo Đức – Vị Xuyên - Túi bầu sử dụng túi bầu có thời gian tự hủy 6-8 tháng, 9-11 tháng 12-14 tháng có kích thước 7x12cm, trọng lượng trung bình 250g, độ dày túi bầu 35-40µm Chế độ chăm sóc làm cỏ tiến hành đồng cho công thức Các công thức cụ thể sau: * Với Keo lai: - PE-Keo : Đối chứng - TH-Keo: Túi bầu tự hủy 6-8 tháng + ruột bầu (0,8g AMS-1/ kg ruột bầu 2mg PAM/kg ruột bầu) * Với Cây Thông - PE-Thong: Đối chứng - TH-Thong: Túi bầu tự hủy 9-11 tháng + ruột bầu (0,8g AMS-1/ kg ruột bầu 2mg PAM/kg ruột bầu) * Với Cây Bạch đàn - PE-BĐ: Đối chứng - TH-BĐ: Túi bầu tự hủy 12-14 tháng + ruột bầu (0,8g AMS-1/ kg ruột bầu 2mg PAM/kg ruột bầu) Đánh giá khả giữ nước, khả liên kết đất ruột bầu ươm khả tự hủy túi bầu Các tiêu cần đánh giá: Số lần tưới nước (lần), tỷ lệ sống (%), tỷ lệ đạt tiêu chuẩn xuất vườn (%), độ bền kéo đứt (%), độ dãn dài đứt (MPa), Tốc độ sinh trưởng chiều cao (cm), đường kính cổ rễ (cm), chiều dài rễ (cm) CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Nghiên cứu lựa chọn hàm lượng rPE phù hợp tổ hợp vật liệu rPE /LDPE Kết đo tính chất lý mẫu bảng 3.1 Bảng 3.1: Tính chất lý tổ hợp vật liệu rPE / LDPE Hàm lượng nhựa Công Độ bền kéo đứt Độ dãn dài đứt (phần khối lượng) thức (MPa) (%) rPE LDPE PE0 100 24, 67 641,54 PE1 75 25 22,95 622,24 PE2 80 20 21,92 585,15 PE3 85 15 20,47 555,12 PE4 90 10 18,74 528,31 PE5 95 16,06 421,53 PE6 100 15,03 411,23 Tính chất lý tổ hợp nhựa giảm tăng hàm lượng PE tái sinh Hàm lượng PE tái sinh tăng từ 0% đến 100%, độ bền kéo đứt màng giảm từ 24,67 MPa (rPE= 0%) xuống 15,03MPa (rPE= 100%) độ dãn dài đứt giảm từ 621,54% xuống 411,23% So sánh phổ FTIR LDPE rPE cho thấy, có xuất nhóm chức cacbonyl phổ FTIR rPE pic 1714,30 cm-1 phổ LDPE khơng xuất nhóm chức Tuy nhiên cường độ píc 1714,30 cm-1 nhỏ loại nhựa sử dụng nhựa tái sinh loại Hình 3.1: Phổ FTIR LDPE rPE loại Ngoài ra, khả tương hợp tổ hợp nhựa đánh giá hình thái học bề mặt phẳng (SEM) Kết chụp SEM mẫu tổ hợp nhựa PE1, PE2, PE3 PE4 trình bày hình 3.2 Hình 3.2: Hình thái học bề mặt phẳng mẫu PE1, PE2, PE3 PE4 Từ ảnh SEM thu ta thấy phân bố cấu tử mẫu (PE1, PE2, PE3) đồng mẫu PE4 bắt đầu xuất vùng khơng đồng đều, vón cục Chứng tỏ mẫu PE1, PE2, PE3 có tương hợp tốt so với mẫu PE4 3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng phụ gia q trình đến tính chất tổ hợp nhựa rPE /LDPE Momen xoắn (Nm) Ảnh hưởng phụ gia trình PE3A0 (0%), PE3A1 (1%), PE3A2 (2%), PE3A3 (3%), PE3A4 (4%) đánh giá qua mô men xoắn, độ bóng, tính chất lý hình thái học bể mặt SEM Kết nghiên cứu ảnh hưởng phụ gia q trình đến mơ men xoắn thể hình 3.3 60 PE3A0 50 PE3A1 PE3A2 40 PE3A3 30 PE3A4 20 10 0 Thời gian (phút) Hình 3.3: Ảnh hưởng phụ gia q trình đến mơ men xoắn Qua hình 3.3 cho thấy sử dụng phụ gia trình mơ men xoắn mẫu giảm so với mẫu khơng sử dụng phụ gia q trình; phụ gia trình phủ lên bề mặt trục tạo thành lớp đệm làm giảm ma sát trục dòng nhựa làm giảm mơ men xoắn Khi tăng hàm lượng phụ gia trình từ 1% đến 2% thời gian ổn đinh thấp dần từ phút xuống 1,5 phút Do vậy, với hàm lượng phụ gia trình 2% phù hợp cho trình gia công chế tạo Kết nghiên cứu ảnh hưởng phụ gia PPA đến độ bóng thực phép đo có góc chiếu tia sáng tới 650 trình bày hình đây: PE3A4 PE3A3 PE3A2 PE3A1 PE3A0 76 78 80 82 84 86 88 Độ Bóng Hình 3.4: Độ bóng mẫu màng có hàm lượng phụ gia PPA khác Từ hình 3.4, nhận thấy mẫu sử dụng phụ gia PPA cho kết độ bóng cao 4% so với mẫu khơng sử dụng phụ gia trình Điều giải thích q trình gia cơng PPA giúp giảm ma sát trục nhựa, nhờ dòng chảy nhựa khơng có nhiều khác biệt vận tốc vùng tâm vùng biên nên giảm thiểu việc hình thành nếp gấp tăng độ nhẵn cho bề mặt tăng độ bóng sản phẩm [97] Từ hình 3.5 cho thấy với hàm lượng phụ gia PPA 2% phù hợp cho trình gia cơng Độ bền kéo đứt độ giãn dài đứt mẫu bảng 3.2 Bảng 3.2: Tính chất lý mẫu màng có hàm PPA khác Tính chất lý Kí hiêu mẫu Độ bền kéo đứt (MPa) Độ giãn dài đứt (%) PE3A0 19,87 555,12 PE3A1 20,28 560,64 PE3A2 20,67 567,82 PE3A3 20,19 553,34 PE3A4 19,65 552,11 Kết nghiên cứu cho thấy hàm lượng phụ gia q trình khơng ảnh hưởng nhiều đến tính chất lý sản phẩm Khi tăng hàm lượng PPA từ 0% đén 2% độ bền kéo đứt độ giãn dài đứt tăng lên hàm lượng PPA từ 2% đến 4% độ bền kéo đứt độ dãn dài đứt giảm Tuy nhiên tăng, giảm tính chất lý vật liệu khơng nhiều Điều giải thích phụ gia trình PPA chất phân cực không tương hợp với PE tạo thành pha phân tán cực nhỏ pha polyme, phủ bề mặt sản phẩm [89] nên không ảnh hưởng nhiều đến tính chất lý sản phẩm Kết đo hình thái học bề mặt phẳng SEM mẫu PE3A0 PE3A2 hình 3.5 Mẫu PE3A0 Mẫu PE3A2 Hình 3.5: Hình thái học bề mặt mẫu PE3A0 PE3A2 Quan sát ảnh hình thái học bề mặt nhận thấy, với mẫu màng PE3A2 có hàm lượng phụ gia q trình 2% cho bề mặt màng mịn đồng so với mẫu PE3A0 không sử dụng phụ gia PPA Điều giải thích bổ sung phụ gia PPA giúp giảm ma sát trục nhựa, dòng chảy nhựa khơng có nhiều khác biệt vận tốc vùng tâm vùng biên nên giảm thiểu hình thành nếp gấp 3.3 Ảnh hưởng hàm lượng hỗn hợp phụ gia xúc tiến oxy hóa đến q trình phân hủy giảm cấp màng rPE- oxo Tính chất lý mẫu màng bảng 3.3 đây: Bảng 3.3: Tính chất lý mẫu chứa phụ gia xúc tiến oxy hóa khác * Tổ hợp phụ gia xúc tiến Độ bền kéo đứt Độ giãn dài Kí hiệu mẫu oxy hóa (%) (MPa) đứt (%) PE3A2Ox0 20,67 567,82 PE3A2Ox02 0,02 20,42 558,42 PE3A2Ox04 0,04 20,34 554,65 PE3A2Ox06 0,06 20,22 553,02 PE3A2Ox08 0,08 20,14 552,14 Bảng 3.3 cho thấy, tính chất lý mẫu rPE-oxo giảm tăng hàm lượng hỗn hợp phụ gia xúc tiến oxy hóa, nhiên hàm lượng hỗn hợp phụ gia xúc tiến oxy hóa màng rPE-oxo nhỏ dẫn đến suy giảm tính chất lý mẫu Ảnh hưởng hàm lượng hỗn hợp phụ gia xúc tiến oxy hóa đến trình phân hủy giảm cấp màng rPE- oxo thơng qua thử nghiệm oxy hóa nhiệt, oxy hóa quang, nhiệt ẩm thử nghiệm lão hóa thời tiết 3.3.1 Q trình phân hủy oxy hóa nhiệt màng rPE- Oxo Tiến hành đo tính chất lý mẫu màng PE3A2Ox0, PE3A2Ox02, PE3A2Ox04, PE3A2Ox06 PE3A2Ox08 để đánh giá mức độ phân hủy nhiệt Kết đo độ bền kéo đứt độ dãn dài đứt mẫu q trình oxY hóa nhiệt trình bày hình 3.6 đây: 11 Kết cho thấy xuất pic khoảng 1700 – 1800 cm-1 đặc trưng cho nhóm carbonyl Pic hấp thụ khoảng cho thấy có mặt nhiều sản phẩm oxy hóa khác như: Andehit este (1733 cm-1), axit carboxylic (1700 cm-1), γ-lacton (1780 cm-1) [94] Ảnh SEM bề mặt mẫu sau thời gian oxy hóa quang nhiệt ẩm thể hình 3.12 PE3A2Ox0 ban đầu PE3A2Ox0 sau oxy hóa PE3A2Ox04 PE3A2Ox08 Hình 3.12: Ảnh SEM PE3A2Ox0 bđ, PE3A2Ox0, PE3A2Ox04 PE3A2Ox08 Kết cho thấy mẫu PE3A2Ox02, PE3A2Ox04, PE3A2Ox06, PE3A2Ox08 sau 30, 24, 18 12 ngày thử nghiệm oxy hóa quang nhiệt ẩm thấy xuất dấu hiệu tượng phá hủy bề mặt Mẫu PE3A2Ox04 PE3A2Ox08 xuất phân pha rõ ràng vùng vật liệu mức độ hư hại tăng lên rõ rệt tăng hàm lượng phụ gia xúc tiến oxy hóa màng 3.3.3 Khả phân hủy màng rPE – oxo điều kiện lão hóa tự nhiên Sự thay đổi độ bền kéo đứt màng trình lão hóa tự nhiên tổng hợp hình 3.13 600 PE3A2Ox0 PE3A2Ox02 PE3A2Ox04 PE3A2Ox06 PE3A2Ox08 20 Độ dãn dài đứt (%) Độ bền kéo đứt (Mpa) 30 PE3A2Ox0 PE3A2Ox04 PE3A2Ox08 PE3A2Ox02 PE3A2Ox06 400 10 200 0 Thời gian (Tháng) 12 15 0 Thời gian (Tháng) 12 15 Hình 3.13: Sự thay đổi tính chất lý q trình lão hóa tự nhiên Kết cho thấy với mẫu khơng chứa phụ gia xúc tiến oxy hóa (PE3A2Ox0), sau 15 tháng phơi mẫu, độ bền kéo đứt mẫu trì 60% giá trị ban đầu Theo tiêu chuẩn ASTM D 5510 màng coi tự hủy độ dãn dài đứt ≤ 5% giá trị ban đầu, mẫu PE08 coi tự hủy sau tháng, mẫu PE3A2Ox06, PE3A2Ox04 PE3A2Ox02 coi phân hủy sau 9, 12 15 tháng, tương ứng Phổ FTIR mẫu ban đầu phơi mẫu tự nhiên thể hình 3.14 12 Hình 3.14: Phổ FTIR mẫu màng sau 15 tháng lão hóa tự nhiên Xuất pic khoảng 1700 – 1800 cm-1 đặc trưng cho nhóm carbonyl Pic hấp thụ khoảng cho thấy có mặt nhiều sản phẩm oxy hóa khác như: Andehit este (1733 cm-1), axit carboxylic (1700 cm-1), γ-lacton (1780 cm-1) [95], cường độ pic tăng dần theo thời gian tiếp xúc Ngồi quan sát thấy xuất với cường độ yếu pic 1641 cm-1 đặc trưng cho dao động hóa trị nhóm vinyl (C=C) [96] Kết đo cố CI mẫu theo thời gian thử nghiệm trình bày hình 3.15 Chỉ số CI PE3A2Ox0 PE3A2Ox02 PE3A2Ox06 PE3A2Ox04 PE3A2Ox08 0 Thời gian (tháng) Hình 3.15: Sự thay đổi số carbonyl theo thời gian phơi mẫu Như sau thời gian phơi tự nhiên mẫu PE3A2Ox0 có giá trị CI nhỏ Các mẫu chứa phụ gia xúc tiến oxy hóa giá trị CI tăng mạnh sau tháng phơi mẫu tự nhiên Chỉ số carbonyl tăng tỷ lệ thuận với lượng phụ gia xúc tiến oxy hóa mẫu Hình thái học bề mặt SEM kết quan sát trình bày hình 3.16 đây: PE3A2Ox0 ban đầu PE3A2Ox0 sau lão hóa PE3A2Ox02 PE3A2Ox08 Hình 3.16: Ảnh SEM mẫu màng trước sau 15 tháng lão hóa tự nhiên 13 Kết cho thấy so với mẫu màng trước lão hóa tự nhiên bề mặt mẫu PE3A2Ox0 bị tác động nhất, bề mặt tương đối nhẵn khuyết tật, bề mặt mẫu PE3A2Ox02 PE3A2Ox08 bị phá hủy, khơng mịn mà xuất khuyết tật rạn nứt bề mặt vật liệu 3.4 Ảnh hưởng hàm lượng hỗn hợp phụ gia xúc tiến oxy hóa đến q trình phân hủy màng rPE - oxo điều kiện tự nhiên 3.4.1 Phân hủy môi trường đất Kết tổn hao khối lượng mẫu chôn đất tổng hợp bảng 3.4 Bảng 3.4: Tổn hao khối lượng mẫu chôn đất theo thời gian Thời gian Tổn hao khối lượng mẫu chôn đất (%) (Tháng) PE3A2Ox02 PE3A2Ox04 PE3A2Ox06 PE3A2Ox08 10,72 12,09 12,86 13,45 11,39 12,12 21,46 36,72 14,14 20,48 33,09 68,56 21,43 31,21 41,23 84,23 29,18 48,44 52,11 92,54 39,21 63,74 70,87 Kết cho thấy tổn hao khối lượng mẫu chứa phụ gia xác tiến oxy hóa tăng dần theo thời gian chơn mẫu sau tháng, tổn hao khối lượng mẫu PE3A2Ox02, PE3A2Ox04 PE3A2Ox06 56,21% 63,74% 70,87% Tổn thất khối lượng chưa đủ để khẳng định mẫu bị phân hủy hoàn tồn khẳng định mẫu bị phân hủy thành mảnh nhỏ lẫn đất thu hồi Tiến hành đo phổ hồng ngoại mẫu PE3A2Ox08 sau chôn đất kết đo thể hình 3.17 đây: 75 70 65 724.57 35 1178.19 1100.56 1030.51 40 3377.66 %T 45 1413.28 1372.46 1294.48 2659.81 50 1627.19 1576.71 55 533.72 472.80 778.93 60 30 2912.50 15 10 2852.13 20 1464.60 1712.17 25 4000 3000 2000 1000 Wavenumbers (cm-1) Hình 3.17: Phổ FTIR mẫu PE3A2Ox08 sau tháng chôn đất Kết cho thấy sau chôn đất xuất vùng đặc trưng mạch polyme sau oxy hóa bị phân hủy vi sinh vật đất, kết phù hợp với công bố E Chiellini cộng 14 [48] Đầu tiên, xuất pic 3377 cm-1 đặc trưng cho liên kết –O-H, pic 1712,17 cm-1 đặc trưng cho nhóm carbonyl, khoảng pic rộng so với phân hủy oxy hóa nhiệt quang nhiệt ẩm Ảnh SEM mẫu PE3A2Ox02 PE3A2Ox08 sau chơn đất trình bày hình 3.18 PE3A2Ox02 sau chơn đất PE3A2Ox08 sau chơn đất Hình 3.18: Ảnh SEM PE3A2Ox02 PE3A2Ox08 chôn đất Từ ảnh SEM cho thấy sau chôn đất bề mặt PE3A2Ox08 có thay đổi nhiều so với mẫu PE3A2Ox02 Mẫu PE3A2Ox02 xuất vết rạn, nứt mẫu PE3A2Ox08 xuất vết lõm sâu sau trình phân hủy giảm cấp suy giảm tính chất lý dễ dàng tan rã tác động dù nhỏ [97] 3.4.2 Phân hủy mơi trường bùn hoạt tính Tổn hao khối lượng mẫu ngâm bùn hoạt tính tổng hợp bảng 3.5 Bảng 3.5: Tổn hao khối lượng mẫu ngâm bùn hoạt tính Thời gian Tổn hao khối lượng mẫu ngâm bùn hoạt tính (%) (tháng) PE3A2Ox02 PE3A2Ox04 PE3A2Ox06 PE3A2Ox08 12,36 14,77 16,03 19,05 19,03 25,14 34,42 48,16 25,67 34,62 44,71 77,53 31,84 46,09 50,94 91,03 40,56 57,56 60,02 51,21 70,84 89,13 Sau tháng, tổn hao khối lượng mẫu PE3A2Ox02, PE3A2Ox04, PE3A2Ox06 51,21%; 70,84%; 89,13% Mẫu PE3A2Ox08 gần hoàn toàn khối lượng sau tháng ngâm bùn hoạt tính Như vậy, sau q trình phân hủy giảm cấp, mẫu màng có khối lượng phân tử lớn, kỵ nước bị phân cắt thành đoạn mạch ngắn có khối lượng phân tử nhỏ có nhóm chức ưa nước giúp vi sinh vật dễ dàng tiếp cận để tiếp tục thủy phân tiêu thụ đoạn mạch Khả phân hủy bùn hoạt tính mẫu PE3A2Ox08 thông qua phổ hồng ngoại FTIR hình 3.19 15 95.5 795.97 95.0 94.5 94.0 877.04 93.0 %T 91.5 91.0 90.5 533.70 464.66 415.33 1712.79 92.0 1627.37 92.5 717.92 93.5 90.0 89.5 89.0 1030.50 2850.13 2921.32 87.5 3430.00 88.0 1425.28 88.5 87.0 86.5 86.0 400 300 200 100 W av enu mber s ( c m- 1) Hình 3.19: FTIR mẫu PE3A2Ox08 sau tháng ngâm bùn hoạt tính Tương tự chơn đất, sau tháng ngâm bùn hoạt tính cường độ dải hấp thụ khoảng 1700 – 1740cm-1 tăng mạnh tăng nhiều so với chôn đất Đồng thời xuất pic 1627cm-1 đặc trưng cho liên kết –C=C– pic 3430cm-1 đặc trưng cho liên kết –O–H Tín hiệu pic 1030 cm-1 đặc trưng cho nhóm este rộng mạnh so với chơn đất Hình thái học bề mặt SEM mẫu PE3A2Ox02 PE3A2Ox08 màng sau tháng ngâm bùn hoạt tính thể hình 3.20 PE3A2Ox02 PE3A2Ox08 Hình 3.20: SEM bề mặt mẫu PE3A2Ox02 PE3A2Ox08 sau ngâm bùn hoạt tính Ở hai mẫu thấy bề mặt mẫu có phân hủy, cấu trúc bề mặt có phân pha rõ nét, xuất vùng vật liệu khác 3.5 Nghiên cứu chế tạo túi bầu tự hủy từ nhựa PE tái sinh hỗn hợp phụ xúc tiến oxy hóa 3.5.1 Đơn phối liệu chế tạo túi bầu ươm tự hủy Góp phần giúp bầu phát triển tốt, tiến hành sử dụng than đen chế tạo túi bầu ươm Chúng sử dụng than đen có hàm lượng 1% (về khối lượng) Trên sở kết nghiên cứu mục 3.1 đến 3.4, lựa chọn tổ hợp nhựa rPE /LDPE có tỷ lệ 85/15, hàm lượng phụ gia trình PPA 2% hàm lượng phụ gia xúc tiến oxy hóa từ 0,02% đến 0,08% Đơn phối liệu cho trình chế tạo túi bầu ươm tự hủy trình bày bảng 3.6 16 Bảng 3.6: Đơn phối liệu chế tạo túi bầu ươm tự hủy Đơn vị tính: khối lượng: 10 kg/mẻ Túi bầu ươm tự hủy Nguyên liệu tháng tháng 12 tháng 15 tháng (TH6) (TH9) (TH12) (TH15) LDPE nguyên sinh 1,4538 1,4541 1,4544 1,4547 PE tái sinh 8,2382 8,2399 8,2416 8,2433 Tổ hợp phụ gia xúc 0,008 0,006 0,004 0,002 tiến oxy hóa Phụ gia q trình 0,2 0,2 0,2 0,2 Than đen HAF 0,1 0,1 0,1 0,1 N330 Tổng 10 10 10 10 + Ảnh hưởng tốc độ trục vít đến chiều dày màng: Chiều dày màng điều chỉnh cách thay đổi tốc độ trục vít, thơng số cố định: Tốc độ vòng kéo 850 vòng/phút, nhiệt độ đầu vào 170oC Kết trình bày bảng 3.7 Bảng 3.7: Ảnh hưởng tốc độ trục vít đến chiều dày màng TT Tốc độ trục vít (vòng/phút) Chiều dày màng (μm) 25 25± 6,4 27 35 ± 5,3 29 52 ± 4,6 31 68 ± 4,7 Kết cho thấy tăng tốc độ trục vít chiều dày màng tăng, ngược lại giảm tốc độ trục vít chiều dày màng giảm Với chiều dày màng 35μm độ bề va đập màng 12,46 KJ/m2 Vì lựa chọn tốc độ trục vít 27 vòng/phút thơng số cơng nghệ cố định cho nghiên cứu + Ảnh hưởng tốc độ kéo đến chiều dày màng Để khảo sát ảnh hưởng tốc độ vòng kéo đến chiều dày màng, trình thổi cố định thông số công nghệ sau: Tốc độ trục vít 27 vòng/phút, vùng nhiệt độ có nhiệt độ đầu vào 1700C Tốc độ vòng kéo thay đổi từ 700 đến 950 vòng/phút Kết trình bày bảng 3.8 Bảng 3.8: Ảnh hưởng tốc độ kéo đến chiều dày màng TT Tốc độ kéo (vòng/phút) Chiều dày màng (μm) 700 50 ± 4,9 750 45 ± 5,2 800 41 ± 6,1 850 35 ± 3,8 900 30 ± 4,7 17 950 25 ± 4,6 Kết cho thấy tăng tốc độ kéo chiều dày màng giảm Sản phẩm bầu ươm thị trường thường có chiều dày màng 30-40µm Vì lựa chọn tốc độ kéo 850 vòng/phút thơng số cơng nghệ cố định + Ảnh hưởng nhiệt độ đến tính chất màng Để khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến tính chất màng, q trình thổi màng thực thông số công nghệ cố định: Tốc độ vòng kéo 850 vòng/phút, tốc độ trục vít 27 vòng/phút Nhiệt độ gia cơng thay đổi từ 155oC đến 210oC Ảnh hưởng nhiệt độ đến tính chất lý trình bày bảng 3.9 Bảng 3.9: Ảnh hưởng nhiệt độ đến tính chất lý màng Nhiệt độ vùng (oC) Tính chất Chế độ gia Độ bền kéo Độ dãn dài công đứt (MPa) đứt (%) Chế độ 155 160 165 170 170 17,21 540,41 Chế độ 175 180 185 190 190 20,55 559,25 Chế độ 195 200 205 210 210 20,34 569,28 Kết cho thấy chuyển nhiệt độ từ chế độ sang chế độ tính chất lý màng tăng, tăng nhiệt độ 1700C làm tăng khả phối trộn hạt nhựa, thời gian kết tinh lại dài làm cho xếp mạch phân tử định hình tốt Ngược lại nhiệt độ ban đầu xuống 170oC, thời gian ngắn, định hình 3.6 Nghiên cứu ảnh hưởng AMS-1 PAM đến tính chất tổ hợp vật liệu chế tạo ruột bầu ươm 3.6.1 Nghiên cứu ảnh hưởng vật liệu AMS-1 đến khả giữ ẩm đất 450 400 350 300 250 200 150 100 50 100 Độ ẩm đất (%) Tính thấm đất (mm/10 phút) Tính thấm đất xác định khả thấm ướt đất Tính thấm độ ẩm đất xử lý AMS-1 hình 3.21, 3.22 đây: ĐC xử lý AMS1 80 60 40 20 Xử lý AMS1 ĐC Hình 3.21: Tính thấm đất sử dụng AMS-1 0 20 40 60 Thời gian (ngày) 80 100 Hình 3.22: Khả giữ nước đất theo thời gian 18 Sử dụng AMS-1 cho độ thấm độ ẩm tốt so với ĐC Do AMS-1 tổng hợp từ natri polyacrylat thuộc họ polyme ưa nước Có hai nhóm quan trọng tìm thấy chuỗi polyme AMS-1 nhóm –Na+ COOưa nước Khi đưa vào mơi trường nước, có tương tác polyme dung mơi, hydrat hố nhóm -COO- ion Na+ hút phân tử nước phân cực [55-57] Hình 3.23: Quá trình hấp thụ nước AMS-1 Do đất có chứa nhiều dung dịch muối khoáng khác ảnh hưởng đến khả giữ ẩm, tiến hành nghiên cứu khả trương nở AMS-1 dung dịch muối khác kết nghiên cứu bảng 3.10 Bảng 3.10: Khả trương nở AMS-1 có mặt ion kim loại (g/g) Nồng độ 0,5 10 15 mM Muối NaCl 206 188 128 102 86 KNO3 201 173 119 97 84 MgSO4 173 146 106 65 46 CaCl2 150 79 71 22 10 Từ bảng 3.10 cho thấy, khả trương nở dung dịch muối NaCl, KNO3 cao khả trương nở dung dịch CaCl2, MgSO4 nồng độ tương ứng Nguyên nhân ion hóa trị II Ca2+, Mg2+ Ngoài hiệu ứng làm giảm lực đẩy tĩnh điện có khả tạo cầu liên kết với nhóm –COOH chuỗi đại phân tử[56] Hình 3.24: Cầu liên kết AMS-1 với ion kim loại hóa trị II 3.6.2 Nghiên cứu khả tương tác làm bền cấu trúc đất PAM Kết nghiên cứu tốc độ sa lắng hạt đất hình 3.25 19 đây: Lượng cặn sa lắng (g/100ml) xử lý PAM ĐC 0 10 20 30 Thời gian sa lắng (giây) 40 50 Hình 3.25: Khả loại bỏ cặn lơ lửng theo thời gian Các kết cho thấy hạt đất bị sa lắng sau đưa vào ống hình trụ Quá trình sa lắng diễn nhanh khoảng thời gian tương đối ngắn giây Rõ ràng xảy trình tạo cầu hóa học phân tử PAM hạt đất khiến cho trình sa lắng diễn nhanh Khả liên kết làm bền cấu trúc đất PAM xác định qua việc phân tích kích thước hạt đất Kết nghiên cứu khả liên kết PAM với hạt đất bảng 3.11 đây: Bảng 3.11: Khả liên kết PAM với hạt đất Kích thước hạt đất (mm) >1 (có ý nghĩa) Đối chứng 7,29 5,52 16,34 45,12 25,73 29,15 Xử lý PAM 30,23 12,48 21,92 16,47 18,9 64,63 Kết cho thấy nhờ hiệu làm bền đất vật liệu PAM nên phần trăm hạt lớn tăng lên đáng kể, đặc biệt cấp hạt có ý nghĩa > 1mm so với đối chứng Như vậy, sử dụng PAM có ý nghĩa mặt thực tiễn, giúp tăng cường khả liên kết hạt đất Hiệu tăng độ bền cấp hạt có kích thước lớn ion lực PAM hạt đất qua lực hút Culong Vanderwal liên kết phối trí xảy PAM (nhóm –COO-) ion kim loại có đất [76] >5 5-3 3-1 1-0,25 < 0,25 Hình 3.26: Liên kết PAM ion kim loại đất 20 FTIR Mg- PAM cho thấy tương tác Mg2+ với nhóm hữu PAM Pic 3348,23cm-1 đặc trưng cho dao động kéo dài liên kết O-H liên kết N-H đối xứng Phổ FTIR PAM thể đỉnh hấp thụ mạnh 1637,95 cm-1, quy cho rung động kéo dài C = O nhóm CONH2 Trong phổ FTIR Mg-PAM, dao động kéo dài C = O thể Pic 1658,32 cm-1, cho thấy có liên hợp nhóm –CONH2 với ion kim loại 3.6.3 Nghiên cứu, xác định hàm lượng AMS-1 PAM tổ hợp vật liệu chế tạo ruột bầu Ảnh hưởng AMS-1 PAM đánh giá thông qua độ bám dính đất, sức chứa ẩm cựa đại đất độ xốp đất Độ bám dính đất hình 3.27 3.28 đây: 80 SCACD (%) Độ bám dính (g/cm2) 60 40 20 AMS1 +PAM AMS1 +PAM AMS1 PAM ĐC Hình 3.27: Độ bám dính tổ hợp ruột bầu AMS1 PAM ĐC Hình 3.28: Sức chứa ẩm tổ hợp ruột bầu Từ hình cho thấy, mẫu sử dụng AMS-1 độ bám dích thấp so với đối chứng độ ẩm đất tăng nên khả bám dính giảm Còn sử dụng PAM khả bám dính cao Trong mẫu sử dụng AMS-1 PAM đất vừa có khả giữ ẩm vừa tăng độ bám dính đất Kết theo dõi cho thấy SCACD có sai khác sử dụng AMS-1 PAM Với ruột bầu sử dụng AMS-1 + PAM nhờ có khả hút nước trì độ ẩm AMS-1 nên ln trì mức cao so với ĐC 3.7 Thử nghiệm bầu ươm tiên tiến, thân thiện môi trường cho đối tượng trồng 3.7.1 Thử nghiệm bầu ươm cho keo Quá trình phân hủy bầu ươm thể thông qua độ bền kéo đứt độ dãn dài đứt Kết tổng hợp bảng 3.12 Bảng 3.12: Tính chất túi bầu ươm thời gian ươm keo Độ bền kéo đứt (MPa) Độ dãn dài đứt (%) Thời gian (tháng) PE-Keo TH-Keo PE-Keo TH-Keo 20,58 20,18 659,3 658,1 20,24 16,21 624,1 423,1 19,56 12,52 570,3 221,4 17,53 4,14 412,1 20,15 21 Kết cho thấy có chênh lệch độ bền kéo đứt độ dãn dài đứt mẫu bầu sử dụng màng tự hủy mẫu bầu PE thông thường keo Như vậy, thời gian tự hủy túi bầu phù hợp với kết nghiên cứu trước Số lần tưới, tỷ lệ sống tỷ lệ keo đạt tiêu chuẩn xuất vườn trình bày bảng 3.13 Bảng 3.13: Số lần tưới phẩm chất keo công thức bầu ươm Tỷ lệ sống Tỷ lệ đạt tiêu Số lần tưới (lần) (%) chuẩn xuất vườn (%) PE-Keo 15 92 90 TH-Keo 98 98 Kết cho thấy việc bổ sung AMS-1+ PAM vào ruột bầu làm giảm số lần tưới nước Bên cạnh đó, bổ sung AMS-1 + PAM ruột bầu làm tăng tỷ lệ sống điều hạt sau nảy mầm gặp điều kiện ẩm thuận lợi nên phát triển tốt Nhờ khả giữ ẩm tốt, giống sống sót sau trồng đạt tiêu chuẩn xuất vườn Ảnh hưởng bầu ươm tiên tiến, thân thiện môi trường đến sinh trưởng phát triển keo bầu trình bày bảng 3.14 đây: Bảng 3.14: Kết chiều cao keo lần thu thập số liệu Chiều cao (cm) Đường kính cổ rễ Chiều dài rễ (cm) (cm) Thời gian PE-Keo TH-Keo PE-Keo TH-Keo PE-Keo TH-Keo 12/4/17 1,94 2,22 1,08 1,18 1,02 1,26 12/5/17 7,3 8,1 1,62 1,98 2,8 4,32 12/6/17 9,1 12,46 1,96 2,36 5,24 7,37 12/7/17 15,1 18,56 2,42 2,8 7,64 9,87 12/9/17 15,54 19,44 2,46 2,9 8,0 11,3 Từ bảng tiêu sinh trưởng cho thấy, bầu ươm tiên tiến, thân thiện môi trường cho kết sinh trưởng tốt so với bầu PE thường Sử dụng bầu ươm tiên tiến cho chiều cao cây, đường kính cổ rễ chiều dài rễ phát triển tiêu sinh trưởng tăng so với bầu PE thông thường 3.7.2 Thử nghiệm bầu ươm cho thơng Q trình phân hủy bầu ươm thể thông qua độ bền kéo đứt độ dãn dài đứt Kết tổng hợp bảng 3.15 Bảng 3.15: Tính chất túi bầu thời gian ươm thông Độ bền kéo đứt (MPa) Độ dãn dài đứt (%) Thời gian (tháng) PE-Thong TH- Thong PE-Thong TH-Thong 20,67 20,15 545,76 550,60 20,01 18,03 521,09 452,08 22 18,57 13,46 437,61 330,50 17,52 9,87 416,92 196,07 16,58 6,72 390,04 55,92 15,87 4,93 384,89 4,35 Kết cho thấy túi bầu PE thông thương tháng đầu chất lý giảm chậm Sau tháng ươm cây, độ bền kéo đứt độ dãn dài đứt trì 60% giá trị ban đầu Đối với túi bầu tự hủy, độ bền kéo đứt độ dãn dài đứt sau tháng đạt 4,93 MPa 4,35% Số lần tưới, tỷ lệ sống tỷ lệ đạt tiêu chuẩn xuất vườn trình bày bảng 3.16 Bảng 3.16: Số lần tưới phẩm chất Thông công thức bầu ươm Tỷ lệ sống Tỷ lệ đạt tiêu Số lần tưới (lần) (%) chuẩn xuất vườn (%) PE-Thong 19 91 91 TH-Thong 10 97 97 Như vậy, kết cho thấy công thức TH-Thong số lần tưới giảm, tỷ lệ sống đạt tiêu chuẩn xuất vườn cao so với PE-Thong Do AMS-1 có tác dụng giữ ẩm nên tiết kiệm công tưới mà thơng bầu có tỷ lệ sống cao Q trình sinh trưởng phát triển thơng mơ hình sử dụng bầu ươm tiên tiến bảng 3.17 đây: Bảng 3.17: Bảng tổng hợp kết chiều cao thông Chiều cao (cm) Đường kính cổ rễ (cm) Chiều dài rễ (cm) Thời THTHgian PE-Thong PE-Thong PE-Thong THThong Thong Thong 8/5/17 3,28 4,28 0,52 0,96 2,48 3,34 8/7/17 12,38 17,4 1,846 1,98 4,5 6,5 8/9/17 19,32 22,3 3,1 2,56 8,36 10,45 8/11/17 23,82 30,34 3,78 4,56 12,41 15,11 8/1/18 25,4 31,64 4,01 5,06 13,12 16,03 Như vậy, từ bảng kết cho thấy tương tự keo, thông bầu ươm tiên tiến, thân thiện môi trường có khả sinh trường phát triển tốt so với bầu PE thường Chiều cao cây, đường kính cổ rễ chiều dài rễ cao 3.7.3 Thử nghiệm bầu ươm cho bạch đàn Kết tổng hợp trình phân hủy túi bầu ươm bạch đàn sau 12 tháng bảng 3.18 đây: Bảng 3.18: Tính chất túi bầu thời gian ươm bạch đàn Độ bền kéo đứt (MPa) Độ dãn dài đứt (%) Thời gian (tháng) PE-BĐ TH-BĐ PE-BĐ TH-BĐ 23 20,79 20,75 680,25 689,33 19,26 17,15 620,47 502,24 18,18 14,31 583,12 400,06 17,64 12,71 510,22 218,57 16,53 9,09 470,46 115,08 10 14,37 5,19 420,48 30,66 12 13,05 4,23 390,62 5,17 Kết cho thấy, tương tự bầu ươm keo thông với công thức bầu ươm sử dụng để ươm bạch đàn bầu ươm tiên tiến, thân thiện mơi trường có độ bền kéo đứt, độ dãn dài đứt giảm mạnh sau 12 tháng ươm Trong đó, bầu PE thơng thường tính chất lý bầu lại 50% giá trị ban đầu Số lần tưới, tỷ lệ sống tỷ lệ bạch đàn đạt tiêu chuẩn xuất vườn trình bày bảng 3.19 Bảng 3.19: Số lần tưới phẩm chất bạch đàn công thức bầu ươm Tỷ lệ sống Tỷ lệ đạt tiêu Số lần tưới (lần) (%) chuẩn xuất vườn (%) PE-BĐ 25 93 92 TH-BĐ 13 98 98 Từ kết bàng 3.19 cho thấy, tương tự keo thông số lần tưới công thức TH-BĐ giảm đáng kể so với PE-BĐ Tỷ lệ sống tỷ lệ đạt tiêu chuẩn xuất vườn cao Qua trình bố trí theo dõi thí nghiệm thu thập tổng hợp, ảnh hưởng bầu ươm tiên tiến, thân thiện môi trường đến sinh trưởng phát triển bạch đàn bầu trình bày bảng 3.20 đây: Bảng 3.20: Kết chiều cao bạch đàn lần thu thập số liệu Chiều cao (cm) Đường kính cổ rễ (cm) Chiều dài rễ (cm) Thời gian PE-BĐ TH-BĐ PE-BĐ TH-BĐ PE-BĐ TH-BĐ 8/5/2018 9,05 11,05 2,67 2,82 6,67 7,72 8/7/2018 20,01 23,41 3,24 3,66 8,53 10,02 8/9/2018 42,84 48,45 4,25 4,65 11,97 14,68 8/11/2018 59,06 61,03 5,03 5,47 13,2 15,97 8/1/2019 68,09 73,42 6,21 6,89 14,57 16,77 Hiệu sử dụng nước cơng thức ruột bầu nhìn chung tăng lên sử dụng AMS-1 PAM Điều biểu bề ngồi thơng qua phát triển rễ Tuy nhiên công thức sử dụng bầu ươm tiên tiến, thân thiện môi trường tiêu sinh trưởng chiều cao, đường kính cổ rễ chiều dài rễ phát triển tốt 24 KẾT LUẬN Nghiên cứu, đánh giá trình phân hủy giảm cấp (phân hủy nhiệt, quang nhiệt ẩm, lão hóa tự nhiên) phân hủy điều kiện tự nhiên (chơn đất, ngâm bùn hoạt tính) màng chế tạo sở polyetylen tái sinh phụ gia xúc tiến oxy hóa Kết cho thấy, mẫu PE3A2Ox02, PE3A2Ox04, PE3A2Ox06 PE3A2Ox08 có khả tự hủy sau 90 giờ, 72 54 giờ, 36 oxy hóa nhiệt sau 30 ngày, 24 ngày, 18 ngày 12 ngày oxy hóa quang, nhiệt, ẩm tương ứng với 15 tháng, 12 tháng, tháng tháng điều kiện tự nhiên Điều kiện thông số công nghệ để chế tạo túi bầu có thời gian tự hủy khác sau: - Tỷ lệ rPE/ LDPE 85/15 - Hàm lượng phụ gia trình PPA 2% - Hàm lượng hỗn hợp phụ gia xúc tiến oxy hóa 0,02% (TH15), 0,04% (TH12), 0,06% (TH9) 0,08% (TH6) - Hàm lượng than đen: 1% - Tốc độ trục vít 27 vòng/phút - Tốc độ kéo 850 vòng/phút - Vùng nhiệt độ gia công: 1750C, 1800C, 1850C, 1900C 1900C Nghiên cứu khả giữ ẩm AMS-1 tương tác làm bền cấu trúc PAM cho thấy, sử dụng hai loại vật liệu AMS-1 (với hàm lượng 0,8g/kg tổ hợp vật liệu) + PAM (với hàm lượng 2mg/1kg tổ hợp vật liệu) góp phần cải thiện số tính ruột bầu: tăng khả giữ ẩm, giữ dinh dương, giảm tỷ lệ vỡ bầu vận chuyển đến nơi gieo trồng Bầu ươm tiên tiến, thân thiện môi trường ứng dụng để ươm Keo, Thông Bạch đàn Kết thử nghiệm cho thấy túi bầu có thời gian tự hủy tương ứng với nghiên cứu trước Nhờ sử dụng hai loại vật liệu AMS-1 PAM mà bầu có tỷ lệ sống cao (98%), giảm số lần tưới nước (giảm từ 7-12 lần), tăng khả sinh trưởng phát triển trông (tăng so với đối chứng từ 22-25%) NHỮNG ĐIỂM MỚI VÀ ĐÓNG GÓP CỦA LUẬN ÁN Nghiên cứu, đánh giá khả phân hủy giảm cấp phân hủy môi trường tự nhiên màng chế tạo sở polyetylen tái sinh tổ hợp phụ gia xúc tiến oxy hóa hóa Mn(II) stearat, Fe(III) stearat, Co(II) stearat Chế tạo túi bầu ươm thân thiện mơi trường tự hủy thời gian khác nhằm giảm thiểu ô nhiểm môi trường từ nhựa polyetylen tái sinh tiết kiệm công xé bầu gieo trồng Đã nghiên cứu sử dụng kết hợp hai vật liệu tiên tiến thân thiện môi trường polyme siêu hấp thụ nước AMS-1 polyacrylamit PAM tổ hợp vật liệu chế tạo ruột bầu giúp cải thiện số tính ruột bầu: tăng khả giữ ẩm, giữ dinh dương, giảm tỷ lệ vỡ bầu vận chuyển đến nơi gieo trồng DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN Trịnh Đức Cơng, Nguyễn Thị Thức, Lưu Thị Xuyến, Hồng Thị Phương, Trần Vũ Thắng, Nguyễn Văn Khôi, Chu Ngọc Châu, Nghiên cứu ảnh hưởng phụ gia xúc tiến oxy hóa đến khả tự hủy túi bầu ươm sở nhựa polyetylen tái sinh, Tạp Chí Hóa học 56 (3E12), 32-36, (2018) Trịnh Đức Công, Nguyễn Thị Thức, Nguyễn Văn Khôi, Nguyễn Trung Đức, Lưu Thị Xuyến, Ảnh hưởng polyme siêu hấp thụ nước vật liệu liên kết đất tới sinh trưởng keo giai đoạn vườn ươm, Tạp Chí Hóa học ứng dụng (3), 10-13 (2018) Nguyễn Thị Thức, Nguyễn Văn Khơi, Trịnh Đức Cơng, Trần Vũ Thắng, Hồng Thị Phương, Khả tự hủy túi bầu ươm chứa phụ gia xúc tiến oxy hóa polyetylen tái sinh điều kiện lão hóa tự nhiên mơi trường đất, Tạp Chí Hóa học 57(4e3,4), 105-109, (2019) Nguyễn Thị Thức, Trịnh Đức Công, Nguyễn Văn Khôi, Trần Vũ Thắng, Hoàng Thị Phương, Nghiên cứu ảnh hưởng ruột bầu ươm tiên tiến, thân thiện môi trường đến chất lượng thông giai đoạn vườn ươm, Tạp chí Hóa học ứng dụng 5(49), số trang 11-14, 2019 ... Nghiên cứu số vật liệu polyme tiên tiến, thân thiện môi trường ứng dụng chế tạo bầu ươm cây với mục tiêu nội dung nghiên cứu cụ thể sau: Mục tiêu luận án - Nghiên cứu khả phân hủy màng chế tạo. .. nhiễm mơi trường Đồng thời việc sử dụng túi bầu ươm đem lại ý nghĩa mặt kinh tế cao, tiết kiệm cơng xé bầu Ngồi ra, nghiên cứu sử dụng số vật liệu tiên tiến, thâm thiện với môi trường như: polyme. .. cấu tạo bầu gieo ươm gồm thành phần chính: Túi bầu ruột bầu Các ưu nhược điểm bầu ươm nay, tình hình nghiên cứu nước giới bầu ươm Đã có nhiều nghiên cứu chế tạo túi bầu PE tự hủy chưa có tài liệu