Luận văn sư phạm Nghiên cứu nâng cao độ bền lão hóa của vật liệu của vật liệu Poly Propylen (PP)

GV: TS Ngơ Tr nh Tùng Khố lu n t t nghi p đ i h c L ic m n Khoá lu n đ c th c hi n t i phòng polyme ch c n ng, Vi n Hoá h c, Vi n Khoa h c Cơng ngh Vi t Nam Em xin bày t lịng bi t n chân thành sâu s c t i th y giáo Lê Cao Kh i nhi t tình, t n tâm h ng d n em su t q trình th c hi n khố lu n t t nghi p Em xin chân thành c m n bày t lịng kính tr ng t i T.S Ngô Tr nh Tùng, Vi n Hố h c, Vi n Khoa h c Cơng ngh Vi t Nam t n tình h ng d n giúp đ em hồn thành khố lu n t t nghi p Trong trình th c hi n khoá lu n t t nghi p, l n đ u ti n hành nghiên c u nên khơng tránh kh i nh ng sai sót Vì v y, em r t mong nh n đ c s góp ý, ch b o c a th y cô b n sinh viên quan tâm Hà N i, ngày 15 tháng 05 n m 2009 Sinh viên Hoàng Th Hoa SV: Hoàng Th Hoa K31C Hố GV: TS Ngơ Tr nh Tùng Khố lu n t t nghi p đ i h c L i cam đoan Trong trình th c hi n đ tài khoá lu n: “Nghiên c u nâng cao đ b n lão hoá c a v t li u poly propylen (PP)”, xin cam đoan cơng trình nghiên c u c a riêng tơi Các k t qu nghiên c u, s li u đ c trình bày khố lu n hồn tồn trung th c, khơng trùng v i k t qu c a tác gi khác Tác gi : Hoàng Th Hoa SV: Hồng Th Hoa K31C Hố GV: TS Ngơ Tr nh Tùng Khố lu n t t nghi p đ i h c M CL C Trang đ tv nđ Ch ng t ng quan 1.1 Gi i thi u chung 1.1.1 V t li u polyme 1.1.2 V t li u poly propylen (PP) 1.1.2.1 Tính ch t 1.1.2.2 S n xu t 1.1.2.3 Gi i thi u m t s v t li u đ c s n xu t t PP 1.2 T ng quan v s lão hoá c a v t li u polyme 1.2.1 C ch c a trình lão hoá 1.2.2 Khái ni m v ch t ch ng lão hố q trình oxy hố- 10 quang hoá Ch 1.2.2.1 Ch t ch ng oxy hoá nhi t 10 1.2.2.2 Ch t ch ng quang hoá 18 22 ng 2: Th c nghi m 2.1 Nguy n li u, hoá ch t 22 2.2 Ch t o ph 23 Ch ng pháp kh o sát m u 25 ng 3: K t qu th o lu n 3.1 Xác đ nh nhi t đ gia công 3.2 Kh o sát nh h ng c a hàm l 25 ng ch t ch ng oxy hoá 25 nhi t đ n lão hoá nhi t c a PP 3.3 Kh o sát nh h ng c a ch t ch ng tia UV đ n kh n ng lão 29 hoá c a PP K t lu n 33 Tài li u tham kh o 34 SV: Hồng Th Hoa K31C Hố GV: TS Ngơ Tr nh Tùng Khố lu n t t nghi p đ i h c tv nđ V i s phát tri n m nh m c a n n kinh t , nhu c u s d ng v t li u polyme Vi t Nam ngày m t t ng cao Trong nh ng n m g n đây, nhu c u tiêu th v t li u polyme Vi t Nam đư đ t kho ng tri u t n Trong s lo i polyme thông d ng, v t li u poly propylen (PP) đóng m t vai trị quan tr ng có nhu c u s d ng l n polyme khác có giá thành t cao Vì v y, ng u m c a PP so v i lo i v t li u ng đ i r đ ng th i có tính ch t c lý i ta có th th y v t li u PP đ c s d ng t ng đ i r ng rưi t s n ph m nh a dùng gia đình, bao bì, màng polyme đ n thi t b k thu t cao Tuy nhiên, c ng gi ng nh lo i v t li u polyme khác, v t li u PP c ng ch u s lưo hóa th i gian s d ng tác đ ng c a nhi t đ , tia c c tím Q trình lưo hóa v t li u làm suy gi m tính ch t c a v t li u d n đ n th i gian s d ng v t li u b ng n đi, th m chí làm gi m kh n ng ng d ng c a v t li u Vì v y, nghiên c u ch ng lưo hóa cho v t li u polyme đư đ c nhà khoa h c th gi i Vi t Nam quan tâm t r t lâu Do v y đư l a ch n đ tài “Nghiên c u nâng cao đ b n lão hoá c a v t li u poly propylen (PP)” làm đ tài nghiên c u cho khóa lu n c a Trong đ tài này, c ch lưo hóa c a v t li u polyme, đ c bi t PP d đ ng c a m t s yêu t nh nhi t đ , tia UV đ SV: Hồng Th Hoa K31C Hố i tác c nghiên c u kh o sát GV: TS Ngô Tr nh Tùng Khoá lu n t t nghi p đ i h c Ch ng 1: T ng quan 1.1 Gi i thi u chung 1.1.1 V t li u polyme Các h p ch t polyme nh ng h p ph n c b n c a r t nhi u lo i v t li u, đ c s d ng r t r ng rưi nhi u ngành k thu t hi n M t s lo i v t li u quan tr ng: Ch t d o: đ u có tính ch t chung nh , có lo i x p, r t nh , b n v m t c h c, m t s lo i b n c v m t hoá h c, cách n, cách nhi t, cách âm t t M t s ch t d o có đ c ng cao l i su t nh thu tinh Vì v y đ c ng d ng r ng rưi kinh t đ i s ng T s i: D ng s i dai nh v i đ b n nh t đ nh D t v i may m c lo i, l i đánh cá, ch may, ch khâu y khoa, dây th ng ch u l c cho tàu thuy n , ng i leo núi … Cao su: V t li u phân t có tính đàn h i cao, tính c h c t t, dùng cho ngành k thu t, công ngh ch t o l p ôtô, xe máy, máy bay cho ngành hàng không Vi t Nam Keo dán: Là nh ng ch t hay h n h p ch t dính đ g n k t b m t c a v t th l i v i nh hi n t ng bám k t hi n t ng c k t Các lo i keo da trâu t da súc v t, keo casein t s a, h tinh b t t tinh b t đ dán g , v i, gi y… V t li u compozit: Có nhi u tính ch t u vi t nh r t b n nh , tu i th cao, b n v i c môi tr ng n c bi n, không nhi m t , cách n, đ d n n th p h n so v i kim lo i đ n gi n s d ng, s a ch a nên đ c ng d ng h t s c phong phú đ i s ng k thu t, t nh ng s n ph m đ n gi n nh b n t m, thùng ch a n c …đáp ng yêu c u đ c bi t c a ôtô, tàu thu , máy bay, tên l a, tàu v tr SV: Hồng Th Hoa K31C Hố GV: TS Ngơ Tr nh Tùng Khố lu n t t nghi p đ i h c 1.1.3 V t li u poly propylen (PP) Danh pháp IUPAC: poly (1-metyletylen) Tên khác: poly propylen, poly propen [USAN] : propen polyme, propylen polyme, 1-propen homopolyme Nh n d ng: S CAS: 9003-07-0 CTPT: (C3H6)n T tr ng: PP vơ đ nh hình: 0,85 g/cm3 PP tinh th : 0,95 g/cm3 giưn dài: 250 - 700 % b n kéo: 30 – 40 N/mm2 dai va đ p: 3,28 - 5,9 KJ/m2 i m nóng ch y  1650C 1.1.3.1 Tính ch t c tính: Tính b n c h c cao (b n xé b n kéo đ t), đ ng v ng, không m m d o nh PE khơng b kéo giưn dài đ c ch t o thành s i c bi t, kh n ng b xé rách d dàng có m t v t th ng nh Trong su t, đ bóng b m t cao, cho kh n ng in n cao, nét in rõ PP không màu, không mùi, không v , không đ c, PP cháy v i ng n l a màu xanh nh t, có dịng ch y d o, có mùi cháy g n gi ng v i mùi cao su Ch u đ c nhi t đ cao h n 1000C, nhiên nhi t đ làm dán mí (thân) bao bì PP (1400C) cao so v i PE nên th ng dùng PP làm l p Có tính ch t ch ng th m h i n SV: Hoàng Th Hoa K31C Hoá c, oxy, d u m khí khác GV: TS Ngơ Tr nh Tùng Khố lu n t t nghi p đ i h c Có c u trúc u hồ l p th , ch t r n tinh th , có ch s c lý cách n cao, kh i l ng phân t kho ng 60.000 đvC, nhi t đ nóng ch y t0nc = 164 - 1700C, t kh i 0,92g/cm3 Nó b n v i axit, ki m, d u m c nhi t đ cao nhi t đ th ng, khơng tan b t kì dung mơi nào, ch nhi t đ cao h n 800C tan hyđrơcacbon th m parafin clo hố Cơng d ng: Dùng làm bao bì m t l p ch a đ ng, b o qu n th c ph m, không yêu c u ch ng oxy hoá m t cách nghiêm ng t T o thành s i d t, thành bao bì đ ng l ng th c, ng c c, có s l ng l n PP c ng đ c s n xu t d ng màng ph đ i v i màng nhi u l p đ t ng tính ch ng th m khí, h i n c, t o kh n ng in n cao, d xé rách, đ m bao bì (do có t o s n m t v t đ t) t o đ bóng cho bao bì Kí hi u: Trên s n ph m s d ng nguyên li u t PP s đ s 5đ c ký hi u b ng c đ t m t hình tam giác cân 1.1.3.2 S n xu t PP đ đ c s n xu t b ng ph c PP phân t kh i l n PP d + nCH2 = CH TiCl Al(C H ) ng pháp trùng h p g c, không u ch i tác d ng h xúc tác Ziegler – Natta (– CH2 – CH – )n CH3 CH3 Ngày hi n có nhà máy Dung Qu t s n xu t PP v i cơng su t 150 nghìn t n s n ph m n m Phân x ng s d ng nguyên li u khí propylen c a nhà máy l c d u Dung Qu t đ tái ch thành h t nh a PP đ t SV: Hồng Th Hoa K31C Hố GV: TS Ngơ Tr nh Tùng Khố lu n t t nghi p đ i h c tiêu chu n khu v c qu c t ph c v s n xu t m t hàng nh a dân d ng, công nghi p ô tô t o đ c nhi u m u hàng d t t nguyên li u PP nh : ch n, th m, qu n áo, bít t t, màm rèm v.v đư kh ng đ nh kh n ng s d ng nguyên li u PP có l i vi c thay th d ng nguyên li u nh p khác Vì v y, c n xác l p đ c ph ng pháp quy trình cơng ngh thích h p đ đ a ngun li u m i vào s n xu t dây chuy n cơng ngh có s n n c Gi i thi u m t s v t li u đ c s n xu t t PP * V i đ a k thu t V i đ a k thu t (V KT) s n ph m d t ho c cán t s i polyme đ c ng d ng nhi u cu c s ng c ng nh k thu t Nó khơng ch làm t ng kh n ng làm vi c mà gi m giá thành c u trúc nh d c, đ ng ô tô, đ ng t u ho , c u trúc xây d ng, khí n c vi c chơn l p rác th i, cơng trình thu l i, h nuôi tr ng thu s n H n n a, V KT có th đ c s d ng d dàng kh n không th s d ng đ nh ng n i u ki n thi cơng khó c m t s lo i v t li u truy n th ng + V t li u làm V KT poly propylen, poly etylen, polyeste, polyolefin, poly amit hay poly unyliden clorit Trong ch y u t polyeste poly propylen M i lo i polyme tr n đ u có tính ch t riêng, tu thu c vào yêu c u v đ b n môi tr ng đ t mà s d ng Sau m t s đ c tr ng quan tr ng c a hai lo i polyme làm v t li u n n cho V KT Tính ch t Polyeste Polypropylen T tr ng 1,36 0,9 Nhi t đ nóng ch y 247-254OC 160-188OC B n hố h c R tt t R tt t SV: Hoàng Th Hoa K31C Hố GV: TS Ngơ Tr nh Tùng Khoá lu n t t nghi p đ i h c B n tia t ngo i R tt t T t ( n đ nh) * Các ch c n ng c a v i đ a k thu t - Ch c n ng phân tách - Ch c n ng l c - Ch c n ng thoát n - Ch c n ng gia c c, khí ng - Ch c n ng b o v hay lót - Ch c n ng ng n h i m - Ch c n ng ch ng th m n c ch t l ng * ng d ng c a v i đ a k thu t - Gia c ng cho l p đ t ch a đ - Gia c ng cho đ c lát ng đư lát - Ch ng sói mịn - L ng đ ng - Thốt n cl pd - H th ng gia c ib m t ng ch ng l - H th ng ch a ch t th i * Nguyên li u PP: Nh a PP – RCT - Nh a PP-RCT: đ c nghiên c u phát tri n t PP Radom Copolymer Type 3, nguyên li u đ c quy n th gi i c a t p đoàn Borouge, t p đoàn hàng đ u th gi i vi c nghiên c u phát tri n s n ph m nguyên li u nh a t i Châu Âu, khác bi t c a PP-RCT v i ch t li u PP-R ch  C u trúc tinh th : (Crystalline Structure) nên kh n ng ch u va đ p, áp l c t t h n PP-R  T ng c ng kh n ng ch u nhi t SV: Hoàng Th Hoa K31C Hố GV: TS Ngơ Tr nh Tùng Khoá lu n t t nghi p đ i h c  V t li u công ngh m i PP-RCT đ i th i gian v a qua t ng tu i th cơng trình m t cách đáng k , d dàng h n trình l p đ t s d ng  Thành ng m ng đ m b o ti t ki m chi phí đ u t nh ng v n đ m b o đ ch u áp t t t ng l u l ng n c truy n t i  Ti t ki m nh t 30% chi phí so v i ng PP-R thông th tr  ng th ng ng hàn nhi t PP-RCT cho phép s d ng t l ng đ ng kính nh h n so v i cơng trình xây d ng kh n ng ch u áp c a t t h n so v i ng PP-R thông th ng khác  Thí nghi m th đ b n c a s n ph m: 5.0 MPa t i 70OC v i đ b n 50 n m  Yêu c u k thu t theo tiêu chu n EN ISO 15874, DIN 8077/8078 hay b t c u ki n tiêu chu n khác  Các ph ki n ren đ ng đ u làm t nguyên li u đ ng cao áp không pha nhi u t p ch t nên đ m b o đ v sinh đ b n c a s n ph m  L p đ t v n chuy n d dàng h n * V t li u polyme nanocompozit t PP nanoclay I44PA: V t li u polyme nanocompozit t PP nanoclay I44PA ch t o t i trung tâm nghiên c u v t li u polyme Tr ng i h c Bách khoa Hà N i Các nghiên c u nhi u x r n ghen (XRD) cho th y hình thành c u trúc nano d ng xen k , đ ng th i có bi n đ i c u trúc tinh th c a poly propylen nano clay compozit (PPNC) so v i PP ban đ u * Vi t li u PP ghép v i maleic anhiđrit PP-g-MA PP m t nh ng ch t d o thơng d ng có tính ch t c lý cao, giá thành th p có kh n ng ng d ng r ng rưi nh ng n m g n ph n ng ghép gi a PP maleic anhiđrit (MA) đ SV: Hồng Th Hoa K31C Hố c quan tâm ngày 10 GV: TS Ngơ Tr nh Tùng Khố lu n t t nghi p đ i h c Ch ng Th c nghi m 2.1 Nguyên li u, hoá ch t Polypropylen đ c s d ng lo i Homo-polypropylen c a Công ty Thai-Polypropylen co Ltd (Thái Lan) Theo tài li u [11,12,14,15], ch t SV: Hồng Th Hoa K31C Hố 25 GV: TS Ngơ Tr nh Tùng Khoá lu n t t nghi p đ i h c ch ng lưo hoá nhi t cho PP dùng v i đ a k thu t k t h p c a lo i ch t ch ng oxy hố nhi t có g c phenol g c phosphite Vì v y, l a ch n ch t ch ng oxy hoá Irganox B215 c a hưng CIBA Irganox B215 m t h n h p ch t ch ng oxy hoá g c phenolic phosphite (t l 66:34) có cơng th c hố h c nh sau: O H2 C CH2 O C CH2 CH2 O OH Mw = 1178 Mw = 646.9 Ch t ch ng quang hoá ch t TINUVIN 783 c a hưng CIBA ây c ng m t h n h p ch t ch ng quang hoá có cơng th c hố h c nh sau: O O N O (CH2)2 - O - C - (CH2) -C n Mw = 3100 -4000 H N O H N N (CH2)6 N N O O N (CH2)6 N N H n NH Mw =2000 -3100 Ngoài cịn có b t than đen (Hàn Qu c) m t s hố ch t phân tích khác c a Trung Qu c 2.2 Ch t o ph ng pháp kh o sát m u Ch t o m u: SV: Hồng Th Hoa K31C Hố 26 GV: TS Ngơ Tr nh Tùng Khố lu n t t nghi p đ i h c M u kh o sát đ c ch t o máy tr n kín HAAKE t i Vi n nhi t đ i – Vi n khoa h c Công ngh Vi t Nam i u ki n gia công m u nh sau: nhi t đ 1800C, t c đ vòng quay 60 vòng/phút Sau cho PP vào tr n kho ng phút đ cho PP nóng ch y, ch t ph gia đ ti p t c tr n phút n a Kh i l c cho thêm vào ng m i l n tr n 50g i v i trình tr n m u, nhi t đ giá tr momen xo n có ý ngh a quan tr ng Khi cho nguyên li u vào, nhi t đ gi m xu ng Sau nhi t đ b t đ u t ng d n lên đ n nhi t đ đư đ nh s n Qua bi u đ ta th y, sau tr n phút momen xo n đ t giá tr g n nh không thay đ i hi n m u tr n đư đ t đ i u th c đ đ ng đ u n đ nh Sau tr n xong, m u polyme đ c ép thành t m b ng máy ép Caver (M ) Các thơng s k thu t q trình ép nh sau: Nhi t đ ép 200 0C, th i gian ép 15 phút, đ d y t m polyme 1mm Các tính ch t c lý đ c kh o sát máy đa n ng Housfield (Anh) t i TT V t li u - Vi n Hoá h c Công nghi p đ tđ b n kéo đ t đ giưn dài c đo theo tiêu chu n ISO 527 - 1, t c đ kéo 10 mm/ phút T k t qu đo đ b n kéo đ t đ giưn dài đ t ta có th xác đ nh h s lưo hố c a polyme theo cơng th c sau: H s lưo hoá l c kéo đ t: K = i / 0 H s lưo hoá giưn dài đ t: K = i / 0 Trong đó: m u ban đ u, i m u đo sau th i gian b tác đ ng b i nhi t hay tia UV b n nhi t c a m u đ c đo máy Shimadzu TGA - 50H (Vi n Hoá h c - Vi n Khoa h c Công ngh Vi t Nam) Vùng nhi t đ kh o sát t nhi t đ phòng đ n 5000C, t c đ gia t ng nhi t 100C/phút đo môi tr ng khơng khí SV: Hồng Th Hoa K31C Hố 27 Khoá lu n t t nghi p đ i h c GV: TS Ngô Tr nh Tùng kh o sát kh n ng b n tia t ngo i, m u đ ASTM G53, c (CHLB c đo theo tiêu chu n ng đ chi u tia UV W/m2 t khí h u MYTRON c) c a Vi n Nhi t đ i – Vi n Khoa h c Công ngh Vi t Nam ch ng K t qu th o lu n 3.1 Xác đ nh nhi t đ gia công SV: Hồng Th Hoa K31C Hố 28 GV: TS Ngơ Tr nh Tùng Khoá lu n t t nghi p đ i h c Thông th b ng ph ng, s n xu t v i đ a k thu t thành ph n đ c tr n ng pháp nóng ch y Vì v y, nhi t đ phân hu c a thành ph n đóng vai trò quy t đ nh t i nhi t đ gia cơng Các gi n đ phân tích nhi t vi sai c a PP, IRGANOX B215, TINUVIN 783 đ c th hi n ph n ph l c B ng k t qu t ng h p nhi t đ phân hu c a thành ph n polyme Nguyên li u Nhi t đ phân hu (0C) PP 279 IRGANOX B215 242; 290 TINUVIN 783 376 B ng 1: Nhi t đ phân hu c a thành ph n polyme Nhi t đ phân hu c a PP kho ng 2790C IRGANOX B215 m t h n h p ch t ch ng oxy hoá Do v y, đ xu t hi n pick phân hu : 2420C 2900C hi n pick phân hu 3760C ng bi u di n nhi t phân hu i v i TINUVIN 783 ch xu t i u có th lý gi i m t thành ph n c a TINUVIN 783 có nhi t đ phân hu 5000C Do v y, không xu t hi n pick phân hu th gi n đ phân tích nhi t Qua k t qu ta có th xác đ nh đ c r ng nhi t đ gia công không đ c 240 0C Thông th ng, kho ng nhi t đ gia công cho PP t 1800C đ n 2200C v y kho ng nhi t đ hoàn toàn phù h p cho thành ph n polyme 3.2 Kh o sát nh h ng hàm l ng ch t ch ng oxy hoá nhi t đ n s lão hoá nhi t c a PP M t nh ng y u t có nh h ng quan tr ng đ n kh n ng ch ng lưo hoá nhi t đ gây đ i v i v t li u polyme nhi t đ phân hu c a chúng Nhi t đ phân hu cao kh n ng ch ng lưo hố nhi t c a SV: Hồng Th Hoa K31C Hố 29 GV: TS Ngơ Tr nh Tùng Khố lu n t t nghi p đ i h c polyme t t Các gi n đ phân tích nhi t vi sai c a PP đ l ng khác ch t ch ng oxy hoá nhi t đ c tr n v i hàm c đ a ph n ph l c Hình bi u di n s ph thu c c a nhi t đ phân hu c a PP vào hàm l ng ch t ch ng oxy hoá nhi t 300 T(0C) 295 290 285 280 275 270 0.2 0.5 0.8 1.2 Antioxidant (%) Hình 1: nh h ng c a ch t ch ng oxy hoá đ n đ b n nhi t c a PP K t qu cho th y, cho ch t ch ng oxy hoá nhi t IRGANOX B215 vào PP, đ b n nhi t c a PP t ng lên hàm l ng ch t ch ng oxy hoá nhi t 0,2% đ b n nhi t c a PP t ng lên r t ít, dao đ ng kho ng 279 0C đ n 2800C Khi hàm l ng ch t ch ng oxy hoá nhi t t ng lên 0,5% đ b n nhi t c a PP t ng nh lên 2830C hàm l ng ch t ch ng oxy hoá nhi t 0,8%, đ b n nhi t c a PP t ng r t m nh lên 2940C Khi hàm l ng ch t ch ng oxy hoá nhi t ti p t c t ng, đ b n nhi t c a PP không t ng lên đ t bi n n a K t qu cho th y, t hàm l đ b n nhi t c a PP đ c c i thi n rõ r t Hình nh h l c K ng ch t ch ng oxy hoá nhi t 0,8%, ng c a ch t ch ng oxy hoá nhi t đ n h s lưo hố nhi t đ 1100C SV: Hồng Th Hoa K31C Hố 30 GV: TS Ngơ Tr nh Tùng Khố lu n t t nghi p đ i h c 1.2 T = 1100C =0 =0.2 =0.5 =0.8 Coefficient K 0.8 0.6 0.4 0.2 0 13 18 30 Time (h) Hình 2: H s lão hố l c K ph thu c th i gian hàm l ng ch t ch ng oxy hoá nhi t M u polyme đ đ c g i ph polyme đ c kh o sát nhi t đ 1100C Kh o sát nhi t đ cao ng pháp th gia t c cho nghiên c u ch ng lưo hố c a nhi t đ cao, q trình lưo hố x y nhanh h n rút ng n i th i gian kh o sát Theo Vink [11], đ i v i PP nhi t đ 80 0C nhi t đ chuy n ti p c a q trình oxy hố đ ng h c (oxydation kinetic) nhi t đ l n h n 800C, trình phân hu peroxit s di n nhanh h n Qua đ th cho th y, d i tác đ ng c a nhi t đ , đ b n kéo đ t c a PP khơng có ch t ph gia ch ng lưo hoá gi m m nh theo th i gian Sau 30 gi , h s lưo hoá l c K gi m xu ng cịn 0,65 Khi có ch t ch ng oxy hoá nhi t, h s lưo hoá l c đ u l n h n so v i m u khơng có ch t ch ng oxy hoá Tuy v y, gi ng nh k t qu phân tích đ b n nhi t c a PP, hàm l ng ch t ch ng oxy hoá nhi t 0,8 h s lưo hố gi m h n so v i m u có hàm l ng ch t ch ng oxy hoá nhi t th p h n Sau 30 gi , h s lưo hố l c SV: Hồng Th Hoa K31C Hố 31 GV: TS Ngơ Tr nh Tùng Khố lu n t t nghi p đ i h c c a m u có 0,8% ch t ch ng oxy hoá nhi t 0,86 hàm l ng ch t ch ng oxy hoá nhi t 1,2%, h s lưo hoá l c sau 30 gi t ng nh so v i m u có hàm l ng ch t ch ng oxy hoá nhi t 0,8% t 0,86 lên 0,89 Hình k t qu kh o sát h s lưo hoá giưn dài theo n ng đ th i gian nhi t đ 1100C 1.2 =0 =0.2 =0.5 =0.8 T = 1100C Coefficient K =1.2 0.8 0.6 0.4 0.2 0 13 18 30 Time (h) Hình 3: H s lão hố giãn dài ph thu c vào th i gian hàm l ng ch t ch ng oxy hoá nhi t Gi ng nh k t qu phân tích h s lưo hoá l c, h s lưo hoá giãn dài c a PP khơng có ch t ch ng oxy hoá nhi t gi m m nh theo th i gian So v i h s lưo hoá l c, h s lưo hoá giưn dài gi m nhi u h n i v i m u PP khơng có ch t ch ng oxy hoá nhi t, sau 30 gi h s lưo hoá giưn dài gi m xu ng 0,28 Khi hàm l ng ch t ch ng oxy hoá 0,8%, h s lưo hoá giãn dài gi m sau 30 gi 0,61 SV: Hồng Th Hoa K31C Hố 32 GV: TS Ngơ Tr nh Tùng Khố lu n t t nghi p đ i h c T k t qu cho th y, t l ch t ch ng oxy hoá nhi t 0,8%, s lưo hoá c a PP nhi t đ có s gi m rõ r t Vì v y, chúng tơi ch n t l ch t ch ng oxy hoá nhi t 0,8% cho kh o sát ti p theo 3.3 Kh o sát nh h ng c a ch t ch ng tia UV đ n kh n ng lão hoá c a PP D i tác đ ng c a ánh sáng m t tr i, tác đ ng c a nhi t đ , v t li u polyme ch u tác đ ng c a tia UV làm t ng trình lưo hố c a v t li u Vì v y, đ i v i v t li u nh PP s d ng tr i c n ph i t ng c ng ch t ch ng tia UV Hình bi u di n s ph thu c c a h s lưo hoá l c K vào n ng đ th i gian d i tác đ ng c a tia UV 1.2 Coefficient K 0.8 0.6 0.4 0.2 =0 =0.2 =0.5 0.8-1.2 0 23 47 72.5 Time (h) Hình 4: S ph thu c c a h s lão hoá l c K vào n ng đ ch t ch ng tia UV th i gian c a PP T k t qu cho ta th y, PP khơng có ch t ch ng tia UV, h s lưo hoá l c gi m r t m nh Sau 72 gi chi u tia UV, h s lưo hố l c gi m xu ng cịn 0,62 Khi có ch t ch ng tia UV, h s lưo hoá l c t ng d n lên theo n ng đ c a ch t ch ng tia UV T hàm l SV: Hồng Th Hoa K31C Hố ng ch t ch ng tia UV 0,5%, có 33 GV: TS Ngơ Tr nh Tùng Khố lu n t t nghi p đ i h c s t ng lên rõ r t c a kh n ng ch ng tia UV c a PP H s lưo hoá l c gi m ch m h n theo th i gian Sau 72 gi , h s lưo hố l c c a m u có 0,5% ch t ch ng tia UV gi m xu ng 0,83 hàm l ng ch t ch ng tia UV l n h n 0,5%, h s lưo hoá sau 72 gi ch t ng nh Hình bi u di n s ph thu c c a h s lưo hoá giưn dài theo n ng đ th i gian 1.2 Coefficient K 0.8 0.6 0.4 =0 0.2 =0.2 =0.5 0.8-1.2 0 23 47 72.5 Time (h) Hình 5: S ph thu c c a h s lão hoá giãn dài theo n ng đ ch t ch ng tia UV th i gian So v i h s lưo hoá l c, h s lưo hoá giưn dài gi m nhi u h n i v i m u PP khơng có ch t ch ng tia UV, sau 72 gi h s lưo hố giưn dài ch cịn 0,45 Khi hàm l ng ch t ch ng tia UV t ng lên 0,5%, h s lưo hoá giưn dài gi m ch m h n theo th i gian c ng t ng nh theo n ng đ Thông th ng t l ch t ch ng lưo hoá cho polyme nh h n 1% Nguyên nhân m t ph n tính kinh t ch t ch ng lưo hố có giá thành cao g p nhi u l n polyme M t khác, t l ch t ch ng lưo hố cao có th d n đ n s khơng SV: Hồng Th Hoa K31C Hố 34 GV: TS Ngơ Tr nh Tùng Khố lu n t t nghi p đ i h c t ng h p v i polyme gây nh h ng khơng t t đ n tính ch t c lý c a v t li u polyme Vì v y, tu theo yêu c u th i gian s d ng đ l a ch n t l ch t ch ng tia UV cho phù h p T y u t trên, l a ch n t l ch t ch ng tia UV 0,5% cho đ n ph i li u s n xu t v t li u poly propylen VD: V i đ a k thu t Bên c nh vi c s d ng ch t ch ng tia UV TINUVIN 783, chúng tơi cịn nghiên c u s d ng b t than đen ch t ch ng lưo hoá r ti n cho PP Theo Mwila [13], c u trúc b m t c a than đen có nhóm ch c khác nh nhóm OH, COOH, C=O than đen có tác d ng nh ch t lo i g c t Hi u qu ch ng lưo hố c a than đen ph thu c vào kích th c b t than đen, c u trúc b m t Hình bi u di n s ph thu c c a đ b n kéo đ t c a PP, PP tr n than đen PP tr n ch t ch ng tia UV TINUVIN 783 vào th i gian d i tác đ ng c a tia UV 40 Tensile Strength (MPa) 35 30 25 20 15 10 PP PP+ than ®en PP + UV + Antiox 0 23 47 72.5 Time (h) Hình 6: S ph thu c c a đ b n kéo đ t vào th i gian C ng đ chi u tia UV W/m2 SV: Hoàng Th Hoa K31C Hoá 35 Khoá lu n t t nghi p đ i h c GV: TS Ngô Tr nh Tùng K t qu cho th y, PP tr n v i than đen làm gi m đ b n kéo đ t c a PP i u có th gi i thích than đen m t ch t vô c , không t h p v i polyme Vì v y, t l , kích th th c b t than đen đ ng c s d ng có kích c kho ng 70-90 mm Trong khuôn kh c a đ tài, không đ u ki n đ kh o sát h t y u t Tuy nhiên, qua k t qu kh o sát, có than đen đ b n kéo đ t c a PP gi m ch m h n so v i m u khơng có than đen i u có ý ngh a than đen có kh n ng làm t ng kh n ng ch ng lưo hoá cho PP So v i ch t ch ng lưo hoá TINUVIN 783, hi u qu ch ng lưo hoá c a than đen th p h n SV: Hoàng Th Hoa K31C Hố 36 GV: TS Ngơ Tr nh Tùng Khoá lu n t t nghi p đ i h c K t lu n V t li u poly propylen có m t v trí quan tr ng đ i s ng Kh n ng ng d ng c a v t li u poly propylen r t r ng, t nơng nghi p: làm lót h ni tơm cá, kè đê u, cơng trình thu l i đ n xây d ng c u đ ng, lót h rác th i Trong cơng nghi p: s n xu t t s i t ng h p, màng bao b c, v t d ng gia d ng v.v… làm t ng tu i th c a v t li u PP ta ph i t ng c ng ph gia ch ng lưo hoá Các ch t ch ng lưo hoá IRGANOX B215 TINUVIN 783 làm t ng rõ r t kh n ng ch ng lưo hoá c a PP T l ch t ch ng lưo hố thích h p cho PP đ c xác đ nh là: IRGANOX B215 0,8%, TINUVIN 783 0,5% B t than đen c ng có tác d ng làm t ng kh n ng ch ng lưo hoá c a PP Tuy nhiên hi u qu ch ng lưo hoá c a than đen không b ng so v i h ch ng lưo hoá IRGANOX B215 TINUVIN V i h ch ng lưo hoá này, màng m ng PP có h s lưo hố cao h n so v i h s lưo hoá c a lo i v t li u poly propylen nh p t Trung Qu c - Màng m ng PP đáp ng đ c yêu c u s n xu t v t li u PP ng d ng cho lót h ni tơm cá, cơng trình thu l i, t s i t ng h p, màng bao b c, v t d ng gia d ng… SV: Hoàng Th Hoa K31C Hố 37 GV: TS Ngơ Tr nh Tùng Khoá lu n t t nghi p đ i h c Tài li u tham kh o GS TS Ngô Duy C ng; H p ch t cao phân t ; NXB H Qu c Gia Hà N i http:// www.vietlinh.com.vn/tech/subjects/tinhhinhnuoitomvn.htm Tình hình ni tơm Vi t Nam http://www.vietstock.com.vn/news/tvn/986_2003_07/ news824.asp D ki n kim ng ch XK thu s n n m 2004 s đ t 2,6 t USD http://www.cahcm.vnnews.com/1023/10230014.htm Ngành thu s n: v i m c tiêu t USD xu t kh u n m 2002 http://www.vietstock.com.vn/news/tvn/991_2003_02/ news866.asp http://www.big-o.com/catalog/geosynt/geotext/g-techma.pdf http://www.geotextile.com/paving/American Assoc of State) Highway and Transportation officials (AASHTO) Gaechter/Mueller, Kunststoff – Additive, Ausgabe, S.549 – 616, Carl Hanser Verlag Munchen Wien (1999) Hans – Georg Elias, Makromlekuele, Band 2, Auflage, Huethig and Wepf Verlag Basel – Heidelberg – New York (1992) 10 Jungnickel, J B, Polymer – Blends, Hanser Verlag, Munchen, Wien(1990) 11 Hans – Domininghaus, Die Kunststoffe und ihre Eigenschaften, Vierteueberarbeitete Auflage, S 145-150, VDI Verlag, Dueseldorf, 1992 12 J F Raber; Photostabilization of polymers principles and applications, Elservier Applied Science, London and New York (1990) 13 P Vink, H F N Fontijn; Geotextiles and Goemembranes; Vol 18, p 333-343 (2000) SV: Hoàng Th Hoa K31C Hoá 38 Khoá lu n t t nghi p đ i h c GV: TS Ngô Tr nh Tùng 14 Werner Mueller, Beate Buettgenback, Ines Jakob, Heidemarie Mann; Geotextiles and Goemembranes: Vol 21, p 289-315,(2003) 15 J Mwila, M Miraftab and A R Horrocks; Polymer Degradation and stability Vol 44, p 351-356, (1994) 16 Theodore F Cooke and Ludwig Rebenfeld; Geotextiles and Goemembranes: Vol 7, p 7-22, (1988) SV: Hồng Th Hoa K31C Hố 39 ... i h c 1.1.3 V t li u poly propylen (PP) Danh pháp IUPAC: poly (1-metyletylen) Tên khác: poly propylen, poly propen [USAN] : propen polyme, propylen polyme, 1-propen homopolyme Nh n d ng: S CAS:... truy n th ng + V t li u làm V KT poly propylen, poly etylen, polyeste, polyolefin, poly amit hay poly unyliden clorit Trong ch y u t polyeste poly propylen M i lo i polyme tr n đ u có tính ch t riêng,... y, nghiên c u ch ng lưo hóa cho v t li u polyme đư đ c nhà khoa h c th gi i Vi t Nam quan tâm t r t lâu Do v y đư l a ch n đ tài ? ?Nghiên c u nâng cao đ b n lão hoá c a v t li u poly propylen (PP)? ??