Nghiên cứu công nghệ và chế tạo vật liệu lát sàn polymer composite từ xơ da thuộc phế liệu

BỘ CÔNG THƯƠNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG Tên đề tài: NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ VÀ CHẾ TẠO VẬT LIỆU LÁT SÀN POLYMER COMPOSITE TỪ XƠ DA THUỘC PHẾ LIỆU Mã số đề tài: 171.1041 Chủ nhiệm đề tài: NGUYỄN THỊ MỸ LINH Đơn vị thực hiện: KHOA CÔNG NGHỆ MAY – THỜI TRANG Thành viên tham gia đề tài: PHẠM THỊ HỒNG PHƯỢNG Đơn vị: KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC Tp Hồ Chí Minh, 2020 LỜI CẢM ƠN Để thực hoàn thành đề tài nghiên cứu khoa học này, nhận hỗ trợ, giúp đỡ quan tâm, động viên từ đồng nghiệp, lãnh đạo khoa Nhà trường Nghiên cứu khoa học hoàn thành dựa tham khảo, học tập kinh nghiệm từ kết nghiên cứu liên quan, sách, báo chuyên ngành nhiều tác giả Đặc biệt hợp tác hỗ trợ TS Phạm Thị Hồng Phượng – khoa Cơng nghệ Hóa học – Trường Đại học Công Nghiệp TPHCM TS Nguyễn Ngọc Thắng – viện Dệt may – Da giầy trường đại học Bách Khoa Hà Nội Trước hết, Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu trường ĐH Công nghiệp TPHCM, Ban Lãnh đạo khoa May – Thời Trang tạo điều kiện hỗ trợ tơi q trình nghiên cứu Tơi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến đồng nghiệp, quý thầy cô động viên tham gia giúp tơi hồn thành đề tài nghiên cứu khoa học Tuy có nhiều cố gắng, đề tài nghiên cứu khoa học không tránh khỏi thiếu sót Tơi kính mong Q thầy cơ, chun gia, người quan tâm đến đề tài, đồng nghiệp, gia đình bạn bè tiếp tục có ý kiến đóng góp, giúp đỡ để đề tài hồn thiện Một lần xin chân thành cảm ơn! TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2020 Tác giả Th.S Nguyễn Thị Mỹ Linh PHẦN I THÔNG TIN CHUNG I Thông tin tổng quát 1.1 Tên đề tài: Nghiên cứu công nghệ chế tạo vật liệu lát sàn polymer composite từ xơ da thuộc phế liệu 1.2 Mã số: 171.1041 1.3 Danh sách chủ trì, thành viên tham gia thực đề tài TT Họ tên (học hàm, học vị) Th.S Nguyễn Thị Mỹ Linh Đơn vị công tác TS Phạm Thị Hồng Phượng Vai trị thực Khoa CN May-Thời trang, trường ĐH Cơng nghiệp TPHCM Khoa Cơng nghệ Hóa học trường ĐH Cơng nghiệp TPHCM đề tài Chủ nhiệm Thành viên 1.4 Đơn vị chủ trì: Khoa Cơng nghệ May – Thời trang 1.5 Thời gian thực hiện: 1.5.1 Theo hợp đồng: từ tháng 04 năm 2017 đến tháng 04 năm 2018 1.5.2 Gia hạn (nếu có): đến tháng 10 năm 2018 1.5.3 Thực thực tế: từ tháng 04 năm 2017 đến tháng 05 năm 2020 1.6 Những thay đổi so với thuyết minh ban đầu: Thay đổi phần mục tiêu đề tài : - Đề tài vào khảo sát ảnh hưởng thông số công nghệ đến tính chất vật liệu để đề xuất Quy trình cơng nghệ chế tạo mẫu vật liệu polymer composite so với sản xuất thành công sản phẩm mẫu đạt chất lượng theo tiêu chuẩn xây dựng thuyết minh ban đầu 1.7 Tổng kinh phí phê duyệt đề tài: Ba mươi triệu đồng II Kết nghiên cứu Đặt vấn đề Việt Nam nước sản xuất xuất sản phầm giầy, dép, túi, cặp hàng đầu giới Do vậy, lượng nhập tiêu thụ da thuộc lớn ln có tăng trưởng hàng năm Kết khảo sát Viện Nghiên cứu Da giầy tiêu hao loại nguyên vật liệu chất thải rắn ngành da giầy Việt Nam cho thấy hàng năm doanh nghiệp da giầy nước ta thải 150 nghìn chất thải rắn, khoảng 60% da thuộc phế liệu [1] Theo dự báo đến năm 2025, với tốc độ phát triển lượng chất thải rắn ngành da giầy đạt khoảng 300 nghìn Với cách xử lý chôn lấp đốt bỏ áp dụng cho chất thải rắn ngành da giầy không gây nhiễm mơi trường mà cịn lãng phí nguồn xơ colagen tự nhiên da Do đó, tái sử dụng phế liệu da thuộc để chế tạo vật liệu sản phẩm nhằm tạo giá trị gia tăng xử lý phế thải hướng nghiên cứu doanh nghiệp nhà nghiên cứu quan tâm Trên giới, phế thải rắn dạng xơ sợi thường sử dụng làm thành phần phân tán cho vật liệu composite [2-6] Đối với da thuộc phế liệu, nghiên cứu thường dùng để chế tạo vật liệu composite với polymer khác nhựa nhiệt dẻo (polyvinyl butyral, polyvinyl clorua, polymethyl methaacrylat ), nhựa nhiệt rắn (epoxy, nhựa gốc phenol), cao su tổng hợp (butadien, styren butadien, cao su nitril) [2-6] Tại Việt Nam, nghiên cứu lĩnh vực da giầy chủ yếu tập trung vào công nghệ thuộc da, công nghệ chế tạo giầy chức năng, [1,8] Vấn đề nghiên cứu chế tạo vật liệu từ da thuộc phế liệu bắt đầu triển khai nghiên cứu [9] Nhựa polyester không no (UPE) loại nhựa nhiệt rắn tồn trạng thái lỏng nhớt, có mặt chất đóng rắn chuyển sang trạng thái rắn Nhựa UPE sử dụng phổ biến để sản xuất vật liệu composite với cốt gia cường khác [5] Do xơ da có tỷ trọng thấp, với hàm lượng xơ nhỏ thể tích nguyên liệu xơ da lớn nên việc phối trộn với nhựa có độ nhớt cao khó đồng Sự phân tán xơ da vật liệu composite không đồng làm giảm tính chất học vật liệu composite thu Hơn nữa, khả tương hợp số polymer kỵ nước với xơ da nên cần lựa chọn phương pháp gia công phù hợp, hàm lượng xơ da hợp lý, biến tính xơ da, hay bổ sung thêm vật liệu gia cường khác vào hệ composite Trong nghiên cứu này, ảnh hưởng tỷ lệ phối trộn xơ da/UPE, xơ da/sợi thủy tinh/UPE, xơ da/mùn cưa/UPE, xơ da/sợi thủy tinh/mùn cưa/UPE đến số tính chất học vật liệu composite tạo thành khảo sát Kết nghiên cứu tiền đề cho việc tái sử dụng xơ da để chế tạo vật liệu conposite nhựa polyester không no cho ứng dụng làm ván lát sàn Mục tiêu - Xác định thông số công nghệ có ảnh hưởng đến độ bền vật liệu - Đề xuất quy trình cơng nghệ chế tạo vật liệu mẫu để sản xuất vật liệu lát sàn Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết kế thừa kết nghiên cứu công bố làm sở cho nghiên cứu thực nghiệm Nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng thông số công nghệ đến tính chất, cấu trúc hình thái vật liệu polymer composite Phân tích, tổng hợp so sánh đánh giá ảnh hưởng tính chất lý, cấu trúc hình thái vật liệu polymer composite Nghiên cứu đề xuất quy trình cơng nghệ chế tạo vật liệu polymer composite sở thực nghiệm lên mẫu Tổng kết kết nghiên cứu Nghiên cứu hoàn thành đạt kết sau: Khảo sát ảnh hưởng nồng độ dung dịch polyester khơng no (UPE), hàm lượng chất đóng rắn methyl ethyl ketone peroxide (MEKP), hàm lượng xơ da, tỷ lệ khối lượng phối trộn xơ da với sợi thủy tinh mùn cưa cốt gia cường đến thời gian đóng rắn, độ bền học, phân bố pha màu sắc vật liệu composite thu Điều kiện thích hợp để chế tạo vật liệu composite UPE 60%, MEKP 1% xơ da 7% Điều kiện đảm bảo thu vật liệu có tính chất học (độ bền kéo, độ bền va đập độ bền nén) tương đối tốt Mẫu có tỷ lệ khối lượng phối trộn xơ da/sợi thủy tinh (50/50) có độ bền học phân bố pha tốt Đề xuất quy trình chế tạo mẫu thực nghiệm với thơng số cơng nghệ kích thước theo mong muốn với số tiêu lý tương đối đạt yêu cầu dân dụng cơng nghiệp Chế tạo mẫu thực tế có kích thước mẫu: 20cm x 20cm Đăng báo “Nghiên cứu sử dụng xơ da thuộc phế liệu để chế tạo vật liệu composite nhựa polyeste không no” tạp chí Khoa học Cơng nghệ - trường ĐH Cơng nghiệp TP Hồ Chí Minh Đánh giá kết đạt kết luận Trong nghiên cứu này, trình khảo sát ảnh hưởng nồng độ dung dịch UPE, hàm lượng chất đóng rắn MEKP, hàm lượng xơ da, tỷ lệ phối trộn xơ da với sợi thủy tinh mùn cưa cốt gia cường đến thời gian đóng rắn, độ bền học, phân bố pha màu sắc vật liệu composite thực kết cho thấy sử dụng xơ da phế liệu kết hợp với nhựa UPE chế tạo vật liệu composite có tính chất học tương đối tốt Nghiên cứu cho thấy xơ da cản trở làm chậm tốc độ đóng rắn nhựa làm suy giảm số tính chất học composite bao gồm độ bền kéo, độ bền va đập độ bền nén lượng xơ da sử dụng mức Độ bền học mẫu composite tăng thay phần xơ da sợi thủy tinh giảm bổ sung mùn cưa Phân tích mặt cắt ngang mẫu ảnh SEM cho thấy phân bố xơ da composite có liên quan mật thiết đến tính chất học vật liệu Với điều kiện khảo sát, nồng độ UPE, chất đóng rắn MEKP hàm lượng xơ da thích hợp để chế tạo vật liệu composite xơ da/UPE 60%, 1% 7% Điều kiện vừa đảm bảo thu vật liệu có đặc tính học tốt vừa đảm bảo thời gian gia công phù hợp Với tỷ lệ phối trộn xơ da với sợi thủy tinh mùn cưa cốt gia cường khảo sát, mẫu có tỷ lệ khối lượng phối trộn xơ da/sợi thủy tinh (50/50) có độ bền học phân bố pha tốt Kết nghiên cứu bước đầu cho thấy sử dụng xơ da phế liệu để chế tạo vật liệu composite sở để định hướng cho việc nghiên cứu làm ván lát sàn ứng dụng cơng nghiệp Tóm tắt kết (tiếng Việt tiếng Anh) Khảo sát ảnh hưởng nồng độ dung dịch polyester không no (UPE), hàm lượng chất đóng rắn methyl ethyl ketone peroxide (MEKP), hàm lượng xơ da, tỷ lệ khối lượng phối trộn xơ da với sợi thủy tinh mùn cưa cốt gia cường đến thời gian đóng rắn, độ bền học, phân bố pha màu sắc vật liệu composite thu Điều kiện thích hợp để chế tạo vật liệu composite UPE 60%, MEKP 1% xơ da 7% Điều kiện đảm bảo thu vật liệu có tính chất học (độ bền kéo, độ bền va đập độ bền nén) tương đối tốt Mẫu có tỷ lệ khối lượng phối trộn xơ da/sợi thủy tinh (50/50) có độ bền học phân bố pha tốt Đề xuất quy trình chế tạo mẫu thực nghiệm với thơng số cơng nghệ kích thước theo mong muốn với số tiêu lý tương đối đạt yêu cầu dân dụng công nghiệp Chế tạo mẫu thực tế có kích thước mẫu: 20cm x 20cm Đăng báo “Nghiên cứu sử dụng xơ da thuộc phế liệu để chế tạo vật liệu composite nhựa polyeste khơng no” tạp chí Khoa học Cơng nghệ - trường ĐH Cơng nghiệp TP Hồ Chí Minh Summary of the result achieved: The survey influence of unsaturated polyester (UPE) concentration, hardener catalyst methyl ethyl ketone peroxide (MEKP), leather fiber contain, blending ratio mass of leather fiber/glass fiber/sawdust filler on the completely curing time, some mechanical properties, phase distribution and color of obtained composite materials The optimal technical parameters for composite fabrication were UPE 60%, MEKP 1% and leather fiber ratio 7% The mechanical properties of the composites with reinforcing filler of leather fiber/glass fiber (50/50) were found to be best Recommended technological process of experiment with technology parameters and desired size with some relatively satisfactory mechanical and mechanical criteria in civil and industry Made actual sample with size: 20cm x 20 cm Publish an article “Study on recycling of chrome-tanned leather fibers to fabricate unsaturated polyester composite” in “Science and Technology” magazine of Ho Chi Minh city University of Industry III Sản phẩm đề tài, công bố kết đào tạo 3.1 Kết nghiên cứu (sản phẩm dạng I, II, IV) TT Tên sản phẩm Mẫu sản phẩm lát sàn Quy trình cơng nghệ chế tạo vật liệu composite Yêu cầu khoa học hoặc/và tiêu kinh tế - kỹ thuật Đăng ký Đạt Mẫu thực nghiệm kích thước 20cm x 20 cm 01 05 mẫu 01 Số liệu thực nghiệm - Phương pháp đo màu - Kết đo màu thể quang phổ theo tiêu chuẩn TCVN 9882:2013 Phân tích tính chất học: - Độ bền kéo đứt (ASTM D638), độ bền va đập (ASTM D256-10) độ bền nén (ASTM D162116) Bài báo khoa học theo hệ không gian màu CIE L*a*b với thông số màu L*, a*, b*, C* h° Sự khác biệt màu sắc (ÄE) mẫu tính theo cơng thức: ÄE = [(ÄL*)2 + (Äa*)2 +(Äb*)2]0.5 Tất mẫu thử nghiệm thực lặp lại lần lấy giá trị trung bình 01 01 3.2 Kết đào tạo Thời gian Tên đề tài thực đề tài Tên chuyên đề NCS Tên luận văn Cao học Nghiên cứu sinh TT Họ tên Đã bảo vệ Học viên cao học Sinh viên Đại học Đỗ Thị Linh tháng x IV Tình hình sử dụng kinh phí TT Nội dung chi A Chi phí trực tiếp Th khốn chuyên môn Nguyên, nhiên vật liệu, Thiết bị, dụng cụ Cơng tác phí Dịch vụ th ngồi Hội nghị, hội thảo,thù lao nghiệm thu kỳ In ấn, Văn phòng phẩm Chi phí khác Chi phí gián tiếp Quản lý phí Chi phí điện, nước Tổng số B Kinh phí duyệt (đồng) 14.500.000 6.500.000 6.500.000 2.500.000 30.000.000 Kinh phí thực (đồng) Ghi V Kiến nghị - Để ván lát sàn sử dụng cơng nghiệp cần khắc phục độ bám dính, chống trơn trượt cho sản phẩm cách tạo khuôn gia cơng có rãnh, gờ để sản phẩm nhận có gờ bề mặt tăng độ ma sát, giảm độ trơn trượt đáp ứng yêu cầu sản xuất công nghiệp Bề mặt sản phẩm cịn lồi lõm nhiều q trình thực đề tài chưa áp dụng nhiều thiết bị công nghệ hỗ trợ Việc sản xuất hàng loạt kết hợp nhiều thiết bị máy nén, ép … cơng nghệ xử lý hồn tất để hồn thiện thêm khả gia công tăng cường khả chịu lực cho vật liệu VI Phụ lục sản phẩm Sơ đồ quy trình cơng nghệ chế tạo mẫu vật liệu polymer composite Kết thí nghiệm đo độ bền kéo đứt, độ bền va đập, độ bền nén Giấy xác nhận đăng báo tạp chí Khoa học & Công nghệ trường ĐH Công nghiệp TP Hồ Chí Minh Tp HCM, ngày tháng Chủ nhiệm đề tài Phòng QLKH&HTQT năm 2020 Khoa May – Thời Trang Trưởng Đơn Vị Th.S Nguyễn Thị Mỹ Linh Th.S Nguyễn Mậu Tùng PHẦN II BÁO CÁO CHI TIẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC MỤC LỤC MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài 1 Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu 2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Phế liệu da giầy khả tái sử dụng 4 1.1.1 Giới thiệu chung da nguyên liệu 1.1.2 Giới thiệu chung da thuộc 12 1.1.3 Tổng quan phế liệu da giầy khả tái sử dụng da giầy 14 1.2 Tổng quan vật liệu polymer composite 20 1.2.1 Giới thiệu vật liệu polymer composite 20 1.2.2 Các loại vật liệu gia cường thường dùng vật liệu polymer composite 23 1.3 Nhựa nhiệt rắn Polyeste không no (UPE) phụ gia để làm vật liệu lát sàn polymer composite 1.4 Vật liệu polymer composite (PC) công nghệ gia công 1.4.1 Phương pháp gia công, chế tạo vật liệu PC 25 29 29 1.4.2 Phương pháp gia công sản xuất vật liệu polymer composite nhựa nhiệt rắn 29 1.4.3 Các yếu tố ảnh hưởng tính chất vật liệu tổ hợp 31 1.5 Các tiêu đánh giá tính chất lý vật liệu lát sàn polymer composite 32 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33 2.1 Đối tượng nghiên cứu 33 2.1.1 Vật liệu hóa chất 33 2.1.2 Dụng cụ thiết bị 34 2.2 Nội dung nghiên cứu 2.2.1 Thực nội dung nghiên cứu 2.2.2 Quy trình thực nghiệm sản xuất mẫu vật liệu polymer composite 2.3 Phương pháp nghiên cứu 36 36 37 41 Hình 3.3: Ảnh SEM mặt cắt ngang mẫu composite với hàm lượng xơ da khác 3.2.5 Hình thái cấu trúc phân bố pha composite Để đánh giá cách trực quan hình thái cấu trúc phân bố pha composite thu được, phương pháp phân tích ảnh chụp hiển vi điện tử quét bề mặt vật liệu (SEM) thường sử dụng [2-7, 9] Ảnh chụp SEM mặt cắt ngang mẫu composite trình bày hình 3.9 cho thấy phân bố xơ da, sợi thủy tinh mùn cưa pha phân tán nhựa UPE Từ ảnh SEM ta thấy mẫu composite có phân chia pha rõ ràng có nhiều vùng nhựa UPE phân lập xơ da kết bó Điều chứng tỏ tương hợp khả phân tán xơ da nhựa UPE Ảnh SEM mẫu có hàm lượng xơ da lớn cho thấy mật độ xơ da composite tăng lên, nhiều vùng xơ da riêng biệt không nhựa UPE bao bọc Mẫu P1-7LG composite cốt xơ da/sợi thủy tinh (50/50) cho thấy sợi thủy tinh phân bố đan xen xơ da; mẫu P1-7LS composite cốt xơ da/mùn cưa (50/50) cho thấy vùng nhựa UPE chiếm chủ yếu, xơ da kết bó phân bố riêng rẽ Kết phân tích hình ảnh SEM mẫu composite cho thấy phù hợp với ứng xử tính mẫu vật liệu phân tích 58 3.2.6 Sự biến đổi màu sắc vật liệu composite theo hàm lượng tỉ lệ phối trộn cốt gia cường khác Bảng 3.7: Các giá trị L*, a*, b*, C*, h° hệ không gian màu CIELab mẫu composite Nguồn sáng D65 - góc quan sát 10° Mẫu E L* a* b* C* h P1 84,80 2,43 14,58 14,78 80,55 0.0 P1-7L1 55.53 -3.79 3.12 1.77 79.67 15.87 P1-9L1 54.06 -3.83 2.9 1.96 77.2 17.25 P1-10L1 54.04 -4.01 2.38 2.5 74.28 19.41 P1-7LG 55.63 -4.23 0.23 4.66 68.39 25.81 P1-7LS 56.58 -3.87 2.97 1.9 77.61 16.22 P1-7LGS 57.86 -3.73 3.8 2.4 81.63 14.84 Ký hiệu: P1 – UPE 60%; 710 - 710% cốt gia cường; L - xơ da, G - sợi thủy tinh; S – mùn cưa Để đánh giá khác màu sắc mẫu composite, việc đo màu thực theo hệ không gian màu CIELab thu thông số màu thông số màu 59 L, a, b, C h Hệ không gian màu CIELab xây dựng dựa khả cảm nhận màu mắt người Do vậy, tất màu mà mắt người nhìn thấy được biểu diễn thơng qua giá trị L, a, b Thông số L đặc trưng cho độ sáng, sáng (+L) tối (-L); a* thông số màu đỏ - lục, ngả đỏ (+a) ngả lục (-a); b* thông số màu vàng - lam, ngả vàng (+b) ngả lam (-b) Tất màu có độ sáng L nằm mặt phẳng có trục tọa độ vng góc a* b* Độ sáng L màu thay đổi theo trục dọc Kết đo màu trình bày bảng 3.7 đồ thị hóa đồ thị 3.8 cho thấy mẫu đối chứng nhựa UPE đóng rắn khơng cốt gia cường (P1) có độ sáng cao (L = 84.8), màu ngả đỏ vàng (a = 2.43, b = 14.58); mẫu composite có cốt gia cường (xơ da, sợi thủy tinh, mùn cưa) có độ sáng giảm mạnh Khi tăng hàm lượng xơ da composite từ – 10%, độ sáng giảm dần, màu mẫu ngả lục giảm ánh vàng Khi thay phần xơ da sợi thủy tinh, mẫu P1-7LG có ánh vàng giảm mạnh (b = 0.23) ánh lục tăng mạnh (a = -4.23) 60 Đồ thị 3.8: Đồ thị so sánh giá trị L*, a*, b* R mẫu composite Sự khác biệt màu sắc mẫu composite với mẫu đối chứng (P1) đánh giá thông qua giá trị E Đây thông số đánh giá tổng khác biệt độ sáng màu sắc mẫu Thông thường, giá trị E < 1.0 mắt người khơng phân biệt khác biệt màu sắc hai mẫu vật liệu Kết tính E trình bày bảng 3.7 cho thấy khác biệt màu sắc mẫu composite với mẫu đối chứng (P1) lớn khác biệt màu sắc mẫu composite phân biệt Điều thể qua khác biệt lớn giá trị sắc độ màu (C = [(a*)2 + (b*)2]0.5) sắc thái màu (h = tan-1(b/a)) mẫu thí nghiệm Điều phù hợp với ảnh chụp mẫu thực gắn kèm bảng 3.7 Ngoài ra, đồ thị biểu diễn độ phản xạ (R) mẫu composite theo bước sóng () Đồ thị 3.8 cho thấy độ phản xạ mẫu đạt cực tiểu bước sóng 620-630nm, tức vật liệu composite hấp thụ cực đại tia sáng có ánh đỏ Việc sử dụng hệ khơng gian màu CIELab để đo màu cho mẫu composite cho phép mơ tả xác màu sắc độ mẫu, giống với màu sắc mà mắt người bình thường cảm nhận 61 3.3 Đề xuất quy trình công nghệ chế tạo sản phẩm lát sàn polymer composite với cốt gia cường xơ da nhựa UPE: Quy trình cơng nghệ chế tạo vật liệu đề xuất có tính tham khảo dựa khảo sát mục 3.2; 3.3 kết hợp thêm liệu, tài liệu khác từ q trình tham khảo nghiên cứu để hồn thiện cho quy trình chế tạo lên mẫu phần thực nghiệm Việc chế tạo sản phẩm phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: đặc điểm công sử dụng vật liệu; môi trường làm việc; yêu cầu thông số thiết bị công nghệ để sản xuất khác nhau…  Nguyên vật liệu: theo đề mục 2.1.1  Phương pháp chế tạo mẫu Tùy điều kiện chế tạo thiết bị công nghệ để lựa chọn phương pháp phù hợp cho trình sản xuất như: Lăn tay phun, Trộn ép, Điền nhựa vào khn… Quy trình thực hiện: Để sản xuất số lượng nhiều, thực sản phẩm dạng lớn với kích cỡ theo yêu cầu thiết bị Sản phẩm thu cắt theo thơng số kích thước mong muốn hay tạo khn theo kích cỡ mong muốn ban đầu Để sản phẩm thu có tính thẩm mỹ màu sắc, chủ động phối màu từ nguyên liệu nhựa ban đầu khuôn đúc sản phẩm cần tạo rãnh vân để có sản phẩm trơng đẹp Về áp lực nén trì mức MPa[9] Về thời gian nén ép nhiệt độ phịng 24h để đảm bảo mẫu đóng rắn hoàn toàn Nếu nén ép nhiệt độ khác cần khảo sát lại mẫu trước làm hàng loạt 62  Sơ đồ Quy trình cơng nghệ sản xuất vật liệu lát sàn Polymer composite từ xơ da nhựa UPE: Nhựa (UPE/MEKO) Khốy trộn (nhiệt độ phịng) Vệ sinh, chống bám dính Vệ sinh khn Đổ nhựa lần ( ½ lượng nhựa) Lăn ép Lăn ép nguyên liệu dàn khuôn Đổ nhựa lần Thời gian, nhiệt độ, áp suất Ép, nén, tách khuôn Đóng rắn hồn tồn, tách mẫu Sản phẩm Hình 3.4: Sơ đồ Quy trình sản xuất vật liệu PC từ xơ da nhựa UPE 63 KẾT LUẬN Sử dụng xơ da phế liệu liệu kết hợp với nhựa UPE chế tạo vật liệu composite có tính chất học tương đối tốt Độ bền học mẫu composite tăng thay phần xơ da sợi thủy tinh giảm bổ sung mùn cưa Phân tích mặt cắt ngang mẫu ảnh SEM cho thấy phân bố xơ da composite có liên quan mật thiết đến tính chất học vật liệu Sử dụng phương pháp đo màu quang phổ để đánh giá màu sắc mẫu theo hệ khơng gian màu CIELab cho thấy có khác rõ ràng cường độ màu sắc độ mẫu theo hàm lượng xơ da sử dụng tỉ lệ pha trộn cốt gia cường vật liệu composite Với điều kiện khảo sát, nồng độ UPE, chất đóng rắn MEKP hàm lượng xơ da thích hợp để chế tạo vật liệu composite xơ da/UPE 60%, 1% 7% Điều kiện vừa đảm bảo thu vật liệu có đặc tính học tốt vừa đảm bảo thời gian gia công phù hợp Với tỷ lệ phối trộn xơ da với sợi thủy tinh mùn cưa cốt gia cường khảo sát, mẫu có tỷ lệ phối trộn xơ da/sợi thủy tinh (50/50) có độ bền học phân bố pha tốt  Kết nghiên cứu bước đầu cho thấy sử dụng xơ da phế liệu để chế tạo vật liệu lát sàn composite Tạo vật liệu từ nguồn chất thải rắn phế liệu Vật liệu lát sàn composite xơ da có độ bền học không tốt so với vật liệu composite sợi thủy tinh lại tận dụng nguồn rác thải rắn khó phân hủy mơi trường để tái chế thành vật liệu hữu dụng sống Ứng dụng sở lý thuyết vào thực tế, sản phẩm đề tài mang tính ứng dụng thực tiễn cao Xét tính kinh tế vật liệu composite xơ da tốn chi phí cho việc thu gom nghiền xé da thuộc phế liệu xử lí nguồn nguyên liệu trước sản xuất hàng loạt nên vật liệu có giá thành sản xuất tương đối cao so với vật liệu lát sàn khác Tuy nhiên, đề tài đặt mục tiêu để hướng đến sản xuất sạch, xanh phát triển bền vững theo xu hướng phát triển giới 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Dự án “Khảo sát, đánh giá thực trạng tiêu hao loại nguyên vật liệu chất thải rắn ngành Da giầy Việt Nam”, Viện Nghiên cứu Da Giầy, năm 2014 [2] El‐Sabbagh, Salwa H., and Ola A Mohamed Recycling of chrome‐tanned leather waste in acrylonitrile butadiene rubber Journal of Applied Polymer Science 121(2), 2011, 979-988 [3] Garcia, N.G., et al Natural rubber/leather waste composite foam: A new eco‐ friendly material and recycling approach Journal of Applied Polymer Science, 132(11), 2015 [4] Popita, G.E., et al Industrial tanned leather waste embedded in modern composite materials Mater Plast, 53, 2016, 308-311 [5] Talib, S., et al Tensile properties of chrome tanned leather waste short fibre filled unsaturated polyester composite AIP Conference Proceedings, 1901(1), 2017, 30013 [6] Santos, R.J., et al Recycling leather waste: preparing and studying on the microstructure, mechanical, and rheological properties of leather waste/rubber composite Polymer Composites, 36(12), 2015, 2275-2281 [7] G Andreopoulos and P.A Tarantili, Waste leather particles as a filler for poly (vinyl chloried) plastisols, Journal of Macromolecular Science, Part A: Pure and Applied Chemistry, A37 (11), 2000, 1353–1362 [8] Nguyễn Ngọc Thắng, Nguyễn Thị Thu Hằng Nghiên cứu biến đổi cấu trúc tính chất lý cá sấu Hoa cà trước sau thuộc muối crom Tạp chí Khoa học Công nghệ, Trường Đại học Công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh, 2019 (chấp nhận đăng) [9] Bùi Văn Huấn, Đồn Anh Vũ, Nguyễn Phạm Duy Linh, Ngơ Thị Kim Thoa, Nghiên cứu khả sử dụng xơ da thuộc để chế tạo vật liệu compozit sở nhựa epoxy, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, số 29, 2018 [10] Min Chen, Dong-Liang Zhou, Yong Chen, Pu-Xin Zhu, Analyses of Structures for a Synthetic Leather Made of Polyurethane and Microfiber Journal of Applied Polymer Science, Vol 103, 903–908, 2007 65 [11] K Chronska, A Przepiorkowska, Buffing dust as a filler of carboxylated butadiene-acrylonitrile rubber and butadiene-acrylonitrile rubber Journal of Hazardous Materials 151, 348-355, 2008 [12] F Tatano, N Acerbi, C Monterubbiano, S Pretelli, L Tombari, F Mangani, Shoe manufacturing wastes: Characterisation of properties and recovery options, Resources, Conservation and Recycling, 66, 66, 2012 [13] Andrew Derrig, Pearson King, Jake Stocker, Ethan Tinson, Luke Warren, Ellen Winston, Sustainability Assessment of Nike Shoes The Journal of Sustainable Product Design, 2010 [14] Bộ Công Nghiệp, Sổ tay Kỹ thuật thuộc da, Tổng công ty Da-Giầy Việt Nam,Viện nghiên cứu Da-Giầy, Hà Nội, 2001 [15] Hiệp hội Da Giầy Việt Nam Hiện trạng phát triển ngành Da – Giầy Việt Nam vấn đề môi trường phát sinh Báo cáo hội thảo: Ứng dụng sản xuất ngành Da - Giầy Việt Nam, 2010 [16] Quy hoạch tổng thể phát triển ngành Da-Giầy Việt Nam tới năm 2020 tầm nhìn 2025 (Viện Nghiên cứu Da- Giầy soạn thảo) [17] J Kanagaraj , K C Velappan, N K Chandra Babu and S Sadulla, Solid wastes generation in the leather industry and its ultilazation for leaner environment- A review, Journal of Scientific & Industrial Research, Vol 65, July, pp541-548, 2005 [18] H Ozgunay, S Colak, M.M Mutlu, F Akyuz, Characterization of Leather Industry Wastes, Polish J Envinron Stud Vol 16, No 6, 867-873, 2007 [19] Đoàn Thị Thu Loan, Kỹ thuật vật liệu composite- Khoa Hóa- Trường ĐH Kỹ thuật- Đại học Đà Nẵng [20] Nguyễn Đình Đức, Vật liệu Compozit-tiềm ứng dụng, Đại học Quốc gia Hà Nội [21] GS Nguyễn Hoa Thịnh GS Nguyễn Đình Đức, Vật liệu compozit học công nghệ, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 2001 [22] GS.TS Bùi Chương, Nghiên cứu phát triển vật liệu compozit từ sợi tự nhiên nhiên, Báo cáo khoa học- trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, 2009 [23] Lê Minh Đức, Thiết bị Công nghệ Polymer, E.Book Tài liệu.tv 66 PHẦN III PHỤ LỤC ĐÍNH KÈM HỢP ĐỒNG THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC THUYẾT MINH ĐỀ TÀI ĐÃ ĐƯỢC PHÊ DUYỆT QUYẾT ĐỊNH NGHIỆM THU HỒ SƠ NGHIỆM THU (biên họp, phiếu đánh giá, bảng tổng hợp điểm, giải trình, phiếu phản biện) SẢN PHẨM NGHIÊN CỨU Nhựa (UPE/MEKO) Khoáy trộn (nhiệt độ phịng) Vệ sinh, chống bám dính Vệ sinh khn Đổ nhựa lần ( ½ lượng nhựa) Lăn ép Lăn ép nguyên liệu dàn khuôn Đổ nhựa lần Thời gian, nhiệt độ, áp suất (24h; T0 phịng; 5Mpa) Ép, nén, tách khn Đóng rắn hồn tồn, tách mẫu Sản phẩm Sơ đồ Quy trình sản xuất vật liệu PC từ xơ da nhựa UPE ... Nam, nghiên cứu lĩnh vực da giầy chủ yếu tập trung vào công nghệ thuộc da, công nghệ chế tạo giầy chức năng, [1,8] Vấn đề nghiên cứu chế tạo vật liệu từ da thuộc phế liệu bắt đầu triển khai nghiên. .. vật liệu an toàn, thân thiện với người ứng dụng vào sống Do đó, đề tài ? ?Nghiên cứu công nghệ chế tạo vật liệu lát sàn polymer composite từ xơ da thuộc phế liệu? ?? lựa chọn để phát triển vật liệu polymer. .. polymer composite  Vật liệu composite Vật liệu composite vật liệu chế tạo tổng hợp từ hai hay nhiều vật liệu khác nhằm mục đích tạo vật liệu có tính ưu việt bền so với vật liệu ban đầu Vật liệu composite