Nghiên cứu sử dụng xơ da phế thải và xơ dệt để chế tạo vật liệu cao su compozit ứng dụng làm tấm trải sàn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LÊ THÚY HẰNG NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG XƠ DA PHẾ THẢI VÀ XƠ DỆT ĐỂ CHẾ TẠO VẬT LIỆU CAO SU COMPOZIT ỨNG DỤNG LÀM TẤM TRẢI SÀN LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ DỆT MAY Hà Nội – 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LÊ THÚY HẰNG NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG XƠ DA PHẾ THẢI VÀ XƠ DỆT ĐỂ CHẾ TẠO VẬT LIỆU CAO SU COMPOZIT ỨNG DỤNG LÀM TẤM TRẢI SÀN Ngành: CÔNG NGHỆ DỆT, MAY Mã số: 9540204 LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ DỆT MAY NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS ĐOÀN ANH VŨ TS NGUYỄN PHẠM DUY LINH Hà Nội – 2021 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi, kết nghiên cứu trình bày luận án trung thực, khách quan chưa tác giả khác công bố Một phần kết luận án tơi thực khuôn khổ của đề tài khoa học công nghệ cấp Thành phố Hà Nội Mã số đề tài: 01C-03/01-2014-2 TS Đoàn Anh Vũ đồng thời thầy hướng dẫn luận án làm chủ nhiệm Tôi chủ nhiệm đề tài đồng ý cho phép sử dụng kết báo cáo luận án (có giấy xác nhận đề tài) Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận án cảm ơn, thơng tin trích dẫn luận án rõ nguồn gốc Các thí nghiệm tiến hành cách nghiêm túc q trình nghiên cứu, khơng có chép từ tài liệu khoa học Hà Nội, ngày 28 tháng năm 2021 Tập thể hướng dẫn khoa học Tác giả TS Đoàn Anh Vũ Lê Thúy Hằng TS Nguyễn Phạm Duy Linh i LỜI CẢM ƠN Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành sâu sắc tới TS Đoàn Anh Vũ TS Nguyễn Phạm Duy Linh, người thầy tâm huyết tận tình hướng dẫn hết lịng, động viên khích lệ, dành nhiều thời gian trao đổi, góp ý cho tơi q trình thực luận án Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Thầy giáo, cô giáo, bạn đồng nghiệp thuộc Viện Dệt may-Da giầy Thời trang, Trung tâm Công nghệ Polyme compozit Giấy Trường Đại học Bách khoa Hà Nội giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình học tập nghiên cứu Tơi xin cảm ơn Giáo sư, Phó giáo sư, TS chủ tịch hội đồng, phản biện, thư ký ủy viên hội đồng dành thời gian quý báu để đọc, tham gia hội đồng chấm luận án với góp ý cụ thể, bổ ích, giúp tơi hồn thiện tốt nội dung nghiên cứu luận án Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến Ban giám hiệu Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên Xin cảm ơn TS Lưu Hoàng trưởng Khoa tập thể ban lãnh đạo Khoa, thầy cô giáo thuộc Khoa Công nghệ May & Thời trang, Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên, nơi công tác tạo điều kiện cho tơi học tập hồn thành luận án Cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp động viên, khích lệ suốt q trình tơi thực luận án Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn tới Gia đình, người thân yêu gần gũi động viên, san sẻ gánh vác công việc, tạo điều kiện tốt để n tâm hồn thành luận án Trong q trình thực luận án khơng thể tránh khỏi thiếu sót, hạn chế Tác giả mong nhận bảo bổ sung thầy cô đồng nghiệp để luận án hoàn thiện Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày 28 tháng năm 2021 Tác giả Lê Thuý Hằng ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ix DANH MỤC CÁC BẢNG xii MỞ ĐẦU I TÍNH CẤP THIẾT CỦA LUẬN ÁN II MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN III ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN IV NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN V PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN VI Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA LUẬN ÁN VII GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN VIII NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN IX KẾT CẤU CỦA LUẬN ÁN Chương 1: TỔNG QUAN .5 1.1 Tổng quan chung vật liệu polyme compozit 1.1.1 Khái niệm vật liệu polyme compozit 1.1.2 Vật liệu compozit cao su 1.2 Tổng quan da thuộc, phế thải da thuộc sản xuất sản phẩm da giầy 1.2.1 Cấu trúc chung da thuộc 1.2.2 Cấu tạo tính chất da thuộc 1.2.3 Phế thải da thuộc sản xuất sản phẩm da giầy 12 1.3 Tổng quan số loại xơ dệt tổng hợp xơ phế từ trình dệt 14 1.3.1 Polyamit (PA6) 14 1.3.2 Xơ polyacrylonitril (PAN) 20 1.4 Một số loại cao su phụ gia sử dụng gia công chế tạo vật liệu compozit cao su 24 1.4.1 Cao su 24 1.4.2 Một số phụ gia sử dụng để chế tạo vật liệu compozit cao su 31 iii 1.5 Tổng quan vật liệu polyme compozit sử dụng xơ da thuộc phế thải 33 1.5.1 Một số nghiên cứu nước vật liệu polyme compozit sử dụng xơ da thuộc phế thải 33 1.5.2 Một số nghiên cứu nước vật liệu polyme compozit sử dụng xơ da phế thải 50 1.6 Vật liệu polyme compozit tạo từ số xơ dệt cao su 52 1.7 Tổng quan vật liệu trải sàn sử dụng xơ da thuộc phế thải 54 1.8 Kết luận phần tổng quan hướng nghiên cứu luận án 56 1.8.1 Kết luận phần tổng quan 56 1.8.2 Hướng nghiên cứu đề tài 58 Chương 2: PHƯƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU 59 2.1 Nguyên vật liệu hóa chất 59 2.1.2 Hoá chất 61 2.2 Các phương pháp thiết bị nghiên cứu 62 2.2.1 Phương pháp phổ hồng ngoại (FTIR) 62 2.2.2 Phương pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM)………………………… 62 2.2.3 Phương pháp phân tích nhiệt vi sai quét (DSC)……………………………… 63 2.2.4 Phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng (TGA)…………………….……… 63 2.2.5 Phương pháp phân tích học động (DMA)………………………………… 63 2.2.6 Phương pháp xác định mật độ khâu mạch, khối lượng phân tử nút mạng………………………………………………………………………………… 64 2.2.7 Phương pháp đo đặc trưng lưu hóa…………………………………………64 2.2.8 Phương pháp xác định độ nhớt Mooney………………………….………… …65 2.2.9 Phương pháp xác định độ bền kéo đứt vật liệu…………………………… 65 2.2.10 Phương pháp xác định độ bền xé…………………………………………… 66 2.3 Các thiết bị chuẩn bị nguyên liệu chế tạo mẫu 69 2.4 Phương pháp chế tạo vật liệu xơ da/cao su xơ dêt/xơda/cao su 71 2.4.1 Phương pháp tiền xử lý xơ da 71 2.4.2 Chế tạo vật liệu xơ da/CSTN (XD/CSTN) 71 2.4.3 Chế tạo vật liệu xơ da/NBR (XD/NBR) 73 2.4.4 Chế tạo vật liệu xơ dệt/xơ da/CSTN 74 2.5 Nội dung nghiên cứu 75 2.6 Kết luận chương 77 iv Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 78 3.1 Kết nghiên cứu ảnh hưởng cao su đến khả chế tạo vật liệu polyme compozit sử dụng xơ da thuộc phế thải 78 3.1.1 Kết nghiên cứu ảnh hưởng cao su đến tính chất học vật liệu 78 3.1.2 Kết nghiên cứu ảnh hưởng cao su đến khả trương nở dung môi vật liệu 80 3.1.3 Kết nghiên cứu ảnh hưởng cao su đến hình thái cấu trúc vật liệu 81 3.2 Kết nghiên cứu ảnh hưởng chất xúc tiến lưu hố đến tính chất vật liệu polyme compozit cao su nitril xơ da thuộc phế thải 82 3.2.1 Kết nghiên cứu ảnh hưởng loại xúc tiến lưu hố đến đặc trưng lưu hóa vật liệu 84 3.2.2 Kết nghiên cứu ảnh hưởng loại xúc tiến lưu hoá đến khả trương nở dung môi vật liệu 85 3.2.3 Kết nghiên cứu ảnh hưởng loại xúc tiến lưu hố đến tính chất học vật liệu 86 3.2.4 Kết nghiên cứu ảnh hưởng loại xúc tiến lưu hố đến khả chịu mài mịn vật liệu 87 3.3 Kết nghiên cứu ảnh hưởng điều kiện gia công đến tính chất vật liệu polyme compozit cao su nitril xơ da thuộc phế thải 90 3.3.1 Kết nghiên cứu ảnh hưởng hệ số điền đầy đến tính chất vật liệu 90 3.3.2 Kết nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ trộn đến tính chất vật liệu 92 3.3.3 Kết nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ lưu hố đến tính chất vật liệu 94 3.4 Kết nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng xơ da đến tính chất vật liệu polyme compozit cao su nitril 97 3.4.1 Kết nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng xơ da thuộc phế thải đến đặc trưng lưu hóa vật liệu 97 3.4.2 Kết nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng xơ da thuộc phế thải đến tính chất học vật liệu 99 3.4.4 Kết nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng xơ da đến hình thái cấu trúc vật liệu 102 3.4.5 Kết nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng xơ da thuộc phế thải đến khả trương nở dung môi vật liệu 104 3.5 Kết nghiên cứu ảnh hưởng xử lý hóa học bề mặt xơ da đến tính chất vật liệu polyme compozit cao su nitril 106 v 3.5.1 Kết nghiên cứu ảnh hưởng xử lý hoá học đến cấu trúc hoá học bề mặt xơ da 107 3.5.2 Kết nghiên cứu ảnh hưởng xử lý hoá học đến hình thái cấu trúc xơ da 108 3.5.3 Kết nghiên cứu ảnh hưởng xử lý hố học đến tính chất học vật liệu 110 3.5.4 Kết nghiên cứu ảnh hưởng xử lý hoá học đến độ hấp thụ nước vật liệu 111 3.6 Kết nghiên cứu nâng cao tính chất vật liệu polyme compozit cao su nitril/xơ da thuộc phế thải phương pháp lai tạo với xơ dệt 112 3.6.1 Kết nghiên cứu lựa chọn loại xơ dệt phù hợp cho việc lai tạo với xơ da/NBR 112 3.6.2 Kết nghiên cứu ảnh hưởng chiều dài xơ polyamit đến tính chất vật liệu polyme compozit cao su nitril gia cường hệ lai tạo xơ da/xơ dệt 116 3.6.3 Kết nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng xơ polyamit xơ da đến tính chất vật liệu polyme compozit cao su nitril gia cường hệ lai tạo xơ da /xơ dệt 119 3.6.4 Đánh giá ảnh hưởng xơ polyamit đến khả trương nở dung môi vật liệu 124 3.6.5 Nghiên cứu ảnh hưởng có mặt xơ polyamit tính chất nhiệt vật liệu tổ hợp 125 3.6.6 Đánh giá ảnh hưởng xơ polyamit đến tính lão hóa vật liệu 130 3.7 Kết thử nghiệm số tiêu chí chất lượng vật liệu trải sàn 131 3.8 Kết luận chương 133 KẾT LUẬN CỦA LUẬN ÁN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU 134 TIẾP THEO 134 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA 136 LUẬN ÁN 136 TÀI LIỆU THAM KHẢO 137 PHỤ LỤC 145 vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu ABS Tiếng Anh Diễn giải Acrylonitrile butadiene Acrylonitril butadien styren styrene ACN Acrylonitrile acrylonitril CR Chloroprene rubber Cao su cloropren CZ N thiazole Sulfenamide N thiazol sulfenamit CSTN Cao su thiên nhiên CIIR Cao su isobutylen isopren clor hoá DMA Phân tích nhiệt động Dynamic Mechanical Analysis DM DSC EPDM FTIR Disulfit benzothiazil Differential Scanning Calorimetry Phân tích nhiệt vi sai quét Etylene propylene diene monomer Cao su Etylen propylen dien đồng trùng hợp Fourier transform infrared spectroscopy Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier HĐBM IR MBS MBTS NR NBR PA PAN Hoạt động bề mặt Infrared spectroscopy Phổ hồng ngoại Methacrylate Butadiene Styrene Methacrylat butadien styren Di benzothiazoldisulfite Di benzothiazoldisulfit Naturale rubber Cao su thiên nhiên Butadiene acrylonitrile rubber Cao su butadien-acrylonitril Polyamide Polyamit Polyacylonitrile Polyacylonitril PA6/XD/NBR Polyamit6/xơ da/NBR PAN/XD/NBR Polyacrynonitril/xơ da/NBR Vật liệu polyme compozit PC PLA Polylactic Acid Polylactic axit PP Polypropylene Polypropylen vii PE Polyethylene Polyetylen PS Polystyrene Polystyren Polarized optical microscopy Hiển vi quang học phân cực POM pkl Phần khối lượng RD Chất phòng lão Hiển vi điện tử quét SEM Scanning electron microscope SBR Butadiene Styrene rubber Cao su Butadien styren Transmission TEM Tg electron Hiển vi điện tử truyền qua microscopy Glass Transition Nhiệt độ thuỷ tinh hoá Temperature TGA Phân tích nhiệt trọng lượng Thermogravimetric Analyse Nhiệt độ nóng chảy Tm TMA Phân tích nhiệt Thermo-Mechanical Analysis TMTD Tetrametyl tiuram disunfit TBBS N-tert-Butyl-2Benzothiazolsulfenamit 6PPD N-1,3-dimetylbutyl-N phenylparaphenylen diamin XNBR Carboxylate butadiene Cao su Carboxylat butadien acrylonitrile rubber acrylonitril XD Xơ da Xơ da/NBR XD/NBR WLB Waste Leather Buff Chất thải da viii DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN Lê Thúy Hằng, Nguyễn Văn Tuân, Nguyễn Phạm Duy Linh, Đoàn Anh Vũ (2016), “Khảo sát ảnh hưởng thông số khuấy trộn tới hình thái học số tính chất học vật liệu compozit” Hội nghị Khoa học trường Đại học Bách Khoa Hà Nội lần thứ 21 Phân ban Dệt May, Tr115-120 Lê Thúy Hằng, Nguyễn Phạm Duy Linh, Đoàn Anh Vũ (2017), “The effect of leather fibers on vulcanization behavior of Natural rubber” Tạp chí Khoa học Công nghệ, ISSN 0866-708X, tập 55, Số 1B/2017, Tr85-90 Lê Thúy Hằng, Nguyễn Phạm Duy Linh, Đoàn Anh Vũ, Nguyễn thị Quỳnh (2019), “Khảo sát ảnh hưởng phương pháp phân tán xơ da điều kiện gia cơng tới số tính chất học vật liệu tổ hợp từ xơ da Latex cao su tự nhiên” Tạp chí Khoa học cơng nghệ -Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên, ISSN 2354-0575, Số 21 tháng 3/2019, Tr55-62 Lê Thúy Hằng, Nguyễn Phạm Duy Linh, Đoàn Anh Vũ (2019), “Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng kích thước xơ dệt đến tính chất vật liệu polyme compozit cao su acrylonitril butadiene” Tạp chí Hố học, ISSN (Print) 0866-7144, Tập 57, Số 6E1,2 tháng 12/2019, Tr146-150 Lê Thúy Hằng, Nguyễn Phạm Duy Linh, Đoàn Anh Vũ (2020), “Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng hàm lượng xơ dệt đến tính chất vật liệu polyme compozit cao su acrylonitril butadien” Tạp chí Hố học, ISSN (Print), Tập 58, Số 5E1,2 tháng 11/2020, Tr 230-234 Le Thuy Hang, Do Quoc Viet, Nguyen Phạm Duy Linh, Vu Anh Doan, HaiLinh Thi Dang, Van-Duong Dao, Pham Anh Tuan (2021), “Utilization of Leather Waste Fibers in Polymer Matrix Composites Based on Acrylonitrile-Butadiene Rubber”, Polymers, Volume 13, 117, https://doi.org/10.3390/polym13010117 136 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] M Klarova (2015), “Composite Materials”, Textbook, VSB Technical University of Ostrava, Ostrava, [2] D NaBi Saheb and J.P.Jog (1999), “Natural fiber polymer composites: A Review”, Advances in Polymer Technology, vol 18, no 4,pp 351–363 [3] A Teklay, G Gebeyehu, T Getachew, T Yaynshet, S Inbasekaran, and T P Sastry (2018), “Preparation of value added composite sheet from solid waste leather - A prototype design”, Scientific Research and Essays, vol 13, no 2,pp 11–13 [4] B Ramaraj (2006), “Mechanical and thermal properties of ABS and leather waste composites”, J.Appl Polym Sci, vol 101, no 5,pp 3062–3066 [5] T J Madera-Santana, M J Aguilar-Vega, A Márquez, F Vázquez Moreno, M O W Richardson, and J L Cruz Machin (2002), “Production of leather-like composites using short leather fibers II Mechanical characterization”, Polymer Composites, vol 23, no 6,pp 991–1002 [6] J D Ambrósio, A A Lucas, H Otaguro, and L C Costa (2011), “Preparation and characterization of poly (vinyl butyral)-leather fiber composites”, Polymer Composites, vol 32, no 5,pp 776–785 [7] T Ambone, S Joseph, E Deenadayalan, S Mishra, S Jaisankar, and P Saravanan (2017), “Polylactic Acid (PLA) Biocomposites Filled with Waste Leather Buff (WLB)”, Journal of Polymers and the Environment, vol 25, no 4,pp 1099–1109 [8] A C D Castiello, E Chiellini, P Cinelli (2006), “Polyethylene-collagen hydrolizate thermoplastic blends: a new reutilization route to transform a waste of the leather industry into environmentally degradable plastics”, Chimica e Chimica Industrial Pisa University Journal, pp 1–23 [9] Viện nghiên cứu Da-Giầy (2010), “Nghiên cứu xây dựng tài liệu hướng dẫn công nghệ thuộc da phục vụ công tác chuyên môn công nghệ thuộc da cho cán kỹ thuật sở thuộc da Việt Nam”, Đề tài Bộ công thương, mã số: 266.10/RD.ĐC/HĐ-KHCN, [10] K H Sizeland, M M Basil-Jones, R L Edmonds, et al (2013), “Collagen Orientation and Leather Strength for Selected Mammals”, Journal of Agricultural and Food Chemistry, vol 61, no 4,pp 887–892 [11] O A Mohamed, N H El Sayed, and A A Abdelhakim (2010), “Preparation and characterization of polyamide-leather wastes polymer composites”, J.Appl Polym Sci, vol 118, no 1,pp 446–451 [12] R Naffa, C Maidment, M Ahn, B Ingham, S Hinkley, and G Norris (2019), “Molecular and structural insights into skin collagen reveals several factors that influence its architecture”, International Journal of Biological Macromolecules, vol 128pp 509–520 [13] S J R Kelly, R Weinkamer, L Bertinetti, et al (2019), “Effect of collagen 137 packing and moisture content on leather stiffness”, Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, vol 90pp 1–10 [14] Hiệp hội Da giầy Việt Nam (2019), “Hiện trạng phát triển ngành da giầy Việt Nam”, Báo cáo Hội thảo, [15] Báo cáo tổng kết Dự án (2014), “‘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, [16] Wade Motawi (2018), “Shoe Material Design Guide”, Kindle Edition, [17] N V Lân (2004), "Vật liệu dệt", NXB Đại học quốc gia TPHCM [18] D D E John D Buckley (1993), "Carbon-Carbon Materials and Composites", United States of America [19] U E of I Chemmistry (1992), “Polyamides”, VCH publisher, vol A21pp 518– 547 [20] S M Aharoni (1997), “N-Nylons: Their synthesis, structure and properties”, John Willey&Sons, Chichester, New York, Neiheim, Brisbane, Singapore, Toronto, pp 247–280 [21] K Hedicke, H Wittich, C Mehler, F Gruber, and V Altstadt (2006), “Crystallisation behaviour of Polyamide-6 and Polyamide-66 nanocomposites”, Composites Science and Technology, vol 66, no 3–4,pp 571–575 [22] S S Pesetskii, B Jurkowski, Y A Olkhov, S P Bogdanovich, and V N Koval (2005), “Influence of a cooling rate on a structure of PA6”, Euro Polym J, vol 41, no 6,pp 1380–1390 [23] G E Ramesh C (2001), “Hight-temperature X-ray diffraction studies on the crystalline transition in the α-forms of Nylon-6”, Macromolecules, vol 24pp 3308–3313 [24] J.-C Ho and K.-H Wei (2000), “Induced γ → α Crystal Transformation in Blends of Polyamide and Liquid Crystalline Copolyester”, Macromolecules, vol 33, no 14,pp 5181–5186 [25] J Cho and D Paul (2001), “Nylon nanocomposites by melt compounding”, Polymer, vol 42, no 3,pp 1083–1094 [26] N Pensupa, S.-Y Leu, Y Hu, et al (2017), “Recent Trends in Sustainable Textile Waste Recycling Methods: Current Situation and Future Prospects”, Topics in Current Chemistry, vol 375, no 5,p 76 [27] Hoàng Thị Lĩnh (2013), "Xử lý hoàn tất sảnh phẩm dệt may", NXB Khoa học Kỹ Thuật, Hà Nội [28] V G Jayant Udakhe (2011), “Melt Processing of Polyacrylonitrile (PAN) Polymers”, Journal of the Textile Association, pp 233–241 [29] M S A Rahaman, A F Ismail, and A Mustafa (2007), “A review of heat treatment on polyacrylonitrile fiber”, Polymer Degradation and Stability, vol 92, no 8,pp 1421–1432 [30] Đỗ Quang Kháng (2013), "Vật liệu polyme-Quyển Vật liệu polyme sở", NXB 138 Khoa học tự nhiên công nghệ [31] Ngô Phú Trù (1995), "Kỹ thuật chế biến gia công cao su", Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội [32] N T Ha, K Kaneda, Y Naitoh, L Fukuhara, K Kosugi, and S Kawahara (2015), “Preparation and graft-copolymerization of hydrogenated natural rubber in latex stage”, Journal of Applied Polymer Science, vol 132, no 34,p n/a-n/a [33] J R Ỉ B R Ỉ A Gnanamani (2009), “Preparation, Characterization and Application of Leather Particulate-Polymer Composites (LPPCs)”, Journal Polym Environ, vol 17pp 181–186 [34] Nguyễn Hữu Trí (2004), "Khoa học kỹ thuật công nghệ cao su thiên nhiên", Nhà Xuất Bản Trẻ [35] R A A van de K I Lardinois (1996), “Rubber Waste-Options for Small-scale Resource Recovery Urban Solid Waste Series 3”, Environmental Science, [36] A T J.J.C Busfield, C H Ratsimba (1997), “Crack Growth and Strain Induced Anisotropy in Carbon Black Filled Natural Rubber”, Journal of Natural Rubber Research, vol 12(3)pp 131–141 [37] H.-M T Kalle Hanhi, Minna Poikelispää (2007), "Elastomeric materials", Tampere university of technology [38] Andrew Ciesielski (1999), "An intrusion to rubber technology" Shawbury, Shrewsbury, Shropshire, SY44 NR, UK [39] I Kruzelak, Jan Dosoudil, Rastislav Sykora, Richard Hudec (2017), “Rubber composites cured with sulphur and peroxide and incorporated with strontium ferrite”, Bulletin of Materials Science, vol 40, no 1,pp 223–231 [40] Richard B Simpson (2002), "Rubber basics", Rapra Technology Limited [41] K Chronska and A Przepiorkowska (2008), “Buffing dust as a filler of carboxylated butadiene-acrylonitrile rubber and butadiene-acrylonitrile rubber”, Journal of Hazardous Materials, vol 151, no 2–3,pp 348–355 [42] S H El-Sabbagh and O A Mohamed (2011), “Recycling of chrome-tanned leather waste in acrylonitrile butadiene rubber”, J.Appl Polym Sci, vol 121, no 2,pp 979–988 [43] A Przepiórkowska, K Chrońska, and M Zaborski (2007), “Chrome-tanned leather shavings as a filler of butadiene–acrylonitrile rubber”, Journal of Hazardous Materials, vol 141, no 1,pp 252–257 [44] K Chrońska-Olszewska and A Przepiórkowska (2011), “A mixture of buffing dust and chrome shavings as a filler for nitrile rubbers”, J.Appl Polym Sci, vol 122, no 5,pp 2899–2906 [45] T E Ferington and A V Tobolsky (1955), “Organic Disulfides as Initiators of Polymerization: Tetramethylthiuram Disulfide”, J.Amer Chem Soc, vol 77, no 17,pp 4510–4512 [46] M Ashokkumar, P Thanikaivelan, K Krishnaraj, and B Chandrasekaran (2011), “Transforming chromium containing collagen wastes into flexible composite 139 sheets using cellulose derivatives: Structural, thermal, and mechanical investigations”, Polymer Composites, vol 32, no 6,pp 1009–1017 [47] K Ravichandran and N Natchimuthu (2005), “Vulcanization characteristics and mechanical properties of natural rubber-scrap rubber compositions filled with leather particles”, Polymer International, vol 54, no 3,pp 553–559 [48] K Ravichandran and N Natchimuthu (2005), “Natural rubber: leather composites”, Polímeros, vol 15, no 2,pp 102–108 [49] R J S Marcos Roberto Ruiz, Aldo E Job1, Eduardo R Budemberg, Felipe Silva Bellucci (2014), “Characterization of the composite obtained from natural rubber with carbon black and leather wastes applied as flooring and coatings”, Porto de Galinhas, Brazil, vol October 12 [50] R J Santos, D L S Agostini, F C Cabrera, E R Budemberg, and A E Job (2015), “Recycling leather waste: Preparing and studying on the microstructure, mechanical, and rheological properties of leather waste/rubber composite”, Polymer Composites, vol 36, no 12,pp 2275–2281 [51] I Shabani, A J Arani, H R Dakhel, and G Iranmehr (2009), “Using of leather fibers as an additive in elastomeric compounds: Its effect on curing behavior and physico-mechanical properties”, J.Appl Polym Sci, vol 111, no 4,pp 1670– 1675 [52] N Natchimuthu, G Radhakrishnan, K Palanivel, K Ramamurthy, and J S Anand (1994), “Vulcanization characteristics and mechanical properties of nitrile rubber filled with short leather fibres”, Polymer International, vol 33, no 3,pp 329–333 [53] F F Maria J Ferreira, Manuel F Almeida (2010), “New leather- and rubber waste composites for use in footwear”, Society of Plastics Engineer, [54] R Senthil, T Hemalatha, R Manikandan, B N Das, and T P Sastry (2015), “Leather boards from buffing dust: a novel perspective”, Clean Technologies and Environmental Policy, vol 17, no 2,pp 571–576 [55] N G Garcia, E A P Dos Reis, E R Budemberg, et al (2015), “Natural rubber/leather waste composite foam: A new eco-friendly material and recycling approach”, J.Appl Polym Sci, vol 132, no 11,pp 1–10 [56] C Li, X Feng, and E Ding (2015), “Preparation, properties, and characterization of novel fine leather fibers/polyvinyl alcohol composites”, Polymer Composites, vol 36, no 7,pp 1186–1194 [57] S Joseph, T S Ambone, A V Salvekar, S N Jaisankar, P Saravanan, and E Deenadayalan (2017), “Processing and characterization of waste leather based polycaprolactone biocomposites”, Polymer Composites, vol 38, no 12,pp 2889– 2897 [58] O A Mohamed and N F Kassem (2010), “Utilization of waste leather shavings as filler in paper making”, J.Appl Polym Sci, p n/a-n/a [59] I S A J A H R D G Iranmehr (2009), “Using of Leather Fibers as an Additive in Elastomeric Compounds: Its Effect on Curing Behavior and Physico140 Mechanical Properties”, J.Appl Polym Sci, vol 111pp 1670–1675 [60] R Senthil, T Hemalatha, R Manikandan, B N Das, and T P Sastry (2015), “Leather boards from buffing dust: A novel perspective”, Clean Technologies and Environmental Policy, vol 17, no 2, [61] S Nahar, M A Khan, R A Khan, et al (2013), “An Approach to Utilize Crust Leather Scrapes, Dumped into the Land, for the Production of Environmental Friendly Leather Composite”, Engineering Journal, vol 17, no 3,pp 17–24 [62] M R Ruiz, P L S Cabreira, E R Budemberg, E A P dos Reis, F S Bellucci, and A E Job (2016), “Chemical evaluation of composites natural rubber/carbon black/leather tannery projected to antistatic flooring”, J J.Appl Polym Sci, vol 133, no 27 [63] M O Iara de Oliveira1, Leandro Cunha1, Leila Visconte1 and and M Rubinger2 (2010), “The evaluation of Bis (4 methylphenyl sulff ony ldithiocarbimato) zincate (II) (Zinibu) acticity in the vulcanization of NBR compounds and its efect on their mechanical properties”, Chemical Technology, vol Vol 4, Nopp 237–140 [64] R N Datta, A G Talma, S Datta, P G J Nieuwenhuis, W J Nijenhuis, and W Maslow (2003), “On the Chemistry of Tetrabenzyl Thiuram Disulfide and Tetramethyl Thiuram Disulfide with Bis (Triethoxysilylpropyl) Tetrasulfide in Silica Compounds”, Rubber Chemistry and Technology, vol 76, no 4,pp 876– 891 [65] M R Ruiz, E R Budemberg, G P Da Cunha, F S Bellucci, H N Da Cunha, and A E Job (2015), “An innovative material based on natural rubber and leather tannery waste to be applied as antistatic flooring”, J J.Appl Polym Sci 132, no 3,pp 1–11 [66] Viện nghiên cứu Da-Giầy (2004), “Nghiên cứu công nghệ xử lý chất thải rắn chưa qua thuộc để sản xuất phân bón hữu cơ”, Đề tài Bộ Cơng thương, [67] Viện nghiên cứu Da-Giầy (2009), “Xây dựng mơ hình tái chế chất thải rắn ngành thuộc da Việt Nam”, Đề tài Bộ Công thương, [68] Viện nghiên cứu Da-Giầy (2010), “Xây dựng mơ hình quản lý chất thải rắn theo hướng thân thiện môi trường cho ngành sản xuất giầy, dép sản phẩm từ da”, Đề tài Bộ Công thương, [69] Hiệp hội Da giầy Việt Nam (2020), “Ngành công nghiệp thuộc da: Lời giải ‘bài tốn’ chi phí”, Cổng thơng tin điện tử Bộ Công Thương (MOIT), vol Tháng [70] Bùi Văn Huấn, Đoàn Anh Vũ, Nguyễn Ngọc Tiệp (2018), “Nghiên cứu khả sử dụng xơ da thuộc để chế tạo vật liệu compozit nhựa polyeste không no”, Hội nghị khoa học toàn quốc Dệt may, lần thứ - NSCTEX2018 [71] Bùi Văn Huấn, Đoàn Anh Vũ, Nguyễn Phạm Duy Linh, Ngô Thị Kim Thoa (2019), “Nghiên cứu khả sử dụng xơ da thuộc để chế tạo vật liệu compozit sở nhựa epoxy”, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ số 132 [72] Đồn Anh Vũ (2014), “Nghiên cứu công nghệ sản xuất da nhân tạo từ da thuộc phế liệu”, Mã số đề tài: 01C-03/01-2014-2, 141 [73] V M Murty and S K De (1982), “Short Jute Fiber Reinforced Rubber Composites”, Rubber Chemistry and Technology, vol 55, no 2,pp 287–308 [74] B P &G B N A K Senapati, S K N Kutty (2006), “Short Polyester Fiber Reinforced Natural Rubber Composites”, International Journal of Polymeric Materials and Polymeric Biomaterials, pp 203–224 [75] M A M A Lopez Manchado (2002), “Short Fibers as Reinforcement of Rubber Compounds”, Polymer Science and Technology, vol 23, no 4,pp 666–673 [76] T D Sreeja and S K N Kutty (2002), “Studies on Acrylonitrile Butadiene Rubber - Short Nylon Fiber Composites”, Journal of Elastomers & Plastics, vol 34, no 2,pp 157–169 [77] C Rajesh, G Unnikrishnan, E Purushothaman, and S Thomas (2004), “Cure characteristics and mechanical properties of short nylon fiber-reinforced nitrile rubber composites”, J.Appl Polym Sci, vol 92, no 2,pp 1023–1030 [78] D L Sang—Ryeoul Ryu (2001), “Effects of Fiber Aspect Ratio, Fiber Content, and Bonding Agent on Tensile and Tear Properties of Short-Fiber Reinforced Rubber”, KSME International Journal, vol 15, no 1,pp 35–43 [79] M R Ruiz, P L S Cabreira, E R Budemberg, E A P Dos Reis, F S Bellucci, and A E Job (2016), “Chemical evaluation of composites natural rubber/carbon black/leather tannery projected to antistatic flooring”, J.Appl Polym Sci, vol 133, no 27,pp 1–10 [80] Tiêu chuẩn quốc gia Việt Nam TCVN 6094:2004 , “Cao su - Xác định đặc tính lưu hố máy đo lưu hoá đĩa dao động.” [81] Tiêu chuẩn quốc gia Việt Nam TCVN 6090:1995 , “Cao su chưa lưu hóa - Phương pháp sử dụng nhớt kế đĩa trượt.” [82] Tiêu chuẩn quốc gia Việt Nam TCVN 4509: 2006 , “Cao su lưu hoá nhiệt dẻo Xác định tính chất ứng suất-dãn dài kéo.” [83] Tiêu chuẩn quốc gia Việt Nam TCVN 1597-1: 2013 , “Cao su lưu hoá nhiệt dẻo - Xác định độ bền xé rách.” [84] Tiêu chuẩn quốc gia Việt Nam TCVN 1595-1: 2007 , “Cao su-Phương pháp xác định độ cứng So (Shore) A.” [85] Tiêu chuẩn quốc gia Việt Nam TCVN 5320-1:2008 , “Cao su lưu hoá nhiệt dẻo - Xác định biến dạng dư sau nén.” [86] Tiêu chuẩn quốc gia Việt Nam TCVN 5363:2006 , “Cao su, lưu hoá nhiệt dẻo - Xác định độ chịu mài mòn sử dụng thiết bị trống quay hình trụ.” [87] L Spenling (2006), "Introduction to Physical polymer science, 4th", A John Wil [88] D G S M Cavalcante, A S Gomes, R J Santos, et al (2018), “Composites Produced from Natural Rubber and Chrome-Tanned Leather Wastes: Evaluation of their In Vitro Toxicological Effects for Application in Footwear and Textile Industries”, Journal of Polymers and the Environment, vol 26, no 3,pp 980–988 [89] M Y Andrianova G.P, Poliakova K.A, Filtricov A.S (2008), "Công nghệ gia công chất dẻo cao su sản xuất vật liệu màng da nhân tạo, Phần Các 142 q trình hóa lý Trong cơng nghệ sản xuất vật liệu màng da nhân tạo", Kolox S, Moscow, Moscow [90] G R Hamed and N Rattanasom (2002), “Effect of Crosslink Density on Cut Growth in Gum Natural Rubber Vulcanizates”, Rubber Chemistry and Technology, vol 75, no 2,pp 323–332 [91] A Y Coran (2003), “Chemistry of the vulcanization and protection of elastomers: A review of the achievements”, J.Appl Polym Sci, vol 87, no 1,pp 24–30 [92] G Gee (1947), “Tensile strengths of pure gum natural rubber compounds”, J.Appl Polym Sci, vol 2, no 5,pp 451–462 [93] S N Lawandy and S F Halim (2005), “Effect of vulcanizing system on the crosslink density of nitrile rubber compounds”, J.Appl Polym Sci, vol 96, no 6,pp 2440–2445 [94] A Dasari, Z.-Z Yu, and Y.-W Mai (2009), “Fundamental aspects and recent progress on wear/scratch damage in polymer nanocomposites”, Materials Science and Engineering: R: Reports, vol 63, no 2,pp 31–80 [95] Sadhan K De Jim R White (2001), "Rubber technologist’s Handbook", Rapra New York [96] A K Bhowmick (2008), "Current topics in elastomer researcher", CRC Press, Boca Raton London New York [97] W P R (1996), "Rubber mixing Report 90", Vol.8, Rapra Technology [98] Nakajima Nobuyuki (2000), "The science and practice of rubber mixing", Smithers Rapra, New York [99] Richard F Grossman (1997), "The mixing or rubber", Chapman&Hall, NewYork [100] and D J F T Kurian, K E George (1988), “Effect of Vulcanization Temperature on the Cure Characteristics and Vulcanizate Properties of Natural Rubber and Styrene-Butadiene Rubber”, Die Angewandte Makromolekulare Chemie, vol 162pp 123–134 [101] M J Ferreira, F Freitas, and M F Almeida (2010), “The Effect of Leather Fibers on the Properties of Rubber-Leather Composites”, Journal of Composite Materials, vol 44, no 24,pp 2801–2817 [102] Brendan Rodgers (2015), "Rubber Compounding: Chemistry and Applications", Second Edi., CRC Press [103] H Ismail, N Rosnah, and U S Ishiaku (1997), “Oil Palm Fibre-reinforced Rubber Composite: Effects of Concentration and Modification of Fibre Surface”, Polymer International, vol 43, no 3,pp 223–230 [104] K Chrońska and A Przepiórkowska (2009), “Comparison of the effects of collagen and modified collagen fillers on the properties of XNBR rubber”, J.Appl Polym Sci, vol 114, no 4,pp 1984–1991 [105] M R Mitchell, R E Link, A Mostafa, A Abouel-Kasem, M R Bayoumi, and M G El-Sebaie (2010), “Rubber-Filler Interactions and Its Effect in Rheological 143 and Mechanical Properties of Filled Compounds”, Journal of Testing and Evaluation, vol 38, no 3,p 101942 [106] L.-C Tang, L Zhao, F Qiang, Q Wu, L.-X Gong, and J.-P Peng (2019), “Mechanical Properties of Rubber Nanocomposites Containing Carbon Nanofillers,” in Carbon-Based Nanofiller and Their Rubber Nanocomposites, , Elsevier, pp 367–423 [107] M J Ferreira, M F Almeida, and F Freitas (2011), “Formulation and characterization of leather and rubber wastes composites”, Polymer Engineering & Science, vol 51, no 7,pp 14181427 [108] P Mee, B Karaaaỗ, and N Uyank (2018), “Investigating Effect of Chrome Tanned Leather Scraps in Ethylene Propylene Diene Monomer Rubber”, Progress in Rubber Plastics and Recycling Technology, vol 34, no 2,pp 89–103 [109] W Urrego Yepes, N Cardona, S M Velasquez, D H Giraldo Vásquez, and J C Posada (2019), “Mechanical and rheometric properties of natural rubber composites filled with untreated and chemically treated leather wastes”, Journal of Composite Materials, vol 53, no 11,pp 1475–1487 [110] L Mullins (1969), “Softening of Rubber by Deformation”, Rubber Chemistry and Technology, vol 42, no 1,pp 339–362 [111] K Ravichandran and N Natchimuthu (2005), “Natural rubber: leather composites”, Polímeros, vol 15, no 2,pp 102–108 [112] R M Kremen, S S & Lollar (1951), “A study of the moisture relationships and thermal properties of skin and leather”, J Am Leather Chem Ass, vol 46pp 34– 56 [113] S K N K D, T.Steeja (2001), “Acrylonitrile butadiene rubber reclaimed rubber Nylon fiber composite”, Advances in Polymer Technology, vol 20, no 4,pp 281– 288 [114] L A E M Reuvekamp, S C Debnath, J W Ten Brinke, P J Van Swaaij, and J W M Noordermeer (2004), “Effect of Zinc Oxide on the Reaction of TESPT Silane Coupling Agent with Silica and Rubber”, Rubber Chemistry and Technology, vol 77, no 1,pp 34–49 [115] B Bhushan (2000), "Modern tribology handbook", Boca Raton London New York Washington DC [116] Y Fukahori and H Yamazaki (1994), “Mechanism of rubber abrasion”, Wear, vol 178, no 1–2,pp 109–116 [117] Tiêu chuẩn quốc gia Việt Nam TCVN 12062: 2017 (2017), “Thảm trải sàn đàn hồi - Yêu cầu cho thảm trải sàn cao su khơng có lót.” 144 PHỤ LỤC 145 4.1 PHỔ HỒNG NGOẠI Hình 4.1: Phổ hồng ngoại xơ da khơng xử lý Hình 4.2: Phổ hồng ngoại xơ da xử lý với NaOH 146 Hình 4.3: Phổ hồng ngoại xơ da xử lý với Na2CO3 Hình 4.4: Phổ hồng ngoại xơ da xử lý với Ure 147 4.2 PHÂN TÍCH NHIỆT TRỌNG LƯỢNG (TGA) Hình 4.5: Giản đồ phân tích nhiệt trọng lượng mẫu NBR Hình 4.6: Giản đồ phân tích nhiệt trọng lượng mẫu XD/NBR 148 Hình 4.7: Giản đồ phân tích nhiệt trọng lượng mẫu PA/XD/NBR 4.3 ẢNH CHỤP SEM CỦA VẬT LIỆU PA6/XD/NBR Hình 4.8: Cấu trúc bề mặt kéo đứt vật liệu PA6/XD/NBR tỷ lệ 20/80 (PA6/XD) với mức độ phóng đại 100 lần 149 Hình 4.9: Cấu trúc bề mặt kéo đứt vật liệu PA6/XD/NBR tỷ lệ 30/70 (PA6/XD) với mức độ phóng đại 100 lần Hình 4.10: Cấu trúc bề mặt kéo đứt vật liệu PA6/XD/NBR tỷ lệ 50/50 (PA6/XD) với mức độ phóng đại 100 lần Hình 4.11: Ảnh chụp SEM bề mặt mài mòn mẫu vật liệu a: Mẫu cao su NBR mức phóng đại x50 b: Mẫu XD/NBR mức phóng đại x50 c: Mẫu PA6/XD/NBR mức x30 d: Mẫu PA6/XD/NBR mức phóng đại x50 150 ... GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LÊ THÚY HẰNG NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG XƠ DA PHẾ THẢI VÀ XƠ DỆT ĐỂ CHẾ TẠO VẬT LIỆU CAO SU COMPOZIT ỨNG DỤNG LÀM TẤM TRẢI SÀN Ngành:... gia sử dụng để chế tạo vật liệu compozit cao su 31 iii 1.5 Tổng quan vật liệu polyme compozit sử dụng xơ da thuộc phế thải 33 1.5.1 Một số nghiên cứu nước vật liệu polyme compozit sử dụng xơ. .. tác cao xơ da phế thải cao su nitril, từ chế tạo vật liệu compozit xơ da/ NBR với hàm lượng xơ da cao (50/50) có tính chất cao thân cao su NBR Chế tạo thành công vật liệu polyme compozit cao su