Nghiên cứu cấu trúc và các tính chất gia công của vật liệu polyme compozit từ nhựa nền polypropylen (pp) gia cường bằng sợi tre ngắn dùng trong xử lý nước thải

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Phạm Thị Lánh NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC VÀ CÁC TÍNH CHẤT GIA CƠNG CỦA VẬT LIỆU POLYME COMPOZIT TỪ NHỰA NỀN POLYPROPYLEN (PP) GIA CƯỜNG BẰNG SỢI TRE NGẮN DÙNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Kỹ thuật vật liệu phi kim Hà Nội, 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Phạm Thị Lánh NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC VÀ CÁC TÍNH CHẤT GIA CƠNG CỦA VẬT LIỆU POLYME COMPOZIT TỪ NHỰA NỀN POLYPROPYLEN (PP) GIA CƯỜNG BẰNG SỢI TRE NGẮN DÙNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI Chuyên ngành: Kỹ thuật vật liệu phi kim NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: Nguyễn Huy Tùng Hà Nội, 2010 Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lời cảm ơn Trong q trình hồn thành luận án thạc sĩ em nhận bảo tận tình thầy giáo, cô giáo Trung tâm NCVL Polyme - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Em xin chân thành cảm ơn thầy cô, đặc biệt em xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Huy Tùng, PGS.TS Bùi Chương giúp em hoàn thành luận án Em xin trân trọng cảm ơn! Hà nội, ngày 25/10/2010 Học viên Phạm Thị Lánh Phạm Thị Lánh- ĐHBKHN Luận văn Thạc sĩ Khoa học MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU 11 CHƯƠNG – TỔNG QUAN 12 1.1 HIỂU BIẾT CHUNG VỀ VẬT LIỆU PC 12 1.1.1 Lịch sử phát triển 12 1.1.2 Khái niệm vật liệu PC 12 1.1.3 Phân loại 14 1.1.4 Đặc điểm vật liệu PC 14 1.1.5 Ứng dụng vật liệu PC 155 1.2 VẬT LIỆU PC GIA CƯỜNG BẰNG SỢI THỰC VẬT 16 1.2.1 Giới thiệu chung .16 1.2.2 Các loại nhựa thông dụng 18 1.2.3 Sợi thực vật 22 1.3 VẬT LIỆU PC TRÊN CƠ SỞ PP GIA CƯỜNG BẰNG SỢI LUỒNG 28 1.3.1 Nhựa PP 28 1.3.2 Sợi luồng 29 1.4 ĐẶC TÍNH LƯU BIẾN CỦA VẬT LIỆU PC 39 1.4.1 Lý thuyết lưu biến 39 1.4.2 Đặc tính vật liệu dịng chảy nhớt 40 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 46 2.1 HÓA CHẤT VÀ NGUYÊN LIỆU 46 2.1.1 Sợi tre 46 2.1.2 Nhựa PP 46 2.1.3 Chất trợ tương hợp 46 Phạm Thị Lánh- ĐHBKHN Luận văn Thạc sĩ Khoa học 2.1.4 Phụ gia HL- 04 .46 2.2 PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO MẪU 47 2.2.1 Phương pháp chế tạo sợi tre 47 2.2.2 Phương pháp chế tạo compozit 48 2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỬ NGHIỆM MẪU .49 2.3.1 Các phương pháp xác định tính chất sợi luồng 49 2.3.2 Các phương pháp xác định cấu trúc tính chất compozit 51 CHƯƠNG – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 59 3.1 TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA SỢI LUỒNG 59 3.1.1 Ảnh hưởng phương pháp xử lý sợi đến hiệu tách sợi 59 3.1.2 Ảnh hưởng phương pháp xử lý sợi đến phân bố đường kính sợi, độ bền kéo .60 3.1.3 Ảnh hưởng phương pháp xử lý kiềm đến độ bền kéo sợi luồng 63 3.2 TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA COMPOZIT NỀN PP GIA CƯỜNG BẰNG SỢI TRE NGẮN 65 3.2.1 Phân bố kích thước sợi compozit 65 3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng mơi trường hóa chất đến tính chất vật liệu .66 3.2.3 Ảnh hưởng môi trường nước thải đến tính chất cấu trúc vật liệu 75 3.3 KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA HÀM LƯỢNG SỢI LUỒNG ĐẾN TÍNH CHẤT LƯU BIẾN CỦA VẬT LIỆU 79 3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng sợi luồng đến điểm chảy vật liệu………………………………………………………………………… …79 3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng sợi luồng đến tính chất lưu biến vật liệu …… …………………………………………………….……………80 3.4 KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA HÀM LƯỢNG SỢI LUỒNG ĐẾN TÍNH CHẤT NHIỆT CỦA VẬT LIỆU 83 3.4.1 Phương pháp phân tích nhiệt TGA 83 3.4.2 Phương pháp quét nhiệt vi sai DSC 86 Phạm Thị Lánh- ĐHBKHN Luận văn Thạc sĩ Khoa học KẾT LUẬN …………………………………………………………………… 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO 92 Phạm Thị Lánh- ĐHBKHN Luận văn Thạc sĩ Khoa học LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết thực nghiệm trình bày luận văn trung thực, cộng thực Các kết nêu luận văn hoàn tồn chưa có cơng trình cơng bố Tác giả Phạm Thị Lánh Phạm Thị Lánh- ĐHBKHN Luận văn Thạc sĩ Khoa học DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT PC: polyme compozit PP: polypropylen MA: anhydrit maleic AP: anhydrit phtalic PVC: polyvinylclorua PEKN: polyeste không no PLA: polylactic axit PET: polyetylen terephtalat MAPP: poly propylen – anhydrit maleic SEM: hiển vi điện tử quét DSC: quét nhiệt vi sai TGA: phân tích nhệt trọng lượng AA: anhyrit axetic AS: axit stearic Phạm Thị Lánh- ĐHBKHN Luận văn Thạc sĩ Khoa học DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Tính chất số PVC thương mại 18 Bảng 1.2: Tính chất học polylactic axit copolyme chúng 20 Bảng 1.3: Một số tính chất nhựa epoxy đóng rắn .21 Bảng 1.4: Một số tính chất khác nhựa epoxy 22 Bảng 1.5: Thành phần hóa học số loại sợi tự nhiên 23 Bảng 1.6: Thành phần tro 26 Bảng 1.7: Tính chất học số loại sợi 27 Bảng 1.8: Sản lượng khai thác loài tre Việt Nam giai đoạn 1986-1988 30 Bảng 1.9: Trữ lượng phân bố loài tre Việt Nam năm 1991-1993 30 Bảng 1.10: Thành phần hóa học luồng - tuổi lấy Thanh Hóa 34 Bảng 2.1: Tính chất nhựa PP…………………………………………………………… 46 Bảng 3.1: Ảnh hưởng phương pháp xử lý sợi đến hiệu tách sợi độ giảm trọng lượng sợi 59 Bảng 3.2: Ảnh hưởng phương pháp xử lý sợi đến độ bền kéo, đường kính trung bình độ bền bám dính sợi luồng 60 Bảng 3.3: Ảnh hưởng phương pháp xử lý kiềm đến độ bền kéo, đường kính trung bình, độ bền bám dính sợi luồng……………………………………………62 Bảng 3.4: Kích thước trung bình sợi luồng compozit……… ……………65 Bảng 3.5: Độ bền kéo PP/luồng (MPa)……………………………………………66 Bảng 3.6: Độ bền uốn PP/luồng (MPa)……………………………………………67 Bảng 3.7: Độ bền va đập vật liệu PP/luồng………………………………………68 Bảng 3.8: Độ hấp thụ chất lỏng (%) PC dung dịch NaOH 3% 70 Bảng 3.9: Độ hấp thụ chất lỏng (%) PC dung dịch NaOH 7% 70 Bảng 3.10: Độ hấp thụ chất lỏng (%) PC dung dịch HCl 3% 72 Bảng 3.11: Độ hấp thụ chất lỏng (%) PC dung dịch HCl 7% 72 Bảng 3.12: Độ hấp thụ chất lỏng (%) PC dung dịch H SO 3% 73 Bảng 3.13: Độ hấp thụ chất lỏng (%) PC dung dịch H SO 7% 73 Phạm Thị Lánh- ĐHBKHN Luận văn Thạc sĩ Khoa học Bảng 3.14: Độ hấp thụ chất lỏng (%) PC nước thải 75 Bảng 3.15: Tính chất lý PP/luồng (MPa) 75 Bảng 3.16: Nhiệt độ chảy mềm mẫu compozit 79 Phạm Thị Lánh- ĐHBKHN Luận văn Thạc sĩ Khoa học Từ bảng 3,16 ta thấy: PP bắt đầu chảy khoảng 130OC Khi đưa sợi vào gia cường cho PP với hàm lượng sợi khác điểm chảy vật liệu thay đổi không đáng kể, nằm khoảng 130OC - 137OC Như có mặt sợi luồng khơng gây ảnh hưởng đến điểm chảy vật liệu compozit 3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng sợi luồng đến tính chất lưu biến vật liệu a) Mối liên hệ modun trữ động học G’ tần số góc ω Modun trữ động học G’của mẫu compozit PP/tre đo máy đo lưu biến C-VOR 150 hãng Bolin (Anh) Mẫu chịu tác dụng ứng suất trượt với tần số thay đổi theo bước nhảy Sau khoảng thời gian mẫu chịu tác dụng ứng suất với tần số góc định, mẫu ổn định tiếp tục chịu ứng suất với tần số góc khác Khi chịu tác động ứng suất có tần số góc đó, biến dạng nhỏ biến dạng xem biến dạng đàn hồi Tuy nhiên, mẫu không biến đổi theo thay đổi ứng suất mà độ biến dạng bị lệch pha so với ứng suất, tùy thuộc vào độ cứng độ nhớt vật liệu Đối với đa số vật liệu polyme, tính nhớt vật liệu thể rõ qua góc lệch pha lớn Cịn đa số kim loại, gốm sứ: tính cứng vật liệu chủ yếu, góc lệch pha nhỏ Modun trữ động học mô tả mối quan hệ ứng suất – biến dạng vùng đàn hồi nhớt tác dụng ngoại lực thay đổi theo tần số Chúng đặc trưng cho tính cứng vật liệu Trong vùng biến dạng tuyến tính (biến dạng cực nhỏ), G’ nhạy với có mặt chất độn, đặc biệt chất độn có kích thước nhỏ Khi chất độn phân tán tốt kết dính tốt với nhựa nền, modun G’ có xu hướng tăng lên Phạm Thị Lánh- ĐHBKHN 80 Luận văn Thạc sĩ Khoa học logG’, Pa 11.6 M0 M1 Power ('02) logG1, Pa 11.1 Power (22) Power M2 (42) Power M3 (32) 10.6 PowerM4 (51) PowerM5 (12) 10.1 9.6 50 100 150 Tầ ?n số ? gó c, rad/s Hình 3.17: Mối quan hệ tần số góc modun trữ động học mẫu compozit Từ hình 3.17 cho thấy: modun trữ động học G’ mẫu compozit thay đổi hàm lượng sợi thay đổi Nhìn chung modun trữ động học G’ tăng hàm lượng sợi tăng lên, mẫu khơng độn có modun trữ động học G’ nhỏ Tuy nhiên mẫu có modun trữ động học G’ lớn mẫu chứa 40% hàm lượng sợi, lớn modun trữ động học G’của mẫu có 50% hàm lượng sợi Như vậy, độ cứng mẫu compozit chứa 40% hàm lượng sợi lớn mẫu khơng độn (M0) có độ cứng nhỏ Sợi mẫu compozit chứa 40% hàm lượng sợi phân bố đồng pha Điều hồn tồn phù hợp với kết đo tính chất lý mẫu compozit Phạm Thị Lánh- ĐHBKHN 81 Luận văn Thạc sĩ Khoa học b) Mối liên hệ độ nhớt ảo tần số góc 5.00E+10 4.00E+10 η2, Pas M0 M5 3.00E+10 M4 M4 M5 2.00E+10 M2 M2 M3 M1 M1 M3 M0 1.00E+10 -5.00E+04 20 40 60 80 100 120 Tần số góc, rad/s Hình 3.18: Mối liên hệ tần số góc độ nhớt ảo mẫu compozit Từ hình 3.16 ta thấy: độ nhớt ảo η (η”) giảm dần tần số góc tăng lên Tuy nhiên, độ nhớt giảm tới giá trị định sau khơng giảm khơng phụ thuộc vào tần số góc Ngồi độ nhớt ảo phụ thuộc nhiều vào hàm lượng sợi compzit Nhìn chung độ nhớt ảo tăng lên hàm lượng sợi tre tăng lên Tuy nhiên, mẫu có chứa 50% hàm lượng sợi có độ nhớt ảo cao so với mẫu chứa 40% hàm lượng sợi Điều hoàn toàn phù hợp với kết xác định modun trữ động học mẫu compozit, η” = G’/ω Phạm Thị Lánh- ĐHBKHN 82 Luận văn Thạc sĩ Khoa học 3.4 KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA HÀM LƯỢNG SỢI LUỒNG ĐẾN TÍNH CHẤT NHIỆT CỦA VẬT LIỆU 3.4.1 Phương pháp phân tích nhiệt TGA Phương pháp TGA phương pháp đại cho biết trình xảy nâng từ từ nhiệt độ mẫu Đó trình bay hơi, phân hủy thành phần mẫu làm giảm khối lượng mẫu Từ ta xác định khả bền nhiệt sản phẩm TG /% 100 80 60 Mass Change: -100 10 % 40 20 [1] 100 200 300 400 500 600 700 800 Instrument: NETZSCH STA 409 PC/PG Sample: M0, 26.000 mg Mode/Type of Meas.: TG / Sample File: M0.ssv Reference: Al2O3,1.100 mg Segments: Crucible: 1/1 TG pan Al2O3 Atmosphere: TG Corr./M.Range: O2/0 / N2/30 600/30000 mg Material: Project: Identity: Date/Time: 082010 8/31/2010 3:06:57 PM Correction File: Temp.Cal./Sens Files: Calib new 27 01 07.tsv / Calib nhay 27107.esv Laboratory: PCM Range: 30/10.00(K/min)/800 Operator: T.D.Duc Sample Car./TC: TG HIGH RG / S Hình 3.19: Giản đồ TGA mẫu PP khơng độn Phạm Thị Lánh- ĐHBKHN 83 Luận văn Thạc sĩ Khoa học 120 100 TG, % 80 Mo M1 M2 60 40 20 -20 200 600 400 800 1000 Nhiệt độ, độ C Hình 3.20: Giản đồ TGA mẫu PP không độn, 10%, 20% hàm lượng sợi 120 100 TG, % 80 M0 60 M3 40 M4 z M5 20 -20 200 400 600 800 1000 Nhiệt độ, độ C Hình 3.21: Giản đồ TGA mẫu PP không độn, 30%, 40%, 50% hàm lượng sợi Phạm Thị Lánh- ĐHBKHN 84 Luận văn Thạc sĩ Khoa học TG /% 100 Mass Change: -4 86 % 90 80 70 Mass Change: -56 68 % 60 50 40 -0.5 30 Mass Change: -16 09 % [1] 100 200 300 400 500 600 700 800 Admin 24-09-2010 09:57 Instrument: File: Project: Identity: Date/Time: Laboratory: Operator: NETZSCH STA 409 PC/PG Soi tre 092010 9/22/2010 4:20:07 PM PCM T.D.Duc Sample: Reference: Material: Correction File: Temp.Cal./Sens Files: Range: Sample Car./TC: 139/2010 DucAnh 210910, 22.900 mg Al2O3,0.000 mg Calib new 27 01 07.tsv / Calib nhay 27107.esv 30/10.00(K/min)/800 TG HIGH RG / S Mode/Type of Meas.: Segments: Crucible: Atmosphere: TG Corr./M.Range: TG / Sample 1/1 TG pan Al2O3 O2/30 / N2/0 000/30000 mg Hình 3.22: Giản đồ TGA sợi tre Từ giản đồ phân tích nhiệt trọng lượng TGA PP khơng độn (hình 3.20) ta thấy xuất vùng hấp thụ nhiệt đặc trưng khoảng nhiệt độ từ 3800C đến 4800C Đây khoảng nhiệt độ phân hủy nhựa PP Khi đưa sợi tre vào gia cường cho nhựa PP hàm lượng sợi khơng ảnh hưởng đến tính chất phân hủy nhiệt compozit Ở khoảng nhiệt độ từ 3800C đến 4800C, mẫu có hàm lượng 10% sợi tre phân hủy 92,57% khối lượng, mẫu có hàm lượng 20% sợi tre phân hủy 83,32% khối lượng, mẫu có hàm lượng 30% sợi tre phân hủy 68,92% khối lượng, mẫu có hàm lượng 40% sợi tre phân hủy 68,68% khối lượng, mẫu có hàm lượng 50% sợi tre phân hủy 62,96% khối lượng mẫu compozit Đây nhựa PP compozit bị phân hủy Điều chứng minh giản đồ TGA PP trống Từ giản đồ TGA sợi tre ta thấy: 56,68% khối lượng sợi bị phân hủy khoảng nhiệt độ từ 3000C đến 4000C Như sợi tre bị phân hủy mạnh 3000C Cũng theo giản đồ TGA mẫu compozit từ M1 đến M5 ta thấy phần khối lượng compozit bị phân hủy khoảng nhiệt độ tăng dần hàm Phạm Thị Lánh- ĐHBKHN 85 Luận văn Thạc sĩ Khoa học lượng sợi tăng dần Với mẫu chứa 10% sợi 3000C đến 4000C, có 6,98% khối lượng mẫu compozit bị phân hủy, với mẫu chứa 50% sợi mức độ phân hủy nhiệt độ 25,72% khối lượng Ngồi ra, compozit cịn chứa số hợp chất khác axit stearic, MAPP … Vì giản đồ TGA ta thấy khoảng nhiệt độ 3000C, phần nhỏ khối lượng compozit bị tiêu hao, bay phân hủy axit stearic, nước hợp chất dễ bay khác compozit 3.5.2 Phương pháp quét nhiệt vi sai DSC DSC /(mW/mg) exo 0.4 0.2 [1] -0.2 Peak: 429 67 -0.4 Peak: 82 2643 -0.6 Peak: 171 057 -0.8 Peak: 735 Peak: 465 100 200 300 400 599 -1.2 500 600 700 800 Instrument: NETZSCH STA 409 PC/PG Sample: M0, 26.000 mg Mode/Type of Meas.: DSC / Sample File: M0.ssv Reference: Al2O3,1.100 mg Project: Segments: 1/1 Material: Crucible: DSC pan Al2O3 Atmosphere: O2/0 / N2/30 Identity: 082010 Correction File: Date/Time: 8/31/2010 3:06:57 PM Temp.Cal./Sens Files: Calib new 27 01 07.tsv / Calib nhay 27107.esv Laboratory: PCM Range: Operator: T.D.Duc Sample Car./TC: 30/10.00(K/min)/800 DSC HIGH RG / S DSC Corr./M.Range: Hình 3.23: Giản đồ TGA mẫu PP không độn Phạm Thị Lánh- ĐHBKHN 86 -1.0 455 600/5000 µV Luận văn Thạc sĩ Khoa học 1.50E+00 1.00E+00 DSC, mW 5.00E-01 0.00E+00 Mo M1 M2 -5.00E-01 -1.00E+00 -1.50E+00 -2.00E+00 -2.50E+00 -3.00E+00 200 600 400 800 1000 Nhiệt độ, độ C Hình 3.24: Giản đồDSC mẫu PP không độn, 10%, 20% hàm lượng sợi 1E+00 DSC, mW 5E-01 0E+00 M0 M3 M4 M5 -5E-01 z -1E+00 -2E+00 200 400 600 800 1000 Nhiệt độ, độ C Hình 3.25: Giản đồ DSC mẫu PP không độn, 30%, 40%, 50% hàm lượng sợi Phạm Thị Lánh- ĐHBKHN 87 Luận văn Thạc sĩ Khoa học DSC /(mW/mg) exo 1.5 [1] 1.0 Peak: 378 027 Peak: 352 449 0.5 -0.5 Peak: 83 1414 100 200 300 400 500 600 139/2010 DucAnh 210910, 22.900 mg Al2O3,0.000 mg Instrument: File: NETZSCH STA 409 PC/PG Soi tre Sample: Reference: Project: Identity: 092010 Material: Correction File: Date/Time: Laboratory: 9/22/2010 4:20:07 PM PCM Temp.Cal./Sens Files: Range: Calib new 27 01 07.tsv / Calib nhay 27107.esv 30/10.00(K/min)/800 Operator: T.D.Duc Sample Car./TC: DSC HIGH RG / S 700 800 Mode/Type of Meas.: Segments: DSC / Sample 1/1 Crucible: Atmosphere: DSC pan Al2O3 O2/30 / N2/0 DSC Corr./M.Range: 000/5000 µV Hình 3.26: Giản đồ DSC sợi tre Từ giản đồ phân tích nhiệt vi sai quét (DSC) nhựa PP, sợi tre compozit PP/tre với hàm lượng sợi tre thay đổi ta thấy: vùng hấp thụ nhiệt độ khoảng 80oC nhiệt độ mà polyme bắt đầu mềm Vùng 160OC – 180OC ứng với khoảng chảy mềm (T m ) nhựa polypropylen Trong vùng nhiệt độ từ 400OC trở lên vùng phân hủy PP Với giản đồ phân tích nhiệt vi sai quét (DSC) sợi tre ta thấy: xuất pic khoảng 80OC khoảng nhiệt độ mà ẩm bề mặt sợi bay Ngồi cịn xuất pic thu nhiệt khoảng 300OC đến 400OC nhiệt độ mà sợi tre bị phân hủy Từ giản đồ DSC mẫu compozit có hàm lượng sợi tre thay đổi từ 10% đến 50% kết hợp với giản đồ DSC PP sợi tre ta thấy: hàm lượng sợi khơng làm ảnh hưởng đến tính chất nhiệt compozit Tất mẫu compozit với hàm lượng sợi khác có pic khoảng nhiệt độ từ 160OC đến 178OC ứng với khoảng chảy mềm nhựa PP Điều hoàn toàn phù hợp với giản đồ DSC nhựa PP khơng có sợi tre Vùng nhiệt độ từ 300OC đến 400OC xuất Phạm Thị Lánh- ĐHBKHN 88 Luận văn Thạc sĩ Khoa học pic tương ứng với giai đoạn sợi luồng bị phân hủy vùng nhiệt độ từ 400OC trở lên xuất pic thu nhiệt tương ứng với vùng phân hủy PP Như vậy, đưa sợi tre vào gia cường cho PP hàm khơng gây ảnh hưởng đến tính chất nhiệt compozit Phạm Thị Lánh- ĐHBKHN 89 Luận văn Thạc sĩ Khoa học KẾT LUẬN Đã khảo sát ảnh hưởng phương pháp xử lý kiềm đến tính chất sợi Cán sơ trước xử lý kiềm giúp hiệu suất tách sợi tăng 2,3% so với xử lý kiềm không cán sơ Sợi xử lý kiềm thu có đường kính nhỏ đồng hơn, khoảng phân bố hẹp tập trung hơn, độ bền bám dính sợi – nhựa tăng 36,03% so với sợi chưa xử lý Đã khảo sát khả chịu mơi trường hóa chất nước thải vật liệu compozit: - Mức độ hấp thụ chất lỏng mẫu compozit môi trường nước thải dung dịch hóa chất tăng hàm lượng sợi tăng lên Các tính chất học vật liệu độ bền kéo, độ bền uốn độ bền va đập giảm mạnh ngâm mẫu dung dịch hóa chất nước thải: bền kéo mẫu M5 giảm 24,47 % (từ 34,13 MPa xuống 27,42 MPa) ngâm nước thải 30 ngày - Các mơi trường hóa chất nước thải không ảnh hưởng nhiều đến cấu trúc vật liệu Tuy nhiên hàm lượng sợi tăng lên tới 40% bắt đầu có tượng kết tụ sợi lại với nhau, độ bền vật liệu tăng dần theo hàm lượng sợi từ đến 40 % sau lại giảm xuống làm lượng sợi tăng lên 50% Đã khảo sát ảnh hưởng hàm lượng sợi đến tính chất học tính chất nhiệt compozit: - Tính chất lý: độ bền kéo, uốn va đập compozit nhìn chung tăng lên hàm lượng sợi tăng lên (mẫu không độn có độ bền kéo 26,56 MPa mẫu độn 40% sợi có độ bền kéo 34,40 MPa tăng 29,52%) Tuy nhiên, tiếp tục tăng hàm lượng sợi độ bền kéo khơng tăng (độ bền kéo mẫu chứa 40% hàm lượng sợi 34,40 MPa mẫu chứa 50% Phạm Thị Lánh- ĐHBKHN 90 Luận văn Thạc sĩ Khoa học hàm lượng sợi có độ bền kéo 34,13 MPa) nhựa khơng đủ thấm ướt tồn bề mặt sợi - Tính chất nhiệt: hàm lượng sợi tre không ảnh hưởng đến tính chất nhiệt compozit, tất mẫu compozit phân hủy mạnh khoảng 3800C 4800C khoảng nhiệt độ PP phân hủy, sợi tre compozit bắt đầu bị phân hủy từ 3000C Tất mẫu compozit với hàm lượng sợi khác có pic khoảng nhiệt độ từ 1600C đến 1780C ứng với khoảng chảy mềm nhựa PP Đã khảo sát số tính chất lưu biến vật liệu ảnh hưởng hàm lượng sợi lên tính chất lưu biến: modun trữ động học G’ mẫu compozit thay đổi hàm lượng sợi thay đổi Nhìn chung modun trữ động học G’ tăng hàm lượng sợi tăng lên Độ nhớt ảo η (η”) giảm dần tần số góc tăng lên Tuy nhiên, độ nhớt giảm tới giá trị định sau không giảm không phụ thuộc vào tần số góc Phạm Thị Lánh- ĐHBKHN 91 Luận văn Thạc sĩ Khoa học TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Trần Vĩnh Diệu, Lê Thị Phái Vật liệu compozit, Các vấn đề khoa học, hướng phát triển ứng dụng Hội thảo quốc gia vật liệu compozit, Nha Trang (1995) Trần Vĩnh Diệu, Lê Thị Phái Vật liệu Polyme compozit triển vọng phát triển Việt Nam, Hà Nội (1999) Trần Vĩnh Diệu, Bùi Chương Nghiên cứu ứng dụng sợi thực vật – nguồn nguyên liệu có khả tái tạo để bảo vệ mơi trường, NXB Khoa học tự nhiên Công nghệ (2010) Nghiêm Hùng Vật liệu học sở, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội (2002) Nguyễn Phạm Duy Linh Luận văn thạc sỹ ngành công nghệ vật liệu hóa học Nghiên cứu chế tạo vật liệu polyme compozit sở polypropylen gia cường bột trấu, Đại học Bách Khoa Hà Nội (2006) Phạm Thị Tuyết Mai Luận văn thạc sỹ ngành Công nghệ Vật liệu Hóa học Nghiên cứu tính chất học vật liệu compozit sở nhựa polypropylen (PP) gia cường mat luồng, Đại học Bách Khoa Hà Nội, (2007) Lương Quốc Thịnh Luận văn thạc sỹ ngành khoa học công nghệ vật liệu Nghiên cứu xử lý bề mặt sợi tre anhydrit axetic để ứng dụng cho vật liệu polyme compozit BMC, Đại học Bách Khoa Hà Nội (2002) Bùi Tiến Thành Đồ án tốt nghiệp Chuyên ngành Công nghệ Vật liệu Polyme Nghiên cứu chế tạo vật liệu polyme compozit sở mát luồng, Đại học Bách Khoa Hà Nội (2006) Phạm Thị Lánh- ĐHBKHN 92 Luận văn Thạc sĩ Khoa học Trần Vĩnh Diệu, Nguyễn Phạm Duy Linh, Đào Minh Anh Nghiên cứu xử lý bề mặt sợi tre anhydrit axetic đến tính chất kéo vật liệu polyme compozit sở nhựa PP, Tạp chí Hóa học, T.4 (2005) 10 Hoàng Quốc Lâm Tổng quan xơ sợi thực vật tiềm sử dụng cụng nghiệp, Hội thảo ứng dụng xơ sợi thực vật việc sản xuất lợp, Hà Nội (2000) 11 Hồ Sĩ Tráng Cơ sở hóa học gỗ xenlullo, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 69 – 121 (2003) 12 Lê Trần Chấn, Nguyễn Văn Trương Tài nguyên rừng Việt Nam, Hà Nội, 25 – 30 (1994) 13 Nguyễn Ngọc Sơn Luận văn cao học, Nghiên cứu chế tạo vật liệu polyme compozit sở nhựa polypropylen tái sinh gia cường sợi tre, Đại học Bách Khoa Hà Nội 14 Bộ môn cao phân tử Kỹ thuật sản xuất chất dẻo, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội (1977) 15 Các quy trình cơng nghệ sản xuất polypropylen, Cơng nghệ hóa chất, Vol 5, 17 -19 (2004) Tiếng Anh 16 Ray Mound, B Sey Mour History of Fibrous Reinforcement, History of Polymer Composites, 57 (1997) 17 Brian Parkyn Historical Background, Glass Reinforce Plastic, – (1998) 18 A Brent Strong Plastic Materials and Processing, Bring Ham Young Unive Prentice Hall Inc, chapter 8, 18 (1996) 19 M M Thew, Kimliao Durability of bamboo – glass fiber reinforced polymer matrix hydryd composites, Composites Science and Technology, Vol 63, 375 – 387 (2003) Phạm Thị Lánh- ĐHBKHN 93 Luận văn Thạc sĩ Khoa học 20 Kazuya Okubo, Torufuji, Yuzoyamamoto Development of bamboo based polymer composites and their mechanical properties, Composites part A35, 363 – 383 (2004) 21 Polypropylene Composites Handbook, P – 34, 642 – 698 (2004) 22 Nguyen Huy Tung, Hiroshi Yamoto, Takasi Matsouka, Toru Fuji Effect of surface treatment on interfacial strength between bamboo fibers and PP resin, Doshisha University, Japan 23 Arnold N Towo, Martin P Ansell, Marie-Laetitia Pastor and David E “Weibull analysis of microbond shear strength at sisal fibre-polyester resin interfaces” University of Bath, UK 24 Nguyen Tri Phuong, Gilbert Villoutreix, Bui Chuong, Preparation of Recycled Polypropylene/Organophilic Modified Layered Silicates Nanocomposites , P.I, The Recycling process of Polypropylene and the Mechanical Properties of Recycled Polypropylene/Organoclay Nanocomposites, J of Reinforced Plastics and Composites, V 27, N18, 1983 – 2000 (2008) 25 Tran Vinh Dieu, Bui Chuong and other, Application of PP – bamboo composites for preparation of attached – growth media used in waste water treatment, TCHH, T.45 (5A), 221 – 225 (2007) 26 Masatoshi Melting and Dgradation Behavior of Neddle – like Poly(oxymethylene) Crystal, Die Makromalekulare Chemie 177, 549 – 566 (1976) 27 K Rakesh Gupta Polymer and Composite rheology, West Virginia University, Marcel Dekker, Inc, – 12 (2000) 28 A Franck Rheology of Thermoplastic, TA Instruments, – 13 (2000) 29 H A Barnet, J F Button, K F R S Walters An Introduction to Rheology, Elsevier Scence Publishers B V, 141 – 156 (1993) Phạm Thị Lánh- ĐHBKHN 94 ... liệu dồi phong phú cho ngành vật liệu polyme compozit gia cường sợi thực vật [2] Đề tài: ? ?Nghiên cứu cấu trúc tính chất gia công vật liệu polyme compozit polypropylen gia cường sợi tre ngắn dùng. .. VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Phạm Thị Lánh NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC VÀ CÁC TÍNH CHẤT GIA CƠNG CỦA VẬT LIỆU POLYME COMPOZIT TỪ NHỰA NỀN POLYPROPYLEN (PP) GIA CƯỜNG BẰNG SỢI TRE NGẮN DÙNG... loại compozit dựa vào chất pha pha gia cường: [3] a) Dựa vào chất pha gia cường: - Vật liệu có phụ gia phân tán - Vật liệu PC gia cường sợi ngắn dạng vẩy - Vật liệu PC gia cường sợi liên tục - Vật