(Đồ án tốt nghiệp) nghiên cứu vật liệu nhựa epoxy đóng rắn bằng triethylene tetramine biến tính dầu đậu nành epoxy hóa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU VẬT LIỆU HỆ NHỰA EPOXY ĐÓNG RẮN BẰNG TRIETHYLENE TETRAMINE BIẾN TÍNH DẦU ĐẬU NÀNH EPOXY HĨA GVHD: HUỲNH ĐẠI PHÚ SVTH: TRẦN THỊ BĂNG HUYỀN MSSV: 16130028 SKL007610 Tp Hồ Chí Minh, tháng 08/2020 TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG BỘ MƠN CƠNG NGHỆ VẬT LIỆU KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU VẬT LIỆU HỆ NHỰA EPOXY ĐÓNG RẮN BẰNG TRIETHYLENE TETRAMINE BIẾN TÍNH DẦU ĐẬU NÀNH EPOXY HĨA GVHD: PGS TS HUỲNH ĐẠI PHÚ SVTH: TRẦN THỊ BĂNG HUYỀN MSSV: 16130028 KHĨA: 2016 TP Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2020 TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG BỘ MƠN CƠNG NGHỆ VẬT LIỆU KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU VẬT LIỆU HỆ NHỰA EPOXY ĐÓNG RẮN BẰNG TRIETHYLENE TETRAMINE BIẾN TÍNH DẦU ĐẬU NÀNH EPOXY HĨA GVHD: PGS TS HUỲNH ĐẠI PHÚ SVTH: TRẦN THỊ BĂNG HUYỀN MSSV: 16130028 KHĨA: 2016 TP Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Tp Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2020 NHIỆM VỤ KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Huỳnh Đại Phú Cơ quan công tác giảng viên hướng dẫn: Trường Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh – ĐHQGTPHCM Sinh viên thực hiện: Trần Thị Băng Huyền MSSV: 16130028 Tên đề tài: Nghiên cứu vật liệu hệ nhựa epoxy đóng rắn Triethylene tetramine biến tính dầu đậu nành epoxy hóa Nội dung khóa luận: Chương Tổng quan lý thuyết - Tổng quan dầu thưc vật Tổng quan nhựa dầu đậu nành epoxy hóa Tổng quan nhựa epoxy Cơ chế phản ứng nhóm epoxy với chất đóng rắn TETA Chương Thực nghiệm Xác định số % oxirane oxygen dầu đậu nành epoxy hóa phương pháp chuẩn số epoxy - Thành lập đơn pha chế hệ dầu đậu nành epoxy hóa, nhựa epoxy D.E.R 331 chất đóng rắn TETA - Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ phần trăm khối lượng ESO/ nhựa epoxy D.E.R 331 đến thời gian gel, nhiệt độ gel, hàm lượng đóng rắn độ bền tính mẫu nhựa Chương Kết bàn luận - Đánh giá ngun liệu thí nghiệm - Tính tốn đánh giá thời gian gel, nhiệt độ gel, hàm lượng đóng rắn, tính chất kéo tính chất uốn mẫu nhựa Chương 4: Kết luận - - Kết luận tỉ lệ phần trăm ESO/epoxy D.E.R 331 tạo mẫu nhựa có ảnh hưởng đến thời gian gel, nhiệt độ gel, hàm lượng đóng rắn độ bền tính i Các sản phẩm dự kiến - Kết khảo sát thời gian gel, nhiệt độ gel, hàm lượng đóng rắn độ bền tính Tỉ lệ phần trăm khối lượng ESO/epoxy D.E.R 331 hệ nhựa epoxy D.E.R 331, ESO chất đóng rắn TETA Ngày giao đồ án: Ngày 10/01/2020 Ngày nộp đồ án: Tháng 8/2020 Ngơn ngữ trình bày: Bản báo cáo: Tiếng Anh Trình bày bảo vệ: Tiếng Anh TRƢỞNG BỘ MÔN (Ký, ghi rõ họ tên) Tiếng Việt  Tiếng Việt  GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) PGS.TS Huỳnh Đại Phú ii TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM NHẬN X T CỦA GI O V Họ tên Sinh viên: Trần Thị Băng Huyền Ngành: Công nghệ vật liệu Tên đề tài: Nghiên cứu vật liệu hệ nhựa epoxy đóng rắn Triethylene tetramine biến tính dầu đậu nành epoxy hóa Họ tên Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Huỳnh Đại Phú Cơ quan công tác GV hướng dẫn: Trường Đại Học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh – ĐHQGTPHCM Địa chỉ: 268 Lý Thường Kiệt, phường 14, quận 10, thành phố Hồ Chí Minh NHẬN X T Về nội dung đề tài khối lượng thực hiện: Tinh thần học tập, nghiên cứu sinh viên: Ưu m: Khuyết m: iii Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đi m: Bằng chữ: ) p h inh, th ng n Giáo viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) PGS.TS Huỳnh Đại Phú iv TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG BM CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU NHẬN X T CỦA GI O Họ tên Sinh viên: Trần Thị Băng Huyền Ngành: Công nghệ vật liệu Tên đề tài: Nghiên cứu vật liệu hệ nhựa epoxy đóng rắn Triethylene tetramine biến tính dầu đậu nành epoxy hóa Họ tên Giáo viên phản biện: Cơ quan công tác GV phản biện: Địa chỉ: NHẬN X T Về nội dung đề tài khối lượng thực hiện: Ưu m: Khuyết m: Kiến nghị câu hỏi: v Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đi m: Bằng chữ: ) p h inh, th ng n Giáo viên phản biện (Ký ghi rõ họ tên) vi 44 Độ bền uốn trung bình (N/mm2) 50 45 40 5 5 30/70 25/75 20/80 Tỉ lệ phần trăm khối lƣợng ESO/epoxy D.E.R 331 Hình 3.7 Bi u đồ độ bền uốn mẫu nhựa sau đóng rắn Độ bền uốn thay đổi hàm lượng ESO thay đổi Từ bi u đồ hình 3.7 cho thấy tỉ lệ phần trăm khối lượng ESO/epoxy D.E.R 331 từ 30/70 – 20/80 có độ bền uốn giảm dần từ 42,08 – 34,32 N/mm Ở mẫu tỉ lệ phần khối lượng ESO/epoxy D.E.R 331: 30/70 có độ bền uốn cao 42,08 N/ , mẫu có tỉ lệ phần trăm khối lượng ESO/epoxy D.E.R 331: 25/75 có độ bền uốn 38,08 N/mm độ bền uốn thấp 34,32 N/mm với tỉ lệ phần trăm khối lượng ESO/epoxy D.E.R 331: 20/80 Tuy nhiên, ảnh hưởng kích thước độ rộng, độ dày mẫu uốn dẫn đến giá trị độ bền uốn bị ảnh hưởng, mẫu có tỉ lệ phần trăm khối lượng ESO/epoxy D.E.R 331: 30/70 có độ dày lớn so với mẫu lại chênh lệch khoảng 1mm, dẫn đến mẫu có giá trị độ bền uốn modul uốn lớn hơn, làm cho kết không phù hợp nhận xét Thực tế, mẫu có tỉ lệ phần trăm khối lượng ESO/epoxy D.E.R 331: 30/70 có hàm lượng dầu cao mẫu có độ dẻo dai định, dẫn đến độ bền uốn thấp mẫu lại Tiếp đến, mẫu tỉ lệ phần trăm khối lượng ESO/epoxy D.E.R 331: 25/75 có độ bền uốn lớn hàm lượng ESO đóng rắn mạnh mẽ Ở mẫu có tỉ lệ phần trăm khối lượng ESO/epoxy D.E.R 331: 20/80 độ bền kéo độ biến dạng giảm xuống hàm lượng ESO q ít, epoxy D.E.R 331 q nhiều làm mẫu giịn Vì vậy, cần đưa hàm lượng ESO vào hệ nhựa epoxy D.E.R 331, ESO chất đóng rắn TETA mức độ định đ mẫu có độ bề uốn cao 45 Modul uốn trung bình (N/mm2) 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 Tỉ lệ phần trăm khối lƣợng ESO/epoxy D.E.R 331 Hình 3.8 Bi u đồ modul uốn mẫu nhựa sau đóng rắn Qua bi u đồ hình 3.8 cho thấy modul uốn mẫu có tỉ lệ phần trăm khối lượng ESO/epoxy D.E.R 331: 20/80 cao mẫu nhựa Tương tự độ bền uốn mẫu có tỉ lệ phần trăm khối lượng ESO/epoxy D.E.R 331 có yếu tố khơng phù hợp nên dẫn đến kết không phù hợp nhận xét Thực tế giải thích modul uốn mẫu mẫu có hàm lượng ESO modul uốn tăng ngược lại Kết luận chung: Khi đóng rắn hệ nhựa epoxy D.E.R, ESO chất đóng rắn TETA, thời gian gel mẫu giảm tỉ lệ phần trăm khối lượng ESO/epoxy D.E.R 331 từ 40/60 đến 20/80, tức hàm lượng ESO hệ đóng rắn giảm Nhiệt độ gel mẫu tăng hàm lượng ESO hệ đóng rắn giảm Hàm lượng ESO thêm vào làm thay đổi đến thời gian nhiệt độ gel giúp ki m sốt q trình gia cơng dễ dàng Hàm lượng đóng rắn mẫu hệ nhựa epoxy D.E.R, ESO chất đóng rắn TETA tăng theo tỉ lệ phần trăm khối lượng ESO/epoxy D.E.R 331 từ 40/60 đến 20/80, tức hàm lượng ESO hệ đóng rắn giảm, hàm lượng đóng rắn tăng mức độ định mà lượng tác chất vừa đủ, lượng tác chất dư thiếu hàm lượng giảm Khi hàm lượng ESO hệ nhựa epoxy D.E.R, ESO chất đóng rắn TETA độ bền tính tăng cường hàm lượng ESO đưa vào hỗn hợp vừa đủ đến mức độ định Hàm lượng ESO lượng epoxy hay amin nhiều độ bền giảm mẫu cứng giòn 46 CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Từ kết trên, ta có th đến số kết luận sau: - Hàm lượng ESO hệ nhựa epoxy D.E.R, ESO chất đóng rắn TETA nhiều thời gian gel lâu, nhiệt độ gel giảm, bên cạnh hàm lượng đóng rắn giảm dẫn đến tính chất lý mẫu nhựa kém, dễ dàng ki m sốt q trình gia cơng - Nhìn chung điều kiện, ta thấy mẫu có tỉ lệ phần trăm khối lượng ESO/ epxoy D.E.R 331: 25/75 tạo mẫu có kết tương đối ổn định với điều kiện thời gian gel 16,45 phút, nhiệt độ gel 79 hàm lượng đóng rắn 99,20 % tính chất lý tương đối 4.2 Kiến nghị Do thời gian thực khóa luận có giới hạn q trình nghiên cứu cịn nhiều thiếu sót, khơng th tiến hành thử nghiệm điều kiện khác Đ nghiên cứu xác đạt kết cao hơn, có th sử dụng thêm phương pháp phân tích đại như: phương pháp sắc ký gel GPC,… Và hướng nghiên cứu cho đề tài tài có th thử nghiệm: - Khảo sát tính chất khả va đập, tính ăn mịn, tính chịu ma sát, khả chịu môi trường: axit, kiềm, muối,… hệ nhựa epoxy D.E.R, ESO chất đóng rắn TETA - Tiến hành đóng rắn hệ nhựa epoxy D.E.R, ESO chất đóng rắn TETA với tỉ lệ tác chất khác điều kiện khác TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Dương Thị Mỹ Duyên (2019), “Nghiên cứu thông số Kỹ thuật hệ nhựa nhiệt rắn epoxy D E R 331 ”, Luận văn tốt nghiệp, Đại học Bách khoa Tp Hồ Chí Minh [2] TS Hồng Thị Hịa (2019), “Tổng hợp polymer phân hủy sinh học ứng dụng hóa học thực phẩ ”, Khoa Thực phẩm Hóa học – ĐHSĐ [3] Lê Xuân Hiền (2013), “Biến đổi hóa học dầu thực vật ứng dụng”, Nhà xuất Khoa học tự nhiên Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học Cơng nghệ Việt Nam [4] Vũ Minh Hồng 2010), “Nghiên cứu phản ứng khâu mạch số hệ đóng rắn sở nhựa epoxy biến tính dầu thực vật”, Luận án tiến sĩ Hóa học, Viện Kỹ thuật nhiệt đới [5] Nguyễn Trọng Nghĩa 2017), “Nghiên cứu tổng hợp adduct từ dầu đậu nành epoxy hóa Triethylene tetramine ứng dụng hệ đóng rắn epoxy ”, Luận văn tốt nghiệp, Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh [6] Đỗ Minh Thành (2016), “Nghiên cứu phản ứng khâu mạch nhựa epoxy biến tính dầu ve, dầu hạt đen số t c nhân”, Luận án tiến sĩ hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam [7] Đàm Xuân Thắng (2015), “Nghiên cứu tổng hợp khâu mạch dầu hạt đen acrylat hóa”, Luận án tiến sĩ hóa học, Viện Kỹ thuật nhiệt đới [8] Đoàn Thị Thu Loan (2014), “Nghiên cứu tổng hợp nhựa epoxy phương pháp epoxy hóa dầu thực vật ứng dụng làm vật liệu co posit”, Đề tài khoa học công nghệ, Đại học Đà Nẵng [9] Nguyễn Duy Toàn (2011), “Chế tạo khảo sát số tính chất chất tạo àng, sở nhựa epoxy thu từ trình tái chế polycarbonate phế thải”, Luận văn thạc sĩ khoa học, Đại học Quốc gia Hà Nội Tiếng Anh [10] Habib F., Bajpai M 2011).” Synthesis and characterization of acrylated epoxidized soybean oil for UV cured coatings.”, Chemistry & chemical technology, pp 1-10 [11] Tayde Saurabh, Patnaik M., Bhagt S.L., Renge V.C 2011).” Epoxidation of vegetable oils: A review.”, International Journal of Advanced Engineering Technology, E-ISSN 0976-3945 48 [12] Guozhu Zhan, Lin Zhao, Sheng Hu, Wenjun Gan, Yingfeng Yu, Xiaolin Tang 2008) “A Novel Biobased Resin-Epoxidized Soybean Oil, Modified Cyanate [13] Thais F Parreira, Márcia M C Ferreira, Henrique J S Sales, and Wanderson B De Almeida (2002) “Quantitative Determination of Epoxidized Soybean Oil.”, Applied spectroscopy, pp.1607-1608 [14] Sidney H.Goodman 1998) , “ Hanbook of thermoset plastic.” [15] Clayton A May 1988).‟‟Epoxy resins - Chemistry and Technology‟‟, Marcel Dekker, Inc, USA, pp.1-8 [16] J.I Distasio 1982), “Epoxy resin technology developments since 1979”, Park Ridge, New Jersey, USA [17] Saremi, Kouroosh, et al 2012) “Epoxidation of soybean oil.” Annals of Biological Research 3.9: 4254-4258 [18] Crivello JV, Narayan R 1992) “Epoxidized Triglycerides as Renewable Monomers in Photoinitiated Cationic Polymerization”, Chemical Materials, 4: 692 [19] Wang, Rongpeng 2014), “Manufacturing of vegetable oils-based epoxy and composites for structural applications ” Missouri University of Science and Technology [20] ASTM D638 – 00, “Standard test method for determining tensile properties of plastics.”, An American National Standar [21] ASTM D790 – 00, “Standard test method for flexural properties of unreinforced and reinforced plastic and electrical insulating material.”, An American National Standar [22] W.G Potter 1979), “Epoxy resins”, London Iliffe Brooks PHỤ LỤC Bảng PL-1 Thời gian gel nhiệt độ gel mẫu nhựa Thời gian (phút) 10 13,67 15 16,45 20 20,19 25 25,30 Bảng PL-2 Hàm lượng đóng rắn mẫu nhựa phương pháp Tỉ lệ % khối lƣợng ESO/epoxy D.E.R 331 Mẫu 1: 40/60 Mẫu 2: 30/70 Mẫu 3: 25/75 Mẫu 4: 20/80 50 Bảng PL-3 Kết khảo sát tính kéo hệ nhựa epoxy D.E.R 331, ESO chất đóng rắn TETA với tỉ lệ phần trăm khối lượng ESO/epoxy D.E.R 331 Tỉ lệ % khối lƣợng ESO/epoxy D.E.R 331 30/70 25/75 20/80 51 Bảng PL-4 Kết khảo sát tính uốn hệ nhựa epoxy D.E.R 331, ESO chất đóng rắn TETA với tỉ lệ phần trăm khối lượng ESO/epoxy D.E.R 331 Tỉ lệ % khối lƣợng ESO/epoxy D.E.R 331 30/70 52 ... tài: Nghiên cứu vật liệu hệ nhựa epoxy đóng rắn Triethylene tetramine biến tính dầu đậu nành epoxy hóa Nội dung khóa luận: Chương Tổng quan lý thuyết - Tổng quan dầu thưc vật Tổng quan nhựa dầu đậu. .. loại bán khơ hay khơ dầu lanh, dầu đậu nành, dầu đen,… Ở nước ta, số nghiên cứu thực biến tính nhựa epoxy dầu lanh chủ yếu, nghiên cứu nhựa epoxy biến tính dầu đậu nành epoxy hóa cịn hạn chế Vì... ‘? ?Nghiên cứu vật liệu hệ nhựa epoxy đóng rắn Triethylene tetramine biến tính dầu đậu nành epoxy hóa? ??’ nhằm tạo loại nhựa epoxy từ ngồn gốc thiên nhiên cải thiện tính giịn nhựa epoxy Mục đích nghiên