L ời cam đ oan
1.2.1. Nghiên cứu ngoài nước
Vật liệu composite gỗ nhựa trong những năm gần đây được nhiều nước quan tâm nghiên và có rất nhiều các công trình nghiên cứu sử dụng sợi tự
nhiên có chứa thành phần cellulose như sợi lanh, đay, gai, tre, dứa, gỗ,… để
tạo ra vật liệu mới phục vụ nhu cầu con người. Các loại sợi này được sử dụng
để thay thế cho các chất vô cơ khó phân hủy và chúng giúp nâng cao được một số tính chất của vật liệu composite. Với những ưu điểm là khối lượng riêng thấp, tính năng cơ lý cao, ít gây tác dụng mài mòn thiết bị gia công, giá thành rẻ, thân thiện với môi trường và nguồn nguyên liệu sẵn có, các sản phẩm composite sợi tự nhiên đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau; Đã có nhiều các công trình nghiên cứu về lĩnh vực này như:
- Vật liệu WPC là loại vật liệu được tạo ra bằng cách trộn bột gỗ với các loại nhựa, hay đưa bột gỗ vào gia cường cho nhựa nền, qua ép đùn hoặc
ép phun ở nhiệt độ cao. Vật liệu WPC gia cường bằng các loại sợi tự nhiên hay bột gỗ cũng thuộc nhóm vật liệu này. Sản phẩm của nó đều có đặc tính cơ học rất tốt và được ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau, nhưng do đặc tính của nhựa PP là kỵ nước, phân cực kém, khó kết hợp với sợi tự nhiên có
đặc tính ưa nước và phân cực cao, nên khả năng tạo liên kết giữa hai loại vật liệu này là không cao.[26,57]
- Vào những năm 80, mặc dù chưa có nền tảng khoa học để xác định chính xác về cơ chế liên kết giữa sợi gỗ và nhựa, song bằng cách sử dụng các chất trợ tương hợp (hay chất khơi mào) các nhà nghiên cứu đã tiến hành xử
lý hóa học để nâng cao tính tương hợp của hai loại vật liệu này. Các nghiên cứu cho thấy phần lớn các chất trợ tương hợp như silan, maleic anhydride ghép polyolefin đều làm tăng khả năng bám dính giữa hai loại vật liệu [23,44]. Kishi và các đồng nghiệp (1988) đã tạo ra quá trình este hóa bằng cách xử lý sợi gỗ với dung dịch MAPP. Qua phân tích quang phổ cho thấy liên kết hóa học giữa MA với gỗ và PP đã xuất hiện.
- Năm 1999, Jochen Gassan và Andrzej K.Bledzki đã tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình xử lý bề mặt sợi đến tính chất cơ học của compozit PP- sợi đay [23]. Các tác giả đã tiến hành xử lý sợi bằng cách cho MAPP với các hàm lượng khác nhau trong toluen với thời gian 5 phút và 10 phút. Sau đó đem sấy chân không trong 2 giờ ở 75oC. Kết quả cho thấy, hiệu quả của chất trợ tương hợp phụ thuộc vào nồng độ và thời gian xử lý, như
môđun đàn hồi tăng 90% khi xử lý trong 5 phút. Xử lý lâu hơn và nồng độ
MAPP cao hơn sẽ làm môđun đàn hồi giảm xuống. Độ bền uốn tăng 40% khi xử lý bằng dung dịch MAPP 0,1% tỷ lệ trong toluen với thời gian xử lý 15 phút. Khi tăng nồng độ MAPP lên 0,6% thì kết quả nhận được với 5phút và 10phút là như nhau.
- Năm 2006, Fauzi Febrianto và Dina Styawatti đã tiến hành nghiên cứu vềảnh hưởng của bột gỗ và hàm lượng chất biến tính MA đến tính chất cơ lý
của vật liệu composite bột gỗ và PP tái sinh [36]. Nghiên cứu cho thấy tính chất cơ lý của vật liệu composite phụ thuộc vào hàm lượng và kích thước của bột gỗ, nhựa PP. Khi tăng tỷ lệ gỗ/nhựa thì độ bền kéo càng giảm, môđun đàn hồi tăng. Tính chất vật lý và tính chất cơ học của vật liệu đều bị ảnh hưởng bởi hàm lượng chất MA, khi cho 2,5% trọng lượng MA thì độ bền kéo, độ bền kéo và môđun đàn hồi đều cao hơn so với composite không có MA.
- Năm 1991, Felix J.Mvà đồng nghiệp đã sử dụng MAPP để xử lý cellulose trong sợi gỗ [35]. Kết quả cho thấy, chất trợ tương hợp MAPP đã làm giảm góc tiếp xúc giữa hai loại vật liệu, góc tiếp xúc nằm trong khoảng 1300-1400, khả năng kết dính tăng lên rõ rệt. Với nghiên cứu đó, các tác giảđã
đánh giá được sự ảnh hưởng của chất trợ tương hợp đến khả năng thấm ướt của gỗ và liên kết giữa nhựa PP-bột gỗ-chất trợ tương hợp.
- Năm 1997, Continho và các nghiệp đã tiến hành nghiên cứu về hiệu quả của việc xử lý và ảnh hưởng của điều kiện trộn đến tính chất của composite gỗ nhựa khi xử lý bằng MAPP và silan. Các tác giảđã chỉ ra rằng,
điều kiện tốt nhất để trộn hỗn hợp sợi gỗ và nhựa là ở 180oC, trong thời gian 10 phút với tốc độ quay 60 vòng/phút.Trước khi trộn hợp, sợi gỗ được xử lý với silan, mặc dù đã có nhiều nghiên cứu vềảnh hưởng của phương pháp gia công nhưng vì quá trình này phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như các bước trộn, điều kiện máy móc thiết bị, độ ẩm của sợi gỗ, loại nhựa nên việc xác
định quy trình cho việc tạo vật liệu cần được thực hiện với một điều kiện xác
định cụ thể.
Năm 2010,Cao Jin-Zhen và các đồng nghiệp nghiên cứu sơ bộ về đặc tính dẻo của vật liệu composites MAPP ghép với bột gỗ bạch dương và nhựa PP [29].Các tác giả đã đo độ mỏi và phân tích động lực học của vật liệu. Trong nghiên cứu đã sử dụng tỷ lệ gỗ/nhựa là (40:60, 60:40, 80:20) cùng với 5 cấp tỷ lệ MAPP (0, 1,2,4, 8%) để nghiên cứu ảnh hưởng của MAPP đến đặc tính dẻo của vật liệu. Kết quả cho thấy tỷ lệ gỗ cao thì độ bền mỏi cao hơn với
vật liệu không dùng MAPP. Khi biến tính bằng MAPP ở tỷ lệ gỗ-nhựa là 60:40 và 80:20 thì dễ dàng thấy được ảnh hưởng của nó đến độ bền mỏi của vật liệu cao hơn, nhưng hầu như không ảnh hưởng với tỷ lệ 40:60. Độ bền mỏi tốt nhất khi MAPP ở 1% với tỷ lệ bột gỗ/PP là 60:40. Kết quả cho thấy việc sử dụng MAPP với tỷ lệ phù hợp sẽ làm tính dẻo của WPC khi tỷ lệ gỗ
cao hơn nhựa.
Năm 2011, Behzad Kord nghiên cứu ảnh hưởng của Maleic anhydride
đến độ bền uốn, kéo, độ bền va đập của nhựa PP gia cường bằng mùn cưa [26]. Sản phẩm được chế tạo từ nhựa PP và bột gỗ lấy từ mùn cưa với tỷ lệ
50/50 tính theo trọng lượng, chất trợ tương hợp từ 0,1 – 2% đã được sản xuất bằng phương pháp ép nóng chảy và ép phun. Kết quả cho thấy độ bền kéo,độ
bền va đập đã tăng mạnh khi tăng chất trợ tương hợp MA, các đặc tính cơ học của vật liệu composite gỗnhựa cũng tăng lên.
Năm 2006, M.Khalid và các đồng nghiệp đã nghiên cứu ảnh hưởng của chất trợ tương hợp MAPP lên đặc tính cơ học của vật liệu composite sinh học PP gia cường bằng sợi cây cọ dầu và cellulose [50]. Trong nghiên cứu sử
dụng chất trợ tương hợp MAPP cho PP-cellulose (lấy từ cây cọ dầu) và PP- sợi từ cây cọ dầu (EFBF). Tỷ lệ trộn của PP với cellulose và PP với EFBF là 70:30 trên máy trộn brabender tại nhiệt độ là 1800C. MAPP được cho vào với các tỷ lệ 2,3,5 và 7% tỷ lệ so với PP trong quá trình trộn. Kết quả cho thấy tỷ
lệ của MAPP đã ảnh hưởng đến độ bền kéo, độ bền uốn và độ bền va đập của vật liệu. Khi cho 30% tỷ lệ (cellulose và sợi) và 70% nhựa PP cho chất trợ
tương hợp 2% MAPP thì cho kết quả tốt nhất đối với vật liệu PP- EFBF, độ
bền kéo của PP- EFBF, tăng 58% so với khi không cho chất trợ tương hợp MAPP, nhưng lại không có sự thay đổi nhiều với vật liệu PP-cellulose.