L ời cam đ oan
4.3. Ảnh hưởng của chế độ épđa yếu tốt ới tính chất của vật liệu composite gỗnhự a
4.3.1. Thí nghiệm tạo vật liệu
Tạo hạt gỗ nhựa: hạt gỗ nhựa sử dụng với thành phần chính được trộn với tỷ lệ nhựa PP50%/bột gỗ 46%/MAPP 4% và phụ gia bôi trơn là 1/100 trọng lượng so với thành phần chính, với thiết bị và chế độ gia công giống nhưở phần trên
Chếđộ gia công mẫu: trên cơ sở các nghiên cứu đơn yếu tố đã xác định
được các thông số công nghệ phù hợp, kế thừa và lựa chọn được yếu tố ảnh hưởng lớn nhất để tiến hành nghiên cứu đa yếu tố theo chếđộ như sau:
- Nhiệt độ ép: - T1:Thay đổi theo ma trận thí nghiệm - T2:177oC; T3:172oC; T4:162oC
- Tốc độ phun: S1:60%; S2:55%; S3:50%; S4:45%
- Áp suất phun: - P1: Thay đổi theo ma trận thí nghiệm. - P2: 9,0MPa; P3: 8,5MPa; P4: 8,0MPa
- Thời gian ép: thay đổi theo ma trận thí nghiệm
Xác định các tính chất của vật liệu: mẫu sau khi ép để nguội ít nhất 24 giờ và xác định tính chất tại Trung tâm nghiên cứu chế biến lâm sản, giấy và bột giấy, Trường Đại Học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh và đạt được kết quả
Bảng 4.10: Ảnh hưởng của chếđộ ép tới tính chất của WPC
THÔNG SỐĐẦU VÀO THÔNG SỐĐẦU RA STT X1 X2 X3 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 1 -1.68 0.00 0.00 1.042 0.488 30.99 72.62 10.07 2 -1.00 1.00 1.00 1.040 0.492 32.29 79.17 10.77 3 -1.00 -1.00 -1.00 1.041 0.503 31.20 73.27 10.30 4 -1.00 -1.00 1.00 1.032 0.479 31.97 75.07 10.44 5 -1.00 1.00 -1.00 1.021 0.497 31.52 78.27 10.73 6 0.00 0.00 0.00 1.031 0.502 32.42 76.82 10.68 7 0.00 0.00 -1.68 1.030 0.508 31.62 77.63 10.73 8 0.00 0.00 0.00 1.031 0.487 32.53 77.18 10.75 9 0.00 1.68 0.00 1.029 0.480 32.58 82.50 11.16 10 0.00 -1.68 0.00 1.034 0.507 31.83 75.16 10.53 11 0.00 0.00 1.68 1.027 0.508 32.63 80.29 10.88 12 0.00 0.00 0.00 1.033 0.485 32.63 77.33 10.66 13 1.00 1.00 -1.00 1.025 0.487 32.10 78.01 10.82 14 1.00 1.00 1.00 1.012 0.479 32.41 79.39 10.85 15 1.00 -1.00 1.00 1.032 0.479 32.08 76.20 10.53 16 1.00 -1.00 -1.00 1.028 0.483 31.77 74.53 10.40 17 1.68 0.00 0.00 1.030 0.483 31.87 73.12 10.26 4.3.2. Kết quả nghiên cứu 4.3.2.1. Ảnh hưởng của chếđộ ép tới khối lượng thể tích
Tiến hành phân tích phương sai của các đại lượng đã thu được theo dạng đa thức bậc 2, kiểm tra sự tồn tại của các hệ số hồi quy theo tiêu chuẩn Student, kiểm tra mô hình theo tiêu chuẩn Fisher (phụ lục 36)không tìm được mối quan hệ giữa nhiệt độ ép, áp suất phun, thời gian ép với khối lượng thể
4.3.2.2. Ảnh hưởng của chếđộ ép tới độ hút nước
Tiến hành phân tích phương sai của các đại lượng đã thu được theo dạng đa thức bậc 2, kiểm tra sự tồn tại của các hệ số hồi quy theo tiêu chuẩn Student, kiểm tra mô h́nh theo tiêu chuẩn Fisher (phụ lục 37) không tìm được mối quan hệ giữa nhiệt độ ép, áp suất phun, thời gian ép với độ hút nước trong phạm phạm vi khảo sát.
4.3.2.3. Ảnh hưởng của chếđộ ép tới độ bền kéo
Tiến hành phân tích phương sai của các đại lượng đã thu được theo dạng đa thức bậc 2, kiểm tra sự tồn tại của các hệ số hồi quy theo tiêu chuẩn Student, kiểm tra mô hình theo tiêu chuẩn Fisher (phụ lục 38) tìm được mối quan hệ rất chặt giữa nhiệt độ ép, áp suất phun, thời gian ép với độ bền kéo ở
dạng mã hóa như sau:
Y3 = 32,5248 + 0,2087.X1 + 0,1875.X2 + 0,2834.X3 – 0,1141.X1.X3 - 0,3798.X12 – 0,1051.X22 – 0,1354.X32 (4.1) Thông qua phương trình tương quan chúng tôi mô hình hóa mối qua hệ
giữa nhiệt độ ép, áp suất phun, thời gian ép với độ bền kéo bằng đồ thị ở dạng thực như sau:
Hình 4.30: Mức độảnh hưởng của các hệ số hồi quy tới độ bền kéo
Hình 4.32: Ảnh hưởng của nhiệt độ T1và thời gian ép tới độ bền kéo
Thông việc mô hình hóa về mối quan hệ giữa nhiệt độ ép, áp suất phun, thời gian ép với độ bền kéo qua phương trình tương quan và đồ thị xác định
được độ bền kéo lớn nhất là 32,76MPakhi nhiệt độ ép T1=181oC,áp suất phunP1=9,0MPa, thời gian ép Tg= 30s.
4.3.2.4. Ảnh hưởng của chếđộ ép tới độ bền uốn
Tiến hành phân tích phương sai của các đại lượng đã thu được theo dạng đa thức bậc 2, kiểm tra sự tồn tại của các hệ số hồi quy theo tiêu chuẩn Student, kiểm tra mô hình theo tiêu chuẩn Fisher (phụ lục 39) tìm được mối quan hệ rất chặt giữa nhiệt độ ép, áp suất phun, thời gian ép với độ bền uốn ở
dạng mã hóa như sau:
Y4 = 77,1173 + 0,2333.X1 + 2,0589.X2 + 0,7500.X3 – 0,3041.X1.X2 – 1,5319.X12 + 0,5800.X22 + 0,6268.X32 (4.2) Thông qua phương trình tương quan chúng tôi mô hình hóa mối qua hệ
giữa nhiệt nhiệt độ ép, áp suất phun, thời gian ép với độ bền uốn bằng đồ thị ở
Hình 4.33: Mức độảnh hưởng của các hệ số hồi quy tới độ bền uốn
Hình 4.35: Ảnh hưởng của thời gian và áp suất P1 tới độ bền uốn
Thông việc mô hình hóa về mối quan hệ giữa nhiệt độ ép, áp suất phun, thời gian ép với độ bền uốn qua phương trình tương quan và đồ thị
xác định được độ bền uốn lớn nhất là 82,25MPa khi nhiệt độ ép T1=180oC, áp suất phun P1=9,3MPa, thời gian ép Tg= 30s.
4.3.2.5. Ảnh hưởng của chếđộ ép tới độ bền va đập
Tiến hành phân tích phương sai của các đại lượng đã thu được theo dạng đa thức bậc 2, kiểm tra sự tồn tại của các hệ số hồi quy theo tiêu chuẩn Student, kiểm tra mô hình theo tiêu chuẩn Fisher (phụ lục 40) tìm được mối quan hệ rất chặt giữa nhiệt độ ép, áp suất phun, thời gian ép với độ bền va đập
ở dạng mã hóa như sau:
Y5 = 10,6956 + 0,0486.X1 + 0,1881.X2 + 0,0439.X3 – 0,0236.X2.X3 – 0,1869.X12 + 0,0542.X22 + 0,0407.X32 (4.3) Thông qua phương trình tương quan chúng tôi mô hình hóa mối qua hệ
giữa nhiệt độ ép, áp suất phun, thời gian ép với độ bền va đập bằng đồ thị ở
Hình 4.36: Mức độảnh hưởng của các hệ số hồi quy tới độ bền va đập
Hình 4.38: Ảnh hưởng của thời gian và áp suất P1 tới độ bền va đập
Thông việc mô hình hóa về mối quan hệ giữa nhiệt độ ép, áp suất phun, thời gian ép với độ bền va đập qua phương trình tương quan và đồ
thị xác định được độ bền va đập lớn nhất là Y5 = 11,29(KJ/m2) khi nhiệt
độ ép T1=181oC, áp suất phun P1=9,3MPa, thời gian ép Tg= 30s.
4.3.3. Nhận xét ảnh hưởng của chếđộ ép tới tính chất của WPC
Qua nghiên cứu ảnh hưởng của chếđộ éptới khối lượng thể tích, độ hút nước cho thấy, trong phạm vi khảo sát của chế độ épmức độ ảnh hưởng của tới hai tính chất này chưa thực sự rõ ràng, chưa mang tính quy luật và cũng rất phù hợp với các nghiên cứu đơn yếu tố.
Qua đồ thị hình 4.30 đến hình 3.38 ta thấy khi nhiệt độ ép tăng từ 172 – 180oC thì độ bền kéo, độ bền uốn, độ bền va đập lớn đều tăng là vì khi nhiệt
độ nhiệt độ tăng thì tương ứng độ nhớt của nhựa giảm dần, làm tăng khả năng thấm ướt lên bề mặt bột gỗ, do độ kết dính giữa nhựa nền-cốt tốt làm cho độ
bền tăng. Ngược lại khi nhiệt độ lớn hơn 1800C thì độ bền có xu hướng giảm là vì khi nhiệt độ cao đã phá hủy một số thành phần của bột gỗ như lignin, hemicellulose,… đồng thời ở nhiệt độ này có thể thúc đẩy sự phân hủy oxy
hóa đối với nhựa; chính vì vậy mà dẫn tới hiện tượng này. Còn ảnh hưởng của áp suất phuncho thấy khi áp suất phun tăng thì độ bền vật liệu có xu hướng tăng nhưng giai đoạn đầu tăng nhanh, giai đoạn cuối có xu hướng tăng rất chậm và không tăng. Ảnh của thời gian ép giai đoạn đầu thời gian ép tăng thì
độ bền tăng nhanh, giai đoạn cuối thời gian tăng nhưng độ bền tăng chậm và có xu hướng giảm;vì do thời gian quá dài hỗn hợp gỗ nhựa lưu lại trong trục vít với nhiệt độ cao đã làm ảnh hưởng xấu tới tính chất của bột gỗ, của nhựa nền PP nên mới xảy ra hiện tượng này. Các kết quả này rất phù hợp với các nghiên cứu đơn yếu tố.
4.4. Sản xuất thử và đánh giá chất lượng
Trên cơ sở các nghiên cứu đơn yếu tố và đa yếu tố trong công nghệ sản xuất vật liệu composite gỗ nhựa bằng phương pháp ép phun. Qua phân tích
đánh giá chúng tôi sản xuất thử và đánh giá chất lượng sản phẩm để đối chứng với các kết quả nghiên cứu ở trên như sau: