phương pháp phủ kết hợp epoxy và ZnO
Trên cơ sở cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu mô tảtrong Chương 2, luận án đã tiến hành làm mẫu thí nghiệm nghiên cứu nâng cao khảnăng duy trì tính siêu kỵnước của gỗ Bồ đề bằng phương pháp phủ epoxy kết hợp ZnO siêu kỵ nước kích thước micro/nano. Cụ thể các mẫu thí nghiệm được tạo ra như sau:
Tạo mẫu thí nghiệm:
Nhằm so sánh, đánh giá hiệu quả của giải pháp nâng cao khả năng duy trì tính siêu kỵnước của gỗ bồđề thông qua việc phủ epoxy kết hợp ZnO siêu kỵnước, nội dung này của luận án đã tiến hành tạo các mẫu thí nghiệm với điều kiện xử lý khác nhau. Cụ thể như sau:
+ Mẫu gỗđối chứng: Mẫu Bỗ bồđề tự nhiên, chỉ qua quá trình sấy vềđộ ẩm thăng bằng với môi trường. Ký hiệu S1.
+ Mẫu gỗ phủ ZnO: Mẫu gỗ Bồđề tự nhiên được phủ với ZnO đã xử lý siêu kỵnước. Ký hiệu S2.
+ Mẫu gỗ phủ epoxy kết hợp ZnO: Mẫu gỗ Bồđề tựnhiên được phủ với epoxy kết hợp với ZnO đã xử lý siêu kỵnước. Ký hiệu S3.
Phủ ZnO hoặc phủ epoxy kết hợp ZnO:
Chế tạo hạt ZnO kích thước micro/nano
Quy trình cơ bản được sử dụng để tạo hạt nano/micro ZnO dựa trên phương pháp của tài liệu số [82] với một vài thay đổi.
Bước 1: Đầu tiên, chuẩn bị dung dịch đẳng mol (0,05 M) của kẽm nitrat hexahydrat (Zn(NO3)2 · 6H2O) và HMTA. Tiếp theo, cho dung dịch đã chuẩn bị vào Autoclave bằng thép không rỉcó lót Teflon, sau đó xử lý nhiệt ở 90° C trong 4 giờ.
Bước 2: Tiếp theo, tách kết tủa trắng (ZnO) trong Autoclave ra khỏi dung dịch bằng phương pháp ly tâm ở tốc độ 2000 vòng/phút trong 15 phút.
Bước 3: Kết tủa được rửa bằng nước khử ion nhiều lần cho đến khi pH của nước rửa bằng 7. Cuối cùng sấy khô kết tủa ở 103 °C trong 20 giờthu được hạt ZnO kích thước micro/nano.
Xử lý kỵ nước/siêu kỵnước cho ZnO kích thước micro/nano
Bước 1: Pha dung dịch a xít stearic với nồng độđã chọn.
Bước 2: Phân tán hạt nano ZnO chế tạo ra ở bước trước vào dung dịch a xít stearic theo tỉ lệ 10% bằng sóng siêu âm trong 10 phút để được dung dịch phân tán ZnO siêu kỵnước [65].
Phun tạo lớp phủ epoxy kết hợp ZnO trên gỗ Bồđề
Bước 1: Pha dung dịch epoxy với nồng độ 50% bằng cách trộn thành phần A và thành phần B của Epoxy #3021 vào axeton.
Bước 2: Dùng súng phun thông thường tiến hành phun dung dịch epoxy lên bề mặt gỗ với thông số đã xác định trước.
Bước 3: Để bề mặt gỗ đã phun epoxy khô tự nhiên trong không khí, thời gian để khô 20 phút.
Bước 4: Phun hỗn hợp ZnO siêu kỵ nước phân tán trong axeton theo phương pháp trong mục (2) lên bề mặt gỗ thu được ở Bước 3.
Bước 5: Lặp lại 3 lần đối với Bước 3 và Bước 4 để được lớp phủ đồng đều.
Kiểm tra tính chất mẫu gỗ:
Các mẫu gỗsau khi được tạo ra, sẽđược đưa vào phân tích, kiểm tra tính chất bề mặt. Các tính chất bề mặt được phân tích và kiểm tra gồm:
+ Cấu trúc hiển vi của lớp phủ: Lớp phủđược phân tích cấu trúc hiển vi bằng kính hiển vi điện tử quét FESEM (FE-SEM, S-4800) của Viện Khoa học Vật liệu, Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
+ Cấu trúc tinh thể của lớp phủ: Lớp phủđược phân tích cấu trúc tinh thể thông qua phổ nhiễu xạ tia X (XRD) bằng thiết bị SIEMENS D5000 X-ray diffractometer của Viện Khoa học Vật liệu, Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
+ Tính năng kỵnước của gỗ: Tính năng kỵnước của gỗđược đánh giá thông qua góc tiếp xúc giọt nước với bề mặt mẫu gỗ. Chi tiết đã được mô tả trong Chương 2.
+ Tính năng chịu UV: Tính năng chịu UV của mẫu gỗ được đánh giá thông qua độ bền màu bề mặt mẫu sau khi chiếu UV 900 giờ. Chi tiết đã được mô tảtrong Chương 2.