Liên kết cộng hóa trị và liên kết hydro là là hai loại liên kết chính giữa silane và sợi tự nhiên. Đối với các loại polymer nền kỵ nƣớc nhƣ polyolefin thì lực Van Der Waals là liên kết chủ yếu giữa silane với nhựa nền. Chất trợ tƣơng hợp silane đã làm giảm số lƣợng nhóm chức -OH có trong sợi đến mức tối thiểu nên sự nhạy cảm với độ ẩm của sợi tự nhiên đã đƣợc cải thiện rất nhiều.
Hiệu quả của việc xử lý sợi gia cƣờng bằng silane phụ thuộc nhiều vào các yếu tố nhƣ các nhóm chức hữu cơ của silane, độ pH, nhiệt độ và thời gian xử lý. Hiệu quả xử lý của phƣơng pháp này sẽ càng đƣợc nâng cao hơn khi áp dụng với sợi đã đƣợc xử lý bằng dung dịch NaOH bởi vì sẽ có nhiều nơi phản ứng và silane cũng dễ bị hấp phụ hóa học lên bề mặt sợi hơn là so với sợi chƣa xử lý.
2.1. Mục tiêu của đề tài
Đề tài đƣợc thực hiện nhằm mục tiêu xây dựng quy trình gia cơng tấm composite bằng phƣơng pháp ép nóng đồng thời cũng đánh giá ảnh hƣởng của tỷ lệ thể tích sợi và hiệu quả của việc xử lý bề mặt sợi bằng dung dịch NaOH đến cơ tính của vật liệu composite gia cƣờng bằng sợi xơ dừa trên nền nhựa polypropylene.
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu
Trên cơ sở tham khảo các tài liệu về phƣơng pháp ép nóng trong kỹ thuật gia cơng vật liệu composite, tính chất của sợi xơ dừa, tính chất của nhựa polypropylene ta dùng thực nghiệm để tìm ra điều kiện gia cơng thích hợp tấm composite gia cƣờng bằng sợi xơ dừa (dùng sợi dài) trên nền nhựa polypropylene. Việc xây dựng quy trình gia cơng tấm composite tập trung khắc phục các hạn chế thƣờng gặp trong khi gia cơng nhƣ sản phẩm bị bọt khí, cong vênh.
Với những ƣu điểm nhƣ đơn giản, dễ thực hiện, hiệu quả xử lý tƣơng đối cao và có tính chọn lọc nên phƣơng pháp xử lý hóa học thƣờng đƣợc sử dụng để cải thiện độ bền liên diện giữa sợi gia cƣờng và nhựa nền. Cụ thể là trong đề tài này sử dụng dung dịch sodium hydroxide (NaOH) để xử lý bề mặt sợi xơ dừa. Ta tiến hành khảo sát yếu tố ảnh hƣởng đến hiệu quả xử lý sợi xơ dừa bằng dung dịch NaOH nhƣ nồng độ của dung dịch NaOH, thời gian xử lý (ở nhiệt độ thƣờng). Từ đó, ta tìm ra điều kiện xử lý thích hợp cho sợi xơ dừa để gia cƣờng cho composite nền nhựa PP.
Để đánh giá hiệu quả của việc xử lý sợi xơ dừa bằng dung dịch NaOH ta tiến hành đo cơ tính kéo, uốn ngang (mẫu thử đƣợc cắt theo phƣơng vng góc với sợi gia cƣờng) và va đập. Cơ tính kéo là một trong những loại cơ tính đặc trƣng của vật liệu và thƣờng đƣợc đánh giá. Thí nghiệm uốn ngang là một phƣơng pháp gián tiếp nhằm xác định độ bền liên diện giữa sợi gia cƣờng và nhựa nền. Phƣơng pháp này cho kết quả nhanh chóng thể hiện khả năng liên kết giữa sợi xơ dừa và nhựa PP, dể thực hiện hơn các phƣơng pháp đo trực tiếp khác và đặc biệt là phù hợp với điều kiện thiết bị của phịng thí nghiệm. Khả năng chịu va đập là loại cơ tính mà ta mong muốn có đƣợc cho composite dựa trên bản chất của hai loại vật liệu thành phần là sợi xơ dừa và nhựa PP.
Bên cạnh đó, ta cũng tiến hành phân tích hàm lƣợng cellulose, chụp SEM bề mặt sợi xơ dừa và bề mặt phá hủy của các mẫu composite nhằm cung cấp thêm cơ sở để so sánh hiệu quả của việc xử lý sợi xơ dừa bằng dung dịch NaOH.
2.2. Nguyên liệu, hóa chất và thiết bị
2.2.1. Nguyên liệu, hóa chất 2.2.1.1. Sợi xơ dừa 2.2.1.1. Sợi xơ dừa
Sợi xơ dừa nguyên liệu là sợi xơ dừa nâu dạng sợi thẳng đƣợc lấy từ xã Thạnh Trị, huyện Mỏ Cày, tỉnh Bến Tre (Hình 2.1). Sợi xơ dừa ngun liệu có các thơng số nhƣ sau: - Độ hút ẩm của sợi khi chƣa xử lý là 10,67% (đƣợc xác định tại Phịng thí nghiệm Hóa hữu cơ, Khoa Cơng nghệ, Trƣờng Đại học Cần Thơ).