3.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn PEKN/xơ da đến hình thái học và tính chất cơ học của vật liệu PC
3.4.6. Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn đến hình thái học của vật liệu
Tiến hành khảo sát hình thái học của vật liệu compozit bằng phương pháp chụp bề mặt phá hủy của mẫu ở các tỷ lệ phối trộn khác nhau độ phóng đại 200 lần.
Kết quả được thể hiện ở Hình 3.19:
a b
HÌNH 3.19: Cấu trúc hình thái độ phóng đại 200 lần, thứ tự a, b, c, d, e, f, g tương đương: 80/20, 75/25, 70/30, 65/35, 60/40,55/45, 50/50
Nhận xét:
Kết quả chụp FE-SEM cho thấy tỷ lệ phối trộn có hàm lượng PEKN cao như 80/20, 75/25 cho thấy các vùng chia pha rõ rệt, bề mặt cắt mấp mô không bằng phẳng, nhiều vùng nhựa epoxy riêng biệt thể hiện khả năng tương hợp thấp. Tỷ lệ phối trộn có hàm lương PEKN thấp như 50/50, 55/45, 60/40 thể hiện rõ hàm lượng xơ da đang rất lớn, nhiều vùng xơ da riêng biệt không được nhựa PEKN bao bọc, bề mặt cắt không bằng phẳng nhiều khuyết tật thể hiện khả năng tương hợp thấp. Các
e f
g
g
tỷ lệ phối trộn còn lại có cấu trúc hình thái học tốt hơn trong đó có tỷ lệ 70/30 thể hiện bề mặt mịn, pha nhựa và xơ da không có sự tách biệt mà tương hợp với nhau tốt hơn tuy nhiên vẫn cần kết quả chụp ở độ phóng đại lớn hơn để có kết luận chính xác.
Tiến hành khảo sát hình thái học của vật liệu compozit bằng phương pháp chụp bề mặt phá hủy của mẫu ở các tỷ lệ phối trộn khác nhau độ phóng đại 500 lần.
Kết quả được thể hiện ở Hình 3.20:
a b
c d
HÌNH 3.20: Cấu trúc hình thái độ phóng đại 500 lần, thứ tự a, b, c, d, e, f, g tương đương: 80/20, 75/25, 70/30, 65/35, 60/40,55/45, 50/50
Nhận xét:
Kết quả chụp FE-SEM các tỷ lệ phối trộn khác nhau ở độ phóng đại 500 lần cho thấy tỷ lệ 70/30 có cấu trúc hình thái hoàn toàn tốt hơn hẳn so với các tỷ lệ khác. Ở tỷ lệ này hình ảnh cho thấy rõ sự bao bọc của nhựa PEKN trên bề mặt sợi xơ da, từ đó có thể khẳng định độ tương hợp của PEKN và xơ da là cao nhất. Điều này hoàn toàn phù hợp với kết quả đo độ bền cơ lý trước đó.
f e
g
KẾT LUẬN CHUNG
1. Đề tài đã tiến hành khảo sát sự ảnh hưởng của xơ da tới hàm lượng phần gel, với hàm lượng xơ da tăng lên thì hàm lượng phần gel thu được nhỏ đi. Do vậy cần có điều kiện gia công thích hợp hơn.
2. Đề tài đã tiến hành nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng của thông số ép bao gồm áp lực và thời gian nén ép đến tính chất cơ học của vật liệu. Kết quả nhận thấy áp lực ép 5MPa cho độ bền cơ tính tốt nhất, thời gian ép là 6h cho kết quả cơ tính tốt và đảm bảo tính khả thi về công nghệ và tính kinh tế khi thực hiện phản ứng đóng rắn.
3. Đề tài đã tiến hành nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng của chất hoạt động bề mặt tới khả năng tương hợp giữa xơ da và nhựa. Kết quả nhận được ở tất cả các tỷ lệ phối trộn đều cho tính chất cơ học tăng lên khi có chất hoạt động bề mặt
4. Đề tài đã tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn PEKN/xơ da đến hình thái học và tính chất cơ học của vật liệu. Kết quả nhận được cho thấy ở tỷ lệ PEKN/xơ da là 70/30 cho kết quả cơ thấy tốt nhất với độ bền kéo 19,4MPa, độ bền uốn 26,52MPa, độ bền va đập 18,9 KJ/m2.
HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO CỦA ĐỀ TÀI
Đề tài này là một phần của hướng nghiên cứu với mục tiêu cuối cùng là tạo ra các vật liệu compozit cơ sở nhựa nhiệt rắn từ xơ da thuộc phế liệu đáp ứng được các yêu cầu ứng dụng trong thực tế. Chính vì vậy, định hướng nghiên cứu tiếp theo của đề tài sẽ là tối ưu hóa các thông số công nghệ chế tạo vật liệu polyme compozit nền nhựa PEKN từ xơ da thuộc phế liệu nhằm hướng tới các vật liệu có độ bền đáp ứng các yêu cầu của một số ứng dụng cụ thể.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Quy hoạch tổng thể phát triển ngành Da – Dầy Việt nam tới năm 2020 tầm nhìn 2025 (Do viện nghiên cứu Da – Giầy soạn thảo ).
2. Hiệp hội Da Giầy Việt Nam. Hiện trạng phát triển của ngành Da – Giầy Việt Nam và các vấn đề môi trường phát sinh. Báo cáo hội thảo: Ứng dụng sản xuất sạch trong ngành Da - Giầy Việt Nam, 2010.
3. Nguyễn Văn Tuân, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Đại học Bách Khoa Hà Nội, 2015 GS Nguyễn Hoa Thịnh và GS Nguyễn Đình Đức, Vật liệu compozit cơ học và công nghệ NXB Khoa học kỹ thuật , Hà Nội 2001.
4. Dương Thị Hoàn, Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, Đại học Bách Khoa Hà Nội, 2015 5. Phạm Bích Hường, Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, Đại học Bách Khoa Hà Nội, 2015 6. Hiệp hội Da - Giầy Việt Nam. Hiện trạng phát triển của ngành da giầy Việt Nam và các vấn đề môi trường phát sinh. Báo cáo Hội thảo: Ứng dụng sản xuất sạch trong ngành Da - Giầy Việt Nam, 2010.
7. Viện nghiên cứu Da – Giầy, Sổ tay kỹ thuật thuộc da, Hà Nội – 2001.
8. Tony Covington, Tanning Chemistry: The Science of Leather, RSC Publishing, 2009.
9. A. Luximon, Handbook of Footwear Design and Manufacturing, Woodhead Publishing, Cambridge, 2013.
10. A. Wilhelm. Tips For Shoe Production, Volume 1: Design. Huthig GmbH, Heidelberg. 1991.
11. GS Nguyễn Hoa Thịnh và GS Nguyễn Đình Đức, Vật liệu compozit cơ học và công nghệ NXB Khoa học kỹ thuật , Hà Nội 2001.
12. GS. TS Bùi Chương, nghiên cứu và phát triển vật liệu compozit đi từ sợi tự nhiênnhiên, Báo cáo khoa học- trường Đại học Bách khoa Hà Nội, 2009.
13. A. Wilhelm. Tips For Shoe Production, Volume 2: Making. Huthig GmbH, Heidelberg. 1991.
14. F. Tatàno, N. Acerbi, C. Monterubbiano, S. Pretelli, L. Tombari, F. Mangani, Shoe manufacturing wastes: Characterisation of properties and recovery options, Resources, Conservation and Recycling, Vol. 66, 66–75, Elservier, 2012.
15. M. Kate, R. Thomson, Conservation of Leather and Related Materials;, Elservier, Oxford, 2006.
16. F. Tatàno, N. Acerbi, C. Monterubbiano, S. Pretelli, L. Tombari, F. Mangani, Shoe manufacturing wastes: Characterisation of properties and recovery options, Resources, Conservation and Recycling, Vol. 66, 66–75, Elservier, 2012.
17. L. F. Cabeza, M. M. Taylor, G. L. DiMaio, E. M. Brown, W. N. Marmer, R.
Carrio, P. J. Celma, J. Cot, Processing of leather waste: pilot scale studies on chrome shavings. Isolation of potentially valuable protein products and chromium, Waste Management, 18 (3), 211–218, Elservier, 1998.
18. J. Kanagaraj, K. C. Velappan, N. K. Chandra Babu and S. Sadulla, Solid wastes generation in the leather industry and its utilization for cleaner environment – A review, Journal of Scientific & Industrial Research, 66, 541-548, 2006.
19. F. Tatàno, N. Acerbi, C. Monterubbiano, S. Pretelli, L. Tombari, F. Mangani, Shoe manufacturing wastes: Characterisation of properties and recovery options, Resources, Conservation and Recycling, Vol. 66, 66–75, Elservier, 2012.
20. M. J. Fereirra, M. F. Almeida and F. Fereitas, New Leather anf Rubber Wasteu used in Footwear, Plastic Research Online, 2009.
21. J. Kanagaraj, K. C. Velappan, N. K. Chandra Babu and S. Sadulla, Solid wastes generation in the leather industry and its utilization for cleaner environment – A review, Journal of Scientific & Industrial Research, 66, 541-548, 2006.
22. K. C. Olszewska, A. Przepiorkowska, A Mixture of Buffing Dust and Chrome Shavings as a Filler for Nitrile Rubbers, Journal of Applied Polymer Science, 122, 2011.
23. T. J. Madera-Santana, F. V. Moreno, Graft polymerization of methyl methacrylate onto short leather fibers, Polymer Bulletin 42, 1999.