CHƯƠNG 3: NHỮNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM
3.4. Khảo sát ảnh hưởng của sol SiO 2 vào các tính chất của màng
Chúng tôi chế tạo sol SiO2 tại phòng thí nghiệm khoa Công nghệ Hóa – Môi trường bằng phương pháp trao đổi ion. Sử dụng nguyên liệu đầu là thủy tinh lỏng khan. Đầu tiên chúng tôi pha dung dịch thủy tinh lỏng 10% sau đó cho dung dịch vào cột trao đổi ion. Sản phẩm sau khi qua trao đổi sẽ được ổn định trong môi trường pH = 9-10. Các quá trình thí nghiệm chế tạo sol SiO2 được thể hiện như hình:
Hình 3.16. Quy trình chế tạo sol SiO2
Sol chế tạo được phải có độ ổn định trong thời gian dài. Kết quả phân tích thành phần hóa cho thấy sol chứa SiO2 với hàm lượng đến 94%, phần còn lại là lượng mất khi nung.
3.4.2. Chế tạo màng tinh bột/PVA/sol SiO2
Dung dịch keo silica được chế tạo bằng phương pháp trao đổi ion có độ ổn định tốt. Chúng tôi chế tạo màng có sử dụng sol SiO2 theo quy trình:
Tphòng , t = 15 phút
T = 80 – 90oC,t = 30 phút T = 70 – 80oC,t = 40 phút
Tphòng , t = 24 giờ
T = 500C, t = 3 giờ
Glyxerol,TB sắn ,nhựa thông,
PDMS
Màng thành phẩm
Màng Tinh bột/PVA/SiO2
Sấy Giữ ổn định
Đổ khuôn Đun nóng
Khuấy, gia nhiệt Ngâm
Dung dịch trong suốt
Sol SiO2
PVA
Hình 3.17. Quy trình tổng hợp màng tinh bột/PVA/SiO2
Quá trình chế tạo màng được thực hiện với việt bôt sung lần lượt 20ml ,25ml, 30 ml sol SiO2 3%.
Để so sánh các tính chất của các mẫu màng tinh bột/PVA, tinh bột/PVA/SiO2 chúng tôi thực hiện kiểm tra các mẫu màng bằng phương pháp vật lý đo độ bền kéo đứt của màng, phương pháp phân tích nhiệt DTA và đo độ hút ẩm của màng.
3.4.3. Đánh giá ảnh hưởng của sol SiO2 đến độ bền kéo đứt của màng Các mẫu màng tinh bột/PVA, tinh bột/PVA/sol SiO2 được chế tạo khi bổ sung thêm lần lượt 20ml, 25ml, 30ml dung dịch SiO2 3% được cắt thành mẫu có kích thước như hình:
Hình 3.18. Kích thước các mẫu màng chuẩn bị đo độ bền kéo đứt Sau khi chuẩn bị các mẫu màng chúng tôi tiến hành gửi phân tích độ bền kéo đứt tại Khoa công nghệ vật liệu – Trường ĐH Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh.
3.4.4. Đánh giá ảnh hưởng của sol SiO2 đến khả năng chống hút ẩm của màng
Để đánh giá ảnh hưởng của sol SiO2 đến khả năng hút ẩm của màng tạo thành trong điều kiện môi trường bình thường ở phòng thí nghiệm. Các màng được cắt thành mẫu kích thước giống nhau, được sấy khô ở cùng nhiệt độ và được để hút ẩm ở vị trí giống nhau, các thời điểm xác định ẩm độ giống nhau. So sánh độ ẩm của các màng thí nghiệm ở những thời điểm khác nhau. Quy trình được tiến hành cụ thể như sau:
Lần lượt cắt các mẫu màng với kích thước mỗi màng 60 mm x 60 mm, ứng với 3 mẫu màng tinh bột/PVA và 3 mẫu màng tinh bột/PVA/25ml sol SiO2
3% (hình 3.21) Cho mỗi mẫu vào một chén sứ sạch rồi cho vào tủ sấy ở 105oC trong 4 giờ cho khô hoàn toàn. Cân để xác định khối lượng khô của mỗi mẫu. Để chén có chứa mẫu ở nhiệt độ phòng và tiến hành cân các mẫu sau những khoảng thời gian khác nhau rồi xác định để xác định độ ẩm của các mẫu.
Hình 3.19. Mẫu màng chuẩn bị đo độ hút ẩm của màng ở điều kiện thường
3.4.5. Đánh giá ảnh hưởng của sol SiO2 đến độ bền nhiệt của màng.
Để đo độ bền nhiệt của màng, chúng tôi cắt mẫu màng kích thước 60mm x60mm. Các mẫu màng sau khi cắt được cho vào tủ sấy ở 105oC trong 4 giờ cho khô hoàn toàn rồi đem cân bằng cân phân tích để xác định khối lượng khô. Sau đó, tiến hành gửi phân tích nhiệt tại phòng công nghệ tập đoàn Prime Group – Vĩnh Phúc. Ngoài ra các mẫu màng được chuẩn bị như trên cũng được quan sát quá trình mất khối lượng khi nung tại phòng thí nghiệm công nghệ vật liệu – Khoa Công nghệ Hóa – Môi trường hình 3.20.
Hình 3.20. Chuẩn bị mẫu màng để khảo sát độ bền nhiệt.
3.4.6. Đánh giá khả năng ghép mí thành bao bì và đánh giá độ bền mí ghép
Mục đích: Đánh giá khả năng ghép mí và độ bền mí ghép của các màng tinh bột/PVA và tinh bột/PVA/sol SiO2 3% tạo thành. Ghép mí thành bao bì, đánh giá khả năng chứa đựng, độ bền của bao bì tạo thành.
Bố trí thí nghiệm: Các mẫu màng đem ghép mí kích thước giống nhau, được sấy khô ở cùng nhiệt độ và được để hút ẩm ở vị trí giống nhau, điều kiện ghép mí giống nhau, thời điểm ghép mí và đo độ bền giống nhau.
Chọn 2 màng tinh bột/PVA và tinh bột/PVA/ 25ml sol SiO2 3%. Màng tạo thành được ghép mí bằng máy đóng gói chân không tạo thành bao bì như hình 3.21.
Hình 3.21. Màng được thực hiện ghép mí thành bao bì trên máy đóng gói Sau đó cho vật nặng vào bao bì, treo trên giá và đo độ bền của bao bì, đánh giá khả năng ứng dụng. Vật nặng trước khi sử dụng tiến hành rửa sạch, sấy khô.
Cân khối lượng vật nặng như nhau là 1kg vào các túi được làm từ mẫu màng tinh bột/PVA và tinh bột/PVA/ 25ml sol SiO2 3%.
Hình 3.22. Vật nặng và túi nilon đựng vật nặng
3.4.7. Khảo sát khả năng bảo quản cà chua của màng tinh bột/PVA/25 ml sol SiO2 3%.
Các màng sau khi ghép mí thành bao bì được thử nghiệm bảo quản thử cà chua như hình 3.23. Chúng tôi tiến hành quan sát vẻ ngoại quan của cà chua sau 15 ngày bảo quản.
Hình 3.23. Bảo quản cà chua trên túi bao bì tinh bột/PVA/ 25ml sol SiO2 3%