Ảnh FESEM cuả vật liệu compozit PVC/BG, PVC/BT5 và PVC/BKT5 không và có thử nghiệm thời tiết sau 1296 h được trình bày trên hình 3.25. Qua hình ảnh SEM cho thấy bề mặt của mẫu trong các mẫu không thử gia tốc thì PVC/BG có có chứa nhiều lỗ trống do sự tương hợp kém giữa bột gỗ và nền polyme so với các mẫu PVC/BT5. Chính các khuyết tật này là nguyên nhân làm giảm nhanh tính chất cơ học của PVC/BG. Cấu trúc bề mặt của mẫu PVC/BT5 chặt chẽ và ít các lỗ trống hơn điều này là do khi biến tính TEOS đã làm tăng tính tương hợp giữa bột gỗ và nền polyme nên tính chất cơ học được cải thiện.
59
PVC/BG PVC/BG
PVC/BT 5 PVC/BKT 5
Hình 3. 25. Ảnh bề mặt của compozit trước và sau thử nghiệm gia tốc thời tiết
Khi so sánh hình ảnh của các mẫu sau 1296 h sau thửng nghiệm giá tốc thời tiết với mẫu không ta thấy có sự thay đổi rõ rệt đặc biệt là ở mẫu PVC/BG. Các mẫu có nhiều lỗ trỗng, bề mặt gồ ghề hơn. Điều này là do dưới tác dụng của tia UV các mẫu bị oxy hóa làm phân hủy các liên kết giữa nhựa nền và bột gỗ. Bề mặt của PVC/BG bị phá hủy nặng nhất.
60
KẾT LUẬN
1. Đã khảo sát và xác định hàm lượng chất phụ gia hóa dẻo DOP, hàm lượng bột gỗ trong gia công chế tạo compozit PVC/BG. Hàm lượng bột gỗ được lựa chọn trong chế tạo compozit là 30% kl compozit, hàm lượng DOP là 15% kl PVC. 2. Đã khảo sát và xác định hàm lượng chất biến tính TEOS từ 0 – 10% kl (tính
theo BG). BG biến tính TEOS 5%kl (BG) cho compozit có tính chất cơ học, tính chất nhiệt, độ bền thời tiết, độ bền màu, độ kháng nước cao nhất. Mô đun đàn hồi đạt 1129 MPa tăng 67,2 %, độ bền kéo đứt 34,64 MPa tăng 31, 9 %, mô đun uốn đạt cao nhất với 2609 MPa tăng hơn 27,5 %, cường độ uốn đạt
53,59 MPa tăng hơn 41 % so với mẫu PVC/BG.
3. Đã tiến hành làm sạch bột gỗ bằng phương pháp kiềm nóng trước khi biến tính TEOS. Tính chất cơ học của compozit PVC/BKT cao hơn so với PVC/BT nhưng không có sự khác biệt rõ rệt. Do vậy, khi tiến hành sản xuất trên qui mô công nghiệp tính đến chi phí kinh tế và vấn đề bảo vệ môi trường thì hoàn toàn có thể bỏ qua bước xử lý kiềm mà vẫn đảm bảo được tính chất cơ học.
4. Đã tiến hành thử nghiệm gia tốc thời tiết, kết quả cho thấy, các mẫu biến tính có độ bền màu, tính chất cơ học và hình thái cấu trúc của vật liệu đã được nâng cao. Thử nghiệm thời tiết 1296 giờ trên compozit PVC/BT 5, độ bền kéo đứt giảm 7,7 %, mô đun đàn hồi giảm 38 % so với mẫu ban đầu. Compozit PVC/BT đảm bảo được yêu cầu thẩm mỹ và đặc tính kỹ thuật khi ứng dụng sản phẩm vào thực tế.
61
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Trần Văn Chứ (2005), “Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ nhựa novolac đến một số chỉ tiêu tính chất gỗ biến tính”, Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Kỳ 1, tr. 82-85.
2. Trần Văn Chứ (2006), “Nghiên cứu công nghệ biến tính gỗ keo tai tượng bằng nhựa epoxy”, Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Kỳ 2, tr.73-76.
3. Bùi Chương, Đặng Việt Hưng, Phạm Thượng Giang (2008) “Sử dụng silica biến tính bis (3-trietoxy silylpropyl) tetrasulfit silan (TESPT) làm chất gia cường cho hỗn hợp cao su thiên nhiên-butadien”, Tuyển tập báo cáo hội thảo vật liệu polyme và compozit năm 2008, Chương trình nghiên cứu phát triển và ứng dụng công nghệ vật liệu KC-02, tr. 175-186.
4. Trần Vĩnh Diệu, Bùi Chương, Nguyễn Huy Tùng, Phan Minh Ngọc (2009), “Bài tổng quan: Nghiên cứu và ứng dụng của sợi tre và sợi đay làm chất gia cường cho vật liệu polyme compozit ở Việt Nam”, Tạp chí Hóa học, T. 47 (6), tr. 236-247.
5. Vũ Huy Đại “Nghiên cứu công nghệ sản xuất compozit từ phế liệu gỗ và chất dẻo phế thải” (2010-2012), Tạp chí Hóa học T.46(5A).
6. Nguyễn Hữu Đĩnh, Đỗ Đình Rãng (2010), Hoá học hữu cơ 1, NXB Giáo dục Việt Nam.
7. Đặng Việt Hưng, Bùi Chương, Phan Thị Minh Ngọc, Hoàng Nam (2009), “Nghiên cứu chế tạo, cấu trúc và tính chất của nanocompozit trên cơ sở cao su thiên nhiên và silica biến tính silan”, Tạp chí Hóa học, 47(3), tr. 363-367.
8. Vi Đức Long (2013), Nghiên cứu chế tạo và khảo sát tính chất vật liệu compozit nanosilica-bột gỗ/polyetylen tỷ trọng cao, Luận văn thạc sĩ khoa học, chuyên ngành Công nghệ Hóa học, Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên, ĐHQGHN.
9. Hà Tiến Mạnh, Nguyễn Bảo Ngọc, Nguyễn Đức Thành, Đỗ Thị Hoài Thanh, Hà Thị Thu (2011),“Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ bột gỗ và nhựa polypropylen đến tính chất compozit gỗ-nhựa”, Tạp chí Khoa học Lâm nghiệp, (số 1), tr. 1752- 1759.
62
10. TS. Đào Thế Minh (2003), “Vật liệu polyme compozit”.
11. Hoàng Nhâm (1999), Hóa học vô cơ tập 2, NXB Giáo dục.
12. Đỗ Thanh Tú (2009), “Nghiên cứu sự biến đổi tính chất vật lý và hóa học của gỗ keo trong quá trình xử lý kiềm nóng”, Báo cáo tổng kết đề tài cấp bộ năm 2008, Viện Công nghệ Giấy và Xenluno, Bộ Công thương, trang 10 – 25.
Tiếng Anh
13. A. Karmarkar, S. Chauhan, J. Modak, M. Chanda (2007), “Compozits”, Part A, 38, pp. 227-233.
14. Alireza Ashori, Amir Nourbakhsh (2011), “Eur. J. Wood and Wood Prod”, T. 69, pp. 663-671.
15. Amir Nourbakhsh, Foad Farhani Baghlani, Alireza Ashori (2011), “Nano- SiO2 filled rice husk/polypropylene compozits: Physico-mechanical properties”,
Industrial Crops and Products, Part 33, pp. 83-187.
16. Andrew J. Peacock, “Handbook of polyethylene, Structures, Properties and Applications”, Marcel Dekker, Inc, NewYork, Basel, 4-5.
17. Annual Book of ASTM Standards, 1971, Part 29 (1971), pp. 51-80.
18. Chen-Feng Kuan, Hsu-Chiang Kuan, Chen-Chi M. Ma, Chien-Ming Huang (2006), “Mechanical,thermal and morphological propertiesof water-crosslinked wood flour reinforced linear low-density polyethylene compozit”, Compozit, Part A 37, pp. 1696 - 1707.
19.C.H. Chen, Y.W. Lo, C.F. Mao, “Study of Fusion Percolation Thresholds of Rigid PVC Compounds”, Journal of Applied Polyme Science, 81 (12), 3022-3029 (2001) (SCI).
20. Cox W. P., Merz E. H. (1958), “Correlation of dynamic and steady- flow viscosities”, J. Polyme Science 28(118), pp. 619-622.
21. Galgali G., Ramesh C., Lele A. (2001), “A rheological study of the kinetics of hybrid in polypropylene nanocompozits”, Macromolecules 34, pp. 853.
22. G. Grubbström, K. Oksman (2009), “Influence of wood flour moisture content on the degree of silane-crosslinking and its relationship to structure-property
63
relations of wood–thermoplastic compozits”, Compozits Science and Technology, (69), pp. 1045-1050.
23. Nguyen Vu Giang, Tran Huu Trung, Mai Đuc Huynh (2012), “Weather resistance and water absorbitlity of wood flour/HDPE compozits”, Tạp chí Hóa học, T. 50 (6B), pp. 171-174.
24. Nguyen Vu Giang, Tran Huu Trung, Mai Duc Huynh, Vu Manh Tuan. (2014) “Study on the effect of SiO2 - graft wood flour on the propeties of polypropylene/wood flour nanocompozits”, Vietnam Journal of Science and Technology, 52(3B), pp. xx,xx
25. Nguyen Vu Giang, Tran Huu Trung, Mai Duc Huynh, Vu Manh Tuan, Nguyen Ngoc Hung. (2012) “The formation of silica nanoparticles on the wood flour an hits characteristics”, Vietnam Journal of Science and Technology, vol 52(6B), pp. 142 – 147
26. Goran Grubbstrom, Allan Holmgren, Kristiina Oksman (2011),“Silane- crosslinking of recycled low-density polyethylene/wood compozits”, Compozits: Part A 41, pp. 678-683.
27. Haoli Zhou, Yi Su, Xiangrong Chen, Shouliang Yi, Yinhua Wan (2010), “Modification of silicalite by vinyltrimethoxysilane (VTMS) and preparation of silicalite-1 filled polydemethylsiloxane(PDMS) hybrid pervaporation membrances”, Separation and Purification Technology, (75), pp. 286-294.
28. J. E. Winandy, N. M. Stark, E. Horn (2008), Wood-plastic compozsites using thermomechanical pulp made from oxalic acid-pretreated red pine chips, 7th Global WPC and Natural Fibre Compozits Congress and Exhibition, in Kassel- Germany.
29. J. Li, P. Xue, W. Ding, J. Han, G. Sun(2009), “Micro-encapsulated paraffin/high-density polyethylene/wood flour compozit as form-stable phase change material for thermal energy storage”, Solar Energy Materials & Solar Cells, (93), pp. 1761-1767.
30. Kruenate J., Tongpool R., Kongrat P. (2005), “Rheological Characteristics of Ethylene Vinyl Acetate (EVA)/Silane Nanocompozits”, Journal of Metastable and Nanocrystalline Materials 23, pp. 227-230.
64
31. Doan Thi Thu Loan, Edith Maeder (2010), “Investigation on the mechanical behaviour of jute fiber and jute/polypropylene microcompozits”, Asian workshop on polyme processing 2010, Dec. 7-10 2010, Hanoi, Vietnam, pp. 197-201.
32. Magnus Bengtsson, Kristiina Oksman (2006), “The use of silane technology in crosslinking polyethylene/wood flour compozits”, Compozit Part A: Applied science and manufacturing 37, pp. 752-765.
33. M. Bengtsson, K. Oksman (2006), “Silane crosslinked wood plastic compozits: Processing and properties”, Compozits Science and Technology 66, pp.2177-2186.
34. M. L Kosonen, B. Wang, G. T. Caneba, D. J. Gardner, Tim G. Rials (2000), “Polystyrene/wood compozits and hydrophobic wood coatings from water-based hydrophilic-hydrophobic block copolymes”, Clean Products and Processes 2, pp.117-123.
35. Meyers and Chawla (1999): "Mechanical Behavior of Materials," pp. 98-103
36. O. Faruk, L. M. Matuana (2008), “Nanoclay reinforced HDPE as a matrix for wood-plastic compozits”, Compozits Science and Technology, 68, pp. 2073-2077.
37. Peng L., Qisui W., Xi L., Chaocan Z (2009), “Investigation of the states of water and OH groups on the surface of silica”, Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects. 334, pp. 112-115.
38. Qiu-Ping Liu, Ling-Xiang Gao, Zi-Wei Gao, Lin Yang (2007), “Preparation and characterization of polyimide/silica nanocompozit spheres”, Materials Letters 61, pp. 4456-4458.
39. R. C. Pettersen (1987), The chemistry of solid wood, John Wiley & Sons, Inc.
40. Xianqiong Chen, Yuyang Liu, Haifeng Lu, Hengrui Yang (2010), “In-situ growth of silica nanoparticles on cellulose and application of hierarchical structure in biomimetic hydrophobicity”, Cellulose, 17, pp. 1103-1113.
41. X. Krishna K. Pandey, “Study of the effect of photo-irradiation on the surface chemistry of wood” Institute of Wood Science and Technology, 18th Cross Malleswaram, Bangalore-560003, Indi a, Polyme Degradation and Stability 90 (2005), pp 9 – 20.
65
42.Z. Laurent m. Matuana and Donatien p. Kamdem, (2002) “Accelerated Ultraviolet Weathering of PVC/Wood-Flour Compozits” POLYME englnffrlng AND SCIENCE, Vol. 42, No. 8, pp 1657 – 1666.
43.Z. K. Chaochanchaikul1, V. Rosarpitak2, N. Sombatsompop, (2013), “Photodegradation profiles of PVC compound and wood/PVC compozits under UV weathering”, eXPRESS Polyme Letters Vol.7,
No.2, pp 146–160
CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN
1. Nguyễn Vũ Giang, Thái Hoàng, Đỗ Quang Trung, Mai Đức Huynh,
Trần Hữu Trung, Đỗ Quang Thẩm, Nguyễn Văn Sơn, Đào Quốc Hùng, (2014)
“Ảnh hưởng của bột gỗ biến tính đến tính chất và hình thái cấu trúc của vật
liệu compozit polyvinyl clorua/bột gỗ”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa
học Tự nhiên và Công nghệ, ISSN 0866-8612, trang 108 – 115.
2. Nguyễn Vũ Giang, Thái Hoàng, Đỗ Quang Trung, Mai Đức Huynh,
Trần Hữu Trung, Đỗ Quang Thẩm, Nguyễn Văn Sơn, Đào Quốc Hùng (2014)
“Ảnh hưởng của gia tốc thời tiết đến tính chất và hình thái cấu trúc của vật liệu compozit polyvinylclorua/bột gỗ”Hội thảo nghiên cứu ứng dụng và phát triển công nghệ vật liệu mới sơ kết giữa kỳ chương trình KC.02/11-15 năm 2014, trang 238 – 246.