Luận án nghiên cứu chế tạo vật liệu polyme compozit từ nhựa epoxy DER 331 và tro bay phế thải ứng dụng trong kỹ thuật điện

MỞ ĐẦU
Tro bay được biết đến là sản phẩm phế thải từ các nhà máy nhiệt điện trong quá
trình đốt than nhiên liệu. Nó tồn tại ở trạng thái rắn và có kích thước hạt rất nhỏ, vì
thế nó có thể bay tự do trong không khí gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi
trường, ảnh hưởng xấu đến sức khỏe và đời sống sinh hoạt của nhân dân. Ngoài ra,
tro bay còn gây thiệt hại kinh tế đáng kể khi phải sử dụng một diện tích khá lớn ao
hồ, đất canh tác nông nghiệp để làm diện tích chứa lượng phế thải này.
Gần đây, Tổ chức Y tế Thế Giới (WHO) đã đưa ra báo cáo về tình trạng ô
nhiễm không khí dựa trên số liệu về mức độ ô nhiễm của 1600 thành phố trên khắp
19 quốc gia thì các nước Pakistan, Ấn Độ, Ai Cập, Quatar, Bangladesh được xếp
vào danh sách các nước có bầu không khí ô nhiễm nhất thế giới. Tình trạng này xảy
ra là do quá trình khai thác và sử dụng nguồn nguyên liệu cho các nhà máy nhiệt
điện, các công trình xây dựng, các nhà máy công nghiệp… [113]. Điều này cho thấy
ô nhiễm không khí đang là mối đe dọa ở rất nhiều các quốc gia, trong đó có cả Việt
Nam.
Do đó, việc đặt ra mục tiêu thu hồi và xử lý tro bay thế nào là một vấn đề cấp
thiết đối với tất cả các nước trên thế giới cũng như ở Việt Nam.
Trong một vài năm trở lại đây, các nhà khoa học đã nghiên cứu về thành phần và
đặc tính kỹ thuật của tro bay và nhận thấy thành phần hóa học chính của tro bay
gồm nhiều oxit kim loại rất bền, có độ bền nhiệt cao, trong khi hạt tro bay có trọng
lượng nhẹ, kích thước nhỏ. Điều này rất phù hợp để lựa chọn tro bay làm phụ gia
cho bê tông hoặc làm chất độn gia cường cho các loại vật liệu khác.
Theo các số liệu thống kê trên thế giới và trong nước, hiện nay tro bay đã được
ứng dụng khá rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khoa học kỹ thuật như trong ngành xây
dựng, ngành giao thông vận tải, trong nông nghiệp và trong vật liệu polyme
compozit. Trong đó, tro bay ứng dụng nhiều nhất phải kể đến là trong lĩnh vực xây
dựng. Nhiều công trình xây dựng lớn đã thành công khi đưa tro bay vào bê tông để
cải thiện độ bền và kết cấu như bê tông tro bay ở thành phố Marina (Chicago), bê
tông tro bay ở tháp Sears –thành phố River (Chicago)…[112].

1

Hiện tại, ở nước ta cũng đang phát triển những nghiên cứu đưa tro bay vào ứng
dụng trong cầu đường, trong xây dựng thủy điện Sơn La, Bản Vẽ, Sông Tranh…[7]
và có thể phát triển ứng dụng tro bay vào một số sản phẩm như sơn, cao su, vật liệu
polyme compozit. Các nghiên cứu bước đầu đã giảm được giá thành sản phẩm,
nâng cao một số đặc tính kỹ thuật, từ đó đem lại những lợi ích kinh tế đáng kể…
Để phát triển và mở rộng tính ứng dụng của tro bay, tác giả tập trung vào nghiên
cứu tro bay ứng dụng trong công nghệ cao, đặc biệt là trong ngành kỹ thuật điện bởi
vật liệu compozit nền epoxy có tính cách điện tốt. Vì thế đề tài “Nghiên cứu chế tạo
vật liệu polyme compozit từ nhựa epoxy DER 331 và tro bay phế thải ứng dụng
trong kỹ thuật điện” đã được lựa chọn làm chủ đề cho luận án tiến sĩ.
Mục tiêu nghiên cứu của Luận án là đánh giá được khả năng gia cường của tro
bay tới tính chất cơ nhiệt, tính chất điện của vật liệu polyme compozit trên nền nhựa
epoxy DER 331, từ đó định hướng cho việc ứng dụng tro bay trong kỹ thuật điện.
Để thực hiện mục tiêu trên, luận án đã thực hiện các nội dung nghiên cứu chủ yếu
sau:
- Khảo sát hàm lượng tro bay đưa vào vật liệu nền epoxy DER 331.
- Nghiên cứu các phương pháp xử lý, biến tính bề mặt tro bay bằng các hóa
chất vô cơ, axit hữu cơ và các hợp chất silan.
- Đánh giá khả năng gia cường của tro bay biến tính và không biến tính đến
tính chất cơ- nhiệt của vật liệu polyme compozit nền nhựa epoxy DER 331.
- Nghiên cứu khả năng cách điện của vật liệu polyme compozit với tro bay
biến tính và không biến tính.

2


1. TỔNG QUAN
1.1. Vật liệu compozit trên cơ sở nhựa nền polyme và chất độn hạt vô cơ

1.1.1. Giới thiệu về vật liệu compozit
Vật liệu compozit là vật liệu tổ hợp của hai hay nhiều vật liệu thành phần khác
nhau về hình dạng hoặc thành phần hóa học nhằm tạo nên một vật liệu mới có tính
năng vượt trội so với từng vật liệu thành phần. Trong đó, vật liệu compozit phổ biến
gồm hai thành phần chính là vật liệu gia cường và vật liệu nền. Vật liệu gia cường
(gián đoạn) phân bố trong thành phần vật liệu nền (liên tục) [2].
Sự tổ hợp hai hay nhiều vật liệu khác nhau trong compozit nhằm tạo nên một sản
phẩm với các tính chất tối ưu, bao gồm tính chất cơ học, tính chất hóa học và tính
chất vật lý như tính dẫn nhiệt (độ dẫn nhiệt, hệ số giãn nở nhiệt, nhiệt dung riêng,
nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ chảy mềm), tính chất điện (độ dẫn điện, tổn thất điện
môi…), tính chất quang học, tính cách âm…[4].
Tính chất của vật liệu compozit không bao hàm tất cả các tính chất của các pha
thành phần khi chúng đứng riêng rẽ mà thường lựa chọn trong đó những tính chất
tốt và phát huy thêm.

Hình 1.1: Cấu trúc thành phần của vật liệu compozit

Trong hai thành phần chính của vật liệu compozit thì vật liệu nền đóng vai trò
liên kết các vật liệu gia cường rời rạc tạo nên một sản phẩm liên tục. Dưới tác dụng
ngoại lực, vật liệu gia cường là thành phần chính chịu tải trọng vì nó thường có tính
chất cơ lý cao hơn vật liệu nền. Ngược lại, vật liệu nền đóng vai trò truyền ứng suất
sang vật liệu gia cường. Ngoài ra, vật liệu nền còn có tác dụng bảo vệ chất gia
cường dưới tác dụng của môi trường hay quyết định đến độ bền nhiệt và khả năng
gia công của vật liệu compozit.
3


Do vật liệu compozit có nhiều thành phần khác nhau tạo nên, vì thế lượng sản
phẩm tạo thành là rất đa dạng. Trong khoa học, để phân loại compozit thường căn
cứ vào hai đặc điểm sau:

- Phân loại theo bản chất vật liệu nền.
- Phân loại theo cấu trúc vật liệu gia cường.
Với cấu trúc vật liệu gia cường, compozit được phân thành 3 nhóm chính:
compozit gia cường sợi (compozit cốt sợi), compozit gia cường hạt (compozit cốt
hạt) và compozit cấu trúc. Compozit gia cường sợi có thể là sợi thủy tinh, sợi tự
nhiên…, sợi dài, sợi ngắn…còn compozit cốt hạt có thể có nhiều hình dạng khác
nhau: cốt dạng hình cầu, hình que, hình vẩy…hoặc kích cỡ hạt khác nhau như bột
gỗ, than đen, tro bay, talc, cao lanh, sắt, đồng, nhôm, vẩy mica…v.v [16].
Theo bản chất vật liệu nền, compozit cũng được chia thành 3 nhóm chính sau:
compozit nền polyme, compozit nền kim loại, compozit nền ceramic. Trong đó,
compozit nền polyme thường sử dụng rộng rãi hơn nhờ ưu điểm dễ gia công, tạo ra
những sản phẩm phức tạp và kích thước lớn. Compozit nền kim loại thì có ưu điểm
là khả năng chịu nhiệt cao hơn, không cháy và chống lại sự tấn công của các chất
lỏng hữu cơ tốt hơn. Đối với compozit nền ceramic thì ít được sử dụng do nhược
điểm giá thành khá cao [2].
Nhờ các tính chất ưu việt hơn so với các vật liệu truyền thống như gỗ, sắt,
thép…mà ngày nay vật liệu compozit được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực: từ
lĩnh vực giao thông, xây dựng, hàng không, trang trí nội ngoại thất đến lĩnh vực thể
thao và công nghiệp dân dụng.
Hiện nay trên thế giới, ngành hàng không vũ trụ sử dụng vật liệu compozit vào
chế tạo cánh máy bay, mũi máy bay và một số linh kiện, máy móc khác của các
hãng như Boeing 757, 676 Airbus 310…Theo thống kê của hãng máy bay Boeing,
chiếc Boeing Dreamliner 787 sử dụng đến 50% compozit trên toàn bộ trọng lượng.
Đó là do vật liệu compozit có tính ưu việt như giảm trọng lượng, tăng độ chịu ăn
mòn, giảm độ rung, giảm tiếng ồn và tiết kiệm nhiên liệu cho máy móc [111]. Vật
liệu compozit cũng được sử dụng để sản xuất các chi tiết, các bảng mạch, các linh
kiện trong ngành công nghiệp điện tử hoặc phục vụ cho ngành công nghiệp đóng
tàu, xuồng; các ngành dân dụng như y tế (hệ thống chân, tay giả, răng giả..)[111].
4

Tại Việt Nam, vật liệu compozit đã và đang được ứng dụng và phát triển ở hầu
hết các ngành, các lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân như sử dụng vào việc chế tạo
các bồn chứa hóa chất, các linh kiện trong ô tô, xe lửa, vòm che máy bay quân sự,
các bộ phận cấy ghép trong cơ thể, các thiết bị của ngành giáo dục, giải phân cách
đường giao thông, hệ thống tàu xuồng, hệ thống máng trượt, máng hứng…[13].
Sản phẩm ứng dụng của vật liệu compozit trong các lĩnh vực khác nhau tại Việt
Nam được trình bày ở hình 1.2.

Hình 1.2: Phân bố sản phẩm compozit ứng dụng trong các lĩnh vực tại Việt Nam -2011
[110]

Hàng không

Trang trí nội ngoại thất

Thể thao

Công nghiệp và dân dụng

Hình 1.3: Một số sản phẩm ứng dụng của vật liệu compozit [110, 111]
5


1.1.2. Vật liệu compozit trên cơ sở nhựa nền polyme và chất độn hạt vô cơ
Nhựa nền:
Vật liệu compozit nền polyme có thể là các loại polyme nhiệt dẻo như
polypropylen, polyetylen, polyvinyl clorua, polyamit… hoặc nền là các polyme
nhiệt rắn như polyeste không no, vinyleste, phenolic, melamin, polyuretan,
epoxy…[11].

Với compozit có nền là nhựa nhiệt dẻo, sản phẩm thường có độ tin cậy cao bởi
mức độ ứng suất dư nảy sinh trong những giờ đầu tiên ngay sau khi tạo thành sản
phẩm rất thấp. Ưu điểm của nhựa nhiệt dẻo là khả năng thi công, tạo dáng sản phẩm
dễ thực hiện, có thể khắc phục những khuyết tật trong quá trình sản xuất và tận
dụng phế liệu khi gia công lại. Tuy nhiên, nhược điểm chính của nhựa nhiệt dẻo là
không chịu được nhiệt độ cao và thiết bị gia công sản phẩm thường đắt tiền. Trong
khi đó, nhựa nhiệt rắn có độ nhớt thấp, dễ hòa tan và đóng rắn khi gia nhiệt (có hoặc
không có xúc tác). Sản phẩm sau đóng rắn với cấu trúc không gian thường có tính
chất ưu việt hơn hẳn như độ bền nhiệt, tính chất cơ lý cao hơn so với nhựa nhiệt dẻo
[4].
Các tính chất của nhựa nền polyme như bản chất hóa học, độ bền, nhiệt độ thủy
tinh hóa và hệ số giãn nở nhiệt có ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất cơ học và tính
chất hóa học của sản phẩm. Do đó, nền polyme phải đáp ứng được các yêu cầu sau:
+ Khả năng thấm ướt tốt trên bề mặt chất gia cường để tạo sự tiếp xúc tối đa.
+ Khả năng làm tăng độ nhớt hoặc hóa rắn trong quá trình kết dính.
+ Khả năng biến dạng trong quá trình đóng rắn để giảm ứng suất nội xảy ra
do sự co ngót thể tích khi thay đổi nhiệt độ.
+ Chứa các nhóm chức hoạt động hóa học.
+ Phù hợp với điều kiện gia công thông thường.
+ Bền với môi trường sử dụng vật liệu compozit.
Gia cường:
Vật liệu compozit gia cường hạt là vật liệu được gia cường bởi các hạt có hình
dạng khác nhau như hình cầu, hình que, hình vẩy…Các hạt gia cường này có kích
cỡ khá đa dạng từ nm đến hàng chục m. Cốt dạng hạt khá phong phú, trong đó

6


phải kể đến như bột gỗ, than đen, bột talc, cao lanh, vảy mica, đồng, nhôm và tro
bay [16].

Các hạt gia cường với kích cỡ micromet hoặc cỡ nanomet thường có độ cứng
cao hơn vật liệu nền. Một số vật liệu gia cường dạng hạt còn có thể cải thiện các
tính chất của vật liệu compozit như giảm co ngót, chống cháy, kháng mài mòn, chịu
nhiệt…v.v
Đối với nhựa nhiệt rắn, do có cấu trúc không gian khi đóng rắn nên phân tử
không có khả năng trượt với nhau, dẫn đến vật liệu compozit nền nhựa nhiệt rắn
thường cứng và giòn. Khi đưa chất độn dạng hạt vào nhựa nhiệt rắn thì ngoài tác
dụng làm giảm lượng nhựa sử dụng, nó còn làm giảm độ giòn, làm tăng chất lượng
bề mặt cũng như tăng độ cứng. Tuy nhiên, khả năng cải thiện tính chất cơ học của
vật liệu gia cường dạng hạt phụ thuộc rất nhiều vào khả năng kết dính của nó với
nhựa nền tại bề mặt ranh giới phân chia pha [2].
Sự có mặt của các vật liệu gia cường dạng hạt đặc biệt là các hạt vô cơ ảnh
hưởng đáng kể đến cấu trúc và tính chất của compozit. Ảnh hưởng đó được thể hiện
như sau:
- Làm thay đổi cấu trúc và khoảng cách giữa các nút mạng sau khi đóng rắn.
- Độn dạng hạt có thể hấp thụ nhiệt do quá trình đóng rắn tỏa ra, làm thay đổi
động học quá trình đóng rắn và tốc độ đóng rắn. Bề mặt chất độn còn hấp phụ và
thay đổi những mạch polyme đang phát triển [2].
- Làm biến đổi tính chất compozit do sự hấp phụ những thành phần có khối
lượng phân tử thấp như chất hóa dẻo.
1.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến tính năng của vật liệu polyme compozit
Các yếu tố đó là:
- Bản chất của các vật liệu thành phần (vật liệu gia cường và vật liệu nền).
- Độ bền liên kết tại bề mặt tiếp xúc vật liệu nền/vật liệu gia cường.
- Hình dạng, kích thước của vật liệu gia cường.
Khi vật liệu compozit chịu tác dụng của ngoại lực, tải trọng tác dụng lên vật liệu
nền sẽ được truyền sang vật liệu gia cường qua bề mặt tiếp xúc. Nếu compozit yêu
cầu có độ bền và độ cứng cao thì vật liệu gia cường phải liên kết bền vững với vật

7

liệu nền. Tuy nhiên, một bề mặt tiếp xúc bền thì sẽ tạo compozit có độ cứng và độ
bền cao nhưng khả năng chống lại sự phát triển vết nứt kém do đặc tính giòn [2].
Khả năng kết dính giữa vật liệu nền và vật liệu gia cường tốt là nhờ tồn tại các
liên kết, tương tác tại bề mặt tiếp xúc. Muốn các liên kết này phát triển thì trước hết
phải có sự thấm ướt tốt vật liệu nền lên bề mặt vật liệu gia cường. Khả năng thấm
ướt được định nghĩa là mức độ phủ của chất lỏng lên một bề mặt rắn và thường
được đánh giá qua góc tiếp xúc . Góc tiếp xúc  có mối tương quan với năng
lượng bề mặt của các pha theo công thức Young (hình 1.4) [106].

Hình 1.4: Sự liên hệ giữa góc tiếp xúc theta và năng lượng bề mặt theo công thức Young

γSV = γLV cos  + γSL
Trong đó:
: góc tiếp xúc
γSV: Năng lượng bề mặt của chất rắn tiếp xúc chất khí, N.m-1
γLV: Năng lượng bề mặt của chất lỏng tiếp xúc chất khí, N.m-1
γSL: Năng lượng tại mặt tiếp giáp giữa chất rắn và chất lỏng, N.m-1
Nếu  = 0: Chất lỏng thấm ướt hoàn toàn bề mặt vật liệu gia cường rắn
Nếu 0< < 900: Chất lỏng thấm ướt không hoàn toàn bề mặt vật liệu gia cường rắn
Nếu 900<  < 1800: Chất lỏng không thấm ướt bề mặt vật liệu gia cường rắn
Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bám dính, liên kết tại bề mặt tiếp xúc:
Trong quá trình gia công, cần điều chỉnh điều kiện gia công phù hợp để có sự
thấm ướt kết dính tốt giữa vật liệu nền và vật liệu gia cường. Các yếu tố giúp tạo
liên kết tốt tại bề mặt tiếp xúc [2]:
- Góc tiếp xúc nhỏ giữa vật liệu nền và vật liệu gia cường
- Sức căng bề mặt vật liệu nền lỏng càng thấp càng tốt
- Độ nhớt vật liệu nền khi gia công thấp
8

- Tăng áp suất để giúp vật liệu nền chảy tốt.
- Độ nhớt sau gia công của vật liệu nền cao (làm nguội, đóng rắn)
Như vậy, để nâng cao tính chất của sản phẩm hay cụ thể là nâng cao được các
tính chất cơ học và độ bền nhiệt của vật liệu thì hạt vô cơ cần được xử lý hoặc biến
tính nhằm cải thiện khả năng kết dính với nhựa nền polyme tại bề mặt phân chia
pha. Phương pháp xử lý hoặc biến tính này có thể làm tăng diện tính bề mặt riêng
hoặc tăng hoạt tính bề mặt của độn vô cơ với nhựa nền hữu cơ.

1.2. Nhựa nền nhiệt rắn epoxy
1.2.1. Phản ứng tổng hợp nhựa epoxy
Nhựa epoxy là một loại nhựa nhiệt rắn và được tổng hợp bằng nhiều phương
pháp khác nhau, nhưng trong đó nhựa epoxy phổ biến và quan trọng nhất là nhựa
tạo thành từ phản ứng của diphenylolpropan (DPP) hay Bisphenol A và
epiclohydrin (ECH). Phản ứng tổng hợp nhựa epoxy xảy ra theo hai giai đoạn với
xúc tác kiềm [47].
Giai đoạn 1: nhóm epoxy của epiclohydrin tác dụng với hydro của Bisphenol A.
Đây là giai đoạn kết hợp, phản ứng tỏa nhiệt mạnh, xảy ra nhanh ở nhiệt độ 60 70oC.

Giai đoạn 2: sản phẩm của giai đoạn 1 tạo ra có nhóm –OH bậc 2 ở vị trí α so
với nguyên tử clo. Ở vị trí này trong môi trường kiềm xảy ra phản ứng tách loại HCl
và tạo nhóm epoxy mới. Giai đoạn tách HCl phản ứng thu nhiệt (H = 28,09
kcal/mol), xảy ra chậm.

9


Sản phẩm epoxy trung gian tạo thành lại tiếp tục phản ứng với Bisphenol A khi
tỷ lệ mol epiclohydrin/Bisphenol A < 2 thì nhận được nhựa oligome có công thức

tổng quát như sau:

Khối lượng phân tử nhựa epoxy dao động trong khoảng từ 300 -18000 tùy thuộc
vào tỷ lệ mol epiclohydrin/Bisphenol A, nhiệt độ, thời gian phản ứng và nồng độ
NaOH đã sử dụng. Ảnh hưởng của tỉ lệ mol này đến đương lượng gam và nhiệt độ
chảy mềm của nhựa epoxy thể hiện ở bảng 1.1.
Bảng 1.1: Ảnh hưởng của tỷ lệ ECH và DPP đến tính chất của nhựa epoxy [47]

Tỉ lệ mol
ECH/DPP
1.57:1.0

Đương lượng gam
epoxy (EEW)
450 – 525

Điểm mềm hóa
(oC)
65 – 75

1.22:1.0

870 - 1025

95 – 105

1.15:1.0

1650 - 2050

125 – 135

1.11:1.0

2400 - 4000

145 – 155

1.2.2. Một số loại nhựa epoxy
- Nhựa epoxydian: được tổng hợp từ epiclohydrin và Bisphenol A

- Nhựa epoxy mạch vòng no: nhận được nhờ phản ứng epoxy hóa các hợp chất chứa
nối đôi bằng peraxit axetic như 3,4-epoxy 6-metylxyclohexyl-metyl-3,4-epoxy 6metyl xyclohexan cacboxylat(Unox Epoxy 201).
10


hay vinyl xyclohexan dioxit (Unox Epoxy 206)

- Nhựa epoxyeste là sản phẩm biến tính của nhựa epoxydian bằng axit béo

- Nhựa epoxyphenolic là sản phẩm trùng ngưng giữa phenolic và epiclohydrin

Phụ thuộc vào phương pháp tổng hợp mà nhựa epoxy có nhiều loại khác nhau.
Lựa chọn loại epoxy cho các ứng dụng compozit thường dựa vào điều kiện sử dụng
sản phẩm do sự khác nhau đáng kể giữa tính chất nhiệt và tính chất cơ lý của nó
như: modun, biến dạng phá hủy, nhiệt độ thủy tinh hóa. Nhiệt độ thủy tinh hóa (Tg)
ảnh hưởng lớn đến nhiệt độ sử dụng. Tg thường cao đối với những epoxy giòn,
nhưng Tg thấp hơn đối với nhựa epoxy dẻo dai. Trên thế giới mỗi hãng sản xuất lại
có cách quy ước tên gọi và mã số tương ứng riêng cho các loại epoxy. Cụ thể một
số tên thương mại của epoxy trình bày ở bảng 1.2 sau.

11


Bảng 1.2: Một số công ty sản xuất và tên thương mại của nhựa epoxy [47, 68]

Công ty sản xuất
Dow Chemicals
Ciba, Vantico
Kukdo Chemicals
Dainippon Ink & Chemicals
(DIC)
Japan Epoxy Resin (JER)
Asahi Kasei
Mitsui Chemicals
Sumitomo Chemicals
Thai Epoxy
China
Shell Chemical
Russia

Tên thương mại của nhựa epoxy
DER, DEN, DEH, Derakane, ERL
Araldite, Aracast
YD
Epiclon
Epikote
AER
Eponik
Sumiepoxy
Epotec

E40, E41, E44, EG101
Epon 1001, 1004, 1007, 1009
ED14, ED16, ED20, ED22

1.2.3. Tính chất của nhựa epoxy
Nhựa epoxy khi chưa đóng rắn có màu từ vàng sáng đến trong suốt, ở dạng lỏng
(M<450), dạng đặc (450phân tử của nhựa.
Epoxy tan tốt trong các dung môi hữu cơ như axeton, axetat, hydrocacbon clo
hóa, dioxan… nhưng không tan trong các dung môi hydrocacbon mạch thẳng như
ete, dầu mỏ, xăng [68].
Tính chất của nhựa epoxy phụ thuộc vào thành phần hóa học và quá trình đóng
rắn. Epoxy có thể cứng, bền và bền mỏi. Điểm đặc biệt của epoxy là khả năng kết
dính với hầu hết vật liệu, trong đó có kim loại và có độ co ngót thấp. Ngoài ra,
epoxy cũng có các tính chất điện tốt như hệ số tổn hao điện môi thấp [4].
Nhựa epoxy (EP) có thể được gia công theo nhiều phương pháp như ép phun,
đúc khuôn...và được đóng rắn ở nhiệt độ thấp hoặc cao. Từ dạng lỏng EP dễ dàng
chuyển sang trạng thái nhiệt rắn khi sử dụng các chất đóng rắn nóng như anhydrit
phtalic, anhydrit maleic...hay các chất đóng rắn nguội amin, polyamit,
polyisoxyanat.... Vật liệu sau khi đóng rắn có rất nhiều ưu điểm như khả năng bám
dính tốt hơn với nhiều vật liệu khác, bền hóa học và bền nhiệt [47].

12


Nhựa epoxy có hai nhóm chức hoạt động là nhóm epoxy và hydroxyl, có thể
tham gia nhiều loại phản ứng khác nhau. Tuy nhiên, tùy thuộc vào KLPT của nhựa
mà nhựa thể hiện tính chất theo nhóm chức trội hơn.
Khi n ≤ 3 (M ≤ 1200): số nhóm epoxy chiếm đa số nên phản ứng hóa học đặc
trưng là nhóm epoxy.

Khi 3 < n < 10 (1200 < M < 3000): tồn tại cả hai nhóm epoxy và hydroxyl với
số lượng tương đương nên phản ứng đặc trưng là của hai nhóm.
Khi n ≥ 10 (M ≥ 3000): số nhóm hydroxyl chiếm đa số nên phản ứng hóa học
đặc trưng là nhóm hydroxyl.
Phản ứng đặc trưng của nhóm epoxy là cộng mở vòng với các tác nhân ái nhân
(nucleophin). Với các tác nhân ái điện tử electrophin phản ứng xảy ra thuận lợi khi
có mặt xúc tác proton như rượu, phenol, axit… Do nhóm hydroxyl có hoạt tính kém
hơn nhóm epoxy nên phản ứng tiến hành phải có xúc tác hoặc nhiệt độ cao, khi đó
nhóm hydroxyl có thể tham gia vào phản ứng este hóa, ete hóa [47].
1.2.4. Các chất đóng rắn và cơ chế đóng rắn nhựa epoxy
Nhựa epoxy chuyển sang trạng thái không nóng chảy, không hòa tan, có cấu trúc
mạng lưới không gian ba chiều dưới tác dụng của chất đóng rắn. Các chất này phản
ứng với các nhóm chức của nhựa epoxy, đặc biệt là nhóm epoxy. Các phản ứng
chính của epoxy là cộng hợp với các hợp chất chứa nguyên tử H hoạt động và trùng
hợp epoxy theo cơ chế ion. Do vậy, các chất đóng rắn được phân thành hai nhóm
chính: chất đóng rắn cộng hợp và chất đóng rắn trùng hợp.
 Chất đóng rắn cộng hợp (chứa nguyên tử H hoạt động)[38]
- Chất đóng rắn amin bao gồm các hợp chất chứa nhóm amin: amin thẳng,
amin thơm, dị vòng và các sản phẩm biến tính của amin.
Các chất đóng rắn amin hầu như có thể đóng rắn được tất cả nhựa epoxy ngoại
trừ epoxyeste vì không chứa nhóm epoxy.
Cơ chế đóng rắn: H hoạt động của amin kết hợp với oxy của nhóm epoxy để
mở vòng tạo nhóm hydroxyl, sau đó nó tiếp tục phản ứng với các nhóm epoxy khác.

13


Ví dụ, điamin kết hợp với các nhóm epoxy

Khi đóng rắn ở nhiệt độ nâng cao sẽ tạo mạng lưới không gian

14


Trong phản ứng đóng rắn epoxy bằng amin cần chú ý đến điều kiện đóng rắn
cực đại. Để có sự đóng rắn cực đại (phản ứng hoàn toàn) thì số đương lượng gam
của epoxy (dựa trên số nhóm chức epoxy) phải bằng số đương lượng gam của amin
(dựa trên số H linh động của amin). Nghĩa là cứ một nhóm epoxy sẽ phản ứng với
một H linh động của amin. Một cách tổng quát để phản ứng khâu mạch diễn ra được
thì độ chức trung bình của hai tác nhân phải  2 và số nhóm chức trên mỗi chất là 
2.
Một số chất đóng rắn amin thẳng hay dùng là dietylentriamin (DETA),
trietylentetra amin(TETA), polyetylen polyamin (PEPA)….Tuy nhiên, nhược điểm
của các amin thẳng là dễ hút ẩm, mùi khó chịu và độc. Trong môi trường ẩm thường
tạo cacbamat không hòa tan làm bề mặt vật liệu mờ đục.
Ngoài ra còn có một số các amin thơm sau cũng hay được sử dụng để đóng rắn
nhựa epoxy:
Một số amin thơm:

4,4’- Diaminodiphenylmetan

4,4’ –Diaminodiphenylsulfon 4,4’ –

MDA,DDM

DDS

m- Phenylendiamin MPD

- Chất đóng rắn anhydrit axit: So với chất đóng rắn amin, chất đóng rắn

anhydrit axit ít bị ăn da hơn và ít tỏa nhiệt hơn. Tính chất cơ lý của nhựa như tính
chịu hóa học, độ bền nhiệt, khả năng chịu axit cao hơn, nhưng khả năng chịu kiềm
kém.
Cơ chế đóng rắn của anhydrit axit phức tạp hơn. Đầu tiên là phản ứng mở vòng
nhóm anhydrit bằng nhóm hydroxyl của rượu hoặc nước. Sau đó có thể diễn ra bốn
phản ứng, trong đó quan trọng nhất là phản ứng của nhóm cacboxyl với nhóm
epoxy (phản ứng 2) và phản ứng của nhóm hydroxyl tạo thành với nhóm epoxy
(phản ứng 3).
15


Phản ứng 1:

(1)
Phản ứng 2:

(2)
Phản ứng 3:

(3)
Phản ứng 4:

(4)
Phản ứng 5: phản ứng thủy phân nhóm este
(5)
Một số chất đóng rắn dạng anhydrit:

Phtalic anhydrit (PA)

Tetrahydrophtalic anhydrit (THPA)

Metyltetrahydrophtalic

Metyl hexahydrophtalic anhydrit

anhydrit (MTHPA)

(MHHPA)
16


 Chất đóng rắn trùng hợp
Chất đóng rắn trùng hợp có tác dụng xúc tác mở vòng để thực hiện phản ứng
trùng hợp cation và anion.
+ Trùng hợp cation: được khởi đầu bởi axit Lewis như BF3, TiCl4, phức
BF3O(C2H5)
Cơ chế trùng hợp: Đầu tiên chất khởi đầu tạo phức với oxi của vòng epoxy tạo
thành phức không bền, sau đó phức này nhanh chóng chuyển thành ioncacboni hay
oxoni (trung tâm tham gia phản ứng trùng hợp)

+ Trùng hợp anion: dễ điều khiển hơn so với trùng hợp cation, phản ứng
được điều chỉnh bởi amin bậc 3

1.2.5. Ứng dụng của nhựa epoxy
Nhờ khả năng linh hoạt của các nhóm chức nên nhựa epoxy được ứng dụng rộng
rãi trong một số ngành công nghiệp [68, 70] như:
- Công nghiệp sơn và màng phủ chống ăn mòn.
- Vật liệu cách điện do khả năng chịu nhiệt và cách điện tốt.
17

- Công nghệ chế tạo khuôn đúc
- Trong công nghiệp xây dựng như chất kết dính bê tông, chống thấm
- Chế tạo vật liệu polyme compozit.

Keo epoxy

Sơn epoxy

Compozit epoxy

Bảng mạch epoxy

Hình 1.5: Một số ứng dụng của epoxy

Compozit nền nhựa epoxy có nhiều ưu điểm như: co ngót thấp trong quá trình
đóng rắn, chịu được hầu hết hóa chất và tính cách điện tốt. Tuy nhiên, nó cũng có
một số nhược điểm như giòn nếu không có chất tăng dai và hạn chế chịu khí hậu
ngoài trời kém nếu nhựa đi từ Bisphenol A [68].

1.3.Tro bay và những ứng dụng thực tế trong khoa học, đời sống
1.3.1. Thành phần và đặc điểm cấu trúc của tro bay
Về thành phần:
Tro bay là sản phẩm phụ được thu hồi từ khí thải của các nhà máy nhiệt điện
do quá trình đốt than nhiên liệu. Phần phế thải rắn sau quá trình đốt cháy than đá tồn
tại dưới 2 dạng là phần xỉ và phần tro. Trong đó, phần xỉ thu được từ đáy lò, còn
phần tro gồm các hạt mịn bay theo các khí ống khói thoát ra. Vì thế phần tro được
gọi là “tro bay”. Thông thường phần xỉ chiếm khoảng 25% và tro bay chiếm khoảng
75% tổng lượng phế thải rắn [9]. Thành phần hóa học chủ yếu của tro bay là các
oxit kim loại bền như SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO…với hàm lượng than chưa cháy chỉ

chiếm một phần nhỏ so với tổng hàm lượng tro. Tuy nhiên, phần trăm khối lượng
của các oxit trong tro bay và hàm lượng than chưa cháy phụ thuộc chính vào nguồn
than đá đốt và điều kiện đốt cháy than trong các nhà máy nhiệt điện.
Ví dụ ở Việt Nam, nguồn cung cấp than nhiên liệu cho các nhà máy nhiệt điện
sử dụng thường là loại than chất lượng thấp, có độ tro lớn hơn 32%, thậm chí đến
45% nên các nhà máy nhiệt điện thải ra một lượng tro thải khá lớn, có thể từ 2018


30% lượng than sử dụng. Đặc thù than antraxit của Việt Nam được sử dụng tại các
nhà máy nhiệt điện có hàm lượng chất bốc thấp, chỉ từ 10-15%. Trong khi đó, độ tro
trong than đầu vào, hiệu suất của lò hơi đốt loại than này thường nhỏ, tro thải sau
quá trình đốt than antraxit còn tồn tại khá lớn, hàm lượng than chưa cháy hết có thể
lên đến 30% [7].
Tại Malaysia, do nguồn than đốt của hai nhà máy nhiệt điện Manjung- Perak và
Kapar- Selangor khác nhau nên thành phần hóa học của các oxit có trong tro bay
cũng có sự thay đổi rõ rệt. Sự biến đổi thành phần hóa học của tro bay tại hai nhà
máy nhiệt điện này được trình bày ở bảng 1.3.
Bảng 1.3: Thành phần hóa học của tro bay tại
hai nhà máy nhiệt điện khác nhau của Malaysia [53]

Thành
phần
SiO2
Al2O3
Fe2O3
TiO2
CaO
Na2O
K2 O
P2O5

SO3
MnO

Tro bay
(Manjung- Perak), (%)
26,40
9,25
65,78
30,13
3,07
21,60
2,58
0,67
1,30
0,27

Tro bay
(Kapar- Selangor), (%)
52,11
23,59
83,09
7,39
0,88
2,61
0,78
0,42
0,80
1,31
0,49

Từ bảng 1.3 nhận thấy, tro bay tại nhà máy nhiệt Manjung – Perak có tổng thành
phần các oxit kim loại (SiO2, Al2O3, Fe2O3) chiếm 65,78% tổng khối lượng thành
phần, thành phần CaO chiếm tới 21,60%, trong khi tổng thành phần các oxit kim
loại trên ở tro bay của nhà máy nhiệt Kapar – Selangor lại chiếm đến 83,09% và
thành phần CaO chiếm có 2,61% chỉ bằng 1/10 so với phần trăm khối lượng CaO đã
có trong tro bay của nhà máy nhiệt điện Manjung. Điều đó cho thấy việc sử dụng
nguồn gốc than đốt là rất quan trọng.
Để phân loại tro bay, hiện nay trên thế giới thường phân loại dựa theo tiêu
chuẩn ASTM C618, theo đó, tro bay được phân thành hai loại chính là loại F và
loại C. Cơ sở của sự phân loại này phụ thuộc vào tổng hàm lượng các oxit (SiO2,
Al2O3, Fe2O3) có trong tro bay. Nếu tổng hàm lượng các oxit này lớn hơn 70% là
19


loại F, còn nhỏ hơn là loại C [9]. Cụ thể, sự phân loại tro bay tại 3 nước Malaysia,
Thái Lan và Ả Rập Saudi được ghi nhận ở bảng 1.4.
Bảng 1.4: Thành phần hóa học của tro bay tại các nước khác nhau [53]

Phần trăm thành phần hóa học chính (%)
SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO Na2O Mất khi
nung
Malaysia
52,11 23,59 7,39 2,61 0,78 1,20
1,83
tro bay loại F
83,09
Thái Lan
20,90 4,80 3,40 65,40 1,20 0,60
1,00
tro bay loại C

29,10
Ả rập Saudi 3,23 2,60 5,83 83,88
> 1,00
tro bay loại C
11,66
Nguồn

Từ bảng 1.4 cho thấy, tro bay của Thái Lan và Ả Rập Saudi là loại C vì có tổng
hàm lượng các oxit bền (SiO2, Al2O3, Fe2O3) < 70%, cụ thể lần lượt là 29,10% và
11,66% trong khi tro bay sử dụng nhiều ở Malaysia là loại F, tổng hàm lượng các
oxit bền là 83,09%.
Tuy nhiên, tại một số nước, tro bay không được phân loại theo tiêu chuẩn ASTM
C618 mà có thể phân loại theo yêu cầu đặc điểm ứng dụng riêng. Sự phân loại này
phụ thuộc vào mục đích sử dụng của từng nước và trong từng lĩnh vực ứng dụng
như làm vật liệu điền lấp cho các kết cấu đường hỏng, cho nông nghiệp hay làm
nguyên liệu cho sản xuất vật liệu xây dựng: xi măng, bê tông…v.v.
Tại Việt Nam, theo nghiên cứu của tác giả Phạm Huy Khang [24] , tro bay được
phân thành hai loại theo hàm lượng CaO. Nếu hàm lượng CaO  5% là loại C và
thường là 15  35%. Đó là sản phẩm đốt than linhit hoặc than chứa bitum, chứa ít
than chưa cháy, thường < 2%. Loại F có hàm lượng CaO < 5%, thu được từ việc đốt
than antraxit hoặc than chứa bitum, có hàm lượng than chưa cháy nhiều hơn. Tro
bay Phả Lại được xếp vào loại F, do đốt không tốt nên hàm lượng than chưa cháy
khá cao. Tuy nhiên, tro bay từ nhà máy nhiệt điện Phả Lại không lấy trực tiếp từ bộ
lọc ở ống khói, mà tro được thải ra hồ rồi được vớt lên và xử lý than chưa cháy
(tuyển nổi), sau đó mới sấy khô và đưa đi sử dụng. Do bản chất tro tuyển Phả Lại
cũng giống tro bay nước ngoài về cấu trúc hạt và nhẹ nên tro bay được đưa vào tiêu
chuẩn của nước ta và được viết theo tiêu chuẩn của Mỹ ASTM C618-94A.
20

Về cấu trúc:
Tro bay thường có dạng hình cầu mịn, bề mặt trơn, nhẵn. Hạt cầu tro bay có thể
rỗng hoặc đặc tùy thuộc vào tỷ trọng của nó. Dạng hạt cầu rỗng thường rất nhẹ và
có tỷ trọng < 1, còn dạng hạt cầu đặc có tỷ trọng từ 2  2,5 [9]. Các hạt cầu đặc
thường có kích thước lớn và bên trong chứa tập hợp các hạt vi cầu nhỏ có kích
thước khác nhau. Vì thế, giản đồ phân bố kích thước của tro bay khá rộng. Kích
thước của nó có thể vài m đến hơn 300m, tùy thuộc vào từng loại than đốt và đặc
điểm các vùng miền khác nhau. Màu sắc của tro bay thường là màu ghi xám hoặc
sáng. Khi tro bay được nung ở nhiệt độ trên 1000oC nó có thể chuyển thành màu
vàng hoặc màu đỏ.

Hình 1.6: Màu sắc và hình thái cấu trúc của tro bay

Loại tro bay và kích cỡ của hạt tro bay là yếu tố quan trọng quyết định đến các
ứng dụng của nó. Tro bay có kích thước nhỏ cỡ nm thường được sử dụng làm chất
độn cho vật liệu polyme compozit ứng dụng trong lĩnh vực công nghệ cao. Trong
khi tro bay có kích thước lớn cỡ vài chục m lại được sử dụng phổ biến trong lĩnh
vực nông nghiệp, xây dựng…[81].
1.3.2. Những ứng dụng thực tế trong khoa học, đời sống của tro bay
1.3.2.1. Ứng dụng của tro bay trên thế giới
Hiện nay, vấn đề nguồn nguyên liệu khan hiếm và bảo vệ môi trường đang là
mối quan tâm của toàn cầu. Việc tìm kiếm, khai thác nguồn nguyên vật liệu mới hay
hạn chế sự phát thải, tái sử dụng các chất phế thải từ các hoạt động công nghiệp là
việc làm rất cần thiết và có ý nghĩa khoa học. Trong khi nhu cầu tiêu thụ điện năng
trên thế giới không ngừng gia tăng cùng với sự phát triển kinh tế, xã hội thì nhiều
nguồn cung cấp điện mới cũng đã phát triển như năng lượng mặt trời, năng lượng
hạt nhân, năng lượng gió…Tuy nhiên các nguồn năng lượng này mới được phát
21

triển ở các nước tiên tiến và nó còn một số nhược điểm về độ an toàn cũng như
những khó khăn trong công nghệ và chi phí. Do đó, nguồn năng lượng tạo điện
năng chính vẫn là từ các nhà máy nhiệt điện.
Ví dụ, tại Ấn Độ để đạt được sự tăng trưởng kinh tế lên 8- 9% thì nhu cầu về
tổng nguồn than dự kiến tăng 730 triệu tấn trong năm 2010-2011 lên xấp xỉ 2000
triệu tấn năm 2031-2032. Trong đó, 75% nguồn than này nhằm cung cấp cho các
nhà máy nhiệt điện [71]. Điều này đồng nghĩa với việc lượng tro thải ra môi trường
ngày càng nhiều.
Tính trên toàn thế giới lượng tro bay thải ra là hàng trăm triệu tấn mỗi năm và
phần khối lượng được tái sử dụng sau những nỗ lực cũng chỉ mới chiếm trên 50%.
Trong đó, phần lớn lượng tro bay được tái sử dụng trong ngành xây dựng và cầu
đường.
Tại Ấn Độ, tro bay được ứng dụng nhiều trong ngành công nghiệp xi măng. Cụ
thể nhu cầu về lượng tro bay sử dụng trong công nghiệp này được thống kê ở bảng
1.5 sau.
Bảng 1.5: Nhu cầu về lượng tro bay sử dụng trong công nghiệp xi măng tại Ấn Độ [71]

Số

Năm

Lượng tro bay (triệu tấn)

1

2015

52,65

2

2020

73,01

3

2025

94,63

4

2030

120,50

5

2035

143,72

6

2040

158,02

7

2045

167,74

8

2050

177,45

Từ bảng 1.5 cho thấy, trong tương lai nhu cầu sử dụng tro bay trong công nghiệp
xi măng tại Ấn Độ càng ngày càng gia tăng. Tính trung bình cứ 5 năm nhu cầu tro
bay sử dụng trong ngành này tăng 20 triệu tấn. Điều này rất có ý nghĩa trong việc
cải thiện môi trường và đem lại lợi ích kinh tế cho nhiều ngành.

22


Tại Israel, lượng tro bay thải ra cũng được sử dụng nhiều trong các ngành khác
nhau. Theo số liệu thống kê được trình bày ở hình 1.7 cho thấy, mức tiêu thụ tro bay
tại Israel là khá lớn và sản lượng tiêu thụ qua các năm ngày càng gia tăng. Gần đây
nhất năm 2012, tổng lượng tro bay sử dụng trong các lĩnh vực là 1,2 triệu tấn. Trong
đó phần lớn tro bay được tiêu thụ trong sản xuất bê tông, xi măng để phục vụ cho
ngành xây dựng.

Hình 1.7: Sản lượng tiêu thụ tro bay qua các năm tại Israel [109]

Theo thống kê của nhiều nước trên thế giới, tro bay được ứng dụng rộng rãi
trong nhiều lĩnh vực khác nhau [48, 55, 60]:

Tro bay ứng dụng trong sản xuất xi măng và bê tông: do các hạt tro bay có
dạng hình cầu, kích thước nhỏ, độ hoạt tính lớn cùng với lượng SiO2 nhiều nên khi
kết hợp với xi măng tạo ra sản phẩm bê tông có độ cứng vượt trội, có khả năng
chống thấm cao, có tính bền sulfat, rút ngắn tiến độ thi công do không phải xử lý
nhiệt và làm giảm tỉ trọng của bê tông một cách đáng kể [104]. Tro bay có thể thay
thế tới 20% xi măng tùy thuộc vào kích thước hạt và chất lượng của hạt [96]. Tính
đến nay đã có nhiều công trình xây dựng lớn được hoàn thành khi sử dụng tro bay,
đem lại nhiều lợi ích kinh tế như công trình Đập Tomisato cao 111m ở Nhật Bản
được xây dựng từ những năm 1950 đã sử dụng 60% tro bay thay thế xi măng. Tại
Trung Quốc, tro bay được đưa vào công trình xây dựng đập thủy điện từ những năm

23


1980; công trình Azure trị giá 100 triệu USD hoàn thành năm 2005 đã sử dụng 35%
tro bay thay thế xi măng [112].
 Tro bay ứng dụng trong lĩnh vực xây dựng [91]: làm nền đường và lấp các
lỗ hổng của các mỏ sau khi không còn khai thác để hạn chế và phòng tránh sự sụt
lún nền đất của công trình. Hơn nữa, tro bay được trộn với nước vôi và các vật liệu
liên kết khác tạo thành vật liệu mới có thể làm đường bền và cứng hơn đất tự nhiên,
đặc biệt đối với loại đường asphalt [112].
 Tro bay ứng dụng trong công nghệ xử lý chất thải: nhờ phản ứng puzolan
của tro bay khi kết hợp với xi măng nên nó được sử dụng để làm rắn chất thải lỏng,
bùn công nghiệp và bùn sinh học trong quá trình xử lý nước thải. Phản ứng này làm
giảm khả năng rò rỉ các chất độc hại trong bùn thải, đặc biệt là các chất thải có chứa
kim loại nặng nhờ việc làm khô đóng bánh chất thải [3, 23].
 Tro bay ứng dụng trong quá trình cải tạo đất nông nghiệp: trong nông
nghiệp đất có chất lượng xấu sẽ được trộn với tro bay để tăng cường các đặc tính
thoát nước và giữ nước, tăng cường khả năng tăng trưởng của thực vật nhờ trong tro
bay có chứa một số chất mà thực vật cần. Tro của lò hơi tầng sôi tuần hoàn (CFB)

còn được sử dụng trong xử lý các vấn đề môi trường vì tro từ lò có thành phần CaO
lớn giúp trung hòa mức axit tại các mỏ than bỏ đi. Với ưu điểm đó, tro của lò CFB
được sử dụng để làm tường, vách hoặc lấp các hầm lò không sử dụng, hạn chế tối
đa nguy cơ ô nhiễm nguồn nước và đất do thay đổi độ pH từ các mỏ gây ra [8].
 Tro bay ứng dụng trong lĩnh vực khác như: làm chất kích thích tăng trưởng
cho cây trồng, khi kết hợp tro bay/zeolit có thể khử hiệu quả các cation kim loại
nặng hoặc sử dụng để xử lý chất thải chứa thuốc nhuộm bazơ (xanh – metylen,
xanh-malichit). Phương pháp trao đổi ion hoặc hấp phụ trên tro bay rất hiệu quả với
nồng độ ô nhiễm thấp [1].
Tro bay ứng dụng trong công nghiệp nhựa, sơn và cao su: Với kích thước nhỏ,
tro bay được sử dụng làm chất độn cho nhiều vật liệu nền polyme để chế tạo vật liệu
compozit hoặc sơn. Những tro bay có tỷ trọng nhỏ, cấu tạo rỗng được sử dụng trong
công nghiệp sản xuất ống và cáp điện nhằm làm giảm trọng lượng của sản phẩm,
đặc biệt là các tấm chắn chịu nhiệt cuả xe máy đua, vật liệu chịu lửa và các sản
phẩm ốp lát trang trí trong xây dựng, công nghệ đúc nhôm. Ưu điểm nổi bật của
24


chúng là loại vật liệu có tính năng đặc biệt như độ bền cơ học cao, bền nhiệt, chịu
hóa chất và gía thành rẻ [98, 100]. Tại Anh, công ty Rock Tron đã đưa vào vận hành
dây chuyền sản xuất sử dụng bột tro nhẹ nghiền mịn làm chất độn cho cao su trong
sản xuất lốp xe. Việc sử dụng tro bay thay cho bột talc trong sản xuất lốp giúp giảm
chi phí sản xuất, giảm trọng lượng lốp, hỗ trợ cho các nhà sản xuất ô tô giảm mức
phát thải khí và tăng tỷ lệ vật liệu tái chế được sử dụng trong chế tạo.
Một số sản phẩm ứng dụng của tro bay được trình bày ở hình 1.8 và 1.9.

Tro bay làm đường

Bê tông từ tro bay ở tháp Sears (Chicago) Gạch từ tro bay

Hình1.8: Sản phẩm ứng dụng của tro bay trong xây dựng

Bàn coffee từ tro bay và nylon 6

Ghế từ tro bay

Ống từ tro bay

Hình 1.9: Một số sản phẩm ứng dụng tro bay trong vật liệu compozit

1.3.2.2. Ứng dụng của tro bay tại Việt Nam
Cũng giống như các nước trên thế giới, tại Việt Nam, phần lớn tro bay được ứng
dụng trong lĩnh vực xây dựng cầu đường, các công trình thủy điện. Tuy nhiên tro
bay tại Việt Nam không được thu hồi và sử dụng trực tiếp từ các nhà máy nhiệt điện
do lượng than chưa cháy còn cao mà được vớt lên từ các hồ chứa thải, sau đó tro
bay được tuyển nổi rồi mới đưa vào sử dụng.

25