KHẢO sát TÍNH CHẤT của sợi dừa nƣớc (NYPA FRUTICAN WURMB FIBER) và bƣớc đầu NGHIÊN cứu CHẾ tạo vật LIỆU COMPOSITE từ sợi dừa nƣớc

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CƠNG NGHỆ



LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

KHẢO SÁT TÍNH CHẤT CỦA SỢI DỪA NƢỚC
(NYPA FRUTICAN WURMB FIBER) VÀ
BƢỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO
VẬT LIỆU COMPOSITE TỪ SỢI DỪA NƢỚC

CÁN BỘ HƢỚNG DẪN
TS. Trƣơng Chí Thành
ThS. Trần Nam Nghiệp

SINH VIÊN THỰC HIỆN
Võ Tấn Phát
MSSV: 2096793
Ngành: Cơng Nghệ hóa học – Khóa 35

Tháng 4 - 2013

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA CƠNG NGHỆ
BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC

----------

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

---------Cần Thơ, ngày 12 tháng 1 năm 2013

PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
NĂM HỌC 2012 – 2013
1. Tên đề tài
“Khảo sát cơ tính của sợi dừa nƣớc (Nypa fruticans wurmb) và bƣớc đầu nghiên
cứu chế tạo vật liệu composite từ sợi dừa nƣớc”
2. Cán bộ hƣớng dẫn
TS Trƣơng Chí Thành, Trƣởng Bộ mơn Cơng nghệ Hóa học, Khoa Cơng Nghệ,
Trƣờng Đại học Cần Thơ.
Th.S Trần Nam Nghiệp, Bộ mơn Cơng nghệ Hóa học, Khoa Công Nghệ, Trƣờng
Đại học Cần Thơ.
3. Sinh viên thực hiện

- Họ và tên: Võ Tấn Phát.
- MSSV: 2096793.
- Ngành: Công nghệ Hóa Học.
- Khóa: 35.
4. Địa điểm thực hiện
Phịng thí nghiệm Vật liệu Polymer - Composite, Khoa Công Nghệ, Trƣờng Đại
học Cần Thơ.
5. Mục tiêu đề tài
Xác định các thông số cơ bản của sợi dừa nƣớc, trên cơ sở đó đánh giá khả năng
ứng dụng của chúng làm vật liệu gia cƣờng cho composite.
6. Các nội dung chính của đề tài
- Phần 1: Tách sợi dừa nƣớc.
- Phần 2: Kiểm tra cơ tính của sợi dừa nƣớc.
- Phần 3: Xử lý sợi bằng phƣơng pháp hóa học.

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

- Phần 4: Gia công tấm composite bằng phƣơng pháp RTM với sợi không xử lý và
sợi đã xử lý.
- Phần 5: Xác định cơ tính của composite đƣợc gia cƣờng bằng sợi dừa nƣớc
không xử lý và đã đƣợc xử lý.
7. Kinh phí dự trù cho việc thực hiện đề tài: 2,5 triệu.

Cán bộ hướng dẫn

Ts.Trƣơng Chí Thành

Sinh viên thực hiện

Ths.Trần Nam Nghiệp

DUYỆT CỦA BỘ MƠN

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Võ Tấn Phát

DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG LV&TLTN

WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HĨA HỌC

----------

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

---------Cần Thơ, ngày…..tháng….năm 2013

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA
CÁN BỘ HƢỚNG DẪN
1. Tên đề tài
“Khảo sát cơ tính của sợi dừa nƣớc (Nypa fruticans wurmb) và bƣớc đầu nghiên
cứu chế tạo vật liệu composite từ sợi dừa nƣớc”
2. Cán bộ hƣớng dẫn
TS Trƣơng Chí Thành, Trƣởng Bộ mơn Cơng nghệ Hóa học, Khoa Cơng Nghệ,
Trƣờng Đại học Cần Thơ.
Th.S Trần Nam Nghiệp, Bộ môn Công nghệ Hóa học, Khoa Cơng Nghệ, Trƣờng
Đại học Cần Thơ.
3. Sinh viên thực hiện
- Họ và tên: Võ Tấn Phát.
- MSSV: 2096793.
- Ngành: Cơng nghệ Hóa Học.
- Khóa: 35.
4. Nội dung nhận xét
4.1 Nhận xét về hình thức LVTN
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
4.2 Nhận xét về nội dung LVTN
 Đánh giá nội dung thực hiện của đề tài
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

.......................................................................................................................................
 Những vấn đề còn hạn chế
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
4.3 Nhận xét đối với từng sinh viên tham gia thực hiện đề tài đề tài (ghi rõ từng nội
dung chính do sinh viên nào chịu trách nhiệm thực hiện nếu có)
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
4.4 Kết luận, đề nghị và điểm
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
Cần Thơ, ngày.…tháng.…năm 2013
Cán bộ hướng dẫn

Ts.Trƣơng Chí Thành

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Ths.Trần Nam Nghiệp

WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HĨA HỌC

----------

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

---------Cần Thơ, ngày…..tháng….năm 2013

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA
CÁN BỘ PHẢN BIỆN
1. Cán bộ phản biện
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................

2. Tên đề tài

“Khảo sát cơ tính của sợi dừa nƣớc (Nypa fruticans wurmb) và bƣớc đầu nghiên
cứu chế tạo vật liệu composite từ sợi dừa nƣớc”
3. Cán bộ hƣớng dẫn
TS Trƣơng Chí Thành, Trƣởng Bộ mơn Cơng nghệ Hóa học, Khoa Công Nghệ,
Trƣờng Đại học Cần Thơ.
Th.S Trần Nam Nghiệp, Bộ mơn Cơng nghệ Hóa học, Khoa Cơng Nghệ, Trƣờng
Đại học Cần Thơ.
4. Sinh viên thực hiện
- Họ và tên: Võ Tấn Phát.
- MSSV: 2096793.
- Ngành: Cơng nghệ Hóa Học.
- Khóa: 35.
5. Nội dung nhận xét
5.1 Nhận xét về hình thức LVTN
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

5.2 Nhận xét về nội dung LVTN
 Đánh giá nội dung thực hiện của đề tài

.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
 Những vấn đề còn hạn chế
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
5.3 Nhận xét đối với từng sinh viên tham gia thực hiện đề tài đề tài (ghi rõ từng nội
dung chính do sinh viên nào chịu trách nhiệm thực hiện nếu có)
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
5.4 Kết luận, đề nghị và điểm
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
Cần Thơ, ngày.…tháng.…năm 2013
Cán bộ phản biện

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

LỜI CẢM ƠN
Khoảng thời gian thực hiện luận văn tốt nghiệp là khoảng thời gian bận rộn và khó
khăn khơng chỉ đối với bản thân em mà còn cả các bạn sinh viên khác. Luận văn tốt
nghiệp nhƣ làm một cột mốc đánh dấu cho sự hồn thành chƣơng trình đại học của

chúng em và chuẩn bị bƣớc sang ngƣỡng cửa mới của cuộc đời.
Em xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến thầy Trƣơng Chí Thành, ngƣời đã trực tiếp
hƣớng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Thầy đã tận tâm chỉ bảo, truyền đạt
những kiến thức cũng nhƣ những kinh nghiệm quý báu cho chúng em. Khơng những
thế, thầy cịn ln tạo điều kiện tốt nhất có thể về vật chất cũng nhƣ tinh thần để chúng
em hoàn thành luận văn này.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Trần Nam Nghiệp. Thầy đã giành
chút thời gian quý báu của mình để đƣa ra những chỉ dẫn, những định hƣớng thiết thực
để em có thể thực hiện tốt đề tài.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến cô Cao Lƣu Ngọc Hạnh. Cơ đã có những chỉ dẫn,
sự đóng góp ý kiến thiết thực để giúp em có thể hồn thành tốt đề tài.
Em cũng xin gửi lời biết ơn đến các thầy cô giáo đã dạy bảo, truyền đạt những
kiến thức quý giá cho em trong suốt bốn năm học vừa qua. Chắc chắn em sẽ không thể
thực hiện đƣợc đề tài này nếu nhƣ không nhận đƣợc những kiến thức q báu của thầy
cơ. Bên cạnh đó, em cũng xin gửi lời cảm ơn đến các bạn trong lớp Công nghệ Hóa học
K35 đã gắn bó cùng em và có giúp đỡ cho em trong suốt khoảng thời gian học đại học
cũng nhƣ trong thời gian thực hiện Luận văn tốt nghiệp này.
Cuối cùng, con xin cảm ơn gia đình đã luôn bên con, động viên giúp đỡ để con có
đủ nghị lực, cố gắng học tập tốt. Con xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến gia đình đã không
chỉ động viên con về mặt tinh thần mà quan trọng hơn là những hỗ trợ vật chất thiết
thực để con có thể đƣợc học và hồn thành bậc đại học này.
Trong quá trình thực hiện đề tài chắc chắn khơng thể tránh khỏi những thiếu sót.
Kính mong q thầy cơ thơng cảm và đóng góp ý kiến.

Võ Tấn Phát

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

TÓM TẮT
Vật liệu composite gia cƣờng bằng sợi tự nhiên đã và đang thu hút đƣợc sự quan
tâm của các nhà khoa học trong và ngồi nƣớc do chúng có những tính năng ƣu việt nhƣ
nhẹ, cơ tính có thể chấp nhận, thân thiện với môi trƣờng,…Việt Nam là một nƣớc có
nguồn nguyên liệu sợi tự nhiên rất phong phú và đa dạng, đƣợc nghiên cứu và ứng dụng
nhiều nhƣ sợi xơ dừa, tre, lanh, đay,… Tuy nhiên, vẫn còn một số loại sợi vẫn chƣa
đƣợc nghiên cứu ứng dụng rộng rãi nhƣ sợi dừa nƣớc. Đề tài này đƣợc thực hiện nhằm
đa dạng hóa nguồn nguyên liệu sợi tự nhiên cho lĩnh vực vật liệu composite cũng nhƣ
một số lĩnh vực khác.
Trong đề tài này sợi đƣợc tách ra từ bẹ dừa nƣớc đƣợc sử dụng để gia cƣờng cho
vật liệu composite trên nền nhựa polyester. Bên cạnh đó việc khảo sát các tính chất cơ
bản của sợi dừa nƣớc cũng đƣợc thực hiện. Việc xử lý hoá học sợi bằng dung dịch
NaOH đƣợc thực hiện nhằm cải thiện độ bền liên diện giữa sợi dừa nƣớc và nhựa nền
polyester cũng nhƣ cơ tính của vật liệu composite đƣợc gia cƣờng bằng sợi này. Phƣơng
pháp gia công composite RTM (Resin Transfer Moulding) đƣợc sử dụng trong đề tài
này. Với Phƣơng pháp RTM thì sản phẩm có bề mặt tốt, ít bọt khí, sử dụng đƣợc nhiều
loại nhựa, chi phí thấp,…
Để đánh giá ảnh hƣởng của việc xử lý sợi đến khả năng tƣơng hợp của sợi và
nhựa, thí nghiệm uốn ngang đƣợc thực hiện đối với các mẫu composite. Bên cạnh đó,
thí nghiệm kéo và va đập cũng đƣợc thực hiện để đánh giá cơ tính của composite.
Scanning Electron Microscope (SEM) cũng đƣợc thực hiện trên bề mặt phá huỷ của các
mẫu composite để cho biết tính chất liên diện giữa sợi và nhựa.
Xử lý hoá học bề mặt sợi dừa nƣớc bằng dung dịch NaOH đã cho những ảnh
hƣởng đáng kể đến liên kết giữa sợi và nền, cải thiện cơ tính của sợi, do đó, đã cải thiện
đƣợc cơ tính của vật liệu composite. Sợi dừa nƣớc đƣợc xử lý với các nồng độ NaOH

khác nhau đã cho những ảnh hƣởng khác nhau đến tính chất của vật liệu composite
đƣợc gia cƣờng bằng những sợi này. Ảnh SEM bề mặt bị phá huỷ của các mẫu
composite cũng đã thể hiện sự liên kết giữa sợi và nền đạt đƣợc tốt hơn khi sợi đƣợc xử
lý.

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

MỤC LỤC
PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN
NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN
LỜI CÁM ƠN
TÓM TẮT
MỤC LỤC ................................................................................................................... i
DANH MỤC HÌNH ................................................................................................... v
DANH MỤC BẢNG .............................................................................................. viii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT .................................................................................... ix
DANH MỤC PHỤ LỤC ............................................................................................ x
Chƣơng1: MỞ ĐẦU ................................................................................................. 1
1.1 Đặt vấn đề ........................................................................................................ 1
1.2 Mục tiêu ........................................................................................................... 2
Chƣơng 2: TỔNG QUAN
2.1 Vật liệu composite ........................................................................................... 3

2.1.1 Định nghĩa ................................................................................................ 3
2.1.2 Đặt tính chung .......................................................................................... 4
2.1.3 Phân loại ................................................................................................... 4
2.2 Sợi tự nhiên ...................................................................................................... 5
2.2.1 Cấu trúc vi mô của sợi tự nhiên ................................................................ 5
2.2.1.1 Cấu trúc vi mô của sợi tự nhiên ........................................................ 5
2.2.1.2 Phân loại và ứng dụng sợi tự nhiên ....................................................... 7
2.2.2 Thành phần hóa học và tính chất của sợi tự nhiên ................................... 7
2.2.2.1 Thành phần hóa học .......................................................................... 7
2.2.2.2 Tính chất của sợi tự nhiên ............................................................... 10
2.2.3 Hình dạng và kích thƣớc của sợi tự nhiên .............................................. 11
2.3 Composite sợi tự nhiên .................................................................................. 12
2.3.1 Giới thiệu ................................................................................................ 12
SVTH: Võ Tấn Phát

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

i
WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Mục lục

2.3.2 Các yếu tố ảnh hƣởng đến tính chất của composite sợi tự nhiên ............ 12
2.3.2.1 Độ ổn định nhiệt .............................................................................. 12
2.3.2.2 Khả năng hút ẩm ............................................................................. 12

2.3.2.3 Sự thối hóa do vi khuẩn và ánh sáng ............................................. 13
2.3.2.4 Liên diện sợi và nhựa ...................................................................... 13
2.3.2.5 Các yếu tố khác ............................................................................... 14
2.4 Các phƣơng pháp biến tính sợi tự nhiên ........................................................ 15
2.4.1 Phƣơng pháp vật lý ................................................................................. 15
2.4.2 Phƣơng pháp hóa học ............................................................................. 15
2.4.2.1 Sự khử bề mặt ................................................................................. 15
2.4.2.2 Đồng trùng hợp ghép ...................................................................... 16
2.4.2.3 Chất trợ tƣơng hợp .......................................................................... 16
2.4.3 Phƣơng pháp sinh học ............................................................................ 18
2.5 Dừa nƣớc (nypa fruticans wurmb) ................................................................. 18
2.5.1 Nguồn gốc .............................................................................................. 18
2.5.2 Tình hình trồng và kinh doanh dừa nƣớc trong và ngoài nƣớc .............. 19
2.5.3 Ứng dụng ................................................................................................ 20
Chƣơng 3: PHƢƠNG PHÁP – NGUYÊN LIỆU – THIẾT BỊ ........................... 22
3.1 Phƣơng pháp .................................................................................................. 22
3.2 Nguyên liệu – thiết bị ..................................................................................... 23
3.2.1 Nguyên liệu ............................................................................................. 23
3.2.1.1 Bẹ dừa nƣớc .................................................................................... 23
3.2.1.2 Sodium hydroxide ........................................................................... 23
3.2.1.3 Nhựa polyester không no ................................................................ 24
3.2.1.4 Chất đóng rắn rắn MEKP (Methyl Ethyl Ketone Peroxide) ........... 24
3.2.2 Thiết bị .................................................................................................... 25
3.2.2.1 Máy cán ........................................................................................... 25
3.2.2.2 Kính hiển vi quang .......................................................................... 25
SVTH: Võ Tấn Phát

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

ii

WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Mục lục

3.2.2.3 Thiết bị gia công composite RTM ................................................... 26
3.2.2.4 Thiết bị đo cơ tính kéo và độ bền nén ............................................. 27
3.2.2.5 Thiết bi đo độ bền va đập ................................................................ 27
3.3 Quy trình thực hiện đề tài .............................................................................. 28
3.3.1 Khảo sát tỷ lệ sợi trong bẹ dừa nƣớc ...................................................... 29
3.3.2 Tách sợi .................................................................................................. 29
3.3.3 Khảo sát tính chất của sợi dừa nƣớc ....................................................... 29
3.3.4 Khảo sát ảnh hƣởng nồng độ NaOH xử lý sợi lên cơ tính composite .... 29
3.3.5 Xác định tính chất của sợi dừa nƣớc sau khi xử lý với NaOH ............... 29
3.4 Mẫu thử .......................................................................................................... 30
3.4.1 Mẫu đo kéo ............................................................................................. 30
3.4.2 Mẫu đo uốn ............................................................................................. 30
3.4.3 Mẫu đo va đập ........................................................................................ 31
Chƣơng 4: THỰC NGHIỆM ................................................................................ 32
4.1 Khảo sát tỷ lệ sợi trong bẹ dừa nƣớc ............................................................. 32
4.2 Tách sợi .......................................................................................................... 32
4.3 Khảo sát tính chất của sợi dừa nƣớc .............................................................. 33
4.3.1 Xác định hình dạng , kích thƣớc và cơ tính kéo của sợi ........................ 33
4.3.2 Xác định hàm lƣợng cellulose của sợi..................................................... 34
4.3.3 Xác định độ hút ẩm của sợi dừa nƣớc .................................................... 34
4.3.4 Chụp SEM bề mặt sợi dừa nƣớc ............................................................. 34

4.3.5 Xác định độ giảm khối lƣợng của sợi dừa nƣớc sau khi xử lý ............... 35
4.4 Gia công tấm composite ................................................................................ 35
4.4.1 Xử lý sợi dừa nƣớc bằng dung dịch NaOH ............................................ 36
4.4.2 Rửa và sấy sợi sau khi xử lý ................................................................... 36
4.4.3 Gia công tấm composite bằng thiết bị RTM .......................................... 37
4.5 Đo cơ tính mẫu composite ............................................................................. 39
4.5.1 Đo cơ tính kéo ........................................................................................ 39
SVTH: Võ Tấn Phát

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

iii
WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Mục lục

4.5.2 Đo độ bền uốn ngang .............................................................................. 40
4.5.3 Đo độ bền va đập ................................................................................... 41
Chƣơng 5: KẾT QUẢ - THẢO LUẬN ................................................................. 42
5.1 Xác định tỷ lệ sợi trong bẹ dừa nƣớc ............................................................. 42
5.2 Xác định tính chất của sợi dừa nƣớc trƣớc và sau khi xử lý ......................... 42
5.2.1 Hình dạng, kích thƣớc và cơ tính kéo của sợi ........................................ 42
5.2.2 Xác định hàm lƣợng cellulose của sợi .................................................... 44
5.2.3 Xác định độ hút ẩm của sợi dừa nƣớc .................................................... 45
5.2.4 Xác định độ giảm khối lƣợng của sợi sau khi xử lý ............................... 46

5.3 Khảo sát ảnh hƣởng nồng độ NaOH xử lý sợi lên cơ tính composite ........... 46
5.3.1 Kết quả đo cơ tính kéo ............................................................................ 46
5.3.2 Kết quả đo độ bền uốn ngang ................................................................. 49
5.3.3 Kết quả đo độ bền va đập ....................................................................... 50
5.4 Ảnh SEM bề mặt phá hủy của các mẫu thử ................................................... 52
5.4.1 Ảnh SEM bề mặt phá hủy mẫu đo kéo ................................................... 52
5.4.2 Ảnh SEM bề mặt phá hủy mẫu đo uốn .................................................. 54
Chƣơng 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................ 57
6.1 Kết luận .......................................................................................................... 57
6.2 Kiến nghị ........................................................................................................ 57
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 59
PHỤ LỤC ................................................................................................................. 62

SVTH: Võ Tấn Phát

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

iv
WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Một số sản phẩm composite ........................................................................ 1
Hình 2.1 Cấu tạo vật liệu composite .......................................................................... 3
Hình 2.2 Pha trung gian ............................................................................................. 4
Hình 2.3 Cấu tạo của sợi tự nhiên .............................................................................. 6

Hình 2.4 Cấu trúc hóa học của cellulose .................................................................... 8
Hình 2.5 Liên kết phân tử trong cellulose .................................................................. 8
Hình 2.6 Cấu trúc của hemicellulose ......................................................................... 8
Hình 2.7 Cấu trúc của lignin ...................................................................................... 9
Hình 2.8 Cấu trúc của Pectin ...................................................................................... 9
Hình 2.9 Cơ chế xử lý sợi của silane ....................................................................... 17
Hình 2.10 Cây dừa nƣớc ở Việt Nam ...................................................................... 19
Hình 2.11 Thân cây, hoa và trái dừa nƣớc ............................................................... 19
Hình 3.1 Bẹ dừa nƣớc .............................................................................................. 23
Hình 3.2 Sodium hydroxide ..................................................................................... 23
Hình 3.3. Chất đóng rắn MEKP ............................................................................... 25
Hình 3.4. Cơng thức cấu tạo của MEKP .................................................................. 25
Hình 3.5 Máy cán ép xơ dừa .................................................................................... 25
Hình 3.6 Kính hiển vi quang Model Epiphot 200 .................................................... 25
Hình 3.7 Thiết bị gia công composite RTM Khoa Công nghệ - Đại học Cần Thơ .. 26
Hình 3.8 Thiết bị đo cơ tính kéo và độ bền nén Zwick/Roell BDO – FB050TN .... 27
Hình 3.9 Thiết bị đo độ bền va đập vạn năng loại quả lắc Zwick/Roell BPI –
50COMC .................................................................................................................. 27
Hình 3.10 Quy trình thực nghiệm ............................................................................ 28
Hình 3.11 Mẫu đo kéo .............................................................................................. 30
Hình 3.12 Mẫu đo uốn ngang ................................................................................... 30
Hình 3.13 Mẫu đo va đập ......................................................................................... 31
Hình 4.1 Bẹ dừa nƣớc đƣợc cắt lát............................................................................ 32
Hình 4.2 Các lát dừa trong cùng một mẫu đƣợc buộc lại thành bó ......................... 32
SVTH: Võ Tấn Phát

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

v
WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Danh mục hình

Hình 4.3 Bẹ dừa nƣớc đƣợc cán tơi ra ..................................................................... 33
Hình 4.4 Bẹ dừa nƣớc đƣợc chải lần 1 ..................................................................... 33
Hình 4.5 Bẹ dừa nƣớc đƣợc chải lần 2 ..................................................................... 33
Hình 4.6 Bó sợi dừa nƣớc ........................................................................................ 33
Hình 4.7 Cách tạo mẫu đo cơ tính kéo của sợi ........................................................ 34
Hình 4.8 Quy trình gia cơng tạo tấm composite ...................................................... 35
Hình 4.9 Sợi dừa nƣớc đƣợc xử lý bằng NaOH ....................................................... 36
Hình 4.10 Rửa sợi bằng nƣớc .................................................................................. 36
Hình 4.11 Cố định sợi trên vỉ ................................................................................... 37
Hình 4.12 Quy trình gia cơng composite trên thiết bị RTM .................................... 37
Hình 4.13 Cách bố trí sợi trên khn ........................................................................ 38
Hình 4.14 Tấm composie sợi dừa nƣớc ................................................................... 39
Hình 4.15 Đo cơ tính kéo mẫu composite ................................................................ 40
Hình 4.16 Đo độ bền uốn ngang mẫu composite ..................................................... 41
Hình 5.1 Ảnh bề mặt ngoài và mặt cắt ngang của sợi dừa nƣớc với độ phóng đại
100 lần ...................................................................................................................... 43
Hình 5.2 Ảnh SEM sợi dừa nƣớc với độ phóng đại 130 lần .................................... 43
Hình 5.3 Ảnh SEM bề mặt sợi dừa nƣớc trƣớc và sau xử lý ................................... 45
Hình 5.4 Modulus đàn hồi kéo của composite gia cƣờng bằng sợi dừa nƣớc trƣớc và
sau xử lý NaOH với những nồng độ khác nhau trong 1 ngày .................................. 47
Hình 5.5 Độ bền kéo của composite gia cƣờng bằng sợi dừa nƣớc trƣớc và sau xử lý
NaOH với những nồng độ khác nhau trong 1 ngày ................................................. 48

Hình 5.6 Độ bền uốn ngang của composite gia cƣờng bằng sợi dừa nƣớc trƣớc và
sau xử lý NaOH với những nồng độ khác nhau trong 1 ngày ................................. 49
Hình 5.7 Độ bền va đập của composite gia cƣờng bằng sợi dừa nƣớc trƣớc và sau
xử lý NaOH với những nồng độ khác nhau trong 1 ngày ........................................ 51
Hình 5.8 Mẫu composite gia cƣờng bằng sợi dừa nƣớc trƣớc và sau khi xử lý NaOH
2% bị phá hủy khi đo kéo ......................................................................................... 52
Hình 5.9 Ảnh SEM bề mặt phá hủy khi kéo của mẫu composite gia cƣờng bằng sợi
dừa nƣớc khơng xử lý với độ phóng đại 50 lần ....................................................... 53
SVTH: Võ Tấn Phát

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

vi
WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Danh mục hình

Hình 5.10 Ảnh SEM bề mặt phá hủy khi kéo của mẫu composite gia cƣờng bằng sợi
dừa nƣớc sau khi xử lý NaOH 2% với độ phóng đại 50 lần .................................... 53
Hình 5.11 Ảnh SEM bề mặt phá hủy khi uốn của mẫu composite gia cƣờng bằng sợi
dừa nƣớc khơng xử lý với độ phóng đại 50 lần ....................................................... 55
Hình 5.12 Ảnh SEM bề mặt phá hủy khi uốn của mẫu composite gia cƣờng bằng sợi
dừa nƣớc sau khi xử lý NaOH 2% với độ phóng đại 45 lần .................................... 55

SVTH: Võ Tấn Phát

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

vii
WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1 Thành phần hóa học và độ chứa ẩm của sợi tự nhiên ............................... 10
Bảng 2.2 Cơ tính của sợi tự nhiên và một số sợi gia cƣờng thơng thƣờng .............. 11
Bảng 3.1 Các đặc tính cơ bản của nhựa polyester không no ................................... 24
Bảng 3.2 Thông số kỹ thuật máy RTM Khoa Công nghệ - Đại học Cần Thơ ......... 26
Bảng 3.3 Kích thƣớc mẫu đo kéo theo tiêu chuẩn ASTM D3039/3039M .............. 30
Bảng 3.4 Kích thƣớc mẫu đo uốn ngang theo tiêu chuẩn ASTM D790M/84 ......... 30
Bảng 3.5 Kích thƣớc mẫu đo va đập theo tiêu chuẩn ASTM D 6110 – 02 ............. 31
Bảng 5.1 Độ ẩm và tỷ lệ sợi trong bẹ dừa nƣớc ....................................................... 42
Bảng 5.2 Cơ tính kéo của sợi dừa nƣớc ................................................................... 44
Bảng 5.3 Hàm lƣợng cellulose trong sợi dừa nƣớc trƣớc và sau xử lý với NaOH .. 44
Bảng 5.4 Độ hút ẩm của sợi dừa nƣớc trƣớc và sau xử lý với NaOH ..................... 45
Bảng 5.5 Kết quả đo kéo mẫu composite gia cƣờng bằng sợi dừa nƣớc trƣớc và sau
xử lý NaOH với những nồng độ khác nhau trong 1 ngày ........................................ 46
Bảng 5.6 Kết quả đo độ bền uốn ngang mẫu composite gia cƣờng bằng sợi dừa
nƣớc trƣớc và sau xử lý NaOH với những nồng độ khác nhau trong 1 ngày .......... 49
Bảng 5.7 Kết quả đo độ bền va đập mẫu composite gia cƣờng bằng sợi dừa nƣớc
trƣớc và sau xử lý NaOH với những nồng độ khác nhau trong 1 ngày ................... 50

SVTH: Võ Tấn Phát

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

viii
WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
ASTM .......................................................... American Society for Testing Materials
MEKP .......................................................... Methyl Ethyl Ketone Peroxide
RTM ............................................................ Resin Transfer Moulding
SEM ............................................................. Scanning Electron Microscopy
TB ................................................................ Trung Bình

SVTH: Võ Tấn Phát

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

ix
WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

DANH MỤC PHỤ LỤC
Phụ lục i: Kết quả khảo sát tỷ lệ sợi và độ ẩm của bẹ dừa nƣớc .............................. 62
Phụ lục ii: Kết quả cơ tính kéo của sợi dừa nƣớc .................................................... 63
Phụ lục iii: Kết quả đo cơ tính kéo mẫu composite gia cƣờng bằng sợi dừa nƣớc .......
................................................................................................................................... 66
Phụ lục iv: Kết quả đo độ bền uốn ngang mẫu composite gia cƣờng bằng sợi dừa
nƣớc .......................................................................................................................... 70
Phụ lục v: Kết quả đo độ bền va đập mẫu composite gia cƣờng bằng sợi dừa nƣớc ...
................................................................................................................................... 74

SVTH: Võ Tấn Phát

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

x
WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Chƣơng 1
MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Đi cùng với sự phát triển vƣợt bậc của khoa học và công nghệ là vấn đề
nghiên cứu, tìm tịi, phát minh ra những vật liệu mới có tính năng tốt đang đƣợc
quan tâm rất nhiều. Composite làm từ sợi gia cƣờng trên nền nhựa là một trong
những vật liệu đang nhận đƣợc nhiều chú ý, và đƣợc xem là vật liệu của thế kỷ 21

nhờ vào những tính năng nổi bật nhƣ tính chất cơ – lý tốt, dễ gia công, giá thành
tƣơng đối thấp,…Với những đặc tính ƣu việt trên thì vật liệu composite đang dần
thay thế cac vật liệu truyền thống kim loại, gỗ, da,…trong các lĩnh vực phục vụ đời
sống cũng nhƣ trong lĩnh vực kỹ thuật cao (Hình 1.1).

a. Hầm ủ biogas

b. Bể xử lý nƣớc thải hộ gia đình

c. Thuyền composite
Hình 1.1 Một số sản phẩm composite
Tuy nhiên, composite đƣợc gia cƣờng bằng các loại sợi tổng hợp (thủy tinh, carbon,
aranid,…) thì khơng có khả năng tái chế hay phân hủy sinh học, bụi của chúng ảnh
hƣởng sức khỏe ngƣời lao động,…hơn nữa giá thành của các loại composite này

SVTH: Võ Tấn Phát

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

1
WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

vẫn cịn khá cao. Do đó, việc phát triển composite từ sợi tự nhiên là một trong
những hƣớng đi thu hút nhiều nhà nghiên cứu cũng nhƣ nhà sản xuất tham gia. Sợi
tự nhiên có giá thành thấp, quy trình sản xuất sợi tƣơng đối dễ dàng, ít gây hao mịn

cho thiết bị gia cơng,…và đặc biệt đây là nguồn ngun liệu có thể tái tạo nên ít tác
động đến mơi trƣờng.
Với trào lƣu đó, nhiều loại sợi đã đƣợc đƣa vào nghiên cứu và sử dụng trong
composite nhƣ sợi đai, lanh, bông vải, xơ dừa, tre,… Tuy nhiên, vẫn cịn một số loại
sợi có khả năng làm vật liệu gia cƣờng cho composite nhƣng vẫn chƣa đƣợc nghiên
cứu ứng dụng rộng rãi. Sợi đƣợc tách ra từ bẹ dừa nƣớc là một trong những số đó. Ở
Việt Nam, dừa nƣớc (nypa frutican wurmb) là một loại cây đƣợc trồng với diện tích
và sản lƣợng tƣơng đối lớn, tập trung nhiều ở các vùng nƣớc lợ, cửa sông thuộc các
tỉnh miền Đông và Tây Nam Bộ nhƣ thành phố Hồ Chí Minh, Bến Tre, Trà Vinh,
Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau,... Mục đích chính của việc trồng dừa nƣớc là để giữ
đất, ngăn cản q trình sạt lở và góp phần làm tăng thu nhập cho ngƣời nông
dânCác bộ phận của cây dừa nƣớc đƣợc sử dụng hầu hết: trái dừa nƣớc đƣợc dùng
làm thực phẩm, lá để lợp nhà hay làm củi cùng với bẹ dừa [28],… Tuy nhiên, hiệu
quả sử dụng còn thấp nên giá trị kinh tế mà loại cây này mang lại cho ngƣời nông
dân chƣa cao. Do đó, nếu đƣợc quan tâm đầu tƣ nghiên cứu và đƣa vào ứng dụng
rộng rãi trong composite thì giá trị kinh tế mà cây dừa nƣớc đem lại cho ngƣời nông
dân sẽ tăng lên đáng kể.
Trên thế giới đã có một vài cơng trình nghiên cứu về sợi đƣợc tách ra từ cây
dừa nƣớc và ứng dụng của nó nhƣ cơng trình nghiên cứu ứng dụng sợi dừa nƣớc
vào ngành dệt may của Đại học công nghệ Rajamangan – Thái Lan [11], nghiên cứu
ứng dụng sợi dừa nƣớc làm vật liệu giả gỗ của Đại hoc Hamburg – CHLB
Đức[17],…nhƣng chƣa tìm thấy một tài liệu nghiên cứu nào nói về ứng dụng của sợi
dừa nƣớc vào lĩnh vực vật liệu composite. Ở Việt Nam thì mới chỉ có cơng trình
nghiên cứu sử dụng sợi dừa nƣớc làm vật liệu giả gỗ và gia cƣờng cho composite
của Công ty Golden Lotus [26]. Nhƣng nghiên cứu này chƣa đƣợc công bố rộng rãi vì
chƣa hồn thiện và vẫn cịn trong giai đoạn thực hiện. Do đó, đề tài này sẽ góp phần
làm rõ tính chất cơ lý của sợi dừa nƣớc cũng nhƣ đánh giá khả năng ứng dụng của
nó vào lĩnh vực vật liệu composite.

1.2 Mục tiêu

Đề tài này đƣợc tiến hành nhằm mục đích xác định các thơng số cơ bản của
sợi dừa nƣớc. Trên cơ sở đó đánh giá khả năng ứng dụng của chúng làm vật liệu gia
cƣờng cho composite.

SVTH: Võ Tấn Phát

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

2
WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Chƣơng 2
TỔNG QUAN
2.1 Vật liệu composite
2.1.1 Định nghĩa [1], [7]
Vật liệu composite là loại vật liệu đƣợc tổ hợp từ hai hay nhiều loại vật liệu có
bản chất khác nhau nhƣng phải có sự tƣơng tác chặt chẽ giữa các thành phần với
nhau. Vật liệu tạo thành phải có tính năng vƣợt trội hơn các thành phần hợp thành.
Có thể nói một cách tổng quát, vật liệu composite gồm một hay nhiều pha gián đoạn
đƣợc phân bố trong một pha liên tục (Hình 2.1).
Vật liệu nền

Vật liệu cốt

Hình 2.1 Cấu tạo vật liệu composite

Pha liên tục là vật liệu nền hay vật liệu kết dính có nhiệm vụ liên kết các vật
liệu gia cƣờng với nhau và là môi trƣờng truyền lực cơ học vào vật liệu gia cƣờng.
Vật liệu nền đóng vai trị chủ yếu trong việc tạo hình chi tiết composite và bảo vệ
vật liệu gia cƣờng tránh các hƣ hỏng do tác động cơ học, hóa học hay bởi mơi
trƣờng xung quanh. Bên cạnh đó vật liệu nền cịn đóng góp thêm một vài tính chất
cần thiết nhƣ tính cách điện, sự dẻo dai,…
Pha gián đoạn là vật liệu cốt hay vật liệu gia cƣờng thƣờng có tính chất cơ lý
vƣợt trội hơn vật liệu nền. Do vậy, vật liệu gia cƣờng có vai trị làm tăng độ cứng,
độ bền, tăng khả năng chịu va đập và chịu mõi cho vật liệu composite. Vật liệu gia
cƣờng còn giúp cải thiện tính dẫn nhiệt, chịu nhiệt và khả năng chống mài mịn.
Ngồi ra cũng có những loại vật liệu cốt lại có tác dụng giúp cho q trình gia công
dễ dàng hơn, làm cho composite nhẹ hơn và để hạ giá thành sản phẩm composite,…
Ngồi ra, cịn có một pha trung gian nằm giữa vật liệu nền và vật liệu cốt có
kích thƣớc cỡ kích thƣớc ngun tử thƣờng gọi là liên diện. Tƣơng tác giữa hai
thành phần này tốt thì tính chất vật liệu composite đƣợc nâng cao (Hình 2.2).

SVTH: Võ Tấn Phát

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

3
WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Chương 2: Tổng quan

Vật liệu nền

Vật liệu cốt

Pha trung gian
Hình 2.2 Pha trung gian
Ƣu điểm nổi bật nhất của composite là có thể thay đổi cấu trúc hình học, sự
phân bố và các vật liệu thành phần để tạo ra một vật liệu mới có cơ tính ứng đƣợc
u cầu. Do đó composite có khả năng đáp ứng đƣợc những yêu cầu rất khắt khe
của nền công nghiệp hiện đại nhƣ cơ tính cao, nhẹ, có khả năng chịu đƣợc nhiệt độ
cao. Vì vậy, vật liệu composite ngày càng giữ vai trò then chốt trong cuộc cách
mạng về vật liệu mới.
2.1.2 Đặt tính chung [1], [7]
Nhƣ đã đƣợc trình bày, composite đƣợc tổ hợp từ hai hay nhiều loại vật liệu
thành phần nên cơ tính của composite phụ thuộc vào:
- Cơ tính của các vật liệu thành phần.
- Tỷ lệ giữa các vật liệu thành phần.
- Tác dụng tƣơng hỗ giữa các vật liệu thành phần (đặc tính liên diện).
- Luật phân bố của vật liệu cốt trong vật liệu composite (ngẫu nhiên hay có
định hƣớng, phân bố đồng điều hay khơng đồng điều, hình thái kiến trúc của tổ hợp
vật liệu cốt,…)
- Hình dạng và kích thƣớc của vật liệu cốt.
- Kỹ thuật gia công.
2.1.3 Phân loại [1], [7], [23]
Có 2 cách phân loại vật liệu composite chính: theo hình dạng của vật liệu cốt
và theo bản chất của các vật liệu thành phần.
- Phân loại theo bản chất vật liệu thành phần, ta có các loại sau:
+ Composite nền hữu cơ (nhựa): chịu đƣợc nhiệt độ không quá 300oC, cơ
tính khơng cao. Tuy nhiên, composite dạng này có giá thành thấp, nhẹ, tính cơng
nghệ cao nên đƣợc nghiên cứu và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực.

SVTH: Võ Tấn Phát

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

4
WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Chương 2: Tổng quan

+ Composite nền kim loại: chịu đƣợc nhiệt độ đến 600oC. Chúng có
modulus đàn hồi rất cao có thể lên đến 110GPa nên địi hỏi vật liệu gia cƣờng cũng
có modulus cao. Tuy nhiên, vật liệu loại này lại có khối lƣợng riêng lớn.
+ Composite nền gốm: chịu đƣợc nhiệt độ đến 1000oC, độ bền, độ cứng
cao, trơ với hoá chất, khối lƣợng riêng của vật liệu lớn.
+ Composite nền carbon: sử dụng sợi carbon để gia cƣờng cho nền
carbon. Composites này có thể sử dụng ở môi trƣờng nhiệt độ cao lên đến 3300oC,
chúng cứng hơn gấp hai mƣơi lần và nhẹ hơn gấp ba mƣơi lần so với sợi graphite.
- Phân loại theo hình dạng vật liệu cốt, ta có các loại sau:
+ Composite cốt sợi: vật liệu cốt sợi thƣờng có độ bền riêng và modulus
đàn hồi cao. Sợi gia cƣờng có thể ở dạng sợi dài liên tục hay sợi ngắn gián đoạn.
Các thơng số đặc trƣng của sợi gia cƣờng có thể đƣợc kể đến nhƣ:
 Tỷ số hình dáng sợi: l/Rf, với l là chiều dài sợi, Rf là bán kính sợi.
 Số sợi se thành bó sợi.
 Mức độ uốn lƣợn của sợi.
 Cơ tính của sợi.

+ Composite cốt hạt: thƣờng đƣợc sử dụng để cải thiện một số tính chất cơ lý của vật liệu nền nhƣ tăng độ cứng, tăng khả năng chịu nhiệt, cách điện, cách âm,
chịu mài mịn, giảm độ co ngót,… Ngồi ra, vật liệu cốt hạt cũng đƣợc sử dụng để
làm giảm giá thành sản phẩm, giúp ổn định hình dạng, khắc phục một số khó khăn
khi gia cơng và làm cho vật liệu nhẹ hơn, ví dụ nhƣ bê tơng cốt liệu nhẹ.
Việc lựa chọn vật liệu cốt dạng sợi hay dạng hạt phụ thuộc vào tính chất cơ lý mà ta mong muốn bởi gia cƣờng bằng dạng hạt thì tính chất cơ - lý thấp hơn so
với gia cƣờng bằng dạng sợi.

2.2 Sợi tự nhiên
2.2.1 Cấu trúc vi mô của sợi tự nhiên [12], [18], [23]
2.2.1.1 Cấu trúc vi mô của sợi tự nhiên
Sợi tự nhiên nhìn chung là các lignocellulose trong tự nhiên, chúng bao gồm
các vi sợi cellulose chạy xoắn dài trong nền nhựa lignin và hemicellulose
(Hình 2.3). Thành tế bào của sợi không là một lớp màng đồng nhất, mà có cấu trúc
lớp màng phức tạp gồm một lớp sơ cấp mỏng hình thành trong suốt quá trình phát
triển của tế bào bao quanh lớp thứ cấp. Lớp thứ cấp đƣợc tạo thành bởi ba lớp và
SVTH: Võ Tấn Phát

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

5
WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM


WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Chương 2: Tổng quan

lớp trung gian dày xác định cơ tính của sợi. Lớp trung gian gồm một chuỗi những vi

sợi cellulose xoắn hình thành từ những phân tử cellulose mạch dài. Góc giữa trục
chính của sợi và vi sợi đƣợc gọi là góc vi sợi. Giá trị của góc vi sợi thay đổi theo
các sợi khác nhau.

Hình 2.3 Cấu tạo của sợi tự nhiên
Những vi sợi có đƣờng kính thông thƣờng khoảng từ 10 - 30 nm và đƣợc tạo
thành từ 30 - 100 phân tử cellulose, tạo nên độ bền cơ học cho sợi. Pha nền vơ định
hình trong thành tế bào rất phức tạp gồm hemicellulose, lignin và pectin. Phân tử
hemicellulose liên kết hydro với phân tử cellulose, làm nền liên kết giữa những vi
sợi cellulose, hình thành nên mạng cellulose-hemicellulose là cấu trúc chính của tế
bào sợi. Mạng các phân tử lignin không phân cực tác động đến tính chất của mạng
khác. Nó có vai trị nhƣ một tác nhân tƣơng hợp và làm tăng độ cứng của composite
cellulose/hemicellulose.
Cấu trúc, góc vi sợi, kích thƣớc tế bào, những khuyết tật và thành phần hóa
học của sợi là những biến quan trọng quyết định tính chất của sợi. Nhìn chung, độ
bền kéo và modulus đàn hồi của sợi tăng cùng với sự tăng hàm lƣợng cellulose của
sợi. Góc vi sợi quyết định độ cứng của sợi. Sợi thực vật dẻo hơn nếu vi sợi có sự
định hƣớng đƣờng xoắn ốc đối với trục sợi. Nếu vi sợi đƣợc định hƣớng song song
đối với trục sợi thì sợi sẽ có độ bền cao.
2.2.1.2 Phân loại và ứng dụng sợi tự nhiên
Tùy theo nguồn gốc, sợi tự nhiên đƣợc chia thành các nhóm: sợi có nguồn gốc
thực vật, sợi có nguồn gốc động vật và các sợi khống. Nhìn chung, sợi thực vật
SVTH: Võ Tấn Phát

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

6
WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM