Nghiên cứu chế tạo vật liệu composite từ trấu và nhựa polypropylene

B

GIÁO D C VÀ ĐÀO T O
Đ I H C ĐÀ N NG
--------

PH M TH PHƯƠNG DUNG

NGHIÊN C U CH T O V T LI U COMPOSITE T
TR U VÀ NH A POLYPROPYLENE

Chuyên ngành: HÓA H U CƠ
Mã s : 60 44 27

Cơng trình đư c hồn thành t i
Đ I H C ĐÀ N NG

Ngư i hư ng d n khoa h c: TS. Đoàn Th Thu Loan

Ph n bi n 1: PGS.TS Lê T H i
Ph n bi n 2: TS. Tr nh Đình Chính

Lu n văn đư c b o v t i H i ñ ng ch m lu n vănt t nghi p th c sĩ
khoa h c h p t i Đ i h c Đà n ng vào ngày 30 tháng 11 năm 2012.

TÓM T T LU N VĂN TH C SĨ KHOA H C

Có th tìm hi u lu n văn t i:
- Trung tâm h c li u – Đ i h c Đà N ng
Đà N ng,- Năm 2012

- Thư vi n trư ng Đ i h c Sư ph m – Đ i h c Đà N ng.


M

Đ U

1. LÝ DO CH N Đ TÀI
Khi n n kinh t phát tri n, dân s tăng lên nhanh chóng, v n đ
mơi trư ng và tài ngun ngày càng ñư c chú tr ng. Trong cùng m t
th i ñi m, chúng ta ph i ñ i m t v i nhi u v n ñ như: S c n ki t
d n các ngu n tài nguyên, ñ c bi t là các ngu n tài nguyên khơng tái
t o đư c, thi u các bãi chơn l p rác th i khi lư ng rác trung bình m i
ngày càng tăng…Vì v y, vi c phát tri n các lo i v t li u thân thi n
v i mơi trư ng đang ngày càng đư c chú tr ng.
Trong kho ng hai th p niên tr l i đây, composite s i t nhiên
(cịn g i là nh a g ) ñư c chú tr ng nghiên c u, phát tri n. V i nhi u
ưu ñi m vư t tr i, composite s i t nhiên ñang t ng bư c ñi vào th c
t và có kh năng thay th nhi u v t li u composite t s i t ng h p
trong tương lai.
Trong s các v t li u composite thì composite n n nh a nhi t
d o gia cư ng b ng s i t nhiên càng ñư c chú tr ng nghiên c u do
chúng có nhi u ưu ñi m như ngu n nguyên li u s n có, t tr ng th p,
đ b n cao và ñ c bi t thân thi n v i mơi trư ng (có th b phân h y
b i vi sinh v t), khơng đ c h i v i con ngư i.
Composite s i t nhiên (còn g i là nh a g ) là lo i v t li u ñư c
t o thành t s i th c v t (t g ho c các lo i th c v t như gai, đay,
bơng, tr u...) và polymer (PE, PP, PVC...). Do v y mà v t li u nh a
g mang c ñ c ñi m c a c g và nh a như: b m t ngồi gi ng g ,
có kh năng tái ch , s n ph m nh hơn và giá thành r . Các s n ph m

nh a g hi n nay ñư c ng d ng trong r t nhi u lĩnh v c khác nhau
v i tính năng ngày càng tăng nhưa hàng rào, sàn g , trang trí n i th t,
chi ti t ơ tơ, …

Do các tính năng ưu vi t c a composite s i t nhiên như nh , b n,
thân thi n v i mơi trư ng (có kh năng phân h y sinh h c)… và giá
thành th p hơn các lo i g t nhiên nên chúng ngày càng ñư c s
d ng r ng rãi

các nư c trên th gi i như M , Châu Âu, Trung

Qu c, Nh t B n, ...
Vi t Nam là m t nư c có n n văn minh lúa nư c t lâu đ i. S n
ph m chính c a cây lúa là g o và cám (cám làm th c ăn cho gia súc)
và s n ph m ph là rơm r , tr u. Hi n s n ph m chính đang đư c s
d ng r t hi u qu , khơng ch đ m b o an ninh lương th c qu c gia
mà còn có giá tr xu t kh u. Trong khi, s n ph m ph ngày càng ít
đư c s d ng. S n lư ng lúa Vi t Nam năm 2011 đ t hơn 42 tri u t n
[23],trong đó kh i lư ng tr u chi m 20%. Hi n tr u m i ch ñư c s
d ng m t ph n ñ ñun n u, ñ t lò g ch, lư ng l n dư th a cịn l i
thư ng đư c đ xu ng kênh r ch ho c đ t ngồi tr i gây ô nhi m
môi trư ng, làm ch t cá, ách t c dịng ch y, đ c bi t

đ ng b ng

sơng C u Long, đ ng b ng sơng H ng và r i rác kh p các vùng nông
thôn trong c nư c. Xu t phát t th c t đó, đ tài đã ti n hành các
nghiên c u ñ

s

d ng tr u hi u qu

hơn làm ch t ñ n cho

composite.
Tr u là m t trong nh ng ngu n s i t nhiên ph bi n

nư c ta

và ñư c xem là v t li u gia cư ng có kh năng thay th các lo i s i
t ng h p (s i cacbon, s i th y tinh…) trong m t s

ng d ng nh t

ñ nh v i các ưu ñi m như: giá thành th p, ngu n nguyên li u d i dào,
t tr ng th p, có kh năng phân h y sinh h c, các tính ch t cơ h c
riêng tương đ i cao, ít gây mài mịn thi t b cũng như ít nh hư ng
đ n s c kh e con ngư i (so v i s i th y tinh).
Ngành nh a là m t trong nh ng ngành tăng trư ng n ñ nh c a
th gi i, tăng trung bình 9% trong vòng 50 năm qua. M c dù cu c


kh ng ho ng kinh t 2008 tác ñ ng l n t i nhi u ngành công nghi p,

composite Robina Flooring Sdn Bhd – Malaixia chuyên s n xu t các

ngành nh a v n tăng trư ng 3% trong năm 2009 và 2010. Tăng

lo i v t li u gia d ng như bàn gh , ván sàn... [26]

trư ng c a ngành nh a Trung Qu c và

n Đ đ t hơn 10% và các

nư c Đơng Nam Á v i g n 20% năm 2010 [24].

T các u c u th c t đó, đ tài nghiên c u ch t o v t li u
composite t PP và tr u ñ

ng d ng vào th c t , h n ch ô nhi m

T i Vi t Nam nh a là m t trong nh ng ngành chi n lư c v i

môi trư ng cũng như t o ra s n ph m có giá tr kinh t . Khi s d ng

t c ñ tăng trư ng cao trong nhi u năm tr l i ñây. Tương t như

k t h p tr u và và PP có th t o v t li u composite có kh năng thay

ngành Dư c, m t trong nh ng lý do đóng góp chính vào s tăng

th các v t li u composite t b t g , s i th y tinh, cacbon... và các

trư ng c a ngành Nh a là do xu t phát đi m c a Vi t Nam cịn th p,

lo i v t li u truy n th ng khác như g , g ch, kim lo i...

t l tiêu th

bình qn trên đ u ngư i th p hơn trung bình c a khu

2. M C TIÊU NGHIÊN C U

v c và th gi i. Do ph thu c t i kho ng 80% nguyên ph li u nh p

Nghiên c u ñi u ki n gia công m u và kh o sát nh hư ng các

kh u nên ngành Nh a Vi t Nam bi n đ ng m nh, tính ch đ ng th p,

hàm lư ng ñ n và ch t tương h p đ n các tính ch t c a m u nh m

thư ng xuyên s d ng ngu n v n lưu ñ ng l n (ñ nh p s n h t nh a

xác ñ nh ñi u ki n gia cơng và đơn ph i li u t i ưu c a composite t

v i th i gian lưu kho dài). [23]

tr u và nh a PP

Hi n nay, nư c ta đã có nhà máy s n xu t h t nh a

3. Đ I TƯ NG VÀ PH M VI NGHIÊN C U

polyvinylclorua (PVC) (Công ty nh a và hóa ch t Phú M ; Công ty

- Đ i tư ng nghiên c u: Các nguyên v t li u tr u, nh a, ch t tương

nh a và hóa ch t TPC Vina) và nh a polypropylene (PP) (Nhà máy

h p.

s n xu t PP

- Ph m vi nghiên c u: Trong phịng thí nghi m

Dung Qu t năng su t 150000 t n/năm). Trong khi h t

nh a PVC ñư c s d ng khá hi u qu s n xu t ra nhi u lo i s n

4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C U

ph m thì h t nh a PP s n xu t trong nư c v n chưa ñư c ng d ng

- Phương pháp thu th p d li u.

nhi u, ch y u dùng làm bao bì. Vì v y, ñ tăng hi u qu s d ng

- Phương pháp th c nghi m.

ngu n nh a PP d i dào đó, đ tài ch n nh a PP làm nh a n n cho

- Phương pháp toán h c

composite. Nh a PP là m t lo i polyolefin thân thi n v i môi trư ng

- Phương pháp ñánh giá.

b i kh năng tái ch cũng như đi u ki n gia cơng thích h p v i các

5. Ý NGHĨA KHOA H C VÀ TH C TI N Đ TÀI

0

lo i s i t nhiên <200 C.
Trên th gi i, có m t s nghiên c u v v t li u composite t

- T o ra “v t li u xanh” thân thi n v i mơi trư ng.
- Góp ph n vào lĩnh v c nghiên c u v t li u nh a g trên nh a PP và

nh a PP và tr u. Các nghiên c u đó đã đư c ng d ng thành cơng

đ n tr u như: xây d ng quy trình cơng ngh

v i quy mơ s n xu t công nghi p như các công ty s n xu t v t li u

composite trên n n nh a PP và tr u; Đánh giá ñư c y u t

ch

t o v t li u
nh hư ng

ñ n tính năng c a v t li u composite trên n n nh a PP và tr u.


- T n d ng ñư c ngu n tr u ph ph m ñ ch t o các s n ph m có
giá tr có th

CHƯƠNG 1

LÝ THUY T T NG QUAN

ng d ng làm c a, vách ngăn, s n ph m lót sàn, hang

rào, …ph c v xây d ng và trang trí n i th t.
- Gi m thi u ô nhi m môi trư ng và h n ch n n phá r ng b a bãi.
6. B

Composite là v t li u t h p t hai hay nhi u lo i v t li u

C C C A LU N VĂN

khác nhau, v t li u t o thành có các tính ch t k t h p t các v t li u

B c c c a lu n văn g m:
- Chương 1: Lý thuy t t ng quan
Gi i thi u t ng quan v v t li u composite, v t
li u composite s i t

1.1. T NG QUAN V COMPOSITE

thành ph n [1].
1.1.1. Đ c đi m, tính ch t c a v t li u composite
Là v t li u nhi u pha. Các pha t o nên composite thư ng

nhiên và v t li u composite nh a

polypropylene/tr u.
- Chương 2: Th c nghi m.
- Chương 3: K t qu và th o lu n.

khác nhau v b n ch t, khơng hồ tan l n nhau và phân cách nhau
b ng ranh gi i pha. Trong th c t ph bi n là lo i composite hai pha.
Pha liên t c trong toàn b kh i v t li u composite ñư c g i là n n.
Pha phân b gián ño n, ñư c n n bao b c g i là c t (v t li u gia
cư ng).
1.1.2. Thành ph n c a v t li u Composite
G m 2 thành ph n chính:
- V t li u n n (pha liên t c).
- V t li u gia cư ng (pha gián ño n).
1.1.2.1. V t li u n n
Là thành ph n phân b liên t c, t o môi trư ng phân tán cho v t
li u gia cư ng.
1.1.2.2. V t li u gia cư ng
- Đóng vai trò ch u l c và phân tán l c.
1.1.3. Phân lo i v t li u composite
1.1.3.1. Phân lo i theo hình d ng v t li u gia cư ng
+ V t li u composite c t s i.
+ V t li u composite c t h t.
+ V t li u composite c u trúc.


1.1.3.2. Phân lo i theo b n ch t c a v t li u n n
1.2. COMPOSITE S I T

1.2.3. Bi n tính b m t s i, nh a n n

NHIÊN

Tính ch t c a v t li u composite khơng ch b nh hư ng b i

tính ch t c a s i và nh a, hàm lư ng s i, chi u dài s i, hư ng s i ñ i

1.2.1. S i t nhiên
S i t nhiên t th c v t (hay còn g i là s i lignocellulose)
t n t i

kh p các nơi trên th gi i như: s i ñay t

Bangladesh; xơ d a có m t

n Đ và

h u h t các nư c nhi t ñ i trên th gi i

trong đó n Đ chi m 20% s n lư ng; …
1.2.1.1. C u trúc vi mô c a s i t nhiên
S i t

nhiên có th đư c xem như composite c a vi s i

cellulose ñư c g n k t v i nhau b i n n lignin và hemicellulose.
1.2.1.2. Thành ph n hóa h c, kh năng k t tinh và tính ch t c a

v i l c tác d ng mà còn b

nh hư ng b i liên k t gi a nh a và s i

t i b m t ti p xúc.
1.2.3.1. Bi n tính b m t s i
1.2.3.2. Bi n tính nh a n n

a. Copolymer ghép c a polyme v i anhydric maleic
b. Polymethylene-polyphenyl-isocyanate
c. H p ch t silane h u cơ
d. Các y u t khác nh hư ng ñ n s liên k t s i và nh a
1.2.4. Các phương pháp gia công

s i t nhiên
Thành ph n chính c a s i t nhiên là cellulose (α-cellulose),

1.2.4.1. Gia công

áp su t thư ng

hemicellulose, lignin, pectin và sáp.

a. Phương pháp lăn ư t (Hand lay- up)

1.2.1.3. Hình d ng và kích thư c c a s i t nhiên

b. Phương pháp phun (Spray up)

S i t nhiên có d ng xo n trong q trình s p x p c a nh ng
chu i cellulose.

c. Phương pháp túi chân khơng (Vaccum bagging)
d. Phương pháp đúc chuy n nh a (Resin transfer moulding)
e. Phương pháp ñúc chuy n nh a có s tr giúp c a chân khơng

1.2.1.4. Bi n đ i hóa h c và ñ c ñi m c a s i t nhiên
Trong composite s i t nhiên, các đ c tính b m t như là s

(VARTM)
1.2.4.2. Gia công dư i áp su t

th m ư t, s bám dính c a s i t nhiên và các nh a n n, s c căng b

a. Phương pháp ñùn

m t ho c tr ng thái r c a b m t có th c i thi n b ng cách bi n ñ i

b. Phương pháp ñúc tiêm

hóa h c s i.

c. Phương pháp ñúc tiêm nh a (Resin injection moulding)

1.2.2. Đ c đi m, tính ch t c a composite s i t nhiên

d. Phương pháp ñúc ép (Press moulding)

1.2.2.1. Đ

e. Các phương pháp gia cơng khác

n đ nh nhi t

1.2.2.2. Kh năng hút m
1.2.2.3. S

phân h y do vi khu n và ánh sáng

1.2.5.

ng d ng c a composite s i t nhiên

Isotatic, syndiotatic PP: có kh năng k t tinh, t tr ng cao và

Th trư ng toàn c u t nhiên s i composite đ t 2,1 t đơla
trong năm 2010, v i t l tăng trư ng hàng năm 15% trong năm năm.

c ng.
Atatic PP: khơng có kh năng k t tinh, đàn h i như cao su, t

Ơ tơ và xây d ng là hai lĩnh v c l n nh t trong s t t c các ng d ng

tr ng th p, ñ b n kéo ñ t kém khơng thích h p cho gia cơng ép

s i thiên nhiên t ng h p (b ng 1.6).

phun.

B ng 1.3. Composite n n polymer gia cư ng s i năm 2010

1.3.1.3. Phân lo i

(Ngu n: Lucintel Brie Published: March 2011)

a. Homopolypropylene (polypropylene ñ ng th )

Th trư ng

Th trư ng v t li u

v t li u

c u trúc (Steel, Al

composite

Lĩnh v c

& Composites)

Th ph n
Composite

b. Random copolypropylene (polypropylene ñ ng trùng h p ng u
nhiên)
c. Copolypropylene block (Polypropylene đ ng trùng h p kh i)

Giao thơng

$2.7 B

$75.7 B

3.6%

1.3.1.4. Ưu và như c ñi m c a nh a PP

Hàng h i

$0.5 B

$0.7 B

68%

a. Ưu đi m

Hàng khơng

$2.0 B

$19.1 B

10%

- Kh năng gia công t t.

$2.1 B

$29.6 B

7%

- Có th ti p xúc v i th c ph m.

Xây d ng

$3.1 B

$78 B

4%

b. Như c ñi m

Năng lư ng gió

$2.0 B

$5.4 B

38%

- B lão hóa b i tác ñ ng c a tia UV.

Hàng tiêu dùng

$1.1 B

$7.7B

14%

- Kh năng k t dính khơng cao.

ng và b ch a

1.3. COMPOSITE POLYPROYLENE/TR U
1.3.1. Nh a polypropylene
Polypropylene là m t lo i nh a nhi t d o ñư c t o thành t

1.3.1.5.

ng d ng
Nh a PP là m t trong nh ng lo i nh a ñư c ng d ng rơng

rãi nh t v i nh ng tính ch t ưu vi t c a nó như:

q trình trùng h p propylene - m t s n ph m ph c a quá trình

t m, V t li u b c dây cáp ñi n, PP kéo s i, …

chưng c t d u m .

1.3.2. Tr u

1.3.1.1. C u trúc phân t

ng PP, Màng và

1.3.2.1. C u t o

Polypropylene là m t h p ch t cao phân t có cơng th c hóa
h c như sau:

Tr u do hai lá c a gié lúa là v y lá và mào hoa t o thành. C

hai ph n này ñư c ghép li n v i nhau theo n p d c b ng m t n p g p
cài vào nhau. Ph n trên c a hai m nh c a tr u chuy n thành ño n

1.3.1.2. Tính ch t chung c a polypropylene

cu i c a tr u và cu i cùng k t thúc thành m t cái râu. Thành ph n


hoá h c h c c a tr u thay ñ i theo lo i thóc, mùa v canh tác, ñi u
ki n khí h u và ñ c trưng vùng mi n.

1.3.2.3.

ng d ng

a. S d ng làm ch t ñ t
a. S d ng nhi t lư ng c a tr u s n xu t ñi n năng
b. S d ng làm v t li u xây d ng
c.

S d ng tro tr u s n xu t oxyt silic

2.3.3. Ch t tương h p MAPP
Nh a polypropylene v i b n ch t không phân c c khi k t
h p cùng tr u v i b n ch t phân c c s có đ tương h p kém, ñ b n
liên k t gi a hai b m t nh a và tr u th p. Đ tài ch n phương pháp
Hình 1.27. C u t o h t lúa và c u trúc x p c a tr u
1.3.2.2. Các đ c tính ñ c trưng c a tr u
T l silica cao, s liên k t ch t ch gi a silica và lignin làm
cho tr u không ch ch ng l i s hút nư c và s phân h y c a n m mà

còn kháng c l i l p v c a nó.
B ng 1.5. Thành ph n c a tr u
Thành ph n ch y u
T l theo kh i lư ng (%)
Cellulose
32.24
Hemicelluloses
21.34
Lignin
21.44
Ch t chi t
1.82
Nư c
8.11
Tro khống
15.05
Thành ph n hóa h c c a tro trong khống ch t
SiO2
96.34
K2O
2.31
Fe2O3
0.2
Al2O3
0.41
Cao
0.41
Na2O
0.08
MgO

0.45

bi n tính nh a n n b ng cách s d ng tác nhân tương h p MAPP lo i
polybond 3200 m t lo i polypropylene maleat hóa c a hãng
Chemtura.


CHƯƠNG 2

2.3. QUY TRÌNH NGHIÊN C U

TH C NGHI M

2.3.1. Gia công t o m u
M u composite PP/tr u ñư c gia công qua 2 giai ño n: t o

2.1. NGUYÊN LI U

compound b ng phương pháp ép ñùn và t o m u b ng phương pháp

2.1.1. Nh a Polypropylene (PP)
Nh a ñư c dùng là nh a polypropylene (PP) lo i

ñúc tiêm.

ADVANCED PP – 1100N (Advanced petrochemical company –

2.3.1.1. Q trình ép đùn t o compound

Arap).

Ngun li u g m nh a PP, tr u và MAPP ñư c tr n trong máy ñùn

2.1.2. Tr u

hai tr c vít xoay ngư c chi u Rheomex CEW100 QC, Haake, Đ c

Tr u đư c l y t cơng ty Danafood Đà N ng, và ñư c xay,

2.3.1.2 T o m u b ng phương pháp ñúc tiêm

sàng phân lo i v i các kích thư c sàng như sau: < 0.35 mm; < 0.5

Các m u composite ñư c t o thành b ng phương pháp ñúc tiêm trong

mm; < 0.85 mm.

thi t b ñúc tiêm MiniJet II, Haake, Đ c.

Sau khi đư c phân lo i kích thư c, tr u ñư c s y

o

80 C

2.3.2. Các phép đo

trong vịng 24h và đư c b o qu n trong bao kín trư c khi gia cơng.

2.3.2.1. Đo ñ b n kéo

2.1.3. Các hóa ch t khác

Đ b n kéo c a các m u composite PP/tr u ñư c kh o sát trên máy

Ch t tương h p ñư c s d ng là Polybond 3200, m t lo i

đo AG-X plus, Shimadzu, Nh t

polypropylene maleat hóa (MAPP) c a hãng Chemtura

2.3.2.2. Đo ñ b n u n

2.2. N I DUNG NGHIÊN C U

Đ b n u n c a các m u composite PP/tr u ñư c kh o sát trên máy

M c đích đ tài là nghiên c u ch t o v t li u composite t tr u
và nh a PP nên n i dung ñ tài g m:
- Kh o sát ñi u ki n ép ñùn t o compound nh hư ng tính ch t
c a composite PP/tr u.
- Kh o sát đi u ki n đúc tiêm đ n tính ch t c a composite
PP/tr u.
- Kh o sát nh hư ng c a hàm lư ng tr u ñ n tính ch t c a
composite PP/tr u.
- Kh o sát nh hư ng c a ch t tương h p đ n tính ch t c a
composite PP/tr u.
- Kh o sát đ b n mơi trư ng c a m u composite PP/tr u.

ño AG-X plus, Shimadzu, Nh t

2.3.2.3. Đo ñ b n va ñ p
Đ b n va ñ p ñư c kh o sát trên thi t b HIT 50P, Zwick/Roell, Đ c
2.3.2.3. Đo ñ b n mơi trư ng
M u có kích thư c như tiêu chu n ño ñ b n u n ñư c dùng
ñ ngâm trong nư c c t

ñi u ki n nhi t đ phịng trong các th i

gian khác nhau ñ n khi ñ t tr ng thái bão hòa.


3.2. NH HƯ NG C A NHI T Đ

CHƯƠNG 3
K T QU VÀ TH O LU N

nh hư ng c a nhi t đ đúc tiêm đ n tính ch t cơ lý c a
composite đư c trình bày

3.1. NH HƯ NG C A NHI T Đ

ÉP ĐÙN

T hình 3.3 ta th y

nh hư ng c a nhi t ñ ép ñùn ñ n ñ b n cơ lý c a m u
composite đư c trình bày

ĐÚC TIÊM

hình 3.3 và 3.4.
cùng m t th i gian và áp su t ñúc tiêm

nh t ñ nh thì ñ b n kéo c a m u tăng khi nhi t ñ ñúc tiêm tăng t
1800C ñ n 1900C. Tuy nhiên, khi nhi t đ đúc tiêm vư t q 1900C

hình 3.1 ÷ 3.2

thì đ b n kéo l i gi m. Đi u này có th gi i thích là do

nhi t ñ

o

th p (180 C), ñ nh t c a compound q th p do đó khi tiêm vào
khn thì s ñ nh hư ng và s p x p các phân t khó khăn, nh a và
n n liên k t v i nhau kém ch t ch nên

nhi t ñ này vi c gia công

t o m u composite r t khó khăn.

T các đ th ta th y, khi tăng nhi t đ ép đùn thì đ b n cơ ý
c a composite PP/tr u tăng nhưng ñ n kho ng nhi t đ trên 1900C thì
b t ñ u gi m xu ng. Đi u này ñư c gi i thích như sau: Khi

nhi t

đ th p h n h p tr u và nh a polypropylene nóng ch y có đ nh t
cao nên kh năng th m ư t c a nh a lên b m t tr u th p, nh a chưa

bao b c hoàn toàn tr u, liên k t gi a nh a và tr u t i b m t ti p xúc
pha khơng t t do đó đ b n cơ lý composite th p.
Tuy nhiên khi tăng nhi t đ đ n 190oC thì đ nh t c a nh a

Khi tăng nhi t đ thì đ nh t c a compound nóng ch y gi m.

nóng ch y th p hơn, s th m ư t c a nh a lên b m t ñ n tr u t t

nhi t đ 190oC compound có đ nh t th p hơn nên s ñ nh hư ng,

hơn do đó tính ch t cơ lý c a composite tăng lên. Nhưng khi tăng

s p x p và th m ư t c a các phân t polypropylene trên b m t ñ n

0

nhi t ñ lên 200 C thì nh a v n th m ư t t t b m t ñ n nhưng ñ ng

tr u d dàng hơn do v y ñ b n c a composite tăng lên. Tuy nhiên,

th i m t s thành ph n trong tr u như lignin, hemicellulose và nh a

nhi t ñ cao hơn (200oC), x y ra hi n tư ng phân h y các thành ph n

PP b phân h y nên làm gi m ñ b n cơ lý. Do đó, đ b n cơ lý c a

c a tr u và nh a làm gi m tính ch t c a composite.

composite PP/tr u cao nh t khi đư c gia cơng
đư c xem là nhi t ñ ép ñùn t i ưu.

0

nhi t ñ 190 C, ñây

Như v y ñ b n c a composite PP/tr u t t nh t
0

ñúc tiêm 190 C.

nhi t ñ


3.3. NH HƯ NG C A HÀM LƯ NG TR U
M u ñư c t o thành
0

thi t b ñúc tiêm v i nhi t ñ ñúc tiêm t i ưu

190 C và áp su t 800bar. K t qu th hi n

hình 3.6 ÷3.9

Theo hình 3.10 ÷ 3.12 ta th y khi kích thư c h t tăng thì ñ
b n kéo, u n và va ñ p c a composite PP/tr u tăng nh nhưng khi
kích thư c tr u tăng vư t q 0.50 mm thì đ b n kéo và u n gi m
nh , riêng ñ b n va ñ p gi m xu ng. Khi các h t cịn nh (kích
T hình 3.6 ÷ 3.9 ta th y khi tăng hàm lư ng tr u thì đ b n

thư c < 0.35mm) thì đ b n cơ lý còn th p do h t càng nh thì q

u n,kéo và va đ p c a composite PP/tr u gi m, riêng modulus (ho c

trình ph i tr n ñ ng ñ u hơn và yêu c u áp l c ép không cao, do đó

mơđun) u n c a composite PP/tr u tăng (hình 3.8). Đi u này có th

trong q trình gia cơng nh a s th m ư t ñ u tr u và s n ph m ít b

gi i thích do khi tăng hàm lư ng tr u, b m t ti p xúc kém b n gi a

khuy t t t nhưng kích thư c h t nh thì các m ch phân t c a các

tr u phân c c và nh a n n kém phân c c tăng lên làm cho ñ b n

thành ph n trong tr u b c t ñ t nhi u làm gi m ñ b n c a tr u. Tr u

kéo, u n và va ñ p c a m u composite gi m. M t khác, tr u làm tăng

có kích thư c < 0.5mm và < 0.85mm thì đ b n kéo, u n và va đ p

đ c ng c a composite, do đó modulus u n c a composite tăng theo

ñư c c i thi n hơn. Theo hình 3.10 và hình 3.11 thì đ b n kéo và ñ

hàm lư ng tr u. Khi tăng hàm lư ng tr u s làm h giá thành s n

b nu n

ph m nhưng hàm lư ng tr u quá cao s làm gi m nhi u các đ b n

nhưng khơng đáng k , cịn đ b n va ñ p c a composite PP/tr u t t

kéo, u n, va ñ p ñ ng th i làm tăng kh

nh t

năng hút nư c c a

composite PP/tr u do b n ch t ưa nư c c a tr u. Do đó có th xem

kích thư c tr u < 0.85mm th p hơn

kích thư c < 0.5mm

kích thư c tr u < 0.5mm (hình 3.12).
Ngồi ra, khi kích thư c h t tr u l n quá s gây nên v n ñ

hàm lư ng tr u 50% kh i lư ng là giá tr t i ưu.

mài mịn thi t b nên có th l y kích thư c tr u < 0.5mm làm kích

3.4. NH HƯ NG C A KÍCH THƯ C H T

thư c h t t i ưu.

Composite ñư c kh o sát tính cơ lý v i kích thư c tr u:
<0.35mm; < 0.50mm và < 0.85mm. K t qu th hi n
3.12.

hình 3.10 ÷

3.5. NH HƯ NG C A HÀM LƯ NG CH T TƯƠNG H P
Composite ñư c kh o sát tính cơ lý v i hàm lư ng ñ n ch t
tương h p MAPP tương ng 1%, 2%, 3% và 4%. K t qu th hi n
hình 3.13 ÷ 3.15.


hơn nhi u so v i giá c a nh a PP. Chính vì v y, đ đ m b o hi u qu
c i thi n tính ch t cơ lý c a MAPP và hi u qu kinh t thì có th
ch n hàm lư ng MAPP t i ưu là 2%.
3.6. Đ

B N MÔI TRƯ NG
M u đư c gia cơng v i các kích thư c h t < 0.35mm; < 0.5

mm; < 0.85mm và m u khơng có MAPP kích thư c tr u là < 0,5 mm
đ kh o sát đ b n mơi trư ng.
T các k t qu trên cho th y khi tăng hàm lư ng ch t tương
h p MAPP t 0% ñ n 2% tr ng lư ng, ñ b n kéo, u n và va ñ p

K t qu kh o sát nh hư ng c a kích thư c h t ñ n ñ thay
ñ i tr ng lư ng m u composite ñư c th hi n

hình 3.17

đ u tăng đáng k , nhưng khi hàm lư ng MAPE tăng ñ n 3% và 4%

T ñ th hình 3.17 ta th y đ thay đ i kh i lư ng c a các

tr ng lư ng các ñ b n này tăng ch m l i. Đi u này có th gi i thích:

m u composite tăng d n theo th i gian ngâm. S thâm nh p c a nư c

MAPP đóng vai trị là ch t trung gian tăng cư ng liên k t gi a nh a

vào m u composite có th x y ra qua ba con ñư ng sau: nư c thâm

không phân c c PP và tr u phân c c. V i c u t o g m 2 ph n: ph n

nh p vào các khe h và kho ng tr ng t i b m t ti p xúc gi a nh a

phân c c nh nhóm anhydride maleic và ph n không phân c c nh

n n và tr u, thâm nh p vào ñ n tr u và thâm nh p vào n n nh a PP.

m ch polypropylene ñã giúp làm gi m s c căng b m t ranh gi i

Tuy nhiên, do b n ch t không phân c c c a nh a PP n n s thâm

phân chia pha gi a nh a n n PP và tr u. Nhóm anhydride maleic có

nh p c a nư c vào vùng nh a PP r t bé. Nư c ch y u khu ch tán

th hình thành liên k t hóa h c (liên k t ester) và liên k t v t lý (liên

qua b m t ti p xúc nh a/tr u và tr u kém phân c c.

k t hydro) v i tr u, ñ ng th i, m ch polypropylene khuy ch tán vào
n n nh a PP, hình thành các móc xo n. Chính vì v y, vùng ranh gi i

phân chia pha nh a PP/tr u tr nên b n v ng, giúp tăng ñ b n cơ
h c. Do v y, khi tăng hàm lư ng MAPP, các ñ b n kéo, u n và va
ñ p tăng lên ñáng k .
Tuy nhiên, khi hàm lư ng MAPP l n (3% và 4% tr ng
lư ng), l p trung gian này tr nên dày, các m ch phân t MAPP
không ti p xúc tr c ti p v i b m t tr u s khơng đóng vai trị làm
tăng kh năng tương h p chính vì v y khơng làm tăng hơn n a hi u
qu tăng cư ng các tính năng c a MAPP, m t khác giá thành s n
ph m s tăng lên do giá c a ph gia tương h p MAPP thư ng cao

Hình 3.17. S thay đ i tr ng lư ng c a m u sau khi ngâm trong
nư c c t


Đ i v i m u khơng có ph gia MAPP, liên k t t i b m t ti p

So sánh v i giá các lo i g t nhiên

xúc nh a/tr u kém b n, xu t hi n nhi u l tr ng, khe h t i b m t

B ng 3.3. Giá m t s lo i g t nhiên

ti p xúc giúp cho s t n công c a nư c vào vùng này nhi u hơn nên
ñ tăng tr ng lư ng m u l n hơn so v i các m u không có ph gia

STT Lo i g

Giá (nghìn đ ng/m2)

tương h p.

1

B ng lăng, pomu, thơng

450

2

Căm xe

630

đáng k m c đ tương h p gi a tr u phân c c và nh a PP không

3

Teak

700

phân c c, làm b m t ti p xúc gi a nh a và tr u ch t ch hơn nên

4

S i ñ , s i tr ng, s i xám

770

làm gi m kh năng hút nư c c a composite PP/tr u.

5

Chiu liu

810

3.7. SO SÁNH V I CÁC LO I G

6

Giáng hương, gõ ñ

930

7

Ván ép ph phim g Tân Mai 330

Đ i v i các m u composite có ph gia tương h p MAPP có
đ hút nư c ít hơn. Đi u này ch ng t ph gia tương h p ñã c i thi n

B ng 3.2. B ng so sánh ñ b n u n c a composite tr u/PP v i m t
s lo i g
Các lo i g
Composite

Đ b nu n
(MPa)
55.00

So sánh v i giá các lo i g t nhiên thì ta th y s n ph m
Đ tăng tr ng lư ng (%)

composite PP/tr u có giá thành th p hơn và có nhi u ưu đi m ñ d
dàng ng d ng vào th c t .

1.13

Tr u/PP

* Ưu ñi m c a composite PP/tr u:
- V t li u thân thi n môi trư ng.

Xoan ñào

184.58

19.05

- Ch u nư c t t.

D i

113.70

16.67

- Ít bám b i, d dàng làm s ch b ng xà phịng và nư c.

G d u

169.05

17.39

- Khơng cong vênh, co ngót, ít m i m t (có s d ng ph gia

3.8. TÍNH TỐN SƠ B

GIÁ THÀNH S N PH M

Do đó ư c tính chi phí s n xu t s n ph m t m composite có
chi u dày 1.2cm hồn thi n có giá kho ng 300000-35000 ñ ng/m2.

ch ng vi sinh v t).
- Gi ng g t nhiên và không c n sơn b o v . Có th sơn ho c
nhu m theo màu s c u c u.
- Khơng đ c h i do không ch a lo i keo như phenol
formaldehyde, ure formaldehyde hay phenol resorcinol formaldehyde
trong s n s n ph m.


K T LU N
1. K T LU N
- Đã ch t o thành công compostie tr u/PP v i các thông s t i
ưu:
Đi u ki n t i ưu

Thông s

o

Nhi t ñ ép ñùn t o compound ( C)

200

T c đ vịng quay c a máy ép đùn (vịng/phút) 50
Nhi t ñ ép tiêm (oC)

190

Áp l c ñúc tiêm (bar)

800

Hàm lư ng tr u (% kh i lư ng)

50

Hàm lư ng MAPP (% kh i lư ng)

2

- Composite tr u/PP đư c t o có các đ b n cơ lý t t hơn so
v i nh a PP và m t s lo i ván g công nghi p trên th trư ng.
- Compsite tr u/PP t o ra có kh

năng kháng nư c t t hơn

r t nhi u so v i g t nhiên và có giá thành th p hơn.

- Có th thay th g dùng trong trang trí n i th t góp ph n gi m
thi u n n phá r ng.
2. HƯ NG PHÁT TRI N Đ TÀI
Đ ñưa s n ph m composite PP/tr u vào s d ng th c t thì
hư ng c a đ tài này cịn kh o sát nh hư ng c a các ph gia nh m
n ñ nh s n ph m trong quá trình gia cơng và s d ng dư i tác d ng
c a nhi t, ánh sáng, tia t ngo i, n m m c…
V i ñ nh hư ng t o v t li u xanh, thân thiên môi trư ng, giúp
gi i quy t v n đ mơi trư ng, hư ng nghiên c u ti p theo sau khi
hồn thành nh ng nghiên c u trên, đó là: nghiên c u ch

t o

composite polypropylene/tr u t polypropylene tái sinh thu gom t
rác th i.