T¹p chÝ Hãa häc, T. 45 (5A), Tr. 92 - 99, 2007<br />
<br />
<br />
¶NH H¦ëNG CñA Xö Lý HãA HäC §ÕN TÝNH CHÊT Vµ<br />
CÊU TRóC SîI §AY §Ó CHÕ T¹O VËT LIÖU COMPOZIT<br />
§Õn Tßa so¹n 16-8-2007<br />
NguyÔn Ch©u Giang, NguyÔn Dòng TiÕn, Bïi Ch ¬ng<br />
Trung t©m Nghiªn cøu VËt liÖu Polyme, Tr2êng §¹i häc B¸ch khoa H7 Néi<br />
<br />
SUMMARY<br />
Two chemical treatments were applied to jute fibers to create a better bonding of fiber to<br />
resin in natural composite materials. The jute fibers have been treated with hydroxide potassium<br />
(KOH) and a bleaching agent, canxi hypochlorite (Ca(OCl)2.4H2O), in varying periods.<br />
Characterization techniques such as FT-IR, SEM were used to evaluate the effect of chemical<br />
treatments on fiber structure. After treatment the surface topography of jute was clean and micro-<br />
fibrils were revealed, these lead to an enhancement in mechanical properties and interfacial<br />
strength between jute fiber and PP.<br />
<br />
<br />
I - Më §ÇU hót Èm lín dÉn tíi kh¶ n¨ng b¸m dÝnh víi c¸c<br />
lo¹i nhùa kh«ng ph©n cùc nh1 PP rÊt kÐm, do<br />
Thùc tÕ ® chøng minh viÖc sö dông mét vËy c«ng tr×nh nDy ® tiÕn hDnh xö lý hãa häc<br />
c¸ch réng r i c¸c vËt liÖu polyme compozit (PC) bÒ mÆt sîi ®ay ë mét sè ®iÒu kiÖn nhÊt ®Þnh vD<br />
tõ c¸c lo¹i sîi truyÒn thèng nh1 thñy tinh, kh¶o s¸t ¶nh h1ëng cña c¸c ®iÒu kiÖn xö lý ®Õn<br />
kevla... ® g©y nh÷ng t¸c ®éng xÊu tíi m«i tÝnh chÊt c¬ häc cña sîi, kh¶ n¨ng b¸m dÝnh cña<br />
tr1êng do phÕ th¶i sau khi sö dông rÊt khã bÞ sîi víi nhùa PP nh»m t×m ra ®iÒu kiÖn xö lý vD<br />
ph©n hñy. V× vËy trong mét vDi thËp kû gÇn ®©y ph1¬ng ph¸p ®¸nh gi¸ tèi 1u.<br />
nh÷ng lo¹i vËt liÖu PC cã kh¶ n¨ng ph©n hñy<br />
sinh häc, th©n thiÖn víi m«i tr1êng ® thu hót II - THùC NGHIÖM<br />
®1îc rÊt nhiÒu sù quan t©m cña c¸c nhD khoa<br />
häc. ë n1íc ta viÖc nghiªn cøu chÕ t¹o vËt liÖu 1. Nguyªn liÖu<br />
PC gia c1êng b»ng sîi thùc vËt nh1 tre, ®ay, Sîi ®ay ë d¹ng ®ay cói vD ®ay t¬ mua t¹i<br />
dõa, mét nguån nguyªn liÖu s½n cã vD kh¸ dåi C«ng ty §ay HD Néi.<br />
dDo trong n1íc, ® ®1îc triÓn khai tõ gÇn 10<br />
n¨m nay. Nhùa PP cã 8% MAPP chÕ t¹o t¹i Trung<br />
t©m Nghiªn cøu VËt liÖu Polyme, Tr1êng<br />
Bªn c¹nh sîi tre, sîi ®ay còng høa hÑn nhiÒu §HBK HD Néi.<br />
kh¶ n¨ng øng dông lDm sîi gia c1êng cho vËt<br />
liÖu PC do cã hDm l1îng xenlulo kh¸ cao KOH vD Ca(OCl)2.4H2O kü thuËt cña Trung<br />
(kho¶ng 65%) vD dÔ dDng t¸ch ra tõ th©n c©y Quèc ®1îc dïng ®Ó xö lý bÒ mÆt sîi.<br />
®ay. Mét sè c«ng tr×nh tr1íc ®©y ® tiÕn hDnh 2. C¸c ph ¬ng ph¸p xö lý sîi ®ay<br />
chÕ t¹o vËt liÖu PC tõ sîi ®ay vD nhùa nhiÖt r¾n<br />
nh1ng míi chØ ®1a ra tÝnh chÊt cña vËt liÖu PC a) ChuÈn bÞ sîi ®ay<br />
[1] mD ch1a kh¶o s¸t tÝnh chÊt c¬ häc vD cÊu Sîi ®ay tr1íc khi xö lý hãa häc ®1îc lDm<br />
tróc cña sîi ®ay. Sîi ®ay sau khi chÕ biÕn tõ s¹ch khái c¸c t¹p chÊt c¬ häc vD dÇu mì b»ng<br />
th©n c©y ®ay cã mét sè nh1îc ®iÓm nh1 cã ®é<br />
92<br />
c¸ch ng©m trong dung dÞch bét giÆt 1% ë 70oC m¸y LLOYD INSTRUMENT 5 KN (Anh) víi<br />
trong 1 giê, sau ®ã ®em giÆt s¹ch, sÊy kh« vD tèc ®é kÐo 2 mm/phót. Mçi gi¸ trÞ ®é bÒn kÐo lD<br />
b¶o qu¶n ë m«i tr1êng cã ®é Èm kh«ng ®æi lD kÕt qu¶ trung b×nh cña 35 mÉu ®o. §Ó x¸c ®Þnh<br />
65 - 2%. tÝnh chÊt c¬ häc, sîi ®ay ®1îc d¸n cè ®Þnh trªn<br />
mét miÕng giÊy cã h×nh d¹ng vD kÝch th1íc nh1<br />
b) Xö lý kiÒm<br />
h×nh 1.<br />
Sîi ®ay ®1îc xö lý kiÒm ë ®iÒu kiÖn: dung<br />
dÞch KOH nång ®é 0,5 N; nhiÖt ®é phßng trong 1,5 cm<br />
nh÷ng kho¶ng thêi gian kh¸c nhau: 2 giê, 4 giê, S i ay<br />
6 giê, 8 giê.<br />
Sau nh÷ng kho¶ng thêi gian nhÊt ®Þnh, dung<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
2 cm<br />
dÞch kiÒm ®1îc trung hßa b»ng axit axªtic, sîi<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
0,7cm<br />
®ay ®1îc giò s¹ch nhiÒu lÇn trong n1íc sau ®ã<br />
sÊy kh« vD b¶o qu¶n ë ®iÒu kiÖn ®é Èm kh«ng<br />
®æi 65%. TiÕn hDnh x¸c ®Þnh ®é suy gi¶m khèi<br />
l1îng cña sîi ®ay theo thêi gian xö lý sîi vD ¶nh 5 cm<br />
h1ëng cña ®iÒu kiÖn xö lý tíi c¸c tÝnh chÊt c¬<br />
häc cña sîi. ng c t<br />
c) Xö lý b»ng canxi hypoclorit<br />
Sîi ®ay ®1îc xö lý b»ng canxi hypoclorit ë H×nh 1: MÉu ®o ®é bÒn c¬ häc cña sîi ®ay<br />
®iÒu kiÖn sau: dung dÞch Ca(OCl)2.4H2O nång §1êng c¾t sÏ ®1îc thùc hiÖn sau khi mÉu ®o<br />
®é 0,1%; nhiÖt ®é phßng trong nh÷ng kho¶ng ® ®1îc cÆp vDo hai ®Çu kÑp cña thiÕt bÞ ®o.<br />
thêi gian kh¸c nhau: 5 phót, 10 phót, 15 phót. Tr1íc khi ®o sîi ®ay ®1îc gi÷ trong m«i tr1êng<br />
Sau nh÷ng kho¶ng thêi gian nhÊt ®Þnh, sîi cã ®é Èm cè ®Þnh 65% Ýt nhÊt 24 giê.<br />
®ay ®1îc giÆt s¹ch nhiÒu lÇn b»ng n1íc sau ®ã<br />
PP/MAPP<br />
sÊy kh« vD b¶o qu¶n ë ®iÒu kiÖn ®é Èm kh«ng<br />
®æi 65%. TiÕn hDnh x¸c ®Þnh ®é suy gi¶m khèi<br />
l1îng cña sîi ®ay theo thêi gian xö lý sîi vD ¶nh 1 2<br />
h1ëng cña ®iÒu kiÖn xö lý tíi c¸c tÝnh chÊt c¬<br />
häc cña sîi.<br />
3. C¸c ph ¬ng ph¸p x¸c ®Þnh tÝnh chÊt v"<br />
cÊu tróc sîi ®ay<br />
a) §é suy gi¶m khèi l2îng sîi sau khi xö lý ®1êng c¾t<br />
Sîi ®ay tr1íc vD sau khi xö lý ë nh÷ng ®iÒu<br />
H×nh 2: MÉu ®o ®é bÒn b¸m dÝnh sîi ®ay/PP<br />
kiÖn kh¸c nhau ®1îc gi÷ æn ®Þnh ë ®é Èm 65%<br />
vD c©n chÝnh x¸c trªn c©n ph©n tÝch cã ®é chÝnh<br />
x¸c 1x10-4g. §é suy gi¶m khèi l1îng (A) ®1îc c) §é b¸m dÝnh gi÷a sîi ®ay v7 nhùa PP<br />
tÝnh theo c«ng thøc: ChuÈn bÞ mÉu ®o cã h×nh d¹ng vD kÝch th1íc<br />
<br />
A = m o m 1<br />
x100 %<br />
t1¬ng tù mÉu ®o ®é bÒn c¬ häc. §Ó x¸c ®Þnh ®é<br />
bÒn b¸m dÝnh gi÷a nhùa PP vD sîi ®ay tiÕn hDnh<br />
m o nhá mét giät nhùa PP/MAPP nãng ch¶y lªn sîi<br />
Trong ®ã mo vD m1 lD khèi l1îng t1¬ng øng cña ®ay nh1 h×nh 2.<br />
sîi tr1íc vD sau khi xö lý. §1êng c¾t ®1îc thùc hiÖn sau khi mÉu ®1îc<br />
b) TÝnh chÊt c¬ häc cña sîi ®ay cè ®Þnh vDo thiÕt bÞ ®o ®é bÒn kÐo: vÞ trÝ 1 ë ®Çu<br />
kÑp phÝa d1íi cña m¸y ®o ®é bÒn kÐo, vÞ trÝ 2<br />
§é bÒn kÐo cña sîi ®ay ®1îc x¸c ®Þnh trªn ®1îc treo vDo thanh kÐo g¾n vDo ®Çu kÑp phÝa<br />
<br />
93<br />
trªn. Tr1íc khi ®o sîi ®ay ®1îc gi÷ trong m«i chôp phæ FTIR ®Ó x¸c ®Þnh thDnh phÇn cÊu tróc<br />
tr1êng cã ®é Èm cè ®Þnh 65% Ýt nhÊt 24 giê. bÒ mÆt sîi trªn m¸y Tensor 27 - Brucker (Mü).<br />
Qu¸ tr×nh ®o ®1îc thùc hiÖn trªn m¸y ®o ®é<br />
bÒn kÐo LLOYD INSTRUMENT 5 KN (Anh) KÕT QU¶<br />
víi tèc ®é kÐo 2 mm/phót.<br />
§é bÒn b¸m dÝnh ®1îc tÝnh theo c«ng 1. ¶nh h ëng cña chÕ ®é xö lý kiÒm ®Õn cÊu<br />
tróc v" tÝnh chÊt sîi ®ay<br />
thøc:<br />
F a) Sù suy gi¶m khèi l2îng sîi<br />
= Sîi ®ay ® ®1îc xö lý trong dung dÞch KOH<br />
.D.L 0,5N ë nhiÖt ®é th1êng trong nh÷ng kho¶ng thêi<br />
gian tõ 2 giê ®Õn 4, 6, 8 giê.<br />
Trong ®ã: lD ®é bÒn b¸m dÝnh (MPa); F lD lùc<br />
lín nhÊt cÇn thiÕt ®Ó kÐo h¹t nhùa PP tr1ît khái C¸c nghiªn cøu tr1íc ®©y ® chØ ra r»ng<br />
vÞ trÝ ban ®Çu (N); D lD ®1êng kÝnh sîi (mm); L hemixenlulo (bao gåm xylan, polyuronit vD<br />
lD chiÒu dDi h¹t nhùa PP g¾n trªn sîi (mm). hecxoxan) rÊt nh¹y víi t¸c dông cña NaOH<br />
trong khi ®ã ho¸ chÊt nDy l¹i chØ g©y ¶nh h1ëng<br />
d) H×nh th¸i cÊu tróc bÒ mÆt sîi ®ay kh«ng ®¸ng kÓ tíi lignin vD -xenlulo [2].<br />
H×nh th¸i cÊu tróc sîi tr1íc vD sau khi xö lý Trong qu¸ tr×nh xö lý c¸c hîp chÊt hemixenlulo<br />
hãa häc ®1îc quan s¸t trªn kÝnh hiÓn vi ®iÖn tö vD mét sè t¹p chÊt kh¸c sÏ bÞ t¸ch ra dÉn tíi sîi<br />
quÐt (SEM) JEOL JMS 6360LV (NhËt B¶n). suy gi¶m khèi l1îng sîi vD thay ®æi cÊu tróc bÒ<br />
mÆt sîi, v× vËy ® tiÕn hDnh kh¶o s¸t sù phô<br />
e) Phæ hång ngo¹i (FTIR) thuéc ®é suy gi¶m khèi l1îng sîi theo thêi gian,<br />
Sîi ®ay tr1íc vD sau khi xö lý hãa häc ®1îc kÕt qu¶ tr×nh bDy trªn h×nh 3.<br />
<br />
8<br />
§é gi¶m khèi l1îng, %<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
7 6.34 6.1 5.94<br />
6<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1 1.3<br />
<br />
0<br />
0 2 4 6 8 10<br />
Thêi gian xö lý, h<br />
H×nh 3: §é suy gi¶m khèi l1îng theo thêi gian xö lý<br />
<br />
Tõ h×nh 3 nhËn thÊy sau khi xö lý kiÒm khèi sau khi xö lý kiÒm ë c¸c chÕ ®é kh¸c nhau ®<br />
l1îng sîi gi¶m ®i ®¸ng kÓ chñ yÕu trong kho¶ng ®1îc quan s¸t b»ng SEM, kÕt qu¶ tr×nh bDy trªn<br />
thêi gian tõ 0 - 4 giê, tiÕp tôc kÐo dDi thêi gian h×nh 4. Tõ h×nh 4 thÊy r»ng qu¸ tr×nh xö lý kiÒm<br />
xö lý møc ®é suy gi¶m khèi l1îng hÇu nh1 thay ® lo¹i bá ®1îc c¸c chÊt kÕt dÝnh bao quanh bÒ<br />
®æi kh«ng ®¸ng kÓ. mÆt ngoDi thDnh tÕ bDo sîi, ®Ó lé ra c¸c thí sîi<br />
b) Sù thay ®æi cÊu tróc bÒ mÆt sîi râ rDng h¬n so víi sîi ch1a xö lý. ¶nh SEM cña<br />
sîi ®ay sau khi xö lý kiÒm 4 giê vD 6 giê cho<br />
Sù thay ®æi cÊu tróc bÒ mÆt sîi ®ay tr1íc vD thÊy bã c¸c vi sîi xenlulo nhá xÕp khÝt vD song<br />
94<br />
song víi nhau t¹o nªn rÊt nhiÒu r nh trªn bÒ mÆt gi÷a sîi vD nhùa nÒn trong vËt liÖu compozit.<br />
sîi. §iÒu nDy sÏ gãp phÇn c¶i thiÖn ®é b¸m dÝnh<br />
<br />
CXL KOH-4h<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
KOH-6h KOH-8h<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
H×nh 4: ¶nh SEM sîi ®ay tr1íc vD sau khi xö lý<br />
<br />
c) Phæ FTIR cña sîi ®ay tr2íc v7 sau khi xö lý 270 MPa sau 6 giê, t¨ng 38% so víi ®é bÒn kÐo<br />
§ tiÕn hDnh ®o phæ IR cña sîi ®ay tr1íc vD ban ®Çu. §iÒu nDy cã thÓ ®1îc gi¶i thÝch lD do<br />
sau khi xö lý b»ng KOH 0,5 N trong 6 giê, kÕt viÖc lo¹i bá hemixenlulo trong qu¸ tr×nh xö lý<br />
qu¶ tr×nh bDy trªn h×nh 5. Quan s¸t phæ hång sîi, lDm cho vïng liªn kÕt gi÷a c¸c ®¬n sîi sÏ<br />
ngo¹i cña sîi ®ay ch1a xö lý (a) vD xö lý b»ng kÐm ch¾c ®Æc h¬n do ®ã t¹o ®iÒu kiÖn cho c¸c<br />
canxi hypoclorit (b) thÊy xuÊt hiÖn râ rÖt pic ë ®¬n sîi cã nhiÒu kh¶ n¨ng tù s¾p xÕp l¹i theo<br />
vïng b1íc sãng 1737 cm-1, ®Æc tr1ng cho liªn chiÒu cña biÕn d¹ng kÐo h¬n. Khi sîi bÞ kÐo<br />
kÕt >C=O cã trong c¸c ph©n tö hemixenlulo [3]. c¨ng, sù s¾p xÕp l¹i c¸c sîi ®¬n nh1 thÕ sÏ dÉn<br />
tíi sù ph©n bè chia ®Òu lùc t¸c dông lªn chóng<br />
ë phæ hång ngo¹i cña sîi ®ay sau khi xö lý<br />
tèt h¬n vD sîi sÏ cã øng suÊt cao h¬n.<br />
kiÒm (c) kh«ng thÊy xuÊt hiÖn pic nDy n÷a cho<br />
thÊy cã sù thay ®æi trong thDnh phÇn cÊu tróc Mét sè tÝnh chÊt c¬ lý kh¸c cña c¸c lo¹i sîi<br />
sîi. ®ay ®1îc tr×nh bDy trªn b¶ng 1. Tõ b¶ng 1 nhËn<br />
thÊy ®ay t¬ cã ®é bÒn thÊp h¬n ®ay cói.<br />
d) TÝnh chÊt c¬ häc cña sîi ®ay sau khi xö lý<br />
kiÒm 2. ¶nh h ëng cña chÕ ®é xö lý b»ng canxi<br />
hypoclorit ®Õn cÊu tróc v" tÝnh chÊt sîi<br />
H×nh 6 tr×nh bDy ¶nh h1ëng cña thêi gian xö<br />
®ay<br />
lý kiÒm ®Õn ®é bÒn kÐo cña sîi ®ay. Tõ h×nh 6<br />
nhËn thÊy r»ng ®é bÒn c¬ häc cña sîi ®ay ®1îc Tõ l©u trong qu¸ tr×nh xö lý hãa häc sîi dÖt<br />
c¶i thiÖn ®¸ng kÓ sau khi xö lý kiÒm: ®é bÒn kÐo ng1êi ta ® sö dông c¸c chÊt oxi hãa nh1 natri<br />
t¨ng dÇn theo thêi gian xö lý, ®¹t gi¸ trÞ cao nhÊt hypoclorit (NaClO), hydroperoxit (H2O2)... ®Ó<br />
<br />
95<br />
lDm chÊt tÈy tr¾ng. D1íi t¸c dông cña chÊt oxi<br />
§é hÊp thô hãa lignin sÏ bÞ oxi hãa vD chuyÓn thDnh c¸c vËt<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
(c)<br />
<br />
(b)<br />
<br />
(a)<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
H×nh 5: Phæ FTIR sîi ®ay tr1íc vD sau khi xö lý hãa häc<br />
<br />
300 270.1 266.7<br />
250 214.8 228.3<br />
�� b�n kéo, MPa<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
195.7<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
CXL 2 4 6 8<br />
Th�i gian x� lý, h<br />
H×nh 6: ¶nh h1ëng cña thêi gian xö lý kiÒm ®Õn ®é bÒn kÐo<br />
B¶ng 1: TÝnh chÊt c¬ häc cña sîi ®ay sau khi xö lý kiÒm<br />
§1êng kÝnh sîi, §é bÒn kÐo, M« ®un §é d n dDi,<br />
Lo¹i ®ay ChÕ ®é xö lý<br />
µm MPa Young, GPa %<br />
CXL 65 - 95 195,7 33,17 1,03<br />
KOH - 2 giê 55 - 95 214,8 45,13 1,26<br />
§ay cói KOH - 4 giê 60 - 102 228,3 48,98 1,39<br />
KOH - 6 giê 55 - 90 270,1 50,18 1,51<br />
KOH - 8 giê 55 - 100 266,7 74,8 1,56<br />
§ay t¬ CXL 65 - 85 182,3 44,22 0,60<br />
KOH - 6 giê 60 - 90 220,6 72.29 0,54<br />
96<br />
phÈm ®¬n gi¶n vD tïy ®iÒu kiÖn xö lý mD nh÷ng b»ng dung dÞch kiÒm.<br />
chÊt «xi hãa nDy t¸c dông nhiÒu hay Ýt víi c¸c<br />
b) Sù thay ®æi h×nh th¸i cÊu tróc bÒ mÆt sîi<br />
nhãm ®Þnh chøc cña xenlulo vD cã ph¸ hñy nã<br />
hay kh«ng [4]. Trong ®Ò tDi nDy sîi ®ay ® ®1îc Sù thay ®æi h×nh th¸i cÊu tróc bÒ mÆt sîi sau<br />
xö lý trong dung dÞch canxi hypoclorit khi xö lý b»ng canxi hypoclorit ® quan s¸t<br />
(Ca(OCl)2.4H2O) nång ®é 0,1% ë nhiÖt ®é ®1îc th«ng qua ¶nh SEM, kÕt qu¶ tr×nh bDy trªn<br />
th1êng trong thêi gian 5, 10, 15 phót. h×nh 8. Tõ h×nh 8 nhËn thÊy sau thêi gian xö lý<br />
5 phót bÒ mÆt sîi ® b¾t ®Çu cã sù thay ®æi, c¸c<br />
a) Sù suy gi¶m khèi l2îng chÊt kÕt dÝnh, chÊt mDu nh1 lignin trªn bÒ mÆt<br />
KÕt qu¶ vÒ sù suy gi¶m khèi l1îng sîi theo ® ®1îc lo¹i bá ®Ó lé ra c¸c vi sîi. Tuy nhiªn chØ<br />
thêi gian xö lý b»ng canxi hypoclorit ®1îc tr×nh sau 15 phót ® quan s¸t thÊy sù ph¸ hñy mét<br />
bDy trªn h×nh 7. Dung dÞch canxi hypoclorit cã phÇn sîi xenlulo, c¸c vi sîi b¾t ®Çu bÞ ®øt g y.<br />
t¸c dông «xi hãa kh¸ m¹nh nªn cã sù tæn hao ¶nh SEM ®èi víi mÉu ®ay xö lý trong 10 phót<br />
cho thÊy hiÖu qu¶ xö lý tèt nhÊt. C¸c chÊt kÕt<br />
khèi l1îng sîi lín chØ trong thêi gian ng¾n. Sîi<br />
dÝnh hÇu nh1 ® bÞ lo¹i bá, tuy nhiªn sîi l¹i<br />
sau khi xö lý cã mDu s¸ng h¬n so víi sîi xö lý<br />
ch1a bÞ ph¸ hñy nhiÒu.<br />
10<br />
§é gi¶m khèi l1îng, %<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
8 9.5<br />
7.58<br />
6<br />
4<br />
4.78<br />
2<br />
0<br />
0 5 10 15 20<br />
Thêi gian xö lý, min<br />
H×nh 7: §é suy gi¶m khèi l1îngh sîi<br />
i itheo thêi<br />
l gian<br />
h xö lý b»ng canxi hypoclorit<br />
<br />
CXL 5 phót<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
10 phót 15 phót<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
H×nh 8: ¶nh SEM sîi ®ay tr1íc vD sau khi xö lý b»ng canxi hypoclorit<br />
<br />
Hình 8: �nh SEM s�i �ay trư�c và sau khi x� lý b�ng canxi hypoclorit<br />
97<br />
c) Sù thay ®æi ®é bÒn c¬ häc<br />
<br />
250 233.2 70<br />
<br />
195.7 61.12 60<br />
200<br />
175.4<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Mô un Young, GPa<br />
50<br />
�� b�n kéo, MPa<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
146.2<br />
150 40 �� b�n<br />
33.17<br />
kéo<br />
<br />
100 30 M ô �un<br />
Young<br />
21.97 21.28 20<br />
50<br />
10<br />
<br />
0 0<br />
CXL 5 10 15<br />
Th�i gian x� lý, phút<br />
H×nh 9: Sù thay ®æi ®é bÒn c¬ häc cña sîi theo thêi gian xö lý b»ng canxi hypoclorit<br />
<br />
KÕt qu¶ kh¶o s¸t sù thay ®æi ®é bÒn c¬ häc 3. ¶nh h ëng cña c¸c t¸c nh©n xö lý hãa häc<br />
cña sîi ®ay theo thêi gian xö lý canxi hypoclorit ®Õn ®é bÒn c¬ häc v" ®é b¸m dÝnh gi÷a sîi<br />
®1îc tr×nh bDy trªn h×nh 9. Tõ h×nh 9 nhËn thÊy ®ay v" nhùa PP<br />
®é bÒn c¬ häc cña sîi ®ay kh«ng t¨ng dÇn nh1<br />
khi xö lý trong dung dÞch kiÒm mD chØ ®¹t gi¸ trÞ §é b¸m dÝnh gi÷a sîi gia c1êng vD nhùa nÒn<br />
cao nhÊt sau mét thêi gian xö lý nhÊt ®Þnh lD 10 ®ãng vai trß quyÕt ®Þnh ®Õn c¸c tÝnh chÊt c¬ häc<br />
phót. KÕt qu¶ nDy phï hîp víi h×nh ¶nh vÒ cÊu cña vËt liÖu compozit sau nDy. KÕt qu¶ x¸c ®Þnh<br />
tróc bÒ mÆt sîi ®1a ra trªn h×nh 8. Sau thêi gian ®é bÒn b¸m dÝnh gi÷a sîi ®ay ë c¸c chÕ ®é xö lý<br />
xö lý ng¾n (5 phót), c¸c chÊt liªn kÕt trong sîi tèi 1u vD nhùa PP cã MAPP ®1îc tr×nh bDy trªn<br />
t¸ch ra ch1a ®ñ nhiÒu ®Ó c¸c vi sîi cã thÓ ®Þnh b¶ng 2. Tõ b¶ng 2 nhËn thÊy c¶ hai ph1¬ng ph¸p<br />
h1íng l¹i theo h1íng lùc kÐo mD ng1îc l¹i cã xö lý b»ng KOH 0,5N trong 6 giê vD<br />
thÓ t¹o thDnh nh÷ng khuyÕt tËt trong sîi dÉn tíi Ca(OCl)2.4H2O 0,1% trong 10 phót ®Òu lDm<br />
sù suy gi¶m ®é bÒn c¬ häc. Ng1îc l¹i thêi gian t¨ng ®é b¸m dÝnh gi÷a sîi vD nhùa PP còng nh1<br />
xö lý dDi (15 phót) còng lDm gi¶m ®é bÒn kÐo ®é bÒn kÐo ®øt so víi sîi ch1a xö lý, tuy nhiªn<br />
còng nh1 m« ®un ®Dn håi cña sîi do mét phÇn xö lý trong dung dÞch kiÒm cã t¸c dông râ rÖt<br />
sîi xenlulo b¾t ®Çu bÞ ph¸ hñy. h¬n nhiÒu. ë c¸c ®iÒu kiÖn xö lý tèi 1u, xö lý<br />
kiÒm ® lDm t¨ng ®é bÒn b¸m dÝnh gi÷a<br />
Tõ c¸c kÕt qu¶ kh¶o s¸t ë trªn thÊy r»ng víi<br />
sîi/nhùa PP lªn 47% trong khi víi xö lý b»ng<br />
dung dÞch canxi hypoclorit 0,1% thêi gian xö lý<br />
canxi hypoclorit ®é bÒn nDy chØ t¨ng xÊp xØ 4%.<br />
10 phót lD thÝch hîp nhÊt.<br />
<br />
B¶ng 2: ¶nh h1ëng cña c¸c t¸c nh©n xö lý hãa häc ®Õn ®é bÒn c¬ häc vD ®é b¸m dÝnh gi÷a sîi ®ay<br />
vD nhùa PP<br />
ChÕ ®é xö lý §é b¸m dÝnh sîi /PP, MPa §é bÒn kÐo, MPa<br />
Ch1a xö lý 1,57 195<br />
Xö lý KOH 0,5N - 6 giê 2,32 270<br />
Xö lý Ca(OCl)2.4H2O 0,1% - 10 phót 1,63 232<br />
<br />
98<br />
KÕT LUËN T&I LIÖU THAM KH¶O<br />
<br />
- § t×m ®1îc chÕ ®é xö lý kiÒm tèi 1u ®èi 1. TrÇn VÜnh DiÖu, Lª ThÞ Ph¸i, Lª Ph1¬ng<br />
víi sîi ®ay: dung dÞch KOH 0,5 N ë nhiÖt ®é Th¶o. T¹p chÝ Hãa häc, T. 40, 3A, 1 - 7<br />
th1êng trong 6 giê. Sau khi xö lý sîi cã ®é bÒn (2002).<br />
kÐo ®¹t 270 MPa t¨ng 38% so víi sîi ch1a xö 2. A. K. Bledzki, J. Gassan. Prog. Polym.<br />
lý, ®é b¸m dÝnh ®¹t 2,32 MPa t¨ng 47% so víi Sci., 24, 221 - 274 (1999).<br />
sîi ch1a xö lý. 3. A. K. Mohanty, Mubarak A. Khan, G.<br />
- §èi víi t¸c nh©n xö lý canxi hypoclorit chÕ Hinrichsen. Composite Science and<br />
®é xö lý tèi 1u lD dung dÞch 0,1% ë nhiÖt ®é Technology, 60, 1115 - 1124 (2000).<br />
th1êng trong 10 phót. Sîi ®ay sau khi xö lý cã 4. Cao H÷u Tr1îng. C«ng nghÖ Hãa häc sîi<br />
®é bÒn kÐo 233,2 MPa t¨ng 19% vD ®é b¸m dÖt. Gi¸o tr×nh §HBK HD Néi (1994).<br />
dÝnh víi nhùa PP t¨ng xÊp xØ 4% so víi sîi ch1a 5. Premamoy Ghosh, Debaprasad Dev, Asish<br />
xö lý. Nh1 vËy, canxi hypoclorit chØ sö dông Kumar Samanta. J. Appl. Polym. Sci., 69,<br />
trong tr1êng hîp cÇn tÈy tr¾ng sîi ®ay. 1139 - 1147 (1998).<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
99<br />