intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Chế tạo vật liệu composite phân hủy sinh học gia cường lá sen

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST
Báo xấu
34
lượt xem 2
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Composite nền nhựa nhiệt rắn là vật liệu có tính năng cao, sử dụng chủ yếu trong ngành công nghiệp chế tạo ô tô và hàng không. Tuy nhiên, vật liệu này có tuổi thọ và độ bền cao sẽ dẫn đến vấn đề về môi trường. Bài viết nghiên cứu chế tạo vật liệu composite phân hủy sinh học trên cơ sở sử dụng lá sen, một vật liệu gia cường hữu cơ thân thiện với môi trường.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chế tạo vật liệu composite phân hủy sinh học gia cường lá sen

  1. NGHIÊN CỨU - ỨNG DỤNG CHẾ TẠO VẬT LIỆU COMPOSITE PHÂN HỦY SINH HỌC GIA CƯỜNG LÁ SEN  TS. NGUYỄN THÚC BỘI HUYÊN (*)  ThS. NGUYỄN HƯNG THỦY (**)  PHAN THỊ BÍCH NGỌC (***) TÓM TẮT Composite nền nhựa nhiệt rắn là vật liệu có tính năng cao, sử dụng chủ yếu trong ngành công nghiệp chế tạo ô tô và hàng không. Tuy nhiên, vật liệu này có tuổi thọ và độ bền cao sẽ dẫn đến vấn đề về môi trường. Vì vậy trong bài này, chúng tôi nghiên cứu chế tạo vật liệu composite phân hủy sinh học trên cơ sở sử dụng lá sen, một vật liệu gia cường hữu cơ thân thiện với môi trường. Từ khóa: Composite, phân hủy sinh học, lá sen, hữu cơ, vật liệu thân thiện với môi trường. SUMMARY Thermoset composite is a kind of high performance material, particularly used in car making and aeronautical industries. However, this material has long life and strong durability thus causing environmental problems. Therefore in this article, we have studied manufacture of biodegradable composite materials from lotus leaves, a kind of environment-friendly, organic reinforcing material. Key words: Composite, biodegradation, lotus leaves, organic, environment-friendly materials. 1. Đặt vấn đề Vào giữa thế kỷ XX, vật liệu composite trên cơ sở nền nhựa nhiệt rắn như epoxy, phenol- formaldehyd, polyester không no đã được các quốc gia trên thế giới sử dụng [1]. Tuy nhiên, hạn chế của hầu hết nhựa nhiệt rắn là độc và tuổi thọ cao nên khó phân hủy, sẽ gây vấn đề về môi trường. Đến đầu thế kỷ XXI, một số quốc gia ở Châu Âu và Bắc Mỹ đã tiên phong trong việc sử dụng vật liệu composite nhựa gỗ (Wood Plastic Composite - WPC). Vật liệu WPC nền nhựa nhiệt dẻo như PE, PP và PVC, được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực vật liệu xây dựng và trang trí nội thất [2-4]. Nhiều công ty trên thế giới đã có công nghệ tiên tiến để sản xuất sản phẩm WPC như Berstorff – Krauss Maffei, Cincinative Milacron (Đức), Bausano (Ý), Koei Toda (Nhật), Dioshy (Đài Loan),… Tại Việt Nam, nhiều công trình nghiên cứu đã dùng các phế phẩm nông nghiệp gia cường cho vật liệu WPC như rơm rạ, vỏ trấu, xơ dừa,… [5-8]. Tuy nhiên, vật liệu WPC vẫn còn bền, thời gian phân hủy còn dài do sử dụng nền nhựa nhiệt dẻo. Vì thế, cần nghiên cứu chế tạo loại vật liệu composite dễ phân hủy nhằm bảo vệ môi trường. Tại Việt Nam, cây sen là loại cây trồng phổ biến tại các tỉnh Nam bộ thuộc Đồng bằng Sông Cửu Long, trong đó sản lượng trồng nhiều nhất ở huyện Tháp Mười thuộc tỉnh Đồng Tháp. Nhiều bộ phận của cây sen có thành phần dinh dưỡng cao như hạt, củ và ngó sen được sử dụng rộng rãi trong ngành thực phẩm và dược phẩm. Tuy nhiên, việc nghiên cứu ứng dụng về cây sen trong lĩnh vực hóa học vật liệu vẫn còn mới chưa được quan tâm. Vì vậy, trong bài này chúng tôi nghiên cứu chế tạo vật liệu composite có khả năng phân hủy trong môi trường tự nhiên trên cơ sở sử dụng lá sen, một vật liệu hữu cơ thân thiện với môi trường. Nghiên cứu này góp phần tạo ra vật liệu mới đồng thời mở ra một hướng ứng dụng mới cho cây sen của tỉnh Đồng Tháp nói riêng và cây sen Việt Nam nói chung. 2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu (*) Trường ĐH Công nghệp Thực phẩm TP.HCM TẠP CHÍ KINH TẾ - CÔNG NGHIỆP 26
  2. NGHIÊN CỨU - ỨNG DỤNG Đối tượng nghiên cứu trong đề tài là vật liệu composite phân hủy sinh học (PHSH) trên cơ sở chọn lựa: - Vật liệu nền: dùng loại nền không độc hại, an toàn, phân hủy trong môi trường tự nhiên. - Vật liệu gia cường: là vật liệu hữu cơ được xử lý và chế tạo từ lá cây sen Phương pháp nghiên cứu bao gồm: (1) Phương pháp xử lý sơ bộ nguyên liệu. (2) Phương pháp xử lý bằng nhiệt. (3) Phương pháp xử lý cơ học. (4) Phương pháp tạo hình vật liệu composite – lá sen. (5) Thử nghiệm đánh giá khả năng phân hủy sinh học của vật liệu. 3. Kết quả và bàn luận 3.1 Chọn và xử lý sơ bộ nguyên liệu Chọn loại lá sen tươi còn nguyên lá không bị rách nát, không bị côn trùng phá hoại hoặc bị úa vàng. Ngâm nguyên liệu trong nước muối loãng khoảng 2 giờ. Rửa nhiều lần để tách bỏ các tạp chất còn lại trên lá. Sau đó để lá khô tự nhiên (Hình 1). Hình 1: Nguyên liệu lá sen 3.2 Chế tạo vật liệu gia cường 3.2.1 Cắt nhỏ nguyên liệu Lá sen sau khi khô ráo, được cắt thành miếng nhỏ với kích thước 10x10 mm2. 3.2.2 Xử lý nhiệt Sấy nguyên liệu lá sen trong tủ sấy ở nhiệt độ khoảng 80 - 85oC trong thời gian 2 giờ, có quạt thổi để nhiệt độ sấy đồng đều. 3.2.3 Xử lý cơ học Nguyên liệu lá sen sau khi sấy trở nên dòn, được đưa vào máy nghiền búa để giảm kích thước của lá sen. Sử dụng máy sàng để nguyên liệu lá sen đạt kích cỡ mong muốn (Hình 2). Hình 2: Lá sen sau khi xử lý nhiệt và cơ học. TẠP CHÍ KINH TẾ - CÔNG NGHIỆP 27
  3. NGHIÊN CỨU - ỨNG DỤNG 3.3 Chế tạo vật liệu composite Sử dụng phương pháp Hand lay up để gia công sản phẩm. Vật liệu nền dạng rắn được chuyển sang dung dịch với độ nhớt cần thiết để tăng khả năng thấm ướt vật liệu gia cường (lá sen). Sử dụng chất róc khuôn để dễ tách lấy sản phẩm. Từ khuôn mẫu sẽ tiến hành đắp nhiều lớp vật liệu nền và gia cường cho đến khi sản phẩm composite đạt chiều dài mong muốn. 3.4 Hoàn tất sản phẩm Đợi hỗn hợp khô để ổn định hình dáng sản phẩm. Tách khuôn và lấy sản phẩm. Cắt gọt ba via để hoàn tất sản phẩm composite (Hình 3). Hình 3: Tấm composite PHSH gia cường bằng lá sen. Quy trình chế tạo sản phẩm composite PHSH gia cường lá sen được trình bày ở Hình 4. NGUYÊN LIỆU: VẬT LIỆU NỀN THÂN – LÁ SEN XỬ LÝ SƠ BỘ DUNG DỊCH CẮT NHỎ XỬ LÝ NHIỆT XỬ LÝ CƠ HỌC VẬT LIỆU SỢI GIA CƯỜNG TẠO HÌNH TẤM HOÀN TẤT SẢN PHẨM VẬT LIỆU COMPOSITE Hình 4: Quy trình chế tạo vật liệu composite PHSH TẠP CHÍ KINH TẾ - CÔNG NGHIỆP 28
  4. NGHIÊN CỨU - ỨNG DỤNG 3.5. Đánh giá khả năng phân hủy sinh học Tiến hành ngâm các mẫu vật liệu composite trong môi trường nước, ở nhiệt độ thường và có ánh sáng. Quá trình phân hủy mẫu composite-lá sen được trình bày ở Hình 5. (a) (b) (a) (c) (d) (e) (f) g) h) TẠP CHÍ KINH TẾ - CÔNG NGHIỆP 29
  5. NGHIÊN CỨU - ỨNG DỤNG (i) Hình 5: Thử nghiệm khả năng phân hủy sinh học của mẫu composite gia cường lá sen (a) Bắt đầu ngâm trong môi trường nước (b) Thử nghiệm sau 1 giờ (c) Sau 2 giờ (d) Sau 3 giờ (e) Sau 4 giờ (f) Sau 5 giờ (g) Sau 6 giờ (h) Sau 11 giờ (i) Sau 15 giờ Hình 5 cho thấy sau 3 giờ ngâm trong môi trường nước thì vật liệu composite – lá sen đã có hiện tượng phân rã (Hình 5d). Sau 6 giờ thì mẫu composite đã biến dạng, tách rời thành từng mãnh lớn (Hình 5g). Sau 15 giờ vật liệu composite đã phân hủy hoàn toàn. Kết quả cho thấy vật liệu composite vừa chế tạo bị hủy nhanh chóng trong môi trường nước. 4. Kết luận Chúng tôi đã nghiên cứu chế tạo được vật liệu composite trên cơ sở gia cường từ lá sen. Thử nghiệm khả năng phân hủy mẫu composite trong môi trường nước cho thấy mẫu composite có dấu hiện phân hủy chỉ sau 3 giờ. Chỉ sau 15 giờ, vật liệu đã bị phân hủy hoàn toàn. Kết quả thử nghiệm đã tạo ra vật liệu phân hủy sinh học mới, có khả năng phân hủy nhanh chóng trong môi trường. Tài liệu tham khảo Tiếng Anh [1]. P. J. Roe, M. P. Ansell (1985), Jute-reinforced polyester composites, Journal of Materials Science, Vol. 2,. [2]. M. Xanthos (1983), Processing conditions and coupling agent effects in polypropylene/wood flour composites, Plastics and Rubber processing and Applications, Vol. 3,. [3]. R. P. Sheldon (2003), Composite Polymeric Materials, Applied Science Publishers, London & New York,. [4]. Gabriel O. Shonaike, Suresh G. Advani (2003), Advanced Polymeric Materials, Structure Property Relationships, CRC Press,. [5]. Catia Bastioli (2005), Handbook of Biodegradable Polymers, Rapra Technology Ltd., UK. Tiếng Việt [6]. Nguyễn Thúc Bội Huyên (2013), Nghiên cứu vật liệu xanh ứng dụng trong công trình xây dựng, Tạp chí Công nghệ và Thực phẩm, Số 1. TẠP CHÍ KINH TẾ - CÔNG NGHIỆP 30
  6. NGHIÊN CỨU - ỨNG DỤNG [7]. Nguyễn Thúc Bội Huyên (2010), Sản xuất vật liệu xanh từ phế phẩm nông nghiệp, Kỷ yếu Hội thảo Đại học Tôn Đức Thắng. [8]. Nguyễn Thúc Bội Huyên (2007), Bảo vệ môi trường và giải pháp sử dụng phế phẩm nông nghiệp trong công nghiệp Nhựa, Thời báo Kinh tế Saigon, Phụ trang Nhựa và Cao su Việt Nam. Ngày nhận: 06/12/2017 Ngày duyệt đăng: 5/5/2018 TẠP CHÍ KINH TẾ - CÔNG NGHIỆP 31
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
3=>0