Đề tài nghiên cứu khoa học: Nghiên cứu ảnh hưởng của HDPE đến cơ tính của hỗn hợp PBT/HDPE

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:76

Thêm vào BST

Báo xấu

14
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài "Nghiên cứu ảnh hưởng của HDPE đến cơ tính của hỗn hợp PBT/HDPE" nhằm chế tạo các mẫu thử cơ tính của vật liệu HDPE/PBT; Thử cơ tính và nghiên cứu tổ chức tế vi; Tìm ra được tỉ lệ tối ưu của vật liệu HDPE/PBT phù hợp với yêu cầu thực tiễn sản xuất.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Đề tài nghiên cứu khoa học: Nghiên cứu ảnh hưởng của HDPE đến cơ tính của hỗn hợp PBT/HDPE

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HDPE ĐẾN CƠ TÍNH CỦA HỖN HỢP PBT/HDPES K C 0 0 3 9 5 9 MÃ SỐ: SV2020-46 S KC 0 0 7 3 4 9 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2020
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HDPE ĐẾN CƠ TÍNH CỦA HỖN HỢP PBT/HDPE SV 2020 - 46 Chủ nhiệm đề tài: Lê Thị Nam TP Hồ Chí Minh, ngày 5 tháng 10 năm 2020
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HDPE ĐẾN CƠ TÍNH CỦA HỖN HỢP PBT/HDPE SV 2020 - 46 Thuộc nhóm ngành khoa học: Kỹ thuật SV thực hiện: Lê Thị Nam Nam, Nữ: Nữ Dân tộc: Kinh Lớp, khoa: 181040B – Khoa Cơ khí máy Năm thứ: 2 /Số năm đào tạo: 4 năm Ngành học: Kỹ thuật công nghiệp Người hướng dẫn: TS. Phạm Thị Hồng Nga TP Hồ Chí Minh, ngày 5 tháng 10 năm 2020
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 1. Thông tin chung: - Tên đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của HDPE đến cơ tính của hỗn hợp PBT/HDPE - Chủ nhiệm đề tài: Lê Thị Nam Mã số SV: 18104031 - Lớp: 181040B Khoa: Cơ khí Chế tạo máy - Thành viên đề tài: Stt Họ và tên MSSV Lớp Khoa 1 Đoàn Duy Quang 17143129 17143CL2B Đào tạo CLC 2 Mã Ngô Thúy Ngân 18104033 181040A Cơ khí CTM 3 Lâm Triệu Vỹ 18104063 181040A Cơ khí CTM - Người hướng dẫn: TS. Phạm Thị Hồng Nga 2. Mục tiêu đề tài: - Chế tạo các mẫu thử cơ tính của vật liệu HDPE/PBT. - Thử cơ tính và nghiên cứu tổ chức tế vi. - Tìm ra được tỉ lệ tối ưu của vật liệu HDPE/PBT phù hợp với yêu cầu thực tiễn sản xuất. 3. Tính mới và sáng tạo: Mới mẻ trong các nghiên cứu về lĩnh vực polyme blend, tạo ra các blend có tính ưu việt cao trong lĩnh vực kĩ thuật, sáng tạo về việc kết hợp những loại nhựa đặc trưng, được sử dụng nhiều trong kĩ thuật và dân dụng, từ đó tìm được một hỗn hợp tối ưu thông qua việc pha trộn tỉ lệ, giúp phát triển về ngành nhựa cũng như khoa học kĩ thuật. 4. Kết quả nghiên cứu: Qua quá trình tìm hiểu, nghiên cứu và phân tích kiểm tra ảnh hưởng của HDPE đế cơ tính của hỗn hợp HDPE/PBT, từ kết quả thí nghiệm ta thấy rằng: Độ bền kéo của hỗn hợp HDPE/PBT giảm dần khi tăng hàm lượng HDPE trong hỗn hợp. Qua việc kiểm nghiệm đối với 5 nhóm mẫu cho thấy được tầm quan trọng của việc xác định cơ tính của vật liệu. Có thể thấy việc xác định thông số kỹ thuật cho một loại nhựa là vô cùng quan trọng, nó ảnh hưởng ít nhiều đến toàn bộ tương lai của nguyên liệu đó.
5. Đóng góp về mặt giáo dục và đào tạo, kinh tế - xã hội, an ninh, quốc phòng và khả năng áp dụng của đề tài: Thử nghiệm các mẫu nhựa khác nhau với từng tỉ lệ khác nhau, ta có thể nghiên cứu, tìm ra được một hỗn hợp đủ bền, mang theo các ưu điểm nổi bật của cả hai loại nghiên liệu khi kết hợp với nhau, sáng tạo trong ý tưởng để tạo ra nhiều loại polyme blend mới, vượt trội hơn để áp dụng cho các nghiên cứu của nhân loại sau này. 6. Công bố khoa học của SV từ kết quả nghiên cứu của đề tài (ghi rõ tên tạp chí nếu có) hoặc nhận xét, đánh giá của cơ sở đã áp dụng các kết quả nghiên cứu (nếu có): Ngày tháng năm SV chịu trách nhiệm chính thực hiện đề tài (kí, họ và tên) Nhận xét của người hướng dẫn về những đóng góp khoa học của SV thực hiện đề tài (phần này do người hướng dẫn ghi): Ngày tháng năm Người hướng dẫn (kí, họ và tên)
Ý KIẾN GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. Ngày ....... tháng ........ năm ......... GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký và ghi rõ họ tên)
MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU .................................................................................................. 1 DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ ......................................................................................... 2 CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU........................................................................................................ 4 1.1.Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài: .............................................. 4 1.2. Lý do chọn đề tài: ...................................................................................................... 8 1.3. Mục tiêu đề tài: .......................................................................................................... 8 1.4. Phương pháp nghiên cứu: .......................................................................................... 9 1.5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: ............................................................................ 9 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ................................................................................... 10 2.1. Ngành nhựa: ............................................................................................................ 10 2.2. Giới thiệu nhựa PBT Poly (Polybutylene terephthalate) và HDPE: ....................... 11 2.2.1. Tính chất và ứng dụng của PBT: ...................................................................... 11 2.2.2 Tính chất và ứng dụng của HDPE: .................................................................... 12 2.3. Vật liệu Polyme blend: ............................................................................................ 13 2.3.1. Giới thiệu chung về vật liệu polyme blend: ..................................................... 13 2.3.2. Phân loại polyme blend: ................................................................................... 15 2.3.3. Những yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của vật liệu polyme blend: ................. 16 2.3.4. Các phương pháp xác định sự tương hợp của polyme blend: .......................... 17 2.3.5. Những biện pháp tăng cường tính tương hợp của các polyme: ....................... 18 2.3.6. Các tương tác đặc biệt trong polyme blend: ..................................................... 20 2.3.7. Các phương pháp chế tạo vật liệu polyme blend: ............................................ 22 2.3.8. Ưu điểm và ứng dụng của polyme blend: ........................................................ 23 2.4. Hỗn hợp PBT/HDPE blend: .................................................................................... 25 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG ÁN THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CƠ TÍNH CỦA VẬT LIỆU PBT/HDPE ......................................................................................................................... 27 3.1. Tỷ lệ ép sản phẩm: ................................................................................................... 27 3.2. Thiết kế mẫu thử: ..................................................................................................... 27 3.2.1. Tiêu chuẩn thiết kế mẫu: .................................................................................. 27 3.2.2. Thiết kế mẫu bằng phần mềm Creo: ................................................................ 29 3.3. Ép mẫu thử............................................................................................................... 33 3.3.1. Chuẩn bị mẫu .................................................................................................... 33 3.3.2. Quy trình ép sản phẩm ...................................................................................... 36
3.4. Xác định độ bền kéo cho vật liệu nhựa theo tiêu chuẩn ASTM D638: ................... 39 3.4.1. Các tiêu chuẩn thử kéo cho sản phẩm nhựa: .................................................... 39 3.4.2. Chuẩn bị mẫu:................................................................................................... 39 3.4.3. Dụng cụ thí nghiệm: ......................................................................................... 42 3.5. Xác định độ cứng Shore D theo tiêu chuẩn ASTM D2240-05: .............................. 44 3.5.1. Chuẩn bị mẫu:................................................................................................... 45 3.5.2. Dụng cụ thí nghiệm: ......................................................................................... 45 3.5.3. Quy trình thí nghiệm. ....................................................................................... 46 3.6. Nghiên cứu tổ chức tế vi: ........................................................................................ 46 3.6.1. Chuẩn bị mẫu:................................................................................................... 46 3.6.2. Dụng cụ thí nghiệm: ......................................................................................... 46 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM............................................................................ 48 4.1. Kết quả kiểm tra độ bền kéo theo tiêu chuẩn ASTM D638: ................................... 48 4.1.1. Kết quả kiểm tra mẫu M1: ................................................................................ 48 4.1.2. Kết quả kiểm tra mẫu M2: ................................................................................ 49 4.1.3. Kết quả kiểm tra mẫu M3: ................................................................................ 51 4.1.4. Kết quả kiểm tra mẫu M4: ................................................................................ 52 4.1.5. Kết quá kiểm tra mẫu M5: ................................................................................ 53 4.2. Kết quả đo độ cứng Shore D: .................................................................................. 55 4.3. Kết quả nghiên cứu tổ chức tế vi: ............................................................................ 56 4.4. Kết luận: .................................................................................................................. 57 CHƯƠNG 5: QUY HOẠCH THỰC NGHIỆM................................................................. 59 5.1. Kết quả phân tích độ bền kéo: ................................................................................. 59 5.2. Kết quả phân tích độ cứng: ...................................................................................... 62 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN .................................................................................................. 65 6.1. Kết luận: .................................................................................................................. 65 6.2. Hướng phát triển: ..................................................................................................... 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................. 66
DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2. 1: Một số loại Polyme blend ................................................................................. 15 Bảng 2. 2: Đặc trưng và ứng dụng của một số polyme blend thông dụng ......................... 25 Bảng 3. 1: Thành phần tỉ lệ theo % khối lượng (% wt) của PBT và HDPE ...................... 27 Bảng 3. 2: Kích thước mẫu cho độ dày, T, mm (incl.) ....................................................... 28 Bảng 3. 3: Số lượng các mẫu đo độ bền kéo ...................................................................... 29 Bảng 3. 4: Bảng tỷ lệ trộn nhựa PBT và HDPE ................................................................. 38 Bảng 3. 5: Thông số kỹ thuật của máy phun ép nhựa 2 trục đứng ..................................... 39 Bảng 3. 6: Thành phần và số lượng các mẫu đo độ bền kéo .............................................. 42 Bảng 3. 7: Bảng thông số kỹ thuật máy Autograph AG-X Plus ........................................ 43 Bảng 3. 8: Bảng số lượng mẫu đo độ cứng Shore D .......................................................... 45 Bảng 3. 9: Thông tin kỹ thuật của đồng hồ đo độ cứng TECLOCK GS-702N ................. 46 Bảng 3. 10: Số lượng mẫu và ký hiệu mẫu trong nghiên cứu tổ chức tế vi ....................... 46 Bảng 4. 1: Kết quả đo độ bền kéo của mẫu M1 ................................................................. 48 Bảng 4. 2: Kết quả đo độ bền kéo của mẫu M2 ................................................................. 49 Bảng 4. 3: Kết quả đo độ bền kéo của mẫu M3 ................................................................. 51 Bảng 4. 4: Kết quả đo độ bền kéo của mẫu M4 ................................................................. 52 Bảng 4. 5: Kết quả đo độ bền kéo của mẫu M5 ................................................................. 54 Bảng 5. 1: Kết quả độ bền kéo trung bình của các mẫu ..................................................... 59 Bảng 5. 2: Tổng hợp số liệu thực nghiệm của nhóm mẫu .................................................. 60 Trang | 1
DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ Hình 2. 1: Nhựa PBT .......................................................................................................... 11 Hình 2. 2: Nhựa HDPE ....................................................................................................... 12 Hình 2. 3: Phân bố trong tổ hợp polyme không tương hợp ................................................ 16 Hình 2. 4: Tương tác dipol- dipol trong polyme blend PE/EVA ....................................... 21 Hình 2. 5: Liên kết hydro trong polyme blend PA/PP-g-MA ............................................ 22 Hình 3. 1: Kích thước mẫu thử của tiêu chuẩn ASTM D638 ............................................. 28 Hình 3. 2: Kích thước mẫu của phương pháp đo độ bền kéo ............................................. 29 Hình 3. 3: Mẫu cho phương pháp kéo ................................................................................ 29 Hình 3. 4: Thiết kế 3D mẫu thử kéo bằng Creo ................................................................. 30 Hình 3. 5: Máy ép phun nhựa ............................................................................................. 30 Hình 3. 6: Thân máy ........................................................................................................... 31 Hình 3. 7: Hệ thống thủy lực .............................................................................................. 31 Hình 3. 8: Hệ thống điện .................................................................................................... 32 Hình 3. 9: Trục vít .............................................................................................................. 33 Hình 3. 10: Bộ hồi .............................................................................................................. 33 Hình 3. 11: Bao chứa nhựa PBT......................................................................................... 34 Hình 3. 12: Bao chứa nhựa HDPE ..................................................................................... 34 Hình 3. 13: Khuôn mẫu kéo ............................................................................................... 35 Hình 3. 14: Khuôn mẫu va đập ........................................................................................... 35 Hình 3. 15: Giấy nhám dùng để làm sạch khuôn ............................................................... 36 Hình 3. 16: Buồng sấy nhựa ............................................................................................... 36 Hình 3. 17: Đồng hồ đo nhiệt độ khi sấy ............................................................................ 37 Hình 3. 18: Cho khuôn vào vỏ khuôn................................................................................. 37 Hình 3. 19: Gá khuôn vào máy ép ...................................................................................... 38 Hình 3. 20: Máy phun ép nhựa 2 trục đứng TKC .............................................................. 40 Hình 3. 21: Khuôn tạo mẫu thí nghiệm .............................................................................. 41 Hình 3. 22: Mẫu thí nghiệm được tạo ra sau quá trình ép .................................................. 41 Hình 3. 23: Kích thước mẫu của phương pháp đo độ bền kéo ........................................... 41 Hình 3. 24: Mẫu cho phương pháp kéo .............................................................................. 41 Trang | 2
Hình 3. 25: Thiết bị Autograph AG-X Plus ....................................................................... 43 Hình 3. 26: Mẫu được gá đặt lên máy ................................................................................ 44 Hình 3. 27: Mẫu đã kéo đứt ................................................................................................ 44 Hình 3. 28: Đồng hồ SHORE D TECLOCK GS-702N ..................................................... 45 Hình 3. 29: Máy HITACHI S-4800 .................................................................................... 47 Hình 4. 1: Tổ chức tế vi của hỗn hợp PBT/HDPE ............................................................. 55 Biểu đồ 4. 1: Biểu đồ đường đặc tuyến giãn – nở của mẫu M1 ......................................... 49 Biểu đồ 4. 2: Biểu đồ đường đặc tuyến giãn – nở của mẫu M2 ......................................... 50 Biểu đồ 4. 3: Biểu đồ đường đặc tuyến giãn – nở của mẫu M3 ......................................... 52 Biểu đồ 4. 4: Biểu đồ đường đặc tuyến giãn – nở của mẫu M4 ......................................... 53 Biểu đồ 4. 5: Biểu đồ đường đặc tuyến giãn – nở của mẫu M5 ......................................... 55 Biểu đồ 5. 1: Đồ thị, biểu thức thể hiện độ bền kéo trung bình ứng với các mẫu .............. 59 Biểu đồ 5. 2: Mô hình hồi quy thể hiện sự tương quan giữa độ bền kéo trung bình và các tỉ lệ nhựa HDPE ..................................................................................................................... 61 Trang | 3
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1.Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài: Dựa vào các nghiên cứu về 2 loại nhựa HDPE và PBT trong các hỗn hợp blend khác nhau, một số nghiên cứu sau: Nghiên cứu của Pompe và HA¨UßLER, nghiên cứu của ông Marek Szostak, Nghiên cứu của Joshi, Maiti, Misra, Nghiên cứu của Baolong Wang, Nghiên cứu Theo nghiên cứu của Yang, Smith, Nghiên cứu của Mikitaev, Borukaev, Nghiên cứu của Mikitaev, Borukaev, … đã chứng minh rằng HDPE là vật liệu hứa hẹn nhất có thể cải thiện tính chất của PBT. Tình hình nghiên cứu trên thế giới: • Rittirong Pruthtikul1, a and Pitcha Liewchirakorn1, b [1] Các mẫu Polypropylen (PP) được ghép bằng Maleic Anhydride (MA) đã được chuẩn bị bằng cách trộn phản ứng thông qua quá trình đùn trục vít đôi đồng trục. PP được chức năng hóa với sự có mặt của một lượng tiền chất được tối ưu hóa, Dicumyl Peroxide (DCP) và MA. Lượng MA ghép trên PP được kiểm tra bằng phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn cho số axit. PP ngẫu nhiên như một chất tương thích có số axit cao nhất đã được thêm vào PP / Polyamide 6 (PA6) và được trộn trong quá trình đùn trục vít đôiNó đã được tìm thấy rằng các đặc tính kéo tăng cường PP-g-MA cũng như các đặc tính tác động izod của các mẫu hỗn hợp PP / PA6 / PP-g-MA so với polypropylen nguyên chất. Kính hiển vi điện tử quét đã xác nhận độ bám dính tốt của PA6 trên lưới PP. • Marcus Vinicius Novelloa , Lilian Gasparelli Carreiraa , Leonardo Bresciani Cantob *[2] Hỗn hợp polyetylen terephthalate (PET) và polyamide 66 (PA66), qua phạm vi thành phần hoàn chỉnh, và vật liệu tổng hợp sợi thủy tinh ngắn (SGF) tương ứng đã được nghiên cứu. Những vật liệu này được gộp trong một máy đùn trục vít đôi và được đúc như mẫu chuẩn. Điều tra hình thái của vật liệu tổng hợp cho thấy các sợi thủy tinh ngắn có phân bố kích thước tốt và được phân tán đồng nhất trong một lưới polymer. Các vật liệu tổng hợp PET / PA66 / SGF cho thấy hiệu suất cơ học tốt trong các thử nghiệm uốn, kéo chứng minh rằng việc bổ sung SGF vào hỗn hợp PET / PA66 là một cách tiếp cận lý thú để có được vật liệu tổng hợp nhựa nhiệt dẻo mới. Ngoài ra, điều này thể hiện một ứng dụng tiềm năng cho Trang | 4
PET sau tiêu dùng, một nguyên liệu rẻ và dồi dào, trong thị trường vật liệu tổng hợp PA66 / SGF được thiết lập tốt, được sử dụng rộng rãi trong các bộ phận kỹ thuật đòi hỏi tính chất cơ học và nhiệt cao. • Huiting Shent a , R.J. Pugh b,*, E. Forssberg c [3] Bài viết này tóm tắt tầm quan trọng của tái chế chất thải nhựa và phân loại chất thải nhựa. Dựa trên một phân tích về các đặc tính vật lý và hóa học của nhựa và chất thải nhựa, các tiềm năng và hạn chế của một số quy trình công nghệ được thảo luận. Ngoài ra, một đánh giá về các khía cạnh hóa học bề mặt của tuyển nổi nhựa được trình bày. Có thể kết luận rằng tuyển nổi nhựa là một kỹ thuật khá linh hoạt và có thể chứng minh là một quá trình hữu ích để tách hỗn hợp của một số loại nhựa khác nhau. Tuy nhiên, cần có nhiều nỗ lực nghiên cứu và phát triển hơn trước khi công nghệ này có thể được đưa vào ngành công nghiệp. © 1999 Elsevier Science B.V. All rights reserved. • Baolong Wang, Di Wu, Lien Zhu, Zheng Jin, and Kai Zhao [4] Polyetylen mật độ cao cứng rắn với lõi polyamide-6 / polybutylene terephthalate đã được nghiên cứu trong công trình này. Người ta nhận thấy rằng độ bền của mẫu hỗn hợp ba chất khác nhau: polyethylen / polyamide-6 / polybutylene terephthalate (80/10/10) là 43,87 kJ / m2, cao gấp 2 lần 3 lần so với polyetylen mật độ cao nguyên chất. Quan sát hình thái cho thấy rằng việc bổ sung polybutylene terephthalate và polyamide-6 dẫn đến sự xuất hiện của các hạt phân tán vỏ lõi trong ma trận polyetylen mật độ cao, đó là lý do chính của việc làm cứng polyetylen mật độ cao. Và tất cả các mẫu được chuẩn bị bằng cách trộn chảy. Hơn nữa, các đặc tính lưu biến, kết tinh và biến dạng nhiệt của hỗn hợp ba chất khác nhau cũng được thảo luận. • Legros*, P. J. Carreau and B. D. Favis and A. Michel [5] Sự tương hợp "in situ" của chất đồng trùng hợp poly (ethylene terephthalate) (PET) với chất đồng trùng hợp ethylene vinyl acetate (EVA) thông qua các phản ứng transester hóa xúc tác đã được kiểm tra thông qua các nghiên cứu về lưu biến, hình thái và cơ học. Việc bổ sung chất xúc tác oxit dibutyltin đã được tìm thấy làm giảm kích thước của pha phân tán, tăng cường độ bám dính của nó với ma trận và dẫn đến sự gia tăng mô đun đàn hồi động (G ') với nhiệt độ. Sự cải thiện độ bám dính này cũng dẫn đến sự gia tăng đáng kể độ Trang | 5
giãn dài khi đứt, từ 20 đến 140% khi 2,4% khối lượng chất xúc tác được thêm vào hỗn hợp 70/30 PETG / EVA. So sánh các tác động của các hỗn hợp có và không có chất xúc tác được giải thích thông qua sự hình thành copolyme tại giao diện và liên kết ngang của chuỗi EVA và PETG. • Chalabi Tehran a* , K. Shelesh-Nezhad a, P. Faraji Kalajahi a, A. Olad b [6] Trong nghiên cứu này, polyurethane nhiệt dẻo (TPU) và hạt nano đất sét đã được tích hợp vào poly (butylene terephthalate) (PBT) để cải thiện tính chất va đập và độ bền kéo. Các mẫu PBT / TPU (90/10, 80/20 và 70/30) đã được chuẩn bị bằng cách trộn chảy bằng cách sử dụng máy đùn trục vít đôi đồng trục, sau đó là ép phun. Ở giai đoạn tiếp theo, các hạt nano đất sét có các phần trọng lượng khác nhau đã được thêm vào hỗn hợp PBT / TPU (80/20) theo cùng một cách để chuẩn bị các mẫu nanocompozit. Ảnh SEM minh họa khả năng tương thích tốt giữa TPU và PBT. Để mô tả sự phân tán của các lớp đất sét trong ma trận polymer, kiểm tra nhiễu xạ tia X góc rộng (WAXD) đã được thực hiện. Kết quả đánh giá cơ học cho thấy việc bổ sung TPU vào PBT làm tăng đáng kể cường độ va đập nhưng giảm độ bền kéo và mô đun đàn hồi. Việc kết hợp các hạt nano đất sét vào hỗn hợp PBT / TPU đã cải thiện đáng kể tính chất chịu kéo của vật liệu nano dựa trên PBT / TPU. Một sự cân bằng của các đặc tính kéo và tác động đã được tìm thấy trong hệ thống nanocompozit PBT / TPU / đất sét (80/20/3). • G.V. Salmoria a,⇑ , V.R. Lauth a , M.R. Cardenuto a , R.F. Magnago a,b [7] Trong nghiên cứu này, cấu trúc và tính chất của mẫu pha trộn PA12 (Polyamide 12) và PBT (polybutylene terephthalate) do SLS sản xuất bằng laser CO2 đã được nghiên cứu. Các cấu trúc vi mô của mẫu pha trộn PA12 / PBT được tìm thấy phụ thuộc vào hàm lượng PBT. Các giá trị cao hơn cho mô đun uốn và cường độ cuối cùng được thể hiện bởi mẫu vật 90/10 PA12 / PBT cho thấy hiệu quả làm cứng của số lượng hạt PBT thấp trong ma trận PA12, cung cấp độ cứng cao hơn. Kết quả kiểm tra độ đàn hồi và độ mỏi của hỗn hợp PA12 / PBT 90/10 cũng cho thấy một đặc tính đàn hồi cho thành phần pha trộn này. Ứng dụng tiềm năng trong sản xuất các bộ phận pha trộn có thành phần 90/10 PA12 / PBT với độ cứng cao và khả năng chống mỏi sử dụng SLS đã được xác minh. Trang | 6
• A.N.M. Rose, M. M. Noor, M.M. Rahman, M.R.M. Rejab, M.S. Reza, M. Khairof [8] Polyetylen Terephthalate (PET) là một trong những sợi quan trọng nhất cho ứng dụng công nghiệp. Hiệu suất cao, chi phí thấp và có thể tái chế là những ứng cử viên hấp dẫn nhất cho sợi có độ bền cao. Bài viết này trình bày tỷ lệ Polypropylen (PP) tốt nhất được gia cố bằng sợi PET tái chế, làm vật liệu thay thế cho sản phẩm nhựa mới. Nó cho cường độ cao của Polypropylen được gia cố bằng sợi PET tái chế. PP được trộn với sợi PP tái chế sử dụng máy trộn nhựa và máy ép phun. Các mẫu được cắt theo tiêu chuẩn ASTM và được kiểm tra bằng cách sử dụng thiết bị thử nghiệm phổ quát. Các phân tích được thực hiện bằng cách sử dụng các thành phần thể tích 0% ~ 10% của sợi PP tái chế. Các kết quả thu được chỉ ra rằng thành phần của PP cho độ bền kéo cao hơn. Có thể thấy rằng sức mạnh của PP tăng lên khi có mặt PET. Nó làm giảm chi phí sản xuất và sử dụng làm vật liệu thay thế cho PP cho ứng dụng công nghiệp. • K. Abdel Tawab • Sayeda M. Ibrahim • M. M. Magida [9] Một nghiên cứu đã được thực hiện về khả năng tương thích của polyetylen terephthalate tái chế (R-PET) và polyetylen mật độ thấp (LDPE) với sự hiện diện của ethylene vinyl acetate (EVA) như một tác nhân tương hợp được điều chế bằng quá trình kéo dài nóng. Hàm lượng EVA trong hỗn hợp như một tác nhân tương hợp là một tác dụng tăng cường đối với liên kết ngang bức xạ của các hỗn hợp R-PET / EVA / LDPE và liên kết ngang bức xạ cao nhất thu được khi đạt được hàm lượng eva ở mức 10% khi chiếu xạ gamma. Các hỗn hợp có chứa các tỷ lệ (EVA) khác nhau được chiếu xạ với các liều chiếu xạ gamma khác nhau 25, 50 và 100 kGy. Tác dụng của chất tương thích và bức xạ đối với các tính chất cơ học, nhiệt của R-PET cùng với LDPE và hình thái học đã được nghiên cứu. Người ta nhận thấy rằng chiếu xạ gamma cùng với sự có mặt của chất tương hợp (EVA) có tác động tích cực đến các tính chất cơ học và nhiệt của hỗn hợp R-PET / LDPE. Các đặc tính cấu trúc của R-PET / LDPE được sửa đổi bằng chiếu xạ gamma và EVA là tác nhân tương hợp đã được SEM kiểm tra. Ngoài ra, người ta cũng thấy rằng nồng độ tối ưu của liều chiếu xạ EVA và gamma tương ứng là 10% EVA và 100 kGy.. • Yanping Hao, Huili Yang, Huiliang Zhang*, and Zhishen Mo [10] Trang | 7
Hỗn hợp poly (butylene terephthalate) (PBT) / nhựa nhiệt dẻo polyurethane (TPU) được điều chế bằng cách nấu chảy hỗn hợp. Tính linh hoạt, hành vi kết tinh và cơ chế làm cứng của hỗn hợp PBT / TPU đã được nghiên cứu. Kết quả phân tích cơ học động đã chứng minh rằng PBT không trộn lẫn được với TPU. Kết quả đo nhiệt lượng quét vi sai và nhiễu xạ tia X góc rộng cho thấy độ kết tinh của PBT giảm khi hàm lượng TPU tăng. Hơn nữa, pha trộn với TPU không làm thay đổi cấu trúc tinh thể của PBT. Kết quả tán xạ tia X góc nhỏ cho thấy độ dày lớp tinh thể giảm và độ dày lớp vô định hình tăng khi hàm lượng TPU tăng, cho thấy TPU chủ yếu nằm trong vùng hình cầu PBT xen kẽ trong hỗn hợp. Một sự cải thiện rõ ràng về độ dẻo dai của PBT đã đạt được khi bổ sung TPU. PBT nguyên chất có độ giãn dài khi đứt và cường độ va đập tương ứng khoảng 15% và 2,9 kJ/m2. Tuy nhiên, độ giãn dài khi đứt và cường độ va đập của hỗn hợp 70/30 PBT / TPU đạt lần lượt 410% và 62,9 kJ /m2. ình thái của hỗn hợp PBT / TPU sau khi kiểm tra độ bền kéo và độ va đập đã được nghiên cứu và cơ chế tăng cường tương ứng được thảo luận. Người ta nhận thấy rằng PBT cho thấy năng suất cắt rõ ràng trong hỗn hợp trong các thử nghiệm độ bền kéo và va đập, gây ra sự tiêu tán năng lượng và do đó, dẫn đến sự cải thiện độ dẻo dai của hỗn hợp PBT / TPU. 1.2. Lý do chọn đề tài: PBT là một loại nhựa polyester nhiệt dẻo thành công về mặt thương mại nhưng có một số nhược điểm nhất định như độ bền thấp, độ nóng chảy thấp, độ bền. Trộn hai hay nhiều loại polymer với nhau thường dẫn đến sự không tương thích. tổ chức tế vi thể hiện 2 pha riêng biệt rõ rệt, như các kết quả được nêu trong báo cáo của Baolong Wang, Chalabi Tehran, Yanping Hao, G.V. Salmoria. Để cải thiện tính chất của PBT nó thường được trộn nó với các loại polyolefin như polyetylen mật độ cao (HDPE, PS, PET), các nghiên cứu về PBT và vật liệu composite dựa trên polyolefin được nêu trong một số báo cáo của Baolong Wang. 1.3. Mục tiêu đề tài: - Chế tạo các mẫu thử cơ tính của vật liệu HDPE/PBT. - Thử cơ tính và nghiên cứu tổ chức tế vi. - Tìm ra được tỉ lệ tối ưu của vật liệu HDPE/PBT phù hợp với yêu cầu thực tiễn sản xuất. Trang | 8
1.4. Phương pháp nghiên cứu: - Nghiên cứu ảnh hưởng của PBT đến cơ tính của vật liệu HDPE/PBT. - Thêm các thành phần PBT vào hỗn hợp HDPE/PBT với các tỉ lệ khác nhau. - Nghiên cứu độ bền kéo, độ cứng, tổ chức tế vi. - Quy hoạch thực nghiệm tìm ra tỉ lệ tối ưu. 1.5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: Đối tượng: Nhựa HDPE, PBT và hỗn hợp HDPE/PBT Phạm vi nghiên cứu: Các tỷ lệ HDPE 0%, 5%, 10%, 15%, 100% trong hỗn hợp, cơ sở tính toán độ bền kéo, độ cứng, tổ chức tế vi. Trang | 9
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1. Ngành nhựa: Chất dẻo, hay còn gọi là nhựa hoặc polymer, được dùng làm vật liệu sản xuất nhiều loại vật dụng góp phần quan trọng vào phục vụ đời sống con người cũng như phục vụ cho sự phát triển của nhiều ngành và lĩnh vực kinh tế khác như; điện, điện tử, viễn thông, giao thông vận tải, thủy sản, nông nghiệp v.v. Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ, chất dẻo còn được ứng dụng và trở thành vật liệu thay thế cho những vật liệu truyền thống tưởng chừng như không thể thay thế được là gỗ, kim loại, silicat v.v. Do đó, ngành công nghiệp Nhựa ngày càng có vai trò quan trọng trong đời sống cũng như sản xuất của các quốc gia. Trên thế giới cũng như ở Việt Nam, ngành công nghiệp Nhựa dù còn non trẻ so với các ngành công nghiệp lâu đời khác như cơ khí, điện - điện tử, hoá chất, dệt may v.v… nhưng đã có sự phát triển mạnh mẽ trong những năm gần đây. Ngành Nhựa giai đoạn 2010 – 2015, là một trong những ngành công nghiệp có tăng trưởng cao nhất Việt Nam với mức tăng hàng năm từ 16% – 18%/năm (chỉ sau ngành viễn thông và dệt may), có những mặt hàng tốc độ tăng trưởng đạt gần 100%. Với tốc độ phát triển nhanh, ngành Nhựa đang được coi là một ngành năng động trong nền kinh tế Việt Nam. Sự tăng trưởng đó xuất phát từ thị trường rộng, tiềm năng lớn và đặc biệt là vì ngành nhựa Việt Nam mới chỉ ở bước đầu của sự phát triển so với thế giới và sản phẩm nhựa được phát huy sử dụng trong tất cả các lĩnh vực của đời sống bao gồm sản phẩm bao bì nhựa, sản phẩm nhựa vật liệu xây dựng, sản phẩm nhựa gia dụng và sản phẩm nhựa kỹ thuật cao. Sản phẩm của ngành Nhựa rất đa dạng và ngày càng được sử dụng trong nhiều lĩnh vực, nhiều ngành. Trong lĩnh vực tiêu dùng, sản phẩm từ nhựa được sử dụng làm bao bì đóng gói các loại, các vật dụng bằng nhựa dùng trong gia đình, văn phòng phẩm, đồ chơi v.v. Trong các ngành kinh tế khác, các sản phẩm từ nhựa cũng được sử dụng ngày càng phổ biến; đặc biệt trong một số ngành, nhựa còn trở thành một nguyên liệu thay thế cho các nguyên liệu truyền thống, như trong xây dựng, điện - điện tử v.v. Trang | 10
2.2. Giới thiệu nhựa PBT Poly (Polybutylene terephthalate) và HDPE: 2.2.1. Tính chất và ứng dụng của PBT: 2.2.1a. PBT là gì? Hình 2. 1: Nhựa PBT Poly (butylene terephthalate) là một vật liệu dai và dễ uốn ở trạng thái không bị mẻ. Sự hiện diện của các vết mẻ hoặc độ cong trong vật liệu dẫn đến giòn gãy vật liệu. Điều này đã dẫn đến sự phát triển của một số sửa đổi tác động có chứa các vật liệu giống cao su, chẳng hạn như polyacrylate, polybutadiene, cao su ethylene propylene diene (EPDM) và các đồng polyme khác nhau. 2.2.1b. Đặc điểm: Nhựa PBT là một Polymer tinh thể nhiệt dẻo (Hoặc bán dẻo) thuộc về Polyester. PBT còn có độ cao cơ học, có thể chịu nhiệt độ cao lên đến 120 độ C. Ngoài ra nó còn có thể xử lý bằng chất chống cháy để không bắt lửa trong quá trình sử dụng. Nhựa PBT rất giống với các loại nhựa dẻo. Nhưng khi so sánh PBT với nhựa PET thì nó lại có độ cứng và độ cứng thấp hơn. Cường độ va đập tuy cao hơn nhưng nhiệt độ thủy tinh lại thấp hơn rất nhiều: - Tính cách nhiệt, cách điện cao. - Đặc điểm gia công tốt. - Kháng hóa chất, kháng dung môi tốt. - Dễ làm cho nhựa nóng chảy. 2.2.1c. Ứng dụng: PBT hiện diện trong cuộc sống hàng ngày và biến phổ ở các thành phần điện, điện tử và ô tô. PBT nhựa và hợp chất PBT là hai loại sản phẩm được sử dụng trong các ứng dụng Trang | 11
khác nhau. PBT hợp chất bao gồm các vật liệu khác nhau mà có thể bao gồm PBT nhựa, sợi thủy tinh nộp hồ sơ, và các phụ gia, trong khi PBT nhựa chỉ bao gồm cơ sở nhựa. Các dữ liệu thường được sử dụng trong sản xuất hoặc đầy kính lớp. Để sử dụng bên ngoài trời và lửa là một mối quan tâm, phụ gia được tích hợp để nâng cao UV và dễ cháy hết các thuộc tính của nó. Với những thay đổi, nó có thể cho một PBT sản phẩm được sử dụng trong nhiều công việc ứng dụng: - Được sử dụng làm bàn chải đánh răng, lông mi giả. - Làm bảng mạch điện tử kỹ thuật cao trong ngành điện tử. - Làm tấm lót và vách ngăn chống tĩnh điện và chống thấm. 2.2.2 Tính chất và ứng dụng của HDPE: 2.2.2a. HDPE là gì? Hình 2. 2: Nhựa HDPE Phương pháp tổng hợp nhựa HDPE được thực hiện ở áp suất không lớn, gần với áp suất khí quyển, thiết bị không đòi hỏi yêu cầu cao do phản ứng tiến hành ở áp suất thấp và nhiệt độ không lớn. Quá trình sản xuất ít công đoạn và đơn giản hơn so với phương pháp sản suất ở áp suất cao. Xúc tác sử dụng có hoạt tính cao, được sử dụng với số lượng rất nhỏ nên không đòi hỏi phải tách khỏi sản phẩm. Sản phẩm PE thu được có tỉ trọng cao (HDPE), ít mạch nhánh, có độ kết tinh cao hơn so với phương pháp trùng hợp áp suất thấp. Xúc tác được sử dụng có nhiều loại như Ziegler – Natta, xúc tác Phillips. Xúc tác Ziegler – Natta được tổng hợp từ các alkyl kim loại (như alkyl nhôm) và halogenua của kim loại chuyển tiếp (như TiCl3, SnCl4…). Với xúc tác này nhiệt độ phản ứng thường từ 50 ÷ 700C, áp suất thực hiện gần với áp suất khí quyển, quá trình trùng hợp trong hệ huyền phù hoặc chất lỏng hydrocacbon. Với xúc tác Phillips, xúc tác này sử dụng chất mang là oxit silic hoặc silica Trang | 12