Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu ứng dụng polyme phốt phát nhôm trong chế tạo vật liệu dùng trong xây dựng

i

N G U Y Ô N N g ä C g a n g

N g µ n h C N

H ã A

H ä C

K h o ¸

bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o tr­êng ®¹i häc b¸ch khoa hµ néi --------------------------------------- NGuyÔn NGäC giang

0 7 - 0 9

Nghiªn cøu øng dông polyme phèt ph¸t nh«m trong chÕ t¹o vËt liÖu dïng cho x©y dùng luËn v¨n th¹c sÜ NgµNH C¤NG NGHÖ HãA HäC

Hµ Néi - 2009

bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o tr­êng ®¹i häc b¸ch khoa hµ néi --------------------------------------- NGUYÔN NgäC giang Nghiªn cøu øng dông polyme phèt ph¸t nh«m trong chÕ t¹o vËt liÖu dïng cho x©y dùng

luËn v¨n th¹c sÜ NgµNH C¤NG NGHÖ HãA HäC

ng­êi h­íng dÉn khoa häc :

ts. La thÕ vinh

Hµ Néi - 2009

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là đề tài nghiên cứu của của bản thân tôi, các số liệu

và kết quả được đưa trong trong luận văn này là hoàn toàn trung thực và không

sao chép ở bất kỳ tài liệu khoa học nào.

Tác giả

Nguyễn Ngọc giang

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin trân thành cám ơn TS. La Thế Vinh, người đã tận tình hướng

dẫn giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp này.

Nhân đây tôi cũng xin trân trọng cám ơn tới tập thể các thầy, các cô

trong Bộ môn Công nghệ Các chất vô cơ - Khoa Công nghệ Hóa học - Trường

đại học Bách Khoa Hà Nội đã tạo điều kiện cho tôi trong quá trình thực hiện

luận văn.

Nhân đây, tôi xin gửi lời cảm ơn tới tập thể các thầy cô giáo tại Viện

Đào tạo Sau đại học - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tạo điều kiện và

giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập nghiên cứu cũng như thực hiện đề tài

tốt nghiệp.

Tôi xin cảm ơn tới các bạn đồng nghiệp, các anh chị trong khóa học

2007 - 2009 đã luôn sát cánh cùng tôi, giúp đỡ nhau trong suốt thời gian qua.

Hà Nội, ngày 09 tháng 11 năm 2009

Nguyễn Ngọc Giang

MỤC LỤC

Më ®Çu PhÇn I Tæng quan 1.1 Vai trß vµ sù ph¸t triÓn cña c«ng nghÖ vËt liÖu

1.2 VËt liÖu x©y dùng. VÊn ®Ò vÒ vËt liÖu míi

Trang 8 9 9 1.1.1 Vai trß cña c«ng nghÖ vËt liÖu ........................................................ 9 1.1.2 Sù ph¸t triÓn cña c«ng nghÖ vËt liÖu ............................................... 9 11 1.2.1 VËt liÖu vµ ho¸ phÈm x©y dùng .................................................... 11

1.3 Polyme v« c¬. §Þnh híng sö dông Polyme v« c¬ vµ mét sè kho¸ng chÊt cho tæng hîp vËt liÖu

14 1.3.1 Giíi thiÖu vÒ Polyme v« c¬ ........................................................... 14 1.3.2 TÝnh chÊt cña Polyme v« c¬ .......................................................... 21 1.3.3 C¸c øng dông cña Polyme v« c¬ ................................................... 26 1.3.4 Polyme trªn c¬ së photpho-oxy-nh«m .......................................... 27 1.3.5 Thµnh phÇn cÊu tróc hÖ Polyme .................................................... 48 1.3.6 §Þnh híng sö dông Polyme v« c¬ vµ mét sè kho¸ng chÊt cho tæng hîp vËt liÖu v« c¬ ...................................................................................... 50 53

PhÇn II: C¸c ph¬ng ph¸p nghiªn cøu vµthùc nghiÖm 2.1. ph¬ng ph¸p ph©n tÝch phæ hång ngo¹i (IR) 53

2.2. Ph¬ng ph¸p ph©n tÝch thÓ tÝch

2.1.1. C¬ së cña ph¬ng ph¸p ................................................................... 53 2.1.2. §iÒu kiÖn hÊp thô bøc x¹ hång ngo¹i ........................................... 53 54 2.2.1. Ph©n tÝch AL2 O3 trong kho¸ng ................................................... 54 2.2.2. Ph©n tÝch Na2O .............................................................................. 55 2.2.3. Ph©n tÝch CaO ............................................................................... 56 2.2.4. Ph©n tÝch Fe2O3 ............................................................................. 57 2.2.5. X¸c ®Þnh hµm lîng Ti4+................................................................. 58 2.2.6. Ph©n tÝch CaO trong muèi CaCl2 .................................................. 58

2.3. Ph¬ng ph¸p ph©n tÝch khèi lîng x¸c ®Þnh SiO2 58

2.4. Ph¬ng ph¸p nhiÔu x¹ tia X 2.5. Qu¸ tr×nh t¹o mÉu

2.3.1. Nguyªn t¾c .................................................................................... 58 2.3.2. Dung dÞch chuÈn bÞ ....................................................................... 59 2.3.3. Ph¬ng ph¸p tiÕn hµnh .................................................................... 59 59 60 2.5.1. ChuÈn bÞ nguyªn liÖu .................................................................... 60 2.5.2. Ph©n tÝch nguyªn liÖu ................................................................... 61 2.5.3. KiÓm tra kh¶ n¨ng kÕt dÝnh t¹o h×nh vµ ®ãng r¾n......................... 61 2.5.4. Kh¶o s¸t ¶nh hëng cña mét sè phô gia tíi thêi gian ®ãng r¾n vµ ®é ...................................................................................................... 61 cøng.

2.5.5. KiÓm tra ¶nh hëng cña chÊt ®én c¸t th¹ch anh ............................. 61 2.5.6. T¹o mÉu kiÓm tra lo¹i kh«ng nung ............................................... 61 2.5.7. T¹o mÉu kiÓm tra lo¹i nung .......................................................... 62 2.5.8. Kh¶o s¸t kh¶ n¨ng chÞu níc, chÞu mÆn, chÞu axit ......................... 62

1.4 Ph¬ng ph¸p x¸c ®Þnh cêng ®é nÐn cña c¸c mÉu 62 PhÇn III: KÕt qu¶ nghiªn cøu vµ th¶o luËn 3.1. KÕt qu¶ ph©n tÝch mÉu nguyªn liÖu

64

3.2. KÕt qu¶ thÝ nghiÖm kiÓm tra

64 64 3.1.1. KÕt qu¶ ph©n tÝch mÉu M1 vµ M2 theo ph¬ng ph¸p nhiÔu x¹ tia X . 3.1.2. KÕt qu¶ ph©n tÝch thµnh phÇn ho¸ häc .......................................... 65 65 3.2.1. KÕt qu¶ kiÓm tra kh¶ n¨ng kÕt dÝnh vµ ®ãng r¾n mÉu .................. 65 3.2.2. KÕt qu¶ kh¶o s¸t sù cã mÆt cña mét sè phô gia ............................ 65 3.2.3. ¶nh hëng cña chÊt ®én c¸t th¹ch anh ........................................... 66 3.2.4. KÕt qu¶ t¹o mÉu kiÓm tra lo¹i kh«ng nung .................................. 66 3.2.5. KÕt qu¶ kiÓm tra t¹o mÉu lo¹i nung .............................................. 66 3.2.6. KÕt qu¶ ®o cêng ®é chÞu nÐn ........................................................ 67 3.2.7. KÕt qu¶ ph©n tÝch XRD mét sè mÉu s¶n phÈm ............................ 76 3.2.8. KÕt qu¶ ph©n tÝch hång ngo¹i (IR) ............................................... 79 82 83 84 PhÇn iV KÕt luËn PhÇn V kiÕn nghÞ C¸c tµi liÖu tham kh¶o

Danh môc c¸c b¶ng trong luËn v¨n

STT

Bảng

Nội dung

Trang

1

14

B¶ng 1.1 Nh÷ng nguyªn tè t¹o Polyme ®ång nhÊt

2

14

B¶ng 1.2 Nh÷ng nguyªn tè t¹o Polyme kh«ng ®ång nhÊt

3

15

B¶ng 1.3 N¨ng l­îng liªn kÕt cña mét sè Polyme ®ång nhÊt

B¶ng 1.4

4

15

5

N¨ng l­îng liªn kÕt cña mét sè Polyme kh«ng ®ång nhÊt

37

B¶ng 1.5 C¸c ®¬n vÞ lÆp l¹i trong m¹ch Polyme photphat nh«m

6

65

B¶ng 3.1 KÕt qu¶ ®o bé mÉu 1

7

67

B¶ng 3.2 KÕt qu¶ ®o bé mÉu 2

8

68

B¶ng 3.3 KÕt qu¶ ®o bé mÉu 3

9

69

B¶ng 3.4 KÕt qu¶ ®o bé mÉu 4

10

70

B¶ng 3.5 KÕt qu¶ ®o bé mÉu 5

11

71

B¶ng 3.6 KÕt qu¶ ®o bé mÉu 6

12

72

B¶ng 3.7 KÕt qu¶ ®o bé mÉu 7

73

B¶ng 3.8 KÕt qu¶ ®o bé mÉu 8

13 Danh môc c¸c h×nh trong luËn v¨n

STT Hình Nội dung Trang

H×nh 1.1 CÊu tróc Polyme photphat nh«m 27 1

H×nh 1.2 Sù biÕn ®æi m¹ch c¬ së khi thuû ph©n 31 2

H×nh 1.3 33 3 ­íc tiÕp theo trong qu¸ tr×nh thuû ph©n vµ biÕn ®æi m¹ch c¬ së

H×nh 1.4 C¸c kiÓu më réng cña m¹ch Polyme tõ h×nh 1.2 34 4

H×nh 1.5 C¸c d¹ng kh¸c nhau cña sù ph¸t triÓn m¹ch 35 5

H×nh 1.6 C¸c d¹ng kh¸c nhau cña sù ph¸t triÓn m¹ch 36 6

7 H×nh 1.7 Sù biÕn ®æi cÊu tróc tõ AlPO4-5 (a) sang AlPO4-8 (b) 39

8 H×nh 1.8 Sù biÕn ®æi cÊu tróc tõ AlPO4-C (a) sang AlPO4-D (b) 39

9 H×nh 1.9 Qu¸ tr×nh t¹o cÊu tróc mµng AlPO4 -5 41

10 H×nh 1.10 CÊu tróc cña [Al3P4O16]3- tõ c¸c vßng 6 c¹nh. 43

11 H×nh 1.11 44 Qu¸ tr×nh ng­ng tô m¾t xÝch ®Ó t¹o cÊu tróc d¹ng khung

12 H×nh 1.12 45 Qu¸ tr×nh h×nh thµnh cÊu tróc d¹ng khung víi c¸c vßng 8 c¹nh bÞ xo¾n (bªn ph¶i) tõ c¸c d¹ng m¹ch hë.

13 H×nh 1.13 CÊu tróc cña AlPO4 46

14 H×nh 1.14 46 Gi¶n ®å phæ hång ngo¹i cña mÉu Polyme photphat nh«m

15 H×nh 1.15 47 XRD cña mét sè mÉu Polyme photphat nhom víi tû lÖ P:Al kh¸c nhau.

16 H×nh 3.1 Phæ XRD mÉu M1 62

17 H×nh 3.2 KÕt qu¶ X-ray mÉu M2 62

18 H×nh 3.3 66 Quan hÖ c­êng ®é nÐn vµ tuæi cña mÉu M1 víi keo 2- 1

67 19 H×nh 3.4 Quan hÖ c­êng ®é nÐn vµ tuæi cña mÉu M1 víi keo 1- 1

20 H×nh 3.5 68 Quan hÖ c­êng ®é nÐn vµ tuæi cña mÉu cã c¸t th¹ch anh víi Keo 2-1

21 H×nh 3.6 69 Quan hÖ c­êng ®é nÐn vµ tuæi cña mÉu cã c¸t th¹ch anh víi Keo 1-1

22 H×nh 3.7 70 Quan hÖ c­êng ®é nÐn vµ thêi gian nung cña M1 víi keo 2-1

23 H×nh 3.8 71 Quan hÖ c­êng ®é nÐn vµ thêi gian nung cña M1 víi keo 1-1

24 H×nh 3.9 72 Quan hÖ c­êng ®é nÐn vµ nhiÖt ®é nung cña M1 víi keo 2-1

25 H×nh 3.10 73 Quan hÖ c­êng ®é nÐn vµ nhiÖt ®é nung cña M1 víi keo 2-1

26 H×nh 3.11 Gi¶n ®å chôp phæ XRD mÉu 9 74

27 H×nh 3.12 Gi¶n ®é chôp phæ XRD mÉu N2-6 75

28 H×nh 3.13 Gi¶n ®é chôp phæ XRD mÉu N2-7 75

29 H×nh 3.14 Gi¶n ®é chôp phæ XRD cña 3 mÉu xÕp chång 76

30 H×nh 3.15 Gi¶n ®å phæ hång ngo¹i cña mÉu 9 77

31 H×nh 3.16 Gi¶n ®å phæ hång ngo¹i cña mÉu N2-7 77

31 H×nh 3.17 Gi¶n ®å phæ hång ngo¹i cña Polyme photphat - nh«m 78

Më ®Çu Ngµy nay, cïng víi sù ph¸t triÓn m¹nh mÏ cña khoa häc, khoa häc vËt liÖu

®· lµm thay ®æi c¸ch nhËn thøc vµ ®êi sèng con ng­êi. ThËt vËy, mçi b­íc tiÕn

cña c«ng nghÖ vËt liÖu lu«n lµ ®éng lùc cho sù ph¸t triÓn chung cña khoa häc

kü thuËt. Sù ra ®êi cña lo¹i vËt liÖu lu«n t¹o ®éng lùc cho c¸c h­íng nghiªn cøu

khoa häc. ChÝnh v× vËy con ng­êi kh«ng ngõng hoµn thiÖn, c¶i tiÕn vËt liÖu vµ

t×m kiÕm vËt liÖu míi. Trong ®ã viÖc nghiªn cøu t×m ra c¸c lo¹i vËt liÖu míi

lu«n lµ môc tiªu mòi nhän cña nhµ khoa häc vµ c«ng nghÖ vËt liÖu. C¸c lo¹i

nguyªn liÖu míi, hay c¸c ph­¬ng thøc s¶n xuÊt míi ra ®êi cã ý nghÜa rÊt lín,

bëi c¸c ph­¬ng thøc truyÒn thèng trë lªn h¹n chÕ.

Tµi nguyªn trªn tr¸i ®Êt chØ cã giíi h¹n, mét khi ®Êt n­íc ph¸t triÓn viÖc sö

dông nguån tµi nguyªn sÏ nhiÒu h¬n, khi ®ã dÉn ®Õn viÖc khan hiÕm vÒ tµi

nguyªn nãi chung vµ vÒ vËt liÖu sö dông trong x©y dùng nãi riªng ®· trë thµnh

mét vÊn ®Ò rÊt ®¸ng quan t©m.

ViÖc “Nghiªn cøu øng dông polyme phèt ph¸t nh«m trong chÕ t¹o vËt

liÖu dïng cho x©y dùng“ nh»m t×m ra c¸c ph­¬ng ph¸p chÕ t¹o vËt liÖu míi

vµ cã nh÷ng nguyªn liÖu míi cho vËt liÖu x©y dùng sÏ lµ nhiÖm vô hÕt søc cÇn

thiÕt.

Víi nhiÖm vô cña b¶n ®å ¸n nµy sÏ tËp trung vµo viÖc nghiªn cøu sö dông

nguån nguyªn liÖu kho¸ng cã trong ®Êt ®åi, vµ c¸c tÝnh chÊt Polyme photphat

nh«m, kh¶o s¸t vµ t×m ra c¸ch tæng hîp lo¹i vËt liÖu v« c¬ sö dông cho x©y

dùng.

PhÇn I Tæng quan

1.1 Vai trß vµ sù ph¸t triÓn cña c«ng nghÖ vËt liÖu

1.1.1 Vai trß cña c«ng nghÖ vËt liÖu

Cã thÓ nãi, vËt liÖu ®ãng mét vai trß quan träng trong sù ph¸t triÓn cña nh©n

lo¹i. N¬i nµo xuÊt hiÖn sù sèng con ng­êi, th× kÌm theo ®ã lµ sù xuÊt hiÖn cña

vËt liÖu. VËt liÖu cã mÆt trong hÇu hÕt nh÷ng n¬i cã con ngõ¬i sinh sèng vµ lµm

viÖc, tøc lµ trong c¶ sinh ho¹t hµng ngµy, trong s¶n xuÊt, c«ng nghiÖp vµ khoa

häc kü thuËt

Trong ®êi sèng, gÇn gòi nhÊt bªn c¹nh ta ®ã lµ c¸c vËt liÖu t¹o ra vËt dông

sinh ho¹t hµng ngµy, c«ng cô lao ®éng hay vËt liÖu ®Ó lµm nhµ ë, lµm c¸c c«ng

tr×nh giao th«ng, thuû lîi....

Trong c«ng nghiÖp, khoa häc kü thuËt kh¸c th× vËt liÖu còng ®­îc sö dông

®Ó t¹o ra c¸c thiÕt bÞ s¶n xuÊt c«ng nghiÖp, c¸c chi tiÕt m¸y mãc, hay vËt liÖu

®Ó x©y dùng nhµ x­ëng. C¸c lo¹i vËt liÖu b¶o vÖ chi tiÕt m¸y mãc, ®å vËt...

Cßn rÊt nhiÒu øng dông kh¸c cña vËt liÖu nh­ c¸c vËt liÖu sö dông trong y

häc, c¸c vËt liÖu tÝnh n¨ng cao sö dông lµm c¸c cÊu kiÖn ®iÖn tö...

Víi nh÷ng øng dông réng r·i nh­ vËy, th× ngµnh khoa häc c«ng nghÖ vËt liÖu

thùc sù ®· n¾m gi÷ mét vÞ trÝ quan träng trong ®êi sèng, cã ¶nh h­ëng m¹nh

mÏ ®Õn c¸c ngµnh khoa häc kü thuËt kh¸c còng nh­ ®Õn c¸c qu¸ tr×nh s¶n xuÊt

c«ng nghiÖp.

1.1.2 Sù ph¸t triÓn cña c«ng nghÖ vËt liÖu Ngµy nay, ®êi sèng vµ nhu cÇu cña con ng­êi ngµy mét cao h¬n. Vµ c¸c

ngµnh khoa häc c«ng nghÖ còng ph¸t triÓn m¹nh mÏ h¬n. §iÒu nµy còng dÉn

®Õn nh÷ng ®ßi hái vÒ nh÷ng lo¹i vËt liÖu ph¶i cã ®­îc nh÷ng tÝnh n¨ng ®¸p øng

®­îc yªu cÇu c«ng nghÖ ®Æt ra, hay nh÷ng nhu cÇu thÞ hiÕu cña ®êi sèng con

ng­êi. ChÝnh v× vËy, c¸c nhµ khoa häc vÒ vËt liÖu ®· kh«ng ngõng nghiªn cøu,

t×m ra c¸c lo¹i vËt liÖu ®Ó ®­a cuéc sèng con ng­êi vµ c¸c ngµnh khoa häc kü

thuËt kh¸c ngµy mét ph¸t triÓn h¬n.

C¸c s¶n phÈm míi, ®¸p øng yªu cÇu cña cuéc sèng, cña khoa häc kü

thuËt ngµy cµng xuÊt hiÖn nhiÒu h¬n. Cô thÓ nh­ sù cã mÆt cña c¸c s¶n phÈm

mü nghÖ cao cÊp, vËt liÖu x©y dùng cã c¸c tÝnh chÊt ®Æc biÖt nh­ c¸ch ©m, c¸ch

nhiÖt, chÞu ¸p, chÞu löa, chÞu axit, chÞu mÆn... hay c¸c vËt liÖu cã tÝnh th©n thiÖn

víi m«i tr­êng, vËt liÖu siªu dÉn, siªu nhÑ, c¸ch ®iÖn...

Trªn nhiÒu trang b¸o hay t¹p chÝ ®· thÊy xuÊt hiÖn nh÷ng th«ng tin vÒ

c¸c s¶n phÈm khoa häc cña ngµnh khoa häc vËt liÖu ®­îc øng dông trong nhiÒu

ngµnh, vÝ dô nh­ vËt liÖu cacbon dïng ®Ó thay x­¬ng trong y häc, lo¹i x­¬ng

nh©n t¹o nµy cã thÓ cÊy ghÐp vµo c¬ thÓ ng­êi thay thÕ nh÷ng phÇn bÞ g·y, mÊt,

viÖc nµy cã ý nghÜa v« cïng quan träng bëi gióp cho c¸c bÖnh nh©n tr¸nh ®­îc

viÖc lÊy x­¬ng ë nh÷ng phÇn kh¸c trªn c¬ thÓ thay thÕ võa g©y ®au ®ín, l¹i ®Ó

l¹i khuyÕt tËt. Hay s¶n phÈm Polyme blend, ®­îc sö dông trong ngµnh ®­êng

s¾t, thay thÕ cho c¸c chi tiÕt lµm b»ng kim lo¹i dÔ bÞ rØ sÐt, khã kh¨n cho viÖc

söa ch÷a vµ b¶o d­ìng. HoÆc s¶n phÈm d¹ng gel cã t¸c dông nh­ mét mµng läc

ph©n tö, chØ cÇn vµi cm khèi vËt liÖu nµy, cã thÓ tr¶i ra trªn bÒ mÆt n­íc réng

b»ng c¶ mét s©n bãng ®¸, vËt liÖu läc nµy cã thÓ hót ®­îc c¸c kim lo¹i nÆng

nh­ ch×, thuû ng©n....trªn ®©y chØ lµ mét sè vÝ dô, trong sè rÊt nhiÒu c¸c thµnh

tùu cña khoa häc vËt liÖu.

Nh­ vËy, song song víi sù ph¸t triÓn m¹nh mÏ cña khoa häc kü thuËt nãi

chung, trªn ®µ ph¸t triÓn chung cña nh©n lo¹i, ngµnh khoa häc c«ng nghÖ vËt

liÖu còng cã nh÷ng b­íc tiÕn m¹nh mÏ, ®¹t ®­îc thµnh tùu quan träng, gãp

phÇn thóc ®Èy sù ph¸t triÓn cña c¸c ngµnh kh¸c.Víi ®µ ph¸t triÓn kh«ng ngõng

cña khoa häc kü thuËt, nhu cÇu ngµy mét t¨ng cao cña ®êi sèng, th× nhiÖm vô

®Æt ra ®èi víi ngµnh khoa häc c«ng nghÖ v¹t liÖu ngµy cµng cÊp thiÕt h¬n.

1.2 VËt liÖu x©y dùng. VÊn ®Ò vÒ vËt liÖu míi

1.2.1 VËt liÖu vµ ho¸ phÈm x©y dùng

VÊn ®Ò vÒ vËt liÖu vµ ho¸ phÈm x©y dùng lµ mét vÊn ®Ò quan träng ®i víi

ngµnh kiÕn tróc vµ x©y dùng.

Yªu cÇu ®èi víi vËt liÖu x©y dùng tr­íc hÕt lµ ph¶i cã ®é bÒn c¬ häc, cã kh¶

n¨ng chèng chÞu tèt tr­íc nh÷ng ®iÒu kiÖn kh¾c nghiÖt cña m«i tr­êng. §ång

thêi, vËt liÖu x©y dùng ph¶i t¹o nªn m«i tr­êng v× khÝ hËu thÝch hîp cho con

ng­êi, ®ã lµ kh¶ n¨ng c¸ch nhiÖt, c¸ch ©m, chèng nãng, l¹nh, chèng nÊm mèc

rªu... ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn sèng tèt, h¹n chÕ tèi ®a viÖc sö dông c¸c n¨ng l­îng

nh©n t¹o (®iÒu hoµ nhiÑt ®é, qu¹t m¸y, lß s­ëi..

VËt liÖu x©y dùng, theo thêi gian ngµy cµng ®­îc c¶i thiÖn vµ ph¸t triÓn

®¸ng kÓ, nh»m phï hîp víi kiÕn tróc hiÖn ®¹i. Tõ nh÷ng vËt liÖu d©n gian tr­íc

®©y nh­ r¬m trén bïn ®Êt, t­êng tr×nh dÇn ®­îc thay thÕ b»ng g¹ch xØ v«i, v÷a

toocxi, råi ®Õn g¹ch ®Æc, ngãi mòi hµi s¶n xuÊt thñ c«ng, thay thÕ bëi g¹ch lç,

tÊm lîp ngãi t©y. C¸c vËt liÖu kÕt cÊu hiÖn ®¹i ngµy nay nh­ bª t«ng cèt thÐp,

thÐp x©y dùng ®· thay thÕ dÇn cho c¸c vËt liÖu tù nhiªn hoÆc nh©n t¹o hoÆc ®¬n

gi¶n trong kÕt cÊu chÞu lùc chÝnh, còng nh­ c¸c cÊu kiÖn bao che. Tuy nhiªn,

c¸c vËt liÖu nµy còng cßn cÇn ph¶i c¶i tiÕn rÊt nhiÒu, ®Ó ®¸p øng nh÷ng yªu cÇu

®Æc biÖt cña kiÕn tróc. Víi c¸c vËt liÖu dïng trong x©y dùng c¸c c«ng tr×nh giao

th«ng, cÇn ph¶i cã kh¶ n¨ng chÞu lùc nÐn ¸p cao, vµ tÝnh bÒn trong c¸c ®iÒu

kiÖn thêi tiÕt nh­ n¾ng, m­a, nãng l¹nh...

Nh»m gi¶i quyÕt vÊn ®Ò n©ng cao tÝnh n¨ng cho vËt liÖu, c¸c nghiªn cøu vÒ

vËt liÖu tËp trung cho c¸c h­íng sau:

1.2.1.1 VËt liÖu c¸ch nhiÖt:

Toµn bé bøc x¹ mÆt trêi, khi chiÕu xuèng c«ng tr×nh x©y dùng, phÇn ®i qua

t­êng chiÕm tØ lÖ lín nhÊt (kho¶ng 34%), tiÕp ®ã lµ phÇn qua m¸i nhµ (kho¶ng

27%). L­îng nhiÖt nµy sÏ lµm nãng kh«ng khÝ bªn trong nhµ. Cßn vµo mïa

l¹nh, nhiÖt tõ trong nhµ sÏ bÞ thÊt tho¸t ra bªn ngoµi. Do ®Æc ®iÓm trªn, vËt liÖu

®Ó lµm t­êng bao , m¸i che nªn sö dông c¸c lo¹i vËt liÖu c¸ch nhiÖt tèt. NÕu sö

dông c¸c lo¹i vËt liÖu ®Æc nh­ bª t«ng nÆng (cèt thÐp), g¹ch, ®¸...sÏ dÔ g©y hiÖu

øng khèi nhiÖt, lµm kh«ng khÝ trong nhµ oi bøc, ngét ng¹t, v× vËy, nÕu dïng

t­êng bao 2 líp, th× nªn dïng mét líp vËt liÖu c¸ch nhiÖt ë gi÷a. HoÆc cã thÓ

lµm t­êng bao b»ng bª t«ng c¸ch nhiÖt, hay g¹ch c¸ch nhiÖt thaythÕ cho g¹ch

nung... hiÖn nay, ë c¸c n­íc ph¸t triÓn s¶n xuÊt ®­îc nh÷ng s¶n phÈm nh­ vËy.

Tuy nhiªn, viÖc sö dông ®¹i trµ ë n­íc ta cßn gÆp nhiÒu khã kh¨n, nhÊt lµ vÊn

®Ò kinh tÕ. Ngoµi g¹ch vµ bª t«ng nhÑ cßn cã c¸c chÕ phÈm hiÖn ®¹i, cã nhiÖt

trë lín, träng l­îng nhÑ cña n­íc ngoµi còng ®­îc ®­a ®Õn ViÖt Nam ®Ó giíi

thiÖu, ®a phÇn c¸c nguyªn liÖu cã nguån gèc v« c¬ nh­ sîi b«ng kho¸ng, b«ng

v¶i thuû tinh, sîi gèm... ®­îc qu¶ng c¸o lµ kh¶ n¨ng c¸ch nhiÖt, c¸ch ©m tèt,

®é chÞu kÐo nÐn cao, bÒn víi ho¸ chÊt, bÒn nhiÖt... tuy nhiªn thùc tÕ c¸c s¶n

phÈm nµy ch­a ®­îc c¬ quan cã thÈm quyÒn quyÕt ®Þnh, còng ch­a cã ph¶n håi

tõ ng­êi sö dông.

C¸c s¶n phÈm kÓ trªn th­êng ®­îc chÕ t¹o d­íi d¹ng tÊm èp. Cã thÓ kÓ ra

mét sè s¶n phÈm ®­îc ®­a vµo thÞ tr­êng n­íc ta:

− TÊm KCC len thuû tinh (Hµn quèc): lµ sîi v« c¬, kh«ng ch¸y, kh«ng bÞ x©m thùc vµ tho¸i ho¸ bëi nhiÖt ®é, ®é Èm, ho¸ chÊt. Lo¹i sîi nµy rÊt nhá, cã

nhiÒu ®Öm kh«ng khÝ nen cã kh¶ n¨ng ng¨n bøc x¹, hÊp thô sãng ©m. Cã

träng l­îng nhÑ, mÒm, dÔ gia c«ng l¾p ®Æt.

− TÊm Lexan thermopanel (Hoa kú): Gåm nhiÒu chñng lo¹i chÕ phÈm, trªn nÒn polycarbonate, víi nhiÒu v¸ch ng¨n t¹o ra s¶n phÈm cã nhiÒu « rçng vµ

nhÑ, cã ®é cøng c¬ häc cao, cã tÝnh c¶n quang vµ c¶n bøc x¹ nhiÖt.

− TÊm Ketelong (§øc -NhËt): chÕ xuÊt tõ polycarbonate, cã ®é bÒn va ®Ëp tèt,

c¸ch ©m tèt.

1.2.1.2 VËt liÖu chèng thÊm:

VËt liÖu chèng thÊm cã htÓ lµ c¸c lo¹i mµng ng¨n, mµng phñ, sîn chèng

thÊm. Ngoµi c¸c vËt liÖu kÓ trªn cßn cã mét sè biÖn ph¸p chèng thÊm b»ng c¸c

phô gia v« c¬ hoÆc c¸c dung dÞch phun thÊm s©u vµo kÕt cÊu.

Phô gia chèng thÊm cã nguån gèc lµ c¸c h¹t mÞn h¬n xi m¨ng nh­ muéi

khãi silic (silica fume), tro bay nhiÖt ®iÖn (fly ash) hoÆc xØ lß cao nghiÒn mÞn,

cã t¸c dông chÌn thªm vµo nh÷ng kÏ hë vèn ®· rÊt nhá gi÷a c¸c h¹t xi m¨ng

trong hçn hîp bª t«ng.

Dung dÞch phun th­êng cã vËt liÖu nÒn, gèc silicat, cã kh¶ n¨ng lÊp c¸c lç

rçng trong bª t«ng, t¨ng c­êng lùc liªn kÕt, tr¸m c¸c vÕt nøt ch©n chim do co

ngãt.

1.2.1.3 VÊn ®Ò vËt liÖu míi:

Ngµy nay, c¸c lo¹i vËt liÖu truyÒn thèng, bao gåm vËt liÖu khai th¸c tù

nhiªn, d©n d· nh­ ®¸ ong, ®¸ sß, t­êng tr×nh, ®¸ xÎ... hay c¸c vËt liÖu chÕ t¹o

thñ c«ng, ®· kh«ng cßn phï hîp trong x©y dùng. C¸c lo¹i vËt liÖu ®­¬ng ®¹i

nh­ bª t«ng, s¾t thÐp còng cÇn nghiªn cøu, hoµn thiÖn bæ sung nh÷ng tÝnh n¨ng

phï hîp víi yªu cÇu. Song song víi nã lµ viÖc tiÕn hµnh nghiªn cøu vµ ®­a vµo

sö dông c¸c lo¹i vËt liÖu vµ ho¸ ph¶m x©u dùng míi, hiÖn ®¹i. VËt liÖu x©y

dùng míi ®Ò cËp ë ®©y lµ nh÷ng vËt liÖu ®­îc nghiªn cøu vµ s¶n xuÊt t¹i ViÖt

Nam, theo nguyªn liÖu míi, trªn d©y chuyÒn vµ c«ng nghÖ míi, vµ c¶ nh÷ng

vËt liÖu cã kh¶ n¨ng du nhËp hoÆc chuyÓn giao trong t­¬ng lai.

Mét sè lo¹i vËt liÖu míi cã triÓn väng:

− ChÊt dÎo sîi v« c¬

− Sö dông chÊt dÎo hoÆc Polyme lµm nÒn cho c¸c lo¹i cèt sîi nh­ sîi thuû

tinh, sîi cacbon, t¹o nªn vËt liÖu thay thÕ cho s¾t thÐp, bª t«ng. Víi c¸c ­u

®iÓm nh­ träng l­îng nhÑ, chÞu nÐn Ðp tèt, cã ®é bÒn ho¸ cao, chÞu ®­îc

m«i tr­êng x©m thùc m¹nh. Lo¹i vËt liÖu nµy ®· ®­îc nghiªn cøu vµ sö

dông ë nhiÒu n­íc ph¸t triÓn (Anh, Hoa Kú, NhËt..), nã cã thÓ sö dông ®Ó

chÕ t¹o c¸c tÊm máng dïng ®Ó t¨ng c­êng, gia cè c¸c chi tiÕt kÕt cÊu bÞ

thÊm dét, hoÆc dïng lµm c¸c chi tiÕt trong m«i tr­êng x©m thùc, hoÆc cã thÓ

thay thÕ cho cèt thÐp th­êng vµ cèt thÐp øng lùc tr­íc trong bª t«ng cèt

thÐp.

− ChÕ t¹o bª t«ng tÝnh n¨ng cao, nhÑ, thay thÕ bª t«ng cèt thÐp nÆng vµ cã tÝnh

c¶n nhiÖt, ®é bÒn ho¸ kÐm.

− ChÕ t¹o c¸c lo¹i g¹ch nhÑ cã tÝnh chÊt c¸ch nhiÖt c¸ch ©m tèt.

− Bªn c¹nh c¸c nghiªn cøu vÒ vËt liÖu dïng trong x©y dùng nhµ ë, th× viÖc t×m ra vËt liÖu øng dông trong x©y dùng c¸c c«ng tr×nh ®­êng giao th«ng còng

lµ vÊn ®Ò cÇn ®­îc chó träng. ViÖc nghiªn cøu sö dông nguån nguyªn liÖu

s½n cã lµ ®Êt sÐt, ®Êt t¹p kÕt hîp víi phô gia hãa häc, t¹o nªn mét lo¹i vËt

liÖu cã thÓ øng dông lµm nÒn ®­êng, víi kh¶ n¨ng chÞu nÐn cao, thay thÕ

cho ®­êng bª t«ng hay ®­êng nhùa, sÏ cã mét ý nghÜa rÊt lín, ®Æc biÖt lµ víi

vÊn ®Ò giao th«ng n«ng th«n.

1.3 Polyme v« c¬. §Þnh h­íng sö dông Polyme v« c¬ vµ

mét sè kho¸ng chÊt cho tæng hîp vËt liÖu

1.3.1 Giíi thiÖu vÒ Polyme v« c¬

1.3.1.1 Xu thÕ ph¸t triÓn cña Polyme v« c¬

Kh¸i niÖm: Hîp chÊt Polyme lµ hîp chÊt ®­îc h×nh thµnh do sù lÆp l¹i

nhiÒu lÇn cña mét hay nhiÒu lo¹i nguyªn tö hoÆc nhãm nguyªn tö (®­îc gäi lµ

monome) liªn kÕt víi nhau thµnh phÇn tö lín cã cÊu tróc ®¹i ph©n tö. C¸c phÇn

tö nhá liªn kÕt víi nhau cã thÓ t¹o thµnh m¹ch th¼ng, m¹ch nh¸nh, m¹ch vßng

hay d¹ng m¹ch kh«ng gian.

So víi Polyme v« c¬ th× Polyme h÷u c¬ ®­îc ph¸t triÓn tõ rÊt sím. Víi c¸c

®Æc ®iÓm dÎo, dÔ gia c«ng t¹o s¶n phÈm... c¸c lo¹i Polyme h÷u c¬ ®­îc ph¸t

triÓn réng r·i. Tuy nhiªn, chóng cã c¸c nh­îc ®iÓm lµ kh«ng chÞu ®­îc nhiÖt

®é cao vµ m«i tr­êng x©m thùc. V× vËy, trong nhiÒu n¨m gÇn ®©y, ®· xuÊt hiÖn

nh÷ng nghiªn cøu vµ øng dông c¸c vËt liÖu míi.

C¸c c«ng tr×nh nghiªu cøu tæng hîp Polyme v« c¬ ®· cã tõ nh÷ng n¨m

1950, bao gåm: polyphotphat, polysilicon, polisilicat, polyborat. C¸c lo¹i vËt

liÖu nµy ®ãng vai trß quan träng trong c«ng nghiÖp.

Ngµy nay, viÖc nghiªn cøu vµ tæng hîp ngµy cµng ®­îc më réng vµ ®· ®¹t

®­îc nh÷ng thµnh tùu trong viÖc t×m kiÕm vµ øng dông c¸c lo¹i Polyme cã kh¶

n¨ng lµm viÖc ë nhiÖt ®é cao vµ m«i tr­êng ¨n mßn m¹nh.

Víi c¸c ph­¬ng ph¸p trïng hîp, trïng ng­ng, ph­¬ng ph¸p ®a tô, phèi trÝ

vµ sù thay ®æi phï hîp víi yªu cÇu c«ng nghÖ. Thªm vµo ®ã, sù ph¸t triÓn cña

ho¸ häc hiÖn ®¹i gióp cho viÖc t×m ra c¸c ®iÒu kiÖn ®Ó cã thÓ tæng hîp vµ ®¹t

®­îc cÊu tróc còng nh­ tÝnh n¨ng toµn vÑn cña vËt liÖu ®©y chÝnh lµ môc tiªu

cña khoa häc c«ng nghÖ vËt liÖu.

1.3.1.2 Ph©n lo¹i Polyme v« c¬

Theo ph­¬ng ph¸p ph©n lo¹i do Korshak vµ Mozgova, Polyme ®­îc chia

lµm hai lo¹i:

− Polyme ®ång nhÊt: ®­îc t¹o ra tõ c¸c nguyªn tè cïng lo¹i. C¸c nguyªn tö liªn kÕt víi nhau bëi liªn kÕt céng ho¸ trÞ ë c¸c m¾t xÝch cña cïng nguyªn

tè.

− Polyme kh«ng ®ång nhÊt: ®­îc t¹o thµnh khi thay thÕ c¸c nguyªn tö trong m¾t xÝch ë c¸c kho¶ng c¸ch x¸c ®Þnh b»ng c¸c nguyªn tö phi kim nh­ N, O,

S, P... hoÆc c¸c nguyªn tö kim lo¹i nh­ Al, Fe, Zn, Cr, Ti... TÝnh chÊt cña

c¸c Polyme kh«ng ®ång nhÊt rÊt kh¸c so víi c¸c Polyme ®ång nhÊt.

C¸c nguyªn tè t¹o Polyme ®ång nhÊt vµ t¹o Polyme kh«ng ®ång nhÊt ®­îc

cho bëi c¸c b¶ng sau:

B¶ng 1.1: Nh÷ng nguyªn tè t¹o Polyme ®ång nhÊt (®­îc b«i ®en)

Nhãm

Chu

kú

III

IV

V

VI VII

VIII

I

II

O

(H)

He

1

Li

Be

B

O

F

C

N

Ne

2

Na Mg Al

S

Cl

Si

P

Ar

3

K

Ca

Sc

Ti

V

Cr Mn Fe Co Ni

4

Kr

Cu

Zn Ga Ge As

Se

Br

Rb

Sr

Y

Zr Nb Mo

Tc Ru Rh Pd

5

Ag Cd

In

Sn

Sb

Te

I

Xe

Cs

Ba

La Hf

Ta W

Re Os

Ir Pt

6

Rn

Au Hg

Tl

Pb

Bi

Po Al

Fr

Ra Ac

(Th)

(Pa)

(U)

7

B¶ng 1.2: Nh÷ng nguyªn tè t¹o Polyme kh«ng ®ång nhÊt (®­îc b«i ®en)

Nhãm

Chu kú

III

IV

VI VII

VIII

V

II

I

O

(H)

He

1

O

F

N

C

Be

Li

B

Ne

2

S

Cl

P

Si

Na Mg Al

Ar

3

V

Ti

K

Ca

Sc

Cr Mn Fe Co Ni

4

Cu

Zn Ga Ge As

Se

Br

Kr

Rb

Y

Sr

Zr Nb Mo

Tc Ru Rh Pd

5

In

Ag Cd

Sn

Sb

Te

I

Xe

Cs

Ba

La Hf

Ta W

Re Os

Ir Pt

6

Au Hg

Tl

Pb

Bi

Po Al

Rn

7

Ra Ac

(Th)

(U)

Fr

(Pa) Kh¶ n¨ng t¹o Polyme ®ång nhÊt vµ kh«ng ®ång nhÊt phô thuéc vµo n¨ng

l­îng liªn kÕt cña m¾t xÝch. Dùa vµo thùc nghiÖm ng­êi ta ®· x¸c ®Þnh ®­îc

gi¸ trÞ n¨ng l­îng liªn kÕt cña mét sè lo¹i Polyme nh­ sau:

B¶ng 1.3: N¨ng l­îng liªn kÕt cña mét sè Polyme ®ång nhÊt

Liªn kÕt

N¨ng lîng Kcal/mol

Liªn kÕt

N¨ng lîng kcal/mol

C-C

80,0

Sb-Sb

42,0

S-S

63,0

Ge-Ge

39,2

P-P

53,0

As-As

39,0

Se-Se

50,0

N-N

37,0

Si-Si

45,0

O-O

34,0

B¶ng 1.4: N¨ng l­îng liªn kÕt cña mét sè Polyme kh«ng ®ång nhÊt

Liªn kÕt

N¨ng lîng Kcal/mol

Liªn kÕt

N¨ng lîng kcal/mol

B-N

104.3

C-N

66.0

Si-O

89.3

Al-C

61.6

B-C

89.0

C-S

61.5

P-O

81.7

Si-S

60.9

C-O

79.0

C-Si

57.6

Víi c¸c Polyme ®ång nhÊt, n¨ng l­îng liªn kÕt cña m¾t xÝch nhá h¬n n¨ng

l­îng cña 80Kcal/mol, lµ n¨ng l­îng liªn kÕt C-C. Nh­ vËy, c¸c Polyme ®ång

nhÊt kÐm bÒn h¬n so víi Polyme h÷u c¬. Trong khi n¨ng l­îng liªn kÕt cña m¾t

xÝch trong Polyme kh«ng ®ång nhÊt hÇu hÕt ®Òu cao h¬n nhiÒu so víi Polyme

®ång nhÊt vµ nhiÒu tr­êng hîp cao h¬n n¨ng l­îng liªn kÕt C-C. §iÒu nµy gi¶i

thÝch cho kh¶ n¨ng æn ®Þnh nhiÖt cao trong c¸c Polyme t¹o thµnh.

Mét c¸ch ph©n lo¹i kh¸c dùa vµo ph­¬ng ph¸p ®iÒu chÕ, Sowerby vµ

Audrieth chia Polyme v« c¬ thµnh 3 lo¹i:

− Polyme trïng ng­ng: t¹o thµnh Polyme nhê c¸c ph¶n øng trïng ng­ng

− Polyme ®a tô: t¹o thµnh Polyme khi céng m¹ch c¸c monome ch­a b·o hoµ.

− Polyme phèi trÝ: ®­îc t¹o ra b»ng liªn kÕt gi÷a kim lo¹i víi ligan h÷u c¬

hoÆc v« c¬ phï hîp.

Ngoµi ra, ngµy nay ng­êi ta cßn ph©n lo¹i Polyme v« c¬ dùa vµo c¸c

nguyªn tè ®Æc tr­ng, nh­:

− Polyme chøa Si

− Polyme chøa P

− Polysunfat

− Polyme kim lo¹i

− OxoPolyme

1.3.1.3 CÊu tróc cña Polyme v« c¬

ViÖc t×m hiÓu CÊu tróc cña Polyme v« c¬ lµ rÊt khã kh¨n. Mét c¸ch ®¬n

gi¶n lµ chia nhá thµnh tõng d¹ng kh¸c nhau lµ d¹ng r¾n, láng, thuû tinh vµ

trong dung dÞch.

a. Polyme v« c¬ ë d¹ng r¾n [6]

§©y lµ d¹ng tån t¹i phæ biÕn nhÊt. Trong d¹ng nµy, Polyme cã thÓ cã cÊu

tróc m¹ch th¼ng, m¹ch nh¸nh, cÊu tróc líp hoÆc cÊu tróc kh«ng gian. C¸c

nguyªn tè trong Polyme cã cÊu tróc nµy th­êng ë nhãm IIIB ®Õn IVB trong

b¶ng hÖ thèng tuÇn hoµn: B, C, Si, Ge, Sn, P, As, Sb, Bi, S, Se, Te. C¸c nguyªn

tè nhãm IV tån t¹i ë m¹ng kh«ng gian, c¸c nguyªn tè nhãm V cã cÊu tróc m¾t

xÝch hay cÊu tróc líp, c¸c nguyªn tè nhãm IV cã xu h­íng cÊu tróc vßng hay

m¾t xÝch.

b. Polyme v« c¬ ë d¹ng láng

RÊt Ýt Polyme v« c¬ ®­îc nghiªn cøu ë tr¹ng th¸i láng tinh khiÕt. Cã lÏ hîp

chÊt quan träng ë tr¹ng th¸i nµy lµ polysunfua vµ halogen polysunfua. Lo¹i vËt

liÖu nµy tån t¹i ë d¹ng Polyme ®ång nhÊt, cã c«ng thøc chung lµ H2Sn vµ

X2Sn(X lµ Cl, Br). T¹i nhiÖt ®é th­êng, tÊt c¶ c¸c Polyme nµy ®Òu tån t¹i ë d¹ng

láng tinh khiÕt, hydrompolysunfua cã mÇu vµng hoÆc tr¾ng, clopolysunfua cã

mµu ®á da cam, cßn brompolysunfua cã mÇu ®á n©u. CÊu tróc cña chóng ë

d¹ng kh«ng ph©n nh¸nh.

c. Polyme v« c¬ ë d¹ng thuû tinh

C¸c nghiªn cøu Polyme ë tr¹ng th¸i thuû tinh chñ yÕu h­íng vµo lo¹i

photphat, silicat vµ borat. TÊt c¶ c¸c lo¹i Polyme nµy ®Òu cã kh¶ n¨ng t¹o ra

tr¹ng th¸i thuû tinh lµm nguéi nhanh tr¹ng th¸i nãng ch¶y cña chóng.

Trong silicat láng ban ®Çu cã thµnh phÇn 3M2O.2SiO2th× tÊt c¶ hai ion

(Si2O7)6- vµ M+ ®Òu tån t¹i, vµ sÏ tån t¹i nh­ vËy khi lµm l¹nh nhanh ®Òu thu

®­îc tr¹ng th¸i thuû tinh mµ ë ®ã c¸c anion (Si2O7)6- ®Þnh h­íng ngÉu nhiªn vµ

kÕt hîp c¸c cation M+ . Cßn víi SiO2 vµ GeO2 láng cã cÊu tróc m¹ng kh«ng

gian, nã sÏ gi÷ nguyªn cÊu tróc nµy khi ®­îc lµm l¹nh ®Ó chuyÓn sang tr¹ng

th¸i thñy tinh.

CÊu tróc cña c¸c photphat, silicat vµ borat ë tr¹ng th¸i nãng ch¶y vµ thuû

tinh phô thuéc rÊt nhiÒu vµo tØ lÖ hçn hîp c¸c nguyªn tè ®ã. ViÖc thªm oxit kim

lo¹i vµo P2O5, SiO2 vµ B2O3 sÏ t¹o photphat, silicat vµ borat t­¬ng øng vµ dÉn

tíi viÖc ph¸ vì cÊu tróc kh«ng gian cña c¸c oxit phi kim, vÊn ®Ò nµy phô thuéc

vµo phÇn tr¨m cña oxit kim lo¹i ®­îc thªm vµo.

Cho ®Õn nay vÉn ch­a cã lý thuyÕt nµo gi¶i thÝch cÆn kÏ, chi tiÕt vÒ cÊu tróc

Polyme d¹ng thuû tinh.

d. Polyme v« c¬ ë d¹ng dung dÞch

Nghiªn cøu vÒ phÇn nµy, ng­êi ta quan t©m ®Õn viÖc ®o khèi l­îng ph©n tö

mét sè Polyme v« c¬ trong dung dÞch n­íc vµ kh«ng ph¶i dung dÞch n­íc.

Trong sè dung dÞch c¸c Polyme v« c¬ cã thÓ t¹o thµnh c¸c ph©n tö anion,

cation hay cã thÓ thµnh c¸c chÊt ®iÖn ly cao ph©n tö.

1.3.1.4 KÕt luËn vÒ cÊu tróc cña polyme

CÊu tróc cña Polyme phô thuéc nhiÒu vµo nguyªn tè t¹o m¾t xÝch. Trong

Polyme ®ång nhÊt cÊu tróc cña chóng chØ phô thuéc vµo ho¸ trÞ cña nguyªn tö

t¹o ra chóng. VÝ dô nh­ Polyme ®ång nhÊt chøa S, Se chØ t¹o ra m¹ch th¼ng cã

c«ng thøc lµ [S8]n,[Se]n:

[-S-S-S -S-S-S -S-S-S-]n vµ [-Se-Se-Se-]n

CÊu tróc cña nhãm Polyme photpho vµ c¸c nguyªn tè ë nhãm V t¹o thµnh

m¹ng liªn kÕt kh«ng gian. Tøc lµ ë ®ã tån t¹i lùc liªn kÕt trªn mét mÆt ph¼ng

líp vµ gi÷a c¸c líp. Bo cã ho¸ trÞ III nªn còng t¹o m¹ng kh«ng gian ba chiÒu.

Tuy nhiªn cÊu tróc cña nã cã thÓ phøc t¹p h¬n.

Cacbon cã ho¸ trÞ IV cã thÓ t¹o liªn kÕt rÊt m¹nh trong m¹ng kh«ng gian

nh­ trong kim c­¬ng hay liªn kÕt yÕu h¬n nh­ trong cÊu tróc líp cña graphit.

Nh­ng còng ë nhãm VI, Si hay Ge chØ t¹o ®­îc m¹ng kh«ng gian.

Trong Polyme kh«ng ®ång nhÊt, do cã sù tæ hîp cña mét l­îng lín c¸c

nguyªn tè kh¸c nhau nªn cã kh¶ n¨ng cho nhiÒu cÊu tróc phô thuéc ho¸ trÞ cña

nguyªn tè liªn kÕt.

B»ng thùc nghiÖm ng­êi ta thÊy r»ng, hÇu hÕt c¸c Polyme v« c¬ kh«ng ®ång

nhÊt lµ sù lÆp l¹i cña hai nguyªn tè kh¸c nhau mµ mét trong hai nguyªn tè ®ã

th­êng lµ O hay N (ho¸ trÞ III).

VÝ dô nh­ c¸c Polyme oxy axit, víi c¸c monome gåm c¸c nguyªn tö oxy

hãa trÞ II vµ c¸c nguyªn tè kh¸c nh­ l­u huúnh cã ho¸ trÞ II, nho photpho, asen,

bo cã ho¸ trÞ III, hay silic, germani, kÏm cã ho¸ trÞ IV. Do ®ã cÊu tróc cña

Polyme ®­îc t¹o bëi c¸c monome nµy phô thuéc vµo ho¸ trÞ cña nguyªn tè thø

hai. C¸c polysunfat chØ cã thÓ t¹o ®­îc cÊu tróc m¹ch th¼ng, nh¸nh hoÆc kh«ng

gian.

Trong c¸c Polyme chøa N, th× nguyªn tö N th­êng ®­îc dïng hai ho¸ trÞ ®Ó

liªn kÕt víi c¸c nguyªn tö kh¸c trong monome thø nhÊt, cßn ho¸ trÞ thø ba ®Ó

liªn kÕt víi c¸c nguyªn tö trong monome thø hai. Nh­ng ë Polyme bonitrua,

ho¸ trÞ thø ba nµy ®­îc dïng ®Ó liªn kÕt víi nguyªn tö hydro, halogen hoÆc

cacbon, do ®ã kh«ng cã kh¶ n¨ng t¹o m¹ch bÒn.

1.3.2 TÝnh chÊt cña Polyme v« c¬

1.3.2.1 Sù liªn kÕt cña c¸c ph©n tö

Sù liªn kÕt cña c¸c ph©n tö nhá thµnh c¸c ph©n tö lín cã ý nghÜa quan träng

v× nã thÓ hiÖn ®Æc ®­îc ®Æc tr­ng tÝnh chÊt Polyme.

C¸c h¹t nh©n nguyªn tö ®­îc bao quanh bëi c¸c ®iÖn tö, mét phÇn c¸c ®iÖn

tö ®ã t¹o thµnh c¸c ®¸m m©y xung quanh h¹t nh©n vµ kh«ng tham gia liªn kÕt

ho¸ häc. Nh­ vËy cã thÓ tån t¹i c¸c d¹ng liªn kÕt lµ liªn kÕt céng ho¸ trÞ vµ liªn

kÕt ph©n tö, nh­ng chñ yÕu lµ liªn kÕt céng hãa trÞ. Nhê lo¹i liªn kÕt nµy c¸c

nguyªn tè cã thÓ bá ra c¸c ®iÖn tö dïng chung, h×nh thµnh liªn kÕt vµ t¹o cÊu

tróc m¹ch th¼ng, nh¸nh hoÆc kh«ng gian trong c¸c hîp chÊt cao ph©n tö. Víi

c¸c Polyme cã cÊu tróc kh«ng gian, nhÊt lµ c¸c Polyme kh«ng ®ång nhÊt, cã

n¨ng l­îng liªn kÕt h×nh thµnh cao, nªn ®é bÒn nhiÖt th­êng cao h¬n c¸c lo¹i

Polyme kh¸c.

Khi liªn kÕt trong Polyme b»ng c¸c nhãm m¾t xÝch m¹ch vßng th× Polyme

cã cÊu tróc sÝt ®Æc gi÷a c¸c nguyªn tö, t¨ng ®é cøng cña Polyme.

Liªn kÕt chÐo trong c¸c Polyme còng ¶nh h­ëng rÊt lín ®Õn tÝnh chÊt cña

Polyme. C¸c Polyme kh«ng cã liªn kÕt chÐo th­êng tan trong mét sè dung m«i,

mÆc dï cã thÓ tån t¹i ë d¹ng tinh thÓ. NÕu trong m¾t xÝch cã 1,5 liªn kÕt chÐo

th× sÏ ng¨n chÆn sù ph©n chia c¸c ph©n tö Polyme trong m«i tr­êng chÊt

láng...Polyme cã thÓ tr­¬ng në trong dung m«i thÝch hîp nh­ng sÏ kh«ng bÞ

hoµ tan. T¨ng sè liªn kÕt chÐo trong mét sè m¾t xÝch sÏ lµm gi¶m tÝnh tr­¬ng

në, khi ®ã sÏ t¹o liªn kÕt chÐo m¹ng kh«ng gian. Liªn kÕt chÐo chñ yÕu cã thÓ

cho ®é ®µn håi tèt, c¸c m¾t xÝch riªng rÏ cã thÓ tr­ît lªn nhau khi cã t¸c ®éng

vµo vËt liÖu. Liªn kÕt chÐo m¹ch kh«ng chØ chèng l¹i t¸c ®éng cña dung m«i

mµ cßn t¨ng ®é cøng cña vËt liÖu.

V× vËy, liªn kÕt trong Polyme v« c¬ liªn quan ®Õn cÊu tróc vµ tÝnh chÊt cña

chóng. Nhµ ho¸ häc ng­êi Anh, Burg ®· x¸c ®Þnh ®­îc mèi liªn quan gi÷a liªn

kÕt vµ c¸c tÝnh chÊt bÒn nhiÖt, bÒn ho¸ cña vËt liÖu Polyme v« c¬, khi «ng

nghiªn cøu c¸c Polyme (Si H2)nvµ (GeH2)2.

¤ng cho r»ng, tÝnh bÒn nhiÖt cña vËt liÖu nµy cã thÓ ®­îc n©ng cao khi thay

thÕ nguyªn tö H b»ng nhãm h÷u c¬. V× (Si H2)n vµ (GeH2)2. SÏ bay h¬i khi ®èt

nãng, do ®é kh«ng bÒn cña nguyªn tö H sÏ dÉn ®Õn sù ph¸ vì m¾t xÝch cña vËt

liÖu nµy. Khi thay c¸c nguyªn tö H b»ng c¸c nhãm metyl th× cã thÓ ng¨n chÆn

®­îc sù ph¸ vì cÊu tróc vµ còng c¶n trë sù tÊn c«ng cña c¸c electrophin vµ

nucleophin lªn Si vµ Ge. §ã lµ do cã sù kÕt hîp c¸c hiÖu øng kh«ng gian vµ sù

t­¬ng t¸c gi÷a c¸c electron cña liªn kÕt C-H víi c¸c electron cña orbitan 3D

cña Si hay Ge. §iÒu nµy còng ®óng víi c¸c Polyme cña As vµ P.

Víi c¸c Polyme kh«ng ®ång nhÊt, Burg ®· nghiªn cøu d·y th¼ng ®iÖn

(R2AlF)n, (R2SiO)n, (R2SC)n. Thµnh phÇn ®Çu tiªn cña d·y nµy lµ thÓ hiÖn liªn

kÕt ion lín. Khuynh h­íng cña Al lµ t¹o phèi trÝ bËc 6 víi F, O vµ N, lµm cho

c¸c Polyme nµy rÊt kh«ng bÒn khi tiÕp cËn víi c¸c baz¬ hay n­íc.

Cßn trong silicon, mÆt cÇu liªn Si3D cã liªn kÕt II víi c¸c nguyªn tö O vµ sù

t­¬ng t¸c kh«ng gian cña gèc R sÏ ng¨n chÆn sù tÊn c«ng cña c¸c t¸c nh©n

kh¸c trõ baz¬ m¹nh. §iÒu nµy còng ®­îc chØ ra víi c¸c poly photpho nitrin

clorit cã thÓ liªn kÕt pII - dII gi÷a c¸c nguyªn tö m¾t xÝch P vµ N. Liªn kÕt nµy

cã thÓ ng¨n chÆn sù x©m nhËp cña c¸c baz¬ vµo nguyªn tö P, nh­ng víi baz¬

m¹nh th× cã thÓ thay thÕ gèc halogen trong d·y photpho nitrin halogen. Tuy

nhiªn khi thªm liªn kÕt C-P th× sÏ gi¶m xu h­íng x©m nhËp b»ng baz¬ nguyªn

tö P. Trong (R2SC)n liªn kÕt S-C-S cã tÝnh II m¹nh dÉn tíi viÖc t¹o thµnh c¸c

Polyme m¹ch th¼ng, tuy nhiªn chóng dÔ bÞ x©m nhËp bëi ®é Èm do tÝnh baz¬

cña C, vµ ®iÒu nµy x¶y ra nhanh nÕu chuyÓn gèc R tõ nguyªn tö S sang nguyªn

tö C.

1.3.2.2 TÝnh chÞu uèn

C¸c polyme m¹ch th¼ng hay m¹ch vßng ®Òu ®­îc hîp thµnh tõ c¸c nanome,

t¹o ra ph©n tö lín, ph©n tö cµng lín ®é uèn cµng cao, t¹o nªn tÝnh dÎo, tÝnh chÞu

uèn cña vËt liÖu. Nguyªn nh©n lµ do cÊu tróc trong ph©n tö lín dµi, cã nhiÒu

mèi nèi gi÷a c¸c nguyªn tö t¹o ph©n tö lín.

VÝ dô m¹ch vßng Polyme sunfua kim lo¹i chøa vµi chóc ngµn nguyªn tö liªn

kÕt víi nhau, t¹o m¾t xÝch cã ®é dµi lín vµ cã tÝnh dÎo cao. Ngoµi yÕu tè m¹ch

dµi do liªn kÕt céng ho¸ trÞ t¹o nªn trong c¸c Polyme v« c¬, cßn cã c¸c liªn kÕt

kim lo¹i -¸ kim t¹o ra m¹ch vßng trong ph©n tö lín h×nh thµnh c¸c m¹ch dµi

nèi c¸c nguyªn tö b»ng liªn kÕt céng ho¸ trÞ. Lo¹i liªn kÕt nµy ®¬n gi¶n cã tÝnh

®èi xøng h×nh trô, cã thÓ quay xung quanh mèi liªn kÕt nguyªn tö - nguyªn tö

(gièng liªn kÕt C-C cña Polyme h÷u c¬). Do ®ã Polyme v« c¬ còng cã tÝnh chÞu

uèn vµ tÝnh dÎo nh­ Polyme h÷u c¬.

1.3.2.3 TÝnh d·n në

C¸c Polyme cã hai ®Æc tÝnh quan träng lµ c¸c ph©n tö lín cã tham gia vµo

chuyÓn ®éng nhiÖt vµ cã x¸c suÊt t¹o m¹ng kh«ng gian trong cÊu tróc. Khi h×nh

thµnh c¸c ph©n tö lín, c¸c Polyme cã c¸c ph©n tö nhá tån t¹i ë tr¹ng th¸i dÞch

chuyÓn vÒ c©n b»ng. D­íi t¸c ®éng cña nhiÖt ®ñ lín ®Ó c¾t c¸c ph©n tö nhá

khái ph©n tö lín, khi ®ã c¸c ph©n tö nhá sÏ di chuyÓn nhanh h¬n vµ cã thÓ

tho¸t ra khái ph©n tö lín, lµm cho c¸c Polyme bÞ ph¸ huû bëi nhiÖt. Sù chuyÓn

®éng nhiÖt cã thÓ s¶y ra trong ph©n tö lín hay ë mét sè bé phËn ph©n tö nhá.

HoÆc do ®é uèn khóc cña m¹ch cÊu tróc ph©n tö lín lµm chuyÓn ®éng tõng

phÇn m¹ch Polyme v« c¬ t¹o ra chuyÓn ®éng tõng phÇn.

C¸c ph©n tö lín cµng cã tÝnh gÊp khóc cao cµng dÔ chuyÓn ®éng tõng phÇn

do nhiÖt. C¸c Polyme h÷u c¬ (vÝ dô nh­ etylen) cã cÊu tróc gÊp khóc gi÷a c¸c

nhãm metylen, -CH2-,n dÔ bÞ ph¸ huû bëi nhiÖt.

CÊu tróc m¹ch vßng cña Polyme lµm cho nã cã tÝnh gÊp khóc c¶ ë tr¹ng th¸i

r¾n vµ láng. Víi tr¹ng th¸i láng, c¸c Polyme cã thÓ tån t¹i ë d¹ng ph©n tö lín

riªng biÖt, hay c¸c hîp phÇn bÞ ph©n ly tõ c¸c ph©n tö lín ra, nã còng cã nh÷ng

chuyÓn ®éng ®éc lËp trong m¹ch. Do tÝnh ®ãng m¹ch ®¹t møc ®é cao thÊp kh¸c

nhau trong c¸c Polyme t¹o ra cÊu tróc sÝt ®Æc kh¸c nhau, ®ã lµ nguyªn nh©n

dÉn ®Õn ®é gi·n në vµ ®é hoµ tan kh¸c nhau cña c¸c Polyme. Khi ®a tô t¹o

Polyme, c¸c mèi nèi cµng triÖt ®Ó cÊu tróc cµng sÝt ®Æc, ®é gi·n në nhá, kh¶

n¨ng khuyÕch t¸n dung m«i vµo vËt liÖu cµng Ýt. §iÒu nµy t¹o cho vËt liÖu tÝnh

bÒn nhiÖt vµ bÒn ho¸.

1.3.2.4 TÝnh cuén trßn

Trong c¸c ph©n tö Polyme m¹ch nh¸nh, chóng cã xu h­íng cuén trßn c¸c

nh¸nh lai ®Ó t¹o ph©n tö lín trong tr¹ng th¸i ph©n tö nhá do cã hiÖn t­îng gÊp

khóc tån t¹i bªn trong. Tuy nhiªn khi t¹o cÊu tróc cuén trßn th× Polyme sÏ kÐm

bÒn, ®iÒu nµy thÓ hiÖn c¸c Polyme cã ph©n tö lín nh­ng ®é nhít l¹i nhá.

Nh­ vËy, viÖc h×nh thµnh Polyme tinh thÓ hay v« ®Þnh h×nh tuú thuéc vµo

®iÒu kiÖn h×nh thµnh Polyme nh­: nhiÖt ®é, thêi gian t¹o mÇm kÕt tinh, ph­¬ng

ph¸p Polyme ho¸.

VÝ dô nh­ plyphotphonitrinclorit ë nhiÖt ®é phßng sau mét tuÇn sÏ cã tinh

thÓ (PNCl2)n kÕt tinh vµ mÊt dÇn tÝnh dÎo do trong Polyme tinh thÓ c¸c ph©n tö

lín ®­îc s¾p xÕp rÊt chÆt vµ gi÷ nguyªn vÞ trÝ trong m¹ch cÊu tróc nhê lùc liªn

kÕt gi÷a c¸c ph©n tö.

1.3.2.5 TÝnh c¬ nhiÖt

§©y lµ mét tÝnh chÊt rÊt quan träng cña Polyme v× nã ph¶n ¸nh ®Æc tr­ng

cÊu tróc cña Polyme. Víi Polyme m¹ch vßng vµ v« ®Þnh h×nh th× ®­êng cong

c¬ nhiÖt cña 3 khu vùc ®Æc tr­ng cho 3 tr¹ng th¸i: tr¹ng th¸i thuû tinh, tr¹ng

th¸i dÎo vµ tr¹ng th¸i ch¶y nhít.

Khi thay ®æi nhiÖt ®é vµ cã t¶i träng t¸c dông vµo vËt liÖu ®ñ ®Ó g©y ra

nh÷ng biÕn d¹ng râ rÖt ë c¸c ph©n tö, tuy ch­a tho¸t khái ph©n tö lín ®Ó

chuyÓn ®éng tù do nh­ng lµm cho hÖ cã ®é gi·n në cao. NhiÖt ®é ®ñ ®Ó g©y ra

biÕn d¹ng ®ã lµ nhiÖt ®é gißn tg cña Polyme. Polyme tån t¹i ë nhiÖt ®é cao h¬n

nhiÖt ®é gißn sÏ cã biÕn d¹ng dÎo do cã ®Æc tÝnh uèn khóc trong cÊu t¹o cña

Polyme. Khi nhiÖt ®é b»ng nhiÖt ®é thuû tinh ho¸ Polyme tz th× n¨ng l­îng

chuyÓn ®éng cña ph©n tö ®ñ lín lµm cho tËp hîp c¸c ph©n tö chuyÓn ®éng, nÕu

nhiÖt ®é lín h¬n nhiÖt ®é thuû tinh ho¸ th× sÏ x¶y ra chuyÓn ®éng tù do cña c¸c

ph©n tö nhá, Polyme ë tr¹ng th¸i dÎo vµ biÕn d¹ng thuËn nghÞch. §©y lµ nhiÖt

®é giíi h¹n gia c«ng cña Polyme t¹o s¶n phÈm.

I: Tr¹ng th¸i thuû tinh E

II: Tr¹ng th¸i dÎo

III: Tr¹ng th¸i ch¶y nhít I II III

tg: NhiÖt ®é gißn

tz: NhiÖt ®é thuû tinh ho¸

tm: nhiÖt ®é ch¶y mÒm o Tg tz tm tp t

tp: nhiÖt ®é ph©n huû §­êng cong c¬ nhiÖt cña Polyme

E: kh¶ n¨ng biÕn d¹ng nhiÖt

Trong tr¹ng th¸i biÕn d¹ng thuËn nghÞch, n¨ng l­îng nhiÖt ®ñ lín ®Ó c¸c

ph©n tö chuyÓn ®éng tù do vµ nhê cã sù quay cña c¸c ph©n tö lín, biÕn d¹ng

dÎo ph¸t triÓn nhanh trong toµn khèi vËt liÖu, thêi gian lay ®éng rÊt nhá, do ®ã

toµn bé n¨ng l­îng dån cho chuyÓn ®éng tù do cña c¸c ph©n tö (lín vµ nhá) lay

®éng kh«ng cho tho¸t ra khái vÞ trÝ cÊu tróc m¹ng.

ë tr¹ng th¸i ch¶y nhít, c¸c ph©n tö ®Òu chuyÓn ®éng. Sù dÞch chuyÓn nµy

tuú thuéc vµo kÝch th­íc ph©n tö. Sù ch¶y nhít kÌm theo sù quay c¸c ph©n tö

lín sÏ lµm t¨ng tÝnh biÕn d¹ng cho ®Õn tr¹ng th¸i ch¶y láng. Do ®ã ®é nhít khi

ch¶y láng sÏ t¨ng dÇn trong vËt liÖu Polyme.

Polyme ®Þnh h×nh sÏ ë d¹ng thuû tinh ë nhiÖt ®é nhá h¬n nhiÖt chuyÓn ho¸

sang d¹ng b¸n láng. NhiÖt ®é thuû tinh ho¸ ®­îc x¸c ®Þnh qua hai yÕu tè:

− Kh¶ n¨ng uèn khóc cña khung x­¬ng vµ nhãm c¹nh

− §é thÓ tÝch tù do ®­îc x¸c ®Þnh b»ng c¸c nhãm c¹nh.

C¸c khung x­¬ng cã chøa liªn kÕt P-N, liªn kÕt Si-O cho c¸c gi¸ trÞ thÊp

nhÊt v× chóng t¹o ra tÝnh dÔ xo¾n tèt. Do ®ã viÖc tæ hîp c¸c nguyªn tè v« c¬

trong khung x­¬ng cña Polyme sÏ t¹o ®iÒu kiÖn tèt ®Ó ®iÒu khiÓu tz trªn ph¹m

vi nhiÖt ®é rÊt réng. ChÝnh nhiÖt ®é nµy sÏ t¹o ra vËt liÖu Polyme ë thÓ ®µn håi,

thÓ thuû tinh hay d¹ng nhùa.

1.3.3 C¸c øng dông cña Polyme v« c¬

C¸c tÝnh n¨ng ­u viÖt cña Polyme v« c¬ lµ tÝnh bÒn nhiÖt, tÝnh chÞu ¨n mßn,

chÝnh lµ ®éng lùc cho sù ph¸t triÓn cña c¸c lo¹i vËt liÖu nµy.

Víi ®Æc tÝnh bÒn nhiÖt, kÞ n­íc vµ kh¶ n¨ng chèng b¸m dÝnh, c¸ch nhiÖt,

c¸ch ®iÖn tèt, Polyme silicon ®­îc øng dông réng r·i trong c«ng nghÖ b¸n dÉn,

lµm c¸c chÊt c¸ch diÖn ë nhiÖt ®é cao, lµm vßng ®Öm trong ®éng c¬ ph¶n

lùc...lo¹i vËt liÖu nµy cã thÓ ë d¹ng láng, chÊt dÎo hoÆc nhùa.

Polyme chøa kim lo¹i, ®iÓn h×nh lµ Polyme chøa liªn kÕt Al-N, cã ®é cøng

rÊt cao, dÉn nhiÖt vµ c¸ch ®iÖn tèt, ®é bÒn nhiÖt, ®é bÒn ho¸ cao, do ®ã ®­îc

øng dông réng r·i trong c«ng nghÖ chÞu nhiÖt cao nh­:

− Lµm vËt liÖu phñ b¶o vÖ c¸c chi tiÕt tiÕp xóc víi nhiÖt ®é cao nh­ nåi nÊu

thÐp, nÊu thuû tinh.

− VËt liÖu phñ trªn bÒ mÆt c¸c chi tiÕt tiÕp xóc víi m«i tr­êng ¨n mßn m¹nh

− Lµm chÊt c¸ch ®iÖn ë nhiÖt ®é cao.

− Lµm c¸c thiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt, tho¸t nhiÖt.

− Lµm phô gia ®Ó t¨ng ®é bÒn nhiÖt, tÝnh ®µn håi cña c¸c lo¹i hîp kim.

Mét lo¹i Polyme míi ®ã lµ polyphotphonitrinclorit hiÖn nay còng ®ang ®­îc

øng dông nhiÒu trong thùc tÕ.

− Lµm chÊt kÕt dÝnh g¾n c¸c vËt liÖu kim lo¹i vµ phi kim lo¹i.

− T¹o c¸c líp s¬n phñ chÞu nhiÖt ®é cao.

− Lµm phô gia cho mì b«i tr¬n, gióp mì kh«ng bÞ ph©n huû ë nhiÖt ®é cao.

Nh×n chung, Polyme v« c¬ rÊt cã tiÒm n¨ng, viÖc nghiªn cøu vµ øng dông

chóng vµo c«ng nghÖ chÕ t¹o vËt liÖu sÏ ®em l¹i hiÖu qu¶ to lín. Bªn c¹nh

nh÷ng tÝnh chÊt ­u viÖt, th× lo¹i vËt liÖu nµy còng cã nh÷ng yÕu ®iÓm nh­ gißn,

khã gia c«ng chÕ t¹o chÞu va ®Ëp kÐm. NhiÖm vô cña khoa häc vËt liÖu lµ ph¶i

kh¾c phôc nh÷ng nh­îc ®iÓm nµy ®Ó n©ng cao chÊt l­îng vËt liÖu. Mét xu

h­íng hiÖn nay lµ nghiªn cøu vµ tæng hîp c¸c Polyme cã nguån gèc c¶ h÷u c¬

vµ v« c¬, t¹o ra c¸c vËt liÖu cã thÓ tæ hîp nhiÒu ­u ®iÓm vµ h¹n chÕ c¸c nh­îc

®iÓm.

1.3.4 Polyme trªn c¬ së photpho-oxy-nh«m

Khi nghiªn cøu vÒ ®Æc ®iÓm liªn kÕt trong Polyme trªn c¬ së phètpho - «xi-

nh«m, J.R.Wazer ®· thÊy chóng cã d¹ng sau:

- P - O - A1 - O -

Andrianov còng cho biÕt cã thÓ kÕt hîp vµo xung quanh nguyªn tö kim lo¹i

b»ng nh÷ng nguyªn tö hay nhãm nguyªn tö cã nguån gèc v« c¬ hoÆc h÷u c¬

kh¸c nhau sÏ thu ®­îc Polyme cã tÝnh chÊt kh¸c nhau. Tõ nh÷ng nghiªn cøu

nh­ vËy, c¸c t¸c gi¶ ®· kÕt luËn r»ng b»ng viÖc bæ sung thªm mét hoÆc mét sè

nguyªn tè kh¸c vµo trong thµnh phÇn cña Polyme ta cã thÓ lµm thay ®æi cÊu t¹o

cña m¾t xÝch, do ®ã lµm thay ®æi c¸c tÝnh chÊt cña Polyme. Trong nghiªn cøu

nµy ®Þnh h­íng chñ yÕu vµo sù thay ®æi cÊu tróc m¹ch Polyme nhê bæ sung c¸c

nguyªn tè kim lo¹i ho¸ trÞ 3. Sau ®©y xin giíi thiÖu vÒ ®Æc ®iÓm cÊu tróc còng

nh­ sù thay ®æi cÊu tróc cña hÖ Polyme photphat nh«m.

C¸c vËt liÖu trªn c¬ së m¹ng phèt ph¸t nh«m ®­îc t¹o thµnh nhê t¸c dông

t­¬ng t¸c gi÷a c¸c nguyªn tö oxi trong P2O5 vµ Al2O3 ë ®Ønh c¸c tø diÖn. Trong

mét vµi vËt liÖu nguyªn tö Al cã thÓ kÕt hîp bËc 4,5 hoÆc 6.

GÇn ®©y ®· cã nhiÒu t¸c gi¶ ®i s©u vµo nghiªn cøu vÒ cÊu tróc cña phèt ph¸t

nh«m d¹ng m¹ch th¼ng vµ d¹ng m¹ng hai chiÒu, trong sè ®ã næi bËt lµ c¸c vËt

liÖu ®­îc t¹o thµnh tõ qó tr×nh tæng hîp kh«ng cã n­íc. ViÖc t×m ra c¸c vËt liÖu

míi nµy ®· t¹o nªn c¸c tÝnh chÊt kh¸c biÖt ®èi víi c¸c lo¹i vËt liÖu tæng hîp

trong hÖ cã chøa n­íc. MÆc dï ®· cã sè l­îng lín c¸c chÊt nÒn h÷u c¬ ®­îc sö

dông trong qu¸ tr×nh tæng hîp c¸c vËt liÖu photphat nh«m cÊu t¹o d¹ng m¹ch

th¼ng vµ d¹ng mµng nh­ng cho tíi nay chØ cã hai cÊu tróc d¹ng mµng lµ [Al3 P4

O16]3- hoÆc [Al2P3O12Hx](3-x)- (x=1-2) ®­îc tæng hîp. T­¬ng tù chØ cã 4 cÊu tróc

d¹ng m¹ch th¼ng cña phot phat nh«m kiÓu tø diÖn trong ®ã nguyªn tö Al ë

trung t©m, hai trong sè ®ã lµ cã cïng kiÓu cÊu tróc víi tû lÖ nguyªn tö

[AlP2O8Hx](3-x)-, (x=1-2) vµ hai d¹ng cßn l¹i còng cã cÊu tróc víi tû lÖ [Al3 P5

O20H]3-. Hai d¹ng photphat nh«m m¹ch th¼ng cã cÊu tróc t¸m mÆt còng ®· biÕt

víi c¸c nguyªn tö Al ë trung t©m. Mét d¹ng cã c«ng thøc [Al(H2PO4)3] ®­îc

t¹o thµnh b»ng c¸ch bèc h¬i dung dÞch keo vµ mét sè d¹ng cã c«ng thøc

[Al(PO4)2(OH)]4- t¹o thµnh nhê huû ph©n [h×nh 1.1].

(a)

(b)

H×nh1.1: CÊu tróc Polyme photphat nh«m

a) D¹ng tø diÖn AlO4, PO4

b) D¹ng b¸t diÖn AlO6, PO4

Mét vµi phøc chÊt monome photphat vµ photphonat cña nh«m còng ®­îc

nghiªn cøu. Cassidy ®· t¸ch phøc d¹ng lËp ph­¬ng [Al4(PO4)4] tõ etanol trong

mçi nguyªn tö Al thuéc vÒ mét tø diÖn liªn kÕt víi 3 ion photphat cña c¸c gãc

lËp ph­¬ng vµ 3 nhãm ethoxy. Vµo n¨m 1996 Mason ®· ®iÒu chÕ ®­îc 2 phøc

calkylaluminophosphate kh¸c nhau, mét trong sè ®ã chøa vßng 4 c¹nh Al2O4P2,

phøc cßn l¹i cã cÊu tróc lËp ph­¬ng Al4O12P4. Yang còng ®­îc ®iÒu chÕ ®­îc

phøc photphonat nh«m lËp ph­¬ng trong ®ã c¸c trung t©m photpho cã mang

c¸c nhãm butyl. Nh÷ng nghiªn cøu nµy lµ c¬ së ®Ó chÕ t¹o c¸c dung dÞch

photphat vµ photphonat cã chøa nguyªn tö Bo vµ Gali ë trung t©m.

Trong vµi n¨m gÇn ®©y c¸c c«ng tr×nh nghiªn cøu mang ý nghÜa lín ®Òu tËp

trung vµo c¬ chÕ t¹o thµnh c¸c Zeolit vµ c¸c r©y ph©n tö photphat nh«m. GÇn

®©y vai trß cña chÊt nÒn h÷u c¬ còng ®­îc nghiªn cøu. VËt liÖu dïng cho tæng

hîp photphat nh«m lµ axit photphoric vµ oxit hoÆc hy®roxyt nh«m, qu¸ tr×nh

t¹o kho¸ng cña nh«m b»ng axit photphoric ®· ®­îc biÕt trong c¸c nghiªn cøu

vÒ khoa häc ®Êt. Th«ng th­êng c¸c ion photphat t¹o thµnh c¸c liªn kÕt céng

hãa trÞ víi c¸c nguyªn tö nh«m th«ng qua c¸c cÇu nèi lµ c¸c nguyªn tö «xi nhê

sù thay thÕ c¸c ion hy®roxyt vµ bÎ g·y c¸c liªn kÕt Al-O-Al trong kho¸ng.

Ta cã thÓ biÕt ®­îc cÊu tróc cña kho¸ng th«ng qua viÖc hoµ tan kho¸ng, khi

®ã c¸c d¹ng ph©n tö photphat nh«m ®­îc tho¸t ra khái líp bÒ mÆt vµ c¸c ph©n

tö ®ã ®· ®­îc ghi l¹i b»ng thùc nghiÖm. PhÇn lín nh÷ng nghiªn cøu vÒ cÊu tróc

®· cho thÊy c¸c Polyme kÕt hîp tån t¹i ®èi víi c¸c hy®roxyt kim lo¹i lµ c¸c

Polyme photphat nh«m ë d¹ng gel kÕt dÝnh. C¸c Polyme kÕt hîp nµy bÒn trong

m«i tr­êng axit vµ bÞ kÕt tña thµnh c¸c d¹ng h¹t nhá v« ®Þnh trong m«i tr­êng

kiÒm. C¸c Polyme kÕt hîp còng ®­îc coi lµ "Sù chuyÓn dÞch gi÷a c¸c axit vµ

phøc hoµ tan". C¸c d¹ng m¾t xÝch cã khuynh h­íng t¹o thµnh khi tû lÖ Al:P

cña dung dÞch lín h¬n 1:1. VÝ dô Kniep ®· t¸ch ®­îc c¸c tinh thÓ lín cña

Al(H2PO4)3 cÊu tróc m¹ch th¼ng b»ng viÖc bèc h¬i dung dÞch ®Ëm ®Æc cã tû lÖ

(Al:P=1:5) [19]. §é bÒn cña photphat nh«m m¹ch th¼ng còng ®­îc ghi nhËn

bëi yÕu tè ®· biÕt râ ®ã lµ c¸c poly photphat vµ vßng meta photphat tr¸nh khÐp

3-

vßng nhê sù khö ®iÖn tÝch ©m cña nhãm PO2,5 ph©n nh¸nh trªn c¸c nhãm PO4

tÝch ®iÖn ©m cña m¹ch lµm cho c¸c vÞ trÝ cña nh¸nh nhËy c¶m cao tho¸t khái sù

thuû ph©n.

Khuynh h­íng t­¬ng tù ®Ó tr¸nh t¹o m¹ch nh¸nh cã thÓ x¶y ra ®èi víi c¸c

photphat nh«m v× vËy mµ t¸t c¶ c¸c d¹ng dung dÞch cã khèi l­îng ph©n tö cao

h¬n ®Òu cã thÓ tån t¹i ë d¹ng m¹ch kh«ng ph©n nh¸nh, m¹ch th¼ng (one-

dimension) tån t¹i tr­íc khi nã bÞ kÕt tña. §iÒu nµy còng ng¨n c¶n qu¸ tr×nh t¹o

thµnh photphat ®Ëm ®Æc thay cho c¸c d¹ng pht ph¸t nh«m. §iÒu quan träng cÇn

chó ý lµ ®iÒu kiÖn vÒ ®é axit ban ®Çu còng ®­îc ®Æt ra víi qu¸ tr×nh tæng hîp

c¸c r©y ph©n tö phètphat nh«m. Gi¸ trÞ pH thay ®æi trong qu¸ tr×nh tæng hîp,

dùa trªn sù thay ®æi nµy cã thÓ thÊy r»ng trong qu¸ tr×nh tæng hîp photphat

nh«m th× ®Çu tiªn cÇn ph¶i t¹o ra c¸c d¹ng Polyme photphat nh«m trong dung

dÞch sau ®ã chóng sÏ tù kÕt hîp l¹i víi nhau t¹o thµnh d¹ng cÊu tróc kh¸c nhau.

§­¬ng nhiªn lµ m¾t xÝch Polyme photphat nh«m ban ®Çu cã thÓ coi nh­ tiÒn

th©n cho qu¸ tr×nh t¹o c¸c lo¹i Polyme photphat nh«m m¹ch kh¸c nhau sau

nµy. ë ®©y gi¶ thiÕt mét kiÓu kÕt hîp míi ®èi víi qu¸ tr×nh t¹o phèt ph¸t nh«m

trong ®ã cã mét m¹ch ban ®Çu cã thÓ t¹o c¸c cÊu tróc 1D ®Õn 3D vµ sù tån t¹i

cña nã ®· ®­îc chøng minh b»ng thùc nghiÖm. C¸c vÝ dô ®· ®­îc nªu ra bëi sù

thuû ph©n vµ ng­ng tô s¶y ra ë m¹ch ®Çu tiªn, ®ã chØ lµ mét trong sè Ýt c¸c

m¹ch cã thÓ ®­îc t¹o thµnh theo c¸ch nµy.

1.3.4.1 M¹ch c¬ së (Parent chain)

CÊu tróc ®Çu tiªn nhËn ®­îc trong qu¸ tr×nh tæng hîp Polyme photphat

nh«m khi sö dông hÖ dung m«i tetraetylen glycol (TEG) lµ d¹ng m¹ch th¼ng 1

chiÒu (1D) cã chøa c¸c ion c©n b»ng ®iÖn tÝch trietylamonium. CÊu tróc nµy

gièng víi cÊu tróc mµ Jones ®­a ra khi «ng sö dông dung m«i 2-butanol [20].

Tõ hÖ dung m«i TEG còng nhËn ®­îc cÊu tróc d¹ng m¹ng l­íi anion trong ®ã

cã chøa c¸c ion trietylamoni. Khi xem xÐt kü cÊu tróc lo¹i nµy, mét sè nhµ

nghiªn cøu ®· nhËn thÊy trong thµnh phÇn cña nã bao gåm c¸c m¹ch th¼ng liªn

kÕt víi c¸c d¹ng m¾t xÝch kh¸c nhau. C¸c t¸c gi¶ ®· gi¶ thiÕt r»ng c¸c kiÓu m¾t

xÝch t¹o thµnh sau ®­îc sinh ra tõ qóa tr×nh thuû ph©n vµ ng­ng tô cña photphat

nh«m m¹ch th¼ng. RÊt nhiÒu kiÓu cÊu tróc kh¸c nhau kÕt tinh trong hÖ thèng

TEG khi n­íc ®­îc thªm vµo nh­ mét chÊt phô gia. C¸c cÊu tróc míi nµy còng

®­îc t¹o thµnh tõ nh÷ng cÊu tróc c¬ së ban ®Çu.

Nghiªn cøu vÒ cÊu tróc cña photphat nh«m ®­îc t¹o thµnh tõ c¸c hÖ kh¸c

nhau cho phÐp c¸c nhµ nghiªn cøu hiÓu ®­îc qu¸ tr×nh t¹o thµnh c¸c kiÓu cÊu

tróc kh¸c nhau tõ m¹ch c¬ së. S.Oliver vµ A. Kuperman ®· x©y dùng mét m«

h×nh theo ®ã c¸c kiÓu cÊu tróc m¹ng kh¸c nhau cã thÓ t¹o thµnh nhê qóa tr×nh

thuû ph©n vµ ng­ng tô tõ mét m¹ch c¬ së, tuy nhiªn sù tån t¹i cña m¹ch c¬ së

cßn bÝ Èn m·i tíi khi mét d¹ng cÊu tróc cña tinh thÓ gi¶ thiÕt cã mÆt vµ ®· ®­îc

x¸c ®Þnh b»ng thùc nghiÖm, ®iÒu ®ã cã nghÜa lµ cÊu tróc mét chiÒu ®­îc

chuyÓn ho¸ nhê nhiÖt ®é thµnh cÊu tróc hai chiÒu d¹ng m¹ng l­íi cã lç xèp.

M¹ch c¬ së lµ mét d¹ng cÊu tróc m¹ch th¼ng, kÕt tinh trong hÖ TEG-

Trietylamin bao gåm vßng bèn c¹nh Al2P2 liªn kÕt víi nguyªn tö Al (III) ë c¸c

trung t©m, hai cÇu nèi photphat kÐp xuÊt hiÖn ë mçi vßng 4 c¹nh (h×nh 2a).

M¹ch c¬ së chØ t¹o tinh thÓ trong mét sè tr­êng hîp ®Æc biÖt cña nång ®é c¸c

chÊt vµ nhiÖt ®é ph¶n øng. M¹ch th¼ng lµ d¹ng cÊu tróc bÒn nhÊt cña c¸c d¹ng

Polyme photphat nh«m, trong ®ã chØ chøa mét vÞ trÝ Al(III) vµ P(V). Sù ph©n

bè ®Æc tr­ng c¸c vßng tø diÖn giao nhau tån t¹i trong c¸c lo¹i « xÝt kh¸c nhau

gièng nh­ trong m¹ch borosilicate cña kho¸ng garrelsite vµ trong c¸c kho¸ng

photphat kÏm. §iÒu quan träng lµ cÊu tróc m¹ch c¬ së còng ®­îc t¸ch ra trong

mét hÖ dung dÞch trong ®ã etylen-diamin ®­îc dïng lµm chÊt nÒn. §iÒu nµy

cho thÊy r»ng kiÓu cÊu tróc nµy còng cã thÓ ®­îc t¹o thµnh trong mét hÖ dung

dÞch, hÖ nµy chÝnh lµ mét thµnh phÇn quan träng cña kiÓu cÊu tróc nµy.

C¸c nguyªn tö Al ë trung t©m cña tø diÖn ®­îc liªn kÕt hoµn toµn víi c¸c

nhãm photphat. Sù ph©n bè nµy t­¬ng tù víi ph©n bè trong c¸c ion polyoxo

®ång thÓ vµ dÞ thÓ. VÝ dô nguyªn tö Al ë trung t©m trong ion Keggin chØ cã bèn

mÆt trong khi ®ã tÊt c¶ c¸c nguyªn tö Al bªn ngoµi cã t¸m mÆt. T­¬ng tù c¸c

nhãm photphat cã khuynh h­íng t¹o cÇu nèi bËc 2 hoÆc bËc 3 víi c¸c trung

t©m kim lo¹i trong cÊu tróc cña hîp chÊt v« c¬ vÝ dô nh­ trong c¸c photphat

cña Molypden, Vanadi vµ Asenat. Sù ­u tiªn cña nhãm Al (III) khi ®­îc bao

quanh bëi 4 nhãm photphat. Ta cã thÓ coi ®©y lµ ®¬n vÞ c¬ së ban ®Çu trong

qu¸ tr×nh h×nh thµnh m¹ch c¬ së ®Ó råi tõ ®ã t¹o nªn c¸c vËt liÖu kh¸c nhau

trong c¸c kho¸ng.

1.3.4.2 Sù ph¸t triÓn cña m¹ch

M¹ch lµ c¬ së lµ s¶n phÈm cña qu¸ tr×nh thuû ph©n c¸c liªn kÕt Al-O vµ

P-O trong hÖ dung dÞch, thËm chÝ trong phÇn lín c¸c tr­êng hîp kh«ng ph¶i hÖ

dung dÞch qu¸ tr×nh vÉn x¶y ra khi ta thªm mét l­îng n­íc ®ñ cho qu¸ tr×nh

thuû ph©n. Tuú thuéc vµo ®« axit hay baz¬ mµ qu¸ tr×nh thuû ph©n cã thÓ c¾t

b)

®øt liªn kÕt Al-O hay P-O vµ t¹o thµnh c¸c nhãm AlOH hoÆc POH (h×nh 1.2

c)

OH-/H+ H2O

-H2O

d)

c)

OH-/H+ H2O

- H2O

phÇn b). a)

H×nh1.2: Sù biÕn ®æi m¹ch c¬ së khi thuû ph©n

Mµu s¾c c¸c nguyªn tö: tr¾ng (O), ®á (P), xanh (Al)

Do c¸c m¹ch Polyme photphat nh«m trong dung dÞch cã ®é linh ®éng cao,

th«ng th­êng ë nhiÖt ®é tæng hîp cao. Qu¸ tr×nh quay vµ dÞch chuyÓn nhanh

x¶y ra xung quanh liªn kÕt Al-O-P kh«ng bÞ thuû ph©n (h×nh 2b). Qu¸ tr×nh

quay ®· lµm cho c¸c nhãm AlOH vµ POH tiÕn l¹i gÇn nhau h¬n (h×nh 2c), khi

®ã c¸c m¹ch bªn trong sÏ ng­ng tô víi nhau vµ t¸ch c¸c ph©n tö n­íc (h×nh 1.2

phÇn d).

Theo c¸ch nµy th× hai vßng 4 c¹nh cã chung mét gãc sÏ chuyÓn thµnh hai

vßng 4 c¹nh chung mét c¹nh. Còng cÇn chó ý r»ng qu¸ tr×nh biÕn ®æi ng­îc l¹i

còng diÔn ra t­¬ng tù nh­ ®· chØ ra theo chiÒu mòi tªn trªn h×nh 2. Nhãm

photphat cuèi cïng liªn kÕt víi nguyªn tö nh«m cã thÓ cßn l¹i hoÆc bÞ ®øt ra

khái m¹ch bëi qu¸ tr×nh thuû ph©n, ®iÒu nµy cho phÐp qu¸ tr×nh thuû ph©n x¶y

ra ë c¸c hîp chÊt víi cÊu tróc kh¸c nhau. NÕu qu¸ tr×nh thuû ph©n x¶y ra nh­

®· m« t¶ ë h×nh 1.2, qu¸ tr×nh c¾t m¹ch råi khÐp vßng sÏ tiÕp tôc vµ cã thÓ m«

t¶ nh­ ë h×nh 1.3.

Mçi liªn kÕt Al-O-P trong vßng 4 c¹nh kÒ bªn ký hiÖu 1 ®Õn 4 (h×nh

1.2ph©n d) sÏ bÞ thuû ph©n. Sù thuû ph©n sÏ x¶y ra ë vÞ trÝ 3 hoÆc 4 dÉn tíi

m¹ch bÞ më ra (h×nh 1.3). NÕu m¹ch bÞ më ë vÞ trÝ 1 vµ quay xung quanh

nguyªn tö O sÏ mang nhãm AlOH tíi gÇn vÞ trÝ nhãm POH còng ®­îc ký hiÖu

lµ 1 (trong h×nh 1.2 phÇn d, nhãm POH 1 n»m d­íi nhãm POH21) do ®ã vßng 4

c¹nh thø 3 tham gia t¹o liªn kÕt ®Ó t¹o d¹ng míi trong ®ã 3 vßng 4 c¹nh cã mét

c¹nh chung nhau ®­îc gäi lµ d¹ng "cis" (h×nh 1.3 phÇn a).

H×nh1.3: B­íc tiÕp theo trong qu¸ tr×nh thuû ph©n vµ biÕn ®æi m¹ch c¬ së

a)D¹ng cis më vßng ë vÞ trÝ 1 vµ kÕt hîp nhãm AlOH víi nhãm POH1

a)D¹ng trans më vßng ë vÞ trÝ 2 vµ kÕt hîp nhãm AlOH víi nhãm POH21

a)D¹ng zigzag më vßng ë vÞ trÝ 2 vµ kÕt hîp nhãm AlOH víi nhãm

POH22.

§èi víi tr­êng hîp thuû ph©n vµ c¾t m¹ch ë vÞ trÝ 2, qóa tr×nh quay cã thÓ

mang nhãm AlOH gÇn tíi mét hoÆc hai nhãm hydroxy, ký hiÖu 21 vµ 22 t­¬ng

øng h×nh 3b vµ 2c. Quay theo mét chiÒu (+109,50C) sÏ kÕt nèi m¹ch víi nhãm

photphat 21 vµ d¹ng Polyme t¹o thµnh trong ®ã tÊt c¶ c¸c vßng 4 c¹nh chung

nhau mét c¹nh lµ "trans" (H×nh 3b). Quay theo chiÒu ng­îc l¹i (-109,50C) sÏ

dÉn ®Õn ng­ng tô nhãm photphat 22 vµ t¹o thµnh d¹ng "ziczac" (H×nh 3c).

§èi víi cÊu tróc d¹ng "trans", qu¸ tr×nh cã thÓ tiÕp tôc x¶y ra mµ kh«ng gÆp

c¶n trë nµo (h×nh 4a). T­¬ng tù nh­ vËy còng x¶y ra ®èi víi m¹ch "ziczac"

(h×nh 4b). Tuy nhiªn trong tr­êng hîp cÊu tróc d¹ng "cis", m¹ch ph¶i ®­îc uèn

cong theo h­íng ng­îc l¹i ®Ó tr¸nh sù gËp ng­îc trë l¹i cña b¶n th©n m¾t xÝch,

®iÒu nµy sÏ dÉn tíi mét m¹ch "cis-trans" lu©n phiªn cho nhau (h×nh 4c). Tuy

nhiªn chØ mét sè Ýt m¹ch "cis-trans" lµ thÝch hîp cho qu¸ tr×nh t¹o Polyme

photphat nh«m.

Víi viÖc xem xÐt tØ mØ th× ý nghÜa cña qu¸ tr×nh më vµ ®ãng vßng ph¸t triÓn

theo trôc cña m¹ch c¬ së cho thÊy r»ng ®èi víi m¹ch ziczac ph¶i cã mét sè lÎ

a)

b)

c)

d)

vßng 4 c¹nh trªn mét nh¸nh cña m¹ch Polyme (h×nh 4d).

H×nh 1.4: C¸c kiÓu më réng cña m¹ch Polyme tõ h×nh 1.2

Theo qu¸ tr×nh nµy th× cã rÊt nhiÒu tr¹ng th¸i chuyÓn dÞch tù do kh¸c nhau

cña m¹ch c¬ së. VÝ dô c¸c vßng 4 c¹nh cã chung gãc cã thÓ tham gia vµo trong

qu¸ tr×nh vµ gi÷ nguyªn tr¹ng th¸i cña nã (h×nh 5a-e). Mét vÝ dô kh¸c chØ bao

gåm sù më vßng cña c¸c vßng 4 c¹nh dÉn tíi sù t¹o thµnh hîp chÊt trung gian

m¹ch më nh­ ®· nãi ë h×nh trªn (h×nh 5a), h¬n thÕ n÷a mçi kiÓu m¹ch t¹o

thµnh vÒ nguyªn t¾c cã thÓ h×nh dung nh­ mét tËp hîp v« h¹n c¸c m¾t xÝch v×

vËy c¸c d¹ng m¹ch t¹o thµnh cã thÓ tån t¹i víi bÊt kú chiÒu dµi kh¸c nhau nµo

nh­ ®· chØ ra ë h×nh 5b vµ 5c...

H×nh 1.5: C¸c d¹ng kh¸c nhau cña sù ph¸t triÓn m¹ch

Sù kÕt hîp cña c¸c qu¸ tr×nh nµy còng cã thÓ x¶y ra ®èi víi m¾t xÝch ®¬n t¹o

thµnh v« sè kiÓu m¹ch hçn hîp vÝ dô nh­ ë h×nh 5e. C¸c m¹ch Polyme t¹o

thµnh ë h×nh 5 chØ lµ mét sè Ýt trong v« sè d¹ng cã thÓ h×nh thµnh theo c¬ chÕ

nµy.

Qu¸ tr×nh ng­ng tô m¹ch bªn trong cña c¸c m¹ch ®· bÞ biÕn ®æi vÒ cÊu tróc

còng cã thÓ x¶y ra dÉn tíi h×nh thµnh Polyme d¹ng 6 vßng photphat liªn kÕt víi

4 vßng (h×nh 5f) hoÆc kÕt hîp c¸c d¹ng Polyme 5 vßng chung c¹nh thµnh d¹ng

3 vßng chung gãc (h×nh 5g), c¸c d¹ng nµy ®ãng vai trß hÕt søc quan träng cho

qu¸ tr×nh ph¸t triÓn m¹ch vÒ sau.

H×nh 1.6: C¸c d¹ng kh¸c nhau cña sù ph¸t triÓn m¹ch

Víi v« sè sù kÕt hîp cã thÓ nh­ vËy, chóng t«i ®­a ra d¹ng thuËt ng÷ nh­ ®·

cho ë b¶ng 4.

ChØ ®¬n vÞ lÆp l¹i cña m¹ch th«ng th­êng cÇn ph¶i ®­îc m« t¶ vµ mçi d¹ng

®¬n vÞ lÆp l¹i cÇn ®­îc ký hiÖu riªng cho kiÓu cña m¹ch vµ mét sè chØ sè bªn

d­íi biÓu thÞ cho chiÒu dµi cña nã t­îng tr­ng cho sè nguyªn tö Al hay sè vßng

4 c¹nh. MÆc dï c¸c qu¸ tr×nh biÕn ®æi cÊu tróc cã thÓ xem nh­ sù ph¸t triÓn

m¹ch theo mét chiÒu, tuy nhiªn ta còng dÔ thÊy lµ qu¸ tr×nh nµy cã thÓ x¶y ra

cïng mét lóc ë kh¾p moi vÞ trÝ däc theo chiÒu dµi bªn trong cña m¹ch Polyme,

cã thÓ chØ cÇn mét kho¶ng thêi gian ng¾n trong qóa tr×nh tæng hîp lµ ®ñ ®Ó t¹o

ra rÊt nhiÒu lo¹i Polyme photphat nh«m.

B¶ng 1.5: C¸c ®¬n vÞ lÆp l¹i trong m¹ch Polyme photphat nh«m.

On D¹ng n vßng 4 c¹nh cã chung gãc cña m¹ch ch­a bÞ thñy ph©n

In D¹ng n vßng 4 c¹nh cã chung c¹nh cÊu tróc d¹ng trans

(Tp)n D¹ng n vßng 4 c¹nh cã chung c¹nh cÊu tróc d¹ng trans víi c¸c nhãm photphat n»m trªn c¸c nguyªn tö Al ë trung t©m

Cn D¹ng n vßng 4 c¹nh cã chung c¹nh cÊu tróc d¹ng cis-trans

(Cp)n D¹ng n vßng 4 c¹nh cã chung c¹nh cÊu tróc d¹ng cis-trans víi c¸c nhãm photphat n»m trªn c¸c nguyªn tö Al ë trung t©m

On D¹ng n vßng 4 c¹nh cã chung gãc ®· më vßng (vµ mÊt ®i c¸c nhãm photphat n¨m trªn nguyªn tö Al ë trung t©m)

(Op)n D¹ng n vßng 4 c¹nh cã chung gãc ®· më vßng víi c¸c nhãm photphat n»m trªn c¸c nguyªn tö Al ë trung t©m

[Z(a,b)]n D¹ng n vßng 4 c¹nh cã chung c¹nh cÊu tróc d¹ng zigzag víi c¸c tiÓu ph©n a vµ b t­¬ng øng trªn mét ®o¹n m¹ch

[Z(a,b)p]n

D¹ng n vßng 4 c¹nh cã chung c¹nh cÊu tróc d¹ng zigzag víi c¸c tiÓu ph©n a vµ b t­¬ng øng trªn mét ®o¹n m¹ch vµ c¸c nhãm photphat n¨m trªn nguyªn tö Al ë trung t©m

VÝ dô nh­ qu¸ tr×nh tæng hîp ALPO4 ë nhiÖt ®é cao hay sãng cùc ng¾n chØ

yªu cÇu mét vµi gi©y. Còng cÇn ph¶i nhí r»ng mÆc dï qu¸ tr×nh biÕn ®æi m¹ch

nh­ ®· chØ ra tõ h×nh 2 ®Õn h×nh 5 cã vÎ nh­ phóc t¹p nh­ng còng chØ bao gåm

mét sè rÊt Ýt ho¹t ®éng cña c¸c ®¬n vÞ bÊt ®èi xøng.

CÊu tróc cña Polyme trªn h×nh 5g bªn ph¶i cã ý nghÜa rÊt quan träng v× trªn

thùc tÕ cÊu tróc nµy tån t¹i vµ ®· x¸c ®Þnh ®­îc lo¹i liªn kÕt cßn ch­a râ trong

c¬ chÕ h×nh thµnh vµ ph¸t triÓn m¹ch. Nh­ ®· biÕt cÇu nèi ®¬n c¸c nhãm

photphat P(OAl)O3 chiÕm vÞ trÝ trªn c¸c vßng 4 c¹nh cã mét c¹nh cña cÊu tróc

cis-trans. ChØ duy nhÊt cÊu tróc tinh thÓ Polyme photphat nh«m cã chøa nhãm

photphat cÇu nèi ®¬n lµ tr­êng hîp mohome Al(PO4)4. DÔ thÊy r»ng c¸c nhãm

photphat ë ®Çu m¹ch kh«ng bÒn v÷ng sÏ t­¬ng t¸c víi c¸c nhãm phèt ph¸t cña

m¹ch kh¸c v× thÕ sÏ kho¸ kh«ng cho m¹ch tiÕp tôc ph¸t triÓn. ThËm chÝ trong

cÊu tróc nµy c¸c m¾t xÝch s¾p xÕp vµo trong c¸c líp mµng vµ x¶y ra sù kÝch

thÝch nhiÖt chuyÓn pha ë tr¹ng th¸i r¾n thµnh cÊu tróc líp mµng. Scott Oliver vµ

c¸c céng sù [13] ®· x¸c ®Þnh ®­îc cÊu tróc líp mµng tinh thÓ nµy b»ng nhiÔu

x¹ tia X.

Chóng ta coi sù biÕn ®æi tõ m¹ch sang mµng lµ c¬ së hÕt søc quan träng cho

viÖc hiÓu biÕt vÒ c¸c lo¹i Polyme photphat nh«m. Tr­íc tiªn m¹ch c¬ së bÞ thuû

ph©n trong dung dÞch dÉn tíi h×nh thµnh c¸c lo¹i cÊu tróc m¹ch kh¸c nhau, c¸c

m¹ch nµy bÞ sonvat ho¸ vµ t­¬ng t¸c víi c¸c ion chÊt nÒn cation khö lùc ®Èy

tÜnh ®iÖn gi÷a c¸c m¹ch Polyme cho phÐp chóng t¹o thµnh tinh thÓ tõ dung

dÞch. Sù tËp hîp ®¬n gi¶n cña c¸c m¾t xÝch nhê c¸c liªn kÕt ion víi chÊt nÒn

hoÆc lµ c¸c liªn kÕt hydro gi÷a c¸c m¾t xÝch t¹o thµnh cÊu tróc d¹ng m¹ch

trong khi ®ã sù ng­ng tô c¸c m¾t xÝch víi nhau sÏ t¹o líp mµng xèp hoÆc cÊu

tróc d¹ng khung më. Sù kÕt tña nhanh cña c¸c m¾t xÝch sÏ dÉn ®Õn t¹o thµnh

v¹t liÖu v« ®Þnh h×nh cã d¹ng nh­ líp mµng víi c¸c m¾t xÝch ng¾n vµ s¾p xÕp

rÊt thiÕu trËt tù. NÕu tiÕp tôc ®èt nãng pha nµy cã thÓ cho phÐp c¸c m¾t xÝch

kh«i phôc l¹i, c¸c liªn kÕt sÏ ®­îc thiÕt lËp vµ t¹o nªn d¹ng cuèi cïng lµ cÊu

tróc tinh thÓ.

Trong qu¸ tr×nh kh«i phôc l¹i cÊu tróc cuèi cïng ®­îc ®iÒu khiÓn bëi c¶

kiÓu m¹ch vµ c¸c tÝnh chÊt cña nÒn h÷u c¬ v× vËy chÊt nÒn chØ lµ mét phÇn

nguyªn nh©n cña cÊu tróc nhËn ®­îc, ®iÒu nµy ®· lµm s¸ng tá vai trß th­êng lµ

ch­a râ rµng cña chÊt nÒn. Sù ®éc lËp còng nh­ phô thuéc cña chÊt nÒn cã thÓ

quan s¸t th«ng qua qu¸ tr×nh t¹o Polyme photphat nh«m.

Sù biÕn ®æi tr¹ng th¸i r¾n c¸c d¹ng cÊu tróc cña p«lyme phèt ph¸t nh«m ®·

biÕt nh­ AlPO4-5 thµnh AlPO4-8 (h×nh 7) vµ AlPO4-C thµnh AlPO4-D (h×nh 8)

còng nh­ c¸c kho¸ng alumino-phosphate t¹o thµnh b»ng qu¸ tr×nh chuyÓn pha

ë tr¹ng th¸i r¾n cho ta thÊy râ h¬n ®iÒu nµy.

a) b)

H×nh 1.7: Sù biÕn ®æi cÊu tróc tõ AlPO4-5 (a) sang AlPO4-8 (b)

a) b)

H×nh 1.8: Sù biÕn ®æi cÊu tróc tõ AlPO4-C (a) sang AlPO4-D (b)

C¸c d¹ng chuyÓn pha nµy còng bao gåm qu¸ tr×nh ng­ng tô cÊu tróc ®­îc

kh«i phôc cña qu¸ tr×nh thuû ph©n vµ ®­îc hiÓu nh­ d¹ng biÕn ®æi tõ m¹ch

sang m¹ch. Thùc tÕ qu¸ tr×nh chuyÓn pha ë tr¹ng th¸i r¾n ®ãng mét vai trß rÊt

quan träng trong viÖc t¹o thµnh c¸c m¹ch th¼ng, c¸c mµng vµ cÊu tróc m¹ng

kh«ng gian nh­ nh÷ng m« t¶ chi tiÕt d­íi ®©y.

KiÓu m¹ch th¼ng gåm c¸c Polyme photphat nh«m khi tû lÖ P: Al n¨m trong

kho¶ng 2,0 vµ 1,0 ®èi víi hÇu hÕt c¸c cÊu tróc cña Polyme. Gi¸ trÞ lín nhÊt

b»ng 2,0 chØ x¶y ra ®èi víi Polyme m¹ch th¼ng ban ®Çu vµ trong qu¸ tr×nh thuû

ph©n th× tØ lÖ P:Al gi¶m xuèng do mÊt ®i c¸c nhãm photphat. Møc ®é thuû ph©n

cµng lín th× sù c¾t ®øt c¸c nhãm photphat ra khái m¹ch Polyme ban ®Çu cµng

nhiÒu vµ sÏ ng­ng tô l¹i thµnh mµng hoÆc khung cøng. NÕu tû lÖ P:Al cµng

thÊp th× kh¶ n¨ng t¹o Polyme photphat nhiÒu chiÒu cµng cao.

Khi tû lÖ P:Al cã gi¸ trÞ kh«ng thay ®æi b»ng 1 th× Polyme t¹o thµnh cã cÊu

tróc khung cøng. TÊt c¶ c¸c lo¹i Polyme photphat nh«m t¹o thµnh cÇn tr¸nh t¹o

liªn kÕt trùc tiÕp Al-O-Al gi÷a c¸c cÊu tróc bèn mÆt AlO4 mµ ®èi víi c¸c zeolit

®iÒu nµy ®· ®­îc biÕt tíi trong quy t¾c cña Lowenstein [25]. C¸c tÝnh to¸n míi

®©y vÒ n¨ng l­îng to¹ thµnh Polyme photphat nh«m cho thÊy quy t¾c nµy hoµn

toµn ®óng ®¾n. Kh«ng cã liªn kÕt d¹ng P-O-P gi÷a c¸c tø diÖn trong cÊu tróc

cña Polyme photphat nh«m, quy luËt nµy ®· ®­îc thõa nhËn khi nghiªn cøu cÊu

tróc m¹ch c¬ së vµ cho thÊy sù thay thÕ c¸c trung t©m cña Al vµ P. Sè l­îng tèi

®a c¸c nhãm photphat cã thÓ t¸ch khái cÊu tróc Polyme khi thuû ph©n ®ã lµ

trong m¹ch khi ®ã ph¶i cã mét trong sè hai nhãm photphat trªn mçi vßng bèn

c¹nh v× vËy tØ lÖ P: Al=0,1 lµ giíi h¹n. Trªn c¬ së c¸c lý luËn võa nªu ta thÊy

r»ng trong qu¸ tr×nh ®iÒu chÕ Polyme photphat nh«m nªn gi÷ tû lÖ P: Al n»m

trong kho¶ng 1 vµ 2 [26] t­¬ng øng víi qu¸ tr×nh t¹o thµnh cÊu tróc m¹ch

th¼ng, cÊu tróc mµng vµ cÊu tróc khung cña Polyme.

1.3.4.3 C¸c qu¸ tr×nh biÕn ®æi tõ m¹ch th¼ng sang mµng vµ tõ m¹ch th¼ng

sang mµng råi sang d¹ng khung cña Polyme

PhÇn trªn ®· giíi thiÖu vÒ c¸c cÊu tróc cã thÓ tån t¹i trong Polyme photphat

nh«m vµ ®iÒu kiÖn h×nh thµnh c¸c cÊu tróc ®ã. PhÇn nµy ta sÏ ®i s©u vµo c¬ chÕ

®Ó lý gi¶i sù h×nh thµnh c¸c d¹ng cÊu tróc kh¸c nhau ®ã. Sau ®©y ta h·y xem

cÊu tróc lo¹i mµng cña AlPO4-5 cã d¹ng [Al3P4O16]3-. 3[R+] (h×nh 9)

H×nh 1.9: Qu¸ tr×nh t¹o cÊu tróc mµng AlPO4 -5

a) M¾t xÝch d¹ng trans

b) Qu¸ tr×nh ng­ng tô ®Ó t¹o m¹ng c¸c vßng 6 vµ 4 c¹nh

c) Qu¸ tr×nh ng­ng tô gi÷a c¸c m¹ch võa t¹o ra ®Ó t¹o thµnh cÊu tróc hai

chiÒu cã chøa c¸c vßng 12 c¹nh.

Sù ng­ng tô gi÷a c¸c m¹ch th¼ng d¹ng [Al3P4O16]3-(h×nh 8a) thµnh m¹ch cã

chøa c¸c vßng 6 c¹nh mãc nèi víi nhau (h×nh 8b) råi kÕt hîp l¹i nhanh chãng

víi nhau ®Ó t¹o m¹ng 2 chiÒu (h×nh 8c). Sù dÞch chuyÓn c¸c ®Ønh vµ ng­ng tô

c¸c líp mµng bªn trong dÉn ®Õn t¹o thµnh cÊu tróc m¹ng AlPO4-5, tuy nhiªn

kiÓu lý gi¶i nh­ ë h×nh 8 kh«ng nhÊt thiÕt ph¶i t¹o thµnh AlPO4-5. Thay cho

c¸c m¾t xÝch ®­îc cho ë h×nh 8a lµ nguyªn nh©n t¹o nªn líp mµng AlPO4-5 cã

thÓ kÕt hîp c¸c m¹ng trung gian ®Ó t¹o nªn c¸c m¹ng kh«ng gian míi. ViÖc lùa

trän líp mµng AlPO4-5 hoÆc líp m¹ng AlPO4-5 lµm s¶n phÈm cuèi cïng ®­îc

x¸c ®Þnh b»ng c¸c th«ng sè nh­ c¸c ®iÒu kiÖn tæng hîp vµ c¸c tÝnh chÊt cña

chÊt nÒn. Trong tr­êng hîp cÊu tróc d¹ng mµng AlPO4-5 (h×nh 8c), hai d¹ng

cÊu tróc khung ®­îc thay thÕ b»ng nguyªn tö kim lo¹i MAPO-46 cã thÓ ®­îc

xem nh­ hai líp mµng kÕt nèi víi nhau s¾p xÕp theo kiÓu l­ng víi l­ng víi sù

ph¸t triÓn m¹ch theo c¸c h­íng ®èi diÖn. Mét líp mµng cã cÊu tróc kiÓu

AlPO4-5 trong khi ®ã líp mµng kh¸c cã chøa c¸c vßng 6 c¹nh trong ®ã thay ®æi

cho c¸c trung t©m cña photpho t¹i c¸c vßng 6 c¹nh lµ liªn kÕt gi÷a c¸c nguyªn

tö «xy víi c¸c nguyªn tö kim lo¹i trong m¹ch. Líp mµng kÐp nµy liªn kÕt trë

l¹i víi hai líp mµng bªn c¹nh qua c¸c nhãm photphat vµ cÇu nèi kim lo¹i t¹o

nªn m¹ng kh«ng gian. CÊu tróc m¹ng CoAPO-50 còng cã thÓ coi tr­êng hîp

ngo¹i lÖ víi cÊu tróc AlPO4-5. Trong tr­êng hîp nµy nguyªn tö Co liªn kÕt phÝa

®èi diÖn víi c¸c vßng 6 c¹nh cña c¸c nhãm photphat vµ liªn kÕt víi c¸c m¹ch

photphat cña líp mµng tiÕp theo

Mét kÕt qu¶ kh¸c vÒ qu¸ tr×nh biÕn ®æi lµ cÊu tróc d¹ng líp cña [Al3P4O16]3-

. M¾t xÝch [Al3P4O16]3- ®­îc cho ë h×nh 5f bªn ph¶i ®­îc t¹o thµnh tõ mét lo¹i

m¾t xÝch ë d¹ng trans nhê sù mÊt ®i c¸c nhãm photphat cuèi cïng vµ ng­ng tô

gi÷a c¸c m¾t xÝch phÝa bªn trong. Sù liªn kÕt gi÷a c¸c m¾t xÝch nhê viÖc mÊt

tiÕp tôc c¸c nhãm photphat t¹o nªn cÊu tróc d¹ng líp ®­îc miªu t¶ ë h×nh 9.

Cã mét ®iÒu thó vÞ lµ sù s¾p xÕp c¸c vßng 4,6 vµ 8 c¹nh lµ nh­ nhau, t­¬ng

tù nh­ ®· x¶y ra ë cÊu tróc AlPO4-12 däc theo trôc a khi ta thõa nhËn lµ c¸c

vßng 6 c¹nh trong cÊu tróc nµy còng ®­îc t¹o thµnh do sù liªn kÕt cña c¸c

nhãm photphat cã vai trß lµm cÇu nèi. §èi víi líp mµng AlPO4-5, c¸c líp

mµng nµy cã thÓ liªn kÕt chÐo víi nhau ®Ó t¹o cÊu tróc AlPO4-12 nhê viÖc mÊt

®i c¸c nhãm photphat cÇu nèi hoÆc c¸c m¾t xÝch ban ®Çu cã thÓ khÐp vßng líp

mµng ®Ó trùc tiÕp t¹o thµnh AlPO4-12.

H×nh 1.10: CÊu tróc cña [Al3P4O16]3- tõ c¸c vßng 6 c¹nh.

Sù ng­ng tô cña c¸c m¾t xÝch cho ë h×nh 5f bªn tr¸i khi mÊt ®i c¸c nhãm

photphat cuèi cïng vµ n­íc dÉn ®Õn t¹o thµnh cÊu tróc líp cã chøa c¸c

vßng 8 c¹nh.

1.3.4.4 Qu¸ tr×nh biÕn ®æi tõ cÊu tróc m¹ch thµnh cÊu tróc d¹ng khung.

Mét vÝ dô vÒ sù liªn kÕt trùc tiÕp gi÷a c¸c m¹ch ®Ó t¹o cÊu tróc d¹ng khung

®­îc cho ë h×nh 10. Qóa tr×nh t¹o cÊu tróc d¹ng khung cã thÓ gi¶i thÝch lµ do

sù hîp nhÊt cña hai kiÓu m¹ch.

M¹ch c¬ së liªn kÕt víi hai m¹ch ziczac th«ng qua c¸c vßng 6 c¹nh (h×nh

10a). Nh­ vËy theo m« h×nh nµy th× víi mét m¹ch c¬ së cÇn 2 m¹ch ziczac ®Ó

t¹o cÊu tróc d¹ng khung. H×nh 10b lµ sù ng­ng tô gi÷a 3 m¹ch ziczac ®Ó t¹o

thµnh hai m¹ch cã chøa vßng t¸m c¹nh. §¬n gi¶n lµ m¹ch c¬ së h×nh 11a vµ

c¸c m¹ch ziczac [Al4P4O17]2- (h×nh 4b).

H×nh 1.11: Qu¸ tr×nh ng­ng tô m¾t xÝch ®Ó t¹o cÊu tróc d¹ng khung

a) Hai m¹ch ziczac liªn kÕt víi m¹ch c¬ së t¹o c¸c vßng 6 c¹nh trong cÊu

tróc d¹ng khung

b) Ng­ng tô gi÷a ba m¹ch ziczac ®Ó t¹o thµnh hai m¹ch cã chøa vßng 8

c¹nh chia c¾t c¸c m¹ch chÝnh.

1.3.4.5 Qu¸ tr×nh kho¸ m¹ch

V× hai hoÆc nhiÒu m¹ch cã thÓ kÕt hîp víi nhau ®Ó t¹o nªn cÊu tróc míi, do

vËy cã thÓ s¶y ra tr­êng hîp lµ chóng cã thÓ ng­ng tô víi «xit nh«m kh¸c hoÆc

víi c¸c d¹ng dung dÞch photphat nh«m cã trong hÖ. BËc vµ tr¹ng th¸i kÕt hîp

cña Al(III) nh­ ®· biÕt phô thuéc nhiÒu vµo gi¸ trÞ pH hay nãi c¸ch kh¸c lµ c¸c

ph©n tö photphat nh«m. C¸c d¹ng nh­ vËy cã thÓ ®­îc t¹o thµnh gi÷a c¸c m¾t

xÝch d­íi c¸c ®iÒu kiÖn tæng hîp th«ng th­êng. Mét vÝ dô lµ cÊu tróc d¹ng

khung cña Aluminophotphat cña thiÕc (h×nh 12).

H×nh 1.12: Qu¸ tr×nh h×nh thµnh cÊu tróc d¹ng khung víi c¸c vßng 8 c¹nh

bÞ xo¾n (bªn ph¶i) tõ c¸c d¹ng m¹ch hë.

C¸c nhãm photphat cuèi cïng cã khuynh h­íng tho¸t ra vµ tiÕn lªn phÝa

trªn (trung t©m, bªn tr¸i) vµ phÝa d­íi (trung t©m, bªn ph¶i) cña cÊu tróc

kÐp 8 mÆt Al2O10.

CÊu tróc AlPO4 trong tr­êng hîp ®ãng m¹ch ®­îc t¹o thµnh duy nhÊt tõ c¸c

®¬n vÞ d¹ng 8 mÆt AlO6 vµ d¹ng tø diÖn PO4 (h×nh 12). Bèn ®Ønh cña t¸m mÆt

cña nh«m ®­îc chiÕm bëi c¸c nguyªn tö «xi cña c¸c nhãm photphat bªn c¹nh.

CÊu tróc d¹ng khung nµy cã thÓ ®­îc t¹o thµnh tõ m¹ch hë nh­ ®· cho ë h×nh

11 (bªn tr¸i).

H×nh 1.13: CÊu tróc cña AlPO4

1.3.5 Thµnh phÇn cÊu tróc hÖ Polyme

H×nh 1.14: Gi¶n ®å phæ hång ngo¹i cña mÉu Polyme photphat nh«m

KÕt qu¶ chôp phæ hång ngo¹i cho thÊy trong Polyme cã chøa nhãm OH ®Æc

tr­ng cho dao ®éng cña ph©n tö H2O øng víi c¸c sè sãng 3385 cm-1 vµ 1636

cm-1, liªn kÕt AlO (AlPO4) ë sè sãng 1125 cm-1, liªn kÕt P-O (AlPO4) ë sè sãng

cm-1 vµ trong kho¶ng 668-618 cm+-1, liªn kÕt Al-O (Al2O3) øng víi sè sãng

507 cm-1

H×nh1.15: XRD cña mét sè mÉu Polyme photphat nhom víi tû lÖ P:Al kh¸c

nhau.

Phæ nhiÔu x¹ tia X ( h×nh 15) cho thÊy, trong c¶ 6 mÉu ®Òu tån t¹i c¸c pha

tinh thÓ cña AlH3(PO4)2. 3H2O vµ Al(OH)3. §èi víi H3PO4 chØ xuÊt hiÖn pÝc rÊt

yÕu ë c¸c mÉu M4, M5, M6. Trong c¶ 6 mÉu cã thÓ nhËn thÊy chñ yÕu tån t¹i

pha AlH3 (PO4)2.3H2O víi c­êng ®é phæ ®Ëm vµ rÊt râ nÐt. Tõ kÕt qu¶ chôp phæ

hång ngo¹i vµ nhiÔu x¹ tia X ë trªn ta cã thÓ gi¶ thiÕt AlH3 (PO4). 3H2O lµ mét

hÖ gåm AlPO4 vµ H3PO4 cã c¸c ph©n tö H2O liªn kÕt trong m¹ch Polyme.

1.3.6 §Þnh h­íng sö dông Polyme v« c¬ vµ mét sè kho¸ng chÊt cho tæng hîp vËt liÖu v« c¬

Víi c¸c tÝnh chÊt ®iÓn h×nh cña ®é bÒn c¬, bÒn nhiÖt, bÒn ho¸, kh¶ n¨ng

chèng chÞu c¸c ®iÒu kiÖn m«i tr­êng kh¾c nghiÖt, viÖc nghiªn cøu øng dông

polyme v« c¬ trong c«ng nghÖ chÕ t¹o vËt liÖu x©y dùng lµ mét h­íng ®i rÊt cã

triÓn väng.

Trªn thÕ giíi, t¹i c¸c n­íc ph¸t triÓn ®· tiÕn hµnh nghiªn cøu vµ øng dông

thµnh c«ng c¸c lo¹i vËt liÖu x©y dùng sö dông polyme v« c¬ vµ kho¸ng chÊt

lµm nguyªn liÖu, cã thÓ kÓ ra nh­ c¸c lo¹i bª t«ng nhÑ, vËt liÖu c¸ch nhiÖt,

chèng thÊm, c¸c lo¹i g¹ch x©y dùng, g¹ch trang trÝ ... cã träng l­îng nhÑ, cã ®é

bÒn cao, hay vËt liÖu x©y dùng ®­êng giao th«ng, víi nÒn ®­êng cã ®é chÞu nÕn

Ðp t­¬ng ®èi cao. Tuy nhiªn, c¸c s¶n phÈm trªn, hoÆc ch­a cã mÆt t¹i n­íc ta,

hoÆc nÕu cã th× víi gi¸ thµnh kh¸ cao, g©y khã kh¨n cho viÖc ®­a vµo sö dông

®¹i trµ.

C¸c nghiªn cøu sö dông polyme v« c¬ trong chÕ t¹o vËt liÖu x©y dùng, nÕu

thµnh c«ng, sÏ ®em l¹i nh÷ng lîi Ých v« cïng to lín. Tr­íc tiªn, nã sÏ ®¸nh dÊu

sù ph¸t triÓn cña khoa häc vËt liÖu trong n­íc. Quan träng h¬n, c¸c nghiªn cøu

thµnh c«ng sÏ gióp gi¶i quyÕt yªu cÇu ngµy mét cao ®èi víi vËt liÖu x©y dùng,

thay thÕ cho c¸c vËt liÖu ®­¬ng ®¹i ®ang dÇn dÇn ®ang cßn kh«ng ®¸p øng ®­îc

yªu cÇu kiÕn tróc x©y dùng, ®ång thêi tËn dông ®­îc nguån nguyªn liÖu rÊt dåi

dµo s½n cã trong n­íc, gi¶m ®­îc chi phÝ trong x©y dùng c¸c c«ng tr×nh.

H­íng nghiªn cøu vÒ c¸c lo¹i vËt liÖu ®i tõ polyme v« c¬ cã thÓ tËp trung

cho mét sè s¶n phÈm sau:

- G¹ch polyme v« c¬: víi nguyªn liÖu ®i tõ ®Êt, chÊt ®én kh¸c, phô gia, ®em

trén víi nhau, cho vµo m¸y nÐn Ðp t¹o h×nh, sau ®ã ®em sÊy ph¬i kh« tù nhiªn

hoÆc nung ®Ó thu ®­îc s¶n phÈm. S¶n phÈm cã thÓ cã träng l­îng nhÑ, cã ®é

cøng, ®é bÒn ho¸ tèt, cã thÓ sö dông ®Ó x©y nhµ, l¸t nÒn, g¹ch èp t­êng, hoÆc

cã thÓ sö dông ®Ó x©y dùng c¸c c«ng tr×nh chÞu m«i tr­êng mÆn ...

- Lµm ngãi mµu b»ng polyme v« c¬: còng víi nguyªn liÖu lµ ®Êt sÐt, phô

gia, phèi trén vµ t¹o h×nh, sÊy, s¬n mµu b»ng s¬n v« c¬ nh»m thu ®­îc mét lo¹i

vËt liÖu composite v« c¬ cèt polyme cã tÝnh chÊt c¬ lý ho¸ tèt, bÒn mµu, nhÑ vµ

sö dông tiÖn lîi, gi¸ c¶ phï hîp do ®Æc tr­ng vÒ nguyªn liÖu.

- X©y dùng ®­êng giao th«ng b»ng polyme v« c¬: ®©y lµ mét d¹ng nÒn

composite v« c¬ hiÖn ®¹i. Nguyªn liÖu ®­îc sö dông lµ ®Êt t¹p, c¸t ®¸ d¨m, phô

gia kÕt dÝnh ®em phèi trén tØ lÖ thÝch hîp, tr¶i ra råi ®Çm nÐn, lu, chê ®ãng r¾n

tù nguyÖn t¹i chç. S¶n phÈm thu ®­îc cã ®é chÞu nÐn Ðp tèt, chèng chÞu c¸c

®iÒu kiÖn n¾ng, m­a, nãng, l¹nh. NÒn ®­êng nµy sö dông nguyªn liÖu s½n cã,

sÏ thay thÕ rÊt tèt cho lo¹i ®­êng ®Êt th« s¬, rÊt dÔ lÇy léi khi cã m­a, bôi, nøt,

n¾ng giã, chÞu t¶i kÐm, hay nÒn ®­êng nhùa chi phÝ cao, nguyªn liÖu kh«ng cã

s½n.

Lµm c¸c s¶n phÈm gèm kh«ng nung: nguyªn liÖu ®Êt sÐt phèi trén víi phô

gia theo tû lÖ thÝch hîp, t¹o h×nh ( ®óc khu«n, in hoÆc nÐn, ®em sÊy thu s¶n

phÈm).

Lµm xi m¨ng Polyme: Polyme ho¸ ®Êt sÐt thµnh xi m¨ng, ®i kÌm víi phô

gia láng dïng ®Ó ®ãng r¾n. Nguyªn liÖu ®­îc xö lý, t¹o h×nh, xö lý nhiÖt,

nghiÒn mÞn, ®ãng bao kÌm theo phô gia ®ãng r¾n ®­îc chÕ t¹o s½n. S¶n phÈm

cã thÓ ®­îc sö dông ®Ó chÕ t¹o g¹ch gãi, lµm ®­êng giao th«ng, chÕ t¹o vËt liÖu

coposite v« c¬ (KÕt hîp víi cèt sîi thuû tinh, sîi cacbon...)

Lµm men nguéi, líp phñ Polyme v« c¬ chèng trÇy x­íc, chÞu nhiÖt, chÞu

axit;

Nguyªn liÖu lµ ®Êt sÐt, ®Êt c¸c lo¹i, ®em xö lý nhiÖt, nghiÒn mÞn ®Õn kÝch

th­íc xi m¨ng, phèi trén víi phô gia láng, ®ãng gãi. øng dông: cã thÓ t¹o líp

phñ b¶o vÖ chèng trÇy x­íc, phñ t¹o mÇu cho s¶n phÈm, phñ b¶o vÖ trong m«i

tr­êng mÆn, phÌn, axit...

§Ó cã ®­îc c¸c lo¹i vËt liÖu ®¸p øng ®­îc yªu cÇu nh­ trªn, nhiÖm vô ®Æt ra

lµ cÇn tiÕn hµnh nghiªn cøu vµ xem xÐt vÒ thµnh phÇn còng nh­ kh¶ n¨ng liªn

kÕt gi÷a c¸c thµnh phÇn trong vËt liÖu.

Víi môc ®Ých sö dông nguån nguyªn liÖu kho¸ng dåi dµo trong thµnh phÇn

®Êt ®åi vµ c¸c tÝnh chÊt cña Polyme v« c¬ nh»m t¹o ra ®­îc nh÷ng lo¹i vËt liÖu

v« c¬ cã ®é bÒn c¬, nhiÖt, ho¸ cao. Nhãm nghiªn cøu chóng t«i ®· tiÕn hµnh

thùc hiÖn ®Ò tµi:" Nghiªn cøu sö dông mét sè lo¹i kho¸ng thuéc tØnh Phó Thä

cho tæng hîp vËt liÖu v« c¬", víi nguyªn liÖu lµ c¸c kho¸ng cã trong thµnh

phÇn ®Êt ®åi, vµ chÊt kÕt dÝnh lµ mét lo¹i keo Polyme v« c¬ hÖn photpho-oxy-

nh«m.

PhÇn II: C¸c ph­¬ng ph¸p nghiªn cøu vµthùc nghiÖm

2.1. ph­¬ng ph¸p ph©n tÝch phæ hång ngo¹i (IR)

Thùc chÊt lµ ph­¬ng ph¸p phæ dao ®éng, ®©y lµ ph­¬ng ph¸p dïng tia hång

ngo¹i (IR) (Infrared). Ph­¬ng ph¸p nµy gióp chóng ta x¸c ®Þnh ®­îc cÊu tróc

ph©n tö vµ cc¸ nhãm chøc cã trong ®ã.

2.1.1. C¬ së cña ph­¬ng ph¸p

C¸c chÊt cã kh¶ n¨ng hÊp thô chän läc IR sÏ h×nh thµnh phæ hÊp thô IR. Khi

hÊp thô IR c¸c nguyªn tö, nhãm nguyªn tö sÏ liªn kÕt vµ dao ®éng víi c¸c tÇn

sè kh¸c nhau. Do ®ã khi ph¸t triÓn tÇn sè nµo ®ã sÏ t×m ra ®­îc nguyªn tö,

nhãm nguyªn tö ®ã, v× mçi nhãm dao ®éng víi tÇn sè riªng.

− Vïng hång ngo¹i gÇn(NIR): tõ 12500cm-1(0,8 µ m)-4000cm-1(2,5 µ m).

− Vïng hång ngo¹i xa(FIR): tõ 667cm-1 - 10cm-1

− Vïng hång ngo¹i gi÷a(IR): tõ 4000cm-1(2,5 µ m) -1.300cm-1(7,6 µ m).

2.1.2. §iÒu kiÖn hÊp thô bøc x¹ hång ngo¹i

Nh­ ta ®· biÕt, c¸c bøc x¹ chuyÓn møc n¨ng l­îng giao ®éng th­êng kh¸

bÐ, t­¬ng ®­¬ng víi n¨ng l­îng bøc x¹ hång ngo¹i trong thang c¸c bøc x¹ ®iÖn

tõ. Do ®ã ng­êi ta hay gäi phæ dao ®éng lµ phæ hång ngo¹i. Tuy nhiªn kh«ng

ph¶i bÊt kú ph©n tö nµo còng cã kh¶ n¨ng hÊp thô bøc x¹ hång ngo¹i ®Ó cho

hiÖu øng phæ giao ®éng.

Quy t¾c chän läc phæ dao ®éng: §iÒu kiÖn cÇn ®Ó ph©n tö cã thÓ hÊp thô bøc

x¹ hång ngo¹i, chuyÓn thµnh tr¹ng th¸i kÝch thÝch dao ®éng lµ ph¶i cã sù thay

®æi momen l­ìng cùc ®iÖn khi dao ®éng. Theo quy t¾c nµy, c¸c ph©n tö cã hai

nguyªn tö gièng nhau kh«ng cho hiÖu øng phæ dao ®éng. §ång thêi mét sù

thay ®æi bÊt kú vÒ ph­¬ng hay gi¸ trÞ cña momen l­îng cùc khi ph©n tö dao

®éng ®Òu lµm xuÊt hiÖn c¸c l­ìng cùc dao ®éng. ChÝnh c¸c l­ìng cùc dao ®éng

nµy t­¬ng t¸c víi thµnh phÇn ®iÖn tr­êng cña dao ®éng bøc x¹ hång ngo¹i vµ

kÕt qu¶ lµ ph©n tö sÏ hÊp thô bøc x¹ hång ngo¹i.

Trong ®å ¸n nµy sö dông ph­¬ng ph¸p phæ hång ngo¹i ®Ó x¸c ®Þnh sù cã

mÆt cña c¸c nhãm liªn kÕt trong dung dÞch Polyme v« c¬.

2.2. Ph­¬ng ph¸p ph©n tÝch thÓ tÝch

2.2.1. Ph©n tÝch AL2 O3 trong kho¸ng

2.2.1.1. Nguyªn t¾c:

Dïng ph­¬ng ph¸p ®Þnh ph©n ng­îc: Cho EDTA d­, sau ®ã chuÈn

EDTA d­ b»ng dung dÞch chuÈn ZlCl2, dïng xilen da cam lµm chÊt chØ thÞ.

Al3+ + H2Y2- AlY+2H+

H2Y2-+Zn2+ ZnY2-+ 2H+

Zn2++ xylen da cam phøc mÇu ®á (pH =5,5 ÷6)

2.2.1.2. ChuÈn bÞ dung dÞch

-Dung dÞch ®Öm Axetat (pH =5,5 ÷6): hoµ tan 100ml Axetat ®Ëm ®Æc vµo

500ml n­íc, khuÊy cho tan. Thªm 100ml amoni hidroxit (NH4OH) ®Ëm ®Æc,

sau ®ã thªm n­íc ®Õn 1lit.

-Trilon B (Complexon III) 0,025M: Hoµ tan 4,6525 g EDTA b»ng n­íc

trong b×nh ®Þnh møc 500ml, thªm n­íc ®Õn v¹ch, l¾c kü. Dung dÞch gi÷ trong

b×nh polyetylen (TCVN 1272-86).

-KÏm clorua 0,025M: c¹o s¹ch líp oxit trªn bÒ mÆt, sau ®ã ®em c©n

1,6345g Zn cho vµo cèc, ®Ëy mÆt kÝnh ®ång hå. Thªm hçn hîp gåm 50ml n­íc

vµ 7,5 ml HCl ®Ëm ®Æc. §un trªn bÕp ®iÖn ®Ó hoµ tan hÕt. Tr¸ng mÆt kÝnh ®ång

hå vµ cho vµo b×nh ®Þnh møc 500ml. Thªm n­íc ®Õn v¹ch ®Þnh møc, l¾c kü

(TCNV1272-68)

-Amoni Hidroxit, NH4OH (1:3)

-Xylen da cam: nghiÒn 0,1 g xylen da cam víi 10g NaCl trong cèi.

-Amoni Florua, NH4F5%: 5g NH4+95g H2O

2.2.1.3. C¸ch tiÕn hµnh

LÊy 10ml dung dÞch mÉu thö cho vµo b×nh nãn 25ml

Nhá vµi dät mety ®á, thªm giät NH4OH cho ®Õn khi dung dÞch chuyÓn tõ ®á

sang vµng. Cho tiÕp 25ml dung dÞhc Trinon B vµ ®un nãng ®Õn 60 ÷ 70oC.

Thªm 10ml ®ªm axetat, 5 giät chØ thÞ xylen da cam, chuÈn ®é b»ng kÏm axetat

cho ®Õn khi dung dÞhc chuyÓn tõ vµng sang hång. TiÕp tôc thªm 10ml NH4F vµ

®un s«i 5 phót.

§Ó nguéi ®Õn 60 ÷70oC, tiÕp tôc chuÈn ®é b»ng ZnCl2 cho ®Õn khi mµu cña

dung dÞch chuyÓn tõ vµng chanh sang hång. Khi thÓ tÝch Vml cña ZnCl2 tiªu

tèn.

Hµm l­îng Al2O3% V.0,0012745.500.100

X =

G.10

Trong ®ã:

V: ThÓ tÝch dung dÞch ZnCl2 0,0025M ®· dïng chuÈn ®é lÇn 2 ml (t­¬ng

®­¬ng thÓ tÝch EDTA 0,025M ®­îc gi¶i phãng tõ A1)

0.012745: Khèi l­îng cña Al2O3 t­¬ng ®­¬ng víi 1ml EDTA

G: Khèi l­îng mÉu

2.2.2. Ph©n tÝch Na2O

2.2.2.1. Nguyªn t¾c

Dïng HCl ®· biÕt nång ®é chÝnh x¸c ®Ó x¸c ®Þnh nång ®é NaOH trong

dung dÞch theo ph¶n øng

HCl +NaOH = NaCl+H2O

§©y lµ tr­êng hîp ®Þnh ph©n 1 baz¬ m¹nh b»ng axit m¹nh, cã thÓ dïng

metyl ®á, metyl da cam, phenol phtatein lµm chÊt chØ thÞ

2.2.2.2. Dung dÞch chuÈn bÞ

-Dung dÞch HCl 0,1N

-Phenol phtatein.

2.2.2.3. C¸ch tiÕn hµnh

LÊy 10ml dung dÞch cÇn ph©n tÝch sau ®ã cho vµo b×nh ®Þnh møc 250 ml,

®Þnh møc b»ng n­íc cÊt. LÊy tõ b×nh ®Þnh møc ra 5ml cho vµo b×nh nãn vµ

chuÈn b»ng HCl 0,1N víi chØ thÞ phenol phtalein, khi chuyÓn tõ mÇu hång sang

kh«ng mÇu. Ghi thÓ tÝch HCl khi ®ã sö dông VHCl.

PhÇn tr¨m Na2O ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau:

VHCl.NHCl.a.31.100

% Na2O =

b.c.d.1000

Trong ®ã:

V: lµ thÓ tÝch dung dÞch HCl (ml)

N: Lµ nång ®é l­îng gam cña dung dÞch HCl chuÈn (N)

a: Lµ thÓ tÝch pha lo·ng ®Þnh møc dung dÞch ban ®Çu (ml)

31 vµ 1000: Lµ c¸c hÖ sè chuyÓn ®æi

b: Lµ sè dung dÞch lÊy ®Ó ph©n tÝch (ml)

c: Lµ sè dung dÞch ®· ®­îc pha lo·ng ®Ó chuÈn (ml)

d: lµ tû träng cña dung dÞch ®· lÊy (ml)

2.2.3. Ph©n tÝch CaO

2.2.3.1. Nguyªn t¾c

ChuÈn Ca2+ b»ng complexon III (EDTA)

2.2.3.2. Dung dÞch chuÈn bÞ

-Dung dÞch NaOH 6M (kh«ng cã cabonat)

-Dung dÞch EDTA 0.02M

-ChÊt chØ thÞ ETOO trén víi NaCl (1:20)

2.2.3.3. C¸ch tiÕn hµnh

LÊy 20 ml dung dÞch ph©n tÝch (cã 6÷10mg Ca2+) cho vµo b×nh nãn 100ml.

Lo¹i Al3+,Fe3+... b»ng Trietanol amin; Ni2+,Cu2+ b»ng CN-. Thªm vµo 2ml

NaOH vµ Ýt chØ thÞ, l¾c kü cho cã mÇu hång nh¹t. ChuÈn b»ng EDTA cho ®Õn

mÇu xanh råi dõng l¹i. Ghi l¹i VEDTA tiªu tèn.

Hµm l­îng Ca2+ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:

VEDTA.NEDTA

VCa2+

NCa2+= ,N

2.2.4. Ph©n tÝch Fe2O3

2.2.4.1. Nguyªn t¾c

Khö Fe3+ vÒ Fe2+ b»ng Zn theo ph¶n øng:

Fe3+ + Zn = 2Fe2+ +Zn2+

Sau ®ã chuÈn ®é dung dÞch Fe2+ b»ng K2Cr2O7 theo ph¶n øng;

2- +14 H+ =6 F3+ + 2Cr2

3+ + 7 H2O

6 F2+ +Cr2O7

-Dung dÞch HCl 1:1 2.2.4.2. Dung dÞch chuÈn bÞ

-Hçn hîp axit H2SO4 +H3PO4: cho 150ml H2SO4 ®Æc vµo 500ml n­íc, ®Ó

nguéi. Sau ®ã thªm 150ml H3PO4 ®Æc vµ ®Þnh møc b»ng n­íc ®Õn 11.

-Dung dÞch K2Cr2O7 0.05N

-ChÊt chØ thÞ: Diphenylamin

2.2.4.3. C¸ch tiÕn hµnh

LÊy 50ml dung dÞch Fe3+ cho vµo b×nh nãn, thªm 5ml HCl 1:1, ®un gÇn s«i

(®Ëy l¾p kÝnh ®ång hå), thªm 4-5 h¹t Zn, ®un cho ®Õn khi dung dÞch mÊt mµu

hoµn toµn (nÕu cã kÕt tña tr¾ng lµ muèi cña Zn2+ th× cho HCl tan hÕt).

Dïng n­íc tr¸ng n¾p kÝnh ®ång hå. Lµm nguéi nhanh, läc Zn d­ b»ng giÊy

läc. Läc nhiÒu lÇn, ®ùng dung dÞch vµo cèc 500ml. Thªm n­íc ®Õn 300ml.

LÊy 20ml dung dÞch råi thªm 10ml hçn hîp axit vµ 1-2 giät diphenylamin.

§Þnh ph©n b»ng K2Cr2O7 ®Õn khi xuÊt hiÖn mÇu xanh tÝm. Ghi VK2Cr2O7 tiªu

tèn.

Hµm l­îng Fe x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:

VK2Cr2O7. NK2Cr2O7

NFe2+= ,N

VFe2+

2.2.5. X¸c ®Þnh hµm l­îng Ti4+

LÊy 20ml tõ b×nh ®Þnh møc pha lo·ng ®Õn 200ml. LÊy 80ml ®un trªn bÕp

®iÖn. Nhá tõng giät HN31:3 xuèng ®Õn khi cã mïi th× dõng l¹i.

2.2.6. Ph©n tÝch CaO trong muèi CaCl2

LÊy 10ml dung dÞch ®· pha lo·ng, thªm 10ml dung dÞch ®Öm (NH4OH +

NH4Cl) vµ Ýt chØ thÞ ETOO chuÈn b»ng EDTA 0,025M.

2.3. Ph­¬ng ph¸p ph©n tÝch khèi l­îng x¸c ®Þnh SiO2

2.3.1. Nguyªn t¾c

Dïng ph­¬ng ph¸p ph©n tÝch khèi l­îng: T¸ch SiO2 d­íi d¹ng kÕt tña

H2SiO3. Nung kÕt tña ë nhiÖt ®é 9000C thu ®­îc SiO2. C©n SiO2 ta x¸c ®Þnh

®­îc l­îng SiO2 cã trong dung dÞch theo ph¶n øng:

to= 900oC H2O +SiO2

H2SiO3

2.3.2. Dung dÞch chuÈn bÞ -Dung dÞch HCl (1:3)

-Dung dÞch HCl ®Æc.

2.3.3. Ph­¬ng ph¸p tiÕn hµnh

LÊy 50ml dung dÞch trong b×nh ®Þnh møc cho vµo cèc 100ml, thªm vµo

15ml dung dÞch HCl (1: 3). §un s«i nhÑ trªn ch¶o c¸t cho ®Õn khi c¹n, cho

thªm vµi giät axit HCl ®Ëm ®Æc, tiÕp tôc ®un cho ®Õn khi bay h¬i hÕt axit. Sau

®ã ®­a kÕt tña ra läc, röa trªn giÊy läc b¨ng xanh, cho vµo chÐn nung ë 900oC

trong 1,5 h. Sau khi nung ®Ó nguéi trong b×nh hót Èm tíi nhiÖt ®é phßng råi

c©n.

(g1 - g2).100

Hµm l­îng SiO2 ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:

%SiO2 = ,%

G

Trong ®ã:

g1 lµ khèi l­îng mÉu vµ chÐn sau khi nung (g)

g2 lµ khèi l­îng chÐn nung (g)

G: lµ khèi l­îng mÉu ®em ph©n tÝch (g)

2.4. Ph­¬ng ph¸p nhiÔu x¹ tia X

Theo lý thuyÕt cÊu t¹o tinh thÓ, m¹ng tinh thÓ ®­îc x©y dùng tõ c¸c nguyªn

tö hay ion ph©n bè ®Òu ®Æn trong kh«ng gian theo mét quü ®¹o x¸c ®Þnh. Khi

chïm tia Ronghen tíi bÒ mÆt tinh thÓ vµ ®i vµo bªn trong m¹ng l­íi tinh thÓ th×

m¹ng l­íi nµy ®ãng vai trß nh­ mét cÊu tö nhiÔu x¹ ®Æc biÖt. C¸c nguyªn tö,

ion bÞ kÝch thÝch bëi chïm tia X tíi sÏ t¹o thµnh c¸c t©m ph¸t ra c¸c tia ph¶n

x¹. MÆt kh¸c, c¸c nguyªn tö, ion nµy ®­îc ph©n bè trªn c¸c mÆt ph¼ng song

song. Do ®ã, hiÖu quang tr×nh cña hai tia ph¶n x¹ bÊt kú trªn hai mÆt ph¼ng

song song c¹nh nhau ®­îc tÝnh nh­ sau:

∆ = 2d sin θ

Trong ®ã:

d-§é dµi kho¶ng c¸ch gi÷a hai mÆt ph¼ng song song (Ao).

θ lµ gãc gi÷a hai chïm tia X vµ mÆt ph¼ng ph¶n x¹. (®é)

Theo ®iÒu kiÖn giao thoa, ®Ó c¸c sãng ph¶n x¹ trªn hai mÆt ph¼ng cïng pha

th× hiÖu quang tr×nh ph¶i b»ng hÖ sè nguyªn lÇn ®é dµi b­íc sãng. Do ®ã:

2d sin θ = nλ, n = 1,2,3,4...; λ lµ b­íc sãng cña tia X.

§©y lµ hÖ thøc Vufl - Bragg. So s¸nh gi¸ trÞ d t×m ®­îc víi d chuÈn sÏ x¸c

®Þnh ®­îc thµnh phÇn cÊu tróc m¹ng tinh thÓ cña chÊt cÇn nghiªn cøu.

2.5. Qu¸ tr×nh t¹o mÉu

2.5.1. ChuÈn bÞ nguyªn liÖu

2.5.1.1. Nguyªn liÖu d¹ng bét

Lµ ®Êt ®åi ®­îc lÊy tõ huyÖn Phï Ninh, tØnh Phó Thä, víi thµnh phÇn dù

®o¸n lµ c¸c lo¹i kho¸ng cña c¸c oxit kim lo¹i nh­ Al, Fe, Si,... C¸c mÉu ®Êt

mang vÒ ®­îc ký hiÖu lµ mÉu M1 vµ M2. C¸c mÉu nµy khi ®em vÒ phßng thÝ

nghiÖm ®­îc sÊy, nghiÒn ®Ó thu ®­îc nguyªn liÖu d¹ng bé mÞn ®Ó t¹o mÉu vËt

liÖu sau nµy.

2.5.1.2. Nguyªn liÖu chÊt kÕt dÝnh

ChÊt kÕt dÝnh ®­îc sö dông lµ Polyme v« c¬ photpho - oxy - nh«m, cã d¹ng

- P - O - Al - O –

Nguyªn liÖu nµy ®· ®­îc tæng hîp s½n, khi ®­a vµo sö dông cã thÓ pha

lo·ng víi n­íc theo c¸c tû lÖ kh¸c nhau.

2.5.2. Ph©n tÝch nguyªn liÖu

MÉu ®Êt M1 vµ M2 sau khi sÊy nghiÒn ®­îc göi ®i ph©n tÝch thµnh phÇn cÊu

tróc theo ph­¬ng ph¸p nhiÔu x¹ tia X (X-ray).

Sau c¸c thÝ nghiÖm kiÓm tra kh¶ n¨ng t¹o viªn víi 2 mÉu kÓ trªn, viÖc t¹o

mÉu kiÓm tra ®­îc tËp trung cho mÉu M1, mÉu nµy ®­îc ®em ph©n tÝch ®Ó x¸c

®Þnh thµnh phÇn ho¸ häc theo c¸c ph­¬ng ph¸p ph©n tÝch, thÓ tÝch, ph©n tÝch

khèi l­îng.

2.5.3. KiÓm tra kh¶ n¨ng kÕt dÝnh t¹o h×nh vµ ®ãng r¾n

Nguyªn liÖu r¾n vµ láng ®­îc phèi trén ®Òu, khi t¹o thµnh khèi dÎo th× vª

l¹i thµnh c¸c viªn trßn (b»ng tay), sau ®ã ®Ó trong phßng ®iÒu kiÖn, kiÓm tra

thêi gian kh«, kh¶ n¨ng ®ãng r¾n vµ ®é cøng (nhËn xÐt trùc quan).

2.5.4. Kh¶o s¸t ¶nh h­ëng cña mét sè phô gia tíi thêi gian ®ãng r¾n vµ ®é cøng.

Trong qu¸ tr×nh t¹o viªn nh­ trªn, mét sè mÉu ®­îc ®­a thªm phô gia lµ oxit

kim lo¹i nh­ Fe2O3, Cr2O3Cao ®Ó kh¶o s¸t ¶nh h­ëng cña chóng ®Õn thêi gian

®ãng r¾n cña mÉu vµ ®é cøng cña mÉu.

2.5.5. KiÓm tra ¶nh h­ëng cña chÊt ®én c¸t th¹ch anh

C¸t th¹ch anh ®­îc trén víi M1, råi cho nguyªn liÖu láng vµo, t¹o h×nh. Víi

môc ®Ých thªm chÊt ®én, cã t¸c dông t¹o ®é xèp cho vËt liÖu, vµ cã kh¶ n¨ng

lµm gi¶m l­îng chÊt kÕt dÝnh cÇn thiÕt.

2.5.6. T¹o mÉu kiÓm tra lo¹i kh«ng nung

Sau c¸c thÝ nghiÖm kh¶o s¸t kh¶ n¨ng kÕt dÝnh, ®ãng r¾n cñanguyªn liÖu

r¾n d¹ng láng, x¸c ®Þnh tû lÖ r¾n láng t­¬ng ®èi, viÖc t¹o mÉu kiÓm tra theo bé

®­îc tiÕn hµnh.

C¸c mÉu kiÓm tra ®­îc Ðp khu«n cho d¹ng viªn h×nh trô cã ®­êng kÝnh

17,5mm, cao 23-24mm.

Nguyªn liÖu r¾n lµ M1 100% vµ hçn hîp M1 + C¸t th¹ch anh theo tû lÖ 1:1.

hai tû lÖ lµ 2V keo: 1V H2O (keo 2-1) vµ 1V keo: 1V H2O (keo 1-1).

C¸c mÉu kiÓm tra ®Ó l­u trong m«i tr­êng phßng thÝ nghiÖm, thu ®­îc c¸c

mÉu cã tuæi tõ 1 tuÇn ®Õn 6 tuÇn, sau ®ã sÏ ®­îc ®o c­êng ®é chÞu nÐn, chän

mÉu ®i chôp X-ray vµ phæ IR s¶n phÈm.

2.5.7. T¹o mÉu kiÓm tra lo¹i nung

Víi mÉu M1 vµ hai lo¹i keo 2-1, 1-1, t¹o c¸c mÉu kÝch th­íc nh­ trªn, ®Ó

kh« råi ®em nung.

Mét lo¹t mÉu nung ë cïng nhiÖt ®é lµ 700oC víi thêi gian nung kh¸c nhau,

mét lo¹t mÉu kh¸c nung trong 1,5h ë c¸c nhiÖt ®é kh¸c nhau (500-8000C).

Sau khi thu ®­îc c¸c mÉu trªn, ®em ®o c­êng ®é chÞu nÐn, mét sè mÉu ®em

ph©n tÝch X-ray vµ phæ IR

2.5.8. Kh¶o s¸t kh¶ n¨ng chÞu n­íc, chÞu mÆn, chÞu axit

C¸c mÉu kiÓm tra ®­îc kh¶o s¸t kh¶ n¨ng chÞu n­íc, kh¶ n¨ng chÞu mÆn,

chÞu axit. Víi mÊu ch­a nung, viÖc kh¶o s¸t tiÕn hµnh víi c¶ mÉu kh« tù nhiªn,

vµ mÉu kh« ®Ó råi sö lý ng©m qua thuû tinh láng. C¸c mÉu nµy ®­îc ng©m

trong n­íc, dung dÞch NaCl b·o hoµ, vµ trong dung dÞch H2SO4 60%.

Ngoµi ra, mét sè mÉu ®­îc t¹o h×nh ë d¹ng tÊm, ®em nung.

1.4 Ph­¬ng ph¸p x¸c ®Þnh c­êng ®é nÐn cña c¸c mÉu

§é bÒn nÐn cña mÉu ®­îc ®o trªn m¸y v¹n n¨ng cña Nga. MÉu ®­îc ®Æt vµo

gi÷a hai tÊm Ðp ph¼ng, yªu cÇu bÒ mÆt mÉu ph¶i ph¼ng, nh½n ®Ó ®¶m b¶o kÕt

qu¶ ®o chÝnh x¸c do lùc Ðp ®ång ®Òu trªn bÒ mÆt mÉu. Khi mÉu bÞ ph¸ huû,

kim ®o dõng ë gi¸ trÞ chÞu nÐn cùu ®¹i t­¬ng øng víi diÖn tÝch bÒ mÆt mÉu.

C­êng ®é chÞu nÐn cña mÉu ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:

σ = P/F (kg/cm2)

Trong ®ã:

σ Lµ ®é bÒn nÐn cña mÉu (kg/cm2)

P Lµ träng t¶i ph¸ huû mÉu (kg)

F Lµ diÖn tÝch bÒ mÆt chÞu nÐn cña mÉu (cm2)

PhÇn III: KÕt qu¶ nghiªn cøu vµ th¶o luËn

3.1. KÕt qu¶ ph©n tÝch mÉu nguyªn liÖu

VNU-HN-SIEMENS D5005 - Mau Khoang set - M1

2500

2400

2300

7 4 3 . 3 = d

2200

2100

2000

1900

1800

1700

1600

1500

1400

1300

) s p C

1200

i

1100

( n L

1000

3 6 2 . 4 = d

900

800

.

700

.

7 1 5 3 = d

600

9 4 2 7 = d

500

.

.

400

.

.

.

4 7 5 3 = d

.

.

.

.

.

.

6 6 0 0 1 = d

.

.

.

.

.

1 9 5 4 2 = d

1 7 4 4 = d

300

5 8 1 8 1 = d

4 2 4 5 1 = d

7 8 2 1 2 = d

4 2 8 3 1 = d

.

5 4 6 5 2 = d

.

2 8 7 3 2 = d

7 1 8 2 2 = d

4 9 9 4 = d

9 6 3 2 2 = d

5 4 1 5 2 = d

4 2 7 6 1 = d

8 0 8 9 1 = d

200

7 3 5 4 1 = d

9 2 9 8 1 = d

100

0

5

10

20

30

40

50

60

7

2-Theta - Scale

File: Khuong-DHBK-M1.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 5.000 ° - End: 70.010 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 3.0 s - Temp.: 25.0 °C (Room) - Anode: Cu 46-1045 (*) - Quartz, syn - SiO2 - d x by: 1.000 - WL: 1.54056 03-0052 (D) - Kaolinite - Al2O3·2SiO2·2H2O - d x by: 1.000 - WL: 1.54056 09-0343 (D) - Illite, trioctahedral - K0.5(Al,Fe,Mg)3(Si,Al)4O10(OH)2 - d x by: 1.000 - WL: 1.54056 21-1272 (*) - Anatase, syn - TiO2 - d x by: 1.000 - WL: 1.54056

3.1.1. KÕt qu¶ ph©n tÝch mÉu M1 vµ M2 theo ph­¬ng ph¸p nhiÔu x¹ tia X

VNU-HN-SIEMENS D5005 - Mau Khoang set - M2

2500

2400

2300

2200

.

2100

5 4 3 3 = d

2000

1900

1800

1700

1600

1500

1400

1300

) s p C

1200

i

1100

( n L

1000

900

1 3 2 . 7 = d

800

700

0 8 5 . 3 = d

600

5 6 2 . 4 = d

500

400

1 8 1 8 . 1 = d

8 4 4 . 0 1 = d

300

8 2 8 3 . 1 = d

2 8 5 4 . 2 = d

0 2 4 5 . 1 = d

1 2 8 2 . 2 = d

4 7 2 1 . 2 = d

6 1 7 6 . 1 = d

7 6 4 . 4 = d

200

6 0 8 9 . 1 = d

8 1 8 3 . 2 = d

6 7 3 2 . 2 = d

3 2 4 3 . 2 = d

3 2 0 5 . 2 = d

0 7 6 5 . 2 = d

7 9 0 0 . 2 = d

3 3 5 4 . 1 = d

7 9 8 4 . 1 = d

1 0 9 7 . 1 = d

100

0

7

60

50

40

30

20

5

10

2-Theta - Scale

File: Khuong-DHBK-M2.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 5.000 ° - End: 70.010 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 4.5 s - Temp.: 25.0 °C (Room) - Anode: Cu 46-1045 (*) - Quartz, syn - SiO2 - d x by: 1.000 - WL: 1.54056 03-0052 (D) - Kaolinite - Al2O3·2SiO2·2H2O - d x by: 1.000 - WL: 1.54056 09-0343 (D) - Illite, trioctahedral - K0.5(Al,Fe,Mg)3(Si,Al)4O10(OH)2 - d x by: 1.000 - WL: 1.54056

H×nh 3.1: Phæ XRD mÉu M1

H×nh 3.2: KÕt qu¶ X-ray mÉu M2

Dùa vµo kÕt qu¶ X-ray nhËn ®­îc, ta thÊy trong c¶ 2 mÉu, tån t¹i c¸c pha

cña kho¸ng kaolinite Al2O3. 2SiO2.2H2O, kho¸ng quartz SiO2, kho¸ng Illite K0,5

(Al, Fe, Mg)3(Si, Al)4 O10(OH)2, víi mÉu M1 cßn cã mÆt cña anatase, TiO2.

3.1.2. KÕt qu¶ ph©n tÝch thµnh phÇn ho¸ häc

MÉu M1 ph©n tÝch thµnh phÇn khèi l­îng cho kÕt qu¶ nh­ sau:

-SiO2: 56,22%

-Al2O3: 21,29%

-Fe2O3: 9,50%

-TiO2: 1,06%

-CaO: 0,26%

-MgO: 0,30%

-K2O: 0,12%

-Na2O: 1,87%

-L­îng mÊt khi nung ë 8500C trong 2h, MKN: 9,83%.

3.2. KÕt qu¶ thÝ nghiÖm kiÓm tra

3.2.1. KÕt qu¶ kiÓm tra kh¶ n¨ng kÕt dÝnh vµ ®ãng r¾n mÉu

Mét lo¹t c¸c thÝ nghiÖm nh»m kiÓm tra kh¶ n¨ng ®ãng r¾n t¹o vËt liÖu gi÷a

hai nguyªn liÖu r¾n vµ láng, kÕt qu¶ cho thÊy kh¶ n¨ng t­¬ng t¸c gi÷a chóng

t­¬ng ®èi tèt, t¹oi khèi dÎo, thuËn tiÖn cho viÖc t¹o h×nh vËt liÖu. Thêi gian kh«

trong ®iÒu kiÖn th­êng kho¶ng tõ 2-3 ngµy, mÉu khi kh« t­¬ng ®èi cøng.

3.2.2. KÕt qu¶ kh¶o s¸t sù cã mÆt cña mét sè phô gia

C¸c phô gia nh­ Fe2O3, Cr2O3, CaO ®­îc ®­a vµo phèi liÖu chiÕm kho¶ng 1-

2,5% khèi l­îng mÉu. KÕt qu¶ cña c¸c thÝ nghiÖm nµy nh­ sau:

− Sù cã mÆt cña Fe2O3 hay Cr2O3 kh«ng thÊy cã t¸c ®éng râ rÖt ®Õn thêi

gian ®ãng r¾n hay ®é cøng cña mÉu.

− Sù cã mÆt cña CaO cho kÕt qu¶ lµ thêi gian ®ãng r¾n rÊt nhanh, tuy nhiªn, sù cã mÆt cña phô gia nµy kh«ng lµm thay ®æi ®é cøng râ rÖt. MÆt kh¸c,

khi cã CaO, l­îng chÊt kÕt dÝnh tiªu tèn nhiÒu h¬n, vµ bÒ mÆt mÉu vÕt

nøt, khuyÕt tËt.

Qua c¸c thÝ nghiÖm, kÕt qu¶ lµ viÖc thªm c¸c phô gia trªn khi t¹o mÉu ®­îc

lo¹i trõ.

3.2.3. ¶nh h­ëng cña chÊt ®én c¸t th¹ch anh

ViÖc thªm chÊt ®én c¸t th¹ch anh vµo phèi liÖu (trén ®Òu víi nguyªn liÖu

r¾n) dÉn ®Õn gi¶m t­¬ng ®èi l­îng chÊt kÕt dÝnh cÇn thiÕt, vµ to¹ cho vËt liÖu

®é xèp, cho kÕt qu¶ tèt khi sö lý mÉu b»ng thuû tinh láng. Tuy nhiªn cã mét

nh­îc ®iÓm, ®ã lµ kÕt qu¶ ®o c­êng ®é nÐn cña c¸c mÉu nµy thÊp h¬n so víi

c¸c mÉu kh«ng cã chÊt ®én.

3.2.4. KÕt qu¶ t¹o mÉu kiÓm tra lo¹i kh«ng nung

C¸c mÉu kiÓm tra lo¹i kh«ng nung ®­îc Ðp khu«n nh­ ®· tr×nh bÇy ë phÇn

ph­¬ng ph¸p t¹o mÉu. KÕt qu¶ thu ®­îc 4 bé mÉu kiÓm tra nh­ sau:

− Bé 1: M1, keo 2-1, 6 mÉu, mçi mÉu c¸ch nhau 1 tuÇn (7 ngµy)

− Bé 2: M1, keo 1-1, 6 mÉu, mçi mÉu c¸ch nhau 1 tuÇn (7 ngµy)

− Bé 3: 50%M1+50% c¸t th¹ch anh, keo 2-1, 6 mÉu, mçi mÉu c¸ch nhau 1

tuÇn (7 ngµy)

− Bé 4: 50%M1+50% c¸t th¹ch anh, keo 1-1, 6 mÉu, mçi mÉu c¸ch nhau 1

tuÇn (7 ngµy)

3.2.5. KÕt qu¶ kiÓm tra t¹o mÉu lo¹i nung

ViÖc tiÕn hµnh c¸c mÉu kiÓm tra vµ ®em nung thu ®­îc c¸c bé mÉu kiÓm

tra nh­ sau:

− Bé 5: M1, keo 2-1, nung trong 1,5h ë c¸c nhiÖt ®é 500,600,700 vµ

8000C6

− Bé 6: M1, keo 1-1, nung trong 1,5h ë c¸c nhiÖt ®é 500,600,700 vµ

8000C6

− Bé 7: M1, keo 2-1, nung ë nhiÖt ®é 7000C thêi gian nung h, 1,5h,2h,2,5h

vµ 3h.

− Bé 8: M1, keo 1-1, nung ë nhiÖt ®é 7000C thêi gian nung h, 1,5h,2h,2,5h

vµ 3h.

3.2.6. KÕt qu¶ ®o c­êng ®é chÞu nÐn

ViÖc ®o c­êng ®é chÞu nÐn ®­îc tiÕn hµnh víi 8 bé mÉu trªn, kÕt qu¶ ®o

®­îc cho bëi c¸c b¶ng vµ ®­îc biÓu diÔn b»ng ®å thÞ nh­ h×nh sau:

Bé 1: M1 100%, keo 2-1

B¶ng 3.1: KÕt qu¶ ®o bé mÉu 1

Tuæi mÉu

STT

Ký hiÖu mÉu

KÕt qu¶ ®o (Kg/cm2)

(TuÇn)

1

1

6

215,0

2

5

5

251,7

3

9

4

361,7

4

13

3

245,0

5

17

2

221,7

6

21

1

108,3

400

Quan hÖ c­êng ®é nÐn cña mÉu M1 víi keo 2-1

C­êng ®é nÐn kg/cm2

350

300

250

200

150

100

50

0

1

2

5

6

3

4

TuÇn tuæi

H×nh 3.3: Quan hÖ c­êng ®é nÐn vµ tuæi cña mÉu M1 víi keo 2-1

C¸c kÕt qu¶ ®o cho ta thÊy ®é chÞu nÐn cña vËt liÖu t­¬ng ®èi cao, c¸c mÉu

cã tuæi mÉu tõ 2 tuÇn trë lªn cho kÕt qu¶ > 200kg/cm2.

Tõ kÕt qu¶ ®o vµ ®å thÞ, c­êng ®é nÐn t¨ng dÇn trong giai ®o¹n tõ 1-4 tuÇn

tuæi, sau ®ã l¹i gi¶m ®i. Víi mÉu 4 tuÇn tuæi, cã sù thay ®æi ®ét ngét vÒ c­êng

®é chÞu nÐn.

Sù thay ®æi nµy cã thÓ dù ®o¸n lµ bëi mét trong c¸c nguyªn nh©n sau:

− Do sù kh«ng ®ång ®Òu vÒ lùc nÐn Ðp t¹o mÉu trong qó tr×nh thao t¸c thñ

c«ng.

− Do l­îng keo Polyme ®­a vµo víi mçi mÉu, do c¸c mÉu ë tuÇn 5 vµ 6 lµ

c¸c mÉu lµm tr­íc nhÊt, qu¸ tr×nh t¹o mÉu ch­a ®­îc thµnh th¹o.

− Mét nguyªn nh©n kh«ng mong muèn, lµ t¹i thêi ®iÓm4 tuÇn tuæi, vËt liÖu cã ®é chÞu nÐn cao nhÊt, sau ®ã gi¶m ®i, viÖc nµy sÏ dÉn ®Õn kÕt luËn vËt

liÖu kh«ng ®¹t yªu cÇu.

Trªn ®©y chØ lµ dù ®o¸n, ®Ó ®­a ra nh÷ng nhËn xÐt, ®¸nh gi¸ chÝnh x¸c cÇn

ph¶i tiÕn hµnh thªm c¸c thÝ nghiÖm kiÓm tra tiÕp theo, mµ trong nghiªn cøu

ch­a thùc hiÖn ®­îc.

Bé2: M1 100%, keo 1-1

B¶ng 3.2: KÕt qu¶ ®o bé mÉu 2

Tuæi mÉu

STT

Ký hiÖu mÉu

KÕt qu¶ ®o (Kg/cm2)

(TuÇn)

1

2

6

256,7

2

6

5

221,7

3

10

4

250,0

4

14

3

216,7

5

18

2

180,0

6

22

1

110,0

Quan hệ giữa cường độ nén và tuổi của mẫu M1 với keo 1-1

300

250

200

150

] 2 m c / g k [ n é n ộ đ g n ờ ư C

100

50

0

1

2

3

4

5

6

Tuần tuổi

H×nh 3.4: Quan hÖ c­êng ®é nÐn vµ tuæi cña mÉu M1 víi keo 1-1

ë bé mÉu 2, sù thay ®æi ®é cøng æn ®Þnh h¬n, ngo¹i trõ mét sù gi¶m c­êng

®é chÞu nÐn nhá ë mÉu 5 tuÇn tuæi. C¸c mÉu ®Òu cã ®é chÞu nÐn t¨ng dÇn theo

thêi gian.

So s¸nh kÕt qu¶ gi÷a hai bé mÉu 1 vµ 2, thÊy kh«ng cã sù chªnh lÖch vÒ

c­êng ®é nÐn khi sö dông keo 1-2 vµ keo 1-1, ®iÒu nµy dÉn ®Õn kh¶ n¨ng cã

thÓ thay ®æi l­îng Polyme v« c¬ mµ vÉn ®¶m b¶o tÝnh chÊt vËt liÖu.

Bé 3: 50%M1 +50% c¸t th¹ch anh, keo 2-1

B¶ng 3.3. KÕt qu¶ ®o bé mÉu 3

STT

Ký hiÖu mÉu

Tuæi mÉu (TuÇn)

KÕt qu¶ ®o (Kg/cm2)

3

6

163,3

1

7

5

150,0

2

11

4

150,0

3

15

3

73,3

4

19

2

60,0

5

23

1

82,5

6

Quan hÖ c­êng ®é nÐn vµ tuæi cña mÉu 50%M1 + 50% th¹ch anh víi víi keo 2-1

160

140

120

C??ng ?? nén [kg/cm2]

100

80

60

40

20

0

1

2

3

4

5

6

TuÇn tuæi H×nh 3.5: Quan hÖ c­êng ®é nÐn vµ tuæi cña mÉu cã c¸t th¹ch anh víi Keo 2-1

C¸c mÉu cã chÊt ®én lµ c¸t th¹ch anh cho kÕt qu¶ ®o ®­îc ®é nÐn gi¶m ®i

rÊt nhiÒu so víi mÉu kh«ng cã chÊt ®én. Lîi Ých cña c¸t th¹ch anh lµ t¹o ®é xèp

trong kÕt cÊu vËt liÖu, mµ viÖc nµy gióp cho viÖc xö lý mÉu b»ng thuû tinh láng

nh»m môc ®Ých c¶i thiÖn kh¶ n¨ng chÞu n­íc vµ chÞu mÆn cña vËt liÖu, ng¨n

kh«ng cho c¸c thµnh phÇn nµy ngÊm vµo vµ ph¸ huû vËt liÖu.

Bé 4: 50%M1+50% c¸t th¹ch anh, keo 1-1

B¶ng 3.4: KÕt qu¶ ®o bé mÉu 4

Tuæi mÉu

STT

Ký hiÖu mÉu

KÕt qu¶ ®o (Kg/cm2)

(TuÇn)

1

4

6

131,7

2

8

5

93,3

3

12

4

101,7

4

16

3

91,7

5

20

2

68,3

6

24

1

85,0

140

120

100

Quan hÖ c­êng ®é nÐn vµ tuæi cña mÉu 50%M1 + 50% th¹ch anh víi víi keo 1-1

C??ng ?? nén [kg/cm2]

80

60

40

20

0

1

2

3

5

6

4 TuÇn tuæi

H×nh 3.6: Quan hÖ c­êng ®é nÐn vµ tuæi cña mÉu cã c¸t th¹ch anh víi Keo 1-1

Víi bé mÉu 4 c­êng ®é chÞu nÐn còng gi¶m so víi bé mÉu t­¬ng øng kh«ng

cã chÊt ®én c¸t th¹ch anh (bé 2)

Tuy ®é chÞu nÐn gi¶m, nh­ng c¸c kÕt qu¶ ®o cho gi¸ trÞ lªn tíi

trªn100kg/cm2 , trong khi theo t×m hiÓu, c¸c lo¹i g¹ch x©y dùng th«ng th­êng

cã ®é chÞu nÐn tõ 75-200kg/cm2 còng lµ mét kÕt qu¶ kh¶ quan.

Víi kh¸c mÉu kh«ng nung, cã mét nh­îc ®iÓm lµ bÞ gi¶m ®é bÒn khi ngÊm

n­íc, ngoµi ph­¬ng ph¸p xö lý b»ng tuû tinh láng, th× viÖc nghiªn cøu cÇn

®­îc tiÕp tôc ®Ó t×m ra c¸c gi¶i ph¸p tèt h¬n kh¾c phôc nh­îc ®iÓm nµy.

Bé 5: M1, keo 2-1 nung 700o C

B¶ng 3.5: KÕt qu¶ ®o bé mÉu 5

STT

Ký hiÖu mÉu

Thêi gian nung (giê) KÕt qu¶ ®o (Kg/cm2)

1N

1,0

478,3

1

5N

1,5

345,0

2

9N

2,0

301,7

3

13N

2,5

425,0

4

15N

3,0

373,3

5

Thời gian nung vs Cường độ nén, keo 2-1

500

450

400

/

350

] 2 m c g k [ n é n ộ đ g n ờ ư C

300

250

200

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

Thời gian nung [giờ]

H×nh 3.7: Quan hÖ c­êng ®é nÐn vµ thêi gian nung cña M1 víi keo 2-1

ViÖc kh¶o s¸t ¶nh h­ëng cña thêi gian nung tíi c­êng ®é chÞu nÐn cña mÉu,

víi nhiÖt ®é 7000C cho kÕt qu¶ tõ 300 ®Õn h¬n 400kg/cm2, ®©y lµ mét kÕt qu¶

t­¬ng ®èi cao, t­¬ng ®­¬ng m¸c xi m¨ng 30 vµ 40.

C¸c mÉu nung khi kiÓm tra trong m«i tr­êng mÆn (NaCl b·o hoµ) kh«ng cã

dÊu hiÖu bÞ ph¸ huû, khi ng©m trong m«i tr­êng axit th× bÞ nøt sau 3-4 ngµy,

khi ng©m n­íc th× cóng hót n­íc tíi kho¶ng 18% khèi l­îng ban ®Çu

Bé 6: M1, keo 1-1 nung 700o C

B¶ng 3.6: KÕt qu¶ ®o bé mÉu 6

Thêi gian nung

STT

Ký hiÖu mÉu

KÕt qu¶ ®o (Kg/cm2)

(giê)

2N

1,0

411,7

1

6N

1,5

316,7

2

10N

2,0

375,0

3

14N

2,5

375,0

4

18N

3,0

413,3

5

T.gian nung vs Cường độ, keo 1-1

430

410

390

370

350

330

] 2 m c / g k [ n é n ộ đ g n ờ ư C

310

290

270

250

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

Thời gian nung [giờ]

H×nh 3.8: Quan hÖ c­êng ®é nÐn vµ thêi gian nung cña M1 víi keo 1-1

ë bé 6 sù thay ®æi Ýt biÕn ®éng h¬n so víi bé 5, c­êng ®é nÐn còng cao ®èi

víi mÉu nung trong 1 giê, gi¶m ë gi¸ trÞ tiÕp theo råi t¨ng lªn.

Qua c¸c kÕt qu¶ trªn, cho thÊy viÖc nung mÉu ë nhiÖt ®é kh«ng qu¸ cao,

trong thêi gian kh«ng qu¸ dµi, vÉn cho s¶n phÈm cã ®é chÞu nÐn cao, lµ mét kÕt

qu¶ rÊt kh¶ quan, ®Æc biÖt lµ vÒ vÊn ®Ò n¨ng l­îng.

Bé 7: M1, keo 2-1 thêi gian nung =1.5h

B¶ng 3.7. KÕt qu¶ ®o bé mÉu 7

STT

Ký hiÖu mÉu

KÕt qu¶ ®o (Kg/cm2)

Thêi gian nung (giê)

N2-5

500

433,3

1

N2-6

600

381,7

2

N2-7

700

453,3

3

N2-8

800

401,7

4

Nhiệt độ nung vs Cường độ nén, keo 2-1

500

450

400

/

350

] 2 m c g k [ n é n ộ đ g n ờ ư C

300

250

200

400

450

500

550

600

650

700

750

800

850

Nhiệt độ nung [oC]

H×nh 3.9: Quan hÖ c­êng ®é nÐn vµ nhiÖt ®é nung cña M1 víi keo 2-1

Tõ kÕt qu¶ cho ta thÊy, t¹i nhiÖt ®é nung 7000C, cho s¶n phÈm cã ®é chÞu

nÐn cao h¬n so víi c¸c nhiÖt ®é kh¸c. Cã thÓ nhËn xÐt r»ng nhiÖt ®é 7000C lµ

nhiÖt ®é thÝch hîp ®Ó nung mÉu.

Bªn c¹nh viÖc cã ®é chÞu nÐn tèt, th× c¸c mÉu nung ë nhiÖt ®é 7000C còng

cho mÇu s¾c vËt liÖu t­¬ng ®èi ®Ñp.

Bé 8: M1, keo 1-1 thêi gian nung =1.5h

B¶ng 3.8: KÕt qu¶ ®o bé mÉu 8

STT

Ký hiÖu mÉu

KÕt qu¶ ®o (Kg/cm2)

Thêi gian nung (giê)

N1-5

500

285,0

1

N1-6

600

287,3

2

N1-7

700

375,0

3

N1-8

800

330,0

4

T nung vs Cường độ nén

450

400

/

350

300

] 2 m c g k [ n é n ộ đ g n ờ ư C

250

200

450

500

550

600

650

700

750

800

850

Nhiệt độ nung [0C]

H×nh 3.10: Quan hÖ c­êng ®é nÐn vµ nhiÖt ®é nung cña M1 víi keo 2-1

KÕt qu¶ ®o mÉu 8 còng cho kÕt qu¶ ®é chÞu nÐn cao nhÊt víi mÉu nung ë

7000C.

HiÖn nay, c¸c ph­¬ng ph¸p s¶n xuÊt g¹ch nung th«ng th­êng ®Òu ph¶i tiÕn

hµnh ë nhiÖt ®é lªn tíi h¬n 9000C, th× viÖc nung s¶n phÈm nµy ë nhiÖt ®é nhá

h¬n nh­ng trong ph­¬ng ph¸p nghiªn cøu nµy, cã ý nghÜa quan träng vÒ vÊn ®Ò

cung cÊp n¨ng l­îng cho qu¸ tr×nh s¶n xuÊt.

Bªn c¹nh ®ã, c¸c mÉu s¶n phÈm nung nµy cã khèi l­îng riªng ®­îc tÝnh

to¸n lµ kho¶ng 1,6-1,7g/cm3, tuú theo tû lÖ pha lo·ng cña keo, so víi mÉu g¹ch

nung hiÖn nay cã khèi l­îng riªng lµ 1,9-1,95g/cm3, th× khèi l­îng riªng còng

lµ mét ­u ®iÓm.

HUT-PCM-D8 Advanced Bruker-73#2008-Mau 9 (aVinh)

600

6 3 6 4 3 , 3 = d

500

400

300

) s t n u o C

i

( n L

9 2 1 7 2 , 4 = d

200

6 7 4 6 5 , 2 = d

1 4 1 4 5 , 1 = d

1 1 3 6 3 , 7 = d

100

9 0 3 7 3 , 1 = d

1 7 7 1 8 , 1 = d

0 9 2 9 4 , 1 = d

0

10

20

30

40

50

60

70

2-Theta - Scale HUT-PCM-D8 Advanced Bruker-73#2008-Mau 9 (aVinh) - File: 73-2008-Mau 9 (aVinh).raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 10.000 ° - End: 70.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 1.4 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 12 Operations: Smooth 0.157 | Import 65-0466 (C) - Quartz low, syn - SiO2 - Y: 100.00 % - d x by: 1. - WL: 1.5406 - Hexagonal - a 4.91410 - b 4.91410 - c 5.40600 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 120.000 - Primitive - P3221 (154) - 3 - 113.056 - I/Ic PDF

3.2.7. KÕt qu¶ ph©n tÝch XRD mét sè mÉu s¶n phÈm

H×nh 3.11. Gi¶n ®å chôp phæ XRD mÉu 9

HUT-PCM-D8 Advanced Bruker-73#2008-Mau N2-6

300

290

280

270

9 4 0 5 3 , 3 = d

260

250

240

230

220

210

200

190

180

170

160

150

) s t n u o C

140

7 2 7 5 2 , 4 = d

i

130

( n L

120

110

100

90

2 9 7 0 5 , 4 = d

80

6 5 7 5 4 , 2 = d

70

6 0 2 7 3 , 1 = d

2 3 7 1 8 , 1 = d

60

9 5 7 2 1 , 2 = d

6 6 1 4 5 , 1 = d

7 3 3 8 2 , 2 = d

3 3 7 3 2 , 2 = d

50

40

30

20

10

0

60

70

40

50

20

30

10

2-Theta - Scale HUT-PCM-D8 Advanced Bruker-73#2008-Mau N2-6 - File: 73-2008-Mau N2-6.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 10.000 ° - End: 70.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.7 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 12111678 Operations: Smooth 0.150 | Import 65-0466 (C) - Quartz low, syn - SiO2 - Y: 100.00 % - d x by: 1. - WL: 1.5406 - Hexagonal - a 4.91410 - b 4.91410 - c 5.40600 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 120.000 - Primitive - P3221 (154) - 3 - 113.056 - I/Ic PDF

HUT-PCM-D8 Advanced Bruker-73#2008-Mau1 N2-7

250

240

230

3 3 7 4 3 , 3 = d

220

210

200

190

180

170

160

150

140

130

7 2 3 6 2 , 4 = d

) s t n u o C

3 1 2 9 3 , 3 = d

120

i

110

( n L

9 1 7 0 5 , 4 = d

100

90

80

70

3 6 1 4 5 , 1 = d

6 0 8 5 4 , 2 = d

60

0 7 0 2 5 , 2 = d

7 9 7 1 8 , 1 = d

8 2 2 7 3 , 1 = d

50

9 2 5 3 2 , 2 = d

4 8 9 2 1 , 2 = d

40

30

20

10

0

70

60

50

40

30

10

20

2-Theta - Scale HUT-PCM-D8 Advanced Bruker-73#2008-Mau1 N2-7 - File: 73-2008-Mau1 N2-7.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 10.000 ° - End: 70.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.7 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 121116 Operations: Smooth 0.150 | Import 65-0466 (C) - Quartz low, syn - SiO2 - Y: 100.00 % - d x by: 1. - WL: 1.5406 - Hexagonal - a 4.91410 - b 4.91410 - c 5.40600 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 120.000 - Primitive - P3221 (154) - 3 - 113.056 - I/Ic PDF

H×nh 3.12. Gi¶n ®é chôp phæ XRD mÉu N2-6

H×nh 3.13: Gi¶n ®é chôp phæ XRD mÉu N2-7

600

500

400

300

) s t n u o C

i

( n L

200

100

0

10

20

30

40

50

60

70

2-Theta - Scale

HUT-PCM-D8 Advanced Bruker-73#2008-Mau 9 (aVinh) - File: 73-2008-Mau 9 (aVinh).raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 10.000 ° - End: 70.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 1.4 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 12 Operations: Smooth 0.157 | Import Y + 20.0 mm - HUT-PCM-D8 Advanced Bruker-73#2008-Mau N2-6 - File: 73-2008-Mau N2-6.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 10.000 ° - End: 70.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.7 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Start Operations: Smooth 0.150 | Import Y + 40.0 mm - HUT-PCM-D8 Advanced Bruker-73#2008-Mau1 N2-7 - File: 73-2008-Mau1 N2-7.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 10.000 ° - End: 70.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.7 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time St Operations: Smooth 0.150 | Import 65-0466 (C) - Quartz low, syn - SiO2 - Y: 100.00 % - d x by: 1. - WL: 1.5406 - Hexagonal - a 4.91410 - b 4.91410 - c 5.40600 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 120.000 - Primitive - P3221 (154) - 3 - 113.056 - I/Ic PDF 01-0527 (D) - Kaolinite - Al2Si2O5(OH)4 - Y: 16.67 % - d x by: 1. - WL: 1.5406 - Triclinic - a 5.14000 - b 8.93000 - c 7.37000 - alpha 91.800 - beta 104.500 - gamma 90.000 - 327.337 -

H×nh 3.14: Gi¶n ®é chôp phæ XRD cña 3 mÉu xÕp chång

C¸c kÕt qu¶ ph©n tÝch XRD 1 sè mÉu s¶n phÈm cho thÊy cÊu tróc vËt liÖu

tån t¹i c¸c pha cña kho¸ng kaolinite vµ kho¸ng quartz

So s¸nh víi c¸c kÕt qu¶ ph©n tÝch XRD vµ ph©n tÝch thµnh phÇn ho¸ häc

nguyªn liÖu r¾n, cã thÓ ®Æt ra mét sè gi¶ thiÕt:

− C¸c kim lo¹i cã trong kho¸ng tham gia vµo cÊu tróc cña hÖ Polyme, t¹o nªn cÊu tróc d¹ng khung bÒn v÷ng, chóng còng t¹o ra sù sÝt ®Æc, dÉn ®Õn

t¨ng ®é bÒn c¬ bÒn nhiÖt cho s¶n phÈm.

− L­îng Al2Si2O5(OH)4 (kaolinite) vµ SiO2 (quartz) chiÕm tØ träng lín trong thµnh phÇn nguyªn liÖu, chØ mét phÇn tham gia vµo cÊu tróc cña

Polyme cã cÊu tróc d¹ng khung ®ãng vai trß lµm pha nÒn, cßn thµnh

phÇn kho¸ng kaolinite vµ quartz cßn l¹i, ®ãng vai trß lµ pha cèt, t¹o nªn

mét lo¹i vËt liÖu Polyme Polyme-composite v« c¬ cã ®é bÒn c¬ nhiÖt

cao.

Nicolet 6700 FT-IR Spectrometer

Title Mau9

100

Mau9

95

5 . 8 7 7 3

90

4 . 9 2 6 1

85

80

5 . 5 2 6 3

5 . 8 9 6 3

4 . 7 0 4 3

5 . 0 9 7

75

1 . 0 9 6

e c n a t t i

70

65

m s n a r T %

60

1 . 3 1 9

55

50

6 . 6 3 5

6 . 8 6 4

45

9 . 2 3 0 1

3.2.8. KÕt qu¶ ph©n tÝch hång ngo¹i (IR)

40 4000

3500

3000

2500

2000

1500

1000

500

Wavenumbers (cm-1)

Number of background scans:128 Number of sample scans: 128 Resolution: 2 cm-1

H×nh 29: Gi¶n ®å phæ hång ngo¹i cña mÉu 9

Nicolet 6700 FT-IR Spectrometer

Title Mau N2-7

Mau N2-7

95

2 . 5 4 6

90

7 . 2 3 6 1

8 . 3 2 7

85

5 . 5 9 7

80

75

.

.

2 9 5 5

70

4 7 1 4 3

65

e c n a t t i

60

55

m s n a r T %

50

45

.

8 0 8 4

40

35

30

7 . 8 1 1 1

25

3500

3000

2500

2000

1500

1000

500

4000

Wavenumbers (cm-1)

Number of background scans:128 Number of sample scans: 128 Resolution: 2 cm-1

H×nh 3.15: Gi¶n ®å phæ hång ngo¹i cña mÉu 9

H×nh 3.16: Gi¶n ®å phæ hång ngo¹i cña mÉu N2-7

H×nh 3.17: Gi¶n ®å phæ hång ngo¹i cña Polyme photphat - nh«m

ë gi¶n ®å phæ hång ngo¹i mÉu Polyme photphat nh«m, cho thÊy trong hÖ

Polyme cã chøa c¸c nhãm OH ®Æc tr­ng cho dao ®éng cña ph©n tö H2O, cã c¸c

liªn kÕt Al-O vµ P-O cña AlPO4 vµ liªn kÕt Al-O trong ph©n tö Al2O3.

Víi phæ hång ngo¹i cña mÉu 9 vµ mÉu N2-7 còng cã chøa c¸c liªn kÕt Al-O,

P-O, nh­ng cã xuÊt hiÖn liªn kÕt chøa Si nh­ Si-O-Si, Si-O-Al vµ Si-OH. §iÒu

nµy cho ta cã c¬ së gi¶ thiÕt r»ng Si tham gia vµo cÊu tróc m¹ng Polyme t¹o

nªn d¹ng khung bÒn, vµ sù cã mÆt cña c¸c nguyªn tè kim lo¹i t¹o nªn sù sÝt ®Æc

trong cÊu tróc.

VÒ sù t¨ng ®é chÞu nÐn cña mÉu nung so víi mÉu kh«ng nung, cã thÓ lµ do

trong ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é nung, H2O tù do bÞ mÊt ®i, trong vËt liÖu chØ cßn l¹i

c¸c liªn kÕt bÒn nh­ Si-O, Al-O.

Mét kh¶ n¨ng n÷a cã thÓ x¶y ra lµ trong ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é cao, x¶y ra

t­êng t¸c gi÷a c¸c thµnh phÇn kho¸ng cã trong nguyªn liÖu, mµ ë ®©y chñ yÕu

lµ SiO2 vµ Al2O3 sÏ t¹o ra mét lo¹i kho¸ng bÒn h¬n cã d¹ng (Al2O3)xSiO2 lµm

t¨ng ®é bÒn c¬ vµ c¸c tÝnh chÊt kh¸c cña vËt liÖu.

PhÇn iV KÕt luËn 1. §· ph©n tÝch thµnh phÇn ho¸ häc cña mÉu nguyªn liÖu kho¸ng dïng trong

qu¸ tr×nh tæng hîp vËt liÖu v« c¬. §· t×m hiÓu vÒ mét sè tÝnh chÊt cña

Polyme photphat nh«m dïng lµm nguyªn liÖu kÕt dÝnh trong qóa tr×nh

nghiªn cøu. Thµnh phÇn chÝnh trong mÉu kho¸ng lµ kaolinite, quartz. Thµnh

phÇn hÖ Polyme photphat nh«m cã AlH3. 3H2O.

2. §· kh¶o s¸t ®­îc kh¶ n¨ng kÕt hîp gi÷a hai nguyªn liÖu r¾n láng t¹o nªn vËt liÖu, kh¶o s¸t ®­îc ¶nh h­ëng cña phô gia vµ chÊt ®én ®èi víi tÝnh chÊt vËt

liÖu.

3. §· t¹o ra ®­îc mét lo¹i vËt liÖu cã ®é chÞu nÐn cao, cã khèi l­îng riªng nhá, cã thÓ ®­îc t¹o ra trong ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é nhá h¬n nhiÖt ®é nung víi

c¸c ph­¬ng ph¸p th«ng th­êng, vµ lo¹i vËt liÖu cã ph­¬ng ph¸p chÕ t¹o ®¬n

gi¶n (kh«ng nung), cã mét sè tÝnh chÊt c¬ nhiÖt kh¸ æn ®Þnh.

4. §· sö dông thµnh c«ng mét nguån nguyªn liÖu dåi dµo cho c«ng nghÖ vËt liÖu, cã ý nghÜa cho viÖc thay thÕ c¸c ph­¬ng ph¸p truyÒn thèng cã thÓ ®i

®Õn thêi kú khan hiÕm nguyªn liÖu.

PhÇn V kiÕn nghÞ

Qua nghiên cứu việc ứng dụng pôlyme phốt phát nhôm trong sản xuất vật liệu

xây dựng có nhiều ý nghĩa khoa học và thực tiễn đối với đời sống của nước ta

hiện nay, nó sẽ góp phần vào cải thiện cuộc sống, hạn chế sử dụng các nguyên

liệu trực tiếp làm vật liệu xây dựng, nó tránh được sự thiếu hụt vật liệu trong

thời gia tương lai. Đề tài này đã áp dụgn thành công poly me phốt phát vào vật

liệu xây dựng, đây là hướng đi còn mới đối với Việt nam. Chính vì vậy, nó cần

nhận được sự quan tâm nghiên cứu nhiều hơn nữa của các nhà khoa học, sự

đầu tư thích đáng của Nhà nước để có thể hình thành một quy trình công nghệ

hoàn chỉnh, có thể áp dụng vào cuộc sống.

C¸c tµi liÖu tham kh¶o

Tµi liÖu trong n­íc:

1. La V¨n B×nh. Khoa häc vµ c«ng nghÖ vËt liÖu. Tr­êng §¹i häc

BKHN.2000

2. TrÇn BÝnh, NguyÔn Ngäc Th¾ng. H­íng dÉn thÝ nghiÖm ho¸ ph©n tÝch.

Tr­êng §¹i Häc BKHN.1992

3. Tõ V¨n M¹c. Ph©n tÝch ho¸ lý. Nhµ xuÊt b¶n khoa häc vµ kü thuËt 1995

Tµi liÖu n­íc ngoµi

4. M.F.Lappert. Developments in Inorganic chemistry. Amsterdam - London-

New York.1962

5. J.S.Anderson, B. Burg, Erich Thilo and K.A.Andrianov. Inorganic

Polymenrs. London 1961

6. Gimblett F.G.R. Inorganic Polmymer chemistry. London 1963

7. N.H.Ray. Inorganic Polymers. Academy Press. 1978

8. D.N.Hunter Inorganic Polymers. The chemical society Burlington house.

London 1961

9. Korshak, V.V. and Mozgova, K.K Uspekhi Khim. J. Chem 28,783.1950

10. Burg, A.B. Chem. Soc-Special publication No.15, p. 17. London 1961

11. J.R. Van Wazer. Phosphorus and its compounds. Interscience publishers.

Vol.I. New York. 1958

12. K.A. Andrianov, A.A.Zuganov, N.A.Kubasheva and V.G.Dulova. Nauk

S.S.S.R., 112,1050.1957

13. S.Oliver, A. Kuperman, and G. A.Ozin, Angew. Chem. Int. Ed. 37,46-62.

1998

14. J.E. Cassidy, J.A.J.Jarvis, R.N.Rthon.J.Chem.Soc.Dalton Trans, 1497.

1975.

15. M.R.Mason, R.M.Matthews, M.S.Mashuta, J.F.Richardson.Inorg.Chem,

35,5757.1996.

Schmidt, M.Noltemeyer, J.Pinkas, H.W.Roesky, 16. Y.Yang, H.G.

J.Chem.Soc. Dalton Trans, 3609.1996.

17. A. Burton, R. Morris, L.M Bull, and S.I. Zones. A new aminophosphate

Zeotype, Chem. Master, 16(15), 2844-2851.2004

18. J.H. Morris, P.G. Perkin, A. E. A. Rose, W. E. Smith. Chem. Soc. Rew.

6,173.1977

19. R. Kniep, M. Steffen. Angew. Chem 90,286.1978; Angew. Chem. Int. Ed.

Engl. 17,272.1978

20. R.H.Jones, J.M. Thomas, R. Xu, Q. Huo, Y. Xu.A.K. cheettham, D.

Bieber. J. Chem. Soc. Chem. Commun, 1170.1990

21. S. Oliver, A. Kuperman. A. Longh, G.A. Ozin, J.M. Garces, M.M. Olken,

P. Rudolf. Stud. Surf. Sci. Catl. 84,219,A.1994

22. S. Oliver, A. Kuperman. A. Longh, G.A. Ozin, J.M. Garces, M.M. Olken, P. Rudolf. Poster presentation at the 10th International Zeolite Conference,

Carmisch-Partenkirchen. 1994

23. S. Oliver, A. Kuperman. A. Longh, G.A. Ozin. Inorg. Chem, 35,6373. 1996

24. D.F.Shriver, P. Atkins, C.H. Langford. Inorganic chemistry, 2nd editon

Freeman, New York, 199,1994.

25. W.Loewenstein. Am. Minneral. 39,92.1954

26. R. Kniep, Angew. Chem. 98,250.1986; Angew. Chem. Int Ed. Engl.

25,525.1986.