YOMEDIA
ADSENSE
Phổ hồng ngoại, hình thái cấu trúc và tính chất chậm cháy vật liệu tổ hợp PVC hiđrotanxit
Thêm vào BST
Báo xấu
43
lượt xem 2
download
lượt xem 2
download
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
Để cải thiện một số tính chất và mở rộng phạm vi sử dụng của nhựa PVC thì việc nghiên cứu tìm kiếm các thành phần tổ hợp với nó là rất cần thiết. Mục tiêu của nghiên cứu này là phân tích phổ hồng ngoại để chỉ ra các tương tác của nhóm C-Cl với các nhóm trong hiđrotanxit Mg/Al, hình thái cấu trúc của vật liệu tổ hợp PVC/MgAl cho biết các hạt hiđrotanxit Mg/Al độ phân tán đồng đều và bám dính tốt trên nên PC. Với hàm lượng hiđrotanxit Mg/Al thêm vào 3% đã cải thiện đáng kể tính chậm cháy của vật liệu tổ hợp PVC/MgAl, mẫu đạt tiêu chuẩn UL 94.
AMBIENT/
Chủ đề:
Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!
Lưu
Nội dung Text: Phổ hồng ngoại, hình thái cấu trúc và tính chất chậm cháy vật liệu tổ hợp PVC hiđrotanxit
- P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 SCIENCE - TECHNOLOGY PHỔ HỒNG NGOẠI, HÌNH THÁI CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT CHẬM CHÁY VẬT LIỆU TỔ HỢP PVC-HIĐROTANXIT INFRARED SPECTRUM, STRUCTURAL MORPHOLOGY AND FLAME RETARDANCY OF PVC/MgAl COMPOSITE MATERIAL Nguyễn Quang Tùng1,*, Đàm Xuân Thắng1, Nguyễn Tuấn Anh1, Trương Công Doanh1, Đặng Ngọc Quang2, Doãn Văn Kiệt3 phổ và một số tính chất của vật liệu tổ hợp được là cần TÓM TẮT thiết. Trong nghiên cứu này, chúng tôi phân tích tương tác Để cải thiện một số tính chất và mở rộng phạm vi sử dụng của nhựa PVC thì giữa các nhóm chức trong vật liệu tổ hợp PVC/MgAl để làm việc nghiên cứu tìm kiếm các thành phần tổ hợp với nó là rất cần thiết. Mục tiêu rõ ảnh hưởng hiđrotanxit MgAl đến đến hình thái cấu trúc của nghiên cứu này là phân tích phổ hồng ngoại để chỉ ra các tương tác của nhóm và tính chất chậm cháy của vật liệu tổ hợp tạo thành [6-7]. C-Cl với các nhóm trong hiđrotanxit Mg/Al, hình thái cấu trúc của vật liệu tổ hợp PVC/MgAl cho biết các hạt hiđrotanxit Mg/Al độ phân tán đồng đều và bám dính 2. THỰC NGHIỆM tốt trên nên PC. Với hàm lượng hiđrotanxit Mg/Al thêm vào 3% đã cải thiện đáng 2.1. Hóa chất kể tính chậm cháy của vật liệu tổ hợp PVC/MgAl, mẫu đạt tiêu chuẩn UL 94. - Polyvinylclorua (PVC) dạng bột, màu trắng (SG660, TPC Từ khóa: Hiđrotanxit MgAl, vật liệu tổ hợp PVC/MgAl, vật liệu compozit chống Vina, Đồng Nai, Việt Nam), hệ số K 65-67. cháy. - Chất hoá dẻo dioctylphtalat (DOP) (Hàn Quốc). - Hidrotanxit MgAl được tổng hợp tại Khoa Công nghệ ABSTRACT hóa, Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội. In order to improve some properties and expand the range of uses of PVC, it 2.2. Chế tạo vật liệu is necessary to research and search for composite components with it. The goal of this study is to analyze the infrared spectrum to show interactions of C-Cl groups Vật liệu tổ hợp PVC/MgAl được chế tạo theo phương with groups in MgAl hydroxide, the structural morphology of PVC/MgAl pháp phối trộn nóng chảy trên thiết bị trộn kín Haake composite material indicating copper dispersion MgAl hydroxide particles. It has Rheomix 610 (CHLB Đức). Các mẫu vật liệu compozitđược good adhesion to the PC. With the addition of 3% MgAl hydroxide content, it chế tạo với nhiệt độ 1950C, thời gian 5 phút, tốc độ vòng significantly improves the flame retardancy of the PVC/MgAl composite material, trộn từ 75 vòng/phút, tỷ lệ hàm lượng MgAl thay đổi từ 2 - which meets the UL 94 standard. 5% (tính theo compozit) và tỷ lệ hàm lượng DOP từ 35% (tính theo PVC). Tiếp theo, hỗn hợp nóng chảy nhanh Keywords: MgAl hydroxide, PVC/MgAl composites, fireproof materal. chóng chuyển sang máy ép định hình tấm phẳng trên thiết 1 bị ép nhiệt Toyoseky (Nhật Bản) ở nhiệt độ bằng nhiệt độ Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội phối trộn tối ưu trong 3 phút, áp suất ép 5MPa. Sau đó mẫu 2 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội được làm nguội xuống nhiệt độ phòng, mẫu sau khi chế 3 Trường Đại học Tây Bắc tạo được bảo quản ở điều kiện nhiệt độ phòng ít nhất 24 * Email: tungnq@haui.edu.vn giờ trước khi xác định các tính chất. Các mẫu vật liệu tổ hợp Ngày nhận bài: 20/02/2021 PVC/MgAl đều được chế tạo theo quy trình với hàm lượng Ngày nhận bài sửa sau phản biện: 15/4/2021 MgAl lần lượt là 0% (MgAl-0), 2% (MgAl2), 3% (MgAl3) và Ngày chấp nhận đăng: 25/6/2021 5% (MgAl5) 2.3. Phương pháp và thiết bị nghiên cứu - Phổ IR được thực hiện trên máy hồng ngoại biến đổi 1. MỞ ĐẦU Fourier NEXUS 670 (Mỹ) tại Viện Kỹ thuật nhiệt đới, Viện Nhựa polyvinyclorua (PVC) là một loại polyme nhiệt dẻo Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. có giá thành rẻ, nhiều tính năng vượt trội nên giúp PVC trở - Ảnh hiển vi điện tử quét phát xạ trường FESEM được thành vật liệu lý tưởng cho hàng loạt ngành công nghiệp thực hiện trên máy Hitachi S4800 (Nhật Bản) tại Viện Khoa khác nhau như xây dựng dân dụng, kỹ thuật điện, nông học vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt nghiệp, sản xuất ôtô, xe máy, giao thông vận tải, y tế... nên Nam với các độ phóng đại từ 20000 - 50000 lần. được sử dụng rộng rãi [1]. Tuy nhiên, để cải thiện một số tính chất PVC cần tạo ra một tổ hợp giữa PVC với các chất - Khả năng chống cháy của vật liệu tổ hợp tổ hợp chức năng [2-5]. Vì vậy, việc nghiên cứu cấu trúc, tính chất PVC/MgAl được đánh giá theo tiêu chuẩn UL-94 Website: https://tapchikhcn.haui.edu.vn Vol. 57 - No. 3 (June 2021) ● Journal of SCIENCE & TECHNOLOGY 149
- KHOA HỌC CÔNG NGHỆ P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 (Underwriters Laboratories Inc) của Hoa Kỳ (phương pháp lớn. Các kết quả phân tích phổ IR cho thấy pic dao động xác định thời gian cháy theo phương nằm ngang - HB, của liên kết –OH, Mg-O, Al-O có sự dịch chuyển rõ nhất. Horizontal Burning). Điều này cho phép nhận định rằng khi hình thành vật liệu 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN tổ hợp PVC/MgAl đã có sự hình thành các liên kết hidro mới C-Cl...H-O-Mg, C=O...H-O-Mg và C-Cl...H-O-Al và C=O...H-O- 3.1. Phổ hồng ngoại của vật liệu tổ hợp PVC/MgAl Al. Qua việc phân tích phổ hồng ngoại, bước đầu cho thấy Phổ hồng ngoại, các hấp thụ đặc trưng của vật liệu tổ các thành phần trong vật liệu tổ hợp đã tương tác với nhau hợp PVC/MgAl (c), MgAl (b), PVC (a) được trình bày trên tương đối chặt chẽ. hình 1 và bảng 1. 3.2. Hình thái cấu trúc của vật liệu tổ hợp PCV/MgAl 120 110 100 (c) (a) 90 80 70 %T qua, % 60 50 40 (b) 30 Truyền 20 10 0 1 053.5 1 17 25.93 -10 870 .74 1698 .82 965.43 695.5 0 (a) 14 65.51 -20 301 1.21 638 .67 610 .56 2361 .11 2860 .62 -30 14 42.78 129 9.97 1381 .36 1075 .07 -40 2 960.0 6 1 219.35 1 117.11 2 925.97 35 40.67 -50 -60 -70 4000 3000 2000 1000 Wavenumbers (cm-1) Số sóng, cm-1 Hình 1. Phổ hồng ngoại của PVC (a), hiđrotanxit MgAl (b) và vật liệu tổ hợp PVC/MgAl (c) (b) Hình 1 cho thấy các tần số hấp thụ đặc trưng cho từng nhóm phân tử tiêu biểu trong từng thành phần của vật liệu tổ hợp đều xuất hiện trong phổ IR của vật liệu tổ hợp PVC/MgAl như dao động hóa trị của nhóm -OH tại 3642 - 3200 cm-1, dao động biến dạng của nhóm -OH trong nước tại 1640cm-1 với cường độ mạnh trong hiđrotanxit MgAl tuy nhiên có hình dạng và tần số hấp phụ có sự thay đổi điều này chứng tỏ khi chế tạo mẫu ở nhiệt độ cao thì các nhóm -OH đã một phần bị phân hủy. Bảng 1. Một số hấp thụ đặc trưng trên phổ hồng ngoại của hyđrotanxit, PVC và vật liệu tổ hợp PVC/MgAl Số sóng, cm-1 Hình Cường độ Dao động (c) MgAl PVC PVC/MgAl dáng 420 - - 471-698 Nhọn Yếu Mg-O, Al-O, Mg-O-Al 678 - - 638-615 Nhọn Yếu 1383 1380 1381 Nhọn Mạnh 1640 - 1638 - Nhọn Mạnh ( ) 1580 - 3020 - 3020 - Nhọn Trung 2863 2863 bình - 3539 3536 - 342 Nhọn Mạnh 4642 - - - Tù Mạnh 3200 Các tần số hấp thụ đặc trưng cho của PVC đều xuất hiện Hình 2. Ảnh FESEM của hiđrotanxit (a), PVC (b) và vật liệu tổ hợp PVC/MgAl (c) trên phổ đồ IR của vật liệu tổ hợp PVC/MgAl như tại 635, Cấu trúc và sự phân bố của hiđrotanxit MgAl trong nền 615cm-1 nhưng không quan sát thấy sự thay đổi hoặc thay PVC được quan sát trên FESEM (hình 2). Ảnh FESEM của vật đổi rất nhỏ vì số lượng nhóm này trong vật liệu tổ hợp là rất liệu tổ hợp PVC/MgAl cho thấy đa số các hạt hđrotanxit 150 Tạp chí KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ● Tập 57 - Số 3 (6/2021) Website: https://tapchikhcn.haui.edu.vn
- P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 SCIENCE - TECHNOLOGY MgAl đã bám dính tốt và phân tán đồng đều vào trong retardancyof composites based on polyvinylchloride and fly ash composites PVC. Điều này sẽ làm cho vật liệu tổ hợp PVC/MgAl có cấu modified with some silane coupling agents. Journal of Science and Technology, trúc đặc khít và bền vững hơn dưới tác dụng của các ứng VAST, 51(5), 627-633. suất kéo. [5]. Thai Hoang, Tran Thi Thanh Van, Nguyen Thi Thu Trang, Nguyen Vu 3.3. Khả năng chậm cháy của vật liệu Giang, Nguyen Thuy Chinh, Do Quang Tham, 2013. The effect of organic acid - Để đánh giá khả năng chống cháy của vật liệu tổ hợp modified fly ash on some properties and flame redundancy of polyvinylchloride in PVC/MgAl được trình bày trên bảng 2. presence of polymeric plasticizer. Journal of Chemistry, VAST, 61(6), 709-713. Bảng 2. Kết quả khả năng cháy ngang của vật liệu tổ hợp PVC/MgAl [6]. A. L. G. Saad, H. A. Aziz, O. I. H. Dimitry, 2004. Studies of electrical and mechanical properties of poly (vinylchloride) mixed with electrically conductive Mẫu Thời gian cháy (s) Đạt tiêu chuẩn UL-94 additives. J. Appl. Polym. Sci., 91(3), 1590-1598. PVC/MgAl2 159 Đạt PVC/MgAl3 136 Đạt PVC/MgAl5 152 Đạt AUTHORS INFORMATION Kết quả bảng 2 cho thấy, khi tăng hàm lượng Nguyen Quang Tung1, Dam Xuan Thang1, Nguyen Tuan Anh1, hiđrotanxit MgAl từ 2 - 5%, thời gian tắt cháy của các mẫu Truong Cong Doanh1, Dang Ngoc Quang2, Doan Van Kiet3 nghiên cứu 3% thì thời gian cháy nhỏ nhất. Điều này chứng 1 Hanoi University of Industry tỏ rằng, với mẫu 3% thì hiđrotanxit dễ dàng phân tán trong 2 Hanoi National University of Education nền nhựa PVC, nhờ đó lớp hiđrotanxit dưới tác dụng của 3 nhiệt tạo thành lớp sỉ bền nhiệt bao quanh lớp nhựa nền, Tay Bac University ngăn chặn sự xâm nhập của oxy vào bên trong vật liệu. Đặc biệt sự bay hơi nước trong hiđrotanxit ở nhiệt độ tiến hành thí nghiệm góp phần làm giảm nhiệt năng của quá trình phản ứng cháy và ngăn cản oxi không khí tiếp xúc với vật liệu cháy. 4. KẾT LUẬN Qua các dữ liệu về phổ hồng ngoại cho thấy có sự chuyển dịch của các tần số hấp thụ đặc trưng cho các dao động hóa trị của nhóm –OH trong hiđrotanxit, các tần số hấp thụ của PVC biến đổi không nhiều. Điều đó cho thấy có sự tương tác giữa PVC và HT để tạo các liên kết giữa hai vật liệu này. Ảnh FESEM chứng minh được các hạt hiđrotanxit phân tán đồng đều và bám dính tốt trên nền PVC. Vật liệu tổ hợp PVC/MgAl với hàm lượng 3% về khối lượng có thời gian chậm cháy nhỏ nhất có thể sử dụng là vật liệu chống cháy trong một số lĩnh vực nhất định TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. X.Y. Bai, Q.W. Wang, S.J. Sui, C.S. Zhang, 2011. The effects of wood-flour on combustion and thermal degradation behaviors of PVC in wood-flour/poly (vinyl chloride) composites. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 91, 34–39. [2]. E. M. Vander Merwe, C. L. Mathebula, L. C. Prinsloo, 2014. Characterization of the surface and physical properties of South African coal fly ash modified by sodium lauryl sulphate (SLS) for applications in PVC composites. Powder Technology 266, 70-78. [3]. Ping Zhang, Nina Yao, Lixian Song, Ming Kang, Zhongyuan Lu, Rong Zheng, 2013. Stearic acid coating on circulating fluidized bed combustion fly ashes and its effect on the mechanical performance of polymer composites. Applied Surface Science, 279, 109-115. [4].Thai Hoang, Nguyen Thuy Chinh, Nguyen Thi Thu Trang, Do Quang Tham, Tran Thi Thanh Van, 2013. Mechanical properties, morphology and flammable Website: https://tapchikhcn.haui.edu.vn Vol. 57 - No. 3 (June 2021) ● Journal of SCIENCE & TECHNOLOGY 151
ADSENSE
CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD
-
Nghiên cứu khả năng hấp phụ Cd(II) của compozit polyanilin – vỏ lạc
5 p | 
93
| 
6
-
Ảnh hưởng của chiều dày màng lên đặc trưng đảo điện trở thuận nghịch của màng mỏng CrOx
9 p | 71
| 4
-
Tổng hợp và nghiên cứu tính chất Compozit PANi – Mùn cưa
5 p | 91
| 4
-
Tổng hợp xanh nano bạc sử dụng dịch chiết vỏ bưởi để phân huỷ quang xúc tác xanh methylene và rhodamine B dưới ánh sáng mặt trời
7 p | 23
| 4
-
Nghiên cứu phân lập chủng vi khuẩn biển có khả năng phân hủy polyvinyl chloride
5 p | 12
| 3
-
Nghiên cứu đặc trưng và tính chất của màng tổ hợp alginat/chitosan/lovastatin
8 p | 72
| 3
-
Đặc trưng cấu trúc, hình thái, tính chất hạt nano từ tính Fe3O4 tổng hợp bằng phương pháp phân hủy nhiệt
8 p | 53
| 3
-
Tổng hợp tấm nano Fe2O3 sử dụng glucomannan làm chất định hướng cấu trúc
7 p | 43
| 3
-
Nghiên cứu hình thái bề mặt của màng polyaniline ảnh hưởng đến hiệu suất cảm biến khí NH3 ở nhiệt độ phòng
5 p | 35
| 2
-
Đặc trưng hình thái cấu trúc của vật liệu tổ hợp polylactic axít/chitosan/quinin sulfat chế tạo theo phương pháp vi nhũ
4 p | 40
| 2
-
Chế tạo và khảo sát tính chất vật liệu polyme nanocompozit trên cơ sở polyetylen tỷ trọng cao (HDPE) với ống nano cacbon đa tường (MWCNT)
6 p | 71
| 2
-
Nghiên cứu tính chất và hình thái cấu trúc của vật liệu compozit polyetylen/copolyme etylen vinyl axetat/gypsum biến tính natri dodecyl sunfat
8 p | 64
| 2
-
Tổng hợp vật liệu cấu trúc trật tự Fe3O4 hình bông hoa bằng phương pháp thủy nhiệt
10 p | 3
| 1
Thêm tài liệu vào bộ sưu tập có sẵn:
Báo xấu
LAVA
AANETWORK
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi
Chịu trách nhiệm nội dung:
Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA
LIÊN HỆ
Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM
Hotline: 093 303 0098
Email: support@tailieu.vn
Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.
