Nghiên cứu tách và sử dụng sợi từ lá dứa dại dùng làm cốt gia cường cho vật liệu composite trên cơ sở nhựa polyeste không no

Trong bài báo này trình bày kết quả xác định phương pháp và điều kiện xử lý sợi dứa dại để sử dụng trong chế tạo vật liệu composit trên cơ sở nhựa polyeste không no (UPE). Bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm đã xác định được điều kiện xử lý tối ưu như sau: Nồng độ dung dịch NaOH là 10% và thời gian xử lý là 10 ngày, sử dụng cho các sản phẩm composite đòi hỏi độ bền cơ học cao; nồng độ dung dịch NaOH là 30% và thời gian xử lý là 16 ngày, sử dụng cho các sản phẩm composite đòi hỏi độ bền môi trường cao.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu tách và sử dụng sợi từ lá dứa dại dùng làm cốt gia cường cho vật liệu composite trên cơ sở nhựa polyeste không no NGHIÊN CỨU TÁCH VÀ SỬ DỤNG SỢI TỪ LÁ DỨA DẠI DÙNG LÀM CỐT GIA CƯỜNG CHO VẬT LIỆU COMPOSITE TRÊN CƠ SỞ NHỰA POLYESTE KHÔNG NO RESEARCH ON DETACHMENT AND USING SISAL FIBRES FOR THE REINFORCEMENT FOR COMPOSITE MATERIALS BASED ON THE UNSATURATED POLYESTER RESINS PHAN THỊ THUÝ HẰNG Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng HOÀNG THỊ LAN PHƯƠNG Bộ Giáo dục và Đào tạo TÓM TẮT Hiện nay, vật liệu gia cường cho vật liệu composit phổ biến nhất là sợi thủy tinh, chúng được tạo ra từ các loại oxyt vô cơ. Tuy nhiên, gần đây sợi thiên nhiên đang được nhiều nhà nghiên cứu quan tâm. Vì sợi thiên nhiên có một số ưu điểm hơn so với sợi thủy tinh như: tỷ trọng thấp hơn, giảm trọng lượng cho sản phẩm composit, giá thành hạ... Nhưng sợi thiên nhiên so với sợi thủy tinh thì khả năng bám dính nhựa kém hơn và độ bền thấp hơn. Vì vậy, việc xử lý đối với sợi thiên nhiên để cải thiện các tính chất này là cần thiết. Trong bài báo này trình bày kết quả xác định phương pháp và điều kiện xử lý sợi dứa dại để sử dụng trong chế tạo vật liệu composit trên cơ sở nhựa polyeste không no (UPE). Bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm đã xác định được điều kiện xử lý tối ưu như sau: - Nồng độ dung dịch NaOH là 10% và thời gian xử lý là 10 ngày, sử dụng cho các sản phẩm composite đòi hỏi độ bền cơ học cao. - Nồng độ dung dịch NaOH là 30% và thời gian xử lý là 16 ngày, sử dụng cho các sản phẩm composite đòi hỏi độ bền môi trường cao. ABSTRACT The reinforcement material for composite material, the most generally used one today is the glass fibre formed from inorganic oxide. However, the natural fibre has recently been paid more attention by many researchers because natural fibres have more advantages than glass fibres, for example: lower density, weight saving of composite materials, lower price, and so on. However, natural fibres have lower adherence to resins and less durability than glass fibres. Therefore, the fibre treatment to improve these properties is of great necessity. In this article, we present the defined results of sisal fibres treatment methods and conditions to use in the production of composite materials based on the unsaturated polyester (UPE) resin. With experimental methodology, we have determined optimum treatment conditions as follows: - The concentration of sodium hydrate (NaOH) solutions is 10% and the treatment time is 10 days. These conditions are applied for composite products requiring high mechanical strength. - The concentration of sodium hydrate solutions is 30% and the treatment time is 16 days. These conditions are applied for high environmental strength products. 1. Mở đầu Ở Việt Nam việc sử dụng sợi dứa dại trong chế tạo vật liệu polyme composite (PC) sẽ có ý nghĩa thực tiễn to lớn. Vì điều kiện thiên nhiên (đất đai, khí hậu, địa hình...) của nước ta là một tiềm năng lý tưởng cho việc sản xuất sợi từ lá dứa dại trên quy mô công nghiệp nhằm cung cấp nguồn nguyên vật liệu cho ngành chế tạo vật liệu PC ở Việt Nam. Việc đầu tư sản xuất sợi từ lá dứa dại không đòi hỏi đầu tư cao như đối với sợi hóa học khác (sợi thủy tinh, sợi cacbon...), điều này sẽ rất phù hợp với điều kiện kinh tế xã hội ở nước ta hiện nay. Bên cạnh ý nghĩa về mặt kinh tế đã nêu, nó còn có ý nghĩa về mặt xã hội đó là việc cung cấp nguồn nguyên liệu cho sản xuất đòi hỏi phải có chiến lược canh tác cây dứa dại sẽ góp phần tạo nguồn thu nhập cho nông dân, đặc biệt là ở những vùng đất đai khô cằn, khí hậu khắc nghiệt... và tạo cơ hội việc làm cho người lao động ở nông thôn, vùng sâu, vùng xa... Chính vì vậy mà việc nghiên cứu sử dụng sợi dứa dại trong gia công chế tạo vật liệu PC nhằm làm tăng giá trị cho cây dứa dại là một vấn đề cấp thiết. Trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, nhiều lĩnh vực công nghệ được chú trọng trong đó có công nghệ vật liệu mới nên đề tài này sẽ góp phần vào việc mở rộng nguồn nguyên liệu sẵn có trong nước, hạ giá thành sản phẩm cho vật liệu PC nhằm thu hút người sử dụng. 2. Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu 2.1. Nguyên liệu - Sợi tách từ lá dứa dại được lấy ở xã Bình Lãnh, huyện Thăng Bình, tỉnh Quảng Nam. - Nhựa polyeste không no (UPE) loại 2117 sản xuất ở Singapor. - Các hóa chất: chất xúc tác đóng rắn MEKP; chất chống dính; NaOH 98%; HCl 37%; axeton, H2SO4 98%... 2.2. Phương pháp xử lý sợi dứa dại Mục đích của việc xử lý sợi là nhằm làm tă ...