Phân tích thành phần vật liệu lõi bạc đỡ trục chân vịt ngoại nhập

Bài viết trình bày các kết quả phân tích mẫu vật liệu lõi bạc đỡ trục chân vịt ngoại nhập. Mẫu vật liệu được xử lý bằng phương pháp chiết Soxhlet kết hợp nhiệt phân, được xác định thành phần bằng các kỹ thuật phân tích hiện đại như: Hồng ngoại (FT-IR), tán xạ tia X (EDX), phân tích nhiệt vi sai (TGA) và sắc ký khí ghép nối khối phổ (GC-MS).
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phân tích thành phần vật liệu lõi bạc đỡ trục chân vịt ngoại nhập Hóa học & Môi trường PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN VẬT LIỆU LÕI BẠC ĐỠ TRỤC CHÂN VỊT NGOẠI NHẬP Ngô Văn Hoành1*, Nguyễn Mạnh Tường1, Hồ Ngọc Minh1, Trịnh Đắc Hoành1, Trần Đức Mạnh2 Tóm tắt: Bài báo trình bày các kết quả phân tích mẫu vật liệu lõi bạc đỡ trục chân vịt ngoại nhập. Mẫu vật liệu được xử lý bằng phương pháp chiết Soxhlet kết hợp nhiệt phân, được xác định thành phần bằng các kỹ thuật phân tích hiện đại như: hồng ngoại (FT-IR), tán xạ tia X (EDX), phân tích nhiệt vi sai (TGA) và sắc ký khí ghép nối khối phổ (GC-MS). Kết quả phân tích cho thấy, vật liệu lõi bạc có thành phần chính là cao su nitril, chất hóa dẻo dioctyl phtalate và các loại bột độn và phụ gia vô cơ. Tổng hàm lượng chất hữu cơ là 65,231%, than đen: 24,121%; tro vô cơ: 10,666%, trong đó, MoS 2 chiếm 15% tổng tro vô cơ.Từ khóa: Phân tích thành phần; Bạc đỡ trục chân vịt; Cao su nitril. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Bạc đỡ trục chân vịt là một cơ cấu quan trọng, có tác dụng cố định và nâng đỡ trục chân vịtcủa tàu thủy, giúp chân vịt làm việc ổn định, giảm ma sát, tiết kiệm nhiên liệu động cơ, giảm ănmòn, tăng tuổi thọ làm việc của chân vịt. Hiện nay, các loại bạc đỡ bôi trơn làm mát bằng nướcđã thay thế hoàn toàn bạc bôi trơn bằng dầu. Bạc đỡ phải đảm bảo các yêu cầu cơ bản như: có độbền cơ lý cao, hệ số ma sát giữa trục và bạc nhỏ, bền mài mòn, giảm chấn tốt, bền môi trường,không bị thay đổi kích thước khi làm việc trong môi trường nước [1-3]. Bạc đỡ trục chân vịt cho tàu hải quân của hãng Johnson Cutless gồm hai bộ phận là áo bạc vàlõi bạc [4]. Trong đó, lõi bạc là bộ phận chịu tác dụng của lực ma sát liên tục trong quá trình tàuvận hành. Việc phân tích, làm rõ bản chất vật liệu lõi bạc có ý nghĩa quan trọng nhằm địnhhướng nghiên cứu, chế tạo bạc đỡ thay thế cho sản phẩm ngoại nhập. Các kỹ thuật hiện đại như: phổ hồng ngoại (FT-IR), phân tích nhiệt vi sai (DTG), phân tíchtán xạ tia X (XRD) và phổ GC-MS là các phương pháp hiệu quả trong phân tích thành phần vậtliệu polymer [5-9]. Trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng phương pháp chiết soxhlet kết hợpnhiệt phân để phá mẫu, và sử dụng các kỹ thuật hiện đại nhằm làm rõ bản chất và hàm lượng củacác thành phần chính trong mẫu vật liệu lõi bạc. 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU2.1. Hóa chất, thiết bị2.1.1. Hóa chất - Mẫu vật liệu lõi bạc hãng Johnson Cutless - Cao su nitril Krylac 3345F - Ethanol (AR), 99%, Sigma Alrich - Chloroform (AR), 99%, Sigma Aldrich - Axit nitric đặc (AR), Sigma Aldrich - Nước cất2.1.2. Thiết bị phân tích - Thiết bị phổ hồng ngoại FTIR model Brucker Tensor II - Mỹ - Thiết bị phân tích nhiệt vi sai Labsys Evo - Canada - Thiết bị phân tích GC-MS Model Scion 456 - Mỹ - Thiết bị SEM-EDX JED 2300, JEOL - Nhật Bản80 N. V. Hoành, …, T. Đ. Mạnh, “Phân tích thành phần vật liệu … trục chân vịt ngoại nhập.”Nghiên cứu khoa học công nghệ2.2. Phương pháp phân tích2.2.1. Phương pháp xử lý mẫu Mẫu vật liệu lõi bạc được cắt từ bạc đỡ trục chân vịt ngoại nhập và được xử lý và phân tíchtheo quy trình thể hiện trên hình 1. Vật liệu lõi bạc Tro hóa TG-DTG Chiết trong etanol EDX Dịch chiết Vật liệu sau chiết IR Nhiệt phân Chiết chloroform IR GC-MS Phụ gia vô Hàm lượng Loại chất Loại cao Phụ gia cơ thành phần hóa dẻo su hữu cơ Hình 1. Quy trình xử lý và phân tích mẫu. Phương pháp phân tích phổ hồng ngoại: Cân, cắt nhỏ mẫu vật liệu lõi bạc, bọc trong giấy lọcvà đưa vào bộ chiết Soxhlet dung tích 100 mL. Tiến hành chiết mẫu trong vòng 16 giờ với tốc độchiết là 5 lần/giờ. Mẫu vật liệu sau khi chiết được sấy ở 100 oC trong vòng 5 giờ và cân lại khốilượng sau chiết. Nhiệt phân mẫu vật liệu sau khi chiết trong ống nghiệm thu sản phẩm nhiệt phândạng lỏng. Tiến hành quét sản phẩm nhiệt phân và các dịch chiết thu được trên màng KBr và đophổ hồng ngoại bằng thiết bị phổ hồng ngoại FTIR model Brucker Tensor II tại Viện Hóa học-Vật liệu/Viện KH-CN quân sự. Phương pháp phân tích GC-MS: dịch chiết chloroform được tiến hành ghi phổ GC-MS trênthiết bị Scion 456 GC-MS tại khoa Hóa, trường Đại học KHTN, Đại học Quốc gia Hà Nội. Phương pháp phân tích EDX: Tro hóa mẫu bằng cách nung mẫu ở nhiệt độ 800 oC ở môitrường khí trong vòng 4 giờ. Mẫu vật liệu trước tro hóa v ...