I HC QUI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN QUANG MINH NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG HẠT GYPSUM PHẾ THẢI CHẾ TẠO VẬT LIỆU PP/GS POLYME COMPOZIT  ng  : 60440120 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC ng dn khoa hc: TS. NGUY PGS.TS.  QUANG TRUNG Hà Nội - Năm 2013 LỜI CẢM ƠN     Quang Trung                -  - n-     .        i hc H    u kin  u, hc t ty DAP Vinachem Vit Nam, H p mu gypsum ph thi cho . Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 12 năm 2013  Nguyễn Quang Minh DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Tên đầy đủ Ký hiệu Tên đầy đủ ABS Acrylonitrin butadien styrene PP Polypropylen CaSO 4 .BT CaSO 4  a-PP Atactic polypropylene DAP Diamoniphotphat i-PP Isotactic polypropylene DSC  PP/GS       gypsum DG  PU Polyuretan DG-1B    SDS trong  PVA Polyvinylacrylic DG-2B       PVC Poly vinylclorua EVA Copolyme etylen vinylaxetat PS Polystrylen FESEM         SBF        FT-IR  Fourrier SDS Natri dodecyl sunfat GS  SG  HDPE  SG-1B         LDPE P SG-2B    MAP Mono amoniphotphat TGA    NR  XRD      OG  PE Polyelylen DANH MỤC HÌNH VẼ TÊN HÌNH Hình 1.1             Hình 1.2 -  - Polymetylmetaacrylat; 3- g cao; 4- PVC; 5- PP Hình 1.3  Hình 1.4            - Vinachem  Hình 1.5 -    Hình 1.6 - -- PII (poly (vinyl ancol-co-vinyl axetat-co- cao-PIII (poly(vinyl clorua  co-vinyl axetat  co-vinyl ancol)) sau  Hình 1.7   Hình 1.8 -   Hình 1.9     Hình 1.10   Hình 1.11  Hình 1.12  Hình 1.13                 5% axit stearic Hình1.14 -     Hình 2.1  Hình 2.2  Rheomix 610 Hình 2.3  Hình 2.4  Hình 2.5 - Hình 2.6  Hình 2.7  Hình 2.8 dzu TGA 50H Hình 2.9 -4800 Hình 2.10 -10C Hình 2.11  Hình 2.12  Hình 2.13   Hình 3.1 Gi n ca vt liu compozit PP/OG (80/20) v c h Hình 3.2 Ph FT-IR cu OG, DG- 4 .BT Hình 3.3 TGA c-2B Hình 3.4 Gin  n ca vt liu compozit tng 20%kl  Hình3.5    i ca PP/OG, PP/SG-1B, PP/SG-2B, PP/DG-1B, PP/DG-2B Hình 3.6 ng cng ch bt c mu compozit Hình 3.7 i PP/OG, PP/DG- 4 .BT Hình 3.8 Ph FT-IR ca vt liu compozit PP, PP/OG, PP/DG-2B  PP/CaSO 4 .BT Hình 3.9 nh FE-SEM c Hình 3.10 TGA ca mu compozit Hình 3.11 Ph bi sau 10 chu k th nghim thi tit Hình 3.12 Ph bi sau 21 chu k th nghim thi tit Hình 3.13  DANH MỤC BẢNG TÊN BẢNG Bảng 1.1  Bảng 1.2  -  Bảng 1.3 -  Bảng 1.4 m Bảng 3.1 ng ca vt liu PP/OG Bảng 3.2 ng cc ha vt liu compozit Bảng 3.3 ng ca vt liu compozit Bảng 3.4   Bảng 3.5   Bảng 3.6 Kt qu  t ca vt liu PP/GS Bảng 3.7 Kt qu  u compozit PP/DG-2B Bảng 3.8 Kt qu  bu compozit Bảng 3.9 S  a mt s       t liu compozit PP/GS Bảng 3.10    y nhit c  u PP, PP/OG, PP/DG-  PP/CaSO 4 .BT tng 10% chn Bảng 3.11 Hng s ) ca vt liu t hp PP/OG, PP/DG-2B, PP/CaSO 4 .BT Bảng 3.12 n tr sut khi  v (.cm) ca vt liu t hp PP/OG, PP/DG-2B, PP/CaSO 4 .BT Bảng 3.13 Th u compozit Bảng 3.14  bt ( s ) sau th nghit vt liu t hp PP/GS 1 MỞ ĐẦU  ng nhu c n xut i axit sunfuric. t m  n 1 triu t5, 9, 15, mi ra ng cht thi rn - gypsum ph thn ch y 4  ng nh mt s tp ch n ting Anh, dich sang ting Vi t vi thch   u tp cht pha ln), lu   i m. Hin nay, i r   ch      m n v  cn nhiu din hot hoc l   c thi ch vc xung quanh. M ging 150 triu tc x th ng t  n xu23, 38, 39].  Vit Nam, m    c ta cn khong 5 triu t    p. t kh thi c x th i gypsum t (Tập đoàn Hóa chất & phân bón Việt Nam)  H      c cht 10 ha (theo ông Vu ̃ Văn Bằng – PTGĐ Cty TNHH một thành viên DAP – Vinachem).       gypsum ph th                        - H     thc tr       sn xu Vit Nam. V ng gic  nhm gim tng ca gypsum ph thi ng. Hiu ng dn xut gm s v sinh, vt liu ng, cht ph gia hay ch 2 Vt liu polyme compozit v d chn hoc ch ci thi  gin xut li bi 3 , bt talc, bt than a nh21, 22, 42c s dng ht gypsum ph thi ch to vt liu polyme compozit  n gii quyt v  khoa hc, ci thi bn ca vt liu compozit u qu kinh t . Mt v  c cao dn ti s nh gin s co cm ct trong    to vt liu compozit,    t tt trong c   a nn, b mt ht GS u cn c bi gi c, nh   ka ha nn, c bii v Mt s u bit gypsum b trn, ci thin s     bn nhit ca vt liu compozit polyvinyl clorua/gypsum [6, 31, 40 vic u tng hp ht CaSO 4 bin i natri dodecyl sunfat (SDS) t ng d ch to compozit HDPE/CaSO 4 bi [7]. Kt qu u cho th b bt ca compozit HDPE/CaSO 4 bi ci thi   so vi compozit s dng ht CaSO 4     s ydrocacbon trong SDS vi nha n vic tng hp ht CaSO 4 bi  c ti   n d c ngun nguyu ht gypsum ph thi. Vi mn gim thi hc s dng gypsum ph thi ch to vt liu compozit k thut, hn  luNghiên cứu, ứng dụng hạt gypsum phế thải chế tạo vật liệu PP/GS polyme compozitt liu polyme c ch to vi nha nn loi isotactic polypropylene (PP) s dng ht GS bi bi axit stear SDS (gypsum c cung cp t       H   t gypsum ph thi bng axit  SDS s dphi trn vt hng nhit. 3 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Vật liệu compozit 1.1.1. Khái niệm và tính chất [8, 12, 14, 29] Vt liu compozit t liu tng hp t hai hay nhiu vt lio n t liu m      kt hp ca  t li  u. Vt liu compozit gm mt hay nhiu pha n)  trong mt c duy nhc gt liu nn,    n. Pha  c gt hay vt lic trn c bn nhit, Bảng 1.1. So sánh một số vật liệu compozit Nền Gia cƣờng Tỉ lệ gia cƣờng, % Tỉ trọng, g/cm 3 Độ bền, MPa Modun, GPa Polyeste Mt thy tinh 30 1,5 70 - 100 4  6 Vi thy tinh 60 1,7 320 - 360 8  13 Si thy tinh 70 1,8 1100 -1500 38  53 Epoxy Vi thy tinh 60 1,9 300 - 600 23  26 Vi aramit 50 1,3 520 - 550 31- 32 Vi cacbon 60 1,6 570 - 820 72  100 Si thy tinh 60 1,9 1100 - 1500 39  42 Si aramit 60 1,4 1380 - 1450 72 -105 Si cacbon 60 1,6 1400 130  7,8 500 - 1500 210  2,7 100 - 800 70  t lit li tt lit tng vt lin.  Lu c ca vt liu ct, khi vt liu c ng u, vt liu compozit b  c ht  nht liu ct.   git lin. Vt liu cn phi t cht ch vi nhau m  t cho , t gia c [...]... dụng GS làm chất độn trong chế tạo các vật liệu polyme compozit, … Việc sử dụng gypsum phế thải làm chất độn không chỉ là giải pháp để giải quyết các vấn đề về môi trường và sinh thái mà nó cải thiện đáng kể tính chất và cấu trúc của vật liệu polyme compozit 16 1.5 Các hƣớng nghiên cứu, giải pháp cho gypsum hiện nay 1.5.1 Nghiên cứu vật liệu tổ hợp chứa gypsum trên thế giới Quá trình nghiên cứu và ứng. .. hình, khuôn 11  Ứng dụng trong công nghiệp nhựa: Sử dụng làm chất độn trong một số vật liệu polyme compozit Một số loại vật liệu compozit sử dụng thành phần chính là gypsum và sử dụng một lượng nhỏ nhựa làm chất kết dính ứng dụng trong vật liệu xây dựng không nung có khả năng ứng dụng tốt ở khí hậu nhiệt đới [25] 1.3.2 Gypsum phế thải Gypsum phế thải [6] là sản phẩm phụ của quá trình sản xuất phân... để chế tạo vật liệu compozit PP/ GS là rất cần thiết * Mục tiêu của nghiên cứu: - Nghiên cứu biến tính hạt GS phế thải bằng axit stearic và hợp chất SDS, chế tạo vật liệu PP/ GS - Khảo sát mối quan hệ giữa tính chất của vật liệu polyme compozit PP/ GS và các thành phần 24 CHƢƠNG 2 THỰC NGHIỆM 2.1 Nguyên liệu và hóa chất  Hạt gypsum phế thải (OG) được cung cấp bởi Công ty DAP Vinachem Việt Nam, Hải Phòng... khoáng như B, C, SiC  Compozit nền gốm: nền là các loại vật liệu gốm, cốt có thể là sợi hoặc hạt kim loại hoặc cũng có thể là hạt gốm 1.1.3 Cấu tạo của vật liệu polyme compozit [8, 12] Vật liệu polyme compozit được chế tạo gồm 2 pha: pha liên tục hay polyme nền và pha phân tán (chất gia cường hay chất độn) a) Polyme nền: Là chất kết dính, tạo môi trường phân tán, đóng vai trò truyền ứng suất sang độn... hình dạng Compozit sợi, compozit vảy, compozit hạt, compozit điền đầy, compozit phiến a) b) c) d) e) Hình 1.1 Các loại compozit: a) Compozit hạt; b) Compozit sợi; c) Compozit phiến d) Compozit vảy; e) Compozit đổ đầy b) Phân loại theo bản chất và vật liệu thành phần  Compozit nền hữu cơ (polyme compozit) : nền là nhựa hữu cơ, cốt thường là sợi hữu cơ hoặc sợi, hạt khoáng hoặc oxit kim loại  Compozit. .. của hạt CaSO4 trong nền polyme và khẳng định hiệu quả gia cường Ngoài ra khảo sát độ bền lão hóa của vật liệu cũng chứng minh, tính chịu nhiệt của vật liệu cũng được cải thiện 23 Nhìn vào thực trạng sử dụng gypsum ở Việt Nam và các nghiên cứu về vật liệu compozit chứa gypsum trên thế giới cho thấy việc sử dụng gypsum làm chất độn, chất gia cường cho polyme chưa nhiều Trong số các polyme nhiệt dẻo, PP. .. 2 giờ, tạo kết tủa, để kết tủa để qua đêm Kết 27 tủa thu được lọc, rửa, ly tâm đến pH = 7, sấy khô ở 100oC được CaSO4 biến tính SDS CaSO4 biến tính (CaSO4.BT) được bảo quản trong thiết bị hút ẩm 2.5 Chế tạo vật liệu polyme compozit Vật liệu polyme compozit được chế tạo theo phương pháp phối trộn nóng chảy trên thiết bị trộn kín Haake Rheomix 610 (CHLB Đức), các mẫu vật liệu compozit gypsum, gypsum. .. hạt: thường được sử dụng là: BaSO4, CaSO4, CuS, CdS, Silica, CaCO3, vẩy mica, vẩy kim loại, cao lanh, đất sét, graphite, cacbon, bột tale, hay graphite,… 1.1.4 Ứng dụng của vật liệu compozit [12] Compozit sợi cacbon sử dụng để chế tạo than vỏ, vách ngăn tàu vũ trụ, chế tạo các loại ăngten, đặc biệt ăngten cho tàu vũ trụ, chế tạo các thiết bị y tế, các bộ phận thay thế như: xương, vỏ sọ não, chế tạo. .. những polyme được sử dụng nhiều nhất trong các ngành sản xuất bao bì, đồ gia dụng, vật liệu cách điện, xây dựng, sản xuất ôtô bởi chúng có những ưu thế vượt trội như: vật liệu dạng sáp, dẻo nhiệt từ cứng đến mềm, dễ đúc khuôn, độ bền kéo đứt cao, độ bền hoá học cao, rẻ tiền, dễ phối trộn với lượng lớn chất phụ gia, chất độn Vì vậy, sử dụng gypsum biến tính hữu cơ để chế tạo vật liệu compozit PP/ GS là... đại của các chất độn trên gần như tương tự nhau Greco và cộng sự đã nghiên cứu sử dụng thạch cao phế thải như một chất tạo bọt cho các loại polyetylen (PE) tái chế khác nhau để sản xuất vật liệu tái chế 100% cho các ngành công nghiệp [16] Điều kiện chế tạo vật liệu khác nhau đã ảnh hưởng đáng kể đến tỉ trọng của vật liệu đúc ép Vật liệu PE bọt có tỉ trọng thấp hơn thu được với áp suất khuôn và thời . lu Nghiên cứu, ứng dụng hạt gypsum phế thải chế tạo vật liệu PP/ GS polyme compozit t liu polyme c ch to vi nha nn loi isotactic polypropylene (PP) . ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN QUANG MINH NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG HẠT GYPSUM PHẾ THẢI CHẾ TẠO VẬT LIỆU PP/ GS POLYME COMPOZIT  ng  : 60440120. dạng Compozit si, compozit vy, compozit ht, compozit y, compozit phin. a) b) c) d) e) Hình 1.1. Các loại compozit: a) Compozit hạt; b) Compozit sợi; c) Compozit phiến d) Compozit