khảo sát quy trình tách sợi và gia công mat sợi xơ dừa làm vật liệu gia cường cho composite

Trong những năm gần đây, ngành vật liệu composite phát triển mạnh và hướng tới sản phẩm composite sợi tự nhiên, và cũng từ đó ngành sản xuất sợi xơ dừa phục vụ xuất khẩu cũng phát triển

BO MON CONG NGHE HOA HOC

LUAN VAN TOT NGHIEP DAI HOC

KHAO SAT QUY TRINH TACH SOI VA

GIA CONG MAT SOI XO DUA LAM VAT LIEU GIA CUONG

CHO COMPOSITE

Lớp: Công nghệ Hóa học K33

Tháng 4/2011

Dừa được trồng khắp nơi trên thế giới, chủ yếu tập trung ở vùng nhiệt đới Ở Việt nam, do điều khiện khí hậu thuận lợi cho việc phát triển của cây dừa nên dừa được trồng ở rất nhiều để lẫy cơm đừa chế biến dầu ăn, bánh kẹo Tuy nhiên, với điều khiện khí hậu, thô nhưỡng mỗi vùng khác nhau, nên dừa chỉ được trồng chủ yếu Ở các tính phía nam và đặc biệt trồng nhiều ở Bến tre, vì vậy Bến tre được mệnh danh là “Xứ

3

Dừa"

Dừa còn được gọi là ““ cây của đời sống” do các sản phẩm từ dừa rất phong phú

và đa dạng, bên cạnh những sản phẩm phục vụ đời sống hàng ngày như làm thức ăn,

nước uống, củi đốt Thì những sản phẩm như dầu đừa, than hoạt tính cũng là mặt

hàng xuất khâu có giá trị kinh tế cao

Trong những năm gần đây, ngành vật liệu composite phát triển mạnh và hướng tới sản phẩm composite sợi tự nhiên, và cũng từ đó ngành sản xuất sợi xơ dừa phục vụ xuất khẩu cũng phát triển mạnh, nguồn nguyên liệu được dùng là vó dừa, trước đây chỉ dùng làm củi đốt Việc sản xuất sợi xơ dừa cũng tương đối đơn giản, vốn đầu tư thấp, lợi nhuận cao Tuy nhiên việc sản xuất sợi xơ dừa của bà con địa phương chủ yếu là sản xuất theo kinh nghiệm và đừng lại ở giai đoạn chế biến ra sợi mà chưa quan tâm tới việc sản xuất ra những sản phẩm bán thành phẩm (prefom) nhằm đạc hiệu quả kinh tế

cao

Được sự đồng ý của Khoa Công nghệ, Bộ môn Công nghệ Hóa học, đề tài

“Khảo sát quy trình tách sợi và gia công mat sợi xơ dừa làm vật liệu gia cường cho

composite” được thực hiện nhằm mục đích khảo sát và đánh giá quy trình tách sợi bên

cạnh đó nghiên cứu đề xuất phương pháp gia công tắm mat sợi xơ dừa nhằm đem lại lợi nhuận kinh tế cao cho người sản xuất

Vì đây là lần đầu làm đề tài, do đó sẽ không tránh khỏi những thiếu sót Rất mong sự góp ý của Quý Thầy Cô và Bạn Bè để đề tài được hoàn chỉnh hơn

Trong suốt thời gian thực hiện luân văn tốt nghiệp, nhờ sự hướng dẫn và giúp

đỡ của các Quý Thầy Cô nên em đã có đủ điều kiện để thực hiện và hoàn thành đề tài của mình

Trước tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Quý Thầy Cô thuộc Bộ Môn Công nghệ Hóa học đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em học tập và hoàn thành đề

tài Luận văn tốt nghiệp của mình

Xin chân thành cảm ơn Thầy Trương Chí Thành đã tận tình hướng dẫn và

truyền đạc nhiều kiến thức cũng như kinh nghiệm, tạo mọi điều kiện cho em trong suốt quá trình thực hiện Luận văn tốt nghiệp

Xin chân thành cảm ơn Thầy Nguyễn Minh Nhựt đã cung cấp nhiều ý kiến cho em thực hiện tốt đề tải

Xin cảm ơn Thầy Phan Thế Duy, Thầy Lương Huỳnh Vũ Thanh, Thầy

Nguyễn Việt Bách, Thầy Nguyễn Văn Khải đã nhiệt tình giúp đỡ và đóng góp nhiều

ý kiến thiết thực để em thực hiện tốt đề tài

Cám ơn các bạn lớp Công Nghệ Hóa Học K33 đã luôn giúp đỡ và động viên tôi trong suốt quá trình làm Luận văn tốt nghiệp

Nguyễn Khánh Luân

Iy

Bo m6n Céng Nghé H6a Hoo ———

Can Tho, ngay 14 thang 01 nim 2011

PHIEU DE NGHI DE TAI TOT NGHIEP

CHO SINH VIEN

NAM HOC: 2010 —- 2011

1 Họ và tên của cán bộ hướng dẫn:

Ts Trương Chí Thành

Ks Nguyễn Minh Nhựt

2 Tên đề tài: Khảo sát quy trình tách sợi và gia công mat sợi xơ dừa làm vật

liệu gia cường cho composite

3 Địa điểm thực hiện: Phòng thí nghiệm Composite - Bộ môn Công Nghệ Hóa Học

- khoa Công Nghệ - trường Đại học Cần Thơ

4 Số lượng sinh viên thực hiện: 01 sinh viên

5 Họ và tên sinh viên: Nguyễn Khánh Luân MSSV: 2072177

Lớp: Công Nghệ Hóa Học Khóa: 33

6 Mục đích của đề tài

M6 tả các qui trình và thiệt bị sản xuât sợi xơ dừa dạng rôi và dạng thăng, xây dựng qui trình làm ra tâm mat sợi xơ dừa và đánh giá ảnh hưởng của qui trinh gia cong tam mat xo dira dén composite cua nó

7 Các nội dung chính và giới hạn của đê tài

Trên cơ sở tham quan thực tê mô tả quy trình sản xuât sợi xơ dừa, và khảo sắt hoạt động của các loại máy tách sợi

Từ thực nghiệm đưa ra quy trình sản xuất tắm mat và tắm composite, đánh giá ảnh hưởng của tâm mat đến cơ tinh composite

8 Cac yéu câu hỗ trợ cho việc thực hiện đê tài

DUYET CỦA CB TẠI CƠ SỞ DUYET CUA CBHD

Ts Truong Chi Thanh Ks Nguyén Minh Nhut

DUYET CUA BO MON

DUYET CUA HOI DONG THI & XET TOT NGHIEP

it

1.1.4 Ứng dụng . - - 2 E2 3 11 3 1 1115151131151 1311511115011 111 re 1.2 Giới thiệu chung về composite sợi tự nhiên

1.2.1 Sơ lượt về Composife sợi tự nh1Ê - << 5 <1 3311333 1 1 1 rẻ 1.2.2 Các yêu tố ảnh hưởng đến composite sợi tự nhiên -. 2 252 <5: 1.2.3 Liên diện g1ữa sợi và nhựa - - - c1 S191 ST ng ng xà 1.3 Tong quan về cây dừa và sợi xơ dừa

1.3.1 Nguén gốc và sự phân bố của cây đừa - - sck+c+rxckeEerk xxx 1.3.1.1 NgUÔỖN ĐỐCC -c-cS<SS< SH SE TH TH E111 11111

mm nan e< 1.3.2 Tình hình sản xuất và ứng đụng + + e ẻk+EEk£ SE ckeEerk xxx 1.3.2.1 Tình hình sản XuẤT - + - Set TS TH 1111111111 rei 1.3.2.2 Ung 7 1) NHNậặậặớỹớẶ ,

1.3.4 Cong dung cla SO1 co 13 1.3.5 Các phương pháp và qui trình tách sợi xơ dừa .- 6S +2 14 1.3.6 Các sản phẩm được gia công từ sợi xơ đừa 5cc-cscscerercee 14 1.4 Tong quan về Latex và nhựa Polyester không no, chất đóng rắn 16

50 2e 16 1.4.1.1 Giới thiệu chung é later.c.cececccccccccsesssssssssssesssssssssestsassssvssssveassesseans 16 1.4.1.2 Thành phần và tỉnh chất của ÏafêX + s-s+ss+s+e+re+eersrerxee 16 1.4.2 Polyester không nO - << 1S SH HH TH ne 19 1.4.2.1 GIới thiỆU CÍHH ng ng vn 19 1.4.2.2 Tỉnh chất chung của nhựa Polyester không nO . -‹-: 21 1.4.2.3 Ưu nhược điểm của nhựa polyester không no s5: 22 1.4.3 Chất đóng rắn MEKP ¿+ S2 Sẻ SE EEEEEEE 1111232111 1E 11k re 22 1.4.3.1 Giới thiỆU CHHHE SG TK HH ng nen vn 22 1.4.3.2 Cơ chế đóng rẮN - ¿5+5 Ss St SEEEEEEEESE 1511111111111 1Ecrred 23 1.4.3.3 Các yếu tổ ảnh hưởng đến quá trình đóng rắn .-. 23

1.4.4.Nhựa Polyprolylene (PP) - << SH LH HH HH ng ke 25

1.4.4.1 GIỚI thIỆM CÍH Q HH ng vn 25 1.4.4.2 Ưu nhược điểm của nhựa polypropylene s5: 5s©c+ceccsxea 26 Chương 2: Phương pháp, nguyên liệu và thiết bị ° ° ° ° 27 2.1 Phương pháp thực hiện đề tài - 2 SE EE+EEeEEkeE kh che 27 2.2 Nguyên liệu và thiẾt bị ¿+ cSsSxEE1 33 3911011 115111111 151.111 1 cr 28 2.2.1 Nguyên liệu và thiết bị để gia công tắm mat . 2-2 2s Ss+ ecce2 28 2.2.2 Nguyên liệu và thiết bị dùng để gia công tắm composite - 30

2.3 Thiết bị do cơ tính -+-++xt 2xx x21 02111 1111.1111 ke 32

2.3.1 Thiết bị đo cơ tính K60 .c.ccccccssccccccscccceecsccescscscececacacseacecacscecacacaceceeseeeeeeeeeen 32

2.3.3 Thiết bi do d6 bén va Gap csecscsescscsesscscsececsessvsesscsesessvensesseeesens 33

Chương 3: Quy trình tách sợi và máy tách sợi xơ dừa ° ° ° 35

3.1 Quy trình tách sợi và máy tách sợi xơ đừa dạng rối - +-s+czcs¿ 35

3.1.1 Quy trình sản Xuất - - - + ke SE SE E111 11811111111 k ke 35

3.1.1.1 Sơ đồ quy trình sản xuất sợi rỗi xơ đừa -cc-ccccscceccecea 35

3.1.1.2 Quy trình sản xuất chỉ ri XO AUC vevecescceescssesvessssesssesvesestsasseseesesens 3ó 3.1.1.3 Nhận xét quy trình sản xuất chỉ rồi xơ đừÙa -csccc«c: 36 3.1.2 Máy tách sợi rối xơ đừa -¿ ¿- + Sc+StS* HS 011111111 111111 11.1111 38 77s 39

3.1.2.2 Hoạt động của máy tước sợi PRREEER 42 3.2 Quy trình sản xuất sợi thắng và máy tách sợi thăng scsccscsẻ 43 3.2.1 Quy trình sản xuất sợi thắng -©- -c<SskSEEEE TH TA tr rereg 43 3.2.1.1 Sơ đô quy trình sản xuất sợi thẳng +5 5s cecccekeccrrrerkee 43 3.2.1.2 Quy trình sản xuất sợi thắngg s-ssceckertrkererersrereereed 43 3.2.1.3 Nhận xét quy trình sản XHẤI + S+sS*SkEE kh rtrrtgrệi 46 3.2.2 Máy tách sợi thăng . - 2s tt SH 311121111 1211 0131111113111 1 1.1 tk 47

s1, na - 47

3.2.2.2 Hoạt động của máy tước sợi thẳng -cscsceecereersrereerered 50 3.3 Các yếu tô ảnh hướng đến quy trình tách sợi và chất lượng sợi xơ dừa 50 Chương 4: Quy trình gia công tắm mat sợi xơ dừa và composite của nó 51

4.1 Phương pháp gia công bằng máy ép nóng . + +2 2 +s+xs+x+zszerxee 51 4.1.1 Phương pháp gia công tấm mat kết đính bằng latex 5: 5- 51

4.1.2 Phương pháp gia công tắm mat kết đính bằng polyester - 54

4.1.3 Phương pháp gia công tấm mat kết đính bằng cách nhúng polyester 54 4.1.4 Phương pháp gia công tắm mat sợi xơ đừa không sử dụng chất kết dính 55

4.3 Phương pháp gia công tấm composite nền nhựa nhiệt đẻo 57

4.4 Kiểm tra cƠ tÍnhh - + 56s 2 1923115 3515 17111151315 1115 1111.7115111 1 59 4.4.1 Thi nghiém k60 59 4.4.2 Thí nghiệm ba điểm uốn .-2- + - + +&£Sẻ+k SE EEEkEE KT E2 E2 E2 x 60 cl.6N ¡62c 61 Chương 5: Kết quả và thảo luận ° ° ° ° ° ° 62 5.1 Kết quả thí nghiêm -¿- S6 21x E9 E3 E311 115 131101115 1.1.1.1 cre 62 5.1.1 Quy trình tách sợi và gia công tắm mat sợi xơ đừa s-sccsce¿ 62 5.1.1.1 Kết quả thu được đối với quy trình tách sợi - 5ccccsccccsce¿ 62 5.1.1.2 Tam mat sợi xơ dừa được kết dính bằng những chất kết dính khác

5.1.2 Ảnh hưởng của việc gia công tấm mat đến cơ tính của vật liệu composite nền nhựa polyester không no (UPE), + - 2E E£S2EE£ SE EEEE£ESEE Sex EEEcEerkr 67

5.1.2.1 Ảnh hưởng của việc gia công tấm mat lên cơ tính của vật liệu composite nên nhựa [UPE - + c<SeStLkEk SE E12 111 1111111211 1111111111111 1 1y 67

5.1.2.2 Anh hưởng của việc gia công tấm mat lên độ bên uốn của vật liệu

li 0111/.8/12/8.11;.86/32 NA ga 69

5.1.2.3 Anh hưởng của việc gia công tấm mat lên độ bên va đập của vật liệu composite nên nhựa [UPE - + c<SeStLkEk SE E12 111 1111111211 1111111111111 1 1y 71 5.1.3 Ảnh hướng của việc gia công tắm mat đến cơ tính của vật liệu composite nền

5.1.3.1 Ảnh hưởng của việc gia công tam mat lên cơ tính kéo của vật liệu

li 011/8/12/877,; S2 20NNAẠANẼẺẼẺ Haaầaii 72

5.1.3.2 Ảnh hưởng của việc gia công tam mat độ bên uốn của vật liệu

5.3 Bàn lUÂân - << E1 S9 1 9.1 19.0 TT th 76

5.2.1 Kết quả thu được trong quá trình khảo sát quy tinh tách sợi 76

5.2.2 Tắm mat sợi xơ đừỪa + St S S838 E3E3 1255511855123 EEEE 5513 2e re 77 5.2.3 Gia tri co tinh của COTnDOSIf - - - S3 1 SH ng ng ng ng ng kg 77 Chương 6: Két luan va kién nghi ° ° ° ° ° ° S0

POR eee e reer e eee eee Oe Ea EEE EE EOE OE ESET EEE OEE OEE EEE OEE EEE OEE EEE E EOE E OEE EE ETE E EOE EE EEE ESOT COTES EEO O TOOT OEE E EEE OE EE EEE EERE EEO E EES EEEEES

Á CÔ HOÁ eee meee Ome eee eee CEH EEE OE OE EEE EO EOE OEE EEE EEE OEE OE OEE EEOE OEE OEE E EO EOE OE OEE E SEO EOE DERE OED EOE OEEE EOE OE OEOE EEE EOE DED EEEEOS

POOR O HOHE A TOTEM ETAT ETH HET AEE ETH ET HORE ET EEE EOE EEH ETE OEE ETH ET EERE EE OEE EOE H EHO EEE HEHE OE EE HEH EE EEE EEE EEEHEEOEEHEE HEHE HEEE HEED

POR eee e reer e eee eee Oe Ea EEE EE EOE OE ESET EEE OEE OEE EEE OEE EEE OEE EEE E EOE E OEE EE ETE E EOE EE EEE ESOT COTES EEO O TOOT OEE E EEE OE EE EEE EERE EEO E EES EEEEES

POOR O HOHE A TOTEM ETAT ETH HET AEE ETH ET HORE ET EEE EOE EEH ETE OEE ETH ET EERE EE OEE EOE H EHO EEE HEHE OE EE HEH EE EEE EEE EEEHEEOEEHEE HEHE HEEE HEED

POR eee e reer e eee eee Oe Ea EEE EE EOE OE ESET EEE OEE OEE EEE OEE EEE OEE EEE E EOE E OEE EE ETE E EOE EE EEE ESOT COTES EEO O TOOT OEE E EEE OE EE EEE EERE EEO E EES EEEEES

POR eee e reer e eee eee Oe Ea EEE EE EOE OE ESET EEE OEE OEE EEE OEE EEE OEE EEE E EOE E OEE EE ETE E EOE EE EEE ESOT COTES EEO O TOOT OEE E EEE OE EE EEE EERE EEO E EES EEEEES

POOR O HOHE A TOTEM ETAT ETH HET AEE ETH ET HORE ET EEE EOE EEH ETE OEE ETH ET EERE EE OEE EOE H EHO EEE HEHE OE EE HEH EE EEE EEE EEEHEEOEEHEE HEHE HEEE HEED

POR eee e reer e eee eee Oe Ea EEE EE EOE OE ESET EEE OEE OEE EEE OEE EEE OEE EEE E EOE E OEE EE ETE E EOE EE EEE ESOT COTES EEO O TOOT OEE E EEE OE EE EEE EERE EEO E EES EEEEES

Á CÔ HOÁ eee meee Ome eee eee CEH EEE OE OE EEE EO EOE OEE EEE EEE OEE OE OEE EEOE OEE OEE E EO EOE OE OEE E SEO EOE DERE OED EOE OEEE EOE OE OEOE EEE EOE DED EEEEOS

POOR O HOHE A TOTEM ETAT ETH HET AEE ETH ET HORE ET EEE EOE EEH ETE OEE ETH ET EERE EE OEE EOE H EHO EEE HEHE OE EE HEH EE EEE EEE EEEHEEOEEHEE HEHE HEEE HEED

POR eee e reer e eee eee Oe Ea EEE EE EOE OE ESET EEE OEE OEE EEE OEE EEE OEE EEE E EOE E OEE EE ETE E EOE EE EEE ESOT COTES EEO O TOOT OEE E EEE OE EE EEE EERE EEO E EES EEEEES

Á CÔ HOÁ eee meee Ome eee eee CEH EEE OE OE EEE EO EOE OEE EEE EEE OEE OE OEE EEOE OEE OEE E EO EOE OE OEE E SEO EOE DERE OED EOE OEEE EOE OE OEOE EEE EOE DED EEEEOS

POOR O HOHE A TOTEM ETAT ETH HET AEE ETH ET HORE ET EEE EOE EEH ETE OEE ETH ET EERE EE OEE EOE H EHO EEE HEHE OE EE HEH EE EEE EEE EEEHEEOEEHEE HEHE HEEE HEED

POR eee e reer e eee eee Oe Ea EEE EE EOE OE ESET EEE OEE OEE EEE OEE EEE OEE EEE E EOE E OEE EE ETE E EOE EE EEE ESOT COTES EEO O TOOT OEE E EEE OE EE EEE EERE EEO E EES EEEEES

Á CÔ HOÁ eee meee Ome eee eee CEH EEE OE OE EEE EO EOE OEE EEE EEE OEE OE OEE EEOE OEE OEE E EO EOE OE OEE E SEO EOE DERE OED EOE OEEE EOE OE OEOE EEE EOE DED EEEEOS

POR eee e reer e eee eee Oe Ea EEE EE EOE OE ESET EEE OEE OEE EEE OEE EEE OEE EEE E EOE E OEE EE ETE E EOE EE EEE ESOT COTES EEO O TOOT OEE E EEE OE EE EEE EERE EEO E EES EEEEES

Á CÔ HOÁ eee meee Ome eee eee CEH EEE OE OE EEE EO EOE OEE EEE EEE OEE OE OEE EEOE OEE OEE E EO EOE OE OEE E SEO EOE DERE OED EOE OEEE EOE OE OEOE EEE EOE DED EEEEOS

POOR O HOHE A TOTEM ETAT ETH HET AEE ETH ET HORE ET EEE EOE EEH ETE OEE ETH ET EERE EE OEE EOE H EHO EEE HEHE OE EE HEH EE EEE EEE EEEHEEOEEHEE HEHE HEEE HEED

POR eee e reer e eee eee Oe Ea EEE EE EOE OE ESET EEE OEE OEE EEE OEE EEE OEE EEE E EOE E OEE EE ETE E EOE EE EEE ESOT COTES EEO O TOOT OEE E EEE OE EE EEE EERE EEO E EES EEEEES

Á CÔ HOÁ eee meee Ome eee eee CEH EEE OE OE EEE EO EOE OEE EEE EEE OEE OE OEE EEOE OEE OEE E EO EOE OE OEE E SEO EOE DERE OED EOE OEEE EOE OE OEOE EEE EOE DED EEEEOS

POOR O HOHE A TOTEM ETAT ETH HET AEE ETH ET HORE ET EEE EOE EEH ETE OEE ETH ET EERE EE OEE EOE H EHO EEE HEHE OE EE HEH EE EEE EEE EEEHEEOEEHEE HEHE HEEE HEED

POR eee e reer e eee eee Oe Ea EEE EE EOE OE ESET EEE OEE OEE EEE OEE EEE OEE EEE E EOE E OEE EE ETE E EOE EE EEE ESOT COTES EEO O TOOT OEE E EEE OE EE EEE EERE EEO E EES EEEEES

Á CÔ HOÁ eee meee Ome eee eee CEH EEE OE OE EEE EO EOE OEE EEE EEE OEE OE OEE EEOE OEE OEE E EO EOE OE OEE E SEO EOE DERE OED EOE OEEE EOE OE OEOE EEE EOE DED EEEEOS

POSSE HOO ET AEE HEHE SATA EH ESET EEHEEEHEEEEEEEESEHESEHEEEE EERE EEE EE AEE EEE EEE EEE EEEEEEEEEEEHEEEEESEHEEEEEEEEHEEESEEEEOEEEEEEERE

Hình 1.1 Mô tả vật liệu cormpOSIf€ - .- ( Ă S2 9S HH ng ng re 1

Hình 1.2 Ứng dụng của vật liệu compOSite -. ¿5-52 2+2 +zv2+EE+xvExzEererereerzrxee 3

Hình 1.3 Một số loại sợi tự nhiên -G- SE Sex SE SE SE SE SE EeESESEEEEererekerereree 4 Hình 1.4 Ứng dung cla composite sợi tự nhiên trong cuộc sống — 4

si 001690 6

Hình 1.6 Sợi xơ đừa - - 2À G1 00H01 ng g0 vn re 6 Hình 1.7: mat sợi Xơ ừỪa CC CS E18 EEE103 0 gọn ng ree 14 Hình 1.8: Thảm xơ đỪa - G- G52 1992111901 9190 ng 15

Hình 1.9 Chậu cảnh là từ xơ đừa - - Á Ă << SE * HH HH HH ng 15 Hinh 1.10: Tham 8i.o8.{o 0 15

Hinh 2.1 May €p nong Panstone 77 28 Hình 2.2 Bộ phận chính của máy ép nóng - - 5< < SH 29 Hinh 2.3 May RTM 6 Khoa Cong nghé 0.0.0.0 = 30 Hình 2.4 Thiết bị chính của máy RTM - 2 - < E+E+EE+E£E+EE£keE+EcEerkckererkee 31

Hình 2.5 Máy đo cơ tính kéo Z2WICĂK - SG SH HH HH HH 32

ši1 0Ä 3 9n 12458.00)10.00 0005 32 Hình 2.7 Thiết bị đo độ bền va đập . - +2 SE Ek+ESEkEECR SE 1E cx ket, 33 Hình 3.1 Bãi chứa vỏ dừa nguyên liỆu - 5 5522221 11313 5155 11 nerrrrrre 36 I5 8) /LÀ 09:0; 8v i0 36

Hình 3.3 Công đoạn tách SỢI - - << S2 1S TH HH HH ng 37 Hình 3.4 Công đoạn sau khi tách SỢI - - G S199 ng ng 37

Hình 3.5 Máy tước chỉ rối xơ đừỪa - + ke S*k SE TT E11 T11 Tre 38 Hình 3.6 Bộ phận cấu tạo nên thiết bị, ¿+22 ©5£ SE EEzcEcrgrxerxe 39 Hình 3.7 Bộ phận truyền động cho thiết bị 2252 +E£E++E+E+E£E£Eererezvzrxee 40

Hình 3.9 Công đoạn tước sợi thẳng G000 TH nọ nn v 45 Hình 3.10 sợi và phụ phẩm thu đưỢC - + + 652 SE ‡E+EEEEEEEEEEEEEEErkrrerrrreee 45 Hình 3.11 Máy tước sợi thắng . -52- <2 t2 1 2121211 12111131111 1111 1.1111 tk 47 Hình 3.12 Bộ phận chính của thiết bị tước sợi thẳng +2 Sex cxezxcxet 48 Hình 3.13 Bộ phận thoát phụ phẩm và sợi xơ đừa 22+ 252 s+cscx+sz+srxee 48 Hình 4.1 Công đoạn chuẩn bị + ¿- 2+ +2 EE£E*EE+EEEESEEEESEEE25 23115 12157233 EXe 52 šii0: 98.4) 0i0017 808 T8 52 Hình 4.3 Chuẩn bị mẫu ép - + 2© + 2E S£+E+EEEESEEEEE RE E9E1215211115 11131122 txe 53 Hình 4.4 Công đoạn ép và thu sản phẩm 2 +22 +EEE+EEESEEcxeEEEErerkrkverxee 53

Hình 4.5 Cong doan Chuan Bi ccccccccccssssssessssessssssscsescssesecsessessssesessssessessseessseeeesess 54

Hình 4.6 Thao tac gia cOng compsite vO1 May RTM cscccsssseeceesteceesseeeesseneeseeaes 56 Hình 4.7 Tắm composite sợi xơ đừỪa - + ke SE tr Tre 56

Hình 5.1 Sợi xơ dừa thu được sau khi qua máy tách sỢI - - << <<<<<<s+2 62

Hình 5.2 Sự phá vỡ vách tế bào theo mặt cắt ngang sợi ở vách trong vỏ phóng đại 100

Hình S3 Sự nhá võ vách rễ bảo tì vàng bị và độp tục tiếp phông đại 35 la 63

Hình 5.4 Mụn còn sót lại trên sợi thắng 2-5 2s SEEECEEEE xe EkErerkrkererkee 64 Hình 5.5 Bê mặt sợi thắng bị tốn thương khi qua máy tước 2-2 < se se 65

dïNv9101910-3)158109.{0 0301000010587 68 Hình 5.9 Đồ thị so sánh ảnh hưởng của việc gia công tấm mat đến độ bền kéo của

COInDOSI(€ SỢI XƠ ỪA GG HH TH T H T H Hg 69

Hình 5.10 Đồ thị so sánh ảnh hưởng của việc gia công tâm mat đền độ bên uôn của s901119)931158-1000.{0800)0.0Đ 70 Hình 5.11 Đồ thị so sánh ảnh hưởng của việc gia công tắm mat đến độ bền va đập của 201119/9-3115Ẽ.1I09.{(0800) 00050 71 Hình 5.12 Đồ thị so sánh ảnh hưởng của việc gia công tam mat đến môđun đản hồi kéo

Hình 5.13 Đồ thị so sánh ảnh hưởng của việc gia cong tam mat đến độ bền kéo của

COInDOSI(€ SỢI XƠ ỪA GG HH TH T H T H Hg 73

Hình 5.14 Đồ thị so sánh ảnh hướng của việc gia công tắm mat đến độ bền uốn của s901119)931158-1000.{0800)0.0Đ 74 Hình 5.15 Đồ thị so sánh ảnh hưởng của việc gia công tắm mat đến độ bền va đập của 201119/9-3115Ẽ.1I09.{(0800) 000007 75

Bang 1.1 Diện tích trồng dừa ở một số vùng canh tác chính trên thế giới 8 Bảng 1.2 Sản lượng đừa ở các quốc gia châu Á -. + 25+ 2 +s+ se +E£xeEzrerrerecsee 9 Bảng 1.3 Khối lượng chỉ xơ dừa xuất nhập khẩu ở một số quốc gia (2004) 10

Bảng 1.4 Thành phần hóa học của sợi xơ đừa . -¿- +6 56c+cc+StsEkeEeErrrrerseee 12

Bảng 1.5 Trinh bày tính chất của sợi tự nhiên và so sánh sợi xơ dừa với các sợi khác.13

Bảng 1.6 Thành phần các chất có trong latex -. + + - 5 s+52+t+£xeEvEczvsrvsrseei 17

Bảng 1.7 Chất lưu hóa đã được phát minh - 2 + s+s£E*+E+E#EE£E+ xe +E£keErerrzvecsee 18 Bang 1.8 Đặc tính cơ bản của nhựa polyester không no - -.- «55s << s+ssssss2 21

Bảng 1.9 Đặc tính của nhựa polypropyÏeTne - << ++< + v9 1g ng re 26 Bảng 3.1 Một số thông số kĩ thuật của máy tước chỉ rối xơ dừa .-. - - 41

Bảng 3.2 Một số thông số làm việc của máy tước chỉ suông 2 7s +scsee 50 Bảng 5.1 Cơ tính kéo của composite sợi xơ đừa được gia công bằng tắm mat được kết đính với những chất kết đính khác nhau 2-2-2 2< £+E£E£+ E2 EE£S££E2+£+S2£: 67 Bang 5.2 Độ bền uốn của composite soi xo dia duoc gia cong bằng tắm mat được kết dính với những chất kết dính khác nhau 2-2 2+2 2 +E£E2+*£E+Ee£E£Ee + 69 Bang 5.3 Độ bền va đập của composite soi xo dita duoc gia cong bang tam mat

được kết dính với những chất kết đính khác nhau 2-2 2 + 2 +E£E+E+E££z+ES+£ 71 Bảng 5.4 Cơ tính của composite sợi xơ đừa được gia công bằng tam mat được kết dính với những chất kết đính khác nhau - 2 <2 + +E£E*+E£E#EEEE+Ee+E£EeErErrzvecsee 72 Bảng 5.5 Độ bền uốn của composite soi xo dita duoc gia cong bang tam mat được kết đính với những chất kết đính khác nhau 2-2 - 2£ <E£E£E£E£E£E£E£ xe 74 Bảng 5.6 Độ bên va đập của composite sợi xơ đừa được gia công bằng tắm mat

được kết dính với những chất kết đính khác nhau - - 2-5 2 s2 S2 +E£E+E+E££+EcSe£ 75

CHƯƠNG 1: LƯỢC KHẢO TÀI LIEU

1.1 Vat liéu composite

1.1.1 Dinh nghia

Vật liệu composite là loại vật liệu được tô hợp từ hai vật liệu trở lên có bản chất khác nhau, có đặc tính cơ lý hay hóa vượt trội hơn các đặc tính của từng vật liệu thành phân khi xét riêng lẽ [1]

Trong trường hợp tổng quát nhất, vật liệu composite gồm một hay nhiều pha gián đoạn được phân bố trong một pha liên tục Pha liên tục còn được gọi là vật liệu nền Vật liệu composite gồm nhiều pha gián đoạn thì được gọi là composite hỗn tạp Pha gián đoạn được gọi là vật liệu cốt hay vật liệu gia cường và thông thường có cơ tính vượt trội hơn pha liên tục

Vat liéu nén dong vai tro lién két vat liéu cốt với nhau tạo nên hình dáng sản

phẩm và truyền lực cơ học cũng như bảo vệ vật liệu cốt khỏi các ảnh hưởng xấu của

môi trường xung quanh

1.1.2 Dac tinh chung [1]

Vi vat ligu composite là vật liệu được tông hợp từ hai thành phần trở lên nên cơ tính của vật liệu composite phụ thuộc vào:

- _ Cơ tính của vật liệu thành phần

- Luật phân bố hình học của vật liệu cốt

- Tac dung tuong hé cua cac vat liéu thanh phan

- Tilé gitta cdc vat liéu thanh phan

- Hinh dang va kich thuéc cia vat liéu cét

1.1.3 Phan loai vat liéu composite [1,3]

1.1.3.1 Phân loại theo hình dạng vật liệu cốt

- Vật liệu composite cốt sợi gồm vật liệu composite được gia cường bởi các sợi như sợi thủy tính, carbon, sợi tự nhiên Vật liệu composite cốt sợi thường có hai loại gồm sợi liên tục và gián đoạn [1]

- Vật liệu composite cốt hạt là vật liệu composite được gia cường bởi các hạt với các dạng và kích cỡ khác nhau như bê tông, gỗ ép [3] Composite cốt hạt cải thiện các tính chất của vật liệu nên như tăng độ cứng, tăng khả năng chịu nhiệt, chịu mòn và giam d6 co ngot [1]

1.1.3.2 Phân loại theo bản chất vật liệu nên [3]

- Composite nền hữu cơ cùng với vật liệu cốt dạng sợi hữu cơ (polyamide, Kevlar ), sợi khoáng (thủy tinh, carbon ) hay sợi kim loại (Bo, nhôm ) Vật liệu

nền duoc dung trong composite loại này thường là nhựa nhiệt rắn hoặc nhựa nhiệt dẻo

- Composite nền kim loại với vật liệu cốt dang soi kim loại (Bo ), sợi khoáng (carbon, SiC ) Có thể dùng hợp kim nhôm, hợp kim titan để làm vật liệu nền cho

composite nền kim loại

- Composite nén khoáng, vật liệu nền được sử dụng là gốm kết hợp với vật liệu cốt dang soi kim loại (Bo, ), hạt kim loại, hạt gốm `

Thông thường vật liệu nên hữu cơ chỉ chịu được nhiệt độ từ 200°C đến 300°C, trong khi đó composite nền kim loại hay gốm có thể chịu được nhiệt độ trên 600°C hoặc trên 1000°C [3]

1.1.4 Ung dụng của vật liệu composite

Ngày nay vật liệu composite được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như gia dụng, thê thao, xây dựng, hàng không, không gian, quân sự [1] Hình 1.2 minh hoạt một số ứng dụng quan trọng của vật liệu composite trong một số lĩnh vực quan

trọng

c Bệ phóng tên lửa d Tủ bếp

Hình 1.2 Ứng dụng của vật liệu composite

1.2 Giới thiệu về composite sợi tự nhiên [4,5]

1.2.1 Sơ lượt về composite sợi tự nhiên

Sợi tự nhiên được xem là composite tự nhiên của sợi cellulose trong nền lignin

và hemicellulose, liên kết hydro và những liên kết khác tạo nên độ cứng của sợi Tùy thuộc vào từng loại sợi mà thành phần hóa học của chúng khác nhau, thông thường sợi chủ yếu có chứa cellulose, lignocellulosic, hemixenluloza, pectin va lignin [4]

Hemicellulose là nguyên nhân gây thoái hóa sinh học, hút âm và thoái hóa nhiệt Lignin ôn định nhiệt nhưng bị suy thoái bởi tỉa cực tím [4] Trong thành phần của sợi,

lignin có tinh chất như một loại nhựa tự nhiên có thể kết dính các sợi lại với nhau ở nhiệt độ và áp suất thích hợp

Sợi tự nhiên được sử dụng ngày càng rộng rãi là do sợi tự nhiên có trọng lượng nhỏ, thân thiện với môi trường, giá thành thấp và có thê thay thế cho sợi tổng hợp Bên cạnh đó việc sản xuất ra sợi tự nhiên ít ảnh hưởng đến môi trường gấp nhiều lần so với sản xuất sợi nhân tạo như sợi thủy tỉnh, sợi tự nhiên sau khi sử dụng có thể đốt để thu năng lượng và carbon mà không tạo ra thêm khí CO; như các sợi tổng hợp khác

a Soi lanh b Soi xo dira

Hình 1.3 Một số loại sợi tự nhiên

Kế từ năm 1990, vật liệu composite sợi tự nhiên phát triển mạnh và thay thế cho vật liệu composite sợi nhân tạo trong nhiều lĩnh vực ứng dụng [11] Cho đến ngày nay, composite soi tu nhiên van la van dé duoc nhiéu nha nghiên cứu quan tâm, Trường Dai hoc Delft cua Ha Lan, Leuven cua Bi 1a hai trường dai hoc di dau trong linh vuc nghién cứu về composite sợi tự nhiên Một số composite soi tu nhién nhu composite soi gai dầu với nền nhựa epoxy, sợi lanh với nên nhựa polypropylene, sợi xơ dừa với nên nhựa polyester, sợi tre với nên nhựa polypropylene Ngày nay composite sợi tự nhiên được ứng dụng phổ biến và rộng rãi, từ những vật dụng được sử dụng hàng trong gia đình (Hình 1.4a) đến những bộ phận của những chiếc ôtô sang trọng (Hình 1.4b) Những ứng dụng đó một lần nữa khẳng định tầm quan trọng của compsite sợi tự nhiên trong cuộc sống

Hình 1.4 Ứng dụng của composite sợi tự nhiên trong cuộc sống

Có thể tạo ra các loại composite soi tu nhién nền nhựa nhiệt rắn lẫn nhựa nhiệt đẻo Tuy nhiên đối với việc gia công composite nền nhựa nhiệt đẻo cần chú ý đến nhiệt

độ gia công vì phần lớn nhựa nhiệt đẻo phải được nung lên nhiệt độ cao hơn so với nhựa nhiệt rắn và lignocellulosic dễ bị phân hủy ở nhiệt độ khoảng 200°C [4] Do dé su

ôn định của sợi ở nhiệt độ này là rất quan trọng

Tương tự như các loại composite khác tính chất của composite sợi tự nhiên được cũng được xác định bởi tính chất của sợi, tỉ lệ phần trăm thể tích sợi, tỉ lệ hình dáng sợi, hướng của sợi và hướng của lực tác dụng Tuy nhiên, composite sợi tự nhiên

có thể đễ dàng hư hỏng trong quá trình sử đụng do chịu nhiều ảnh hưởng như tính hút

âm của sợi, khả năng chịu nhiệt và đặt biệt là liên kết giữa sợi và nhựa

1.2.2 Các yếu tô ảnh hưởng đến composite sợi tự nhiên

Sợi tự nhiên có khả năng hút âm rất cao, sự hút 4m làm thay đổi kích cở của composite, lién kết sợi và nhựa bị giảm đi và vì thế ảnh hưởng tới cơ tính của vật liệu composite Bên cạnh đó sợi tự nhiên còn dễ dàng bị thoái hóa khi tiếp xúc với ánh sáng

do trong thành phần sợi có lignin [4]

Nhiệt độ cũng là một trong những nguyên nhân quan trọng ảnh hưởng đến cơ tính của compoite sợi tự nhiên Các sợi tự nhiên bắt đầu phân hủy ở 200°C và phân hủy hoàn toàn ở khoảng 400°C đến 600°C [4], vì vậy khi gia công composte sợi tự nhiên cần chú ý đến nhiệt độ làm việc

Ngoài ra sự thoái hóa của sợi do ánh sáng và vi khuẩn cũng làm cho composite sợi tự nhiên có cơ tính không cao

1.2.3 Liên diện giữa sợi và nhựa [4,12]

Độ bên liên điện là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến cơ tính của vật liệu composite [4] Độ bên liên diện được xác định bởi những lực liên kết của bản thân nhựa và tương tác giữa nhựa và sợi bằng những phương pháp như đánh giá độ bền cắt của nhựa, độ bền liên kết giữa sợi và nhựa hay ma sát giữa nhựa với sợi vật liệu composite được gia cường bằng sợi có 3 pha

- Bé mat bên ngoài của sợi

- _ Liên diện giữa sợi và nhựa

- - Pha trung gian

Những pha này gọi chung là liên điện [4] Liên diện đóng vai trò truyền tải những tác động bên ngoài đến sợi gia cường, vì vậy liên diện tốt thì composite sẽ có cơ tính cao và ngược lại [12]

1.3 Tổng quan về cây dừa và sợi xơ dừa

Dừa là loại cây thân gỗ (Hình 1.5) sống đa niên thuộc họ palmeae, một họ rất cỗ xưa, đa đạng và là cây trồng quan trọng trong nhóm đơn tử điệp cả về phân bố lẫn sử dụng Chính vì vậy mà nó được gọi là “cây của cuộc sống” hay “cây của thiên

đường”[6]

Hình 1.5 Cây dừa Hình 1.6 Sợi xơ dừa

1.3.1 Nguồn gốc và phân bố của cây dừa

1.3.1.1 Nguôn gốc

Vùng Nam Thái Bình Dương và Nam Phi được cho là trung tâm phát triển của

cây đừa Nguồn gốc của dừa có thê là ở Đông Nam Phi và đặc biết là ở Đông Nam Châu Á Dừa được ghi nhận là canh tác trước tiên ở Ấn độ, từ rất lâu đời, khoảng 300 năm TCN Vì vậy nguồn gốc của dừa có thể cũng không xa Ấn độ Người Ả rập có buôn bán với Ấn độ gọi dừa là “trái Ấn độ” và Kerala thường được gọi là xứ dừa [6]

1.3.1.2 Phân bỗ

Dừa được phân bố rộng rãi trong vùng nhiệt đới và được trồng nhiều ở Ấn độ, Srilanka, Mã lai, Indonesia, Trung mỹ, quan dao Cuba, Puerto Rico, Quan dao Nam Thái Bình Dương Thảm thực vật trên các đảo và bờ biển vùng Nam thái bình dương chủ yếu là đừa [6]

1.3.2 Tình hình sản xuất và ứng dụng

1.3.2.1 Tình hình sản xuất

% Thế Giới

Cây dừa tiếp tục giữ vị trí quan trọng trong các quốc gia trồng dừa, đặc biệt là

khu vực Châu Á - Thái bình đương [13] Diện tích và sản lượng đừa tiếp tục gia tăng

cùng với giá cá hấp dẫn hơn của những sản phẩm như là sữa dừa, cơm dừa nạo sấy giúp các nước trồng dừa tăng thêm nguồn thu ngoại tệ từ việc xuất khâu các sản phẩm chế biến từ dừa

Diện tích đừa canh tác trên toàn thế g101 chiém khoảng 11,6 triệu ha Gồm 86 quốc gia và chủ yếu nằm trong khu vực Châu Á Thái Bình Dương chiếm 86% ( bên cạnh đó còn có 3 vùng sản xuất dừa rộng lớn đó là Đông Phi, Trung Mỹ và Nam

Phi)[13]

Bang 1.1 Diện tích trồng dừa ở một số vùng canh tác chính trên thế giới

Bảng 1.2 Sản lượng đừa ở các quốc gia châu Á

Nguồn [13]

Trái đừa được tiêu thụ chủ yếu dưới 3 dạng: sữa dừa (nước cốt đừa) để làm bánh kẹo, dầu dừa cho cả 2 mục tiêu sử dụng thực phẩm và không thực phẩm và trái tươi để uỗng nước Một số lượng nhỏ trái đừa được tuyến chọn để làm giống

Tổng giá trị xuất khâu từ các sản phẩm dừa của các quốc gia thuộc APCC (Asia and Pacific Coconut Community) trong năm 2004 đạt 1,69 tỷ đô-la Mỹ (so với năm

2003 là 1,39 tỷ USD) Philippines là nước xuất khẩu sản phẩm dừa lớn nhất đạt 841 triệu USD, tiếp theo là Indonesia đạt 427 triệu USD, Sri Lanka với thế mạnh là cơm dừa nạo sấy và sản phẩm chỉ xơ đừa đạt 171 triệu USD, đứng thứ ba[13] Bảng 1.3 cho biết khối lượng chỉ xơ đừa được xuất khẩu và nhập khẩu ở một số quốc gia năm 2004

SVTH: Nguyễn Khánh Luân

Bang 1.3 Khối lượng chỉ xơ dừa xuất nhập khẩu ở một số quốc gia (2004)

Thực tế cho thấy cây dừa là cây lẫy dầu truyền thống của Nam Bộ, được trồng

từ lâu đời và rất phố biến ở các tỉnh Đồng bằng Sông Cửu Long và Duyên hải Miễn Trung Theo thống kê của Hiệp hội dừa Châu Á - Thái bình dương (APCC) thì năm

1991 Việt Nam có 333.000 ha dừa đạt sản lượng 1.200 triệu quả, đến năm 2003 chỉ còn 135.800 ha (Niên giám Thống kê 2003) Diện tích này lại là 153.000 ha vào năm 2004 (FAO) Lý do của sự sụt giảm điện tích dừa là vì năng suất thấp (năng suất bình quân 36-38 quả/cây/năm), sản phẩm từ cây dừa đơn điệu (chủ yếu là các sản phẩm truyền thống như cơm dừa khô, đầu dừa thô có giá trị không cao, khó tiêu thụ), giá bán thấp lại luôn bấp bênh nên hiệu quả kinh tế của cây dừa không bằng các cây ăn quả khác Chưa kể là từ cuối năm 1999 dịch bọ dừa (Bronisspa longissima) xuất hiện và gây hại trên toàn bộ diện tích trồng dừa ở phía Nam, ảnh hưởng nghiêm trọng đến năng suất và sản lượng đừa của cả nước Trong thời gian từ năm 2003 trở lại đây, công nghiệp chế biến quả dừa ở Việt Nam đã có nhiều phát triển, các tỉnh Bến Tre, Trà Vinh đã có nhà

máy hiện đại sản xuất các sản phẩm có giá trị cao từ quả đừa như cơm đừa nạo sấy,

than hoạt tính từ gáo dừa, các sản phẩm từ chỉ xơ đừa, hàng thủ công mỹ nghệ từ lá

dừa, gáo dừa, gỗ dừa Tất cả các sản phẩm trên đều được tiêu thụ tốt trên thị trường, đặc biệt là thị trường nước ngoài với giá khá cao và ỗn định Chỉ riêng tỉnh Bến Tre với

35.000 ha cây đừa trong năm 2004 đã xuất khẩu được 33 triệu đôla Mỹ các sản phẩm

từ cây dừa Tuy hiện nguyên liệu đừa trái hiện nay là vẫn nạn cho các nhà máy, nhiều nơi phải đóng cửa hoặc giảm công suất hoạt động để chờ nguyên liệu

1.3.2.2 Ứng dung cua dia [6]

Dừa được ứng dụng rất đa dạng, tất cả các bộ phận của dừa đều được sử dụng

Nó được dùng làm thực phẩm, nước giải khát, vật liệu xây dựng và là hàng hóa để xuất khâu Có nhiều mặt hàng dừa trên thị trường như dừa nguyên trái, copra, đầu đừa, dầu dừa, xơ dừa, than hoạt tính

- _ Cơm đừa được sấy hoặc phơi khô đến khoảng 5% âm thì gọi là copra, copra là sản phẩm chính dùng để trích dầu, phụ phẩm dùng làm thức ăn chăn nuôi

- _ Dâu dừa là sản phâm quan trọng nhât của cây dừa, dâu dừa trích từ cơm dừa có thê nầu ăn, làm dâu xức tóc, nước sơn, dầu chạy máy, xà phòng

- V6 dtra dung lam chat dot, lây xơ dừa và mụn dừa Xơ dừa kháng lại vi khuân

và nầm nên làm nệm, thảm, dây thừng mụn dừa làm phân hữu cơ

- _ Gỗ dừa dùng làm nhà cửa, vât dụng gia đình, đồ thủ công mĩ nghệ

- _ Nước đừa dùng để giải khát, được dùng trị bệnh đường ruột, tiêu chảy, để chống

mất nước

- Gao dừa dùng làm than hoạt tính, hàng thủ công mỹ nghệ, vật dụng gia đình

- - Mo đừa chưa nở có thể lẫy nhựa cho lên men làm nước giải khát rất ngon, hay

có thê thay thế cho men bánh mì

- _ Lá đừa dùng để lợp nhà, làm vách, làm chỗi đan giỏ

- _ Thân đừa dùng làm vật liệu xây đựng, ống dẫn nước vào ruộng lúa

1.3.3 Giới thiệu về sợi xơ dừa [5,7]

Sợi xơ dừa là một loại sợi tự nhiên thu được từ vỏ trái dừa, thành phần chính cua sợi xơ dừa gom cellulose, hemicellulose va lignin

Bang 1.4 Thanh phan hóa học của sợi xơ dừa

Thông thường sợi xơ đừa đài khoảng 12cm-14cm và có khi lên đến 35cm [7],

đường kính sợi từ 12- 25 micron Xơ dừa có 3 loại, loại dài nhất gọi là xơ sợi dùng để kéo thành sợi dải để dệt chiếu, loại sợi ngắn và thô hơn dùng làm bàn chải và sợi ngắn

nhất dùng dé nhỏi nệm Xơ dừa có hai loại xơ dừa trắng và xơ đừa nâu

- Xơ dừa được tách ra từ vỏ dừa đủ chín có màu nâu và có tính bền được sử dụng rộng rãi trong đời sống như làm bàn chải, thảm, nệm

- Xơ đừa được tách từ vở chưa được chín thì có màu trăng, xơ loại này nhẹ hơn

và không có những đặc tính về cơ lý như xơ đừa nâu do đó ít khi sử dụng

Đặc điểm nỗi bật của sợi xơ dừa là độ bên kéo, sợi bình thường có thể kéo dãn đến 29,04% chiều dài ban đầu [7], các sợi xơ đừa là tương đối không thẫm nước và là một trong số ít loại sợi tự nhiên có thể chống lại sự phá hủy của nước muối

Bang 1.5 Trinh bày tinh chat của sợi tự nhiên và so sánh sợi xơ dừa với các sợi khác

nguồn [1]

1.3.4 Công dụng của sợi xơ dừa

Một trong những ứng dụng quan trọng của sơ dừa là xử lý nước thải và đặc biệt

là xử lý nước thải trong ngành công nghiệp cao và nước thải mang nhiều chất hữu cơ

[15] Các vật liệu đùng làm giá thể cho sinh vật bám trong quy trình xử lý nước thải

sinh học thường có ít nhất một trong 4 điểm yếu sau: đắt tiền, trọng lượng lớn, chiếm chỗ và dễ gây tắc nghẽn dòng chảy Xơ đừa là một vật liệu có thể tránh được những bất

lợi đó Vì thành phần chính của xơ dừa là cellulose và lignin nên rất khó bị vi sinh vật

tiêu hủy Bên cạnh đó xơ đừa còn dùng làm thảm sàn, dây thừng, làm nệm ghế trong ngành công nghiệp ô tô

Và với những tính chất đó, ngày nay xơ đừa còn được dùng để làm vật liệu gia cường cho composite, các sản phẩm composite sợi xơ dừa có những ưu điểm vượt trội như độ giãn đài cao phù hợp cho kết cầu chịu tải và va đập, dé tái sử dung, ít tác động

đến môi trường và sức khỏe cho người sản xuất cũng như người sử dụng, cách âm rất tốt, giá thành thấp

Đối với việc làm vật liệu gia cường cho composite thì xơ dừa thường được làm thành những tắm mat trước khi tiễn hành làm composite, tim mat soi xo dita gon gang,

dễ dàng xếp khuôn và vận chuyên, bên cạnh đó thu được giá trị kinh tẾ Cao

1.3.5 Các phương pháp tách sợi xơ dừa [7]

Có 3 phương pháp tách sợi xơ dừa:

-_ Phương pháp thủ công cô truyền

-_ Phương pháp bán cơ khí

-_ Phương pháp cơ khí hóa hoàn toàn

Phương pháp thủ công cỗ truyền được sử dụng từ xa xưa, đừa khi chín được hái

và thu vỏ Vỏ được đem ngâm trong nước Khi vỏ dừa đủ mềm thì vớt lên, rửa sạch những chất bân bám vào, loại bỏ mùi và tiến hành đập cho vó dừa mền, sau đó rửa sạch, phơi khô và chải sợi Phương pháp nảy đòi hỏi nhiều nhân công, tốn nhiều thời gian và hiệu quả tương đối thấp

Với công nghệ ngày càng hiện đại và tiên tiến thì phương pháp cơ khí hóa hoàn toàn đã dân dần được thay thế cho các phương pháp tách sợi khác

1.3.6 Các sản phẩm được gia công từ sợi xơ dừa

Các sản phẩm từ sợi xơ dừa ngày càng phong phú và đa dạng, sau đây là một số sản phẩm phổ biến được làm từ sợi xơ dừa

* Tấm mat sợi xơ dừa

_ Sợi xơ dừa được phân bố trên khuôn, có thể phun tơi lên xơ dừa một lượng chất kết đính hoặc không Sau đó được đưa vào máy ép nóng và ép dưới một nhiệt độ và áp lực thích hợp Sản phẩm mat sợi xơ đừa chủ yếu dùng làm nguyên liệu để gia công composite, thảm phủ để chống xói mòn

Hình 1.7: mat sợi xơ dừa

* Tham xơ dừa

Xơ dừa được tách ra từ vỏ dừa Sợi thu được

đem đi tây, phơi nắng, Sau đó, xơ đừa được đan

đệt lại với nhau hoàn toàn bằng phương pháp thủ

công tỉ mỉ và tạo thành những tắm thảm với nhiều

hình dạng khác nhau với nhiều hình con vật rất

ngộ nghĩnh và độc đáo

Hình 1.8: Thảm xơ dừa

* Chậu cảnh làm từ xơ dừa

Soi xơ dừa được làm thành những tấm mat

sau đó cho vào khuôn dập mạnh sẽ tạo thành

những chậu có hình dáng như khuôn, Loại chậu

này có thé được làm để ươm cây con, đặt trong

phòng thí nghiệm hoặc trồng các hoa, cây cảnh

thông thường Sản phẩm được cho là thân thiện

với môi trường vì chỉ cần 3 tháng sau khi chôn

xuống đất, nó sẽ bị phân hủy và tạo ra một lớp

Khác hăn với chậu sành, sứ, loại chậu này có thê thâm nước mưa nhưng không gầy ngập úng Rê cây có thê xuyên qua chậu đê tiêp xúc với đât, nhưng chậu van rat bên, dai và không bị vỡ khi được di chuyên

* Thảm lưới xơ dừa

Những sợi xơ rôi được cho qua một máy

đánh sợi, chúng kêt chặt với nhau thành những

sợi xơ dừa lớn hơn và rât dài, các sợi này được

đan lại với nhau băng cach “dan long mot” va

Cuôi cùng tạo thành một tâm thảm có những lỗ

vuông rât đẹp và bên

Hình 1.10: Thảm lưới xơ dừa

Các loại thảm này thường được sử dụng để trải trên các đổi trọc để tránh xói mòn và dùng để trông cỏ trên sân golf và chúng còn được dùng để phủ trên những con

đê gần biển để tránh hiện tượng sạt lỡ và mòn đất

1.4 Tống quan về latex, polyester không no, chất đóng rắn MEKP

1.4.1 Latex [8]

1.4.1.1 Giới thiệu chung về latex

Latex là mủ cao su, thu được từ loại cây cao su, đặc biệt nhất là loại cây hevea

brasilienses Latex là hỗn hợp polymer isoprene (C;Hạ)n những polymer này có mạch

carbon rất đài với những nối ngang tác đụng như những cái móc Các mạch đó xoắn lẫn nhau, móc vào bằng những nhánh ngang mà không bị đứt khi kéo dãn, mạch carbon

có xu hướng trở về dạng cũ nên sinh ra đàn hồi

Latex là một phức hợp lỏng và được tạo bởi những phan tt cao su nam lo ling trong chất lỏng gọi là “serum”, có thành phần và tính chất khác biệt nhau tùy theo loại

và trạng thái

Latex cao su có chứa:

- O dạng dung dịch: nước, muối khoảng, acid, các muối hữu cơ, glucid, hop

chat phenolic, alkaloid & trang thai ty do hay trong dung dich mudi

- O dang dung dich gia: cdc protein, phytosterol, chat mau, tannin, enzyme

- O dạng nhủ tương: các amidon, lipid, tinh dầu, nhựa, sap, plyterponic

1.4.1.2 Thanh phan va tinh chat cia latex

* Thanh phan

Ngoài hydro carbon ra latex còn chứa nhiều chất bao giờ cũng chứa trong tế bào sống như protein, acid béo, dẫn xuất của acid béo, sterol, glucid, enzyme, muối khoáng Hàm lượng các chất câu tạo nên latex có thể thay đổi tùy theo điều kiện về khí hậu, hoạt tính sinh lý và hiện trạng sống của cây cao su Bảng 1.5 nêu lên thành

phần các chất tồn tại trong latex

Bang 1.6 Thanh phan các chất có trong latex

* Tinh chat cia latex

Sự khác nhau đặc trưng của latex với các chất khác là latex có nhiều giá trị độ nhớt khác nhau và khó mà xác định được trị số độ nhớt tuyệt đối của latex Những nguyên nhân làm độ nhớt thay đổi độ nhớt của latex là sự kết hợp của phần tử cao su

với amoniac, kích thước trung bình của các phân tử cao su, hàm lượng khoáng trong

latex tươi Độ nhớt cua latex có chứa 35% cao su là 12-15 centipoIses, latex đậm đặc từ 40cp đến 120cp (độ nhớt của nước 1cp)

Các hợp chất ion có trong latex làm cho latex có tính dẫn điện và tính dẫn điện tỉ

lệ nghịch với hàm lượng cao su trong dung dịch Độ ôn định của latex phụ thuộc rất nhiều vào trị số PH của latex, latex vừa chảy ra khỏi cây cao su có pH bằng 7, khi pH giảm xuống thì latex sẽ bị đông đặc lại Do latex là một phức hợp có chứa nhiều nối đôi nên latex hoàn có thể cho các phản ứng cộng, thế, phản ứng phân hủy, đồng trùng

hợp và polymer hóa

* Luu hoa cao su

Lưu hóa là quá trình phản ứng hóa học mà qua đó cao su chuyển từ trạng thái mach thăng sang trạng thái không gian 3 chiều Lưu hóa là một phản ứng quan trọng nhất của cao su, cao su sau khi lưu hóa có tính đẻo ưu việt thể hiện qua tính đàn hồi Bảng 1.5 cho biết chất lưu hóa được phát minh và ứng dụng

Bảng 1.7 Chất lưu hóa đã được phát minh

1912 Ostromislensky Dan xuat Nitro

1913 Klopstock Halogennua selonium va tellunium

1915 Ostromixlensky Peroxid Benzoyl

1918 Peachey Lưu huỳnh sinh ra SO; + H;S

1921 Buizov Diazoaminobenzene va dan xuat

1925 Le Blanc va Kroger Thiocvanate sulfur

1934 Midgley, Henne va Shepard | Hop chat kim loai hiru co

1939 Rubber stichting Nhựa phenol formol tích cực

1940 Dufraise và P Compagno Lưu hóa bởi “prothese- synese”

Về phương diện thực tế, tất cả các chất này đều có tầm quan trọng khác nhau

Dù rằng và chất lưu hóa đã được ứng dụng trong ngành công nghiệp cao su nhưng có thé nói chỉ có lưu huỳnh là chất được sử dụng phổ biến nhất trong quá trình lưu hóa

Trong đề tài này, lưu huỳnh được thêm vào latex như chất lưu hóa Nhiệt độ được sử dụng là 140°C để gia công tắm mat sợi xơ dừa với chất kết dính latex

1.4.2 Polyester [1, 1ó]

1.4.2.1 Giới thiệu chung

Nhựa polyester được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp vật liéu composite, thông thường là polyester không no Đây là nhựa nhiét ran có khả năng đóng rắn ở dạng lỏng hoặc ở dạng rắn khi có điều kiện thích hợp

Polyester có nhiều loại, có nguồn gốc từ các acid, glycol và monomer khác nhau làm cho mỗi loại có những tính chất khác nhau, chúng có thê rất khác nhau trong các loại nhựa UPE (unsaturatel polyester) khác nhau phụ thuộc vào các yếu tố:

Thành phần nguyên liệu

Phương pháp tông hop

Hệ thống đóng rắn

Tỉ lệ chất độn

Bằng cách thay đổi các yếu tố trên, người ta tạo ra nhiều loại nhựa UPE có các

tính chất đặc biệt khác nhau tùy thuộc vào yêu cầu sử dụng Có hai loại polyester chính thường sử dụng trong công nghệ vật ligu composite:

- _ Nhựa orthopthalic cho tính kinh tế cao, được sử dụng rộng rãi

- - Nhựa 1sopthalic có khả năng kháng nước cao nên được xen là vật liệu quan trọng trong công nghiệp đặc biệt là trong lĩnh vực hàng hải

Đa số nhựa polyester có màu nhạt, thường được pha loãng trong styrene Lượng

styrene có thể lên đến 50% để làm giảm độ nhớt của nhựa nhằm giúp cho quá trình gia

công được dễ dàng Ngoài ra, styrene còn làm nhiệm vụ đóng rắn bằng cách tạo liên

kết ngang giữa các phân tử mà không có sự tạo thành sản phẩm phụ nào Polyester còn

có khả năng phân bố đều vào khuôn mà không cần áp suất

Polyester có thời gian tồn trữ ngăn là do hiện tượng tự đóng rắn của nó sau một thời gian Thông thường, người ta thêm vào một lượng nhỏ chất ức chế trong quá trình tông hợp polyester để ngăn ngừa hiện tượng này

Khi đã đóng rắn, polyester rất cứng và có khả năng kháng hoá chất Quá trình đóng rắn hay quá trình tạo các liên kết ngang và quá trình này như là một phản ứng hoá học chỉ có một chiều

Cần phải chuẩn bị hỗn hợp nhựa trước khi sử dụng Nhựa và các phụ gia khắc phải được phân tán đều trước khi cho xúc tác vào Phải khuấy đều và cân than dé loại

bỏ bọt khí trong nhựa ảnh hưởng quá trình gia công Điều này rất quan trọng do bọt khí

còn trong nhựa sẽ ảnh hưởng tính chất cơ lý, làm cơ tính sản phẩm bị giảm Cần phải

chú ý rằng việc dùng xúc tác và xúc tiến với hàm lượng vừa đủ sẽ cho vật liệu những

tính chất tốt nhất Nếu quá nhiều xúc tác sẽ làm quá trình gel hoá xảy ra nhanh hơn,

ngược lại, nếu Ít xúc tác quá trình đóng rắn sẽ bị chậm lại Bảng 1.6 thé hiện một số đặc tính cơ bản của nhựa polyester dùng trong công nghệ vật ligu composite

Bang 1.8 Dac tinh co ban cua nhya polyester không no

Modun đàn hồi kéo 2.8-3.5 GPa

Modun đàn hồi uốn 3-4 MPa

Biến đạng phá hủy kéo 2-5 %

Biến dạng phá hủy uốn 7-9 %

Nhiệt độ uốn đưới tải trọng 60-100°C

Kha nang gia cong co khi Tốt

Tính quang học Trong suốt

BỊ ảnh hưởng bởi tia mặt trời Tia màu vàng

Nguồn [1]

Trong công nghệ vật liệu composite polyester được sử dụng làm nhựa nên và là

chất kết dính trong phương pháp gia công tắm mat cho hiệu quả kinh tế cao

1.4.2.2 Tỉnh chất chung của nhựa polyester không no

Nhựa polyester dễ bị thủy phân, dễ bị cắt mạch, không bên trong môi trường

rượu Cách điện tốt là một tính chất quan trong cua polyester

Tính chất của nhựa polyester phụ thuộc vào liên kết COO_ phân cực Nhóm _COO_ có thể nhận proton nên có thé tham gia phản ứng với các nhóm khác làm

polyester không bền hóa học, Tuy nhiên do nhóm COO_ phân cực nên có thể tạo

được liên kết nội phân tử dẫn đến nhiệt độ nóng chảy tăng

Tính chất của nhựa polyester không no còn phụ thuộc vào mật độ nối ngang đội linh động của đoạn mạch giữa hai nối ngang

1.4.2.3 Uu nhược điểm của nhựa polyester không no

Ưu điểm

- _ Có độ cứng cao

- Kha nang thấm nhựa vào vật liệu cốt tốt

- Dễ sử dụng

- _ Chống môi trường hóa học tốt

- _ Giá thành tương đối thấp

Nhược điểm

- _ Dễ bị nứt đặc biệt do va đập

- - Độ co ngót cao

- Kha nang chiu nhiệt kém

- _ BỊ hư hại dưới tac dung cua tia cuc tim

- Dé bat lira

- Kha nang chiu tải kém khi nhiệt độ trén 90°C

1.4.3 Chất dong ran MEKP ( Methyl Ethyl Ketonehydro Peroxide) [17]

1.4.3.1 Giới thiệu chung

Mecthyl ethyl ketone peroxit (MEKP) là một peroxide hữu cơ có công thức phân

tử CsH;sO¿, ở điều kiện thường tồn tại ở dạng lỏng không màu, MEKP được sử dụng làm chất đóng rắn trong công nghệ vật liệu composite, đặc biệt chất đóng rắn đi kèm với nhựa polyester không no Bên cạnh đó MEKP còn được ứng dụng trong quá trình epoxy hóa, oxy hóa, hydroxy hóa và sự khử Tính oxy hóa của MEKP được sử dụng trong quá trình tây trắng, và khử mùi cho hàng đệt may, tóc và công nghệ sản xuất giẫy

nó cũng được còn sử dụng là chất khủ trùng trong ngành y tế như là một chất khử trùng MEKP là chất dễ cháy, dễ phát nỗ, có thể tử vong nếu nuốt phải nó vì vậy khi sử dụng và bảo quản cần phải đặc biệt can than

Nhờ nhiệt môi trường và nhiệt sinh ra trong quá trình trên, các gốc tự do này sẽ phản ứng kết nối ngang với các nhóm chưa bão hòa trong styrene và trong polyester Liên kết chuỗi lại với nhau đồng thời tạo ra các gốc tự do khác Các gốc tự do này lại phản ứng với các nhóm chưa bão hòa khác Quá trình này diễn ra liên tục và sinh ra nhiều nhiệt Phản ứng dây chuyền này làm các chuỗi polyester ngày càng dài khiến sự chuyển động của dung dịch nhựa ngày càng khó, chậm lại và gần như dừng chuyển động Đây là thời điểm đóng rắn

Khi hầu hết các gốc tư do gần như không thể kết nối ngang được nữa vì các

chuỗi đã trở nên dày đặc và ở thời điểm này vẫn còn nhiều nhóm chưa bão hòa chưa

thực hiện phản ứng Đây là thời điểm đóng rắn chưa hoàn toản

Nhiệt lượng lớn sinh ra trong quá trình phản ứng thúc đây các gốc tư do chuyển

động ngang mạnh hơn đến các nhóm chưa bão hòa để phản ứng với chúng Lúc này là

đóng rắn hoàn toàn Nếu nhiệt này không đủ, quá trình này sẽ không diễn ra, do đó cần

có quả trình gia nhiệt

1.4.3.3 Các yếu tổ ảnh hưởng đến quá trình đóng rắn

* Tỉ lệ giữa các gốc tự do và các nhóm chưa bão hòa

Hàm lượng MEKP và xúc tiến (gốc tự do ban đầu) Khối lượng dung môi styrene và khối lượng nhựa

Hàm lượng MEKP cao

- Gốc tự do sinh quá nhiều sẽ thúc đây quá trình phản ứng với nhóm chưa bão hòa nhanh nên quá trình đóng rắn nhanh.Tuy nhiên, nhiệt độ phản ứng quá cao có thể gây dư nhiệt có thể gây nứt sản phẩm

- Xúc tác nhiều quá mức thì các gốc tư do sẽ phản ứng qua lại với nhau nhiều hơn là với nhóm chưa bão hòa nên các chuỗi phát triển không đúng mức cuối cùng

nhựa đông đặc quá nhanh làm phản ứng ngừng ngay Hiện tượng này gọi là đóng rắn non

* Ảnh hưởng khối lượng:

Khối lượng nhựa càng lớn thì tốc độ phản ứng chậm (gốc tự do không đổi

nhưng nhóm chưa bão hòa tăng) nhưng nhiệt sinh ra nhiều hơn Nếu tăng gốc tự do thì nhiệt độ tăng cao gây nứt sản phẩm Đó là lí do tại sao sản phẩm mỏng lại nhanh đóng rắn hơn dày Khi tạo sản phẩm dây thì hay bị nứt

* Ảnh hưởng của nhiệt độ:

- Nhiệt độ môi trường

- Nhiệt độ phản ứng

- Nhiệt độ nâng cao

* Ảnh hưởng tạp chất gây ô nhiễm