TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA MÔI TRƯỜNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG POLYVINYL CLORUA PVC PHẾ THẢI ĐỂ CHẾ TẠO VẬT LIỆU COMPOZIT Sinh viên thực hiện: Vũ Th
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
KHOA MÔI TRƯỜNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG POLYVINYL CLORUA (PVC) PHẾ THẢI ĐỂ CHẾ TẠO VẬT LIỆU COMPOZIT
Sinh viên thực hiện: Vũ Thị Kim Oanh
Giáo viên hướng dẫn: Ts Nguyễn Vũ Giang
Hà Nội, năm 2016
Trang 2LỜI CAM ĐOAN Tôi Vũ Thị Kim Oanh xin cam đoan:
- Đồ án tốt nghiệp là kết quả nghiên cứu đồ án này là do em thực hiện và được thực hiện theo hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn
- Đồ án được thực hiện hoàn toàn mới, không sao chép theo bất cứ đồ án tương tự nào
- Mọi sự tham khảo sử dụng trong đồ án đều được trích dẫn các nguồn tài liệu trong báo cáo và danh mục tài liệu tham khảo
- Mọi sao chép không hợp lệ, vi phạm quy chế của nhà trường, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm
Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Sinh viên
Vũ Thị Kim Oanh
Trang 3LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình được học tập và trau dồi kiến thức dưới sự giảng dạy tận tụy và nhiệt tình của tập thể các thầy cô giáo Trường Đại học Tài Nguyên và Môi Trường
Hà Nội, em đã được tiếp thu những kiến thức quý báu cho mình Việc thực tập và làm đồ án là cơ hội cho em có thể ứng dụng những kiến thức, kỹ năng đã học vào thực tế của các hoạt động Đây cũng là dịp để em có thể củng cố kiến thức đã học, đồng thời giúp cho việc nghiên cứu phần kiến thức chuyên sâu của ngành học Qua thời gian làm đồ án tại Viện Kỹ thuật nhiệt đới – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, đã giúp em tích luỹ đựơc nhiều về kiến thức, nâng cao
sự hiểu biết về thực tế Đầu tiên, em xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy
TS Nguyễn Vũ Giang và các anh chị trong Phòng Hóa lý vật liệu phi kim loại -
Viện Kỹ thuật nhiệt đới – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã giúp
đỡ, hướng dẫn tận tình, chu đáo, tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành bản đồ án này Em cũng xin gửi lời tri ân tới cô giáo chủ nhiệm Trịnh Thị Thắm cùng các thầy
cô giáo trong khoa Môi trường- Trường Đại học Tài Nguyên và Môi Trường Hà Nội đã giảng dạy, giúp đỡ em trong suốt quá trình em học tập tại trường
Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè đã luôn quan tâm, động viên giúp đỡ để em hoàn thành tốt đồ án này
Em xin chân thành cảm ơn!
Trang 4MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU COMPOZIT NHỰA GỖ 4
1.1 Giới thiệu về vật liệu compozit nhựa/gỗ 4
1.2 Cao su nitril butadien (NBR) 5
1.2.1 Lịch sử phát triển 5
1.2.2 Đặc điểm cấu tạo 5
1.2.3 Ký hiệu, tên thương mại của NBR 6
1.3 Giới thiệu về bột gỗ và bột gỗ keo tai tượng 7
1.3.1 Bột gỗ (BG) 7
1.3.2 Giới thiệu về bột gỗ keo tai tượng 7
1.4 Vật liệu nền Polyvinyl clorua (PVC) 8
1.4.1 Lịch sử phát triển 8
1.4.2 Đặc điểm cấu tạo 9
1.5 Hiện trạng tái chế nhựa phế thải 10
1.5.1 Giới thiệu nhựa phế thải 10
1.5.2.Nguồn phát sinh nhựa phế thải 11
1.5.3 Ảnh hưởng của PVC phế thải đến môi trường 12
1.5.4 Tác động môi trường đến nhựa phế thải 13
1.5.5 Giải quyết vấn đề về môi trường của rác thải PVC 13
1.6 Các trở ngại trong tái sinh PVC 15
1.7 Ứng dụng của PVC trong tái sinh cơ học 16
1.8 Hiệu quả của việc tái chế nhựa phế thải PVC trong chế tạo vật liệu compozit 17 CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM 19
2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 19
2.2 Nguyên liệu và hóa chất sử dụng trong chế tạo vật liệu 19
2.3 Kế thừa quy trình biến tính bột gỗ bởi Teos [10] 20
2.4 Các phương pháp đánh giá tính chất vật liệu 20
2.4.1 Khảo sát tính chất lưu biến nóng chảy của vật liệu 20
Trang 52.4.2 Khảo sát tính chất cơ học của vật liệu 21
2.4.3 Khảo sát chỉ số trương nở (SI) 23
2.4.4 Khảo sát tính chất điện của vật liệu compozit 23
2.4.5.Thử nghiệm oxy hóa nhiệt ẩm của vật liệu compozit 24
2.4.6.Khảo sát khả năng bắt cháy của vật liệu 24
CHƯƠNG III: KẾT QUẢ THẢO LUẬN 26
3.1.Tính chất lưu biến nóng chảy của vật liệu PVCw/NBR/BG 26
3.2 Khảo sát tính chất cơ học của compozit PVCw/NBR/BG 28
3.3 Chỉ số trương nở 31
3.4 Tính chất điện của vật liệu compozit 32
3.5 Thử nghiệm oxyhóa nhiệt ẩm 33
3.6 Khảo sát khả năng bắt cháy của vật liệu 34
KẾT LUẬN 36
TÀI LIỆU THAM KHẢO 37
Trang 6DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1: Kí hiệu, thành phần khối lượng của các mẫu (%) 21 Bảng 2.2: Tiêu chuẩn UL 94 – VB đánh giá khả năng chống cháy của polyme (xác định thời gian cháy theo phương thẳng đứng) 25 Bảng 3.1: Các mô men xoắn cân bằng của PVCwg0BS, PVCwgBG và PVCwgBS compozit 26 Bảng 3.2: Độ bền kéo đứt (σ, MPa), độ dãn dài khi đứt (ε ,%) và mô đun Young (
bột gỗ và bột gỗ biến tính 33
Trang 7DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Ảnh gỗ, cây keo tai tượng 8
Hình 1.2: Phế thải PVC cứng, xay nhỏ 11
Hình 1.3: Phế thải PVC dạng ống mềm và cáp điện 11
Hình 2.1: Máy trộn nội Haake 20
Hình 2.2: Mẫu đo tính chất cơ lý 21
Hình 2.3: Thiết bị đo cơ lí đa năng Zwick 22
Hình 2.4: Máy đo tính chất điện môi Agilent model E4980A (Mỹ) 24
Hình 3.1: Mô men xoắn của mẫu blend PVCwg, PVCwg0BS, PVCwgBS, PVCwgBG với 40% hàm lượng của BG 27
Hình 3.2: Độ bền kéo đứt của polyme nanocompozit PVCw/NBR/Bột gỗ theo các hàm lượng bột gỗ và bột gỗ biến tính 29
Hình 3.3: Mô đun Young của polyme nanocompozit PVCw/NBR/Bột gỗ theo hàm lượng của bột gỗ và bột gỗ biến tính 30
Hình 3.4: Ảnh hưởng của bột gỗ đến chỉ số trương nở của vật liệu PVCwg0BS, PVCwgBG, và PVCwgBS 31
Hình 3.5 Hằng số điện môi của các mẫu nhựa nền và compozit PVCwgBG sử dụng bột gỗ biến tính và không biến tính 32
Hình 3.6: Tổn hao điện môi của của nhựa nền và các mẫu compozit PVCwgBG sử dụng bột gỗ biến tính và không biến tính 32
Hình 3.7: Mẫu nền polyme blend PVCwg sau khỉ thử nghiệm oxy hóa nhiệt ẩm ở 136 oC 34
Trang 8BẢNG KÍ HIỆU VIẾT TẮT