Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia chống lão hóa tới tính chất của vật liệu composite gỗ nhựa

Cùng với xu thế đó chúng tôi đã nghiên cứu sử dụng phụ gia chống lão hóa cho loại vật liệu mới này và thu được kết quả như sau: Khả năng liên kết giữa nhựa bột gỗ Cao su/nhựa Polypropyle

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ÐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TRỌNG ÐIỂM

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA PHỤ GIA CHỐNG LÃO HÓA TỚI TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

*******************

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA PHỤ GIA CHỐNG LÃO HÓA TỚI TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU

COMPOSITE GỖ NHỰA

Mã số: T2013 – 31TĐ

Chủ nhiệm đề tài: ThS Quách Văn Thiêm

TP HỒ CHÍ MINH, 02/ 2014

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

*******************

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA PHỤ GIA CHỐNG LÃO HÓA TỚI TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU

COMPOSITE GỖ NHỰA

Mã số: T2013 – 31TĐ

Chủ nhiệm đề tài: ThS Quách Văn Thiêm

TP HỒ CHÍ MINH, 02/2014

TÓM TẮT

Vật liệu phức hợp gỗ nhựa là một loại vật liệu mới, là sự kết hợp giữa sợi gỗ

và nhựa nhiệt dẻo, sự kết hợp này mang lại tính năng ưu việt cho sản phẩm Việc tận dụng phế liệu gỗ và nhựa để sản xuất vật liệu mới là xu hướng mới được nhiều nước quan tâm nghiên cứu Cùng với xu thế đó chúng tôi đã nghiên cứu sử dụng phụ gia chống lão hóa cho loại vật liệu mới này và thu được kết quả như sau:

Khả năng liên kết giữa nhựa bột gỗ Cao su/nhựa Polypropylene RP348/trợ tương hợp Scona TPPP 8112 GA/phụ gia bôi trơn BKY – P 4101/chất chống oxi hóa IRGANOX B215/chất hấp thụ tia cực tím TINUVIN 1130 có độ bền đáp ứng được yêu cầu của liệu composite gỗ nhựa dùng trong trang trí nội ngoại thất

Các yếu tố công nghệ như nhiệt độ ép, áp suất phun, thời gian ép, lượng chất chống oxy hóa, lượng chất hấp thụ tia UV ảnh hưởng rất lớn đến độ bền kéo, độ bền uốn của vật liệu và có mối quan hệ dạng parabol Nhưng các yếu tố này ít ảnh hưởng tới độ hút nước Qua thực nghiệm đã xây dựng được chế độ gia công hợp lý

tạo vật liệu composite từ bột gỗ Cao su-nhựa PP trên máy ép phun W-120B

MỤC LỤC

TÓM TẮT i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT v

DANH MỤC CÁC BẢNG vi

DANH MỤC CÁC HÌNH vii

Chương 1 TỔNG QUAN 1

1.1 TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU COMPOSITE GỖ NHỰA 1

1.1.1 Khái niệm và ứng dụng của vật liệu composite gỗ-nhựa 1

1.1.2 Nghiên cứu ngoài nước 2

1.1.3 Nghiên cứu trong nước 5

1.1.4 Nhận xét chung 8

1.2 TÍNH CẤP THIẾT 8

1.3 MỤC TIÊU, NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 9

1.3.1 Mục tiêu nghiên cứu 9

1.3.2 Nội dung nghiên cứu 10

1.4 CÁCH TIẾP CẬN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 10

1.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 11

1.5.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 11

1.5.2 Phương pháp quy hoạch thực nghiệm 11

1.5.2.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ gia tới tính chất của WPC 11

1.5.2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ chất chống lão hóa tới tính chất của WPC 13

1.5.2.3 Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm 15

1.5.2.4 Thiết bị dùng trong nghiên cứu thực nghiệm 15

1.5.2.5 Phương pháp xác định các thông số nghiên cứu 17

1.6 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 19

1.6.1 Đối tượng nghiên cứu 19

1.6.1 Phạm vi nghiên cứu 19

1.7 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 20

Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 21

2.1 THÀNH PHẦN TRONG COMPOSITE GỖ NHỰA 21

2.1.1 Nhựa nền polypropylen 21

2.1.2 Cốt bột gỗ Cao su 22

2.1.3 Chất trợ tương hợp MAPP 27

2.1.4 Chất bôi trơn 27

2.1.5 Chất chống oxy hóa 28

2.1.6 Chất hấp thụ tia UV 28

2.2 NGUYÊN LÝ HÌNH THÀNH VÀ CƠ CHẾ LIÊN KẾT 29

1.2.1 Nguyên lý hình thành của vật liệu Composite gỗ – nhựa 29

2.2.2 Cơ chế liên kết giữa bột gỗ, nhựa PP và MAPP 29

2.3 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU 31

2.3.1 Ảnh hưởng của nguyên vật liệu đến tính chất của WPC 31

2.3.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ thành phần 32

2.3.3 Ảnh hưởng của thông số công nghệ đến chất của vật liêu WPC 32

Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 34

3.1 NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ ÉP 34

3.1.1 Thí nghiệm tạo vật liệu 34

3.1.2 Kết quả nghiên cứu 35

3.1.2.1 Ảnh hưởng của chế độ ép tới độ hút nước 35

3.1.2.2 Ảnh hưởng của chế độ ép tới độ bền kéo 35

3.1.2.3 Ảnh hưởng của của chế độ ép tới độ bền uốn 37

3.2 NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA PHỤ GIA CHỐNG LÃO HÓA 38

3.1.1 Thí nghiệm tạo vật liệu 38

3.2.2 Ảnh hưởng của chất lão hóa tới tính chất của vật liệu 39

3.2.2.1 Ảnh hưởng của chất chống lão hóa tới độ hút nước 40

3.2.2.2 Ảnh hưởng của chất chống lão hóa tới độ bền kéo 40

3.2.2.2 Ảnh hưởng của chất chống lão hóa tới độ bền uốn 41

3.2.2 Ảnh hưởng của chất lão hóa tới tính chất của vật liệu sau thời gian 6 tháng 42

3.2.3.1 Ảnh hưởng của chất chống lão hóa tới độ hút nước 42

3.2.3.2 Ảnh hưởng của chất chống lão hóa tới độ bền kéo 42

3.2.3.2 Ảnh hưởng của chất chống lão hóa tới độ bền uốn 43

3.2.2 Ảnh hưởng của chất lão hóa tới tính chất của vật liệu sau thời gian 12 tháng 44

3.2.4.1 Ảnh hưởng của chất chống lão hóa tới độ hút nước 45

3.2.4.2 Ảnh hưởng của chất chống lão hóa tới độ bền kéo 45

3.2.4.3 Ảnh hưởng của chất chống lão hóa tới độ bền uốn 46

Chương 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 48

KẾT LUẬN 48

KIẾN NGHỊ 48

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ BIỂU

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

WPC Composite gỗ - nhựa

Mesh Số dây kim loại đan lưới trên 1inch inch

A Năng lượng phá hủy mẫu mJ

P1 Áp suất phun vùng 1 MPa

P3 Áp suất phun vùng 3 MPa

DANH MỤC CÁC B ẢNG

Bảng 1.1 Miền thực nghiệm chế độ ép 12

Bảng 1.2 Ma trận thí nghiệm chế độ ép 13

Bảng 1.3 Miền thực nghiệm ảnh hưởng của phụ gia chống lão hóa 14

Bảng 1.4 Ma trận thí nghiệm ảnh hưởng của phụ gia chống lão hóa 14

Bảng 2.1 Tính chất cơ bản của gỗ Cao su 24

Bảng 2.2 Tính chất của chất chống oxi hóa IRGANOX B215 28

Bảng 3.1 Ảnh hưởng của chế độ gia công tới tính chất của WPC 35

Bảng 3.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ chất chống lão hóa tới tính chất của vật liệu 39

Bảng 3.3 Ảnh hưởng của tỷ lệ chất chống lão hóa tới tính chất của vật liệu sau 6 tháng 42 Bảng 3.3 Ảnh hưởng tỷ lệ chất chống lão hóa tới tính chất của vật liệu sau 12 tháng 44

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Vật liệu WPC sử dụng làm ván sàn ngoài trời 2

Hình 1.2 Sử dụng vật liệu WPC trong xây dựng nhà dân dụng 2

Hình 1.3 Sơ đồ các bước tiến hành nghiên cứu 10

Hình 1.4 Máy ép phun W-120B 16

Hình 1.5 Sơ đồ nguyên lý máy ép phun 16

Hình 1.6 Tủ sấy JeioTech 17

Hình 1.7 Máy INSTRON 3367 17

Hình 1.8 Máy gia tốc Q-sun Xenon test chamber 18

Hình 2.1 Cấu tạo hiển vi của gỗ Cao su trên 3 mặt cắt 23

Hình 2.2 Công thức cấu tạo cellulose 24

Hình 2.3 Liên kết hyro trong cellulose 25

Hình 2.4 Cấu trúc hóa học của hemicelluloses 26

Hình 2.5 Công thức cấu tạo của Lignin 26

Hình 2.6 Công thức hóa học của IRGANOX B215 28

Hình 2.7 Công thức hóa học của TINUVIN 1130 29

Hình 2.8 Sơ đồ tổng quát vùng phân chia pha 29

Hình 2.9 Sơ đồ phản ứng liên kết của MAPP với bề mặt sợi gỗ [55] 30

Hình 2.10 Sơ đồ khuếch tán của MAPP gắn trên bề mặt sợi vào nhựa PP[55] 31

Hình 3.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ ép, áp suất phun, thời gian ép tới độ bền kéo 36

Hình 3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ ép, áp suất phun, thời gian ép tới độ bền uốn 37

Hình 3.3 Ảnh hưởng của chất chống lão hóa tới độ bền kéo 40

Hình 3.4 Ảnh hưởng của chất chống lão hóa tới độ bền uốn 41

Hình 3.5 Ảnh hưởng của chất chống lão hóa tới độ bền kéo sau 6 tháng 43

Hình 3.6 Ảnh hưởng của chất chống lão hóa tới độ bền uốn sau 6 tháng 44

Hình 3.7 Ảnh hưởng của chất chống lão hóa tới độ bền kéo sau 12 tháng 45

Hình 3.8 Ảnh hưởng của chất chống lão hóa tới độ bền uốn sau 12 tháng 46

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

1 Thông tin chung:

- Tên đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia chống lão hóa tới tính chất của vật liệu compostie gỗ nhựa”

- Mã số: T2013 – 31TĐ

- Chủ nhiệm: ThS Quách Văn Thiêm

- Cơ quan chủ trì: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh

- Thời gian thực hiện: từ tháng 01 đến tháng 12 năm 2013

2 Mục tiêu:

- Xác định được ảnh hưởng của chế độ ép tới tính chất của vật liệu composite

gỗ nhựa

- Xác định được ảnh hưởng của phụ gia chống oxy hóa, phụ gia hấp thụ tia UV

tới tính chất của vật liệu composite gỗ nhựa

3 Tính mới và sáng tạo:

- Xác định được quy luật biểu diễn sự phụ thuộc của độ hút nước, độ bền kéo,

độ bền uốn vào thông số chế độ ép

- Xác định được quy luật biểu diễn sự phụ thuộc của độ hút nước, độ bền kéo,

độ bền uốn vào tỷ lệ chất chống oxy hóa, chất hấp thụ tia UV

4 Kết quả nghiên cứu:

- Xác định được chế độ ép hợp lý cho vật liệu composite giữa bột gỗ Cao su- Nhựa PP trên thiết bị ép phun SW-120B

- Xác định được hàm lượng hợp lý chất chống chống oxy hóa, chất hấp thụ tia

UV dùng để sản xuất composite gỗ nhựa

5 Sản phẩm:

- Báo cáo khoa học về công nghệ tạo vật liệu composite gỗ nhựa

- Bài báo tại tạp chí Khoa học và Công nghệ lâm nghiệp

6 Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết quả nghiên cứu và khả năng áp dụng:

Kết quả nghiên cứu có thể nâng cao giá trị sử dụng của vật liệu composite gỗ

INFORMATION ON RESEARCH RESULTS

1 General information:

- Project title: Study on the effect of antioxidant additives on the properties of wood plastic composites

- Code number: T2013 – 31TĐ

- Coordinator: M.Eng Quach Van Thiem

- Implementing institution: University of Technical Education HoChiMinh City

- Duration: from January to December - 2013

2 Objective(s):

- The determining on the effect of technological parameters on the properties of wood plastic composites

- The determining on the effect of antioxidant, UV absorber on the properties of

wood plastic composites

3 Creativeness and innovativeness:

- Multiple regression equations were established for water absorbtion, tensile strength, flexural strength which are depend on technological parameters

- Multiple regression equations were established for water absorbtion, tensile strength, flexural strength which are depend on ratio of antioxidant, UV absorber

4 Research results:

- The determining optimization technological parameters are manufactured composite from wood pulp Hevea-plastic polypropylen on the injection molding machine W-120B

- The determining optimization ratio of antioxidant, UV absorber are manufactured composite

5 Products:

- Report on the science of plastic wood composite material technology

- The article in the journal Science and Forestry Technology

6 Effects, transfer alternatives of reserach results and applicability:

- Research findings can be used to improve the quality of the product of wood plastic composites

Chương 1 TỔNG QUAN

1.1 TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU COMPOSITE GỖ NHỰA

1.1.1 Khái niệm và ứng dụng của vật liệu composite gỗ-nhựa

Vật liệu Composite gỗ - nhựa là loại vật liệu composite được tổ hợp chủ yếu

từ các loại nhựa nhiệt dẻo PE , PP, PVC , có thể từ nhựa tái sinh hoặc nguyên sinh cùng với cốt là các loại bột gỗ , sơ ̣i gỗ hay các loa ̣i sợi thực vật khác Ngoài ra , có thể

có thêm một số chất phụ gia trợ liên kết khác Sản phẩm WPC có cơ tính tốt, có độ

ổn định kích thước cao và có thể chế tạo ra các loại sản phẩm có hình dạng phức tạp [4,6,20]

Sản phẩm WPC có thể sản xuất bằng công nghệ ép đùn, ép phun hay ép phằng trong khuôn Gỗ có thể được sử dụng ở dạng bô ̣t gỗ , dăm gỗ hay các phế liê ̣u trong chế biến gỗ như mùn cưa , vỏ bào,… Nhựa nhiệt dẻo có thể sử dụng là nhựa tái sinh hoặc nguyên sinh tuỳ vào lĩnh vực và yêu cầu sử dụng của vật liệu [23-25]

Vật liệu WPC là vật liệu được biết đến sớm vào năm 1900, tuy nhiên vào năm

1983 công ty American Woodstock ở Sheboygan, Wisconsin bắt đầu sản xuất WPC cho nội thất ôtô bằng phương pháp ép đùn sử dụng nhựa nền PP và bột gỗ, từ đó sản phẩm WPC được phổ biến rộng trên thế giới [57]

Vật liệu WPC hiện nay được sử dụng nhiều trong công nghiệp như làm sàn tàu, khung cửa, ván sàn, ốp tường, ốp trần nhà, làm hàng rào trang trí Nhờ những đặc tính

ưu việt mà WPC được dùng để thay thế cho gỗ tự nhiên, ván dăm, ván sợi dùng trong xây dựng, giao thông, các công trình nội thất, ngoại thất, đồ nội thất ô tô, máy bay, Một số ứng dụng cụ thể của vật liệu composite như: Làm ván sàn ngoài trời (hình 1.1),

sử dụng làm vật liệu nhà dân dụng (hình 1.2)…

Hình 1.1 Vật liệu WPC sử dụng làm ván sàn ngoài trời

Hình 1.2 Sử dụng vật liệu WPC trong xây dựng nhà dân dụng

1.1.2 Nghiên cứu ngoài nước

Vật liệu composite gỗ nhựa trong những năm gần đây được quan tâm nghiên và

có rất nhiều các công trình nghiên cứu sử dụng sợi tự nhiên có chứa thành phần cellulose như sợi lanh, đay, gai, tre, dứa, gỗ… để tạo ra vật liệu mới phục vụ nhu cầu con người Các loại sợi này được sử dụng để thay thế cho các chất vô cơ khó phân hủy

và chúng giúp nâng cao được một số tính chất của vật liệu composite Với những ưu điểm là khối lượng riêng thấp, tính năng cơ lý cao, ít gây tác dụng mài mòn thiết bị gia công, giá thành rẻ, thân thiện với môi trường và nguồn nguyên liệu sẵn có, các sản phẩm composite sợi tự nhiên đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau Đã có nhiều các công trình nghiên cứu về lĩnh vực này như:

- Vật liệu WPC là loại vật liệu được tạo ra bằng cách trộn bột gỗ với các loại nhựa, hay đưa bột gỗ vào gia cường cho nhựa nền, qua ép đùn hoặc đúc ở nhiệt độ cao Vật liệu WPC gia cường bằng các loại sợi tự nhiên hay bột gỗ cũng thuộc nhóm

vật liệu này Sản phẩm của nó đều có đặc tính cơ học rất tốt và được ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau, nhưng do đặc tính của nhựa PP là kỵ nước, phân cực kém, khó kết hợp với sợi tự nhiên có đặc tính ưa nước và phân cực cao, nên khả năng tạo liên kết giữa hai loại vật liệu này là không cao [26,57]

- Vào những năm 80, mặc dù chưa có nền tảng khoa học để xác định chính xác

về cơ chế liên kết giữa sợi gỗ và nhựa, song bằng cách sử dụng các chất trợ tương hợp (hay chất khơi mào) các nhà nghiên cứu đã tiến hành xử lý hóa học để nâng cao tính tương hợp của hai loại vật liệu này Các nghiên cứu cho thấy phần lớn các chất trợ tương hợp như silan, maleic anhydride ghép polyolefin đều làm tăng khả năng bám dính giữa hai loại vật liệu [23,44] Kishi và các đồng nghiệp (1988) đã tạo ra quá trình este hóa bằng cách xử lý sợi gỗ với dung dịch MAPP Qua phân tích quang phổ cho thấy liên kết hóa học giữa MA với gỗ và PP đã xuất hiện

- Năm 1999, Jochen Gassan và Andrzej K.Bledzki đã tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình xử lý bề mặt sợi đến tính chất cơ học của compozit PP- sợi đay [23] Các tác giả đã tiến hành xử lý sợi bằng cách cho MAPP với các hàm lượng khác nhau trong toluen với thời gian 5 phút và 10 phút Sau đó đem sấy chân không trong 2 giờ ở 75o

C Kết quả cho thấy, hiệu quả của chất trợ tương hợp phụ thuộc vào nồng độ

và thời gian xử lý, như môđun đàn hồi tăng 90% khi xử lý trong 5 phút Xử lý lâu hơn

và nồng độ MAPP cao hơn sẽ làm môđun đàn hồi giảm xuống Độ bền uốn tăng 40% khi xử lý bằng dung dịch MAPP 0,1% tỷ lệ trong toluen với thời gian xử lý 15 phút Khi tăng nồng độ MAPP lên 0,6% thi kết quả nhận được với 5 phút và 10 phút là như nhau

- Năm 2006, Fauzi Febrianto và Dina Styawatti đã tiến hành nghiên cứu về ảnh hưởng của bột gỗ và hàm lượng chất biến tính MA đến tính chất cơ lý của vật liệu composite bột gỗ và PP tái sinh [36] Nghiên cứu cho thấy tính chất vật lý và tính cơ học của vật liệu composite phụ thuộc vào hàm lượng và kích thước của bột gỗ-PP Khi tăng

tỷ lệ gỗ-nhựa thì độ bền kéo càng giảm, môđun đàn hồi tăng Tính chất vật lý và tính chất cơ học của vật liệu đều bị ảnh hưởng bởi hàm lượng chất MA, khi cho 2,5% trọng lượng MA thì độ bền kéo, độ bền kéo và môđun đàn hồi đều so với composite không có

MA

- Năm 1991, Felix J.M và đồng nghiệp đã sử dụng MAPP để xử lý cellulose trong sợi gỗ [35] Kết quả cho thấy, chất trợ tương hợp MAPP đã làm giảm góc tiếp

xúc giữa hai loại vật liệu góc tiếp xúc nằm trong khoảng 1300-1400, khả năng kết dính tăng lên rõ rệt Cùng với nghiên cứu đó, một số nghiên cứu khác đã đánh giá được sự ảnh hưởng của chất trợ tương hợp đến khả năng thấm ướt của gỗ và liên kết giữa góc tiếp xúc và tỷ lệ chất trợ tương hợp

- Năm 1997, Continho và các đồng nghiệp đã tiến hành nghiên cứu về hiệu quả của việc xử lý và ảnh hưởng của điều kiện trộn đến tính chất của composite gỗ nhựa khi xử lý bằng MAPP và silan Các tác giả đã chỉ ra rằng, điều kiện tốt nhất để trộn hỗn hợp sợi gỗ và nhựa là ở 180oC, trong thời gian 10 phút với tốc độ quay 60 vòng/phút Trước khi trộn hợp, sợi gỗ được xử lý với silan, mặc dù đã có nhiều nghiên cứu về ảnh hưởng của phương pháp gia công nhưng vì quá trình này phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như các bước trộn, điều kiện máy móc thiết bị, độ ẩm của sợi gỗ, loại nhựa nên việc xác định quy trình cho việc tạo vật liệu cần được thực hiện với một điều kiện xác định cụ thể

Năm 2010, Cao Jin-Zhen và các đồng nghiệp nghiên cứu sơ bộ về đặc tính dẻo

của vật liệu composites MAPP ghép với bột gỗ bạch dương và PP [29] Các tác giả đã

đo độ mỏi và phân tích động lực học của vật liệu Trong nghiên cứu đã sử dụng tỷ lệ gỗ/nhựa là (40:60, 60:40, 80:20) cùng với 5 cấp tỷ lệ MAPP (0, 1, 2, 4, 8%) để nghiên cứu ảnh hưởng của MAPP đến đặc tính dẻo của vật liệu Kết quả cho thấy tỷ lệ gỗ cao thì độ bền mỏi cao hơn với vật liệu không dùng MAPP Khi biến tín h bằng MAPP ở tỷ

lệ gỗ-nhựa là 60:40 và 80:20 thì dễ dàng thấy được ảnh hưởng của nó đến độ bền mỏi của vật liệu cao hơn, nhưng hầu như không ảnh hưởng với tỷ lệ 40:60 Độ bền mỏi tốt nhất khi MAPP ở 1% với tỷ lệ bột gỗ/PP là 60:40 Kết quả cho thấy việc sử dụng MAPP với tỷ lệ phù hợp sẽ làm tính dẻo của WPC khi tỷ lệ gỗ cao hơn nhựa

Năm 2011, Behzad Kord nghiên cứu ảnh hưởng của Maleic anhydride đến độ bền uốn, kéo, độ bền va đập của nhựa PP gia cường bằng mùn cưa [26] Sản phẩm được chế tạo từ nhựa PP và bột gỗ lấy từ mùn cưa với tỷ lệ 50/50 tính theo trọng lượng, chất trợ tương hợp từ 0,1 – 2% đã được sản xuất bằng phương pháp ép nóng chảy và ép phun Kết quả cho thấy độ bền kéo, độ bền va đập đã tăng mạnh khi tăng chất trợ tương hợp MA, các đặc tính cơ học của vật liệu composite gỗ nhựa cũng tăng lên

Năm 2006, M.Khalid và các đồng nghiệp đã nghiên cứu ảnh hưởng của chất trợ tương hợp MAPP lên đặc tính cơ học của vật liệu composite sinh học PP gia cường

bằng sợi cây cọ dầu và cellulose [50] Trong nghiên cứu sử dụng chất trợ tương hợp

MAPP cho PP-cellulose (lấy từ cây cọ dầu) và PP- sợi từ cây cọ dầu (EFBF) Tỷ lệ trộn của PP với cellulose và PP với EFBF là 70:30 trên máy trộn brabender tại nhiệt độ

là 1800C MAPP được cho vào với các tỷ lệ 2, 3, 5 và 7% tỷ lệ so với PP trong quá trình trộn Kết quả cho thấy tỷ lệ của MAPP đã ảnh hưởng đến độ bền kéo, độ bền uốn

và độ bền va đập của vật liệu Khi cho 30% tỷ lệ (cellulose và sợi) và 70% nhựa PP cho chất trợ tương hợp 2% MAPP thì cho kết quả tốt nhất đối với vật liệu PP- EFBF,

độ bền kéo của PP- EFBF, tăng 58% so với khi không cho chất trợ tương hợp MAPP, nhưng lại không có sự thay đổi nhiều với vật liệu PP-cellulose

1.1.3 Nghiên cứu trong nước

Nghiên cứu về gỗ Cao su: Cây Cao su là một cây công nghiệp được trồng để lấy nhựa là chủ yếu, đến giai đoạn ít nhựa thì được chặt bỏ để trồng mới Cây cao su ở Việt Nam được trồng nhiều ở khu vực Miền Đông Nam Bộ và Tây Nguyên Gỗ Cao su hiện nay đang được sử dụng nhiều trong chế biến sản phẩm gỗ trong nước và xuất khẩu, sản xuất ván dăm, làm bột giấy,… đã có một số nghiên cứu về gỗ Cao su đó là:

- Năm 1998, Phạm Ngọc Nam [14,16] đã nghiên cứu về cấu tạo, tính chất vật

lý, tính chất cơ học của gỗ Cao su như là: mạch gỗ khá lớn từ 385-396μm; tế bào mô mềm khá phong phú, trong nhu mô còn có các tinh thể silic, oxalat canxi; ở cây Cao su

có hiện tượng ống dẫn nhựa bệnh, gỗ Cao su dễ bị nấm mốc và mọt phá hoại, tự bảo quản kém, cường độ chịu lực trung bình,…

- Năm 2000, Phạm Ngọc Nam [15] đã nghiên cứu sản xuất ván dăm từ cành ngọn và bỉa bắp gỗ Cao su; kết quả nghiên cứu này cho thấy khả năng dán dính giữa

gỗ Cao su với các loại keo thông dụng thường sử dụng trong ngành gỗ có độ bền phù hợp với các yêu cầu sản xuất đồ gỗ

- Năm 2011, đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ của TS Hoàng Thị Thanh Hương [11] đã nghiên cứu phòng chống cháy cho gỗ Cao su kết quả cho thấy khi sử dụng các chất phòng chống cháy khác nhau tác giả đã khuyến cáo nên sử dụng với hóa chất phòng chống cháy có công thức là (H3BO3 47,5%; Na2B8O13.10H2O 47,5%;

Na2Cr2O7 5%) thì gỗ chất lượng gỗ chậm cháy đảm bảo theo tiêu chuẩn ASTME 160 –

80 của Mỹ

Nghiên cứu sử dụng sợi thực vật sản suất vật liệu composite có nhiều ưu điểm như nhẹ, độ bến kéo tốt, dễ gia công, giá thành thấp, dễ phân hủy, thân thiện với môi

trường,… cho nên đã có rất nhiều nghiên cứu về sử dụng sợi thực vật làm vật liệu gia cường cho composite đã có các công trình nghiên cứu tiêu biểu như:

- Năm 2003, Trần Vĩnh Diệu và đồng nghiệp đã nghiên cứu chế tạo composite trên cơ sở PP gia cường bằng sợi đay [5] Vật liệu được chế tạo bằng cách xếp các lớp màng PP-MAPP và sợi đay theo thiết kế rồi ép trên máy ép thủy lực (ép phằng trong khuôn kín) dưới áp suất 7MP a trong 50 phút; kết quả cho thấy hàm lượng MAPP có ảnh hưởng đến tính chất cơ học của composite, độ bền kéo và độ bền uốn cực đại khi dùng 7% trọng lượng MAPP, độ bền va đập giảm khoảng 50%

- Năm 2003, Trần Vĩnh Diệu, Phạm Gia Huân nghiên cứu chế tạo vật liệu polyme-compozit trên cơ sở nhựa PP gia cường bằng hệ lai tạo tre, luồng-sợi thủy tinh [6] Vật liệu chế tạo bằng cách nhựa và sợi được xếp từng lớp vào khuôn theo nguyên tắc nhựa sợi xen kẽ hàm lượng sợi chiếm 60% và được ép ở nhiệt độ 190o

C, áp suất phun 100KG/cm2, gia nhiệt trong 60 phút, ép trong 30 phút, làm nguội đến 80oC bằng phương pháp ép phẳng trong khuôn; kết quả cho thấy việc xử lý sợi tre luồng bằng dung dịch NaOH đã làm tăng hàm lượng cellulose trong sợi do đó làm tăng khả năng bám dính giữa sợi và nhựa Việc sử dụng lai tạo 3 loại sơi trên cho tính năng độ bền uốn của vật liệu tăng lên rõ rệt

- Năm 2006, Trần Vĩnh Diệu và đồng nghiệp đã tiến hành khảo sát độ bền va

đập của composite PP- Bột trấu [4] Kết quả là độ bền va đập của composite được

khảo sát ở các hàm lượng bột: 30, 35, 40, 45, 50 và 55%, cùng với chất trợ tương hợp MAPP có hàm lượng MA 0,5% Kết quả cho thấy, composite với hàm lượng bột trấu 55% có độ bền va đập đạt 2,5KJ/m2, cao gấp 4 lần so với PP nguyên sinh

- Năm 2010, Đoàn Thi Thu Loan đã nghiên cứu cải thiện tính năng của vật liệu

composite sợi đay/nhựa PP bằng phương pháp biến tính nhựa nền [12] Vật liệu gia công bằng hai công đoạn tạo hạt gỗ nhựa bằng máy ép đùn hai trục vít và tạo mẫu thử bằng phương pháp đúc tiêm (ép phun trong khuôn kín) Kết quả đã tiến hành khảo sát ảnh hưởng của các tác nhân tương hợp copolymer ghép của PP với MA (MAHgPP) đến tính chất của composite nền nhựa PP gia cường bằng sợi đay Kết quả cho thấy, khi thêm 2% khối lượng Exxelor (Ex) vào nhựa nền PP thì khả năng kết dính tại bề mặt tiếp xúc được cải thiện đáng kể, nhờ vậy đã làm tăng độ bền kéo trượt, độ bền kéo,

độ bền va đập và độ kháng nước của vật liệu tạo ra Tuy nhiên không ảnh hưởng đến môđun kéo ảnh hưởng không nhiều

- Năm 2011 Hà Tiến Mạnh và đồng nghiệp Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ bột

gỗ và nhựa polypropylene đến tính chất composite gỗ-nhựa [13] Nguyên liệu sử dụng

là gỗ Keo tai tượng, nhựa tái chế PP và được pha trộn tỷ lệ gỗ/nhựa theo 3 cấp (50/50; 60/40; 70/30) trộn đều và được tạo hạt trên máy ép hai trục vít ở nhiệt độ 175oC tạo thành hạt gỗ nhựa; sau đó ép sản phẩm trên máy ép phẳng ở nhiệt độ 170oC dưới áp lực 1,5-7,5MPa trong chu kỳ ép là 40 phút Kết quả nghiên cứu đã xác định được sự ảnh hưởng của tỷ lệ bột gỗ - nhựa đến một số tính chất của composite gỗ-nhựa PP Tuy nhiên sự ảnh hưởng này chưa có sự khác biệt lớn

- Năm 2012, đề tài nghiên cứu khoa học cấp thành phố của PGS.TS Vũ Huy Đại đã nghiên cứu công nghệ sản xuất composite từ phế liệu gỗ và chất dẻo phế thải [7] Vật liệu được chế tạo từ nhựa PP, PE, PVC tái chế với phế liệu gỗ Keo tai tượng Kết quả đã đạt được như: đã xây dựng được các bước công nghệ chủ yếu để xử lý tái chế các loại nhựa này và các bước công nghệ tạo bột gỗ Keo tai tượng từ mun cưa, phoi bào, bìa bắp; Đã xác định được ảnh hưởng tỷ lệ bột gỗ/nhựa tái chế đến tính chất của hạt và đã thiết lập được quy trình công nghệ tạo hạt gỗ nhựa với cấp tỷ lệ cho nhựa

PP và PE (bột gỗ 50%/nhựa 45%/ trợ tương hợp 5%) và đề xuất được công nghệ sản xuất composite gỗ-nhựa từ phế liệu gỗ và nhựa tái chế PP, PE, PVC trên máy ép đùn hai trục vít Cinnanici TS 80

Năm 2013, đề tài thuộc chương KH&CN trọng điểm cấp Nhà nước KC.02/11

-15 của TS Nguyễn Vũ Giang nghiên cứu chế tạo vật liệu composite trên cơ sở nhựa

polylefin (polyetylen, polypropylen) khâu mạch (XLPO) và bột gỗ biến tính ứng dụng

làm vật liệu xây dựng, kiến trúc nội- ngoại thất [10] Vật liệu được chế tạo từ bột gỗ Giáng hương sau đó xử lý bột gỗ bằng kiềm nóng để loại bỏ tạp chất có trong bột gỗ

và rửa sạch bằng nước cất rồi sấy khô; rồi đem biến tính bề mặt bằng tetraethyl ortosilicat và 3-glyxidoxyl propyl trimetoxy silan Sau chế tạo vật liệu XLPE/bột gỗ biến tính và XLPP/bột gỗ biến tính với các yếu tố thay đổi như tỷ lệ bột gỗ thay đổi từ 20-60% , nhiệt độ gia công từ 170-200oC, thời gian trộn từ 3-8 phút; phương pháp gia công là dùng thiết bị ép đùn một trục tạo hạt sau đó chuyển sang máy ép định hình tấm phẳng,… Kết quả đề tài đã xác định được các thông số công nghệ ảnh hưởng tới quá trình biến tính gỗ Giáng hương và điều kiện gia công tối ưu cho hai loại vật liệu XLPE/bột gỗ biến tính và XLPP/bột gỗ biến tính

1.1.4 Nhận xét chung

Từ những trình bày ở trên có thể rút ra một số kết luận sau

- Vật liệu composite gỗ nhựa là loại vật liệu mới nằm trong chương trình KH&CN cấp Nhà nước tài đã có rất nhiều nghiên cứu về lĩnh vực này Tuy nhiên các nghiên cứu này mới sử dụng được một số loại sợi thực vật áp dụng vào trong sản xuất

và còn rất nhiều loại sợi thực vật phế liệu cần được nghiên cứu để chế tạo ra loại vật liệu WPC để giảm thiểu ô nhiễm môi trường, đáp ứng nhu cầu xã hội

- Dựa vào các tài liệu thu thập được, đã phân tích các công trình nghiên cứu về

sử dụng gỗ Cao su của nhiều tác giả đã công bố Hiện nay trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên công nghệ tạo vật liệu WPC, nhưng chưa có công trình nào nghiên cứu đầy đủ về sử dụng phụ gia chống lão hóa cho vật liệu composite từ bột gỗ Cao su của Việt Nam và nhựa PP để sản xuất vật liệu WPC

- Từ kết quả phân tích những tồn tại như trên, căn cứ vào yêu cầu thực tiễn, đề tài đã đưa ra được mục tiêu, nội dung, phương pháp nghiên cứu để xác định được loại phụ gia và chế độ gia công hợp lý Từ đó làm cơ sở khoa học cho việc nghiên cứu hoàn thiện sử dụng gỗ Cao su của Việt Nam sản xuất vật liệu WPC

1.2 TÍNH CẤP THIẾT

Ngành gỗ Việt Nam đã đạt được trong những năm qua là có tốc độ phát triển cao, và là một trong 10 ngành xuất khẩu chủ lực của cả nước Chỉ trong 1 2 năm trở lại đây, kim ngạch xuất khẩu của ngành gỗ đã tăng trên 20 lần, từ 219 triệu USD năm

2000, đã tăng lên khoảng 4,5 tỷ USD năm 2012 Với kim ngạch xuất khẩu đồ gỗ trong những năm qua; Việt Nam đang khẳng định vị trí số 1 ở khu vực Đông Nam Á về sản xuất và xuất khẩu đồ gỗ Khi chế biến gỗ có tạo ra một lượng phế liệu gỗ lớn như mùn cưa, dăm bào, gỗ vụn… Để tận dụng triệt để nguồn phế liệu này chúng ta có thể nghiền tạo thành dạng bột kết hợp với chất kết dính để tạo ra một loại vật liệu mới có nhiều tính chất tốt; vật liệu phức hợp giữa gỗ nhựa có thể đáp ứng và giải quyết được vấn đề này

Vật liệu phức hợp gỗ nhựa (Wood –Plastic Composites, viết tắt WPC) là một loại vật liệu mới là sự kết hợp giữa sợi gỗ và vật liệu nhựa, sự kết hợp giữa vật liệu sợi

gỗ và vật liệu nhựa mang lại tính năng ưu việt cho sản phẩm phức hợp gỗ nhựa như: Bền khi sử dụng, tuổi thọ của sản phẩm cao, có bề ngoài mang chất liệu gỗ, có độ cứng cao hơn so với vật liệu nhựa, không có Formaldehyde Có nhiều tính chất tốt

ví dụ so với vật liệu gỗ như có kích thước ổn định hơn, không bị xuất hiện vết rạn nứt, không bị cong vênh, dễ dàng tạo màu sắc cho sản phẩm, có thể gia công lần thứ 2 giống như vật liệu gỗ, dễ dàng cắt gọt, dùng keo để kết dính, có thể dùng đinh hoặc ốc vít để liên kết, cố định, quy cách hình dạng có thể căn cứ vào yêu cầu của người dùng

để điều chỉnh, tính linh hoạt cao Có tính nhiệt dẻo của vật liệu nhựa từ đó dễ dàng gia công, tạo hình, thông thường có thể gia công theo mẫu đ ặt sẵn hoặc có thể gia công theo yêu cầu cụ thể, có khả năng ứng dụng rộng Tính năng hóa học tốt, chịu được độ

PH, chịu được hóa chất, chịu được nước mặn, có thể sử dụng được ở nhiệt độ thấp, không bị biến đổi hình dạng khi hút ẩm Có thể sử dụng nhiều lần ho ặc thu hồi tái sử dụng, có lợi ích trong bảo vệ môi trường

Tuy nhiên hầu hết các nguyên liệu tạo ra loại vật liệu này là các chất hữu cơ, đặc biệt là các chất nhựa nền có sự lão hóa nhanh Khi bị lão hóa thì độ bền, màu sắc của vật liệu đều giảm Từ lúc sản xuất polymer cho đến khi gia công sản phẩm, polymer đều phải chịu tác động của nhiệt, ứng suất trượt, tác động cơ học, ánh sáng,…và các yếu tố này đều góp phần vào việc làm giảm cấp polymer Vì vậy chúng

ta phải bảo vệ polymer chống lại sự oxi hóa trong suốt quá trình gia công hoặc trong lúc sử dụng Khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời hoặc một vài ánh sáng nhân tạo khác, các bức xạ UV có thể phá vỡ những nối hóa học trong một polymer, đây là nguyên nhân cơ bản gây ra sự bẻ gãy liên kế, phấn hóa, thay đổi màu và làm giảm tính chất vật

lý của polymer

Phụ gia chống oxy hóa được sử dụng trong quá trình sản xuất và tái chế nhằm giúp duy trì độ bền, độ mềm dẻo cũng như độ dai ban đầu của nhựa; ổn định chỉ số chảy, cải thiện khả năng gia công cho nhựa, ngăn chặn sự mất màu của nhựa, ngăn chặn sự nhựa giảm cấp trong thời gian gia công và sử dụng Hầu hết polymer tinh chất theo lý thuyết thì không đủ khả năng hấp thu ánh sáng UV trực tiếp do đó làm giảm tính chất của vật liệu

Xuất phát từ những phân tích trên, chúng tôi đề xuất đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia chống lão hóa tới tính chất của vật liệu compostie gỗ nhựa”

1.3 MỤC TIÊU, NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

1.3.1 Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu tổng quát: Góp phần hoàn thiện cơ sở khoa học và thực tiễn cho việc

tạo vật liệu composite gỗ nhựa và các mối liên kết khi sử dụng chất tương hợp và

không sử dụng chất tương hợp của các thành phần trong vật liệu composite gỗ nhựa

Mục tiêu cụ thể: Xác định được ảnh hưởng của chế độ ép tới tính chất của vật

liệu Xác định được ảnh hưởng của phụ gia chống lão hóa tới tính chất của vật liệu và lựa chọn được tỷ lệ hợp lý

1.3.2 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ gia công tới tính chất của vật liệu

- Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia chống lão hóa tới tính chất của vật liệu

1.4 CÁCH TIẾP CẬN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Để thực hiện được các nội dung nghiên cứu như đã nêu, đề tài tiến hành ng hiên cứu theo sơ đồ như hình 1.3

Hình 1.3 Sơ đồ các bước tiến hành nghiên cứu

Đầu tiên tiến hành tìm hiểu về cơ sở lý thuyết và thực tiễn để h iểu rõ về nguyên

lý hình thành vật liệu composite gỗ nhựa và cơ chế liên kết của chất trong vật liệu , từ đó xác định các bước công nghệ chủ yếu trong quá trình tạo vật liệu WPC Ở giai đoạn

Đề xuất tỷ lệ thành phần, chế độ

tạo hạt hạt gỗ-nhựa, chế độ gia

công gia công trên máy ép phun Phân tích , đánh giá kết

quả thí nghiệm

Xử lý kết quả thí nghiê ̣m

và khảo sát chất lượng WPC

Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn

Xác định các bước công nghệ chủ yếu

Thực nghiệm tạo vật liệu WPC

với các tỷ lệ phối trộn khác nhau

Thực nghiệm tạo vật liệu WPC

với nhiệt độ, áp suất, thời gian

khác nhau

Thí nghiệm kiểm tra chất lươ ̣ng composite ta ̣o thành

Đánh giá được ảnh hưởng của tỉ lệ giữa các thành phần, các thông số công nghệ

tới tính chất cơ lý của WPC và đề xuất bước công nghệ

nghiên cứu này, phương pháp nghiên cứu chủ yếu sử dụng là khảo sát thực tiễn và kế thừa các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước

Từ các kết quả nghiên cứu trên, đề tài tiến hành nghiên cứu thực nghiệm và lựa chọn các bước công nghệ hợp lý, làm căn cứ để tiến hành thực nghiệm; Tiến hành thực nghiệm chế độ ép với biến số nhiệt độ ép, áp suất ép, thời gian ép theo các bước công nghệ đã xác định Trên cơ sở kiểm tra, phân tích, đánh giá các kết quả thực nghiệm, đưa ra các chế độ gia công hợp lý Sau đó dùng chế độ gia công vừa tìm được nghiên cứu ảnh hưởng của chất chống oxy hóa, chất hấp thụ tia UV tới tính chất của vật liệu Phương pháp nghiên cứu chủ yếu ở đây là nghiên cứu thực nghiệm và xử lý thống kê toán học

1.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1.5.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

Phương pháp tiếp cận hệ thống: là phương pháp kế thừa các thành tựu nghiên

cứu về vật liệu composite, vật liêu polymer trong và ngoài nước, tạo điều kiện thuận lợi cho việc nghiên cứu quá trình sản xuất vật liệu WPC được rút ngắn về thời gian lẫn chi phí vật chất Các lý thuyết giúp kế thừa trong quá trình nghiên cứu bao gồm: Công nghệ sản xuất vật liệu composite; Khoa học gỗ, Vật liệu polymer,…

Phương pháp giải tích toán học: phương pháp này được sử dụng để giải các bài

toán giải tích trong quá trình nghiên cứu

1.5.2 Phương pháp quy hoạch thực nghiệm

1.5.2.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ ép tới tính chất của WPC

Xuất phát từ nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố chúng ta phân tích lựa chọn xem các vùng nhiệt độ ép, áp suất phun nào ảnh hưởng nhiều nhất để lựa chọn xây dựng chế độ thực nghiệm đa yếu tố và xây dựng miền thực nghiệm cho phù hợp Sau khi hoàn thành các nghiên cứu trên chúng tôi đã xác định được nhiệt độ ép vùng 1 (T1), áp suất phun vùng 1 (P1) và thời gian ép để nghiên cứu đa yếu tố với phương án quy hoạch thực nghiệm như sau:

Thông số đầu vào 3 yếu tố là nhiệt độ ép vùng 1, áp suất phun vùng 1 và thời gian ép

Thông số đầu ra là: độ hút nước, độ bền kéo, độ bền uốn

Bố trí thí nghiệm: trong nghiên cứu này chúng tôi sử dụng phương pháp thực nghiệm đa yếu tố toàn phần và các thí nghiệm được tiến hành bố trí ngẫu nhiên hoàn toàn Phương trình hồi quy tuyến tính dạng đa thức bậc hai:

Y = b0 + b1x1 + b2x2 + b3x3 + b12x1x2 + b13x1x3 + b23x2x3 + b11x12 + b22x22 + b33x32Miền quy hoạch thực nghiệm: việc xác định miền nghiên cứu theo phương án bậc 2 được căn cứ vào lý thuyết và kết quả của các công trình nghiên cứu, đặc điểm của thiết bị, miền thực nghiệm như sau:

Bảng 1.1 Miền thực nghiệm chế độ ép

Yếu tố

Các mức

Khoảng biến thiên

Điểm sao dưới (-  )

Mức dưới -1

Mức

cơ sở

0

Mức trên +1

Điểm sao trên (+)

T1: Nhiệt độ ép vùng 1 (0

C)X1 172 175 180 185 188 5

P1: Áp suất phun vùng 1 (MPa) X2 7,7 8,0 8,5 9,0 9,3 0,5 Tg: Thời gian ép (s) X3 17 20 25 30 33 5 Lập ma trận thí nghiệm: dùng phương án bất biến quay bậc hai của BOX và HUNTER

Số thí nghiệm: N = 2k

+ n + n0 = 23 + 6 + 3 = 17 với k < 5 Trong đó: k - là yếu tố nghiên cứu, k = 3

2k - số thí nghiệm ở mức cơ sở

n - số thí nghiệm ở mức điểm sao  , n = 2k = 6

n0 - số thí nghiệm lặp lại ở tâm, n0 = 3 Trị số cánh tay đòn:  = 23/4 = 23/4 = 1,68

1.5.2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ chất chống lão hóa tới tính chất của WPC

Bố trí thí nghiệm: trong nghiên cứu này chúng tôi sử dụng phương pháp thực nghiệm đa yếu tố toàn phần và các thí nghiệm được tiến hành bố trí ngẫu nhiên hoàn toàn Phương trình hồi quy tuyến tính dạng đa thức bậc hai:

Y = b0 + b1x1 + b2x2 + b12x1x2 + b11x12 + b22x22

Thông số đầu vào: tỷ lệ chất chống oxy hóa, tỷ lệ chất hấp thụ tia UV

Thông số đầu ra là: độ hút nước, độ bền kéo, độ bền uốn

Miền quy hoạch thực nghiệm: trên cơ sở của các nghiên cứu việc xác định miền nghiên cứu theo phương án bậc 2 được căn cứ vào lý thuyết và kết quả của các công trình nghiên cứu, đặc điểm của thiết bị, miền thực nghiệm như sau:

Bảng 1.3 Miền thực nghiệm ảnh hưởng của chất chống lão hóa

Yếu tố tác động

Các mức

Khoảng biến thiên

Điểm sao dưới (-  )

Mức dưới -1

Mức

cơ sở

0

Mức trên +1

Điểm sao trên (+) O: Lượng chất chống oxy hóa

(%) X1 0,06 0,1 0,2 0,3 0,34 0,1 U: Lượng chất hấp thụ tia UV

2k - số thí nghiệm ở mức cơ sở

n - số thí nghiệm ở mức điểm sao  , n = 2k = 4

n0 - số thí nghiệm lặp lại ở tâm, n0 = 3 Trị số cánh tay đòn:  = 2k/4 = 22/4 = 1,41

Bảng 1.4 Ma trận thí nghiệm ảnh hưởng của chất chống lão hóa

STT

Dạng mã hóa Dạng thực

Y1 Y2 Y3 X1 X2 Chất chống

oxy hóa (%)

Chất hấp thụ UV (%)

1.5.2.3 Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm

Trong phần nghiên cứu thực nghiệm có nhiều giai đoạn cần đến các phương pháp xử lý số liệu khác nhau bao gồm:

Áp dụng phương pháp phân tích phương sai (ANOVA) để đánh giá mức độ ảnh hưởng của thông số nghiên cứu đến quá trình nghiên cứu Phương pháp này giúp loại

bỏ các yếu tố kém ảnh hưởng đến quá trình nghiên cứu cũng như mức độ tương quan Ngoài ra còn giúp kiểm tra các giả thiết đồng nhất phương sai, độ tin cậy của các hệ số hồi qui và mức độ phù hợp của mô hình lựa chọn theo tiêu chuẩn Fisher khi làm thực nghiệm

Áp dụng phương pháp khử sai số của Aknazarova khi thí nghiệm nhận thông tin

để loại bỏ sai số thô

Sử dụng chương trình phần mềm: Excel, Statgraphics – vers 7.0 để lập ma trận thí nghiệm, xác định các hế số hồi qui, phân tích phương sai mô hình thống kê thực nghiệm trong bài toán quy hoạch thực nghiệm

Sử dụng chương trình phần mềm được lập trên cơ sở thuật toán ngẫu nhiên kết hợp với phương pháp tìm kiếm trực tiếp, phương pháp trọng số để xác định các chỉ tiêu tối ưu và điều kiện làm việc tối ưu của mô hình

Nội dung xử lý số liệu được tiến hành trên máy vi tính theo các bước sau:

- Bước 1: xác định các giá trị hệ số hồi qui ở dạng đầy đủ

- Bước 2: tiến hành phân tích phương sai để loại bỏ các hệ số hồi qui không đảm bảo độ tin cậy với mức ý nghĩa α = 0,05

- Bước 3: xác định lại các giá trị hệ số hồi qui theo hàm toán mới, sau khi đã loại bỏ các hệ số hồi qui không đủ độ tin cậy

- Bước 4: tiến hành phân tích phương sai trên hàm toán mới, kiểm tra lại một lần nữa độ tin cậy của các hệ số hồi qui Nếu cần thiết thì cải tiến mô hình

- Bước 5: kiểm tra sự phù hợp của mô hình theo tiêu chuẩn Fisher

1.5.2.4 Thiết bị dùng trong nghiên cứu thực nghiệm

Với mục đích là sử dụng hiệu quả thiết bị hiện có của Trường Đại Học Sư Phạm

Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh để tạo ra sản phẩm WPC phục vụ cho quá trình nghiên cứu, giảng dạy và tạo sản phẩm phục vụ tiêu dùng Nên đề tài sử dụng máy ép phun W-

120B Đài Loan nghiên cứu xác định chế độ gia công vật liệu WPC, máy ép W-120B như (hình 1.6) và có một số đặc điểm như sau:

Máy ép có 4 vùng nhiệt độ: vùng 1 đầu vòi phun (T1); tiếp đến là vùng 2 (T2); tiếp đến là vùng (T3); và cuối cùng là vùng 4 (T4) như hình 1.7

Máy ép có 5 vùng áp suất phun, 5 tốc độ phun tương ứng và một số đặc điểm khác như hình 1.8

Hình 1.4 Máy ép phun W-120B

Hình 1.5 Sơ đồ nguyên lý máy ép phun

1.5.2.5 Phương pháp xác định các thông số nghiên cứu

* Xác định độ hút nước

Xác định độ hút nước của vật liệu composite

gỗ nhựa sử dụng tiêu chuẩn GB/T1034 – 70, mẫu

thử có kích thước (50x10x4)mm, mỗi nhóm sử

dụng 5 mẫu thử Cho mẫu thử vào tủ sấy ở nhiệt độ

1050C sấy trong thời gian 1giờ, sau đó dùng cân

điện tử để cân trọng lượng các mẫu thử, độ chính

xác là 0,001g Sau đó cho toàn bộ mẫu thử vào

nước đã qua chưng cất trong thời gian 24h, sau đó

dùng giấy lọc thấm hết nước trên bề mặt mẫu Sau

đó dùng cân điện tử để cân trọng lượng các mẫu thử, độ chính xác đến 0.001g

Công thức xác định độ hút nước:  

100.1

1 2

m

m m

Trong đó: W – tỷ lệ hút nước sau 24 giờ (%)

m1 – khối lượng mẫu trước khi hút nước (g)

m2 - khối lượng sau khi hút nước (g)

* Xác định độ bền kéo

Xác định độ bền kéo của vật liệu

composite gỗ nhựa sử dụng tiêu chuẩn

GB/T1040-1992; Mẫu có dạng hình mái chèo,

Kích thước mẫu thử: chiều dài lớn nhất l =

150mm, chiều rộng b = 10mm, chiều dày d = 4

mm, khoảng cách làm việc của mẫu = 100mm,

Số lượng không ít hơn 5 mẫu, bề mặt bằng

phẳng, mịn, không bị nứt Được xác định trên

máy INSTRON 3367 của Mỹ, với tốc độ gia

tải 5mm/phút và đem đi kiểm tra lực phá hủy

mẫu và được xác định theo công thức

Hình 1.6 Tủ sấy JeioTech

Hình 1.7 Máy INSTRON 3367

Công thức xác định độ bền kéo:

b a

PMax - lực phá hủy mẫu (N)

a.b – diện tích chịu lực của mẫu thử (mm2)

* Xác định độ bền uỗn

Xác định độ bền uốn của vật liệu composite gỗ nhựa sử dụng tiêu chuẩn GB/T9341 – 2000; Kích thước mẫu thử: chiều dài l = 120mm, chiều rộng b = 10mm, chiều dày d = 4mm, khoảng cách hai gối đỡ = 100mm; Số lượng không ít hơn 5 thanh,

bề mặt bằng phẳng, mịn, không bị nứt Được xác định trên máy INSTRON 3367 của

Mỹ, tốc độ gia tải 2mm/phút và đem đi kiểm tra lực phá hủy mẫu và được xác định

theo công thức:

Công thức xác định độ bền uốn: 2

2

3

h b

PMax - lực phá hủy mẫu (N)

L - khoảng cách hai gối đỡ (mm)

Hình 1.8 Máy gia tốc Q-sun Xenon test chamber

1.6 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

1.6.1 Đối tượng nghiên cứu

Đề tài nghiên cứu chúng tôi sử dụng một số loại nguyên liệu dùng trong thực nghiệm như sau:

- Nhựa nền polypropylen có tên thương mại là Moplen RP348N được sản xuất tại Thái Lan bởi HMC Polymers Company Limited

- Bột gỗ cao su được làm phế liệu gỗ như mùn cưa , phoi bào được lấy từ Công

Ty Cổ Phần Ván Ghép Năm Trung , Dĩ An, Bình Dương , sau đó được sấy rồi nghiền

- Về nội dung nghiên cứu: đề tài chỉ tập trung nghiên cứu tìm quy luật ảnh hưởng và xây dựng mô hình hóa mối quan hệ giữa chế độ gia công, tỷ lệ chất chống lão hóa với một số tính chất cơ bản của vật liệu

- Về thiết bị nghiên cứu: đề tài nghiên cứu xây dựng chế độ gia công và tỷ lệ chất chống lão hóa hợp lý sử dụng cho máy ép phun W-120B do Đài Loan sản xuất

- Về nguyên liệu sử dụng: đề tài sử dụng nguyên liệu là gỗ Cao su khai thác tại Bình Dương, nhựa Polypropylen nguyên sinh có tên thương mại là Moplen RP348N, trợ tương hợp là Scona TPPP 8112 GA, phụ gia bôi trơn là BKY – P 410, chất chống oxi hóa là IRGANOX B215, chất hấp thụ tia cực tím là TINUVIN 1130

1.7 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN

Ý nghĩa khoa học : đề tài đã xây dựng được mô hình hóa mối quan hệ giữa chế

độ gia công tới tính chất một số tính chất của vật liệu và mô hình hóa mối quan hệ của

tỷ lệ chất chống lão hóa tới một số tính chất của vật liệu Kết quả nghiên cứu là những đóng góp mới cho việc xác định hợp lý các yếu tố công nghệ và là cơ sở khoa học để hoàn thiện công nghệ sản xuất vật liệu composite gỗ nhựa

Ý nghĩa thực tiễn : kết quả nghiên cứu của đề tài được sử dụng cho việc xác

định chế độ công nghệ hợp lý và hoàn thiện công nghệ ta ̣o vâ ̣t liê ̣u composite gỗ nhựa

PP để tạo sản phẩm định hình trong khuôn dùng trang trí nội, ngoại thất trên máy ép phun W-120B Đài Loan tại Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh

đã lựa chọn được loại nhựa PP phù hợp với các yêu cầu để sản xuất vật liệu WPC đó là nhựa polypropylen có tên thương mại là Moplen RP348N (PP 348)

Công thức phân tử

Cấu trúc của Moplen RP348N: PP 348 có cấu trúc không điều hòa (random) copolymer, PP copolymer không điều hòa là PP mà ở mắc xích được biến tính bằng cách gắn các phân tử monomer khác nhau là ethylene Điều này làm thay đổi tính chất vật lý của polymer như: tăng độ trong và sáng, tăng độ bền va đập, uốn dẻo và giảm nhiệt độ chảy lỏng tuy nhiên tính chất kháng khí, mùi, hóa chất giống như PP homopolymer Polypropylen có cấu trúc không điều hòa thường chứa 1-7% khối lượng

là ethylene, 99-93% là propylene PP không điều hòa copolymer do có nhóm ethylene chen vào giữa mạch polymer cản trở sắp xếp kết tinh nên giảm độ kết tinh so với PP homopolymer tương ứng tính chất vật lý: giảm độ cứng, tăng độ kháng va đập, tăng độ trong, giảm nhiệt độ nóng chảy thuận lợi cho một số ứng dụng trong ngành tự động, nội thất, composite gỗ nhựa,…[64]

Tính chất nhiệt: Polypropylene Moplen RP348N là loại nhựa bán kết tinh có nhiệt độ chảy lỏng 170oC Do nhiệt độ chuyển thủy tinh cao (Tg= -20o

C) nên PP có khuynh hướng bị dòn ở nhiệt độ thấp Ở nhiệt độ 155oC, PP còn ở thể rắn nhưng đến gần nhiệt độ chảy lỏng, PP chuyển sang trạng thái mềm cao Khi giảm từ nhiệt độ chảy lỏng về 120oC, PP bắt đầu kết tinh lại Ở 300oC, nếu PP có chứa chất ổn định thì sẽ bền

oxy hóa và không bị phân hủy ngay cả đun vài giờ trong không khí

Tính chất hóa học: ở nhiệt độ thường, PP không tan trong các dung môi hữu cơ, trương trong hydrocacbon thơm và clo hóa, khi nhiệt độ lớn hơn 800C thì PP bắt đầu tan trong hai loại dung môi trên

Nhựa Polypropylene Moplen RP348N được sản xuất t ại công ty HMC Polymers Company Limited, Thái Lan Có một số đặc tính kỹ thuật như: chỉ số chảy 11(g/phút); khối lượng thể tích 0,9(g/cm3); độ bền kéo 29(MPa); độ co dãn 13(%); môđun đàn hồi 1050(MPa); năng lượng bẻ gãy 64(J/m); nhiệt độ chảy mềm 86(0

C), nhiệt độ chảy lỏng 1700C [64]

2.1.2 Cốt bột gỗ Cao su

Kích thước cốt bột gỗ Cao su: Vật liệu cốt sử dụng để sản xuất WPC thường

sử dụng là bột gỗ và sợi thực vật Bột gỗ là vật liệu được nghiền mịn từ gỗ hay phế liệu trong chế biến gỗ như mùn cưa , phoi bào, phế liệu gỗ khác của các loại gỗ thông , bạch đàn , thích, cao su,…thậm chí từ các phế phẩm nông nghiệp khác như vỏ trấu… Kích thước bột gỗ sử dụng cho công nghệ chế tạo composite gỗ nhựa có kích thước nhỏ hơn 1,2mm tùy theo công nghệ ép phun hay ép đùn Với kích thước này , bột gỗ có thể tự cháy ở nhiệt độ 200oC Thông thườ ng , bô ̣t gỗ sử dụng có kích thước trong khoảng 300-420 μm và được phân loại thành các cấp 50–150 μm, 100–200 μm, 200–

450 μm, và 450–700 μm [30]

Cấu tạo thô đại: Cao su là loài gỗ cây lá rộng, về mặt cấu tạo thô đại khi mới

cưa xẻ gỗ có màu vàng nhạt, lúc khô biến thành màu kem nhạt Gỗ Cao su có phần giác và lõi tuy nhiên hai phần này rất khó phân biệt, vòng sinh trưởng rõ ràng dứt khoát có chiều rộng khoảng 2-4 mm; Gỗ Cao su thớ thẳng, ít xoắn thớ, có lỗ mạch khá lớn, phân bố phân tán, nhu mô gỗ Cao su phong phú, tia gỗ có cấu tạo tụ hợp, xếp từ

23 hàng tế bào, sợi gỗ thẳng [14-16]

Cấu tạo hiển vi: thể hiện trên ba cắt là mặt cắt ngang, mặt cắt tiếp tuyến, mặt

cắt xuyên tâm với những đặc điểm cấu tạo đặc trưng như sau:[14-16]

Hình 2.1 Cấu tạo hiển vi của gỗ Cao su trên 3 mặt cắt

- Mạch gỗ: gỗ Cao su có lỗ mạch khá lớn, đường kính trung bình đo theo chiều xuyên tâm từ 385-396 μm, phân bố theo kiểu phân tán, số lượng mạch trung bình đạt 6/mm2 Đa phần mạch phân tán đơn, có khi kép ở xuyên tâm Những lỗ mạch kép có thể từ 2-7 lỗ mạch đơn nằm sát cạnh nhau Các lỗ mạch nằm ở giữa bị ép lại theo hướng xuyên tâm có sự hiện diện của trữ bào (thể bít) chiếm tỉ lệ đáng kể khoảng 1/3,

tế bào mạch có tấm xuyên mạch đơn

- Nhu mô (tế bào mô mềm): các hình thức phân bố nhu mô của gỗ Cao su khá phong phú, chủ yếu là nhu mô xa mạch xếp thành những dải băng 1 hàng tế bào Ngoài ra còn có các dãy nhu mô liên kết các mạch, đặc biệt có sự xuất hiện của nhu

mô dọc xếp thành từng tầng Bên cạnh đó còn có các tinh thể silic, oxalat canxi trong nhu mô

- Tia gỗ: gỗ Cao su có tia tụ hợp, bề rộng tia từ 2-3 hàng tế bào, chiều cao tia biến động từ 15-20 hàng tế bào Đôi khi xuất hiện tinh quả trám ở tế bào đứng

- Sợi gỗ: sợi gỗ Cao su khá thẳng có vách ngăn ngang đa phần nằm vuông gốc

tế bào sợi.Ống dẫn nhựa bệnh: ở cây Cao su có hiện tượng ống dẫn nhựa bệnh do tổn thương

Tính chất cơ học: theo Phạm Ngọc Nam [14-16] gỗ Cao su có tính chất cơ lý

xếp hạng trung bình và mộ số tính chất cơ bản như bảng sau:

Bảng 2.1 Tính chất cơ bản của gỗ Cao su

2 Điểm bão hoà thớ

Ứng suất kéo dọc thớ (KG/cm2) 1089,71

3 Độ co rút dọc thớ

Ứng suất uốn (KG/cm2) 751,36

4 Độ co rút xuyên tâm

Ứng suất lực tách (KG/cm2) 48,51

5 Độ co rút tiếp tuyến

Thành phần hóa học: thành phần hóa học chính của bột gỗ bao gồm cellulose,

lignin, hemicellulose và hợp chất vô cơ khác Trong đó cellulose, hemicellulose và lignin là các thành phần ảnh hưởng lớn đến các tính chất của sợi Thành phần hóa học của sợi phụ thuộc vào môi trường sống, tuổi cây, phương pháp tách sợi,…[21]

- Cellulose [20]: cellulose là polysacarit tự nhiên, có cấu trúc mạch thẳng

không phân nhánh, được tạo thành từ các mắt xích cơ bản là anhydro –D–gluco–pyranozơ, liên kết với nhau qua liên kết 1,4––glucozit Cellulose có mặt trong tất cả các loài thực vật nhưng mỗi loài có một hàm lượng khác nhau Công thức phân tử của cellulose là (C6H10O5)n hay [C6H7O2(OH)3]n; và công thức cấu tạo như sau:

hoặc

Hình 2.2 Công thức cấu tạo cellulose

Cellulose là polyme tương đối cứng, các đại phân tử có mức độ bất đối xứng cao do cấu trúc mạch vòng của mắt xính, do nhóm –OH có cực cao và liên kết mạnh giữa các phân tử của chúng Liên kết giữa cac phân tử cellulose được thực hiện bằng các lực vật lý với năng lượng liên kết nhỏ và bằng liên kết hydro Khả năng đứt và hình thành trở lại liên kế hydro là nguyên nhân tạo nên hàng loạt tính chất quan trọng của vật liệu cellulose Trong cellulose khô hầu như tất cả các nhóm –OH đều tham gia tạo thành liên kết hydro

Hình 2.3 Liên kết hyro trong cellulose

Do cấu trúc hóa học của cellulose có nhiều nhóm hydroxyl có thể tạo tương tác với nước thông qua việc tạo liên kết hydro Trong khi sợi thủy tinh chỉ có hiện tượng hấp thụ nước trên bề mặt thì sợi cellulose tương tác với nước không chỉ trên bề mặt mà còn cả bên trong bó sợi Lượng phân tử nước bị hấp thụ phụ thuộc vào cân bằng theo

độ ẩm tương đối của không khí

- Hemicellulose [20]: hemicellulose là những chất polysaccharides cấu tạo nên

vách tế bào, nhưng so với cellulose thì hemicellulose kém ổn định hoá học hơn, dễ bị phân giải khi ở nhiệt độ cao Hemicellulose gồm có pentosan (C5H8O4)n và hexosan (C6H10O5)n Hàm lượng pentosan và hexosan trong các loại gỗ có khác nhau, ở cây lá rộng lượng pentosan nhiều (19 - 23%) và hexosan (3 - 6%), ở gỗ lá kim tỷ lệ pentosan

và hexosan xấp xỷ nhau (10 - 12%) Nói chung hemicellulose dễ bị thuỷ phân dưới tác dụng của acid Hemicelluloses có cấu trúc phức tạp hơn celluloses và có cấu trúc phân

tử có mạch nhánh nhiều, độ trùng hợp thấp n < 200 Do cấu trúc mạch nhánh hemicelluloses có cấu trúc chủ yếu ở vùng vô định hình, ngoài ra còn có một ít tồn tại

ở vùng tinh thể của celluloses Vì vậy nó dễ thủy phân trong dung dịch axit, dễ bị trích

ly khỏi sợi trong dung dịch kiềm loãng, dễ hấp thụ ẩm, có khả năng thủy phân dưới tác dụng của vi khuẩn và làm suy giảm độ bền nhiệt của sợi, tính chất cơ học kém, không bền

Hình 2.4 Cấu trúc hóa học của hemicelluloses

- Lignin [20]: là một polyme thơm tự nhiên, là một hỗn hợp phức tạp của nhiều

polyme dạng phenolic, có cấu tạo mạng không gian ba chiều Trong thực vật lignin là chất liên kết giữa các tế bào, làm cho thành tế bào cứng hơn, chịu va đập, chịu nén, bền dưới tác động của vi sinh vật, lignin đóng vai trò như nhựa nền trong composite, còn cellulose đóng vai trò chất gia cường Lignin có cấu trúc vô định hình, có khối lượng phân tử từ 4000 -10000, độ trùng hợp cao n = 25 – 45, liên kết giữa các đơn vị lignin rất phức tạp Bản chất của các liên kết này chưa được xác định rõ ràng, trong lignin có nhiều nhóm chức như hydroxyl tự do, nhóm metoxyl, nhóm cacbonyl và nối đôi, nhờ vậy mà nó có thể tham gia các phản ứng như oxy hóa làm đứt mạch cacbon tạo thành các axit béo và thơm, hydro hóa và khử, phản ứng với halogen, axit nitric, phản ứng metyl hóa Lignin nóng chảy ở nhiệt độ 140 – 160o

C

Một dạng công thức điển hình của lignin như sau:

Hình 2.5 Công thức cấu tạo của Lignin

- Thành phần vô cơ: hàm lượng các chất vô cơ trong thực vật thường được quy

về hàm lượng tro, nó được đo xấp xỉ bằng lượng muối khoáng và các chất vô cơ khác trong sợi sau khi nung ở nhiệt độ 575±25oC Các chất vô cơ thường gặp trong thành phần của tro là oxit silic chiếm chủ yếu 90 - 97%, oxit kali chiếm 1,8 – 2,8%, CaO,

PbO, Al2O3, Fe2O3… [2]

Tóm lại: khi sử dụng bột gỗ làm vật liệu cốt có ưu điểm là có thể tạo ra vật liệu composite co tính bền dai cao, khối lượng thể tích thấp và có khả năng phân hủy sinh học Hơn nữa bột gỗ dễ kiếm với giá thành rẻ, có thể triển khai với vốn đầu tư thấp, dễ gia công, không gây kích thích da, ít ăn mòn thiết bị Đặc biết có thể tái chế được, phế thải sau khi sử dụng có khả năng phân hủy sinh học, dễ phân hủy hoàn toàn bằng nhiệt Nhưng có nhược điểm là bột gỗ phân cực cao làm chúng không tương thích với các polymer không phân cực, sự dễ hút ẩm, kích thước sợi ngắn dẫn đến độ bền uốn kém, dễ cháy bởi nhiệt,

2.1.3 Chất trợ tương hợp MAPP

Chất trợ tương hợp MAPP được ghép từ hai thành phần chính là MA (C4H4O2)

và PP Sau một chuỗi phản ứng phức MAPP có công thức như sau:

Chất trợ tương hợp MAPP là sản phẩm của quá trình biến tính PP bằng cách ghép maleic anhydride (MA) lên đại phân tử polypropylen Người ta thường sử dụng hai phương pháp ghép MA lên PP đó là phương pháp ghép trong dung dịch và phương pháp ghép nóng chảy [62]

Trợ tương hợp sử dụng MAPP trên thị trường có rất nhiều loại, việc lựa chọn MAPP phải đảm bảo các yêu cầu là dễ mua, thông dụng nhất, có giá thành thấp, có thể tái sinh được, độ ổn định nhiệt cao, độ bền cao và nhiệt độ chảy lỏng của nhựa nhỏ hơn 200o

C Do vậy trong quá trình nghiên cứu chúng tôi đã lựa chọn được MAPP phù hợp với các yêu cầu để sản xuất vật liệu WPC đó là MAPP có tên thương mại là Scona TPPP 8112 GA được sản xuất tại BYK Kometra GmbH, Đức Có một số đặc tính kỹ thuật như: hàm lượng maleic anhydride có trong hỗn hợp 1,4% tính theo khối lượng; chỉ số chảy > 80g/10phút [63]

2.1.4 Chất bôi trơn

Chất bôi trơn trên thị trường có rất nhiều loại, việc lựa chọn chất bôi trơn phải đảm bảo các yêu cầu là dễ mua, thông dụng nhất, có giá thành t hấp, có thể tái sinh được, độ ổn định nhiệt cao, độ bền cao và nhiệt độ chảy lỏng của nhựa nhỏ hơn 200o

C

Do vậy trong quá trình nghiên cứu chúng tôi đã lựa chọn được chất bôi trơn phù hợp với các yêu cầu để sản xuất vật liệu WPC có tên thương mại là BKY – P 4101 được sản xuất tại BYK Kometra GmbH, Đức Có một số đặc tính kỹ thuật như: thành phần Silicon dioxide; khối lượng thể tích 530kg/m3

Hòa tan bởi acetone ở 20°C 1 47 g/100g

Hòa tan bởi ethanol ở 20°C 0.1 1.5 g/100g

2.1.6 Chất hấp thụ tia UV

Phụ gia chất chông oxy hóa sử dụng là TINUVIN 1130 là một hợp chất được tạo thành bởi được tạo thành bởi 3 thành phần chính Trong đó Hydroxyphenylbenzotriazole chiếm 50%; b-[3-(2-H-Benzotriazole-2-yl)-4-hydroxy-5-

tert.butylphe nyl]-propionic acidpoly(ethylene glycol) 300-ester chiếm 38%; (2-H-Benzotriazole-2-yl)-4-hydroxy-5-tert.butylphenyl]-propionic acid}-poly(ethylene

Bis{b-[3-glycol) 300-es chiếm 12% và được thể hiện như hình vẽ sau: