Ảnh hưởng của xử lí hóa học đến tính chất và cấu trúc sợi đay để chế tạo vật liệu Compozit

T¹p chÝ Hãa häc, T. 45 (5A), Tr. 92 - 99, 2007<br /> <br /> <br /> ¶NH H¦ëNG CñA Xö Lý HãA HäC §ÕN TÝNH CHÊT Vµ<br /> CÊU TRóC SîI §AY §Ó CHÕ T¹O VËT LIÖU COMPOZIT<br /> §Õn Tßa so¹n 16-8-2007<br /> NguyÔn Ch©u Giang, NguyÔn Dòng TiÕn, Bïi Ch ¬ng<br /> Trung t©m Nghiªn cøu VËt liÖu Polyme, Tr2êng §¹i häc B¸ch khoa H7 Néi<br /> <br /> SUMMARY<br /> Two chemical treatments were applied to jute fibers to create a better bonding of fiber to<br /> resin in natural composite materials. The jute fibers have been treated with hydroxide potassium<br /> (KOH) and a bleaching agent, canxi hypochlorite (Ca(OCl)2.4H2O), in varying periods.<br /> Characterization techniques such as FT-IR, SEM were used to evaluate the effect of chemical<br /> treatments on fiber structure. After treatment the surface topography of jute was clean and micro-<br /> fibrils were revealed, these lead to an enhancement in mechanical properties and interfacial<br /> strength between jute fiber and PP.<br /> <br /> <br /> I - Më §ÇU hót Èm lín dÉn tíi kh¶ n¨ng b¸m dÝnh víi c¸c<br /> lo¹i nhùa kh«ng ph©n cùc nh1 PP rÊt kÐm, do<br /> Thùc tÕ ® chøng minh viÖc sö dông mét vËy c«ng tr×nh nDy ® tiÕn hDnh xö lý hãa häc<br /> c¸ch réng r i c¸c vËt liÖu polyme compozit (PC) bÒ mÆt sîi ®ay ë mét sè ®iÒu kiÖn nhÊt ®Þnh vD<br /> tõ c¸c lo¹i sîi truyÒn thèng nh1 thñy tinh, kh¶o s¸t ¶nh h1ëng cña c¸c ®iÒu kiÖn xö lý ®Õn<br /> kevla... ® g©y nh÷ng t¸c ®éng xÊu tíi m«i tÝnh chÊt c¬ häc cña sîi, kh¶ n¨ng b¸m dÝnh cña<br /> tr1êng do phÕ th¶i sau khi sö dông rÊt khã bÞ sîi víi nhùa PP nh»m t×m ra ®iÒu kiÖn xö lý vD<br /> ph©n hñy. V× vËy trong mét vDi thËp kû gÇn ®©y ph1¬ng ph¸p ®¸nh gi¸ tèi 1u.<br /> nh÷ng lo¹i vËt liÖu PC cã kh¶ n¨ng ph©n hñy<br /> sinh häc, th©n thiÖn víi m«i tr1êng ® thu hót II - THùC NGHIÖM<br /> ®1îc rÊt nhiÒu sù quan t©m cña c¸c nhD khoa<br /> häc. ë n1íc ta viÖc nghiªn cøu chÕ t¹o vËt liÖu 1. Nguyªn liÖu<br /> PC gia c1êng b»ng sîi thùc vËt nh1 tre, ®ay, Sîi ®ay ë d¹ng ®ay cói vD ®ay t¬ mua t¹i<br /> dõa, mét nguån nguyªn liÖu s½n cã vD kh¸ dåi C«ng ty §ay HD Néi.<br /> dDo trong n1íc, ® ®1îc triÓn khai tõ gÇn 10<br /> n¨m nay. Nhùa PP cã 8% MAPP chÕ t¹o t¹i Trung<br /> t©m Nghiªn cøu VËt liÖu Polyme, Tr1êng<br /> Bªn c¹nh sîi tre, sîi ®ay còng høa hÑn nhiÒu §HBK HD Néi.<br /> kh¶ n¨ng øng dông lDm sîi gia c1êng cho vËt<br /> liÖu PC do cã hDm l1îng xenlulo kh¸ cao KOH vD Ca(OCl)2.4H2O kü thuËt cña Trung<br /> (kho¶ng 65%) vD dÔ dDng t¸ch ra tõ th©n c©y Quèc ®1îc dïng ®Ó xö lý bÒ mÆt sîi.<br /> ®ay. Mét sè c«ng tr×nh tr1íc ®©y ® tiÕn hDnh 2. C¸c ph ¬ng ph¸p xö lý sîi ®ay<br /> chÕ t¹o vËt liÖu PC tõ sîi ®ay vD nhùa nhiÖt r¾n<br /> nh1ng míi chØ ®1a ra tÝnh chÊt cña vËt liÖu PC a) ChuÈn bÞ sîi ®ay<br /> [1] mD ch1a kh¶o s¸t tÝnh chÊt c¬ häc vD cÊu Sîi ®ay tr1íc khi xö lý hãa häc ®1îc lDm<br /> tróc cña sîi ®ay. Sîi ®ay sau khi chÕ biÕn tõ s¹ch khái c¸c t¹p chÊt c¬ häc vD dÇu mì b»ng<br /> th©n c©y ®ay cã mét sè nh1îc ®iÓm nh1 cã ®é<br /> 92<br /> c¸ch ng©m trong dung dÞch bét giÆt 1% ë 70oC m¸y LLOYD INSTRUMENT 5 KN (Anh) víi<br /> trong 1 giê, sau ®ã ®em giÆt s¹ch, sÊy kh« vD tèc ®é kÐo 2 mm/phót. Mçi gi¸ trÞ ®é bÒn kÐo lD<br /> b¶o qu¶n ë m«i tr1êng cã ®é Èm kh«ng ®æi lD kÕt qu¶ trung b×nh cña 35 mÉu ®o. §Ó x¸c ®Þnh<br /> 65 - 2%. tÝnh chÊt c¬ häc, sîi ®ay ®1îc d¸n cè ®Þnh trªn<br /> mét miÕng giÊy cã h×nh d¹ng vD kÝch th1íc nh1<br /> b) Xö lý kiÒm<br /> h×nh 1.<br /> Sîi ®ay ®1îc xö lý kiÒm ë ®iÒu kiÖn: dung<br /> dÞch KOH nång ®é 0,5 N; nhiÖt ®é phßng trong 1,5 cm<br /> nh÷ng kho¶ng thêi gian kh¸c nhau: 2 giê, 4 giê, S i ay<br /> 6 giê, 8 giê.<br /> Sau nh÷ng kho¶ng thêi gian nhÊt ®Þnh, dung<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 2 cm<br /> dÞch kiÒm ®1îc trung hßa b»ng axit axªtic, sîi<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 0,7cm<br /> ®ay ®1îc giò s¹ch nhiÒu lÇn trong n1íc sau ®ã<br /> sÊy kh« vD b¶o qu¶n ë ®iÒu kiÖn ®é Èm kh«ng<br /> ®æi 65%. TiÕn hDnh x¸c ®Þnh ®é suy gi¶m khèi<br /> l1îng cña sîi ®ay theo thêi gian xö lý sîi vD ¶nh 5 cm<br /> h1ëng cña ®iÒu kiÖn xö lý tíi c¸c tÝnh chÊt c¬<br /> häc cña sîi. ng c t<br /> c) Xö lý b»ng canxi hypoclorit<br /> Sîi ®ay ®1îc xö lý b»ng canxi hypoclorit ë H×nh 1: MÉu ®o ®é bÒn c¬ häc cña sîi ®ay<br /> ®iÒu kiÖn sau: dung dÞch Ca(OCl)2.4H2O nång §1êng c¾t sÏ ®1îc thùc hiÖn sau khi mÉu ®o<br /> ®é 0,1%; nhiÖt ®é phßng trong nh÷ng kho¶ng ® ®1îc cÆp vDo hai ®Çu kÑp cña thiÕt bÞ ®o.<br /> thêi gian kh¸c nhau: 5 phót, 10 phót, 15 phót. Tr1íc khi ®o sîi ®ay ®1îc gi÷ trong m«i tr1êng<br /> Sau nh÷ng kho¶ng thêi gian nhÊt ®Þnh, sîi cã ®é Èm cè ®Þnh 65% Ýt nhÊt 24 giê.<br /> ®ay ®1îc giÆt s¹ch nhiÒu lÇn b»ng n1íc sau ®ã<br /> PP/MAPP<br /> sÊy kh« vD b¶o qu¶n ë ®iÒu kiÖn ®é Èm kh«ng<br /> ®æi 65%. TiÕn hDnh x¸c ®Þnh ®é suy gi¶m khèi<br /> l1îng cña sîi ®ay theo thêi gian xö lý sîi vD ¶nh 1 2<br /> h1ëng cña ®iÒu kiÖn xö lý tíi c¸c tÝnh chÊt c¬<br /> häc cña sîi.<br /> 3. C¸c ph ¬ng ph¸p x¸c ®Þnh tÝnh chÊt v"<br /> cÊu tróc sîi ®ay<br /> a) §é suy gi¶m khèi l2îng sîi sau khi xö lý ®1êng c¾t<br /> Sîi ®ay tr1íc vD sau khi xö lý ë nh÷ng ®iÒu<br /> H×nh 2: MÉu ®o ®é bÒn b¸m dÝnh sîi ®ay/PP<br /> kiÖn kh¸c nhau ®1îc gi÷ æn ®Þnh ë ®é Èm 65%<br /> vD c©n chÝnh x¸c trªn c©n ph©n tÝch cã ®é chÝnh<br /> x¸c 1x10-4g. §é suy gi¶m khèi l1îng (A) ®1îc c) §é b¸m dÝnh gi÷a sîi ®ay v7 nhùa PP<br /> tÝnh theo c«ng thøc: ChuÈn bÞ mÉu ®o cã h×nh d¹ng vD kÝch th1íc<br /> <br /> A = m o m 1<br /> x100 %<br /> t1¬ng tù mÉu ®o ®é bÒn c¬ häc. §Ó x¸c ®Þnh ®é<br /> bÒn b¸m dÝnh gi÷a nhùa PP vD sîi ®ay tiÕn hDnh<br /> m o nhá mét giät nhùa PP/MAPP nãng ch¶y lªn sîi<br /> Trong ®ã mo vD m1 lD khèi l1îng t1¬ng øng cña ®ay nh1 h×nh 2.<br /> sîi tr1íc vD sau khi xö lý. §1êng c¾t ®1îc thùc hiÖn sau khi mÉu ®1îc<br /> b) TÝnh chÊt c¬ häc cña sîi ®ay cè ®Þnh vDo thiÕt bÞ ®o ®é bÒn kÐo: vÞ trÝ 1 ë ®Çu<br /> kÑp phÝa d1íi cña m¸y ®o ®é bÒn kÐo, vÞ trÝ 2<br /> §é bÒn kÐo cña sîi ®ay ®1îc x¸c ®Þnh trªn ®1îc treo vDo thanh kÐo g¾n vDo ®Çu kÑp phÝa<br /> <br /> 93<br /> trªn. Tr1íc khi ®o sîi ®ay ®1îc gi÷ trong m«i chôp phæ FTIR ®Ó x¸c ®Þnh thDnh phÇn cÊu tróc<br /> tr1êng cã ®é Èm cè ®Þnh 65% Ýt nhÊt 24 giê. bÒ mÆt sîi trªn m¸y Tensor 27 - Brucker (Mü).<br /> Qu¸ tr×nh ®o ®1îc thùc hiÖn trªn m¸y ®o ®é<br /> bÒn kÐo LLOYD INSTRUMENT 5 KN (Anh) KÕT QU¶<br /> víi tèc ®é kÐo 2 mm/phót.<br /> §é bÒn b¸m dÝnh ®1îc tÝnh theo c«ng 1. ¶nh h ëng cña chÕ ®é xö lý kiÒm ®Õn cÊu<br /> tróc v" tÝnh chÊt sîi ®ay<br /> thøc:<br /> F a) Sù suy gi¶m khèi l2îng sîi<br /> = Sîi ®ay ® ®1îc xö lý trong dung dÞch KOH<br /> .D.L 0,5N ë nhiÖt ®é th1êng trong nh÷ng kho¶ng thêi<br /> gian tõ 2 giê ®Õn 4, 6, 8 giê.<br /> Trong ®ã: lD ®é bÒn b¸m dÝnh (MPa); F lD lùc<br /> lín nhÊt cÇn thiÕt ®Ó kÐo h¹t nhùa PP tr1ît khái C¸c nghiªn cøu tr1íc ®©y ® chØ ra r»ng<br /> vÞ trÝ ban ®Çu (N); D lD ®1êng kÝnh sîi (mm); L hemixenlulo (bao gåm xylan, polyuronit vD<br /> lD chiÒu dDi h¹t nhùa PP g¾n trªn sîi (mm). hecxoxan) rÊt nh¹y víi t¸c dông cña NaOH<br /> trong khi ®ã ho¸ chÊt nDy l¹i chØ g©y ¶nh h1ëng<br /> d) H×nh th¸i cÊu tróc bÒ mÆt sîi ®ay kh«ng ®¸ng kÓ tíi lignin vD -xenlulo [2].<br /> H×nh th¸i cÊu tróc sîi tr1íc vD sau khi xö lý Trong qu¸ tr×nh xö lý c¸c hîp chÊt hemixenlulo<br /> hãa häc ®1îc quan s¸t trªn kÝnh hiÓn vi ®iÖn tö vD mét sè t¹p chÊt kh¸c sÏ bÞ t¸ch ra dÉn tíi sîi<br /> quÐt (SEM) JEOL JMS 6360LV (NhËt B¶n). suy gi¶m khèi l1îng sîi vD thay ®æi cÊu tróc bÒ<br /> mÆt sîi, v× vËy ® tiÕn hDnh kh¶o s¸t sù phô<br /> e) Phæ hång ngo¹i (FTIR) thuéc ®é suy gi¶m khèi l1îng sîi theo thêi gian,<br /> Sîi ®ay tr1íc vD sau khi xö lý hãa häc ®1îc kÕt qu¶ tr×nh bDy trªn h×nh 3.<br /> <br /> 8<br /> §é gi¶m khèi l1îng, %<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 7 6.34 6.1 5.94<br /> 6<br /> 5<br /> 4<br /> 3<br /> 2<br /> 1 1.3<br /> <br /> 0<br /> 0 2 4 6 8 10<br /> Thêi gian xö lý, h<br /> H×nh 3: §é suy gi¶m khèi l1îng theo thêi gian xö lý<br /> <br /> Tõ h×nh 3 nhËn thÊy sau khi xö lý kiÒm khèi sau khi xö lý kiÒm ë c¸c chÕ ®é kh¸c nhau ®<br /> l1îng sîi gi¶m ®i ®¸ng kÓ chñ yÕu trong kho¶ng ®1îc quan s¸t b»ng SEM, kÕt qu¶ tr×nh bDy trªn<br /> thêi gian tõ 0 - 4 giê, tiÕp tôc kÐo dDi thêi gian h×nh 4. Tõ h×nh 4 thÊy r»ng qu¸ tr×nh xö lý kiÒm<br /> xö lý møc ®é suy gi¶m khèi l1îng hÇu nh1 thay ® lo¹i bá ®1îc c¸c chÊt kÕt dÝnh bao quanh bÒ<br /> ®æi kh«ng ®¸ng kÓ. mÆt ngoDi thDnh tÕ bDo sîi, ®Ó lé ra c¸c thí sîi<br /> b) Sù thay ®æi cÊu tróc bÒ mÆt sîi râ rDng h¬n so víi sîi ch1a xö lý. ¶nh SEM cña<br /> sîi ®ay sau khi xö lý kiÒm 4 giê vD 6 giê cho<br /> Sù thay ®æi cÊu tróc bÒ mÆt sîi ®ay tr1íc vD thÊy bã c¸c vi sîi xenlulo nhá xÕp khÝt vD song<br /> 94<br /> song víi nhau t¹o nªn rÊt nhiÒu r nh trªn bÒ mÆt gi÷a sîi vD nhùa nÒn trong vËt liÖu compozit.<br /> sîi. §iÒu nDy sÏ gãp phÇn c¶i thiÖn ®é b¸m dÝnh<br /> <br /> CXL KOH-4h<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> KOH-6h KOH-8h<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> H×nh 4: ¶nh SEM sîi ®ay tr1íc vD sau khi xö lý<br /> <br /> c) Phæ FTIR cña sîi ®ay tr2íc v7 sau khi xö lý 270 MPa sau 6 giê, t¨ng 38% so víi ®é bÒn kÐo<br /> § tiÕn hDnh ®o phæ IR cña sîi ®ay tr1íc vD ban ®Çu. §iÒu nDy cã thÓ ®1îc gi¶i thÝch lD do<br /> sau khi xö lý b»ng KOH 0,5 N trong 6 giê, kÕt viÖc lo¹i bá hemixenlulo trong qu¸ tr×nh xö lý<br /> qu¶ tr×nh bDy trªn h×nh 5. Quan s¸t phæ hång sîi, lDm cho vïng liªn kÕt gi÷a c¸c ®¬n sîi sÏ<br /> ngo¹i cña sîi ®ay ch1a xö lý (a) vD xö lý b»ng kÐm ch¾c ®Æc h¬n do ®ã t¹o ®iÒu kiÖn cho c¸c<br /> canxi hypoclorit (b) thÊy xuÊt hiÖn râ rÖt pic ë ®¬n sîi cã nhiÒu kh¶ n¨ng tù s¾p xÕp l¹i theo<br /> vïng b1íc sãng 1737 cm-1, ®Æc tr1ng cho liªn chiÒu cña biÕn d¹ng kÐo h¬n. Khi sîi bÞ kÐo<br /> kÕt >C=O cã trong c¸c ph©n tö hemixenlulo [3]. c¨ng, sù s¾p xÕp l¹i c¸c sîi ®¬n nh1 thÕ sÏ dÉn<br /> tíi sù ph©n bè chia ®Òu lùc t¸c dông lªn chóng<br /> ë phæ hång ngo¹i cña sîi ®ay sau khi xö lý<br /> tèt h¬n vD sîi sÏ cã øng suÊt cao h¬n.<br /> kiÒm (c) kh«ng thÊy xuÊt hiÖn pic nDy n÷a cho<br /> thÊy cã sù thay ®æi trong thDnh phÇn cÊu tróc Mét sè tÝnh chÊt c¬ lý kh¸c cña c¸c lo¹i sîi<br /> sîi. ®ay ®1îc tr×nh bDy trªn b¶ng 1. Tõ b¶ng 1 nhËn<br /> thÊy ®ay t¬ cã ®é bÒn thÊp h¬n ®ay cói.<br /> d) TÝnh chÊt c¬ häc cña sîi ®ay sau khi xö lý<br /> kiÒm 2. ¶nh h ëng cña chÕ ®é xö lý b»ng canxi<br /> hypoclorit ®Õn cÊu tróc v" tÝnh chÊt sîi<br /> H×nh 6 tr×nh bDy ¶nh h1ëng cña thêi gian xö<br /> ®ay<br /> lý kiÒm ®Õn ®é bÒn kÐo cña sîi ®ay. Tõ h×nh 6<br /> nhËn thÊy r»ng ®é bÒn c¬ häc cña sîi ®ay ®1îc Tõ l©u trong qu¸ tr×nh xö lý hãa häc sîi dÖt<br /> c¶i thiÖn ®¸ng kÓ sau khi xö lý kiÒm: ®é bÒn kÐo ng1êi ta ® sö dông c¸c chÊt oxi hãa nh1 natri<br /> t¨ng dÇn theo thêi gian xö lý, ®¹t gi¸ trÞ cao nhÊt hypoclorit (NaClO), hydroperoxit (H2O2)... ®Ó<br /> <br /> 95<br /> lDm chÊt tÈy tr¾ng. D1íi t¸c dông cña chÊt oxi<br /> §é hÊp thô hãa lignin sÏ bÞ oxi hãa vD chuyÓn thDnh c¸c vËt<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> (c)<br /> <br /> (b)<br /> <br /> (a)<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> H×nh 5: Phæ FTIR sîi ®ay tr1íc vD sau khi xö lý hãa häc<br /> <br /> 300 270.1 266.7<br /> 250 214.8 228.3<br /> �� b�n kéo, MPa<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 195.7<br /> 200<br /> 150<br /> 100<br /> 50<br /> 0<br /> CXL 2 4 6 8<br /> Th�i gian x� lý, h<br /> H×nh 6: ¶nh h1ëng cña thêi gian xö lý kiÒm ®Õn ®é bÒn kÐo<br /> B¶ng 1: TÝnh chÊt c¬ häc cña sîi ®ay sau khi xö lý kiÒm<br /> §1êng kÝnh sîi, §é bÒn kÐo, M« ®un §é d n dDi,<br /> Lo¹i ®ay ChÕ ®é xö lý<br /> µm MPa Young, GPa %<br /> CXL 65 - 95 195,7 33,17 1,03<br /> KOH - 2 giê 55 - 95 214,8 45,13 1,26<br /> §ay cói KOH - 4 giê 60 - 102 228,3 48,98 1,39<br /> KOH - 6 giê 55 - 90 270,1 50,18 1,51<br /> KOH - 8 giê 55 - 100 266,7 74,8 1,56<br /> §ay t¬ CXL 65 - 85 182,3 44,22 0,60<br /> KOH - 6 giê 60 - 90 220,6 72.29 0,54<br /> 96<br /> phÈm ®¬n gi¶n vD tïy ®iÒu kiÖn xö lý mD nh÷ng b»ng dung dÞch kiÒm.<br /> chÊt «xi hãa nDy t¸c dông nhiÒu hay Ýt víi c¸c<br /> b) Sù thay ®æi h×nh th¸i cÊu tróc bÒ mÆt sîi<br /> nhãm ®Þnh chøc cña xenlulo vD cã ph¸ hñy nã<br /> hay kh«ng [4]. Trong ®Ò tDi nDy sîi ®ay ® ®1îc Sù thay ®æi h×nh th¸i cÊu tróc bÒ mÆt sîi sau<br /> xö lý trong dung dÞch canxi hypoclorit khi xö lý b»ng canxi hypoclorit ® quan s¸t<br /> (Ca(OCl)2.4H2O) nång ®é 0,1% ë nhiÖt ®é ®1îc th«ng qua ¶nh SEM, kÕt qu¶ tr×nh bDy trªn<br /> th1êng trong thêi gian 5, 10, 15 phót. h×nh 8. Tõ h×nh 8 nhËn thÊy sau thêi gian xö lý<br /> 5 phót bÒ mÆt sîi ® b¾t ®Çu cã sù thay ®æi, c¸c<br /> a) Sù suy gi¶m khèi l2îng chÊt kÕt dÝnh, chÊt mDu nh1 lignin trªn bÒ mÆt<br /> KÕt qu¶ vÒ sù suy gi¶m khèi l1îng sîi theo ® ®1îc lo¹i bá ®Ó lé ra c¸c vi sîi. Tuy nhiªn chØ<br /> thêi gian xö lý b»ng canxi hypoclorit ®1îc tr×nh sau 15 phót ® quan s¸t thÊy sù ph¸ hñy mét<br /> bDy trªn h×nh 7. Dung dÞch canxi hypoclorit cã phÇn sîi xenlulo, c¸c vi sîi b¾t ®Çu bÞ ®øt g y.<br /> t¸c dông «xi hãa kh¸ m¹nh nªn cã sù tæn hao ¶nh SEM ®èi víi mÉu ®ay xö lý trong 10 phót<br /> cho thÊy hiÖu qu¶ xö lý tèt nhÊt. C¸c chÊt kÕt<br /> khèi l1îng sîi lín chØ trong thêi gian ng¾n. Sîi<br /> dÝnh hÇu nh1 ® bÞ lo¹i bá, tuy nhiªn sîi l¹i<br /> sau khi xö lý cã mDu s¸ng h¬n so víi sîi xö lý<br /> ch1a bÞ ph¸ hñy nhiÒu.<br /> 10<br /> §é gi¶m khèi l1îng, %<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 8 9.5<br /> 7.58<br /> 6<br /> 4<br /> 4.78<br /> 2<br /> 0<br /> 0 5 10 15 20<br /> Thêi gian xö lý, min<br /> H×nh 7: §é suy gi¶m khèi l1îngh sîi<br /> i itheo thêi<br /> l gian<br /> h xö lý b»ng canxi hypoclorit<br /> <br /> CXL 5 phót<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 10 phót 15 phót<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> H×nh 8: ¶nh SEM sîi ®ay tr1íc vD sau khi xö lý b»ng canxi hypoclorit<br /> <br /> Hình 8: �nh SEM s�i �ay trư�c và sau khi x� lý b�ng canxi hypoclorit<br /> 97<br /> c) Sù thay ®æi ®é bÒn c¬ häc<br /> <br /> 250 233.2 70<br /> <br /> 195.7 61.12 60<br /> 200<br /> 175.4<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Mô un Young, GPa<br /> 50<br /> �� b�n kéo, MPa<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 146.2<br /> 150 40 �� b�n<br /> 33.17<br /> kéo<br /> <br /> 100 30 M ô �un<br /> Young<br /> 21.97 21.28 20<br /> 50<br /> 10<br /> <br /> 0 0<br /> CXL 5 10 15<br /> Th�i gian x� lý, phút<br /> H×nh 9: Sù thay ®æi ®é bÒn c¬ häc cña sîi theo thêi gian xö lý b»ng canxi hypoclorit<br /> <br /> KÕt qu¶ kh¶o s¸t sù thay ®æi ®é bÒn c¬ häc 3. ¶nh h ëng cña c¸c t¸c nh©n xö lý hãa häc<br /> cña sîi ®ay theo thêi gian xö lý canxi hypoclorit ®Õn ®é bÒn c¬ häc v" ®é b¸m dÝnh gi÷a sîi<br /> ®1îc tr×nh bDy trªn h×nh 9. Tõ h×nh 9 nhËn thÊy ®ay v" nhùa PP<br /> ®é bÒn c¬ häc cña sîi ®ay kh«ng t¨ng dÇn nh1<br /> khi xö lý trong dung dÞch kiÒm mD chØ ®¹t gi¸ trÞ §é b¸m dÝnh gi÷a sîi gia c1êng vD nhùa nÒn<br /> cao nhÊt sau mét thêi gian xö lý nhÊt ®Þnh lD 10 ®ãng vai trß quyÕt ®Þnh ®Õn c¸c tÝnh chÊt c¬ häc<br /> phót. KÕt qu¶ nDy phï hîp víi h×nh ¶nh vÒ cÊu cña vËt liÖu compozit sau nDy. KÕt qu¶ x¸c ®Þnh<br /> tróc bÒ mÆt sîi ®1a ra trªn h×nh 8. Sau thêi gian ®é bÒn b¸m dÝnh gi÷a sîi ®ay ë c¸c chÕ ®é xö lý<br /> xö lý ng¾n (5 phót), c¸c chÊt liªn kÕt trong sîi tèi 1u vD nhùa PP cã MAPP ®1îc tr×nh bDy trªn<br /> t¸ch ra ch1a ®ñ nhiÒu ®Ó c¸c vi sîi cã thÓ ®Þnh b¶ng 2. Tõ b¶ng 2 nhËn thÊy c¶ hai ph1¬ng ph¸p<br /> h1íng l¹i theo h1íng lùc kÐo mD ng1îc l¹i cã xö lý b»ng KOH 0,5N trong 6 giê vD<br /> thÓ t¹o thDnh nh÷ng khuyÕt tËt trong sîi dÉn tíi Ca(OCl)2.4H2O 0,1% trong 10 phót ®Òu lDm<br /> sù suy gi¶m ®é bÒn c¬ häc. Ng1îc l¹i thêi gian t¨ng ®é b¸m dÝnh gi÷a sîi vD nhùa PP còng nh1<br /> xö lý dDi (15 phót) còng lDm gi¶m ®é bÒn kÐo ®é bÒn kÐo ®øt so víi sîi ch1a xö lý, tuy nhiªn<br /> còng nh1 m« ®un ®Dn håi cña sîi do mét phÇn xö lý trong dung dÞch kiÒm cã t¸c dông râ rÖt<br /> sîi xenlulo b¾t ®Çu bÞ ph¸ hñy. h¬n nhiÒu. ë c¸c ®iÒu kiÖn xö lý tèi 1u, xö lý<br /> kiÒm ® lDm t¨ng ®é bÒn b¸m dÝnh gi÷a<br /> Tõ c¸c kÕt qu¶ kh¶o s¸t ë trªn thÊy r»ng víi<br /> sîi/nhùa PP lªn 47% trong khi víi xö lý b»ng<br /> dung dÞch canxi hypoclorit 0,1% thêi gian xö lý<br /> canxi hypoclorit ®é bÒn nDy chØ t¨ng xÊp xØ 4%.<br /> 10 phót lD thÝch hîp nhÊt.<br /> <br /> B¶ng 2: ¶nh h1ëng cña c¸c t¸c nh©n xö lý hãa häc ®Õn ®é bÒn c¬ häc vD ®é b¸m dÝnh gi÷a sîi ®ay<br /> vD nhùa PP<br /> ChÕ ®é xö lý §é b¸m dÝnh sîi /PP, MPa §é bÒn kÐo, MPa<br /> Ch1a xö lý 1,57 195<br /> Xö lý KOH 0,5N - 6 giê 2,32 270<br /> Xö lý Ca(OCl)2.4H2O 0,1% - 10 phót 1,63 232<br /> <br /> 98<br />  KÕT LUËN T&I LIÖU THAM KH¶O<br /> <br /> - § t×m ®1îc chÕ ®é xö lý kiÒm tèi 1u ®èi 1. TrÇn VÜnh DiÖu, Lª ThÞ Ph¸i, Lª Ph1¬ng<br /> víi sîi ®ay: dung dÞch KOH 0,5 N ë nhiÖt ®é Th¶o. T¹p chÝ Hãa häc, T. 40, 3A, 1 - 7<br /> th1êng trong 6 giê. Sau khi xö lý sîi cã ®é bÒn (2002).<br /> kÐo ®¹t 270 MPa t¨ng 38% so víi sîi ch1a xö 2. A. K. Bledzki, J. Gassan. Prog. Polym.<br /> lý, ®é b¸m dÝnh ®¹t 2,32 MPa t¨ng 47% so víi Sci., 24, 221 - 274 (1999).<br /> sîi ch1a xö lý. 3. A. K. Mohanty, Mubarak A. Khan, G.<br /> - §èi víi t¸c nh©n xö lý canxi hypoclorit chÕ Hinrichsen. Composite Science and<br /> ®é xö lý tèi 1u lD dung dÞch 0,1% ë nhiÖt ®é Technology, 60, 1115 - 1124 (2000).<br /> th1êng trong 10 phót. Sîi ®ay sau khi xö lý cã 4. Cao H÷u Tr1îng. C«ng nghÖ Hãa häc sîi<br /> ®é bÒn kÐo 233,2 MPa t¨ng 19% vD ®é b¸m dÖt. Gi¸o tr×nh §HBK HD Néi (1994).<br /> dÝnh víi nhùa PP t¨ng xÊp xØ 4% so víi sîi ch1a 5. Premamoy Ghosh, Debaprasad Dev, Asish<br /> xö lý. Nh1 vËy, canxi hypoclorit chØ sö dông Kumar Samanta. J. Appl. Polym. Sci., 69,<br /> trong tr1êng hîp cÇn tÈy tr¾ng sîi ®ay. 1139 - 1147 (1998).<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 99<br />