zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Khoa Học Tự Nhiên

Phương pháp nhiệt vi sai xác định độ bền của vải PP (polypropylen) làm túi chứa nước linh hoạt

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Báo xấu

13
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tuổi thọ của vật liệu chế tạo lớp vỏ ngoài quyết định thời gian làm việc của túi trữ nước linh hoạt. Bài viết trình bày kết quả dự báo tuổi thọ sử dụng của túi trữ nước linh hoạt theo phương pháp nhiệt vi sai.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Phương pháp nhiệt vi sai xác định độ bền của vải PP (polypropylen) làm túi chứa nước linh hoạt

TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC VĂN LANG Vương Quang Việt và các tgk PHƯƠNG PHÁP NHIỆT VI SAI XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN CỦA VẢI PP (POLYPROPYLEN) LÀM TÚI CHỨA NƯỚC LINH HOẠT DIFFERENTIAL SCANNING CALORIMETRY METHOD TO DETERMINE THE LIFE-SPAN OF PP (POLYPROPYLEN) TEXTILE USED FOR FLEXIBLE WATER BLADDER VƯƠNG QUANG VIỆT, NGUYỄN KHÁNH LUÂN, NGUYỄN THÀNH NHÂN và NGUYỄN ANH TUẤN TÓM TẮT: Tuổi thọ của vật liệu chế tạo lớp vỏ ngoài quyết định thời gian làm việc của túi trữ nước linh hoạt. Độ chính xác của phép dự báo phụ thuộc vào phương trình dự báo có phản ánh đầy đủ các yếu tố khí hậu, thời tiết, môi trường, điều kiện sử dụng... tác động lên túi trữ nước và tiêu chuẩn hư hỏng mẫu được lựa chọn có tiêu biểu hay không. Việc gia tốc quá trình lão hóa cho phép đánh giá nhanh hơn quá trình phá hủy của vật liệu. Bài viết trình bày kết quả dự báo tuổi thọ sử dụng của túi trữ nước linh hoạt theo phương pháp nhiệt vi sai. Từ khóa: tuổi thọ; vật liệu dệt PP; túi trữ nước linh hoạt. ABSTRACT: The life-span of outer cover materials determines the work life of flexible water bladder. Accuracies of predictions depend on whether the prediction equation sufficiently includes the factors that impact on flexible water bladder such as climate, weather, environment and use conditions and whether the selected sample damage criteria are typical. Acceleration of aging enables quicker evaluation of material decomposition. This article shows results of flexible water bladder life-span prediction with differential scanning calorimetry method. Key words: life-span; polypropylen textile material; flexible water bladder. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ hỏng căn cứ theo một tiêu chuẩn nào đó. Độ chính Túi chứa nước linh hoạt được thiết kế và chế xác của phép dự báo phụ thuộc vào phương trình tạo tại Công ty Cổ phần nhựa Tân Đại Hưng có dự báo có phản ánh đầy đủ các yếu tố khí hậu, thời thiết kế 2 lớp nhằm khắc phục nhược điểm của tiết, môi trường, điều kiện sử dụng... tác động lên thiết kế 1 lớp. Lớp trong với mục đích kín nước. ống mềm và tiêu chuẩn hư hỏng mẫu được lựa Lớp ngoài là lớp bảo vệ, chịu lực có thể được làm chọn có tiêu biểu hay không. Mục tiêu của nghiên từ vật liệu dệt được chế tạo từ các loại sợi cứu là sử dụng phương pháp nhiệt vi sai dự báo polypropylen (PP) hoặc sợi polyeste (PES) [5], [6]. thời gian/tuổi thọ của vật liệu chế tạo vỏ ngoài túi Do vật liệu PES có giá thành tương đối cao nên vải chứa nước linh hoạt. Bài viết trình bày một số kết PP kéo định hướng được nghiên cứu thay thế. quả nghiên cứu về tuổi thọ của vật liệu dệt PP – Tuổi thọ của túi trữ nước phụ thuộc nhiều vào bằng phương pháp nhiệt vi sai (DTA). tuổi thọ của lớp ngoài PP – khoảng thời gian liên 2. NỘI DUNG tục tính từ khi lắp đặt sử dụng cho đến khi bị hư 2.1. Phương pháp nghiên cứu  TS. Công ty Cổ phần nhựa Tân Đại Hưng, vuonghathu87@gmail.com, Mã số: TCKH21-25-2020  KS. Công ty Cổ phần nhựa Tân Đại Hưng, luannguyenk33@gmail.com  KS. Công ty Cổ phần Giải pháp sáng tạo Mekong, thanhnhan_home@yahoo.com  PGS.TS. Viện đào tạo quốc tế về Khoa học vật liệu (ITIMS), Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 81
TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC VĂN LANG Số 21, Tháng 5 - 2020 Nguyên vật liệu: Vải PP do Công ty Cổ Bảng 1. Giá trị logv và nhiệt độ phần nhựa Tân Đại Hưng chế tạo có các thông Tốc độ gia Logv Nhiệt độ Nhiệt độ 1000/T số chính sau: trọng lượng: 210g/m2; độ bền nhiệt v phân phân (oC/phút) hủy (oC) hủy (oK) kháng xé rách theo chiều dọc và ngang > 30 2,5 0,3979 415 688 1,5189 kN/m; khổ rộng: 2,3m*2m; chiều dày: 5 0,6990 434 707 1,4771 0,250mm. 7,5 0,8751 440 713 1,4684 Phương pháp nghiên cứu: Phân tích nhiệt Xây dựng giản đồ Arrhenius - tương quan vi sai trên thiết bị: Netzsch TGA209F1 với logv = f(1000/T) trình bày trong hình 2. detector loại P; TG-sample nhôm. Chế độ: môi trường phân tích khí nitơ, 1 logv (K/min) thực hiện với các chế độ gia nhiệt: 2,5; 5,0; 7,5 0.5 o C/phút tại phòng thí nghiệm Đại học Bách 0 khoa Hà Nội. 1.38 1.4 1.42 1.44 1.46 Thử nghiệm động học phân hủy trọng lượng nhiệt theo phương pháp Ozawa/Flynn/Wall 1000/T (oK) theo ASTM : E1641-15 [2]. Hình 2. Giản đồ Arrhenius Tính toán bền nhiệt của vật liệu từ số liệu phân Đường hồi quy tuyến tính của giản đồ có dạng: 1 hủy trọng lượng nhiệt theo ASTM: E1877-15 [3]. logv = −9.000. T + 13.400 (1) 2.2. Kết quả và thảo luận Xác định năng lượng hoạt hóa của quá 2.2.1. Xây dựng giản đồ tương quan logv – trình theo ASTM: E1877-15. giản đồ Arrhenius Phương trình năng lượng có dạng: Kết quả phân tích DTA trong môi trường 𝑅 𝐸 = .𝑎 (2) nitơ với các tốc độ gia nhiệt khác nhau được 𝑏 trình bày trên giản đồ hình 1. Trong đó: E là năng lượng hoạt hóa Arrhenius (J/mol) R là hằng số khí = 8,31451 J/(mol K) a là hệ số góc (theo ASTM: E1641-15): ∆(𝑙𝑜𝑔𝑣) 𝑎= 1 = 9.000 ∆ (𝑇) b từ bảng cho trước và lần đầu lấy giá trị b= 0,466 Thay vào tính: 8,314 𝐸= . 9.000 = 160.570 𝐽/𝑚𝑜𝑙 0,466 𝐸 160.570 Tính lặp lại: 𝑅𝑇 = 8,314𝑥707 = 27,3172 tra Hình 1. Giản đồ TGA của mẫu vật liệu PP trong bảng  b= 0,465 môi trường nitơ 8,314 Tính lại E: 𝐸 = 0,465 . 9.000 = 160.916 𝐽/𝑚𝑜𝑙 Từ kết quả phân tích DTA, chọn mức độ Kết quả này cho chênh lệch nhỏ hơn 1%. phân hủy 20 % để tính toán với các tốc độ gia Chấp nhận kết quả này: E=160.916 (J/mol); nhiệt v tương ứng 2,5; 5,0; 7,5 oC/phút. Xác 𝐸 định các nhiệt độ giảm khối lượng tương ứng. 𝑅𝑇 = 27,3172; Kết quả trình bày trong bảng 1. b= 0,465 ở nhiệt độ 434 oC hay 707 oK. 82
TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC VĂN LANG Vương Quang Việt và các tgk 2.2.2. Xây dựng giản đồ chịu nhiệt của vật liệu Qua đồ thị có thể thấy vật liệu PP có độ Giản đồ chịu nhiệt của vật liệu lớp vỏ bền nhiệt khá cao: trên 160oC vật liệu có thời ngoài được xây dựng theo ASTM: E1877-15. gian chịu nhiệt giảm nhanh. Ở khoảng 200oC Phương trình chịu nhiệt của vật liệu có dạng: thời gian chịu nhiệt của vật liệu còn tới 6,4 𝐸 log[𝑡] = (2,303.𝑅.𝑇) + 𝑙𝑜𝑔 𝑅𝑣 − 𝑎 𝐸 (3) năm. Thực tế, vật liệu làm việc trong khoảng 𝐸 nhiệt độ cực đoan chỉ 70oC ngoài trời còn khá Với 𝑅𝑇 = 27,3172 nằm giữa 27 và 28, tra thấp so với môi trường thử nghiệm. bảng lấy giá trị gần đúng: a=14,832; v = 5 oC/phút; 3. KẾT LUẬN thay các giá trị vào phương trình (3) ta có: Độ bền của Polypropylen đã là một chỉ tiêu 1 𝑙𝑜𝑔𝑡 = 8404. 𝑇 − 11,244 (4) quan trọng (có thể là lớn nhất) được các nhà thiết Trong đó: t tính bằng phút; Hệ số chuyển kế ứng dụng quan tâm từ ngay ban đầu. Tuổi thọ đổi sang năm bằng (t/60.24.365) = t(1,9026.10- của túi trữ nước linh hoạt được yêu cầu là 8 năm. 6 ) [năm]. Kết quả tính với dải các nhiệt độ Phương pháp nhiệt vi sai chỉ tính ảnh hưởng nhiệt khác nhau, chuyển đổi về thời gian nằm trong độ của môi trường đến quá trình lão hóa của vật bảng 2 và trình bày trong hình 3 với trục liệu PP, nhưng nó cho ta thấy sự lựa chọn PP làm logarit thời gian. nguyên liệu chế tạo túi trữ nước linh hoạt là chính xác khi xét về tuổi thọ của sản phẩm. Điều này Bảng 2. Thời gian chịu nhiệt ở các nhiệt độ hoàn toàn xác đáng vì nhiệt độ là một trong số các T (oC) T (oK) Logt t (phút) t (năm) yếu tố chính gây nên lão hóa vật liệu polyme. Các 140 413 9,1046 1,2723.109 2420 dữ liệu của đường nhiệt động xác định bằng 160 433 8,1648 1,4615.108 278 phương pháp nhiệt vi sai khẳng định các kết 180 453 7,3078 2,0314.107 38,7 quả xác định tuổi thọ của vật liệu dệt này bằng 200 473 6,5234 3,3373.106 6,4 các phương pháp bán thực nghiệm khác (phản 220 493 5,8027 0,63459.106 1,2 ánh các yếu tố khí hậu, thời tiết, môi trường, 10000 điều kiện sử dụng,...) cho kết quả dao động 8- Thời gian 10 năm là đáng tin cậy và phù hợp với công bố (năm) 1 130 180 230 của các tài liệu công bố [1], [4]. Nhiệt độ (oC) Hình 3. Tương quan giữa nhiệt độ môi trường và thời gian chịu nhiệt của vật liệu TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Huỳnh Văn Trí (2006), Công nghệ gia công sợi hóa học, Nxb Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh. [2] ASTM: E1641-15, Standard Test Method for Decomposition Kinetics by Thermogravimetry Using the Ozawa/Flynn/Wall Method. [3] ASTM: E1877-15, Standard Practice for Calculationg Thermal Endurance of Materials from Thermogravimetry Decomposition Data. [4] Donald G. (director) (2011), The durability of geotextiles, GEOfabrics Limited, UK. [5] Zbigniewa Florjanczyka (1997), Chemia polymerow, PWT. [6] Nassalski (1970), Folie opakowaniowe, WNT. Ngày nhận bài: 04-5-2020. Ngày biên tập xong: 14-5-2020. Duyệt đăng: 26-5-2020 83

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.