Nghiên cứu chế tạo vật liệu compozit từ một số nhựa nhiệt dẻo (PE, PP, EVA)/tro bay nhà máy nhiệt điện và ứng dụng một số sản phẩm dân dụng.

Chủ nhiệm đề tài PGS.TS. Thái Hoàng
Đơn vị thực hiện Viện Kỹ thuật Nhiệt đới
Thời gian thực hiện 2008 - 2009
Tổng kinh phí 350 triệu đồng
Mục tiêu đề tài
  • Xác định hàm lượng tro bay thích hợp làm chất độn và chất gia cường cho các loại nhựa nhiệt dẻo polyetylen (PE), polypropylen (PP) và copolyme etylen-vinyl axetat (EVA).
  • Chế tạo một số sản phẩm dân dụng từ vật liệu compozit PE/tro bay, PP/tro bay và EVA/tro bay/chất phụ gia đáp ứng yêu cầu chất lượng của các cơ sở sản xuất.
Nội dung đề tài
  • Xác định thành phần của tro bay Nhà máy Nhiệt điện Phả Lại.
  • Chế tạo vật liệu compozit trên cơ sở PE, PP và EVA với hàm lượng tro bay khác nhau ở trạng thái nóng chảy trên máy trộn nội Haake, máy đùn trục vít xoắn, bố trí liên hợp với máy cắt hạt và thiết bị ép phun chất dẻo.
  • Xác định cấu trúc và hình thái của vật liệu compozit PE/tro bay, PP/tro bay và EVA/tro bay/chất phụ gia bằng ảnh hiển vi điện tử quét (SEM).
  • Nghiên cứu tương tác giữa EVA và tro bay trong các màng compozit EVA/tro bay bằng phổ hồng ngoại.
  • Nghiên cứu các tính chất của vật liệu compozit polyme/tro bay:

- Nghiên cứu tính chất chảy nhớt của vật liệu compozit PE/tro bay, PP/tro bay và EVA/tro bay (phản ánh bởi mô men xoắn) theo thời gian trộn nóng chảy.
- Nghiên cứu tính chất cơ lý (mô đun đàn hồi, độ bền kéo đứt, độ dãn dài khi đứt) của vật liệu compozit PE/tro bay, PP/tro bay và EVA/tro bay với các tỷ lệ thành phần khác nhau. Từ đó, lựa chọn hàm lượng tro bay thích hợp cho vật liệu compozit ứng với các polyme nền PE, PP và EVA.
- Nghiên cứu độ bền nhiệt của vật liệu compozit PE/tro bay, PP/tro bay và EVA/tro bay bằng phương pháp phân tích nhiệt khối lượng (TGA).

  • Nghiên cứu biến tính tro bay bằng silan hữu cơ (như vinyl trimetoxy silan, glycidoxypropyl trimetoxysilan) và ảnh hưởng của hàm lượng silan hữu cơ tới tính chất cơ lý, độ bền nhiệt và cấu trúc của vật liệu compozit/tro bay, PP/tro bay và EVA/tro bay.
  • Thử nghiệm và đánh giá độ bền oxy hóa nhiệt của vật liệu compozit PE/tro bay, PP/tro bay và EVA/tro bay (theo phần trăm độ bền kéo đứt còn lại của vật liệu - tiêu chuẩn BS 7646, Anh).
  • Nghiên cứu khả năng chống cháy vật liệu compozit PE/tro bay, PP/tro bay và EVA/tro bay/chất phụ gia theo phương pháp thử nghiệm UL94.
  • Chế thử sản phẩm và xác định các tính chất:

- Chế thử vỏ phích nhựa: Tiến hành ép phun hạt compozit PE/tro bay, PP/tro bay trên máy ép phun chất dẻo tại Công ty CP bóng đèn - phích nước Rạng Đông. Sau đó, xác định các tính chất và độ bền oxy hóa nhiệt của vỏ phích nhựa.
- Chế thử tấm xốp EVA tại Công ty CP cao su Hà Nội, sau đó xác định các tính chất và độ bền oxy hóa nhiệt của các tấm xốp làm giầy dép và tấm trải sàn thi đấu thể thao.

Kết quả đạt được

Về khoa học:

  • Đã xác định được thành phần hóa học của 3 loại tro bay đầu lò, trung lò và silo của Nhà máy Nhiệt điện Phả Lại.
  • Khi biến tính tro bay bằng vinyl trimetoxy silan (viết tắt là VTMS hoặc V và 3-glycido propyl trimetoxy silan (viết tắt là GPTMS hoặc G), trên bề mặt tro bay hình thành một lớp màng silan hữu cơ rất mỏng.
  • Thành phần thích hợp của các vật liệu compozit: PE/15% hỗn hợp OFA/MFA (1V) ở tỷ lệ 70/30 (pkl), PP/15-20% hỗn hợp OFA/MFA (1G hoặc 1V) ở các tỷ lệ 70/30, 80/20 (pkl), EVA/10% OFA/MFA (1G) ở các tỷ lệ 80/20, 70/30, (pkl). Các vật liệu này đáp ứng yêu cầu chế tạo một số sản phẩm kỹ thuật và dân dụng.
  • Các sản phẩm chế thử của đề tài như ống gân xoắn PE/hỗn hợp tro bay, tấm trải sàn tập thể thao và đế giầy dép từ EVA/hỗn hợp tro bay/chất phụ gia đã đáp ứng yêu cầu chất lượng của các doanh nghiệp.

Kết quả đào tạo:

  • 01 sinh viên đã bảo vệ tốt nghiệp khóa luận đại học với đề tài: “Nghiên cứu một số tính chất của vật liệu compozit polyetylen/tro bay”. Khóa luận tốt nghiệp đã được bảo vệ tháng 5/2009 với kết quả xuất sắc.
  • 01 học viên bảo vệ luận văn cao học với đề tài: “Nghiên cứu tính chất hóa lý và vi cấu trúc của vật liệu compozit EVA/tro bay”. Luận văn đã được bảo vệ tháng 11/2008 với kết quả đạt loại giỏi.
Những đóng góp mới
  • Đã chế tạo được tro bay biến tính bằng vinyl trimetoxy silan và 3-glycido propyl trimetoxy silan, làm rõ vai trò của tro bay biến tính hữu cơ trong việc nâng cao tính chất cơ, cải thiện khả năng phân tán của tro bay trong polyme nền và độ bền oxy hóa nhiệt của vật liệu compozit nhựa nhiệt dẻo/tro bay.
  • Đã tìm được thành phần và chế độ công nghệ thích hợp cho các vật liệu compozit PE/hỗn hợp tro bay, PP/hỗn hợp tro bay, EVA/hỗn hợp tro bay/chất phụ gia đáp ứng yêu cầu chế tạo một số sản phẩm kỹ thuật và dân dụng.
Sản phẩm

Sản phẩm khoa học:

  • 05 bài báo đã được công bố.

Sản phẩm cụ thể:

  • 60 kg vật liệu compozit PE/hỗn hợp tro bay (ở dạng hạt).
  • 60 m ống gân xoắn PE/hỗn hợp tro bay, đường kính  60.
  • 10 cuộn tấm xốp EVA/hỗn hợp tro bay/chất phụ gia với kích thước rộng x dài x dầy 1500 x 2000 x 15 (mm).

Các sản phẩm trên được bảo quản tại Viện Kỹ thuật nhiệt đới.

Địa chỉ ứng dụng
  • Công ty CP nhựa Châu Âu.
  • Công ty CP An Phát Đạt.
  • Công ty CP cao su Hà Nội.
  • Xí nghiệp Cao su đường sắt.

Bản quyền thuộc về Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Địa chỉ: 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội. Email: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Khi phát hành lại thông tin trên Website cần ghi rõ nguồn: "Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam".