Luận án tiến sĩ: Chế tạo màng sơn đa chức năng từ nhựa acrylic và hạt nano AgTiO2-AgZnO

Nghiên cứu chế tạo màng sơn đa chức năng từ nhựa acrylic kết hợp hạt nano AgTiO2-AgZnO, ứng dụng tiềm năng trong công nghiệp và bảo vệ môi trường.

• Tác giả: Vũ Tiến Việt
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Thế Hữu
• Trường học: Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa học
• Đề tài: Nghiên cứu chế tạo màng sơn đa chức năng trên cơ sở nhựa acrylic nhũ tương và các hạt lai nano Ag/TiO2, Ag/ZnO
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. TỔNG QUAN VỀ SƠN ACRYLIC VÀ HẠT LAI NANO BẠC
• 1.1.1. TỔNG QUAN VỀ HẠT LAI NANO BẠC
• 1.1.1.1. Giới thiệu về công nghệ nano
• 1.1.1.2. Tổng quan về bạc
• 1.1.1.2.1. Tinh thể của bạc
• 1.1.1.2.2. Tính chất và ứng dụng của nano bạc
• 1.1.1.2.3. Các phương pháp chế tạo nano bạc
• 1.1.1.2.3.1. Phương pháp hóa học
• 1.1.1.2.3.2. Phương pháp vật lý
• 1.1.2. TỔNG QUAN POLYACRYLATE
• 1.1.2.1. Giới thiệu chung
• 1.1.2.2. Tính chất của polyacrylate
• 1.1.2.3. Nguyên liệu thô
• 1.1.2.4. Phương pháp điều chế
• 1.1.3. TỔNG QUAN VỀ SƠN
• 1.1.3.1. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về sơn
• 2. CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM, THIẾT BỊ, DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT
• 2.1. Thiết bị và nguyên liệu
• 2.2. TỔNG HỢP VẬT LIỆU
• 2.2.1. Tổng hợp hạt lai nano Ag với các oxit kim loại
• 2.2.2. Chế tạo màng sơn trên cơ sở nhựa acrylic nhũ tương và hạt lai nano
• 2.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.3.1. Phương pháp đẳng nhiệt hấp phụ và giải hấp phụ N2
• 2.3.2. Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM)
• 2.3.3. Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua (TEM)
• 2.3.4. Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD)
• 2.3.5. Phương pháp UV-Vis
• 2.3.6. Tính chất cơ lý của màng sơn
• 2.3.6.1. Góc tiếp xúc của màng phủ không thấm nước trên nền kính
• 2.3.7. Khảo sát khả năng diệt khuẩn
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. KẾT QUẢ MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH CHẾ TẠO HẠT LAI
• 3.1.1. Kết quả một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chế tạo hạt lai Ag/TiO2
• 3.1.2. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chế tạo hạt lai Ag/ZnO
• 3.2. KẾT QUẢ KHẢO SÁT TÍNH CHẤT CƠ LÝ VÀ KHẢ NĂNG KHÁNG KHUẨN CỦA MÀNG SƠN
• 3.2.1. Khảo sát một số thành phần màng sơn acrylic
• 3.2.2. Màng sơn chứa hạt lai nano Ag/TiO2
• 3.2.3. Màng sơn chứa hạt lai nano Ag/ZnO
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Giới thiệu về màng sơn đa chức năng

Màng sơn đa chức năng được chế tạo từ nhựa acrylic và các hạt nano AgTiO2-AgZnO mang lại nhiều lợi ích cho ngành công nghiệp sơn. Việc sử dụng hạt nano trong chế tạo màng sơn không chỉ giúp cải thiện tính chất cơ lý mà còn tăng cường khả năng kháng khuẩn. Các nghiên cứu cho thấy rằng màng sơn này có khả năng chống ăn mòn, kháng khuẩn và kỵ nước, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường. Đặc biệt, công nghệ nano cho phép tạo ra các sản phẩm với kích thước hạt nhỏ, từ đó tăng diện tích bề mặt và khả năng tương tác với vi khuẩn, giúp nâng cao hiệu quả kháng khuẩn. Theo nghiên cứu, màng sơn này có thể được ứng dụng rộng rãi trong xây dựng và bảo vệ sức khỏe con người.

1.1. Tính chất và ứng dụng của màng sơn

Màng sơn đa chức năng từ nhựa acrylic và hạt nano AgTiO2-AgZnO không chỉ có tính thẩm mỹ mà còn mang lại nhiều tính năng ưu việt. Các tính chất cơ lý như độ bền, khả năng chống thấm nước và kháng khuẩn được cải thiện đáng kể. Nghiên cứu cho thấy rằng màng sơn này có khả năng kháng khuẩn cao đối với các vi khuẩn như Escherichia coli và Staphylococcus aureus. Điều này mở ra cơ hội ứng dụng trong các lĩnh vực như y tế, thực phẩm và xây dựng, nơi mà yêu cầu về vệ sinh và an toàn là rất cao. Việc phát triển màng sơn này không chỉ giúp bảo vệ bề mặt vật liệu mà còn góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

II. Quy trình chế tạo màng sơn

Quy trình chế tạo màng sơn đa chức năng bao gồm nhiều bước quan trọng, từ việc tổng hợp hạt nano AgTiO2-AgZnO đến việc pha trộn với nhựa acrylic. Đầu tiên, các hạt nano được tổng hợp thông qua các phương pháp hóa học và vật lý, đảm bảo kích thước và tính chất phù hợp. Sau đó, các hạt nano này được phân tán đều trong dung dịch nhựa acrylic để tạo thành hỗn hợp đồng nhất. Quá trình này yêu cầu kiểm soát chặt chẽ các yếu tố như nhiệt độ, thời gian và tỷ lệ pha trộn để đảm bảo chất lượng của màng sơn cuối cùng. Kết quả là một sản phẩm có độ bền cao, khả năng kháng khuẩn và tính năng kỵ nước tốt, đáp ứng được các tiêu chuẩn khắt khe trong ngành công nghiệp sơn.

2.1. Phương pháp tổng hợp hạt nano

Phương pháp tổng hợp hạt nano là bước quan trọng trong quy trình chế tạo màng sơn. Các hạt nano được tổng hợp bằng cách sử dụng các hóa chất như AgNO3 và các chất ổn định như PVP để kiểm soát kích thước và hình dạng của hạt. Nghiên cứu cho thấy rằng việc điều chỉnh các yếu tố như pH, nhiệt độ và thời gian phản ứng có ảnh hưởng lớn đến kích thước và tính chất của hạt nano. Hạt nano AgTiO2 và AgZnO sau khi tổng hợp sẽ được phân tích bằng các phương pháp như TEM và XRD để xác định cấu trúc và tính chất. Kết quả cho thấy rằng các hạt nano này có kích thước nhỏ và phân bố đồng đều, tạo điều kiện thuận lợi cho việc ứng dụng trong màng sơn.

III. Tính chất và khả năng kháng khuẩn của màng sơn

Tính chất kháng khuẩn của màng sơn đa chức năng được đánh giá thông qua các thử nghiệm với các vi khuẩn phổ biến như Escherichia coli và Staphylococcus aureus. Kết quả cho thấy màng sơn có khả năng ức chế sự phát triển của vi khuẩn, nhờ vào sự hiện diện của hạt nano AgTiO2-AgZnO. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng màng sơn này có thể giảm thiểu sự lây lan của vi khuẩn, từ đó bảo vệ sức khỏe con người và môi trường. Việc ứng dụng màng sơn này trong các lĩnh vực như y tế, thực phẩm và xây dựng không chỉ giúp nâng cao chất lượng sản phẩm mà còn góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

3.1. Kết quả thử nghiệm kháng khuẩn

Kết quả thử nghiệm kháng khuẩn cho thấy màng sơn có khả năng ức chế sự phát triển của vi khuẩn Staphylococcus aureus và Escherichia coli với hiệu quả cao. Các mẫu màng sơn được thử nghiệm cho thấy khả năng kháng khuẩn vượt trội so với các sản phẩm sơn truyền thống. Điều này chứng tỏ rằng việc sử dụng hạt nano trong chế tạo màng sơn không chỉ cải thiện tính chất cơ lý mà còn mang lại lợi ích lớn trong việc bảo vệ sức khỏe con người. Các ứng dụng thực tiễn của màng sơn này trong các lĩnh vực như y tế và thực phẩm sẽ góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.