Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Sự gia tăng nhanh chóng của chất thải nhựa đang tạo ra áp lực lớn đối với môi trường toàn cầu và tại Việt Nam. Theo các số liệu thống kê được nhóm tác giả trích dẫn, vào năm 2022, Việt Nam thải ra hơn 1,8 triệu tấn rác thải nhựa mỗi năm, nằm trong nhóm 20 quốc gia có lượng rác thải nhựa cao trên thế giới. Tại các đô thị quốc tế, rác thải nhựa cũng chiếm tỷ trọng lớn trong chất thải rắn, chẳng hạn chiếm gần 70% tại Tehran và khoảng 60% tại Hoa Kỳ. Trong các nguồn thải, các sản phẩm bao bì và màng nhựa phức hợp Polyethylene - Polyethylene Terephthalate (PE - PET) chiếm khối lượng tiêu thụ rất lớn nhờ các đặc tính cơ lý như mỏng, nhẹ, độ trong suốt cao, khả năng chống va đập và chống thấm nước tốt. Tuy nhiên, thời gian phân hủy tự nhiên của các loại nhựa này kéo dài hàng trăm năm, dẫn đến nguy cơ ô nhiễm lâu dài nếu không được xử lý tái chế hiệu quả.

Trong thực tế sản xuất màng phức hợp PE - PET, tỷ lệ phối trộn ban đầu theo tỷ trọng thường là 1:3, song thành phẩm tạo ra thường không đạt được cơ tính và độ trong suốt như kỳ vọng. Đồng thời, nguồn rác thải từ chai nhựa (thành phần chính là PET) và các loại khay, hộp đựng thực phẩm (thành phần chính là LDPE) rất dồi dào nhưng ít được phối trộn tái chế cùng nhau do độ chênh lệch nhiệt độ nóng chảy lớn (PET nóng chảy ở khoảng 260°C, trong khi LDPE nóng chảy ở khoảng 120°C) và tính bất tương hợp nhiệt động học giữa hai pha polymer. Đề tài đồ án tốt nghiệp tập trung giải quyết vấn đề kỹ thuật này nhằm cải thiện độ bền của vật liệu nền LDPE thông qua việc phối trộn với hạt nhựa PET.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài được xác định cụ thể:

  1. Tạo ra hỗn hợp polymer blend mới có độ bền uốn cao hơn so với vật liệu nhựa ban đầu.
  2. Xác định tỷ lệ phối trộn hỗn hợp LDPE/PET tối ưu nhằm đảm bảo các chỉ tiêu cơ tính, cung cấp cơ sở dữ liệu cho các doanh nghiệp sản xuất và gia công nhựa.

Nhiệm vụ nghiên cứu bao gồm 4 nội dung chính được đánh số theo văn bản:

  1. Xác định các tỷ lệ phối trộn của hỗn hợp LDPE/PET.
  2. Nghiên cứu độ bền kéo, độ bền uốn, độ dai va đập và tổ chức tế vi của hỗn hợp LDPE/PET; phân tích dữ liệu và vẽ biểu đồ thể hiện sự biến thiên cơ tính.
  3. Tìm ra tỉ lệ hỗn hợp LDPE/PET phù hợp với mục tiêu đề ra của đề tài.
  4. Quy hoạch thực nghiệm nhằm xác định phương trình toán học thể hiện mối liên hệ giữa tỷ lệ thành phần hạt nhựa trong hỗn hợp với từng chỉ tiêu cơ tính.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Các chỉ tiêu cơ tính (độ bền kéo, độ bền uốn, độ dai va đập) và tổ chức cấu trúc tế vi của hỗn hợp vật liệu polymer blend LDPE/PET.
  • Phạm vi nghiên cứu: Khảo sát các mẫu hỗn hợp LDPE/PET với hàm lượng PET được khống chế ở mức dưới 20% theo phần trăm khối lượng, cụ thể gồm 5 tỷ lệ: 100/0, 95/5, 90/10, 85/15 và 80/20 (wt.%).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và khái niệm được đồ án vận dụng bao gồm:

  • Lý thuyết cấu trúc polymer: Polyethylene tỷ trọng thấp (LDPE) là nhựa nhiệt dẻo trùng hợp từ monomer ethylene bằng phương pháp áp suất cao, có mật độ 917–930 kg/m³, mức độ phân nhánh mạch cao dẫn đến độ dẻo cao nhưng độ bền kéo và độ cứng tương đối thấp. Polyethylene Terephthalate (PET) là polyester nhiệt dẻo bán thơm tổng hợp từ ethylene glycol và axit terephthalic, có nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh (Tg) từ 67–81°C, điểm nóng chảy 260°C, đặc trưng bởi độ bền cơ học cao, độ cứng vững và khả năng chịu mài mòn tốt.
  • Phân loại hỗn hợp polymer (Polymer blend): Đề tài phân loại polymer blend thành 3 nhóm theo mức độ tương hợp (tương hợp hoàn toàn, tương hợp một phần, và không tương hợp/tách pha).
  • Kỹ thuật đánh giá độ tương hợp: Lý thuyết về các phương pháp đo nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh, quang phổ hồng ngoại (FTIR), kính hiển vi điện tử (SEM), phương pháp điểm đám mây (cloud point) và quan sát trực quan độ trong suốt.
  • Công nghệ gia công và khuôn mẫu: Nguyên lý ép phun nhựa nhiệt dẻo trên máy ép ngang, cấu tạo bộ khuôn gồm phần cavity (khuôn cố định) và core (khuôn di động).

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm và phương tiện đo đạc:

  • Quy trình chế tạo mẫu: Trộn phối liệu cơ học LDPE và PET theo tỷ lệ khối lượng xác định, sấy khô trong lò sấy ở nhiệt độ 80°C trong thời gian từ 4 đến 5 giờ nhằm kiểm soát độ ẩm dưới mức 0,02%. Mẫu thử tiêu chuẩn được gia công bằng công nghệ ép phun trên máy Haitian MA 1200 III qua 5 vùng gia nhiệt trục vít từ 215°C đến 235°C trước khi điền đầy lòng khuôn.
  • Thử nghiệm độ bền kéo: Thực hiện theo tiêu chuẩn ASTM D638 trên máy kéo vạn năng Shimadzu AG-X Plus, xác định giới hạn bền kéo $\sigma_k = P/F_0$, độ giãn dài khi đứt và mô đun đàn hồi kéo tại môi trường phòng thí nghiệm 23 ± 2°C (số lượng thử nghiệm 60 mẫu).
  • Thử nghiệm độ bền uốn: Thực hiện theo tiêu chuẩn ASTM D790 bằng phương pháp uốn 3 điểm trên máy đo vạn năng Shimadzu Autograph AG-X Plus 20 kN tại điều kiện nhiệt độ 23 ± 2°C và độ ẩm 50 ± 5% (5 mẫu cho mỗi tỷ lệ).
  • Thử nghiệm độ dai va đập: Thực hiện theo tiêu chuẩn ASTM D256 bằng phương pháp va đập con lắc Izod trên mẫu có rãnh khía chữ V (sâu 2 mm) bằng máy Tinius Olsen IT504 với năng lượng va đập cơ bản 2,82 J và vận tốc va đập 3,46 m/s (10 mẫu cho mỗi tỷ lệ).
  • Phân tích tổ chức tế vi: Quan sát hình thái vi cấu trúc bề mặt đứt gãy sau thử nghiệm va đập bằng kính hiển vi điện tử quét Hitachi TM4000Plus tại các độ phóng đại x100, x500, x1000 và x2000.
  • Phương pháp xử lý số liệu: Quy hoạch thực nghiệm xây dựng phương trình hồi quy bậc hai và so sánh với mô hình hồi quy tuyến tính nhằm mô hình hóa quan hệ giữa hàm lượng PET và các đặc tính cơ học.

Nguồn vật liệu và dữ liệu thí nghiệm:

  • Nhựa LDPE nguyên sinh mã hàng D795C có xuất xứ từ Thái Lan, do Công ty Nhựa An Phát cung cấp.
  • Nhựa PET mã hàng GO80A có xuất xứ tại Việt Nam, do Công ty TNHH Sản xuất và Thương mại Mỹ Toàn cung cấp.
  • Dữ liệu đo đạc thực nghiệm được thực hiện và thu thập tại Xưởng Thực tập Công nghệ Nhựa, Phòng thí nghiệm Vật liệu thuộc Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM và Trung tâm Hỗ trợ và Phát triển Doanh nghiệp Thành phố (CSED).

Nội dung chính theo từng chương

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

Chương này thiết lập nền tảng nghiên cứu thông qua việc phân tích thực trạng rác thải nhựa sinh hoạt và công nghiệp, tính cấp thiết của việc nghiên cứu tái chế hỗn hợp PE/PET từ bao bì và chai lọ thải loại. Tác giả trình bày ý nghĩa khoa học trong việc tạo ra hệ vật liệu polymer blend có cơ tính uốn cải tiến, đồng thời xác lập mục tiêu, đối tượng khảo sát (hệ blend LDPE/PET tỷ lệ PET ≤ 20%) và 4 nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể.

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN

Chương 2 tổng hợp các nghiên cứu trong và ngoài nước về đặc tính vật liệu LDPE, PET và các phương pháp biến tính trộn hợp polymer. Tác giả phân tích các nghiên cứu tiêu biểu về blend LDPE với PP (Sankar Das và cộng sự), LDPE với PHB (Marisa Cristina và cộng sự), LDPE với PVC (Román và cộng sự). Đồng thời, chương này khảo cứu sâu các công trình về hệ LDPE/PET: nghiên cứu ảnh hưởng của chất trợ tương hợp EBAGMA (Mustapha Kaci và cộng sự), cơ tính hỗn hợp PET/LDPE tái chế (Laongdaw Techawinyutham và cộng sự), cấu trúc composite vi sợi MFC (Fakirov và cộng sự), ứng dụng trong composite gỗ nhựa WPC (Seyyedeh Tahereh và cộng sự) và sản xuất gạch nhẹ từ rác thải LDPE/PET tại Indonesia.

CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Trình bày cơ sở khoa học về phân loại polymer blend theo nhiệt động học (entanpy trộn hợp), các phương pháp chế tạo blend (pha dung dịch, nóng chảy, lưu hóa động, mạng lưới polymer đan xen). Phân tích các kỹ thuật thực nghiệm xác định tính tương hợp pha (đo Tg, phổ hồng ngoại, kính hiển vi điện tử SEM, điểm vẩn đục). Chương này cũng trình bày chi tiết công nghệ ép phun nhựa nhiệt dẻo, cấu trúc khuôn ép (phần core và cavity), cùng cơ sở lý thuyết và công thức toán học xác định các chỉ tiêu cơ tính kéo, uốn, va đập theo các tiêu chuẩn ASTM tương ứng.

CHƯƠNG 4: PHƯƠNG ÁN THÍ NGHIỆM

Mô tả chi tiết quy trình chuẩn bị vật liệu, làm sạch khuôn ép, chế độ sấy hạt nhựa (80°C, 4–5 giờ, độ ẩm < 0,02%) và thiết lập thông số công nghệ ép phun trên máy Haitian MA 1200 III với 5 vùng gia nhiệt (từ 215°C đến 235°C). Chương này quy định các tiêu chuẩn thử nghiệm mẫu: ASTM D638 (thử kéo trên máy Shimadzu AG-X Plus), ASTM D790 (thử uốn trên máy Shimadzu Autograph AG-X Plus 20 kN), ASTM D256 (thử va đập Izod có rãnh V trên máy Tinius Olsen IT504) và quan sát tổ chức tế vi bằng kính hiển vi điện tử quét Hitachi TM4000Plus.

CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Chương này phân tích toàn bộ số liệu thực nghiệm đo đạc được trên các mẫu thử:

  • Đánh giá chất lượng ép phun: Các mẫu có hàm lượng PET cao thể hiện độ co ngót lớn, dễ phát sinh hiện tượng bavia, đường hàn và không điền đầy nếu thông số ép không được hiệu chỉnh tối ưu.
  • Kết quả độ bền kéo: Mẫu 100% LDPE đạt ứng suất kéo trung bình 12,89 MPa (biến dạng đứt trung bình 813,03%). Khi thêm 5% PET, độ bền kéo giảm nhẹ về 12,65 MPa nhưng độ biến dạng đứt tăng lên cực đại 1088,3%. Tại tỷ lệ 10% PET, độ bền kéo giảm xuống mức thấp nhất là 10,97 MPa (biến dạng đứt 456%). Khi tiếp tục tăng hàm lượng PET lên 15% và 20%, độ bền kéo tăng trở lại đạt lần lượt 12,07 MPa và 13,4 MPa; tuy nhiên độ biến dạng đứt ở mẫu 20% PET giảm mạnh chỉ còn 40,9%, thể hiện rõ tính chất giòn của vật liệu. Mô đun kéo trung bình giảm từ 326,65 MPa (ở 100LDPE) xuống mức thấp ở 5% PET, sau đó tăng dần và đạt giá trị cực đại 407,30 MPa ở mẫu 20% PET (tăng 20% so với LDPE nguyên chất).
  • Kết quả độ bền uốn: Độ bền uốn và lực tác dụng cực đại tăng liên tục theo hàm lượng PET. Giá trị ứng suất uốn trung bình tăng từ 7,79 MPa (100% LDPE, lực uốn 18,1 N) lên 9,87 MPa (5% PET, lực uốn 22,92 N), 12,3 MPa (10% PET, lực uốn 28,55 N), 13,3 MPa (15% PET, lực uốn 30,84 N) và đạt cao nhất 15,13 MPa (20% PET, lực uốn 35,13 N). Không có mẫu nào bị phá hủy đứt gãy đột ngột trong thử nghiệm uốn 3 điểm.
  • Kết quả độ dai va đập: Mẫu LDPE nguyên chất không bị phá hủy hoàn toàn trong thử nghiệm va đập do nền nhựa có độ dẻo cao. Khi bổ sung PET (5%, 10%, 15%, 20%), các mẫu xuất hiện hiện tượng đứt gãy với độ dai va đập đạt khoảng 16,14 kJ/m² ở nồng độ thấp và suy giảm dần khi hàm lượng PET tăng cao.
  • Tổ chức tế vi (SEM): Ảnh chụp bề mặt đứt gãy tại các độ phóng đại từ x100 đến x2000 cho thấy các vi hạt PET dạng hình cầu phân tán xen kẽ trong pha nền LDPE. Các hạt PET tồn tại thành pha riêng biệt với ranh giới phân chia rõ ràng và không quan sát thấy sự bám dính bề mặt liên pha, khẳng định tính chất không tương hợp nhiệt động giữa LDPE và PET khi không có chất trợ tương hợp.

CHƯƠNG 6: QUY HOẠCH THỰC NGHIỆM

Xây dựng các phương trình hàm hồi quy bậc hai và mô hình hồi quy tuyến tính mô tả mối quan hệ định lượng giữa biến số hàm lượng PET ($x$, đơn vị %) với các hàm mục tiêu cơ tính: độ bền kéo ($y_1$), độ bền uốn ($y_2$) và độ dai va đập Izod có khía ($y_3$). Chương này thực hiện đối sánh số liệu tính toán từ mô hình lý thuyết với dữ liệu thực nghiệm để đánh giá mức độ tương thích của phương trình hồi quy.

CHƯƠNG 7: TỔNG KẾT – HƯỚNG PHÁT TRIỂN

Tổng kết các phát hiện cơ bản của đồ án, khẳng định việc bổ sung PET đã cải thiện rõ rệt độ bền uốn của vật liệu nền LDPE. Xác định mẫu 5% PET là tỷ lệ tối ưu nhất nhằm đảm bảo hài hòa giữa độ bền uốn, độ bền kéo và độ dẻo dai. Đồng thời, chương này vạch ra các định hướng nghiên cứu mở rộng trong tương lai.

Kết quả và đóng góp

Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ tính trung bình của hỗn hợp LDPE/PET theo số liệu thực nghiệm:

Tên mẫu Tỷ lệ LDPE/PET (% wt.) Độ bền kéo trung bình (MPa) Độ biến dạng đứt trung bình (%) Mô đun kéo trung bình (MPa) Độ bền uốn trung bình (MPa) Lực uốn tác dụng trung bình (N) Đặc tính va đập Izod
100LDPE 100/0 12,89 813,03 326,65 7,79 18,10 Không gãy
5PET 95/5 12,65 1088,30 236,00 9,87 22,92 Gãy (~16,14 kJ/m²)
10PET 90/10 10,97 456,00 — 12,30 28,55 Gãy
15PET 85/15 12,07 378,60 — 13,30 30,84 Gãy
20PET 80/20 13,40 40,90 407,30 15,13 35,13 Gãy

Các kết quả kỹ thuật chính:

  • Độ bền uốn tăng tỷ lệ thuận với hàm lượng PET đưa vào hỗn hợp, tăng từ 7,79 MPa (ở mẫu 100% LDPE) lên 15,13 MPa (ở mẫu 20% PET), tương ứng mức tăng 94,2%.
  • Độ bền kéo biến thiên phi tuyến: giảm nhẹ ở tỷ lệ 5% PET (12,65 MPa), giảm sâu nhất ở tỷ lệ 10% PET (10,97 MPa) do hiện tượng tách pha tạo điểm tập trung ứng suất, sau đó tăng dần lên 12,07 MPa (ở 15% PET) và đạt 13,4 MPa (ở 20% PET) do độ cứng vững của pha PET chiếm ưu thế.
  • Độ dẻo và khả năng chịu va đập giảm mạnh khi hàm lượng PET đạt 20% (độ giãn dài khi đứt giảm từ 813,03% xuống còn 40,9%), vật liệu chuyển dần từ trạng thái biến dạng dẻo sang phá hủy giòn.
  • Quan sát SEM xác nhận hỗn hợp nhị phân LDPE/PET không tạo liên kết liên pha, pha PET phân tán dạng hạt cầu trên nền LDPE.

Giải pháp và kiến nghị của tác giả:

  • Kiến nghị lựa chọn tỷ lệ 95/5 (LDPE/5% PET) cho các ứng dụng thực tế đòi hỏi nâng cao độ bền uốn của nhựa LDPE nhưng vẫn cần duy trì độ bền kéo và khả năng chịu va đập cao.
  • Khuyến nghị bổ sung các chất trợ tương hợp trong các nghiên cứu tiếp theo nếu muốn tăng hàm lượng PET trên 10% mà không làm suy giảm độ dẻo của hỗn hợp.

Đóng góp của đồ án:

  • Cung cấp bộ thông số thực nghiệm hoàn chỉnh về chế độ gia công ép phun và tính chất cơ lý của hỗn hợp blend LDPE/PET trong phạm vi tỷ lệ dưới 20% PET tại điều kiện Việt Nam.
  • Thiết lập hệ thống phương trình quy hoạch thực nghiệm toán học hỗ trợ dự báo cơ tính của vật liệu blend phục vụ tái chế rác thải nhựa.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của nghiên cứu:

  • Nghiên cứu chưa sử dụng chất trợ tương hợp (compatibilizer), dẫn đến lực bám dính bề mặt giữa pha LDPE và pha vi hạt PET còn yếu, tạo nên cấu trúc phân tách hai pha riêng biệt được chứng minh qua ảnh SEM.
  • Phạm vi khảo sát tỷ lệ phối trộn mới giới hạn ở mức hàm lượng PET ≤ 20%, chưa đánh giá toàn diện các tỷ lệ hàm lượng PET cao hơn.
  • Quá trình gia công ép phun ở hàm lượng PET cao gặp hiện tượng co ngót lớn, khó điền đầy khuôn và dễ phát sinh bavia do độ chênh lệch nhiệt độ nóng chảy lớn giữa hai vật liệu.
  • Đề tài mới dừng lại ở việc ép mẫu thanh tiêu chuẩn để kiểm tra cơ tính, chưa tiến hành thử nghiệm thổi màng bao bì thực tế.

Hướng nghiên cứu tiếp theo:

  • Bổ sung các hợp chất trợ tương hợp tương thích (như E-GMA, EBAGMA) vào hệ blend LDPE/PET nhằm tăng cường liên kết giao diện liên pha và cải thiện độ dai va đập.
  • Nghiên cứu tối ưu hóa các thông số công nghệ ép phun (áp suất ép, thời gian giữ áp, nhiệt độ khuôn, thời gian làm nguội) bằng các phương pháp tối ưu hóa thực nghiệm.
  • Mở rộng phân tích các đặc tính nhiệt (đo nhiệt lượng quét vi sai DSC, phân tích nhiệt trọng lượng TGA) và khảo sát công nghệ thổi màng phức hợp từ hạt nhựa tái chế LDPE/PET.

Giá trị tham khảo

Tài liệu đồ án tốt nghiệp này mang lại giá trị tham khảo hữu ích cho:

  • Sinh viên, học viên và giảng viên thuộc các chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Cơ khí, Công nghệ Chế tạo máy, Công nghệ Vật liệu Polymer, Kỹ thuật Hóa học trong việc nghiên cứu hành vi cơ lý của hệ blend polymer không tương hợp.
  • Kỹ sư R&D, cán bộ kỹ thuật tại các doanh nghiệp sản xuất bao bì nhựa, doanh nghiệp tái chế chất thải nhựa và các cơ sở gia công khuôn mẫu ép phun.

Các nội dung có giá trị tham khảo chuyên sâu bao gồm:

  • Quy trình thiết lập 5 vùng nhiệt độ ép phun (215°C–235°C) trên máy Haitian MA 1200 III cho hỗn hợp nhựa có độ lệch điểm nóng chảy lớn (Chương 4).
  • Bộ số liệu và biểu đồ ứng suất - biến dạng chuẩn hóa theo ASTM D638, ASTM D790, ASTM D256 cùng các ảnh chụp SEM vi cấu trúc ở các thang phóng đại x100–x2000 (Chương 5).
  • Phương pháp luận quy hoạch thực nghiệm xây dựng phương trình hồi quy toán học mô tả quan hệ giữa hàm lượng thành phần và cơ tính vật liệu (Chương 6).

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao độ bền uốn của hỗn hợp LDPE/PET lại tăng liên tục khi tăng tỷ lệ PET từ 0% lên 20%?
Do PET là polymer nhiệt dẻo kỹ thuật có mô đun đàn hồi, độ cứng vững và độ bền cơ học cao hơn nhiều so với nền nhựa LDPE mềm dẻo. Khi đưa PET vào phối trộn, các phần tử PET đóng vai trò gia cường độ cứng cho nền, làm ứng suất uốn cực đại tăng đều từ 7,79 MPa (ở 100% LDPE) lên 15,13 MPa (ở 20% PET), đồng thời lực uốn tác dụng cực đại tăng từ 18,1 N lên 35,13 N.

2. Nguyên nhân nào dẫn đến việc độ bền kéo giảm xuống mức thấp nhất tại tỷ lệ 10% PET (10,97 MPa) trước khi tăng trở lại ở tỷ lệ 20% PET?
Ở tỷ lệ 10% PET, các hạt PET phân tán trong nền LDPE nhưng do không có chất trợ tương hợp nên lực liên kết liên pha rất yếu, các hạt PET đóng vai trò như các khuyết tật cấu trúc tạo điểm tập trung ứng suất, làm suy giảm độ bền kéo. Khi tăng hàm lượng PET lên 15% và 20%, mật độ và độ cứng của pha PET tăng lên đủ lớn để bù đắp sự yếu kém của liên kết bề mặt, làm tăng ứng suất kéo trung bình trở lại mức 12,07 MPa và 13,4 MPa.

3. Kết quả phân tích ảnh kính hiển vi điện tử quét (SEM) phản ánh điều gì về cấu trúc vi mô của hỗn hợp LDPE/PET?
Ảnh chụp SEM bề mặt đứt gãy ở các độ phóng đại từ x100 đến x2000 chỉ ra rằng các hạt PET có dạng hình cầu phân tán xen kẽ trong nền LDPE nhưng tồn tại ở dạng hai pha riêng biệt. Ranh giới giữa hạt PET và nền LDPE rất rõ ràng, không xuất hiện hiện tượng kết dính hay lớp chuyển tiếp liên pha, chứng minh LDPE và PET là hệ polymer blend không tương hợp nhiệt động học khi không có chất tương hợp.

4. Vì sao tỷ lệ 95/5 (LDPE/5% PET) được nhóm tác giả đánh giá là tỷ lệ phối trộn tối ưu nhất?
Tại tỷ lệ 5% PET, độ bền uốn của vật liệu được cải thiện rõ rệt (tăng lên 9,87 MPa so với 7,79 MPa của LDPE nguyên chất), trong khi độ bền kéo hầu như không suy giảm đáng kể (đạt 12,65 MPa so với 12,89 MPa) và độ biến dạng đứt đạt giá trị cao nhất (1088,3%), đảm bảo vật liệu vẫn duy trì được độ dẻo dai và đáp ứng tốt các yêu cầu kỹ thuật gia công.

5. Chế độ nhiệt độ gia công ép phun trên máy Haitian MA 1200 III được cài đặt cụ thể như thế nào để phối trộn LDPE và PET?
Trước khi ép, hỗn hợp được sấy ở 80°C trong 4–5 giờ để đưa độ ẩm về dưới 0,02%. Khi ép phun, vật liệu được gia nhiệt qua 5 giai đoạn trong trục vít với nhiệt độ ban đầu là 215°C, tăng dần 5°C qua mỗi giai đoạn (215°C, 220°C, 225°C, 230°C) và duy trì nhiệt độ đầu ra là 235°C trước khi phun vào lòng khuôn.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp đã khảo sát thực nghiệm ảnh hưởng của hàm lượng Polyethylene Terephthalate (0% đến 20% wt.) đến cơ tính và vi cấu trúc của hỗn hợp polymer blend LDPE/PET được chế tạo bằng công nghệ ép phun. Kết quả nghiên cứu chứng minh việc bổ sung PET giúp gia tăng đáng kể độ bền uốn và mô đun đàn hồi của nền LDPE, trong đó mẫu chứa 5% PET thể hiện sự hài hòa tối ưu giữa độ cứng uốn và độ dẻo dai kéo. Công trình cung cấp bộ dữ liệu thực nghiệm chuẩn hóa và các phương trình quy hoạch toán học tin cậy, đóng góp cơ sở khoa học thiết thực cho định hướng tái chế rác thải nhựa bao bì trong ngành công nghệ cơ khí và vật liệu polymer.