I. Giới thiệu về polyethylene
Polyethylene (PE) là một trong những polymer hydrocarbon tiêu biểu của nhựa nhiệt dẻo. Được điều chế từ phản ứng trùng hợp các monomer ethylene, PE có cấu trúc phân tử đặc trưng với các liên kết cộng hóa trị giữa các nguyên tử carbon và hydrogen. Cấu trúc này quyết định các tính chất vật lý của polymer như độ kết tinh, nhiệt độ nóng chảy và độ nhớt. PE thường tồn tại dưới dạng bán tinh thể, với sự xen lẫn giữa các pha tinh thể và pha vô định hình. Các tính chất cơ bản của PE được xác định bởi mức độ kết tinh, khối lượng phân tử và sự phân bố khối lượng phân tử. Do đó, PE trở thành một trong những polymer được sử dụng rộng rãi nhất trên toàn cầu.
II. Biến đổi tính chất và cấu trúc polyethylene
Nghiên cứu sự biến đổi tính chất và cấu trúc polyethylene là rất quan trọng trong việc đánh giá độ bền và tuổi thọ của vật liệu. Các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm và ánh sáng mặt trời có thể ảnh hưởng mạnh mẽ đến tính chất của HDPE. Các phản ứng oxy hóa xảy ra khi polymer bị chiếu sáng có thể làm giảm độ linh động của đại phân tử, dẫn đến sự suy giảm các tính chất cơ học. Nghiên cứu cho thấy rằng HDPE có thể bị phân hủy dưới tác động của ánh sáng mặt trời, làm giảm khối lượng phân tử và thay đổi cấu trúc hình thái. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc dự đoán tuổi thọ sử dụng của vật liệu trong các điều kiện môi trường khác nhau.
III. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu được sử dụng trong luận án bao gồm các kỹ thuật hiện đại như phổ hồng ngoại (FTIR), phổ tử ngoại khả kiến (UV-Vis), cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) và nhiễu xạ tia X (XRD). Những phương pháp này cho phép phân tích sâu sắc về cấu trúc polyethylene và các đặc trưng của nó. Thêm vào đó, các thử nghiệm tự nhiên và thử nghiệm gia tốc được thực hiện để đánh giá sự biến đổi tính chất của HDPE theo thời gian. Việc xác định các tính chất cơ học, tính chất nhiệt và điện cũng được thực hiện để có cái nhìn tổng quan về khả năng ứng dụng của vật liệu trong thực tế.
IV. Kết quả và thảo luận
Kết quả nghiên cứu cho thấy sự biến đổi tính chất của HDPE theo thời gian thử nghiệm tự nhiên và gia tốc. Các phân tích cho thấy rằng HDPE có thể bị phân hủy dưới tác động của các yếu tố môi trường, dẫn đến sự thay đổi về cấu trúc và tính chất. Sự thay đổi này có thể được theo dõi qua các chỉ số như khối lượng phân tử trung bình, độ bền kéo đứt và độ giãn dài khi đứt. Những phát hiện này không chỉ có giá trị trong việc dự đoán tuổi thọ sử dụng của HDPE mà còn có thể áp dụng trong các lĩnh vực công nghiệp khác nhau, từ xây dựng đến sản xuất bao bì.
V. Đề xuất giải pháp
Dựa trên các kết quả nghiên cứu, một số giải pháp được đề xuất nhằm nâng cao độ bền và thời hạn sử dụng của vật liệu tổ hợp HDPE/CaCO3-bt. Việc cải thiện các tính chất cơ học và khả năng chống chịu với các yếu tố môi trường có thể được thực hiện thông qua việc điều chỉnh tỷ lệ chất độn và sử dụng các phụ gia chống oxy hóa. Những giải pháp này không chỉ giúp tăng cường độ bền của vật liệu mà còn mở rộng khả năng ứng dụng của HDPE trong các lĩnh vực khác nhau, đặc biệt là trong điều kiện khí hậu khắc nghiệt của Bắc Trung Bộ.
