CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1. Lý do chọn đề tài LDPE là một loại nhựa phổ biến được sử dụng rộng rãi trong nhiều sản phẩm hàng ngày.LDPE có cấu trúc phân tử ít phân nhánh, khiến cho nó có mật độ thấp hơn so với các loại polyethylene khác. LDPE rất mềm và dẻo, dễ uốn cong mà không bị gãy. LDPE có khả năng chịu nhiệt tốt, thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu nhiệt độ cao.
Nhựa LDPE thường dùng làm túi mua sắm, túi đựng thực phẩm. Màng bọc thực phẩm, màng đóng gói.Chai lọ đựng mỹ phẩm, bao bì thực phẩm. Một số dụng cụ y tế dùng một lần. Tác động môi trường của rác LDPE không dễ phân hủy trong môi trường tự nhiên, mất hàng trăm năm để phân rã.LDPE là một trong những loại nhựa phổ biến nhất được tìm thấy trong rác thải đại dương.
Các mảnh nhựa LDPE có thể bị nuốt bởi động vật biển, gây hại cho hệ tiêu hóa và có thể dẫn đến tử vong. PBT và PA6 cũng là hai loại nhựa kỹ thuật phổ biến, được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp nhờ các đặc tính vượt trội như độ bền cao, khả năng chịu nhiệt, và kháng hóa chất.PBT là một loại polyester nhiệt dẻo, có tính ổn định nhiệt và hóa học tốt, thường được sử dụng trong sản xuất linh kiện điện tử, ô tô, và các sản phẩm kỹ thuật khác.PA6 còn được biết đến với tên gọi Nylon 6, là một loại polyamide có độ bền cơ học cao, khả năng chống mài mòn tốt, và kháng hóa chất. Nó thường được sử dụng trong sản xuất các bộ phận cơ khí, hàng dệt, và các sản phẩm tiêu dùng. Nhựa PBT và PA6 có nhiều ứng dụng hữu ích trong công nghiệp và đời sống, nhưng việc quản lý rác thải từ các loại nhựa này cần được chú trọng để bảo vệ môi trường.
Cần có những biện pháp hiệu quả để giảm thiểu rác thải nhựa, thúc đẩy tái chế, và tìm kiếm các giải pháp thay thế bền vững hơn Để giải quyết vấn đề rác thải từ LDPE thì việc tái tạo nhựa LDPE là một điều vô cùng cần thiết .Vì vậy chúng tôi đã nghiên cứu cách tái tạo nhựa LDPE bằng phương pháp trộn hỗn hợp 3 loại nhựa LDPE/PBT/PA6 để cho ra 1 hỗn hợp với cơ tính vượt trội và cùng chúng tôi tìm hiểu qua hết bài nghiên cứu này. Tính cấp thiết của đề tài LDPE đã được sử dụng phổ biến do đặc tính linh hoạt và hữu ích của nó. Những đặc điểm này đã tạo điều kiện thuận lợi cho việc ứng dụng nhựa vào hầu hết các thị trường công nghiệp, nông nghiệp hoặc nội địa. Mỗi năm, ước tính có khoảng 500 tỷ đến 1 nghìn tỷ túi nhựa được tiêu thụ trên toàn thế giới.
Tại Nhật Bản, tỷ lệ chất thải nhựa đô thị, tính theo một phần chất thải rắn đô thị (MSW), được chôn lấp vào đầu những năm 1980 được ước tính là 45%, đốt là 50% và 5% còn lại được phân loại và xử lý. Ở Mỹ, hơn 15% tổng lượng chất thải rắn sinh hoạt được đốt vào năm 1990; chỉ có khoảng 1% nhựa sau tiêu dùng được tái chế. Do việc sử dụng nhựa ngày càng tăng 21 nên vấn đề tái chế các vật liệu này sau tiêu dùng đã trở thành vấn đề then chốt vì lý do kinh tế và môi trường. Với việc sử dụng quá nhiều nhựa, áp lực ngày càng tăng lên khả năng xử lý chất thải nhựa, nhu cầu về nhựa phân hủy sinh học và phân hủy sinh học chất thải nhựa đã trở nên quan trọng đáng kể trong vài năm qua.
Theo ước tính gần đây của Ban Kiểm soát Ô nhiễm Trung ương, New Delhi, Ấn Độ, chỉ riêng Ấn Độ mỗi năm có 8 triệu tấn sản phẩm nhựa được tiêu thụ. Một nghiên cứu về việc tạo ra rác thải nhựa ở 60 thành phố lớn của Ấn Độ cho thấy có khoảng 15.340 tấn rác thải nhựa/ngày được tạo ra trong nước. Độ trong suốt hợp lý của màng mỏng, không có mùi và độc tính, độ dẻo tốt hơn, độ thấm hơi nước thấp và khả năng bịt kín nhiệt cũng là những đặc thù của LDPE. Nó được sử dụng cho các ứng dụng đóng gói, làm khay và túi nhựa đựng thực phẩm và các mặt hàng phi thực phẩm.
Nó cũng được sử dụng làm lớp phủ bảo vệ trên giấy, dệt may và các loại nhựa khác. Tuy nhiên, LDPE hầu như không bị phân hủy sau khi thải bỏ, gây ô nhiễm môi trường và làm xáo trộn hệ sinh thái. Ổn định với tính chất trơ của nó, một tấm polyetylen được giữ trong đất ẩm trong thời gian 12 năm cho thấy không có bằng chứng nào về việc giảm trọng lượng. Trong nghiên cứu khác, người ta chỉ quan sát thấy sự phân hủy một phần của màng polyetylen sau thời gian ủ dài 32 năm trong đất.
Nó cũng đặt ra mối đe dọa sinh thái ngày càng tăng đối với đời sống hoang dã trên cạn và dưới biển. Có những báo cáo cho rằng polyetylen gây tắc nghẽn trong ruột của cá, chim và động vật có vú ở biển. Ngoài ra, việc vướng vào hoặc ăn phải chất thải này đã gây nguy hiểm cho hàng trăm loài khác nhau. Mức độ chất thải LDPE ngày càng tăng, khả năng chôn lấp giảm và tốc độ phân hủy LDPE trong môi trường rất chậm đã khiến xu hướng nghiên cứu giảm lượng chất thải.
Việc giảm thiểu rác thải nhựa LDPE đang trở nên cực kỳ khẩn cấp do những tác động nghiêm trọng của nó đối với môi trường và sức khỏe con người 1. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Đề tài “ Nghiên cứu cơ tính và cấu trúc của hỗn hợp low-density polyethylene với polybutylene terephthalate/ polyamide 6” tập trung nghiên cứu về cơ tính và cấu trúc vi mô của các mẫu thử hỗn hợp LDPE với PBT/PA6. Ý nghĩa khoa học Đề tài nghiên cứu này mang lại giá trị quan trọng trong việc cung cấp tài liệu tham khảo và nền tảng cho các nghiên cứu tiếp theo, không chỉ trong nước mà còn trên phạm vi quốc tế. Việc nghiên cứu về sự ảnh hưởng của hỗn hợp PBT/PA6 đến hỗn hợp LDPE/PBT/PA6 mở ra nhiều hướng nghiên cứu mới về việc thêm vào chất thứ ba để gia cố và cải thiện cơ tính của hỗn hợp.
Ý nghĩa thực tiễn Nghiên cứu này góp phần giải quyết vấn đề xử lý phế phẩm công nghiệp sau quá trình sản xuất và sử dụng, từ đó giảm thiểu ô nhiễm môi trường, cải thiện chất lượng cuộc sống và giảm chi phí cho doanh nghiệp. Hơn nữa, việc thực hiện nghiên cứu 22 này giúp sinh viên nâng cao khả năng giải quyết vấn đề, kỹ năng tìm kiếm tài liệu và kỹ năng viết bài báo khoa học. Mục tiêu của đề tài Mục Đích của Nghiên Cứu về Sự Ảnh Hưởng của PBT/PA6 đến Cơ Tính của Hỗn Hợp LDPE/PBT/PA6 Tạo ra loại composite mới: Nghiên cứu nhằm phát triển một loại composite mới có các đặc tính cơ tính vượt trội, đặc biệt là tăng cường độ dai va đập so với polymer LDPE nguyên chất. Tìm ra tỷ lệ tối ưu: Xác định tỷ lệ các thành phần trong hỗn hợp để đạt được các đặc tính tối ưu nhất, từ đó có thể ứng dụng vào các sản phẩm thực tế trong đời sống.
Nghiên cứu về sự tương hợp: Khám phá sự tương hợp giữa các thành phần trong hỗn hợp LDPE/PBT/PA6 nhằm hiểu rõ hơn về tính chất và khả năng ứng dụng của nó. Nhiệm vụ của nghiên cứu Những nhiệm vụ của đề tài nghiên cứu: Trộn LDPE vào 50PBT/50PA6 theo những tỷ lệ đã quy định và ép phun mẫu thử Đo độ bền kéo, độ dai va đập, độ bền uốn, chụp tổ chức tế vi của hỗn hợp. Phân tích, đưa ra lý giải về lý do dẫn đến sự thay đổi trong kết quả đo được. Quy hoạch thực nghiệm tìm ra phương trình thực nghiệm thể hiện sự ảnh hưởng của PBT/PA6 trong hỗn hợp LDPE/PBT/PA6 với các tiêu chí về cơ tính.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu về độ bền kéo, độ bền uốn, độ dai va đập, tổ chức tế vi của hỗn hợp LDPE/PBT/PA6. Phạm vi nghiên cứu: Khảo sát các mẫu sau quá trình ép khi nhiệt độ khuôn cố định, khảo sát cơ tính trên máy đo của các mẫu từ tỷ lệ 0%PBT/PA6 đến 30%PBT/PA6 và 100%PBT/PA6. Phương pháp nghiên cứu Một số phương pháp được sử dụng: Phương pháp phân tích, tổng hợp lý thuyết. Phương pháp phân loại, hệ thống hóa lý thuyết.
Phương pháp quan sát khoa học. Phương pháp thực nghiệm khoa học. 23 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2. Tổng quan về ngành công nghiệp nhựa Ngành công nghiệp nhựa là một trong những ngành công nghiệp quan trọng và đa dạng nhất trên toàn cầu, bao gồm nhiều lĩnh vực và ứng dụng khác nhau.
Bắt đầu từ đầu thế kỷ 20 với sự xuất hiện của các loại nhựa tổng hợp như Bakelite (1907) và sau đó là Polyethylene (1933), ngành công nghiệp nhựa đã phát triển mạnh mẽ. Suốt thế kỷ 20 và đầu thế kỷ 21, ngành công nghiệp nhựa đã có sự tăng trưởng nhanh chóng nhờ vào sự phát triển của nhiều ứng dụng khác nhau trong đóng gói, xây dựng, ô tô, y tế và điện tử. Các loại nhựa chính bao gồm Polyethylene như LDPE và HDPE, được sử dụng rộng rãi trong sản xuất túi nhựa, ống nhựa và đóng gói sản phẩm. Polypropylene được sử dụng trong sản xuất bao bì thực phẩm, linh kiện ô tô và các sản phẩm y tế.
Polyvinyl Chloride (PVC) được ứng dụng trong ngành xây dựng (ống, cửa sổ, sàn nhà) và sản xuất các sản phẩm y tế. Polystyrene được sử dụng trong sản xuất bao bì thực phẩm, đồ chơi và các sản phẩm tiêu dùng khác. Polyethylene Terephthalate (PET) thường được sử dụng trong sản xuất chai nhựa và bao bì thực phẩm như túi nhựa, màng bọc thực phẩm và chai lọ. Tuy nhiên, nhựa cũng gây ra nhiều vấn đề môi trường nghiêm trọng, đặc biệt là trong việc sản sinh rác thải nhựa không phân hủy sinh học, dẫn đến tích tụ lâu dài và ảnh hưởng đến động vật biển và con người thông qua chuỗi thức ăn.
Hiện nay, có xu hướng nâng cao tỷ lệ tái chế nhựa để giảm thiểu rác thải, phát triển các loại nhựa có nguồn gốc từ thực vật và có khả năng phân hủy sinh học. Các chính phủ và tổ chức cũng đặt nặng việc giảm thiểu sử dụng nhựa một lần. Thách thức hiện nay là quản lý hiệu quả rác thải nhựa, phát triển công nghệ tái chế, giảm thiểu ô nhiễm môi trường và nghiên cứu các vật liệu thay thế.