CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài Với sự phát triển không ngừng của lĩnh vực vật liệu thì ngày càng có nhiều vật liệu mới được tìm ra. Bên cạnh đó, việc pha trộn vật liệu để tạo ra một hỗn hợp vật liệu theo một tỷ lệ nhất định nhằm tạo ra một vật liệu tối ưu hơn cũng được chú ý đến. Dựa trên các nghiên cứu về nhựa PBT và nhựa EVA cũng như các nghiên cứu về hỗn hợp giữa chúng.
Một số nghiên cứu cụ thể: Nghiên cứu của Roberto Scaffaro, Francesco Paolo La Mantia, nghiên cứu của Seon-Jun Kim, Bong-Sub Shin, Jeong-Lag Hong, Won-Jei Cho, Chang-Sik Ha, nghiên cứu của Roberto Scaffaro, Francesco P. La Mantia, Claudia Castronovo, nghiên cứu của Cong Meng and Jin-ping Qu… Qua các nghiên cứu đó cho thấy việc chọn nhựa EVA cho mục đích cải thiện cơ tính của nhựa PBT là có hiệu quả. Nội dung của một số nghiên cứu có liên qua đến đề tài: Ignaczak, Sobolewski, El Fray[1] Hỗn hợp copolyester tổng hợp ngẫu nhiên, poly (butylene terephthalate-r-butylene linoleate) (PBT – DLA), có chứa các thành phần dựa trên sinh học, có thể tương hợp hiệu quả với hỗn hợp poly (butylene terephthalate) (PP / PBT). Một chất đồng trùng hợp Triblock hóa dầu thương mại, poly (styrene-b-ethylene / butylene-b-styrene) (SEBS) đã được sử dụng.
Cấu trúc hóa học và sự phân bố khối của PBT – DLA được xác định bằng cách sử dụng phổ cộng hưởng từ hạt nhân và sắc ký thấm gel. Hỗn hợp PP / PBT với các tỷ lệ khối lượng khác nhau được chuẩn bị thông qua đùn trục vít đôi với 5% trọng lượng của mỗi chất tương hợp. Phân tích nhiệt trọng lượng, đo nhiệt lượng quét vi sai và phân tích cơ học động học được sử dụng để đánh giá những thay đổi trong cấu trúc pha của hỗn hợp PP / PBT. Thử nghiệm độ bền kéo tĩnh cho thấy sự cải thiện rõ rệt về độ giãn dài khi đứt, tương ứng là ~ 18% và ~ 21% đối với PBT – DLA và SEBS.
Hình thái của hỗn hợp PP / PBT tương thích với chất đồng trùng hợp PBT – DLA cho thấy rằng nó có thể hoạt động như một chất điều chỉnh giữa các pha, được ưu tiên đặt ở giao diện. Bằng cách sử dụng polycondensation và monome từ các nguồn tài nguyên tái tạo, có thể thu được các chất đồng trùng hợp có thể sửa đổi hiệu quả khả năng trộn lẫn của hỗn hợp, cung cấp một giải pháp thay thế cho các chất tương hợp styrene hóa dầu giống như cao su được sử dụng rộng rãi. 6 Giorgio Montaudo, Concetto Puglisi, Filippo Samperi [2] Các cơ chế phân hủy nhiệt chính của PET và PBT đã được nghiên cứu bằng phương pháp khối phổ nhiệt phân trực tiếp sử dụng ion hóa âm (NCI). Kết quả của các tác giả cung cấp bằng chứng mạnh mẽ rằng các oligome vòng là sản phẩm nhiệt phân chính của PET và PBT, được hình thành bởi các phản ứng trao đổi nội phân tử (ion).
Những chất này tiếp tục bị phân hủy bởi phản ứng chuyển hyđro fl-CH. Quá trình nhiệt phân PET và PBT cũng được thực hiện với sự hiện diện của (APP) (một tiền chất axit). APP ảnh hưởng đến quá trình nhiệt phân bằng cách tăng tốc độ phân hủy và giảm nhiệt độ phân hủy polyme (PDT) của cả hai polyme. Tuy nhiên, nó không làm thay đổi bản chất của các hợp chất thu được trong quá trình nhiệt phân các polyme nguyên chất.
Thực tế này cung cấp một lập luận chắc chắn ủng hộ niềm tin rằng sự chuyển fl-CH hydro xảy ra bởi một quá trình ion. Gustafson [3] Một loại chất tương hợp mới phù hợp với hỗn hợp hoặc hợp kim của PP và polyme kỹ thuật có dư lượng thơm hoặc chức năng bổ sung cho hydroxyl đã được đánh giá trong hỗn hợp của PP isotactic và poly PBT, và poly PPE Các hỗn hợp dựa trên PP với 10–30% trọng lượng PBT hoặc PPE đã được nghiên cứu. Từ mô hình phản ứng của hỗn hợp PP / PBT và PP / PPE, rõ ràng là tỷ lệ độ nhớt giữa thành phần hỗn hợp, hàm lượng chất tương hợp và hàm lượng PBT hoặc PPE rất quan trọng đối với các đặc tính hỗn hợp cuối cùng. Độ bền va đập được quan sát là phản ứng nhạy cảm nhất đối với sự tương hợp hỗn hợp.
Chất tương hợp PP-g-PF được quan sát là có hiệu quả hơn trong hỗn hợp PBT so với PPE. Lý do chính cho điều đó là sự sẵn có của các nhóm cuối phản ứng trong trường hợp PBT, làm cho liên kết cộng hóa trị giữa chất tương hợp và PBT có thể thực hiện được. Ugo Romano and Fabio Garbassi [4] Polyolefin đang giành chiến thắng trong cuộc cạnh tranh giữa các chất trong nhiều lĩnh vực thị trường, do kết quả kỹ thuật và giá thành rẻ do một loạt công nghệ sản xuất mới đạt được. Vật liệu được chế tạo theo những cách này sẽ thay thế một số phần có liên quan không chỉ của các polyme tương ứng với các quy trình truyền thống (tức là LDPE, LLDPE, HDPE, PP và EPDM), mà còn cả các vật liệu có cấu trúc hóa học khác, 7 chẳng hạn như PVC, EVA, ABS, và nhựa kỹ thuật hiệu suất thấp.
Sự phát triển này sẽ có những tác động có lợi đối với các vấn đề môi trường vì một số lý do, chẳng hạn như đặc tính hóa học của các vật liệu đó, sự sẵn có của nhiều giải pháp tái chế / phục hồi, đi kèm với các yếu tố đơn giản hóa đáng kể đối với chúng, và cuối cùng là tiết kiệm năng lượng và vật liệu do hiệu quả đạt được của các quá trình sản xuất. Nhờ vào sự đa dạng của các hoạt động bắt nguồn từ nỗ lực R&D mạnh mẽ, Monome và hóa chất tiềm ẩn nguy hiểm được thay thế bằng những chất khác thân thiện hơn; các quy trình polyme hóa được đưa ra ngày càng an toàn hơn và trong nhiều trường hợp có thể được coi là các quy trình không phát thải; chế biến và sản xuất polyme được giải quyết nhằm giảm phát thải khí và chất lỏng và tiết kiệm năng lượng; Tính chất nhẹ và cách nhiệt của chất dẻo được khai thác triệt để, cho phép lợi ích của việc tiết kiệm năng lượng lấn át năng lượng cần thiết cho quá trình chế tạo. Tùy thuộc vào đặc tính hóa học của chúng, nhựa được hưởng lợi từ nhiều phương pháp xử lý cuối đời khác nhau, từ tái chế vật lý đến khử trùng hợp hoặc thu hồi năng lượng. Morad Ali Khatibi, Ahmad Arefazar, Masoud Esfandeh [5] Vật liệu nano poly PET / OMMT / EPDM-g-MA được điều chế bằng cách trộn nóng chảy các thành phần trong máy trộn Haake Rheocord.
Để tạo ra vật liệu tổng hợp lai, bốn lộ trình pha trộn khác nhau đã được kiểm tra: 1) chuẩn bị EPDM/EPDM-g- MA (EPMA) / tổ hợp nano organoclay và sau đó trộn nó với PET, (S1), 2) sự phân tán của organoclay trong PET và sau đó trộn nó với EPMA, (S2), 3) trộn PET với EPMA rồi trộn với organoclay, (S3), 4) trộn PET, EPMA và organoclay trong một quy trình duy nhất, (S4). Cấu trúc vi mô của các giống lai bậc ba PET / (EPMA) / organoclay được đặc trưng bởi nhiễu xạ tia X (XRD) và Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM). Kết quả cho thấy trình tự pha trộn ảnh hưởng lớn đến sự phân tán của lớp phủ trong nền polyme cũng như cấu trúc vi mô của hỗn hợp. Tính chất cơ học của hỗn hợp bao gồm các đặc tính kéo và va đập cũng đã được nghiên cứu.
Kết quả cho thấy vật liệu nano PET / (EPMA) / organoclay được tạo ra bằng trình tự trộn, S1, có độ bền kéo và va đập tối đa trong số các vật liệu khác. Điều này được cho là do hình thái "Sea-Island" tốt của nó và sự phân tán tốt của lớp organoclay trong ma trận PET liên tục. Wang, Baolong, Wu, Di, Zhu, Lien, Jin, Zheng, Zhao, Kai [6] 8 Đối với hệ thống HDPE / PBT / PA6, mối quan hệ giữa các đặc tính và hình thái pha đã được nghiên cứu trong công trình này. Phân tích hình thái của hỗn hợp bậc ba ma trận HDPE cho thấy HDPE / PBT / PA6 (80/10/10) cho thấy hình thái lõi-vỏ hoàn hảo hơn, giúp tăng cường đáng kể độ dai của hỗn hợp.
Và sự thay đổi tỷ lệ hàm lượng lõi-vỏ ảnh hưởng đến hình thái vi mô, ảnh hưởng đến các tính chất cơ học cuối cùng của hỗn hợp bậc ba HDPE / PBT / PA6. Kết quả thử nghiệm cơ học cho thấy hình thái pha (lõi-vỏ) không chỉ cải thiện đáng kể độ dẻo dai mà còn có thể đóng một vai trò quan trọng trong độ bền đối với hỗn hợp HDPE / PBT / PA6. Kính hiển vi quang học đã chứng minh rằng sự gia tăng đáng kể sức mạnh va chạm không thể bắt nguồn từ sự giảm kích thước của spherulite ngoại trừ cấu trúc đặc biệt (lõi-vỏ). Sự cân bằng giữa độ dẻo dai và sức mạnh trong nhóm ba là do sự xuất hiện của cấu trúc lõi-vỏ.
Tuy nhiên, cấu trúc lõi-vỏ đã không nâng cao HDT. Khavekar, Rajendra, Vasudevan, Hari, Vimal, Gosar [7] Họ nghiên cứu ứng dụng của Phương pháp Taguchi (TM) trên các thông số quy trình của Polybutylene Terephthalate (PBT). Ảnh hưởng của các thông số quá trình, chẳng hạn như Áp suất phun, Áp suất hút ngược, Thời gian phun, Thời gian làm mát, Nhiệt độ Vùng 1 & Nhiệt độ Vùng 2 (Nhiệt độ thùng) đối với Điểm tối và Ảnh ngắn (khuyết tật) được khảo sát bằng cách sử dụng Mảng trực giao L16 của Phương pháp Taguchi cho 6 yếu tố ở 2 cấp, mỗi yếu tố với phản hồi là độ lệch phần trăm. Người ta thấy rằng áp suất phun, thời gian phun và nhiệt độ vùng 1 có ảnh hưởng lớn đến phản ứng.
Sau khi áp dụng Phương pháp Taguchi, tỷ lệ từ chối giảm xuống 5,84% từ 11,33%, tức là mức giảm 48,45%. Thời gian phun là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến phản ứng, sau đó là áp suất phun và nhiệt độ Vùng 1. Phương pháp Taguchi được sử dụng để thiết lập các thông số tối ưu của quá trình và nó cho kết quả đột phá. Nó yêu cầu phần mềm ANOVA và nhân viên bán lành nghề không thể xử lý phương pháp này.
Nur Oburoğlu, Nevra Ercan, Ali Durmus, Ahmet Kaşgöz [8] Các hành vi kết tinh nóng chảy của vật liệu tổng hợp poly PBT bao gồm các loại chất độn vô cơ khác nhau đã được khảo sát. Các mẫu hỗn hợp có 5% trọng lượng chất độn được chuẩn bị bằng cách xử lý nóng chảy trong máy đùn trục vít đôi sử dụng các cấp thương mại của CA, HL và OM làm chất độn.