Nghiên cứu tính chất và khả năng phân hủy sinh học của vật liệu compozit poly(axit-latic)(PLA)/CaSO4

Nghiên cứu chế tạo và xác định hình thái cấu trúc tính chất của vật liệu compozit polylatic axit và thạch cao, ứng dụng trong xây dựng.

Chuyên ngành

Vật liệu compozit

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

luận văn

2021

69
3
0

Phí lưu trữ

30 Point

Mục lục chi tiết

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC HÌNH ẢNH

1. MỤC LỤC

2. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

3. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN VĂN

4. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN VĂN

5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ TÍNH THỰC TIỄN

6. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

6.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VẬT LIỆU COMPOZIT

6.1.1. Khái niệm

6.1.2. Lịch sử hình thành

6.1.3. Đặc điểm chung

6.1.4. Đặc tính

6.1.5. Phân loại

6.2. VẬT LIỆU POLYME COMPOZIT

6.2.1. Cấu tạo của vật liệu polyme compozit

6.2.2. Ứng dụng của vật liệu compozit

6.3. TỔNG QUAN VỀ THẠCH CAO (THẠCH CAO)

6.4. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU

6.5. TÌM HIỂU VỀ ETHYLENE BIS STEARAMIDE (EBS)

7. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

7.1. NGUYÊN VẬT VIỆU VÀ HÓA CHẤT

8. CHẾ TẠO MẪU

8.1. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

9. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

9.1. KHẢO SÁT ĐIỀU KIỆN TỐI ƯU CHẾ TẠO MẪU PLA/THẠCH CAO

9.2. NGHIÊN CỨU KHẢO SÁT BIẾN TÍNH THẠCH CAO

9.3. ẢNH HƯỞNG CHẤT BIẾN TÍNH EBS ĐẾN TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU PLA/THẠCH CAO

9.4. BƯỚC ĐẦU KHẢO SÁT SỰ PHÂN HỦY THẠCH CAO SỬ DỤNG CHỦNG VI KHUẨN KSF DESULFOVIBRIO ORYZAE M10

10. KẾT LUẬN VÀ ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO

11. CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Vật Liệu Compozit PLA CaSO4 Ứng Dụng Tiềm Năng

Vật liệu compozit từ PLA (Poly Lactic Acid) và CaSO4 (Calcium Sulfate) đang thu hút sự chú ý lớn nhờ tiềm năng ứng dụng rộng rãi và tính thân thiện với môi trường. PLA là một polyme sinh học có khả năng phân hủy sinh học, trong khi CaSO4 có thể được tận dụng từ nguồn phế thải công nghiệp. Sự kết hợp này hứa hẹn tạo ra vật liệu vừa có tính chất cơ học tốt, vừa giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường. Nghiên cứu tập trung vào việc tối ưu hóa tỷ lệ pha trộn, kích thước hạtphương pháp chế tạo để đạt được hiệu quả cao nhất. Vật liệu compozit PLA/CaSO4 mở ra hướng đi mới trong việc tìm kiếm giải pháp thay thế nhựa truyền thống, hướng tới kinh tế tuần hoàn và phát triển bền vững.

1.1. Giới Thiệu Chi Tiết về Vật Liệu PLA và Ứng Dụng

PLA là một polyme nhiệt dẻo có nguồn gốc từ các nguồn tài nguyên tái tạo như tinh bột ngô hoặc mía đường. Nó có khả năng phân hủy sinh học trong điều kiện thích hợp, làm cho nó trở thành một lựa chọn hấp dẫn thay thế cho các loại nhựa có nguồn gốc từ dầu mỏ. PLA có nhiều ứng dụng, bao gồm bao bì thực phẩm, ứng dụng y sinh (chỉ khâu phẫu thuật, cấy ghép), và các sản phẩm tiêu dùng khác. Tuy nhiên, PLA có một số hạn chế, chẳng hạn như độ giòn và độ bền nhiệt thấp, điều này thúc đẩy việc nghiên cứu các vật liệu compozit để cải thiện các tính chất này.

1.2. Vai Trò của CaSO4 trong Vật Liệu Compozit và Môi Trường

CaSO4, hay thạch cao, là một khoáng chất tự nhiên có sẵn và tương đối rẻ. Trong vật liệu compozit, CaSO4 có thể đóng vai trò là chất độn, cải thiện một số tính chất như độ cứng và khả năng chịu nhiệt. Hơn nữa, việc sử dụng CaSO4 từ các nguồn phế thải công nghiệp (ví dụ: từ quá trình sản xuất phân bón) có thể giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường và thúc đẩy kinh tế tuần hoàn. Nghiên cứu tập trung vào việc biến tính CaSO4 để tăng cường khả năng tương thích với PLA và cải thiện hiệu suất của vật liệu compozit.

II. Thách Thức và Giải Pháp Nâng Cao Tính Chất PLA CaSO4

Mặc dù có nhiều ưu điểm, vật liệu compozit PLA/CaSO4 vẫn đối mặt với một số thách thức. Khả năng phân tán của CaSO4 trong nền PLA có thể kém, dẫn đến sự suy giảm tính chất cơ học. Ngoài ra, khả năng tương thích giữa hai vật liệu này cũng cần được cải thiện. Các nghiên cứu tập trung vào việc sử dụng phụ gia, chất hóa dẻo và các phương pháp gia công tiên tiến để giải quyết những vấn đề này. Mục tiêu là tạo ra vật liệu compozitđộ bền kéo, độ bền uốnmodul đàn hồi cao, đồng thời vẫn duy trì được khả năng phân hủy sinh học tốt.

2.1. Các Phương Pháp Cải Thiện Khả Năng Phân Tán CaSO4 trong PLA

Để cải thiện khả năng phân tán của CaSO4 trong nền PLA, một số phương pháp đã được nghiên cứu. Một trong số đó là sử dụng phụ gia bề mặt để thay đổi tính chất bề mặt của CaSO4, giúp nó dễ dàng trộn lẫn với PLA hơn. Các phương pháp khác bao gồm sử dụng phương pháp chế tạo đặc biệt như trộn trong dung dịch hoặc sử dụng máy trộn có cường độ cao để đảm bảo sự phân tán đồng đều. Kích thước hạt của CaSO4 cũng đóng một vai trò quan trọng; nano CaSO4 có xu hướng phân tán tốt hơn so với các hạt lớn hơn.

2.2. Tăng Cường Khả Năng Tương Thích Giữa PLA và CaSO4

Khả năng tương thích giữa PLACaSO4 là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tính chất cơ học của vật liệu compozit. Để cải thiện khả năng tương thích, các nhà nghiên cứu đã sử dụng chất hóa dẻo hoặc PLA biến tính. Chất hóa dẻo có thể làm giảm nhiệt độ chuyển thủy tinh của PLA, làm cho nó dẻo hơn và dễ dàng liên kết với CaSO4 hơn. PLA biến tính có thể chứa các nhóm chức năng có thể tương tác với bề mặt của CaSO4, tạo ra liên kết mạnh hơn giữa hai vật liệu.

III. Phương Pháp Chế Tạo Vật Liệu Compozit PLA CaSO4 Hiệu Quả

Việc lựa chọn phương pháp chế tạo phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng và hiệu suất của vật liệu compozit PLA/CaSO4. Các phương pháp phổ biến bao gồm trộn nóng chảy, đúc khuôn và ép đùn. Mỗi phương pháp có ưu và nhược điểm riêng, và việc lựa chọn phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của ứng dụng. Nghiên cứu tập trung vào việc tối ưu hóa các thông số gia công như nhiệt độ, tốc độ trộn và áp suất để đạt được tính chất tốt nhất cho vật liệu compozit.

3.1. Quy Trình Trộn Nóng Chảy và Các Yếu Tố Ảnh Hưởng

Trộn nóng chảy là một phương pháp chế tạo phổ biến cho vật liệu compozit PLA/CaSO4. Trong quá trình này, PLACaSO4 được trộn lẫn ở nhiệt độ cao, khi PLA ở trạng thái nóng chảy. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của vật liệu compozit bao gồm nhiệt độ trộn, tốc độ trộnthời gian trộn. Nhiệt độ quá cao có thể làm phân hủy PLA, trong khi tốc độ trộn quá thấp có thể dẫn đến sự phân tán không đồng đều của CaSO4.

3.2. Ứng Dụng Phương Pháp Đúc Khuôn và Ép Đùn cho PLA CaSO4

Đúc khuôn và ép đùn là hai phương pháp gia công khác có thể được sử dụng để chế tạo vật liệu compozit PLA/CaSO4. Đúc khuôn thường được sử dụng để tạo ra các sản phẩm có hình dạng phức tạp, trong khi ép đùn được sử dụng để tạo ra các sản phẩm có hình dạng đơn giản như tấm hoặc ống. Cả hai phương pháp đều yêu cầu kiểm soát chặt chẽ các thông số gia công như nhiệt độ và áp suất để đảm bảo chất lượng của sản phẩm cuối cùng.

IV. Nghiên Cứu Tính Chất và Khả Năng Phân Hủy PLA CaSO4

Nghiên cứu tính chất cơ học, tính chất nhiệtkhả năng phân hủy của vật liệu compozit PLA/CaSO4 là rất quan trọng để đánh giá tiềm năng ứng dụng của nó. Các phương pháp phân tích TGA, phân tích DSC, phân tích XRD, phân tích SEMphân tích FTIR được sử dụng để xác định tính chất của vật liệu. Thử nghiệm phân hủy trong đấtthử nghiệm phân hủy trong môi trường nước được thực hiện để đánh giá khả năng phân hủy sinh học của vật liệu.

4.1. Phân Tích Tính Chất Cơ Học Độ Bền Kéo Uốn Va Đập

Tính chất cơ học của vật liệu compozit PLA/CaSO4 được đánh giá bằng các thử nghiệm như độ bền kéo, độ bền uốnđộ bền va đập. Các kết quả cho thấy rằng việc bổ sung CaSO4 có thể cải thiện độ cứng của PLA, nhưng cũng có thể làm giảm độ dẻo. Việc biến tính CaSO4 và sử dụng phụ gia có thể giúp cân bằng giữa độ cứngđộ dẻo.

4.2. Đánh Giá Khả Năng Phân Hủy Sinh Học trong Các Môi Trường

Khả năng phân hủy sinh học là một trong những ưu điểm chính của vật liệu compozit PLA/CaSO4. Thử nghiệm phân hủy trong đấtthử nghiệm phân hủy trong môi trường nước được thực hiện để đánh giá tốc độ phân hủy của vật liệu. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng phân hủy bao gồm độ ẩm, nhiệt độ và sự hiện diện của vi sinh vậtenzym. Nghiên cứu cũng tập trung vào việc tuân thủ các tiêu chuẩn phân hủy sinh học quốc tế.

V. Ứng Dụng Tiềm Năng của Compozit PLA CaSO4 Y Sinh Bao Bì

Vật liệu compozit PLA/CaSO4 có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Trong lĩnh vực y sinh, nó có thể được sử dụng để chế tạo các vật liệu cấy ghép có khả năng phân hủy sinh học. Trong lĩnh vực bao bì thực phẩm, nó có thể được sử dụng để thay thế các loại nhựa truyền thống, giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Ngoài ra, vật liệu này cũng có thể được sử dụng trong nông nghiệp và các ứng dụng khác.

5.1. Ứng Dụng trong Y Sinh Vật Liệu Cấy Ghép Phân Hủy Sinh Học

Trong lĩnh vực y sinh, vật liệu compozit PLA/CaSO4 có thể được sử dụng để chế tạo các vật liệu cấy ghép có khả năng phân hủy sinh học. Ưu điểm của vật liệu này là nó có thể tự phân hủy sau khi hoàn thành chức năng của mình, loại bỏ sự cần thiết của phẫu thuật loại bỏ. Các ứng dụng tiềm năng bao gồm vật liệu thay thế xương, chỉ khâu phẫu thuậthệ thống phân phối thuốc.

5.2. Sử Dụng trong Bao Bì Thực Phẩm Giải Pháp Thay Thế Nhựa

Trong lĩnh vực bao bì thực phẩm, vật liệu compozit PLA/CaSO4 có thể được sử dụng để thay thế các loại nhựa truyền thống, giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Vật liệu này có khả năng phân hủy sinh học và có thể được sản xuất từ các nguồn tài nguyên tái tạo. Các ứng dụng tiềm năng bao gồm khay đựng thực phẩm, màng bọc thực phẩmchai lọ.

VI. Kết Luận và Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo về PLA CaSO4

Nghiên cứu về vật liệu compozit PLA/CaSO4 đã cho thấy tiềm năng lớn trong việc tạo ra vật liệu thân thiện với môi trườngtính chất cơ học tốt. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều thách thức cần được giải quyết để tối ưu hóa hiệu suất của vật liệu. Các hướng nghiên cứu tiếp theo bao gồm việc phát triển các phương pháp biến tính CaSO4 tiên tiến hơn, nghiên cứu ảnh hưởng của nano CaSO4 đến tính chất của vật liệu và đánh giá khả năng phân hủy của vật liệu trong các điều kiện khác nhau.

6.1. Tối Ưu Hóa Quy Trình Biến Tính CaSO4 để Cải Thiện Tính Chất

Việc biến tính CaSO4 là một yếu tố quan trọng để cải thiện tính chất của vật liệu compozit PLA/CaSO4. Các hướng nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc phát triển các phương pháp biến tính tiên tiến hơn, sử dụng các phụ gia mới hoặc thay đổi cấu trúc bề mặt của CaSO4 để tăng cường khả năng tương thích với PLA.

6.2. Nghiên Cứu Ảnh Hưởng của Nano CaSO4 đến Tính Chất Cơ Học

Việc sử dụng nano CaSO4 có thể mang lại những lợi ích đáng kể cho tính chất của vật liệu compozit PLA/CaSO4. Các hạt nano có diện tích bề mặt lớn hơn, có thể cải thiện khả năng phân tánkhả năng tương thích với PLA. Nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc đánh giá ảnh hưởng của nano CaSO4 đến độ bền kéo, độ bền uốnđộ bền va đập của vật liệu.

06/06/2025
Nghiên cứu chế tạo và xác định hình thái cấu trúc tính chất của vật liệu compozit polylatic axit và thạch cao

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Mỗi năm, thế giới thải ra khoảng 300 triệu tấn rác thải nhựa, phần lớn trong số này không được xử lý và xả thải trực tiếp ra ngoài môi trường. Điều này gây các hệ lụy xấu làm ô nhiễm đất và nước do các chất thải từ nhựa và nylon rất khó phân hủy trong tự nhiên. Tại Hội nghị Davos, Thụy Sĩ đã có báo cáo ước tính lượng rác thải nhựa thải xuống biển cho đến năm 2050 sẽ nhiều hơn lượng cá (tính theo trọng lượng). Nhưng phải mất hàng trăm, thậm chí hàng ngàn năm, các chất thải từ nhựa và nylon mới bị phân hủy.

Một điều đáng lo ngại theo thống kê, Việt Nam hiện đứng thứ 4 trên thế giới về khối lượng rác thải nhựa với mỗi năm có khoảng 730.000 tấn rác thải nhựa ra biển người Việt thải ra hàng trăm nghìn tấn rác thải nhựa mỗi năm nhưng việc tái chế chất thải nhựa vẫn chưa phát triển và tỷ lệ phân loại chất thải tại nguồn rất thấp. Một lượng lớn chất thải nhựa được chôn lấp cùng lượng rác thải sinh hoạt và một lượng lớn khác được thải trực tiếp ra môi trường. Điều đó thật khủng khiếp khi lượng chất thải trên được xả thẳng ra ngoài môi trường bởi chúng sẽ phá hủy môi trường tự nhiên, ảnh hưởng đến các lại sinh vật trong môi trường khi những hạt vi nhựa có nguồn gốc từ rác thải nhựa có thể xâm nhập và phá hủy tế bào. Để khắc phục nhược điểm này, thế giới hiện nay tập trung phát triển các loại vật liệu xanh, nguồn gốc sinh học, có khả năng tự phân hủy, tái sinh và thân thiện với môi trường, thay thế các loại polyme có nguồn gốc dầu mỏ.

Các nghiên cứu nhằm tạo ra các loại vật liệu có khả năng phân hủy sinh học và thân thiện với môi trường đang thu hút nhiều nhóm nghiên cứu. Trong đó, xu hướng sử dụng các loại vật liệu có nguồn gốc từ thiên nhiên để dần thay thế các vật liệu có nguồn gốc từ dầu mỏ đang ngày càng được quan tâm. Những loại vật liệu xanh, vật liệu tái tạo có khả năng phân hủy sinh học, như poly-axit lactic (PLA), polyhydroxylbutyrat (PHB) được xem là các ứng cử viên cho hướng phát triển này. PLA là loại nhựa có khả năng phân hủy sinh học cao với thời 4 gian phân hủy ngắn, vì vậy có thể tiết kiệm được nguồn năng lượng nhất định để xử lý PLA.

Đồng thời loại polyme này có độ tương thích sinh học cao, không độc hại với cơ thể người, nên được ứng dụng nhiều trong các lĩnh vực đặc biệt là y sinh. Hiện nay, PLA đang là sản phẩm được sản xuất và ứng dụng đại trà trong công nghiệp với giá thành rẻ hơn so với các loại nhựa phân hủy sinh học khác (2-3,2 USD/kg) với độ bền kéo và mô đun đàn hồi cao. Chính vì những ưu điểm trên mà PLA được xem là sự lựa chọn hàng đầu trong các polyme sinh học có khả năng thay thế các loại polyme dầu mỏ. Tuy nhiên do độ giòn vốn có nên độ bền va đập kém khiến các ứng dụng của vật liệu PLA còn bị hạn chế.

Một sự thay thế phù hợp hơn là sử dụng các hạt gia cường vô cơ như CaCO3, hydroxyapatit, CaSO4 để cải thiện độ bền va đập, nhưng vẫn đảm bảo độ bền kéo và độ bền nhiệt của vật liệu. Việc kết hợp vật liệu PLA với thạch cao tạo ra vật liệu sinh học thân thiện môi trường với nhiều ưu điểm về tính chất cơ học cao. Đó là lý do đề tài: "Nghiên cứu chế tạo và xác định hình thái cấu trúc, tính chất của vật liệu compozit polylatic axit và thạch cao" được lựa để làm luận văn tốt nghiệp. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN VĂN Tối ưu thành phần, các điều kiện công nghệ chế tạo và xác định hình thái cấu trúc, tính chất của vật liệu compozit polylatic axit và thạch cao.

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN VĂN Đối tượng nghiên cứu: Vật liệu mới, vật liệu thân thiện môi trường. Cụ thể vật liệu compozit thân thiện môi trường trên cơ sở PLA/thạch cao. Phạm vi nghiên cứu: Phòng thí nghiệm. Địa điểm: Viện Kỹ thuật nhiệt đới – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam (Viện Hàn lâm KHCNVN).

Nội dung 1: 5 -Thu thập tài liệu tìm hiểu về cấu tạo, thành phần, điều kiện gia công, tính chất lý-hóa của PLA và thạch cao. Từ đó xây dựng tổng quan đánh giá tình hình nghiên cứu vật liệu polyme compozit PLA/thạch cao trong và ngoài nước. Nội dung 2: - Chế tạo, xử lý và biến tính thạch cao bằng ethylene bis stearamide. - Chế tạo các mẫu compozit PLA/ thạch cao với các hàm lượng thạch cao là 0%, 5%, 10%, 15%, 20% 25% về khối lượng.

- Tiến hành gia công mẫu compozit PLA với hàm lượng thạch cao khác nhau. Nội dung 3: - Kiểm tra độ bền kéo và uốn với các mẫu trên thiết bị kéo nén đa năng Zwick/Z2. - Khảo sát tính chất lưu biến nóng chảy, tính chất nhiệt và hình thái cấu trúc của vật liệu compozit PLA/thạch cao. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ TÍNH THỰC TIỄN Nghiên cứu khả sát chế tạo vật liệu mới thân thiên với môi trường, có khả năng phân hủy sinh học và tính chất cơ học cao.

Đồng thời nghiên cứu xử lý và biến tính và xử lý chất độn thạch cao phế thải giả quyết vấn đề môi trường, tăng tính ứng dụng của thạch cao phế thải là sản phẩm phụ của quá trình sản xuất phân bón. TỔNG QUAN TÀI LIỆU GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VẬT LIỆU COMPOZIT [1,2,3] 1.1 Khái niệm Vật liệu compozit là vật liệu tổ hợp từ hai hoặc nhiều loại vật liệu khác nhau. Vật liệu mới được tạo thành có tính chất ưu việt hơn nhiều so với từng loại vật liệu thành phần riêng rẽ. Về mặt cấu tạo, vật liệu compozit bao gồm một hay nhiều pha gián đoạn phân bố đều trên một pha nền liên tục.

Pha gián đoạn thường có tính chất cơ học trội hơn pha liên tục. Pha liên tục gọi là nền (matrice). Pha gián đoạn gọi là cốt hay vật liệu gia cường (reinforce).2 Lịch sử hình thành Trong cuộc sống đời thường, ít người để ý rằng vật liệu compozit đã xuất hiện từ rất lâu trong cuộc sống. Bởi vì khoảng 5000 năm trước Công Nguyên, người cổ đại đã tình cờ chế tạo ra vật liệu compozit để phục vụ cho cuộc sống hằng ngày ví dụ: sử dụng bột đá trộn với đất sét.

Trong cuộc sống đời thường, ít người để ý được rằng vật liệu compozit để đảm bảo được sự dãn nở trong quá trình nung gốm. Người Ai Cập đã biết sử dụng vật liệu compozit từ khoảng 5000 năm trước Công Nguyên. Sản phẩm điển hình là vỏ thuyền làm bằng lau, sậy, tẩm pitum, sau này các thuyền đan tre trát mùn cưa và nhựa thông hay vách tường đan tre trát bùn với rơm, rạ là những sản phẩm compozit được áp dụng rộng dãi trong đời sống xã hội hằng ngày. Sự phát triển của vật liệu compozit đã được khẳng định và mang tính đột phá vào những năm 1930, khi Stayer và Thomas đã nghiên cứu, ứng dụng thành công sợi thủy tinh.

Fillis và Foster sử dụng chất độn cho poly este không no và giải pháp này đã được áp dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp chế tạo máy bay, tàu chiến phục vụ cho Đại chiến thế giới lần thứ hai. Năm 1950, bước đột phá quan trọng trong ngành vật liệu compozit là sự 7 xuất hiện nhựa epoxy và các sợi gia cường như polyeste, nilon… Từ năm 1970 đến nay, vật liệu nền chất dẻo đã được đưa vào sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp và dân dụng, y tế, thể thao, quân sự…[1] 1.3 Đặc điểm chung Vật liệu compozit là vật liệu nhiều pha. Trong vật liệu compozit có tỉ lệ, hình dạng, kích thước cũng như sự phân bố của nền và cốt tuân theo các quy định thiết kế trước. Tính chất của các pha thành phần được kết hợp để tạo nên tính chất chung của compozit.

Ưu điểm của vật liệu compozit là khả năng chế tạo vật liệu này thành các kết cấu sản phẩm theo yêu cầu kỹ thuật khác nhau. Các thành phần cốt của compozit có độ cứng, độ bền cơ học cao, vật liệu nền luôn đảm bảo cho các thành phần liên kết hài hòa tạo nên các kết cấu có khả năng chịu nhiệt và chịu sự ăn mòn của vật liệu trong điều kiện khắc nghiệt của môi trường. Một trong tính chất nổi bật nhất của polyme compozit đó là tỉ trọng nhẹ, độ bền cao, dễ lắp đặt và các đặc trưng đàn hồi cao, bền vững với môi trường hóa học, độ dẫn điện thấp [2].4 Đặc tính Cơ tính của vật liệu compozit phụ thuộc vào những đặc tính sau đây: - Cơ tính của các vật liệu thành phần: các vật liệu thành phần có cơ tính tốt vật liệu compozit cũng có cơ tính tốt và tốt hơn tính chất của từng vật liệu thành phần. - Luật phân bố hình học của vật liệu cốt: khi vật liệu cốt phân bố không đồng đều, vật liệu compozit bị phá huỷ trước hết ở những nơi có vật liệu cốt.

Với compozit cốt sợi, phương của sợi quyết định tính dị hướng của vật liệu, có thể điều chỉnh được tính dị hướng này theo ý muốn để chế tạo được vật liệu cũng như phương án công nghệ phù hợp với yêu cầu. 8 - Tác dụng tương hỗ giữa các vật liệu thành phần: vật liệu cốt và nền phải liên kết chặt chẽ với nhau mới có khả năng tăng cường và bổ sung tính chất cho nhau.5 Phân loại Phân loại theo hình dạng a) b) c) d) e) Hình 1. Các loại compozit: a) Compozit hạt; b) Compozit sợi; c) Compozit phiến d) Compozit vảy; e) Compozit đổ đầy Vật liệu compozit độn dạng sợi: Sợi là loại vật liệu có một chiều kích thước (gọi là chiều dài) lớn hơn rất nhiều so với hai chiều kích thước không gian còn lại. Theo hai chiều kia chúng phân bố gián đoạn trong vật liệu compozit, còn theo chiều dài thì chúng có thể ở dạng liên tục hay gián đoạn.

Ta thường thấy các loại vật liệu cốt sợi này gắn liền với từ compozit trong tên gọi. Các sản phẩm compozit dân dụng thường là được chế tạo từ loại vật liệu compozit cốt sợi, trên nền nhựa là chủ yếu. Vật liệu compozit độn dạng hạt: Thường được sử dụng để cải thiện một 9 số tính chất cơ tính của vật liệu hoặc vật liệu nền như tăng độ cứng, tăng khả năng chịu nhiệt, chịu mài mòn, giảm độ co ngót và giảm giá thành sản phẩm. Việc lựa chọn phương án phụ thuộc vào cơ-lý tính mà ta muốn bởi gia cường bằng dạng hạt thì tính chất cơ-lý yếu hơn so với dạng sợi.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Tài liệu "Nghiên cứu tính chất và khả năng phân hủy sinh học của vật liệu compozit PLA/CaSO4" cung cấp cái nhìn sâu sắc về các đặc tính của vật liệu compozit PLA kết hợp với CaSO4, nhấn mạnh khả năng phân hủy sinh học của chúng. Nghiên cứu này không chỉ giúp hiểu rõ hơn về tính chất vật lý và hóa học của vật liệu mà còn mở ra hướng đi mới cho việc phát triển các sản phẩm thân thiện với môi trường. Đặc biệt, tài liệu này có thể mang lại lợi ích cho các nhà nghiên cứu và kỹ sư trong lĩnh vực vật liệu sinh học, giúp họ tìm ra các giải pháp bền vững hơn cho các vấn đề ô nhiễm.

Nếu bạn quan tâm đến các nghiên cứu liên quan, hãy khám phá thêm về Nghiên ứu hế tạo màng phân hủy sinh họ trên ơ sở blend ủa tinh bột sắn và nhựa poly butylene adipate o terephthalate pbat, nơi bạn sẽ tìm thấy thông tin về các loại màng phân hủy sinh học khác. Bên cạnh đó, tài liệu Nghiên cứu chế tạo màng polymer phân hủy sinh học kết hợp hạt nano bạc tổng hợp từ dịch chiết nha đam cho ứng dụng bảo quản thực phẩm cũng sẽ cung cấp thêm góc nhìn về ứng dụng của vật liệu sinh học trong bảo quản thực phẩm. Cuối cùng, bạn có thể tham khảo Đề tài nckh hcmute nghiên cứu phản ứng xúc tác tổng hợp nhựa tự phân hủy sinh học pla để hiểu rõ hơn về quy trình tổng hợp nhựa PLA và các ứng dụng của nó trong công nghiệp. Những tài liệu này sẽ giúp bạn mở rộng kiến thức và khám phá thêm nhiều khía cạnh thú vị trong lĩnh vực vật liệu sinh học.