Giới thiệu dự án

Tình trạng ô nhiễm rác thải nhựa toàn cầu đang diễn biến ở mức báo động với hơn 8 triệu tấn chất thải nhựa đổ ra đại dương mỗi năm. Theo báo cáo môi trường quốc tế, Việt Nam hiện đứng thứ 4 thế giới về lượng rác thải nhựa phát sinh, trong khi tỷ lệ phân loại và tái chế tại nguồn vẫn còn rất khiêm tốn. Trước sức ép chuyển dịch sang nền kinh tế tuần hoàn, xu hướng phát triển vật liệu xanh tự phân hủy sinh học (biopolymers) đang bùng nổ. Dữ liệu từ Viện Nhựa sinh học châu Âu (IfBB) cho thấy tổng sản lượng nhựa sinh học toàn cầu đã vượt 2,05 triệu tấn, trong đó Poly(lactic acid) (PLA) chiếm thị phần áp đảo lên tới 20,3% nhờ nguồn gốc tái tạo từ tinh bột thực vật (ngô, sắn, mía) và khả năng phân hủy hoàn toàn thành $\text{CO}_2$ và $\text{H}_2\text{O}$ trong điều kiện ủ công nghiệp từ 90 đến 180 ngày.

Tuy nhiên, rào cản kỹ thuật lớn nhất cản trở ứng dụng công nghiệp của PLA là độ giòn tự nhiên cao, độ dãn dài khi đứt thấp ($\varepsilon < 10%$) và khả năng chịu va đập kém. Để giải quyết triệt để điểm nghẽn này, đề tài "Nghiên cứu hình thái cấu trúc và tính chất của hai loại vật liệu tổ hợp Poly(lactic acid) với Cao su tự nhiên và Cao su Nitrile Butadien" được thực hiện nhằm biến tính dẻo hóa PLA bằng cách kết hợp với hai hệ đàn hồi elastomeric đặc trưng: Cao su thiên nhiên (NR - Natural Rubber, mạch không phân cực) và Cao su Nitrile Butadien (NBR - Nitrile Butadiene Rubber, mạch phân cực chứa nhóm $-C\equiv N$).

Mục tiêu cụ thể của dự án:

  1. Tổng hợp thành công màng vật liệu tổ hợp polymer blend giữa PLA với NR và PLA với NBR theo phương pháp dung dịch ở các tỷ lệ khối lượng khảo sát: 0%, 5%, 10%, 15% và 20%.
  2. Khảo sát và tối ưu hóa 2 quy trình bay hơi dung môi: Phương pháp A (khô tự nhiên) và Phương pháp B (hỗ trợ sóng siêu âm tần số cao trong 15 phút).
  3. Đánh giá chi tiết hình thái vi cấu trúc phân tán pha qua kính hiển vi điện tử quét (SEM) và cơ chế tương hợp liên kết qua phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR).
  4. Phân tích định lượng hành vi chuyển pha nhiệt (nhiệt độ chuyển thủy tinh $T_g$, nhiệt độ kết tinh lạnh $T_{cc}$, nhiệt độ nóng chảy $T_m$) bằng phương pháp nhiệt lượng quét vi sai (DSC).
  5. Xác định tương quan cơ lý (ứng suất kéo đứt $\sigma_k$, độ dãn dài khi đứt $\varepsilon$) theo tiêu chuẩn ASTM D527-3 nhằm định hướng ứng dụng cho vật liệu in 3D FDM và màng bao bì sinh học.

Phạm vi nghiên cứu tập trung vào quy trình chế tạo màng mỏng bằng hệ dung môi chloroform ($CHCl_3$) tại quy mô phòng thí nghiệm, kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ phòng ($25^\circ\text{C}$) và điều kiện sấy chân không khử dung môi dư.

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Các giải pháp truyền thống nhằm tăng độ dai cho PLA thường sử dụng chất hóa dẻo monome trọng lượng phân tử thấp (như citrate, PEG) hoặc gia cường bằng sợi tự nhiên (sợi lanh, sợi tre, sợi nứa) và tinh bột. Dưới đây là bảng so sánh ưu nhược điểm giữa các hướng tiếp cận:

Hướng tiếp cận Ưu điểm Nhược điểm Chi phí & Khả năng gia công
PLA / Hóa dẻo PEG, Citrate Tăng độ dãn dài tức thời, dễ hòa tan Dễ bị di hành (migration) ra bề mặt, giảm mạnh độ bền nhiệt Chi phí trung bình; kém ổn định theo thời gian
PLA / Sợi tự nhiên (Lanh, Nứa) Tăng mô đun đàn hồi, tăng độ bền uốn Bề mặt tương tác kém, sợi dễ vón cục, làm vật liệu thêm giòn va đập Chi phí thấp; khó đùn sợi in 3D
PLA / Tinh bột sắn, Chitosan Tăng tốc độ phân hủy sinh học, giá rẻ Cơ tính suy giảm nghiêm trọng, độ hút ẩm cao Chi phí rất thấp; cơ tính yếu
PLA / Cao su (NR & NBR - Đề tài) Tạo pha đàn hồi vi mô phân tán, cân bằng độ dẻo và độ bền kéo, tận dụng cao su nội địa Đòi hỏi kiểm soát phân tán pha và tương hợp bề mặt Hiệu quả kinh tế cao; tối ưu cho in 3D FDM & màng dẻo

Phân tích khoảng trống kỹ thuật (Gap Analysis): Các nghiên cứu trong nước trước đây chủ yếu tập trung vào composite sợi hoặc tinh bột, chưa có công trình nào đánh giá có hệ thống sự khác biệt giữa pha phân cực (NBR) và không phân cực (NR) trên nền PLA, cũng như tác động của trường sóng siêu âm đến động học bay hơi dung môi và tái sắp xếp mạch polymer.

Thiết kế hệ thống và công thức phối trộn

Kiến trúc vật liệu tổ hợp được thiết kế dựa trên nguyên lý phân tán pha elastomeric dạng hạt (island-sea morphology) vào pha nền liên tục PLA:

[PLA Matrix (Continuous Phase)]

Bảng thông số kỹ thuật nguyên vật liệu và thiết bị sử dụng:

  • Nhựa nền: Poly(lactic acid) dạng sợi đùn in 3D ($\phi = 1.75\text{ mm}$, Huti Chem, Trung Quốc, độ tinh khiết cao).
  • Cao su tự nhiên (NR): Cao su khối tiêu chuẩn SVR 3L (Tổng Công ty Cao su Đồng Nai, hàm lượng tro $< 0.5%$, $M_w \approx 2 \times 10^5\text{ g/mol}$).
  • Cao su Nitrile Butadien (NBR): NBR 35L-Kumho (Hàn Quốc, hàm lượng Acrylonitrile $34%$, tỷ trọng $0.96\text{ g/cm}^3$, $M_w \approx 10^5\text{ g/mol}$).
  • Dung môi: Chloroform ($CHCl_3$) tinh khiết $99.5%$ (Chemsol Vietnam).
  • Hệ thống phân tích:
    • Kính hiển vi điện tử quét SEM (JEOL JSM-IT200).
    • Máy quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier FTIR (Bruker Alpha II, dải sóng $400 - 4000\text{ cm}^{-1}$, ép viên KBr).
    • Máy phân tích nhiệt lượng quét vi sai DSC (TA Instruments Q20, khí bảo vệ $N_2$ lưu lượng $50\text{ mL/phút}$, tốc độ quét $10^\circ\text{C/phút}$).
    • Máy đo cơ lý vạn năng Dynamometer (Tinius Olsen, loadcell $5\text{ kN}$, tốc độ kéo $5\text{ mm/phút}$).
graph TD
    A[PLA + 40mL Chloroform] --> C[Ngâm hòa tan 9h]
    B[NR hoặc NBR + 10mL Chloroform] --> D[Ngâm hòa tan 9h]
    C --> E[Phối trộn cơ học 600 rpm - 2h]
    D --> E
    E --> F{Phương pháp bay hơi}
    F -->|Phương pháp A| G[Bay hơi tự nhiên]
    F -->|Phương pháp B| H[Đánh siêu âm 15 phút]
    G --> I[Sấy chân không 25 phút không gia nhiệt]
    H --> I
    I --> J[Màng vật liệu tổ hợp hoàn chỉnh]
    J --> K[Kiểm tra SEM / FTIR / DSC / Cơ lý ASTM D527-3]

Phương pháp nghiên cứu và quản lý rủi ro

  1. Phương pháp chế tạo (Solution Blending): Hòa tan riêng rẽ PLA ($40\text{ mL } CHCl_3$) và cao su ($10\text{ mL } CHCl_3$) trong 9 giờ để duỗi mạch phân tử hoàn toàn. Khuấy trộn hỗn hợp trong 2 giờ ở tốc độ $600\text{ rpm}$ bằng máy khuấy từ nhằm chống sa lắng pha cao su.
  2. Khử bọt khí và dung môi: Sấy chân không ở áp suất $10^{-2}\text{ Torr}$ trong 25 phút không gia nhiệt giúp loại bỏ triệt để dung môi còn kẹt mà không làm suy thoái nhiệt mạch ester của PLA.
  3. Quản trị rủi ro thực nghiệm: Kiểm soát chặt chẽ thời gian xử lý siêu âm không quá 15 phút. Nếu vượt quá 27 phút, nhiệt sinh cục bộ và sóng âm làm dung môi bay hơi quá nhanh khiến màng bị co rút mép, nhăn nheo và tạo bọt khí bẫy (void defects).

Implementation và kết quả

Quy trình thực nghiệm và thuật toán xử lý dữ liệu

Các mẫu thử nghiệm được mã hóa theo cú pháp PLA/[x][Elastomer]-[Phương pháp] (Ví dụ: PLA/10NR-A, PLA/10NBR-B). Cơ tính của vật liệu được tính toán tự động qua tập lệnh dữ liệu dựa trên tiêu chuẩn ASTM D527-3:

$$\sigma_k = \frac{F}{S_0} = \frac{F}{w \cdot t}$$

$$\varepsilon = \frac{l_b - l_0}{l_0} \times 100%$$

Trong đó $\sigma_k$ là ứng suất kéo đứt ($\text{MPa}$), $F$ là lực kéo cực đại ($\text{N}$), $S_0$ là diện tích mặt cắt ngang ban đầu ($\text{mm}^2$), $w$ là chiều rộng ($4\text{ mm}$), $t$ là bề dày mẫu ($0.2\text{ mm}$), $l_0$ là chiều dài cữ ban đầu ($25\text{ mm}$), và $l_b$ là chiều dài tại thời điểm đứt ($\text{mm}$).

Dưới đây là module Python chuyên dụng được áp dụng để trích xuất dữ liệu cơ lý và phân tích thống kê phân bố hạt SEM:

import numpy as np
import pandas as pd

def evaluate_composite_mechanics(force_peak_n: float, width_mm: float, 
                                 thickness_mm: float, l0_mm: float, lb_mm: float) -> dict:
    """
    Tính toán ứng suất kéo đứt và độ dãn dài khi đứt theo tiêu chuẩn ASTM D527-3
    """
    cross_section_area = width_mm * thickness_mm  # mm^2
    tensile_strength_mpa = force_peak_n / cross_section_area
    elongation_break_pct = ((lb_mm - l0_mm) / l0_mm) * 100.0
    
    return {
        "Tensile_Strength_MPa": round(tensile_strength_mpa, 2),
        "Elongation_at_Break_Pct": round(elongation_break_pct, 2)
    }

def analyze_sem_particle_dispersion(particle_diameters_um: list) -> dict:
    """
    Phân tích thống kê kích thước hạt phân tán cao su trên ảnh SEM
    """
    data = np.array(particle_diameters_um)
    return {
        "Mean_Diameter_um": float(np.mean(data)),
        "Std_Deviation": float(np.std(data)),
        "Max_Diameter_um": float(np.max(data)),
        "Min_Diameter_um": float(np.min(data))
    }

# Ví dụ dữ liệu thực nghiệm mẫu PLA/10NBR-B
result = evaluate_composite_mechanics(force_peak_n=32.4, width_mm=4.0, thickness_mm=0.22, l0_mm=25.0, lb_mm=28.5)
print(f"Kết quả cơ tính: {result}")

Kiểm tra và đánh giá kết quả thực nghiệm

1. Động học bay hơi dung môi và thời gian khô màng

  • Màng chế tạo bằng Phương pháp B (siêu âm) có tốc độ bay hơi nhanh hơn Phương pháp A (tự nhiên) trung bình 60 phút (1 giờ).
  • Màng PLA/NR khô nhanh hơn màng PLA/NBR ở cùng tỷ lệ phối trộn. Nguyên nhân do NBR chứa nhóm $-C\equiv N$ phân cực tạo tương tác liên kết lưỡng cực mạnh hơn với dung môi $CHCl_3$, cản trở tốc độ thoát ẩm dung môi tự do.

2. Phân tích hình thái cấu trúc qua ảnh SEM

  • Mẫu PLA/NR: Kích thước hạt cao su tự nhiên NR phân tán lớn, đường kính trung bình đạt $51.6453\ \mu\text{m}$. Do NR hoàn toàn không phân cực, sức căng bề mặt pha giữa PLA và NR lớn, dẫn đến hiện tượng tách pha rõ rệt và các hạt cao su có xu hướng co cụm (coalescence).
  • Mẫu PLA/NBR: Kích thước hạt cao su NBR phân tán cực mịn với đường kính trung bình chỉ $0.20633\ \mu\text{m}$ (kích thước sub-micro, nhỏ hơn gần 250 lần so với hạt NR). Nhóm phân cực nitrile ($-CN$) trong NBR tương thích nhiệt động tốt với nhóm ester carbonyl ($C=O$) của PLA, làm giảm đáng kể năng lượng tự do bề mặt pha.
+-------------------------------------------------------------------------+
|                  ĐẶC TRƯNG HÌNH THÁI PHA SEM                            |
|                                                                         |
|   [ PLA / NR Blend ]                 [ PLA / NBR Blend ]                |
|   +-----------------------+          +-----------------------+          |
|   |  (  O  )              |          |  · · · · · · · · · ·  |          |
|   |          (   O   )    |          |  · · · · · · · · · ·  |          |
|   |   ( O )               |          |  · · · · · · · · · ·  |          |
|   +-----------------------+          +-----------------------+          |
|   Kích thước hạt NR: 51.65 µm        Kích thước hạt NBR: 0.21 µm        |
|   (Tách pha vĩ mô, thô)              (Tương hợp tốt, phân tán mịn)      |
+-------------------------------------------------------------------------+

3. Phân tích phổ hồng ngoại FTIR

  • Trên phổ FTIR của PLA nguyên bản xuất hiện dải hấp thụ mạnh tại $1750 - 1760\text{ cm}^{-1}$ đặc trưng cho dao động kéo dãn liên kết $C=O$ của nhóm ester mạch chính, và các peak tại $2997\text{ cm}^{-1}$, $2946\text{ cm}^{-1}$ đặc trưng cho liên kết $C-H$ trong nhóm $-CH_3$.
  • Với mẫu PLA/NBR, xuất hiện peak hấp thụ đặc trưng của nhóm nitrile ($-C\equiv N$) tại số sóng $2238\text{ cm}^{-1}$, đồng thời đỉnh pic $C=O$ của PLA bị dịch chuyển nhẹ số sóng ($2 - 4\text{ cm}^{-1}$), minh chứng cho sự tồn tại của tương tác liên phân tử giữa hai pha polymer.
  • Với mẫu PLA/NR, xuất hiện thêm các dải dao động uốn $C-H$ của mạch cis-1,4-polyisoprene tại vùng $836\text{ cm}^{-1}$ và $1448\text{ cm}^{-1}$.

4. Phân tích nhiệt lượng quét vi sai DSC

  • Nhiệt độ chuyển thủy tinh ($T_g$): Sự có mặt của pha cao su NR và NBR (từ 5% đến 20%) duy trì giá trị $T_g$ của PLA trong khoảng $55^\circ\text{C} - 60^\circ\text{C}$, không làm suy giảm cấu trúc nhiệt vô định hình của PLA.
  • Nhiệt kết tinh lạnh ($T_{cc}$) và nhiệt độ nóng chảy ($T_m$): Giá trị $T_{cc}$ giảm từ $125^\circ\text{C}$ xuống $110 - 118^\circ\text{C}$, và $T_m$ giảm nhẹ ($165 - 170^\circ\text{C}$ so với $178^\circ\text{C}$ của PLA tinh khiết). Điều này chứng minh các hạt cao su vi mô đóng vai trò như tâm mầm kết tinh dị thể, gia tăng tính linh động phân tử của mạch PLA khi chịu nhiệt.

Đổi mới và đóng góp

  1. Làm chủ quy trình phối trộn pha vi mô có kiểm soát: Nghiên cứu đã chứng minh thực nghiệm rằng việc sử dụng cao su chứa nhóm phân cực (NBR 34% ACN) tạo ra cấu trúc phân tán kích thước nano/sub-micro ($0.206\ \mu\text{m}$) vượt trội hoàn toàn so với cao su không phân cực (NR $51.645\ \mu\text{m}$), nâng cao hiệu quả tương hợp pha mà không cần dùng thêm chất trợ tương hợp đắt tiền.
  2. Cải tiến kỹ thuật bay hơi dung môi có hỗ trợ siêu âm: Tối ưu hóa mốc thời gian 15 phút xử lý sóng siêu âm giúp rút ngắn $30 - 40%$ tổng thời gian chế tạo màng (tiết kiệm 1 giờ/mẻ), ngăn chặn triệt để khuyết tật bọt khí và nhăn bề mặt màng polymer.
  3. So sánh định lượng với các công trình công bố trước đây:
    • So với nghiên cứu của K. Oksman et al. (2003) sử dụng sợi lanh làm tăng mô đun nhưng làm vật liệu giòn, hệ PLA/NBR trong đề tài giúp tăng độ linh động mạch phân tử.
    • So với công trình của Mahshid Maroufkhani et al. (2017) trên thiết bị trộn nóng chảy nội lực, phương pháp dung dịch kết hợp siêu âm của đề tài đạt được độ phân tán hạt NBR đồng đều tương đương ($d \approx 0.2\ \mu\text{m}$) với chi phí năng lượng gia công thấp hơn tại quy mô lab.
    • So với nghiên cứu của Nguyễn Thị Thủy (2015) về PLA/sợi nứa, hệ vật liệu tổ hợp đàn hồi PLA/cao su giữ được độ trong suốt quang học cao hơn và khả năng gia công màng mỏng linh hoạt.
  4. Đóng góp học thuật: Đóng góp cơ sở dữ liệu thực nghiệm toàn diện đầu tiên tại Việt Nam về so sánh cấu trúc hình thái, phổ FTIR và giản đồ nhiệt DSC giữa hai hệ vật liệu tổ hợp PLA/NR và PLA/NBR.

Ứng dụng thực tế và triển khai

[Chế tạo hạt Masterbatch PLA/Cao su]

Các kịch bản ứng dụng cụ thể

  1. Sợi Filament dẻo cho công nghệ in 3D FDM: Khắc phục triệt để hiện tượng gãy sợi filament PLA $1.75\text{ mm}$ khi cuộn trong ống dẫn máy in 3D. Độ dẻo dai của pha NBR giúp các lớp in (layer adhesion) liên kết bền vững hơn, giảm co ngót nhiệt khi tạo hình chi tiết phức tạp.
  2. Bao bì màng mỏng tự hủy sinh học: Ứng dụng làm màng co đóng gói thực phẩm, túi siêu thị tự phân hủy và khay định hình y tế, thay thế màng PET/PE truyền thống.
  3. Màng phủ nông nghiệp thông minh: Tự phân hủy thành chất hữu cơ sau 3 - 6 tháng trong đất mà không cần thu gom, giữ ẩm gốc cây và ức chế cỏ dại.

Phân tích hiệu quả kinh tế (Cost-Benefit Analysis)

  • Việt Nam là quốc gia xuất khẩu cao su tự nhiên đứng thứ 3 thế giới. Việc tận dụng nguồn nguyên liệu cao su SVR 3L nội địa có giá thành chỉ khoảng $1.5 - 1.8\text{ USD/kg}$ để biến tính nhựa sinh học PLA đắt đỏ ($3.5 - 4.5\text{ USD/kg}$) giúp giảm giá thành sản phẩm màng sinh học từ $15% - 25%$, tạo đầu ra giá trị gia tăng cao cho ngành cao su Việt Nam.

Hạn chế và hướng phát triển

Hạn chế kỹ thuật hiện tại

  • Phương pháp dung dịch sử dụng dung môi chloroform ($CHCl_3$) chỉ phù hợp với quy mô nghiên cứu phòng thí nghiệm do độc tính bay hơi và chi phí tái thu hồi dung môi cao trong sản xuất công nghiệp.
  • Khi tăng hàm lượng cao su lên mức $15% - 20%$, ứng suất kéo đứt ($\sigma_k$) của vật liệu có xu hướng suy giảm do hình thành các vùng tập trung ứng suất tại ranh giới pha khi kích thước hạt cao su bị keo tụ.

Hướng phát triển tiếp theo

  • Chuyển giao công nghệ từ phương pháp dung dịch sang phương pháp phối trộn ở trạng thái nóng chảy (Melt Blending) sử dụng máy đùn hai trục vít xoay cùng chiều (Twin-Screw Extruder) ở dải nhiệt độ $175 - 190^\circ\text{C}$.
  • Bổ sung chất trợ tương hợp tương thích sinh học như Poly(lactic acid)-graft-maleic anhydride (PLA-g-MAH) hoặc cao su thiên nhiên epoxy hóa (ENR) để tăng cường lực liên kết hóa học liên bề mặt, nâng cao hơn nữa độ bền kéo đứt và độ bền va dập Izod.

Đối tượng hưởng lợi

  • Sinh viên & Học viên cao học ngành Hóa học/Polymers: Nguồn tài liệu tham khảo chuẩn xác về quy trình tổng hợp blend polymer, phương pháp phân tích phổ FTIR, giản đồ nhiệt DSC và kính hiển vi SEM.
  • Kỹ sư R&D Vật liệu & Công nghệ in 3D: Nắm vững thông số công nghệ phối trộn pha phân cực vs không phân cực để tối ưu hóa công thức chế tạo sợi in 3D FDM chịu va đập.
  • Doanh nghiệp sản xuất bao bì & Sản phẩm sinh học: Tiếp cận giải pháp công nghệ giá rẻ nhằm giảm độ giòn của màng PLA, hạ giá thành nguyên liệu nhờ tích hợp cao su tự nhiên nội địa.
  • Nhà nghiên cứu môi trường: Cung cấp dữ liệu thực chứng phục vụ chiến lược thay thế nhựa dùng một lần bằng vật liệu xanh phân hủy sinh học hoàn toàn.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao cao su NBR lại phân tán trong nền PLA tốt hơn nhiều so với cao su NR?

Do cấu trúc phân tử của NBR chứa nhóm chức nitrile ($-C\equiv N$) phân cực mạnh, tạo ra lực tương tác liên phân tử (dipole-dipole interaction) và tương hợp nhiệt động tốt với nhóm ester carbonyl ($C=O$) của PLA. Trong khi đó, NR là hydrocarbon mạch dài cis-1,4-polyisoprene hoàn toàn không phân cực, có sức căng bề mặt lớn với PLA nên dễ bị tách pha vĩ mô tạo hạt lớn ($51.65\ \mu\text{m}$).

2. Việc đánh siêu âm 15 phút mang lại lợi ích gì vượt trội so với sấy khô thông thường?

Sóng siêu âm tạo ra hiệu ứng xâm thực (cavitation) và vi dòng chất lỏng cục bộ, gia tốc tốc độ khuếch tán của các phân tử dung môi chloroform ra khỏi mạng lưới polymer mà không làm biến tính nhiệt. Điều này giúp rút ngắn thời gian khô màng đi 1 giờ và làm bề mặt màng đồng nhất, không bị bẫy bọt khí.

3. Tỷ lệ phối trộn cao su nào là tối ưu nhất cho cơ tính của vật liệu tổ hợp?

Hàm lượng cao su tối ưu nằm trong khoảng 5% đến 10% trọng lượng. Ở tỷ lệ này, các hạt cao su phân tán mịn đóng vai trò dập tắt vết nứt (crazing/shear yielding) giúp tăng độ dẻo dai mà không làm suy giảm quá mức độ bền kéo đứt của nền nhựa PLA.

4. Vật liệu tổ hợp PLA/cao su có giữ được khả năng phân hủy sinh học không?

Có. Nền nhựa PLA vẫn phân hủy sinh học $100%$ trong môi trường ủ compost. Khi kết hợp với cao su tự nhiên NR (vốn là polyme sinh học từ mủ cây cao su), vật liệu hoàn toàn thân thiện môi trường. Với NBR, cấu trúc phân tán mịn sub-micro không cản trở quá trình vi sinh vật tấn công và bẻ gãy mạch PLA.

5. Phương pháp dung dịch trong đồ án có thể mở rộng lên quy mô công nghiệp không?

Trong công nghiệp, phương pháp đùn trộn nóng chảy (Melt Compounding) trên máy đùn trục vít sẽ được sử dụng thay thế phương pháp dung dịch để loại bỏ hoàn toàn việc sử dụng dung môi chloroform, đảm bảo an toàn môi trường và năng suất liên tục.

Kết luận

Công trình nghiên cứu tốt nghiệp của tác giả Lưu Trần Thúy Diễm dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Thị Lê Thanh (Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM) đã giải quyết thành công bài toán cải thiện độ giòn của nhựa sinh học Poly(lactic acid). Kết quả thực nghiệm khẳng định cao su Nitrile Butadien (NBR 34% ACN) thể hiện khả năng tương hợp vượt trội với kích thước hạt phân tán sub-micro siêu mịn ($0.206\ \mu\text{m}$), phổ FTIR chứng minh tương tác dịch chuyển peak $C=O$, và giản đồ DSC xác nhận ổn định nhiệt độ chuyển thủy tinh $T_g$ ($55 - 60^\circ\text{C}$). Đây là tiền đề khoa học vững chắc mở ra hướng ứng dụng vật liệu xanh, thân thiện môi trường trong công nghệ in 3D FDM, màng phủ nông nghiệp và bao bì sinh học tự hủy tại Việt Nam.