Tổng Hợp Vật Liệu Nanocomposite Trên Cơ Sở CeO2 và Ứng Dụng Chống Tia UV Của Lớp Phủ Polyurethane

Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nanocomposite CeO2, ứng dụng chống tia UV cho lớp phủ polyurethane. Tìm hiểu quy trình, kết quả và tiềm năng ứng dụng thực tế.

• Tác giả: Nguyễn Quang Bắc
• Người hướng dẫn: PGS. Đào Ngọc Nhiệm
• Trường học: Học viện Khoa học và Công nghệ
• Chuyên ngành: Hóa Vô Cơ
• Đề tài: Tổng Hợp Vật Liệu Nanocomposite Trên Cơ Sở CeO2 Và Ứng Dụng Chống Tia UV Của Lớp Phủ Polyurethane
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Giới thiệu chung về ứng dụng vật liệu nano cho lớp phủ polyurethane
• 1.2. Cấu trúc và tính chất của polyurethane
• 1.3. Các phương pháp tổng hợp PU
• 1.3.1. Phương pháp tổng hợp PU một bước
• 1.3.2. Phương pháp tổng hợp PU hai bước
• 1.4. Tăng cường tính kháng tia UV cho polyurethane bằng các chất phụ gia
• 1.4.1. Nguyên tắc chung để tăng cường kháng tia UV
• 1.4.2. Tăng cường khả năng kháng tia UV cho lớp phủ PU bằng nano vô cơ
• 1.5. Vật liệu nano trên cơ sở CeO2 ứng dụng trong lớp phủ polyurethane
• 1.5.1. Giới thiệu chung về vật liệu nano CeO2
• 1.5.2. Ứng dụng của nano CeO2
• 1.5.3. Tổng hợp vật liệu nano trên cơ sở CeO2
• 1.6. Phương pháp phân tán vật liệu nanocomposite trong nền polyurethane
• 1.6.1. Phân tán vật liệu nano bằng phương pháp xử lý nóng chảy
• 1.6.2. Phân tán vật liệu nano bằng phương pháp pha trộn dung dịch
• 1.6.3. Phân tán vật liệu nano bằng phương pháp trùng hợp tại chỗ
• 2. THÍ NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Hóa chất và thiết bị
• 2.2. Thiết bị và dụng cụ
• 2.3. Tổng hợp vật liệu
• 2.3.1. Tổng hợp vật liệu nano CeO2, nano Fe2O3, nano SiO2
• 2.3.2. Tổng hợp vật liệu CeO2-SiO2
• 2.3.3. Tổng hợp vật liệu CeO2-Fe2O3@SiO2
• 2.4. Phân tán vật liệu nano vào lớp phủ polyurethane
• 2.5. Các phương pháp phân tích cấu trúc của vật liệu
• 2.5.1. Phương pháp phân tích nhiệt khối lượng (TGA)
• 2.5.2. Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD)
• 2.5.3. Phương pháp kính hiển vi điện tử (SEM, TEM)
• 2.5.4. Phương pháp phổ tử ngoại-khả kiến (UV-Vis, UV-Vis-DR)
• 2.5.5. Phương pháp phổ hồng ngoại (FT-IR)
• 2.6. Các phương pháp phân tích tính chất của lớp phủ
• 2.6.1. Thí nghiệm thử nghiệm gia tác thời tiết trong tủ QUV
• 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Đặc trưng cấu trúc và hình thái của vật liệu nano CeO2, nano Fe2O3, nano SiO2
• 3.1.1. Đặc trưng cấu trúc và hình thái hạt nano CeO2
• 3.1.2. Đặc trưng cấu trúc và hình thái hạt nano Fe2O3
• 3.1.3. Đặc trưng cấu trúc và hình thái hạt nano SiO2
• 3.2. Đặc trưng cấu trúc và hình thái của vật liệu nanocomposite CeO2-SiO2
• 3.2.1. Cấu trúc tinh thể của vật liệu nanocomposite CeO2-SiO2
• 3.2.2. Phân tích FT-IR, Ảnh SEM và EDX của nanocomposite CeO2-SiO2
• 3.3. Đặc trưng cấu trúc và hình thái của vật liệu nanocomposite CeO2-Fe2O3@SiO2
• 3.3.1. Cấu trúc tinh thể của vật liệu CeO2-Fe2O3@SiO2
• 3.3.2. Phổ FT-IR của hạt nano CeO2-Fe2O3@SiO2
• 3.3.3. Phân tích TEM và EDX của hạt nano CeO2-Fe2O3@SiO2
• 3.4. Ảnh hưởng của vật liệu nano đến các tính chất lớp phủ polyurethane
• 3.4.1. Khả năng phân tán vật liệu nano CeO2, nano Fe2O3, nano SiO2 trong PU
• 3.4.2. Khả năng phân tán vật liệu nanocomposites trong lớp phủ PU
• 3.4.3. Ảnh hưởng của vật liệu nano CeO2 đến khả năng kháng tia UV của lớp phủ PU
• 3.4.4. Ảnh hưởng của vật liệu nanocomposite CeO2-SiO2 đến khả năng kháng tia UV của lớp phủ PU
• 3.4.5. Ảnh hưởng của vật liệu nanocomposite CeO2-Fe2O3@SiO2 đến khả năng kháng tia UV của lớp phủ PU
• 3.4.6. Ảnh hưởng của vật liệu CFS đến liên kết của lớp phủ PU
• 3.5. Ảnh hưởng của vật liệu nanocomposite trên cơ sở CeO2 đến độ ổn định nhiệt của lớp phủ PU
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, VIẾT TẮT
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH

Tóm tắt

I. Tổng Quan Vật Liệu Nanocomposite CeO2 và Lớp Phủ PU

Các lớp phủ polymer, đặc biệt là polyurethane (PU) và polyester, đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Nổi bật là giao thông vận tải, nội thất, ô tô và công nghiệp dệt may. Thị trường PU đang có sự tăng trưởng mạnh mẽ, cho thấy sự quan tâm lớn từ giới khoa học đối với việc phát triển loại vật liệu này. Tuy nhiên, dù có độ bền tương đối cao, lớp phủ PU vẫn bị xuống cấp khi tiếp xúc lâu dài với tia UV, nhiệt độ cao, độ ẩm, oxy và các chất ô nhiễm. Theo [1,2,3], sự xuống cấp này làm giảm tuổi thọ của lớp phủ, đòi hỏi phải phát triển các phương pháp mới để cải thiện hiệu quả bảo vệ. Việc sử dụng vật liệu nanocomposite CeO2 được xem là một giải pháp tiềm năng.

1.1. Giới thiệu về Vật liệu Nanocomposite CeO2 Chống Tia UV

Vật liệu nanocomposite CeO2 đang thu hút sự chú ý nhờ các đặc tính ưu việt như độ ổn định cao, độ bền tốt và tính không độc hại. CeO2 có độ rộng vùng cấm khoảng 3.25 eV, cho thấy khả năng hấp thụ tia UV lớn. Bên cạnh đó, quá trình tái tổ hợp điện tử lỗ trống diễn ra nhanh chóng, làm tăng hiệu quả chống tia UV của hạt CeO2 [7]. Chính vì thế, CeO2 được ứng dụng nhiều trong các lớp phủ bảo vệ, đặc biệt là trong lớp phủ polyurethane.

1.2. Ứng Dụng Lớp Phủ Polyurethane trong Đời Sống và Công Nghiệp

Lớp phủ polyurethane có nhiều ưu điểm như khả năng tạo màng tốt, độ bám dính cao và khả năng chống chịu hóa chất tốt. Nhờ đó, nó được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như sơn phủ ô tô, đồ gỗ, vật liệu xây dựng và dệt may [1,2]. Tuy nhiên, khả năng chống tia UV của lớp phủ polyurethane thuần túy còn hạn chế. Do đó, việc bổ sung các chất phụ gia, đặc biệt là vật liệu nanocomposite CeO2, là cần thiết để nâng cao tuổi thọ và hiệu quả bảo vệ của lớp phủ.

II. Thách Thức Lớp Phủ Polyurethane và Tác Động của Tia UV

Mặc dù có nhiều ưu điểm, lớp phủ polyurethane vẫn đối mặt với thách thức lớn từ tác động của tia UV. Khi tiếp xúc với tia UV, các liên kết hóa học trong polyurethane có thể bị phá vỡ, dẫn đến hiện tượng bạc màu, nứt nẻ và giảm độ bền cơ học. Theo [4,6], quá trình này làm giảm đáng kể tuổi thọ và tính thẩm mỹ của lớp phủ. Do đó, việc tìm kiếm các giải pháp hiệu quả để bảo vệ lớp phủ polyurethane khỏi tác động của tia UV là vô cùng quan trọng.

2.1. Cơ Chế Phân Hủy Polyurethane Dưới Tác Động Của Tia UV

Tia UV có năng lượng cao có thể phá vỡ các liên kết hóa học trong polyurethane, đặc biệt là liên kết urethane. Quá trình này tạo ra các gốc tự do, thúc đẩy các phản ứng phân hủy dây chuyền, dẫn đến sự suy giảm chất lượng của lớp phủ. Các yếu tố như cường độ tia UV, thời gian tiếp xúc và thành phần của polyurethane có thể ảnh hưởng đến tốc độ phân hủy.

2.2. Vật Liệu Chống Tia UV Truyền Thống Ưu Điểm và Hạn Chế

Các chất phụ gia chống tia UV truyền thống, chẳng hạn như các hợp chất hữu cơ, có thể hấp thụ năng lượng tia UV và chuyển đổi nó thành nhiệt. Tuy nhiên, những chất này thường có độ bền kém và dễ bị phân hủy dưới tác động của tia UV trong thời gian dài [6]. Bên cạnh đó, chúng có thể di chuyển ra khỏi lớp phủ, làm giảm hiệu quả bảo vệ. Do đó, cần tìm kiếm các vật liệu chống tia UV bền vững và hiệu quả hơn.

2.3. Phân Tán Nano Không Đều và Sự Kết Tụ Vật Liệu Nanocomposite

Một trong những thách thức lớn khi sử dụng vật liệu nano là đảm bảo sự phân tán đồng đều trong nền polymer. Các hạt nano có xu hướng kết tụ lại với nhau do lực hút Van der Waals, làm giảm diện tích bề mặt tiếp xúc và hiệu quả bảo vệ. Do đó, cần có các phương pháp phân tán hiệu quả để tận dụng tối đa tiềm năng của vật liệu nano.

III. Phương Pháp Tổng Hợp Vật Liệu Nanocomposite CeO2 Hiệu Quả

Luận án tập trung vào phương pháp tổng hợp vật liệu nanocomposite CeO2 bằng kỹ thuật đốt cháy gel sử dụng polyvinyl alcohol (PVA) làm tiền chất. Kỹ thuật này cho phép kiểm soát kích thước hạt và cấu trúc của vật liệu một cách hiệu quả. Theo [9], việc sử dụng PVA giúp tạo ra một mạng lưới polymer bao quanh các ion kim loại, ngăn chặn sự kết tụ và đảm bảo sự phân tán đồng đều của các hạt nano.

3.1. Kỹ Thuật Đốt Cháy Gel PVA Ưu Điểm và Quy Trình

Kỹ thuật đốt cháy gel PVA có nhiều ưu điểm như đơn giản, chi phí thấp và khả năng tạo ra vật liệu nano với kích thước và hình dạng mong muốn. Quy trình bao gồm việc hòa tan các tiền chất kim loại và PVA trong dung môi, sau đó đun nóng để tạo thành gel. Gel này sau đó được đốt cháy để loại bỏ các chất hữu cơ và tạo thành vật liệu nano oxide.

3.2. Kiểm Soát Kích Thước Hạt Nano CeO2 Bằng Phương Pháp Đốt Cháy Gel

Kích thước hạt nano CeO2 có ảnh hưởng lớn đến khả năng chống tia UV của lớp phủ. Kỹ thuật đốt cháy gel PVA cho phép kiểm soát kích thước hạt bằng cách điều chỉnh các thông số như nồng độ tiền chất, nhiệt độ đốt cháy và thời gian đốt cháy. Kích thước hạt nhỏ giúp tăng diện tích bề mặt tiếp xúc và cải thiện khả năng hấp thụ tia UV.

3.3. Kết Hợp CeO2 với SiO2 và Fe2O3 Tạo Vật Liệu Nanocomposite Đa Chức Năng

Việc kết hợp CeO2 với các oxide khác như SiO2 và Fe2O3 có thể tạo ra vật liệu nanocomposite với các tính chất ưu việt hơn. SiO2 có thể cải thiện khả năng phân tán của CeO2 trong nền polymer, trong khi Fe2O3 có thể tăng cường khả năng hấp thụ ánh sáng nhìn thấy. Sự kết hợp này tạo ra vật liệu có khả năng bảo vệ toàn diện hơn cho lớp phủ polyurethane.

IV. Ứng Dụng Đánh Giá Hiệu Quả Chống Tia UV Của Lớp Phủ PU CeO2

Luận án tiến hành đánh giá hiệu quả chống tia UV của lớp phủ polyurethane có chứa vật liệu nanocomposite CeO2 thông qua các thử nghiệm gia tốc thời tiết. Các mẫu được chiếu xạ bằng tia UV trong một khoảng thời gian nhất định, sau đó được đánh giá về sự thay đổi màu sắc, độ bóng và tính chất cơ học. Kết quả cho thấy việc bổ sung CeO2 giúp cải thiện đáng kể khả năng chống tia UV của lớp phủ polyurethane.

4.1. Thử Nghiệm Gia Tốc Thời Tiết Phương Pháp Đánh Giá Độ Bền Vật Liệu

Thử nghiệm gia tốc thời tiết là một phương pháp quan trọng để đánh giá độ bền của vật liệu trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt. Các mẫu được tiếp xúc với các yếu tố như tia UV, nhiệt độ cao, độ ẩm và phun muối để mô phỏng quá trình lão hóa tự nhiên. Sự thay đổi về tính chất của vật liệu được theo dõi và đánh giá để dự đoán tuổi thọ thực tế.

4.2. Phân Tích FT IR và UV Vis Xác Định Cơ Chế Chống Tia UV Của CeO2

Phân tích FT-IR và UV-Vis được sử dụng để xác định cơ chế chống tia UV của CeO2 trong lớp phủ polyurethane. Phân tích FT-IR cho phép theo dõi sự thay đổi của các liên kết hóa học trong polyurethane dưới tác động của tia UV. Phân tích UV-Vis cho phép xác định khả năng hấp thụ tia UV của vật liệu nanocomposite CeO2.

4.3. Kết Quả Nghiên Cứu CeO2 Cải Thiện Độ Bền Màu và Độ Bóng Lớp Phủ

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc bổ sung vật liệu nanocomposite CeO2 giúp cải thiện đáng kể độ bền màu và độ bóng của lớp phủ polyurethane sau khi tiếp xúc với tia UV. Điều này chứng tỏ CeO2 có khả năng bảo vệ hiệu quả lớp phủ polyurethane khỏi quá trình phân hủy do tia UV.

V. Kết Luận Triển Vọng Ứng Dụng Nanocomposite CeO2 Chống UV

Nghiên cứu đã chứng minh tiềm năng to lớn của vật liệu nanocomposite CeO2 trong việc cải thiện khả năng chống tia UV của lớp phủ polyurethane. Phương pháp tổng hợp bằng đốt cháy gel PVA giúp tạo ra vật liệu có kích thước và cấu trúc phù hợp cho ứng dụng này. Việc tiếp tục nghiên cứu và tối ưu hóa quy trình có thể mở ra nhiều cơ hội ứng dụng thực tiễn trong các ngành công nghiệp khác nhau, góp phần nâng cao chất lượng và tuổi thọ sản phẩm.

5.1. Ưu Điểm Vượt Trội của CeO2 So Với Các Vật Liệu Chống UV Khác

CeO2 có nhiều ưu điểm so với các vật liệu chống UV khác như TiO2 và ZnO, bao gồm độ ổn định cao, khả năng hấp thụ tia UV rộng và ít độc hại hơn. Điều này làm cho CeO2 trở thành một lựa chọn hấp dẫn cho các ứng dụng đòi hỏi độ bền và an toàn cao.

5.2. Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo Tối Ưu Hóa Quy Trình và Ứng Dụng Mở Rộng

Hướng nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình tổng hợp và phân tán vật liệu nanocomposite CeO2 để đạt được hiệu quả bảo vệ cao nhất. Ngoài ra, việc mở rộng ứng dụng của CeO2 sang các lĩnh vực khác như mỹ phẩm, dệt may và vật liệu xây dựng cũng là một hướng đi đầy tiềm năng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HÞC VIàN KHOA HÞC VÀ CÔNG NGHà Nguyßn Quang Bắc TỔNG HỢP VÀT LIàU NANOCOMPOSITE TRÊN CƠ Sà CeO2 VÀ ĀNG DỤNG CHỐNG TIA UV CþA LàP PHþ POLYURETHANE LUÀN ÁN TIẾN SĨ HÓA VÔ CƠ Hà Nßi - 2024 BQ GIAO DUC VIE. N FIAN LAM KHOA HQC vA DAO TAO VA CONG NGF{E VIET NAM Hec vrEN KHoA Hec ve cONG NGHIc Nguy6n Quang Bic TONG Hqp VaT LrTU NANOCOMPOSTTE TR0N CO SO ceoz vA IING D(ING CHONG TIA UV CUA LOp pHU POLYURETHANE rudx Ax rrnx si noe vO co Md s6: g 44 0l 13 X{c nhfln cria Hgc viQn Ngucri hufng din I Nguoi hudng ddn2 cn^! /-e- Khoa hgc vh Cdng nghe T. GIAM OdC clAru od ({' / HOC VIEN *'-''-.-- KHOAgHOC VA CONG NGHE PGS. Eio Nggc NhiQm GS.

TrAn Dai Lim NguY€n Thi Trung Hd Noi - 2024 LOI CAM DOAN T6i xin cam doan luQn 6n: "Tdng hgp v$t liQu nanocomposite tr6n co s0 CeOz vh ri'ng dgng ch6ng tia UV cfia l6rp phri potyurethane" ld c6ng trinh nghi0n criu cta chinh minh du6i sg huong d5n khoa hoc cria tap th6 hu6ng d6n. Lu$n 6n su dung th6ng tin trich d6n tir nhi0u ngu6n tham kh6o kh6c nhau vd c6c th6ng tin trich d6n dugc ghi rd ngu6n gdc. Cdc k6t qui nghi6n cr?u cria t6i dugc c6ng b5 chung v6i citc titc gii kh6c dd dugc sU nh6t tri cira d6ng t6c gi6 khi dua vio lufln 6n. C6c s6 liQu, k6t qui dugc trinh bdy trong luQn 6n ld hodn todn trung thgc vd chua timg duo.

c c6ng b5 trong b6t ky mQt c6ng trinh ndo kh6c ngodi c6c c6ng trinh c6ng b6 cria tac gid. Lufln 6n duoc hodn thanh trong thdi gian t6i ldm nghiOn criu sinh tai Hgc viQn Khoa hoc vd COng nghe, Vi6n Hdn 16m Khoa hgc vir C6ng ngh6 Vi6t Nam. Hd N1ri, n+dy 40 thdng bLndm 2024 T{c gii lu$n 6n Nguy6n Quang Bic ror cAvr oN DAu ti6n, t6i xin bdy to ldng bi6t crn s6u sac dtln hai thAy hu6ng d6n PGS. Dho Ngoc NhiQm vd GS.

Trin D4i Lflm dA tan tinh hucrng d6n, giirp dO t4o moi diAu kiqn thuqn lqi dC t6i hodn thanh lu4n 6n. T6i cflng mu6n cim crn hai thAy v0 nhirng y ki6n cua dong gop ci vd khoa hoc cffng nhu trong cu6c's6ng su6t qu6 trinh ldm nghiCn criu sinh. Hai thAy dd chi racdc nhuoc di6m cua t6i, tu d6 t6i dd ph6t tri6n hi6u biOt nghiOn criu t6t hcrn. B€n c4nh d6, hai thAy lu6n tao du<rc ngu6n cim hring cfrng nhu sp y6u thich nghiCn ciru khoa hqc phuc vu doi s6ng trong t6i.

Dio Ngqc NhiQm cfrng dd girip t6i c6u trirc vd t6ng hqp tdi liQu ktlt qui cho lu4n 6n ndy. T6i cffng xin chdn thdnh cAm crn Ban l6nh d4o ViQn Khoa hgc v4t liQu, ViQn K! thuat Nhiqt d6i vd Hoc vi6n Khoa hoc vir C6ng nghe, Vi6n Hdn 16m Khoa hgc vd C6ng nghq ViQt Nam dd tao moi di6u kiQn thuQn loi cho t6i trong su5t qu6 trinh thqc hiQn lu4n 6n. T6i mu6n danh ldi cAm crn dflc biQt d6n Chucrng trinh hgc b6ng ddo tao thac sT, ti6n si trong nudc cira Qu! D6i moi s6ng tao Vingroup (VINIF) v6i c6c hgc b6ng m6 s6: VINIF. ViQc gidnh duoc hgc b6ng trong qu6 trinh ldm nghien cfu sinh vua ld ni0m tq hdo ctra c6c nhAn ).

,, t6i, vua ls ngu6n d6ng vi€n tinh thdn tuyQt voi cho t6i ti6p tqc nO='-luc hoc tQp. Cim on t6t cit b4n bd ctra t6i, MAnh, Duy, Vfr Dfing, DiQu Linh, Duy Linh, Ki6n, Thio, Tdi, Ndng vd nhi6u ngudi khdc nfta, vi nhirng cu6c trd chuy6n phi6m vd nhirng khoinh khdc tuyQt vdi trong cuQc s5ng.chdn thdnh c6Lm crn c6c anh, chi , -.1 cung c6c ban dong nghiQp cta phong VQt liQu vd Ccv - ViQn Khoa hoc vit liQu, ViQn Hdn lAm Khoa hoc vd Cdng nghQ ViQt Nam dd t4o di6u kiQn giirp dd t6i trong su6t qu6 trinh thqc hiQn luQn 6n. Cu6i cung, t6i mu6n to sp bi6t crn sdu s[c dOn cha me vi tinh y6u v6 di6u kiQn cira ho. C6m cvn bO me di ludn quan tdm vd dQng viOn con.

Cim crn em g6i Linh vi lu6n chdm soc hoi tham t6i. T6i mu6n ddnh lcri c6m crn d{c biet d6n nguoi vg tuyQt vdi ctra t6i, Phucrng Mai, vi tinh y€u kh6ng ngirng cfra c6 6y ddnh cho t6i. C6 6y lu6n ling nghe, kiOn nh5n d6ng vi6n vd chia s6 v6i t6i m6i ngay. C6m crn con trai, Ken, con 1u6n ld ni6m hanh phric cflng ld dQng lpc cho b6 c6 ghngmdi ngdy.

Hit NAi, ngdy ,lD thdng ff$ndm 2024 Tfc gii lufln 6n ang Bic I MĀC LĀC MĀC LĀC. I DANH MĀC CÁC KÝ HIàU, VI¾T TÀT. IV DANH MĀC BÀNG. VI DANH MĀC HÌNH.

VII Mà ĐÀU. 1 Ch°¢ng 1: TàNG QUAN. Giới thiệu chung về āng dụng vật liệu nano cho lớp phÿ polyurethane. Cấu trúc và tính chất cÿa polyurethane.

Các ph°¡ng pháp tổng hợp PU. Ph°¡ng pháp tổng hợp PU một b°ớc. Ph°¡ng pháp tổng hợp PU hai b°ớc. Tăng c°ßng tính kháng tia UV cho polyurethane bằng các chất phụ gia.

Nguyên tắc chung để tăng c°ßng kháng tia UV. Tăng c°ßng khÁ năng kháng tia UV cho lớp phÿ PU bằng nano vô c¡. Vật liệu nano trên c¡ sá CeO2 āng dụng trong lớp phÿ polyurethane. Giới thiệu chung về vật liệu nano CeO2.

Āng dụng cÿa nano CeO2. Tổng hợp vật liệu nano trên c¡ sá CeO2. Ph°¡ng pháp phân tán vật liệu nanocomposite trong nền polyurthane. Phân tán vật liệu nano bằng ph°¡ng pháp xử lý nóng chÁy.

Phân tán vật liệu nano bằng ph°¡ng pháp pha trộn dung dịch. Phân tán vật liệu nano bằng ph°¡ng pháp trùng hợp t¿i chỗ. THĀC NGHIàM VÀ PH¯¡NG PHÁP NGHIÊN CĀU. Hóa chất và thiết bị.

Thiết bị và dụng cụ. Tổng hợp vật liệu. Tổng hợp vật liệu nano nano CeO2, nano Fe2O3, nano SiO2. Tổng hợp vật liệu CeO2-SiO2.

Tổng hợp vật liệu CeO2-Fe2O3@SiO2. Phân tán vật liệu nano vào lớp phÿ polyurethane. Các ph°¡ng pháp phân tích cấu trúc cÿa vật liệu. Ph°¡ng pháp phân tích nhiệt khái l°ợng (TGA).

Ph°¡ng pháp nhiễu x¿ tia X (XRD). Ph°¡ng pháp kính hiển vi điện tử (SEM, TEM). Ph°¡ng pháp phổ tử ngo¿i-khÁ kiến (UV-Vis, UV-Vis-DR). Ph°¡ng pháp phổ hồng ngo¿i (FT-IR).

Các ph°¡ng pháp phân tích tính chất cÿa lớp phÿ. Thí nghiệm thử nghiệm gia tác thßi tiết trong tÿ QUV. K¾T QUÀ VÀ THÀO LU¾N. Đặc tr°ng cấu trúc và hình thái cÿa vật liệu nano CeO2, nano Fe2O3, nano SiO2.

Đặc tr°ng cấu trúc và hình thái h¿t nano CeO2. Đặc tr°ng cấu trúc và hình thái h¿t nano Fe2O3. Đặc tr°ng cấu trúc và hình thái h¿t nano SiO2. Đặc tr°ng cấu trúc và hình cÿa vật liệu nanocomposite CeO2-SiO2.

Cấu trúc tinh thể cÿa vật liệu nanocomposite CeO2 -SiO2. Phân tích FT-IR, Ánh SEM và EDX cÿa nanocomposite CeO2 -SiO2. Đặc tr°ng cấu trúc và hình thái cÿa vật liệu nanocomposite CeO2-Fe2O3@SiO2. Cấu trúc tinh thể cÿa vật liệu CeO2-Fe2O3@SiO2.

Phổ FT-IR cÿa h¿t nano CeO2-Fe2O3@SiO2. Phân tích TEM và EDX cÿa h¿t nano CeO2-Fe2O3@SiO2. Ành h°áng cÿa vật liệu nano đến c¡ tính lớp phÿ polyurethane .1 KhÁ năng phân tán vật liệu nano CeO2, nano Fe2O3, nano SiO2 trong PU. KhÁ năng phân tán vật liệu nanocomposites trong lớp phÿ PU.

Ành h°áng cÿa vật liệu nano CeO2 đến khÁ năng kháng tia UV cÿa lớp phÿ PU. Ành h°áng cÿa vật liệu nanocomposite CeO2-SiO2 khÁ năng kháng tia UV cÿa lớp phÿ PU. Phổ UV-Vis cÿa lớp PU-CS. Phổ FT-IR và quá trình cÿa lớp phÿ PU-CS trong 700h chiếu tia UV.

Độ lệch màu và độ lệch bóng cÿa lớp phÿ PU-CS trong 700 giß chiếu sáng tia UV. Ành h°áng cÿa vật liệu nanocomposite CeO2-Fe2O3@SiO2 đến khÁ năng kháng tia UV cÿa lớp phÿ PU. Ành h°áng cÿa vật liệu CFS đến liên kết cÿa lớp phÿ PU. Phổ FT-IR và quá trình cÿa lớp phÿ PU-CFS trong 700h chiếu tia UV 80 3.

Độ lệch màu và độ lệch bóng cÿa lớp phÿ PU-CFS trong 700 giß chiếu sáng tia UV. Ành h°áng cÿa vật liệu nanocomposite trên c¡ sá CeO2 đến độ ổn định nhiệt cÿa lớp phÿ PU. 91 DANH MĀC CÔNG TRÌNH CÔNG BÞ LIÊN QUAN Đ¾N LU¾N ÁN. 92 DANH MĀC TÀI LIàU THAM KHÀO .i IV DANH MĀC CÁC KÝ HIàU, VI¾T TÀT Chữ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt PU Polyurethane UV Ultraviolet Tia cực tím VOC Volatile organic compounds Hợp chất dễ bay h¡i Scanning electron SEM Hiển vi điện tử quét microscopy transmission electron TEM Hiển vi điện tử truyền qua microscopy XRD X-ray diffraction Nhiễu x¿ tia X TGA Thermogravimetric analysis Phân tích nhiệt trọng l°ợng Differential Scanning DSC Nhiệt vi sai quét Calorimetry Differential Thermal TGA-DTA Phân tích nhiệt vi sai analysis EDX X-ray energy dispersion Tán x¿ tia X UV-Vis Ultraviolet - Visible Tử ngo¿i - KhÁ kiến Ultraviolet/Visible - Diffuse Tử ngo¿i - KhÁ kiến - PhÁn UV/Vis-DR Reflectance x¿ khuếch tán Attenuated Total ATR PhÁn x¿ toàn phần suy giÁm Reflectance FT-IR Fourier transform infrared Phổ hồng ngo¿i Tiêu chuẩn công nghiệp JIS Japanese Industrial Standard Nhật BÁn Honda Engineering HES Tiêu chuẩn kĩ thuật Honda Standard R•, RO•, HO•, Các gác tự do ROO• CNT Carbon nanotube àng nano các bon MWCNT Multiwall carbon nanotube àng nano các bon đa t°ßng GO Graphene oxide Graphen oxit TEOS Tetraetyl orthosilicate PVA Polyvinyl alcohol V Nanoparticles, NP, NC nanocomposites PANI Polyaniline »max B°ớc sóng hấp thụ cực đ¿i dhkl Bề rộng một nửa chiều cao FWHM Full width at half maximum peak h½ Bāc x¿ ánh sáng h+ Lỗ tráng e- Điện tử h+/e- Cặp điện tử lỗ tráng Gloss Độ lệch bóng ΔE Độ lệch màu 2θ Góc nhiễu x¿ Vật liệu nanocomposites CS-NC CeO2-SiO2 Vật liệu CS-NC đ°ợc nung á CS550, CS650, các nhiệt độ 550, 650, 750, CS750, CS850 850 °C Vật liệu nanocomposites CFS-NC CeO2-Fe2O3@SiO2 Vật liệu CFS-NC đ°ợc nung CFS550, CFS650, á các nhiệt độ 550, 650, 750, CFS750, CFS850 850 °C Lớp phÿ PU đ°ợc bổ sung PU-Cex (x=0.5) nano CeO2 với tỉ trọng x% khái l°ợng Lớp phÿ PU đ°ợc bổ sung PU-CSx (x=0.1- nano CS650 với tỉ trọng x% 2.5) khái l°ợng Lớp phÿ PU đ°ợc bổ sung PU-CFSx (x=0.1- nano CFS550 với tỉ trọng 2.5) x% khái l°ợng VI DANH MĀC BÀNG Ch°¢ng 1: BÁng 1.

¯u điểm và nh°ợc điểm cÿa các polyol khác nhau từ các nguồn khác nhau. Công dụng các chất tham gia vào quá trình tổng hợp PU. Một sá vật liệu nano vô c¡ và tính chất chāc năng cÿa chúng. Các ph°¡ng pháp tổng hợp nano CeO2 với các hình thái khác nhau.22 Ch°¢ng 3: BÁng 3.

BÁng so sánh kích th°ớc h¿t bằng các ph°¡ng pháp tổng hợp khác nhau. Kết quÁ so sánh kích th°ớc h¿t theo lý thuyết và thực tế. So sánh kết quÁ UV-Vis cÿa vật liệu CeO2 với một sá nghiên cāu khác trên thế giới. Độ dày lớp phÿ PU-CS sử dụng kỹ thuật siêu âm bằng thiết bị Byko-test 8500 theo tiêu chuẩn DIN.