Giới thiệu chung về đề tài
Đề tài "Nghiên cứu chế tạo vật liệu compozit sinh thái từ dầu lanh epoxy hóa gia cường bằng cốt liệu thạch anh và thủy tinh, ứng dụng trong sản xuất đá hoa cương nhân tạo" tập trung vào việc tìm kiếm giải pháp thay thế nhựa polyester không no, vốn sử dụng hàm lượng dung môi styren cao gây ảnh hưởng đến sức khỏe và môi trường, bằng vật liệu nhựa nền từ dầu lanh epoxy hóa. Mục tiêu chính là nghiên cứu sử dụng nhựa nền từ dầu lanh epoxy hóa, gia cường bằng cốt liệu thạch anh và thủy tinh, để ứng dụng trong sản xuất đá hoa cương nhân tạo, góp phần phát triển vật liệu compozit sinh thái có khả năng tái tạo.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Luận án mở ra hướng ứng dụng vật liệu compozit sinh thái có nguồn gốc thực vật, tận dụng nguyên liệu tái tạo, thay thế vật liệu truyền thống. Các kết quả nghiên cứu có ý nghĩa khoa học quan trọng, đóng góp vào việc phát triển vật liệu xây dựng bền vững và thân thiện với môi trường.
Tổng quan về vật liệu Polyme Compozit (PC)
Vật liệu PC là vật liệu composite, bao gồm pha nền và pha gia cường. Chúng có nhiều ưu điểm như khối lượng nhẹ, độ bền cơ học cao, chịu mài mòn, chịu hóa chất tốt. Các loại PC phổ biến bao gồm:
- PC cốt sợi: Sử dụng các loại sợi như thủy tinh, cacbon, hoặc sợi tự nhiên. Ưu điểm là độ bền kéo, độ bền va đập tốt, tỷ trọng nhẹ. Tuy nhiên, khó gia công và giá thành cao.
- PC cốt hạt: Sử dụng các hạt như thạch anh, canxi cacbonat. Ưu điểm là giá thành rẻ, dễ gia công, tăng cường khả năng chịu nhiệt, chịu mài mòn và giảm độ co ngót.
Tình hình nghiên cứu và sản xuất đá nhân tạo
Nhu cầu vật liệu ốp lát trên thế giới ngày càng tăng. Đá nhân tạo, đặc biệt là đá gốc thạch anh, có ưu điểm cơ lý nổi bật. Các công nghệ sản xuất đá nhân tạo phổ biến bao gồm công nghệ "ghép mảnh", "đúc khối" và "tạo tấm" (công nghệ Breton). Các thương hiệu lớn trên thế giới như Cosentino, Caesarstone, Cambria và Vicostone (Việt Nam) đang ứng dụng công nghệ này.
Nghiên cứu về dầu lanh epoxy hóa
Dầu lanh là nguồn nguyên liệu dồi dào, có thể biến tính thành dạng epoxy hóa. Nhóm epoxy trong dầu lanh epoxy hóa có hoạt tính thấp hơn so với epoxy gốc dầu mỏ, do đó thường được đóng rắn bằng anhydrit với xúc tác imidazol. Đề tài này tập trung nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đóng rắn và tính chất của hệ nhựa nền từ dầu lanh epoxy hóa, bao gồm:
- Ảnh hưởng của nhiệt độ đóng rắn.
- Ảnh hưởng của các chất xúc tác họ imidazol.
- Ảnh hưởng của hàm lượng polyol-PT1.
- Ảnh hưởng của các chất chống lão hóa và tia UV.
Phương pháp thực nghiệm
Đề tài sử dụng các phương pháp thực nghiệm như chuẩn bị mẫu nhựa nền, mẫu vật liệu composite, các phương pháp phân tích nhiệt (TGA, DSC), phân tích phổ hồng ngoại (FTIR), xác định độ cứng, độ bền kéo, uốn, va đập, độ mài mòn, độ bóng, khả năng chịu thời tiết và chụp ảnh kính hiển vi điện tử quét (FESEM) để đánh giá đặc tính của vật liệu.