1. Trang chủ
  2. » Tất cả

VŨ VĂN THU----Đề tài bộ xây dựng bản cuối

47 2 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Nghiên Cứu Công Nghệ Sản Xuất Composite Trên Nền Nhựa ABS Với Cốt Từ Rơm Rạ, Trấu Làm Vật Liệu Xây Dựng Sử Dụng Ngoài Trời
Tác giả Vũ Văn Thu
Trường học Viện Nghiên Cứu Công Nghiệp Rừng
Thể loại báo cáo tổng kết nhiệm vụ khoa học công nghệ cấp bộ
Năm xuất bản 2019
Thành phố Hà Nội
Định dạng
Số trang 47
Dung lượng 1,12 MB

Cấu trúc

  • PHẦN I. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU (8)
    • 1.1. Khái quát chung về vật liệu composite (8)
      • 1.1.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước về vật liệu composite (13)
      • 1.1.2. Tình hình nghiên cứu trong nước về vật liệu composite (16)
    • 1.2. Khái quát chung về rơm rạ, trấu (19)
  • PHẦN II. MỤC TIÊU, NỘI DUNG, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU (20)
    • 2.1. Mục tiêu nghiên cứu (20)
    • 2.2. Nội dung nghiên cứu (20)
    • 2.3. Vật liệu nghiên cứu (20)
    • 2.4. Phương pháp nghiên cứu (20)
    • 2.5. Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm (27)
  • PHẦN III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN (28)
    • 3.1. Kết quả điều tra khảo sát diện tích gieo trồng lúa tại vùng Đồng bằng sông Hồng và Đồng bằng sông Cửu Long (28)
    • 3.2. Thực trạng thu gom và xử lý phế phụ phẩm từ cây lúa tại Đồng bằng sông Hồng và Đồng bằng sông Cửu Long (29)
    • 3.3. Lựa chọn thiết bị và thông số công nghệ tạo sản phẩm và bảo quản bột nguyên liệu rơm rạ, trấu (31)
    • 3.4. Quy trình công nghệ, bảo quản bột rơm rạ, trấu làm nguyên liệu sản xuất vật liệu composite (32)
    • 3.5. Tuyển chọn và xác định thông số công nghệ sản xuất vật liệu composite từ nguyên liệu rơm rạ, trấu trên nền nhựa ABS (35)
      • 3.5.1. Ảnh hưởng của đơn phối trộn đến độ bền vật liệu composite (36)
      • 3.5.2. Ảnh hưởng của thông số công nghệ đến độ bền vật liệu composite (39)
    • 3.6. Quy trình công nghệ sản xuất vật liệu composite từ rơm rạ, trấu trên nền nhựa ABS (41)
  • PHẦN IV. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ (44)
    • 4.1. Kết luận (44)
    • 4.2. Kiến nghị (44)
  • TÀI LIỆU THAM KHẢO (45)

Nội dung

TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Khái quát chung về vật liệu composite

Vật liệu composite là sự kết hợp giữa nhựa nhiệt dẻo như PE, PP, PVC và các thành phần như bột rơm rạ, trấu, gỗ hoặc sợi thực vật, có thể bao gồm cả chất phụ gia Mặc dù đã được biết đến từ năm 1900, nhưng đến năm 1983, công ty American Woodstock mới bắt đầu sản xuất composite cho nội thất ô tô, giúp sản phẩm này trở nên phổ biến toàn cầu Composite có nhiều ưu điểm như kích thước ổn định, không bị cong vênh do thời tiết, dễ gia công như nhựa nhiệt dẻo, năng suất cao và khả năng tái chế nhiều lần.

Gỗ có khả năng gia công thành nhiều hình dạng phức tạp như cưa và cắt, đồng thời sở hữu tính năng cơ, lý, hóa tốt, bền bỉ trước thời tiết, khí hậu, và môi trường ô nhiễm Ngoài ra, gỗ còn có khả năng chống mối mọt, vi sinh và chống cháy, cùng với việc dễ dàng tạo màu và trang trí cho sản phẩm.

Hình 1: Ván sàn composite sợi thực vật sử dụng cho sàn bể bơi ngoài trời

Vật liệu composite sợi thực vật đang ngày càng phổ biến trong ngành công nghiệp, được ứng dụng để làm sàn tàu, khung cửa, ván sàn, ốp tường, ốp trần và hàng rào trang trí Với những ưu điểm vượt trội, composite sợi thực vật trở thành sự thay thế lý tưởng cho gỗ tự nhiên, ván dăm và ván sợi trong các lĩnh vực xây dựng, giao thông, nội thất, ngoại thất, cũng như trong sản xuất đồ nội thất ô tô và máy bay.

Nguyên liệu chính tạo nên vật liệu composite:

- Nhựa nền Acrylonitrin butadien styren (viết tắt và thường gọi là ABS)

Nhựa ABS (C8H8·C4H6·C3H3N)n là một loại nhựa nhiệt dẻo có nhiệt độ nóng chảy khoảng 105 ◦C, nổi bật với tính chất cứng cáp, không giòn, cách điện và không thấm nước Với khả năng chịu va đập tốt, độ dai cao và ổn định, nhựa ABS dễ dàng trong việc mạ điện và gia công, đồng thời có giá thành hợp lý, mẫu mã đa dạng và tuổi thọ lâu dài Nhờ vào những đặc tính vượt trội và khả năng ép phun linh hoạt, nhựa ABS được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong sản xuất composite sinh học.

PE là một polyme nhiệt dẻo, không mùi vị và có độ cứng thấp, cháy chậm Là polyme bán tinh thể, PE sở hữu cả cấu trúc kết tinh và vô định hình, với độ kết tinh khác nhau dẫn đến tỷ trọng đa dạng của nó.

Hình 2 Cấu trúc Polyethylene (PE)

Phân loại: Dựa vào tỷ trọng PE chia thành 3 loại chính là tỷ trọng thấp

(LDPE) 0,910  0,925 g/cm 3 , chứa 55  65% pha kết tinh; tỷ trọng trung bình (MDPE) 0,962  0,940 g/cm 3 , chứa 63  73% pha kết tinh; tỷ trọng cao (HDPE) 0,941  0,959 g/cm 3 và cao hơn chứa 74  95% pha kết tinh

Polyethylene (PE) là một loại nhựa có màu trắng, hơi trong suốt với bề mặt bóng láng và tính chất mềm dẻo Nó không dẫn điện, không dẫn nhiệt và có khả năng chống thấm nước cũng như khí Tùy thuộc vào loại polyethylene, nhiệt độ hóa thủy tinh của nó khoảng -70°C, trong khi nhiệt độ chảy lỏng dao động từ 110°C đến 130°C.

Polyethylene (PE) là một loại polymer không phân cực, do đó có tính cách điện cao Ở nhiệt độ thường, PE không tan trong hầu hết các dung môi, nhưng có khả năng hòa tan trong axít H2SO4 và HNO3 đậm đặc, cũng như các hỗn hợp nitro hóa, xăng và axit cromic Khi nhiệt độ vượt quá 70°C, PE có thể tan yếu trong tolune, xilen, amin acetate, dầu thông và paraffin Ở nhiệt độ từ 90 đến 100°C, H2SO4 và HNO3 có khả năng phá hủy nhanh chóng polymer này Ngoài ra, PE cũng khá bền vững khi tiếp xúc với tia tử ngoại.

Tính chất cơ học của polyethylene (PE) chịu ảnh hưởng bởi trọng lượng phân tử và độ phân nhánh của mạch polymer Đặc biệt, các đặc tính cơ lý của PE, như độ bền kéo, độ bền uốn và độ bền dãn dài, rất nhạy cảm với nhiệt độ.

Vật liệu cốt để sản xuất composite trong nghiên cứu này là bột rơm rạ và trấu, được nghiền mịn từ phế phụ phẩm của cây lúa sau thu hoạch Kích thước bột nguyên liệu này nhỏ hơn 1,2mm, phù hợp với công nghệ ép đùn, và có nhiệt độ cháy khoảng 200°C Thành phần hóa học chính của bột rơm rạ và trấu bao gồm cellulose, lignin, hemicellulose cùng với các hợp chất vô cơ khác, trong đó cellulose, hemicellulose và lignin đóng vai trò quan trọng trong việc xác định tính chất của vật liệu.

Hình 3 Cấu trúc hóa học của cellulose, hemicellulose, lignin trong bột nguyên liệu

- Các chất phụ gia sử dụng trong sản xuất vật liệu composite

Vật liệu nền Acrylonitrin butadien styren có cấu trúc không phân cực, trong khi cellulose, hemicellulose và lignin trong bột nguyên liệu lại có tính phân cực, gây khó khăn trong việc trộn lẫn chúng trong quá trình chế tạo composite Do đó, việc sử dụng các chất trợ tương hợp là cần thiết trong công nghệ chế tạo vật liệu composite.

Chất trợ tương hợp là các hợp chất cao phân tử có khả năng hoạt động bề mặt trong hỗn hợp polyme không đồng nhất Chúng thường có cấu trúc khối, với một phần hòa trộn với một thành phần của hỗn hợp và phần còn lại hòa trộn với thành phần còn lại Cấu trúc này có thể được chế tạo trước và sau đó thêm vào hỗn hợp polyme không tương hợp.

Hiện nay, có nhiều loại chất trợ tương hợp được nghiên cứu và ứng dụng trong công nghệ sản xuất vật liệu composite như MAPP, MAPE, PVAC, PMAA Việc lựa chọn chất trợ tương hợp phụ thuộc vào loại nhựa nền và vật liệu gia cường Trong nghiên cứu này, nhóm nghiên cứu đã quyết định chọn MAPE làm chất trợ tương hợp.

Trong sản xuất composite, một số loại chất phụ gia quan trọng được sử dụng bao gồm chất ổn định, giúp làm chậm quá trình lão hóa của vật liệu nhựa Các chất trợ ổn định phổ biến bao gồm phosphit hữu cơ, hỗn hợp epoxy, và chất phòng lão hóa đa nhân phenol như Bisphenol A Ngoài ra, chất hấp thụ tia UV như Benzo-triazole, bao gồm Cyasorb và Tinuvin, cũng được ứng dụng để bảo vệ vật liệu khỏi tác động của ánh sáng.

Chất độn là thành phần được bổ sung nhằm tiết kiệm nguyên liệu chính, giảm thiểu hiện tượng co ngót và hạ giá thành sản phẩm Canxi cacbonat (CaCO3) là loại chất độn phổ biến nhất được sử dụng trong ngành công nghiệp.

Chất hóa dẻo là các hợp chất được thêm vào vật liệu nhằm cải thiện khả năng gia công, độ mềm dẻo và khả năng dãn dài Chúng giúp giảm độ nhớt, nhiệt độ chuyển thủy tinh và mô đun đàn hồi mà không làm thay đổi tính chất hóa học của vật liệu Các loại chất hóa dẻo phổ biến bao gồm Phtalates (như DOP, DIOP, DINP), ester axit monocarboxylic (như acetate, propionate, ester axit glycolic, ester axit benzoic), phosphate (có tác dụng hóa dẻo và chống cháy) và chất hóa dẻo polyester.

Khái quát chung về rơm rạ, trấu

Rơm rạ, trấu được gọi là chất thải phát sinh trong quá trình khai thác, chế biến lương thực từ cây lúa

Lúa là một trong năm loại cây lương thực chính của con người, bao gồm ngô, tiểu mạch, sắn và khoai Quá trình phát triển của cây lúa bắt đầu từ hạt thóc, trải qua các giai đoạn ngâm, ủ, nảy mầm và gieo trồng Khi phát triển, lúa có lá mỏng, hẹp và dài, với hoa nhỏ thụ phấn nhờ gió Sản phẩm thu được từ cây lúa gồm thóc và rơm rạ, trong đó gạo là nguồn lương thực chính cho hơn nửa dân số thế giới, đặc biệt ở châu Á và châu Mỹ La tinh Ngoài hạt lúa, các phần còn lại sau thu hoạch cũng được tận dụng làm vật liệu hữu ích trong đời sống hàng ngày, như rơm rạ dùng để lợp nhà, cho gia súc ăn, làm chất đốt hoặc ủ làm phân Cây lúa không chỉ mang lại thực phẩm mà còn cung cấp nhiều nguồn lợi khác nhau cho người dân.

Trong những năm gần đây, rơm rạ, thường bị coi là phế thải nông nghiệp với giá trị sử dụng thấp, đã được Viện Nghiên cứu Lúa gạo Quốc tế (IRRI) và tổ chức BMZ (Đức) triển khai dự án quản lý tại Campuchia, Philippines và Việt Nam Theo TS Martin Gummert, dự án đã thành công trong việc thu gom 50% lượng rơm rạ trong mùa khô, giảm thiểu việc đốt bỏ Rơm rạ thu gom được sử dụng để phát triển công nghệ cacbon hóa, ủ phân hữu cơ và sản xuất nấm Các mô hình này đã được nhân rộng tại Campuchia và Philippines thông qua các chương trình tập huấn, nhằm nâng cao chuỗi giá trị và kết nối rơm rạ với thị trường sản phẩm có giá trị cao.

MỤC TIÊU, NỘI DUNG, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Mục tiêu nghiên cứu

Xây dựng quy trình công nghệ hiệu quả để xử lý và bảo quản rơm rạ, trấu sau thu hoạch, nhằm sử dụng làm nguyên liệu cho sản xuất vật liệu composite dựa trên nền nhựa ABS.

Xây dựng quy trình công nghệ sản xuất vật liệu composite từ nhựa ABS kết hợp với cốt rơm rạ và trấu, nhằm tạo ra các sản phẩm xây dựng phù hợp với điều kiện sử dụng ngoài trời.

Nội dung nghiên cứu

- Điều tra khảo sát diện tích gieo trồng lúa tại 02 vùng Đồng bằng sông Hồng và Đồng bằng sông Cửu Long

Nghiên cứu tập trung vào việc lựa chọn và hoàn thiện công nghệ xử lý cũng như bảo quản rơm rạ và trấu sau thu hoạch, nhằm sử dụng chúng làm nguyên liệu cho sản xuất vật liệu composite dựa trên nhựa ABS ở quy mô phòng thí nghiệm.

- Tuyển chọn và xác định thông số công nghệ sản xuất vật liệu composite từ nguyên liệu rơm rạ, trấu trên nền nhựa ABS.

Vật liệu nghiên cứu

- Nhựa ABS (Acrylonitrile butadiene styrene)

- Chất trợ tương hợp: MAPE (Polyethylene maleat)

Phương pháp nghiên cứu

Để thực hiện được các nội dung nghiên cứu trên, đề tài sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau đây:

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

Dựa trên các tài liệu nghiên cứu trong và ngoài nước về công nghệ chế tạo vật liệu composite, bài viết sẽ tổng hợp và phân tích các tiêu chuẩn kiểm tra cũng như đánh giá chất lượng vật lý và cơ học của loại vật liệu này.

- Phương pháp khảo sát thực địa

Phương pháp nghiên cứu này tập trung vào việc thu thập thông tin từ địa bàn khảo sát thông qua phiếu điều tra và phỏng vấn sâu Các dữ liệu chính được thu thập bao gồm diện tích gieo trồng, năng suất cây trồng, và phương pháp xử lý rơm rạ, trấu sau thu hoạch tại một số tỉnh thuộc hai vùng Đồng bằng sông Hồng và Đồng bằng sông Cửu Long.

- Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

Để lựa chọn và hoàn thiện công nghệ gia công cũng như bảo quản bột rơm rạ và trấu sau thu hoạch, đề tài áp dụng một số phương pháp nghiên cứu, trong đó có phương pháp xác định độ ẩm của rơm rạ.

Rơm rạ sau thu mua tại tỉnh Hải Dương, vùng Đồng Bằng Sông Hồng, được tập kết tại Viện NC Công nghiệp rừng và hong phơi dưới ánh nắng tự nhiên Mẫu rơm rạ được lấy để xác định trọng lượng ban đầu, sau đó được sấy ở nhiệt độ 45°C trong 24 giờ Trọng lượng mẫu lần 2 được cân để tính toán độ ẩm theo công thức 1 Nếu độ ẩm đạt 8%, quá trình sấy sẽ dừng lại; nếu không, thời gian sấy sẽ tiếp tục cho đến khi đạt độ ẩm mong muốn Tương tự, mẫu rơm rạ hong phơi tự nhiên cũng được xác định trọng lượng theo thời gian phơi và tính toán độ ẩm bằng công thức 1.

Phương pháp xác định độ ẩm rơm rạ theo phương pháp cân sấy:

W% = m 1 − m 2 m 1 × 100% (1) Trong đó: m1 - trọng lượng mẫu trước khi sấy m2 - trọng lượng mẫu sau khi sấy

+ Phương pháp xác định độ ẩm đối với trấu:

Trấu sau khi thu mua từ hộ dân sẽ được chuyển về Viện NC Công nghiệp rừng để thực hiện các bước xử lý công nghệ tiếp theo Đặc biệt, quá trình xác định độ ẩm không cần thiết vì trấu đã được hong phơi tự nhiên, và việc tách vỏ được thực hiện bằng hệ thống xay xát Do đó, khi trấu được tách ra khỏi hạt gạo, nó được coi là khô và sẽ được đưa trực tiếp vào máy nghiền để tạo thành bột.

+ Đối với nội dung lựa chọn thông số công nghệ tạo vật liệu composite đề tài sử dụng một số phương pháp nghiên cứu sau:

Để xác định các thông số công nghệ trong quy trình sản xuất vật liệu composite, nghiên cứu tập trung vào các yếu tố đầu vào như tỷ lệ phối trộn, nhiệt độ ép và tốc độ quay trục vít, cũng như các yếu tố đầu ra bao gồm độ bền của vật liệu composite đối với nấm, mối, độ bền uốn và độ bền va đập.

Để chọn lựa đơn phối trộn đạt tiêu chuẩn vật liệu xây dựng với độ bền cơ học và độ bền tự nhiên, nghiên cứu đã cố định nhiệt độ ép ở 180°C và tốc độ vòng quay trục vít là 30 vòng/phút, như thể hiện trong bảng 1.

Bảng 1: Tuyển chọn đơn phối trộn

STT Thành phần vật liệu cốt và vật liệu nền (g)

Rơm rạ Trấu Nhựa ABS MAPE

Để đạt được sản phẩm có độ bền cơ học và độ bền tự nhiên tốt, việc xác định nhiệt độ ép là rất quan trọng Nghiên cứu sử dụng cố định đơn phối trộn đã được tuyển chọn trong bảng 1 và tốc độ vòng quay trục vít là 30 vòng/phút, như thể hiện trong bảng 2, nhằm đáp ứng tiêu chuẩn vật liệu xây dựng.

Bảng 2: Tuyển chọn nhiệt độ ép

Stt Nhiệt độ 0 C Tốc độ vòng quay trục vít Đơn phối trộn

Tốc độ vòng quay của trục vít là yếu tố quan trọng để sản xuất sản phẩm có độ bền cơ học và độ bền tự nhiên cao, đáp ứng tiêu chuẩn vật liệu xây dựng Đề tài này sử dụng cố định đơn phối trộn đã được tuyển chọn, cùng với nhiệt độ ép được xác định từ bảng 2, như thể hiện trong bảng 3.

Bảng 3: Tuyển chọn tốc độ vòng quay trục vít

Stt Tốc độ vòng quay trục vít

Nhiệt độ Đơn phối trộn

+ Kiểm tra độ bền của vật liệu composite

- Độ bền tự nhiên: Để đánh giá được độ bền của vật liệu composite, đề tài sử dụng tác nhân gây hại tự nhiên như: nấm mục, mối đất

Phương pháp kiểm tra độ bền tự nhiên của vật liệu composite đối với nấm mục được thực hiện theo các bước quy định trong tiêu chuẩn ASTM D 2017, bao gồm việc xác định khả năng chống lại sự phân hủy do nấm mục gây ra.

Bước 1: Tạo môi trường nấm mục bằng cách nhân giống

+ Nguyên liệu bao gồm: 200 gam khoai tây, 20 gam đường, 20gam agar

Để thực hiện quy trình, đầu tiên, gọt vỏ khoai tây, cắt nhỏ và nấu chín Sau đó, chiết dịch khoai tây và lọc bỏ tinh bột Tiếp theo, từ từ cho glucose vào dịch khoai tây, khuấy liên tục trên bếp cho tan, rồi thêm agar và tiếp tục khuấy, bổ sung nước cất đủ 1 lít Hấp khử trùng bằng nồi autoclave ở 121 độ C, 1 atm trong 15 phút, sau đó để nguội và đổ vào đĩa petri Cuối cùng, cho vào tủ cấy vô trùng và cấy chuyền giống gốc nấm mục bằng cách sử dụng que cấy để lấy bào tử nấm mốc từ ống giống, bảo quản ở nhiệt độ phòng.

7 ngày đêm đem đi khảo sát mẫu hoặc bảo quản ở ngăn lạnh của tủ lạnh (nếu chưa sử dụng)

Bước 2: Gia công mẫu thử nấm mục theo kích thước: chiều dài 120mm, chiều rộng 10mm, chiều dày 4mm Cân xác định trọng lượng mẫu trước khi thử

Để xác định độ thay đổi trọng lượng mẫu, bước 3 là đặt mẫu thử vào môi trường có nấm mục phát triển Sau 12 tuần, mẫu cần được lấy ra, lau sạch nấm bám trên bề mặt, sau đó sấy ở 50°C trong 24 giờ và cân để đo lường sự thay đổi trọng lượng Độ thay đổi này được tính theo tỷ lệ phối trộn như trong bảng 1, với mỗi công thức thử được lấy giá trị trung bình từ 5 mẫu.

Hình 7 Mẫu trong môi trường nấm mục nâu Bước 4: Đánh giá ngoại quan bề mặt mẫu

- Mẫu sau 12 tuần phơi trong môi trường nấm mục được lấy ra và quan sát mức độ bám nấm trên bề mặt bằng mắt và chụp ảnh ghi nhận

Phương pháp kiểm tra độ bền tự nhiên của vật liệu composite đối với mối đất chưa được công bố tại Việt Nam Để giải quyết vấn đề này, nghiên cứu áp dụng phương pháp xác định hiệu lực của gỗ xử lý hóa chất nhằm thử nghiệm độ bền của vật liệu composite.

- Quy cách mẫu: Kích thước mẫu 150  30  10 mm ( 1 mm)

Trong một thí nghiệm, số lượng mẫu được sử dụng là 5 mẫu cho mỗi đợt thí nghiệm, bao gồm 3 mẫu vật liệu composite với cùng tỷ lệ phối trộn, nhiệt độ ép và vòng quay trục vít, cùng với 2 mẫu gỗ bồ đề làm đối chứng, mỗi loại mẫu được lặp lại 3 lần.

Khảo nghiệm hiệu lực phòng mối được thực hiện bằng cách xếp các mẫu khảo nghiệm và mẫu đối chứng vào hộp cacton, sau đó đặt trong môi trường có mối (Coptotermes formosanus) hoạt động mạnh trong 1 tháng Nếu hơn 70% mẫu đối chứng bị mối phá hoại, tiến hành đánh giá hiệu lực Gỡ mẫu, loại bỏ đất bám, sau đó sấy khô ở nhiệt độ 60°C trong 48 giờ và cân khối lượng mẫu sau thử nghiệm Các chỉ tiêu đánh giá hiệu lực phòng mối sẽ được xác định dựa trên kết quả thu được.

+ Tỷ lệ phần trăm số mẫu composite có vết mối ăn

V đc × 100 (2) Trong đó: Vđc - Bình quân số mẫu gỗ đối chứng có vết mối ăn

Vtt - Bình quân số mẫu composite có vết mối ăn

+ Tỷ lệ phần trăm số mẫu có vết mối ăn rộng ≥ 1cm 2 (Y%)

VR đc × 100 (3) Trong đó: VRđc - Bình quân số mẫu đối chứng có vết mối ăn rộng  1cm 2

VRtt - Bình quân số mẫu composite có vết mối ăn rộng  1cm 2

+ Tỷ lệ phần trăm số mẫu có vết mối ăn sâu  1mm (Z%)

VS đc × 100 (4) Trong đó: VSđc - Bình quân số mẫu gỗ đối chứng có vết mối ăn sâu  1mm

VStt - Bình quân số mẫu composite có vết mối ăn sâu  1mm

- Kết quả được quy định:

Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm

- Máy trộn Poly Drive Haake (đức)

- Máy ép đùn 2 trục vít (Rheomex CEW100 QC, Haake – Đức)

- Cân điện tử 2 số (hiệu Scout TM Pro – Mỹ)

- Tủ sấy (hiệu QL – Mỹ)

- Máy đo kéo và uốn Zwick/Roell Z050 (Đức)

- Máy đo va đập vạn năng loại quả lắc Zwick/Roell HIT50P (Đức)

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

Kết quả điều tra khảo sát diện tích gieo trồng lúa tại vùng Đồng bằng sông Hồng và Đồng bằng sông Cửu Long

Theo kết quả điều tra khảo sát diện tích gieo trồng lúa tại vùng Đồng bằng sông Hồng và Đồng bằng sông Cửu Long cho thấy:

Sản xuất lúa vụ đông xuân năm 2019 giảm so với năm 2018 do thời tiết không thuận lợi ảnh hưởng đến sinh trưởng của cây lúa Tại hai vùng Đồng bằng sông Hồng và Đồng bằng sông Cửu Long, diện tích gieo cấy đạt 3,12 triệu ha, tăng 21,8 nghìn ha so với năm trước nhờ cơ cấu lại mùa vụ Tuy nhiên, năng suất đạt 65,5 tạ/ha, giảm 0,9 tạ/ha, dẫn đến sản lượng đạt 20,47 triệu tấn, giảm 133 nghìn tấn.

Sản xuất lúa vụ hè thu năm 2019 ghi nhận kết quả kém hơn so với năm 2018, với diện tích, năng suất và sản lượng đều giảm do thời tiết không thuận lợi và chi phí sản xuất tăng cao, trong khi giá bán lúa lại thấp khiến nông dân không mặn mà đầu tư gieo trồng Diện tích gieo trồng lúa hè thu đạt 2,01 triệu ha, giảm 43,4 nghìn ha so với năm trước; năng suất đạt 54,5 tạ/ha, giảm 0,1 tạ/ha; và sản lượng gần 10,95 triệu tấn, giảm 260,4 nghìn tấn Tại vùng Đồng bằng sông Cửu Long, sản lượng đạt 8,68 triệu tấn, giảm 116,6 nghìn tấn so với năm 2018.

Diện tích gieo trồng lúa vụ thu đông đạt 724,2 nghìn ha, giảm 7,9 nghìn ha so với năm 2018 Năng suất lúa đạt 54,5 tạ/ha, tăng 0,3 tạ/ha, nhưng sản lượng tổng cộng chỉ đạt 3,95 triệu tấn, giảm 19,4 nghìn tấn Nguyên nhân chủ yếu là do lũ về chậm và nước sông đầu nguồn thấp, dẫn đến việc 9,4 nghìn ha lúa được trồng thêm tại các khu vực bờ bao kiên cố Tuy nhiên, diện tích gieo trồng toàn vụ vẫn thấp hơn so với cùng kỳ, do ảnh hưởng của giá lúa vụ hè thu thấp khiến người dân không trồng 12,6 nghìn ha lúa, thay vào đó chuẩn bị đất cho vụ đông xuân hiệu quả hơn Một phần diện tích lúa cũng được chuyển sang trồng cây hàng năm và cây lâu năm Một số địa phương như Cần Thơ và Vĩnh Long ghi nhận diện tích gieo trồng và sản lượng giảm mạnh, với Cần Thơ giảm 9,9 nghìn ha và 40,3 nghìn tấn, Vĩnh Long giảm 4,6 nghìn ha và 19,1 nghìn tấn.

Năm 2019, sản xuất lúa mùa tại khu vực Đồng bằng sông Hồng ghi nhận năng suất tăng nhưng sản lượng giảm do nắng nóng đầu vụ và chuyển đổi cơ cấu màu vụ Diện tích gieo cấy lúa mùa đạt 1,61 triệu ha, giảm 72,3 nghìn ha so với năm 2018, trong khi năng suất đạt 50,2 tạ/ha, tăng 1,1 tạ/ha, dẫn đến sản lượng đạt 8,08 triệu tấn, giảm 184,4 nghìn tấn Cụ thể, các địa phương phía Bắc gieo cấy 1.070,8 nghìn ha, giảm 33,4 nghìn ha, với năng suất 50,8 tạ/ha, tăng 1,4 tạ/ha, sản lượng đạt 5,44 triệu tấn, giảm 20 nghìn tấn Ở phía Nam, diện tích gieo cấy là 540,2 nghìn ha, giảm 38,9 nghìn ha, năng suất đạt 48,9 tạ/ha, tăng 0,4 tạ/ha, và sản lượng đạt 2,64 triệu tấn, giảm 164,4 nghìn tấn.

Thực trạng thu gom và xử lý phế phụ phẩm từ cây lúa tại Đồng bằng sông Hồng và Đồng bằng sông Cửu Long

Mặc dù diện tích đất gieo trồng lúa đang giảm, Việt Nam vẫn giữ vị thế là một quốc gia nông nghiệp với lượng phế thải lớn và đa dạng từ quá trình thu hoạch lúa, gây lo ngại về ô nhiễm môi trường tại các khu vực sản xuất nông nghiệp Sự cơ giới hóa trong nông nghiệp, mặc dù được chú trọng, đã để lại nhiều hệ quả tiêu cực đối với môi trường Trước đây, khi chưa áp dụng cơ giới hóa, các phế phẩm nông nghiệp như rơm và rạ được tái sử dụng hiệu quả, không chỉ làm chất đốt và thức ăn cho gia súc mà còn được dùng để ủ phân hữu cơ.

Ngày nay, với sự phát triển của đời sống, sản phẩm phục vụ nông nghiệp ngày càng phong phú Tuy nhiên, con người ít chú trọng đến việc tái sử dụng phế phẩm nông nghiệp, dẫn đến việc chúng thường bị bỏ lại trên đồng ruộng hoặc bị đốt bỏ Hành động này không chỉ gây lãng phí mà còn gây ra những tác động tiêu cực đến môi trường đất, không khí và các vấn đề xã hội khác.

Theo thống kê của Tổ chức phát triển Hà Lan, Việt Nam sản xuất khoảng 40 triệu tấn sinh khối từ phụ phẩm lúa gạo mỗi năm, bao gồm 32 triệu tấn rơm rạ và 8 triệu tấn trấu, tương đương với 13,34 Mtoe năng lượng lý thuyết Rơm rạ và trấu có thể đáp ứng 28% nhu cầu năng lượng sơ cấp của Việt Nam trong năm 2017 Tuy nhiên, việc đốt rơm rạ sau thu hoạch tại các đô thị lớn đã gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, khi nông dân tin rằng việc này giúp cải thiện dinh dưỡng cho đất Thực tế, việc đốt rơm rạ không những không cải thiện tình trạng đất mà còn làm giảm năng suất cây trồng, gây ra ô nhiễm khí CO2, một trong những nguyên nhân chính dẫn đến hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu Hằng năm, hàng triệu tấn CO2 được thải ra môi trường do hoạt động này.

Theo khảo sát tại đồng bằng sông Hồng và đồng bằng sông Cửu Long, tại Cần Thơ, 86% rơm rạ bị đốt bỏ, trong khi Thái Bình ghi nhận 36% hiện tượng đốt rơm rạ Không còn hộ gia đình nào sử dụng rơm rạ hay trấu cho việc đun nấu; trước đây, vỏ trấu được dùng làm chất đốt hoặc trộn với đất sét để xây dựng Ở các nước phát triển, trấu được coi là nguồn nguyên liệu thay thế cung cấp nhiệt trong sản xuất.

Lựa chọn thiết bị và thông số công nghệ tạo sản phẩm và bảo quản bột nguyên liệu rơm rạ, trấu

Để lựa chọn thiết bị và thông số công nghệ phù hợp cho việc gia công rơm rạ và trấu làm nguyên liệu sản xuất vật liệu composite, bài viết này sẽ trình bày các thiết bị phụ trợ và thông số công nghệ cần thiết.

Hình 8 Sơ đồ các bước công nghệ

Để lựa chọn thiết bị gia công rơm rạ thành bột nguyên liệu cho sản xuất vật liệu composite, cần xác định độ ẩm đầu vào trước khi chọn thiết bị Độ ẩm của nguyên liệu rơm rạ trước khi gia công phải đạt từ 8 đến 10%.

Thiết bị gia công nguyên liệu rơm rạ mang thương hiệu 3A (2,2kw) được sản xuất tại Việt Nam, cho phép điều chỉnh hệ thống dao cắt để lựa chọn kích thước rơm rạ sau khi cắt đạt chiều dài từ 5 đến 10mm Sau khi cắt ngắn, rơm rạ sẽ được đưa vào máy nghiền TN 2007, cũng do Việt Nam sản xuất, để chuyển đổi thành dạng bột Bột rơm rạ cần đạt kích thước lọt qua mắt lỗ sàng 1,8mm để phục vụ sản xuất vật liệu composite Đối với vỏ trấu, khi độ ẩm nằm trong khoảng 8 đến 10%, cũng sẽ được nghiền bằng máy TN 2007 để thu được kích thước bột trấu mong muốn.

Khảo sát và lựa chọn thiết bị gia công rơm rạ, trấu

Tạo sản phẩm theo kích thước sản xuất vật Đóng gói và bảo quản bột rơm rạ, trấu phẩm bột đã lọt qua lỗ sàng dây 1,8mm

- Đóng gói và bảo quản bột rơm rạ, trấu

Sau khi thu được bột rơm rạ, trấu sẽ được đóng gói riêng biệt với kích thước đồng nhất Quá trình đóng gói sử dụng bao bì 2 lớp, trong đó lớp bên trong là bao nilông và lớp bên ngoài là bao rứa, với trọng lượng mỗi bao là 25kg Sản phẩm sau khi đóng gói được xếp tại kho kín, đảm bảo mặt sàn luôn khô ráo để bảo quản chất lượng.

Nội dung nghiên cứu thực nghiệm đã xác định được các thiết bị và thông số công nghệ tối ưu cho việc sản xuất và bảo quản bột rơm rạ và trấu Các thông số công nghệ được tuyển chọn sẽ góp phần nâng cao hiệu quả trong quá trình chế biến và bảo quản sản phẩm.

+ Độ ẩm nguyên liệu bột rơm rạ, trấu 8  10 %;

+ Chiều dài kích thước rơm rạ sau cắt ngắn 5  10 mm;

+ Chiều dài vỏ trấu không xác định vì phụ thuộc vào giống lúa;

+ Kích thước bột rơm rạ, trấu phải lọt qua lỗ sàng dây 1,8mm;

+ Túi đựng bột rơm rạ, trấu 2 lớp, trọng lượng bao 25kg;

+ Khoảng cách chiều cao giữa bao nguyên liệu với mặt nền nhà xưởng là

Quy trình công nghệ, bảo quản bột rơm rạ, trấu làm nguyên liệu sản xuất vật liệu composite

Quy định các thông số công nghệ liên quan đến quá trình gia công, bảo quản rơm rạ, trấu làm nguyên liệu sản xuất vật liệu composite

2 Xuất xứ của quy trình công nghệ

Quy trình công nghệ gia công và bảo quản rơm rạ, trấu để sản xuất vật liệu composite là kết quả nghiên cứu từ đề tài "Nghiên cứu công nghệ sản xuất composite trên nền nhựa ABS với cốt từ rơm rạ, trấu làm vật liệu xây dựng sử dụng ngoài trời", do Bộ Xây Dựng quản lý và cấp kinh phí thực hiện.

3 Tóm tắt nội dung quy trình công nghệ bảo quản bột rơm rạ, trấu làm nguyên liệu sản xuất vật liệu composite

- Nội dung của quy trình công nghệ

+ Sơ đồ các bước công nghệ:

Hình 9: Sơ đồ các bước công nghệ bảo quản bột rơm rạ, trấu làm nguyên liệu sản xuất vật liệu composite

+ Mô tả các bước công nghệ đối với nguyên liệu rơm rạ:

Bước 1 (B1): Nguyên liệu đầu vào (rơm rạ)

Yêu cầu nguyên liệu đầu vào của rơm rạ sau thu hoạch không được lẫn bùn đất

Bước 2 (B2): Kiểm tra độ ẩm ban đầu của nguyên liệu:

Khi kiểm tra độ ẩm của nguyên liệu rơm rạ, nếu mức độ ẩm vượt quá 10%, cần đưa rơm rạ vào hệ thống sấy Độ ẩm lý tưởng cho rơm rạ nên đạt từ 8% đến 10%.

Máy cắt ngắn nguyên liệu rơm rạ có tên thương mại 3A sản xuất tại Việt Nam Chiều dài nguyên liệu đạt yêu cầu 510mm

Bước 4 (B4) và bước 5 (B5): Thiết bị nghiền, sàng:

Nguyên liệu sau khi cắt ngắn sẽ được đưa vào thiết bị nghiền để tạo ra sản phẩm Sản phẩm thu được từ quá trình nghiền sẽ được chuyển tiếp sang hệ thống sàng dây, nhằm đảm bảo chất lượng và kích thước nguyên liệu đạt yêu cầu.

(B10) được sau khi sàng là sản phẩm phải lọt qua mắt lỗ sàng dây có kích thước 1,8mm

Phân loại là bước quan trọng trong việc tuyển chọn bột nguyên liệu đã đạt tiêu chuẩn Những nguyên liệu không đạt yêu cầu sẽ được đưa tiếp qua thiết bị nghiền và sàng để đảm bảo sản phẩm cuối cùng có kích thước đồng đều.

Bước 11 (B11), bước 12 (B12), bước 13 (B13) Sản phẩm đạt

Nguyên liệu đạt tiêu chuẩn sẽ được đóng gói trong bao bì hai lớp, bao gồm lớp trong là bao linông và lớp ngoài là bao dứa Sau khi hoàn tất việc đóng gói, nguyên liệu sẽ được xếp lên palet gỗ hoặc nhựa có chiều cao 138 mm so với mặt sàn kho.

+ Mô tả các bước công nghệ đối với nguyên liệu trấu:

Bước 1 (B1) Nguyên liệu đầu vào (vỏ trấu)

Yêu cầu nguyên liệu đầu vào của vỏ trấu sau khi tách nhân không được lẫn bùn đất

Bước 2 (B2): Kiểm tra độ ẩm ban đầu của nguyên liệu:

Nếu độ ẩm của vỏ trấu vượt quá 10% khi kiểm tra, cần đưa vỏ trấu vào hệ thống sấy Độ ẩm lý tưởng của vỏ trấu nên đạt từ 8 đến 10%.

Lưu ý rằng vỏ trấu, sau khi đạt độ ẩm yêu cầu, không cần phải qua thiết bị cắt mà có thể được chuyển thẳng đến khâu nghiền Các bước tiếp theo sẽ được thực hiện tương tự như quy trình công nghệ đối với rơm rạ.

Tất cả các cơ sở sản xuất và gia công nguyên liệu thô cho vật liệu composite trên toàn quốc đều được trang bị đầy đủ máy móc và thiết bị.

5 Phạm vi/điều kiện ứng dụng

Quy trình này áp dụng cho tất cả các doanh nghiệp vừa và nhỏ sở hữu thiết bị băm, nghiền, sàng, lò sấy và có diện tích kho từ 100m2 trở lên.

Mặt bằng nhà kho có thể nằm trong xưởng sản xuất hoặc tách biệt, nhưng cần xây dựng kiên cố và có hệ thống phòng chống cháy nổ đạt tiêu chuẩn Điều kiện ứng dụng này đảm bảo an toàn và hiệu quả trong việc lưu trữ hàng hóa.

- Nguyên liệu: Rơm rạ, vỏ trấu

Các cơ sở sản xuất vật liệu composite cần được trang bị thiết bị sản xuất chuyên dụng, trong đó thiết bị sấy rơm rạ và vỏ trấu là bắt buộc Để đảm bảo chất lượng bột rơm rạ và trấu trong quá trình sản xuất và bảo quản, các cơ sở phải tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về an toàn lao động và phòng chống cháy nổ.

Tuyển chọn và xác định thông số công nghệ sản xuất vật liệu composite từ nguyên liệu rơm rạ, trấu trên nền nhựa ABS

từ nguyên liệu rơm rạ, trấu trên nền nhựa ABS

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là xác định các thông số công nghệ để sản xuất vật liệu composite từ rơm rạ và vỏ trấu kết hợp với nhựa ABS Nghiên cứu này nhằm phát triển quy trình sản xuất ván sàn composite, trong đó tập trung vào việc lựa chọn hai yếu tố công nghệ quan trọng: đơn phối trộn giữa vật liệu nền và vật liệu cốt, cũng như các thông số kỹ thuật của thiết bị ép như nhiệt độ và tốc độ vòng quay trục vít.

+ Cố định thông số kỹ thuật của thiết bị ép như: nhiệt độ khoang đốt; tốc độ quay trục vít

+ Xây dựng ma trận công thức thí nghiệm theo đơn phối trộn đã trình tại bảng 1 (phần II)

Sản phẩm giai đoạn I, sẽ được kiểm tra độ bền cơ học và độ bền tự nhiên

Sử dụng đơn phối trộn đã được tuyển chọn ở giai đoạn I làm biến cố định, đồng thời xây dựng ma trận công thức thí nghiệm theo đơn tuyển chọn nhiệt độ ép tại bảng 2 làm biến di động.

Sản phẩm giai đoạn II, sẽ được kiểm tra độ bền cơ học

Sử dụng đơn phối trộn đã được tuyển chọn ở giai đoạn I làm biến cố định, kết hợp với ma trận công thức thí nghiệm theo đơn tuyển chọn nhiệt độ ép ở giai đoạn II để tạo ra biến cố định.

+ Xây dựng ma trận công thức thí nghiệm theo đơn tuyển chọn tốc độ quay trục vít làm biến thay đổi

Sản phẩm giai đoạn III, sẽ được kiểm tra độ bền cơ học

3.5.1 Ảnh hưởng của đơn phối trộn đến độ bền vật liệu composite

* Ảnh hưởng của đơn phối trộn đến độ bền tự nhiên của vật liệu

+ Kiểm tra độ bền tự nhiên của vật liệu composite đối với nấm mục

Thí nghiệm được thực hiện ở nhiệt độ 180°C và tốc độ quay trục vít 30 vòng/phút, với sự thay đổi tỷ lệ giữa vật liệu cốt, vật liệu nền và chất tương hợp MAPE Kết quả thí nghiệm cho thấy độ bền tự nhiên của vật liệu composite đối với nấm mục, được trình bày trong bảng 4.

Bảng 4: Ảnh hưởng của đơn phối trộn đến trọng lượng và độ bền nấm mục

Stt Công thức Độ giảm trọng lượng mẫu Độ giảm độ bền mẫu

Trọng lượng mẫu trước khảo nghiệm (g)

Trọng lượng mẫu sau khảo nghiệm (g)

Giảm trọng lượng mẫu trung bình (%) Độ bền mẫu trước khảo nghiệm (Mpa) Độ bền mẫu sau khảo nghiệm (Mpa)

Kết quả khảo nghiệm độ bền của vật liệu composite đối với nấm mục cho thấy tất cả 8 công thức thử nghiệm đều không bị tấn công, mặc dù bề mặt mẫu bị bao phủ bởi sợi nấm, nhưng đây chỉ là sự bao bọc chứ không phải sự phát triển của nấm mục Do đó, tỷ lệ hao hụt mẫu gần như không xảy ra, chứng tỏ vật liệu composite có khả năng chống lại nấm mục ở mức độ tốt Độ bền va đập của vật liệu composite chịu ảnh hưởng lớn từ độ bền kết dính tại bề mặt tiếp xúc và sự thay đổi giữa nền polymer và sợi trong composite, thể hiện qua sự biến đổi năng lượng phân tán trong phép đo va đập Nghiên cứu này khảo sát độ bền va đập của mẫu trước và sau khi tiếp xúc với môi trường nấm mục, nhằm chứng minh khả năng chống nấm mục của các mẫu composite với tỷ lệ vật liệu cấu thành khác nhau.

Theo bảng 4, sau 12 tuần thử nghiệm trong môi trường nấm mục, độ bền va đập của các mẫu với tỷ lệ rơm rạ và trấu/nhựa khác nhau không có sự thay đổi.

+ Kiểm tra độ bền tự nhiên của vật liệu composite đối với mối

Theo kết quả khảo nghiệm độ bền tự nhiên của vật liệu composite tại phòng thí nghiệm côn trùng thuộc bộ môn Bảo quản Lâm sản, Viện nghiên cứu Công nghiệp rừng, vật liệu composite có kích thước gia công 150 cho thấy khả năng chống chịu tốt trước sự tác động của mối.

Mẫu gỗ có kích thước 30 x 10 mm được xếp vào hộp cacton và đặt trong môi trường có mối Comptotermes formosanus hoạt động mạnh trong 1 tháng Kết quả cho thấy, mẫu gỗ bồ đề đối chứng bị mối tấn công trên 70%, trong khi mẫu composite không bị ảnh hưởng Do đó, vật liệu composite có khả năng chống lại sự tấn công của mối.

* Ảnh hưởng của đơn phối trộn đến độ bền cơ học của vật liệu

Tạo mẫu composite theo tỷ lệ các thành phần trong bảng 1 phần II của phương pháp nghiên cứu Đối với mỗi công thức, tiến hành ép 3 tấm vật liệu composite để kiểm tra độ bền uốn, khả năng chịu va đập và độ bền lão hóa Các tiêu chuẩn được sử dụng để kiểm tra bao gồm ASTM D 790 – 03 cho độ bền uốn và ASTM 256 – 04 cho khả năng chịu va đập và tính lão hóa.

+ Kiểm tra độ bền uốn của vật liệu composite

Kết quả kiểm tra độ bền uốn được thể hiện tại bảng 5

Bảng 5 Ảnh hưởng của đơn phối trộn đến độ bền uốn của vật liệu Công thức thử nghiệm

Các đại lượng Ứng suất uốn cực đại (Mpa) Độ giãn tại ứng suất uốn cực đại (%)

Theo bảng 5, công thức 1 với tỷ lệ trấu 70% đạt ứng suất uốn cực đại 37,69 Mpa, trong khi công thức 2 với tỷ lệ rơm rạ 70% có ứng suất uốn tăng 3,7% so với công thức 1 Qua nghiên cứu, tỷ lệ phối trộn giữa rơm rạ và trấu được điều chỉnh theo các công thức 5, 6, 7, 8 Kết quả cho thấy tỷ lệ rơm rạ cao mang lại ứng suất uốn vượt trội hơn so với trấu Nguyên nhân là do trong quá trình ép đùn 2 trục vít, bột rơm rạ bao bọc bột trấu, tạo ra dải liên kết mềm, giúp tăng cường độ bền uốn khi chịu lực.

+ Kiểm tra độ bền va đập của vật liệu composite

Kết quả kiểm tra độ bền va đập được thể hiện tại bảng 6

Bảng 6 Ảnh hưởng của đơn phối trộn đến độ bền va đập

Stt CT1 CT2 CT3 CT4 CT5 CT6 CT7 CT8 Độ bền va đập

Sự có mặt của nhựa ABS trong công thức 4 đã nâng cao đáng kể khả năng chống va đập, với tỷ lệ 60% rơm rạ, 37% nhựa ABS và 3% chất tương hợp MAPE, cho khả năng chịu va đập đạt 11513J/m², tăng khoảng 10% so với công thức 2 (70% rơm rạ, 27% nhựa ABS) Đặc biệt, khi so sánh với công thức 8, trong đó lượng bột rơm rạ và trấu bằng nhau (30%), khả năng chịu va đập của composite tăng lên 20% so với công thức có 40% bột rơm rạ và trấu.

Kết quả kiểm tra cho thấy, công thức 8 trong bảng 5 là tỷ lệ phối trộn tối ưu nhất, giúp nâng cao tính chất của vật liệu composite.

3.5.2 Ảnh hưởng của thông số công nghệ đến độ bền vật liệu composite

Kết quả đánh giá ảnh hưởng của đơn phối trộn đến độ bền vật liệu cho thấy rằng đề tài sử dụng đơn phối trộn với tỷ lệ thành phần theo công thức 8 Điều này hỗ trợ cho quá trình tuyển chọn nhiệt độ ép Như đã trình bày trong phần II của báo cáo, bảng 2 đã được xây dựng với nhiệt độ thay đổi từ 170 đến 190 độ C, và tốc độ vòng quay trục vít là 30 vòng/phút.

+ Ảnh hưởng của nhiệt độ ép đến độ bền uốn và độ bền va đập

Bảng 7: Ảnh hưởng của nhiệt độ ép đến độ bền uốn và độ bền va đập Stt Nhiệt độ ép T 1 ( 0 C) ĐBU (MPa) ĐBVĐ (KJ/m 2 )

Bảng 7 cho thấy, độ bền uốn và độ bền va đập của vật liệu composite thay đổi theo quy luật khi nhiệt độ ép khác nhau Cụ thể, khi nhiệt độ tăng từ 170 °C đến 180 °C, cả độ bền uốn và độ bền va đập đều tăng Tuy nhiên, khi nhiệt độ tiếp tục tăng từ 180 °C đến 190 °C, hai chỉ số này có xu hướng giảm Nguyên nhân có thể là do nhiệt độ quá cao làm cho các liên kết bên trong vật liệu composite trở nên giòn, dẫn đến giảm cường độ của vật liệu.

Kết quả kiểm tra độ bền uốn và độ bền va đập của vật liệu chỉ ra rằng nhiệt độ ép đầu đùn tối ưu để sản xuất vật liệu composite là 180°C.

Quy trình công nghệ sản xuất vật liệu composite từ rơm rạ, trấu trên nền nhựa ABS

Quy định các thông số công nghệ sản xuất vật liệu composite từ bột rơm rạ và vỏ trấu trên nền nhựa ABS nhằm tạo ra ván lát sàn chất lượng cao, phù hợp cho sử dụng trong và ngoài mái che, phục vụ hiệu quả cho ngành xây dựng.

2 Xuất xứ của quy trình công nghệ

Quy trình sản xuất vật liệu composite từ bột rơm rạ và vỏ trấu trên nền nhựa ABS là kết quả nghiên cứu trong đề tài do Bộ Xây Dựng quản lý, với mục tiêu phát triển vật liệu xây dựng sử dụng ngoài trời Nghiên cứu này tập trung vào việc ứng dụng nguyên liệu tái chế nhằm tạo ra sản phẩm thân thiện với môi trường và có tính ứng dụng cao trong xây dựng.

3 Tóm tắt nội dung của quy trình công nghệ sản xuất vật liệu composite từ bột rơm rạ, vỏ trấu trên nền nhựa ABS

3.1 Nội dung của quy trình công nghệ

Các bước công nghệ sản xuất vật liệu composite từ bột rơm rạ, vỏ trấu trên nền nhựa ABS

Hình 10 Các bước công nghệ sản xuất vật liệu composite từ bột rơm rạ, vỏ trấu trên nền nhựa ABS

Mô tả tóm tắt các bước công nghệ đối với rơm rạ:

Bước 1: Chuẩn bị nguyên liệu: tính cho đơn vị 100%

Sau khi xác định các tỷ lệ thành phần nguyên liệu, chúng sẽ được chuyển đến thiết bị trộn Nhiệm vụ của thiết bị này là làm cho nguyên liệu trở nên đồng nhất trong vòng 10 phút.

Bước 3: Thiết bị ép đùn

Cài đặt thông số kỹ thuật máy ép đùn:

- Tốc độ quay trục vít 30 vòng/phút

Kích thước sản phẩm từ máy ép đùn phụ thuộc vào kích thước đầu đùn, với sự đa dạng về hình dáng và kích thước sản phẩm Nhóm thực hiện nghiên cứu nhằm tạo ra vật liệu composite theo kích thước ván lát.

Thiết bị ép đùn (B3) Sản phẩm

Hệ thống làm mát (B5) Đóng gói (B6) Lưu kho

(B 7) sàn: rộng  dày  dài (130  20  800)mm

Bước 5: Sản phẩm sau khi qua máy ép đùn phải được đưa qua hệ thông làm mát bằng nước máy để ổn định kích thước

Bước 6 và bước 7: Sau khi vật liệu composite ổn định có thể đóng gói bằng quấn nilông hoặc bao bì cát tông và được xếp lưu kho

Tất cả các cơ sở sản xuất vật liệu composite có đủ máy, thiết bị trên toàn quốc

3.3 Phạm vi/điều kiện ứng dụng

Quy trình này áp dụng cho tất cả doanh nghiệp vừa và nhỏ sở hữu thiết bị sản xuất vật liệu composite và có diện tích nhà xưởng, kho bãi từ 1000m² trở lên Nhà xưởng sản xuất cần được xây dựng kiên cố và có hệ thống phòng chống cháy nổ đạt tiêu chuẩn cho phép.

- Nguyên liệu: Rơm rạ, trấu

Các cơ sở sản xuất vật liệu composite cần được trang bị hệ thống thiết bị hiện đại, bao gồm thiết bị sấy rơm rạ và vỏ trấu, yêu cầu thiết bị sấy liên tục và quy mô sản xuất vừa và lớn Trong quá trình sản xuất và bảo quản bột rơm rạ, vỏ trấu, việc tuân thủ các quy định về an toàn phòng chống cháy nổ là vô cùng quan trọng.

Ngày đăng: 25/08/2021, 22:13

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
[8]. Ichazo M.N., Albano C., Gonzales J., Perera R., Candal (2001), “Polypropylene/wood flour composites: Treatment and properties”, Composite Structures, vol. 54, pp. 207-214 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Polypropylene/wood flour composites: Treatment and properties”, "Composite Structures
Tác giả: Ichazo M.N., Albano C., Gonzales J., Perera R., Candal
Năm: 2001
[9]. B. Mohebby, A. R. Ghotbifar, and S. Kazemi-Najafi (2011), “Influence of Maleic-Anhydride-Polypropylene (MAPP) on Wettability of Polypropylene/Wood Flour/Glass Fiber Hybrid Composites”, J. Agr. Sci. Tech, Vol. 13, pp. 877-884 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Influence of Maleic-Anhydride-Polypropylene (MAPP) on Wettability of Polypropylene/Wood Flour/Glass Fiber Hybrid Composites”, "J. Agr. Sci. Tech
Tác giả: B. Mohebby, A. R. Ghotbifar, and S. Kazemi-Najafi
Năm: 2011
[10]. Felix J.M., Gatenholm P., Schreiber H.P (1993), “Controlled interactions in cellulose-polymer composites”, Polymer Composites, vlo. 14, pp. 234-256 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Controlled interactions in cellulose-polymer composites”, "Polymer Composites
Tác giả: Felix J.M., Gatenholm P., Schreiber H.P
Năm: 1993
[11]. Ann Jennifer Roberts (2009), Bonding of Additives to Functional Polyolefins by Reactive Blending, The University of Auckland, New Zealand Sách, tạp chí
Tiêu đề: Bonding of Additives to Functional Polyolefins by Reactive Blending
Tác giả: Ann Jennifer Roberts
Năm: 2009
[13]. Cao Jin-Zhen, Wang Yi, Xu Wei-yue, Wang Lei (2010), “Preliminary study of viscoelastic properties of MAPP-modified wood flour/polypropylene composites”,For. Stud, China, 12(2), pp. 85-89 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Preliminary study of viscoelastic properties of MAPP-modified wood flour/polypropylene composites”,"For. Stud
Tác giả: Cao Jin-Zhen, Wang Yi, Xu Wei-yue, Wang Lei
Năm: 2010
[15]. M. Khalid, S. Ali, C.T Ratnam and S.Y.Thomas Choong (2006),“Effect of mapp as coupling on the mechanical properties of palm fiber empty fruit bunch and cellulose polypropylene biocomposites”International Journal of Engineering and Technology, vol.3, No.1, 79-84.[16]. 李大纲 (2012). 亚麻肩 / 高密度聚乙烯复合材料的挤出和老化性能研究 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Effect of mapp as coupling on the mechanical properties of palm fiber empty fruit bunch and cellulose polypropylene biocomposites”"International Journal of Engineering and Technology
Tác giả: M. Khalid, S. Ali, C.T Ratnam and S.Y.Thomas Choong (2006),“Effect of mapp as coupling on the mechanical properties of palm fiber empty fruit bunch and cellulose polypropylene biocomposites”International Journal of Engineering and Technology, vol.3, No.1, 79-84.[16]. 李大纲
Năm: 2012
[18]. Apri Heri Iswanto and Fauzi Febrianto (2005), “The Role of Dicumyl Peroxide (DCP) In the Strengthening of Polymer Composites”, Peronema Forestry Science Journal, Vol.1, No.2, ISSN 18296343 Sách, tạp chí
Tiêu đề: The Role of Dicumyl Peroxide (DCP) In the Strengthening of Polymer Composites”, "Peronema Forestry Science Journal
Tác giả: Apri Heri Iswanto and Fauzi Febrianto
Năm: 2005
[19]. Schut JH (1999), For compounding, sheet and profile: wood is good, Plastics Technology, 45(3), pp. 46-52 Sách, tạp chí
Tiêu đề: For compounding, sheet and profile: wood is good
Tác giả: Schut JH
Năm: 1999
[20]. Anatole Klyosov (2005), Wood plastic composites, Wiley-interscience A John Wiley& Sons, INC, Publication Sách, tạp chí
Tiêu đề: Wood plastic composites
Tác giả: Anatole Klyosov
Năm: 2005
[21]. Roger M. Rowell (2005), Wood chemistry and Wood composite, Taylor & Francis Group, the academic division of T&F Informa plc.Tiếng Việt Sách, tạp chí
Tiêu đề: Wood chemistry and Wood composite
Tác giả: Roger M. Rowell
Năm: 2005
[25]. Trần Vĩnh Diệu, Phạm Gia Huân (2003), “Nghiên cứu chế tạo vật liệu Polyme - compozit trên cơ sở nhựa PP gia cường bằng hệ lai tạo tre, luồng- sợi thủy tinh”, Tạp chí Hóa Học, T41(3), Tr 49-53 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Nghiên cứu chế tạo vật liệu Polyme - compozit trên cơ sở nhựa PP gia cường bằng hệ lai tạo tre, luồng- sợi thủy tinh”, "Tạp chí Hóa Học
Tác giả: Trần Vĩnh Diệu, Phạm Gia Huân
Năm: 2003
[26]. Trần Vĩnh Diệu, Trần Trung Lê (2006), Môi trường trong gia công chất dẻo và compozit, Nhà xuất bản Đại học Bách khoa, Hà nội Sách, tạp chí
Tiêu đề: Môi trường trong gia công chất dẻo và compozit
Tác giả: Trần Vĩnh Diệu, Trần Trung Lê
Nhà XB: Nhà xuất bản Đại học Bách khoa
Năm: 2006
[27]. Đoàn Thị Thu Loan (2010), “Nghiên cứu cải thiện tính năng của vật liệu Composite sợi đay/ nhựa Polypropylene bằng phương pháp biến tính nhựa nền”, Tạp chí khoa học và công nghệ, Đại học Đà Nẵng, Số 1(36), Tr 28-35 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Nghiên cứu cải thiện tính năng của vật liệu Composite sợi đay/ nhựa Polypropylene bằng phương pháp biến tính nhựa nền”, "Tạp chí khoa học và công nghệ
Tác giả: Đoàn Thị Thu Loan
Năm: 2010
[28]. Hà Tiến Mạnh, Nguyễn Bảo Ngọc, Nguyễn Đức Thành, et al (2011), “Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ bột gỗ và nhựa polypropylene đến tính chất composite gỗ - nhựa”Tạp chí khoa học Lâm Nghiệp, Số 1, Tr 1752-1759 Sách, tạp chí
Tiêu đề: et al "(2011), “Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ bột gỗ và nhựa polypropylene đến tính chất composite gỗ - nhựa”"Tạp chí khoa học Lâm Nghiệp
Tác giả: Hà Tiến Mạnh, Nguyễn Bảo Ngọc, Nguyễn Đức Thành, et al
Năm: 2011
[29]. Vũ Huy Đại (2012), Báo cáo Đề tài khoa học công nghệ cấp Bộ“Nghiên cứu công nghệ sản xuất composite từ phế liệu gỗ và chất dẻo phế thải”, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Hà Nội Sách, tạp chí
Tiêu đề: Báo cáo Đề tài khoa học công nghệ cấp Bộ“Nghiên cứu công nghệ sản xuất composite từ phế liệu gỗ và chất dẻo phế thải”
Tác giả: Vũ Huy Đại
Năm: 2012
[30]. Nguyễn Vũ Giang (2013), Báo cáo Đề tài khoa học công nghệ cấp Bộ“Nghiên cứu chế tạo vật liệu composite trên cơ sở nhựa polylefin (polyetylen, polypropylen) khâu mạch (XLPO) và bột gỗ biến tính ứng dụng làm vật liệu xây dựng, kiến trúc nội- ngoại thất”, Bộ khoa học và công nghệ, Hà Nội Sách, tạp chí
Tiêu đề: Báo cáo Đề tài khoa học công nghệ cấp Bộ“Nghiên cứu chế tạo vật liệu composite trên cơ sở nhựa polylefin (polyetylen, polypropylen) khâu mạch (XLPO) và bột gỗ biến tính ứng dụng làm vật liệu xây dựng, kiến trúc nội- ngoại thất”
Tác giả: Nguyễn Vũ Giang
Năm: 2013
[31]. Trần Vĩnh Diệu, Bùi Chương (2010), Nghiên cứu và ứng dụng sợi thực vật nguồn nguyên liệu có khả năng tái tạo để bảo vệ môi trường, Nhà xuất bản khoa học tự nhiên và công nghệ Sách, tạp chí
Tiêu đề: Nghiên cứu và ứng dụng sợi thực vật nguồn nguyên liệu có khả năng tái tạo để bảo vệ môi trường
Tác giả: Trần Vĩnh Diệu, Bùi Chương
Nhà XB: Nhà xuất bản khoa học tự nhiên và công nghệ
Năm: 2010
[32]. Nguyễn Đình Đức (2007), Công nghệ vật liệu compozit, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật Sách, tạp chí
Tiêu đề: Công nghệ vật liệu compozit
Tác giả: Nguyễn Đình Đức
Nhà XB: Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật
Năm: 2007
[33]. Lê Minh Đức (2008), Thiết bị gia công polymer, Nhà xuất bản Bách khoa, Hà Nội Sách, tạp chí
Tiêu đề: Thiết bị gia công polymer
Tác giả: Lê Minh Đức
Nhà XB: Nhà xuất bản Bách khoa
Năm: 2008
[34]. Hồ Sĩ Tráng (2006), Cơ sở hóa học gỗ và Xenluloza tập 1,2, NXB. Khoa học và kỹ thuật, Hà nội Sách, tạp chí
Tiêu đề: Cơ sở hóa học gỗ và Xenluloza tập 1,2
Tác giả: Hồ Sĩ Tráng
Nhà XB: NXB. Khoa học và kỹ thuật
Năm: 2006

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hình 1: Ván sàn composite sợi thực vật sử dụng cho sàn bể bơi ngoài trời - VŨ VĂN THU----Đề tài bộ xây dựng bản cuối
Hình 1 Ván sàn composite sợi thực vật sử dụng cho sàn bể bơi ngoài trời (Trang 8)
Hình 3. Cấu trúc hóa học của cellulose, hemicellulose, lignin trong bột nguyên liệu  - VŨ VĂN THU----Đề tài bộ xây dựng bản cuối
Hình 3. Cấu trúc hóa học của cellulose, hemicellulose, lignin trong bột nguyên liệu (Trang 10)
Hình 3. Thiết bị ép đùn tạo hạt Hình 4. Thiết bị ép nhiệt phẳng - VŨ VĂN THU----Đề tài bộ xây dựng bản cuối
Hình 3. Thiết bị ép đùn tạo hạt Hình 4. Thiết bị ép nhiệt phẳng (Trang 12)
Sơ đồ công nghệ cơ bản được thể hiện như hình dưới đây: - VŨ VĂN THU----Đề tài bộ xây dựng bản cuối
Sơ đồ c ông nghệ cơ bản được thể hiện như hình dưới đây: (Trang 13)
Bảng 1: Tuyển chọn đơn phối trộn STT  Thành phần vật liệu cốt và vật liệu nền (g)  - VŨ VĂN THU----Đề tài bộ xây dựng bản cuối
Bảng 1 Tuyển chọn đơn phối trộn STT Thành phần vật liệu cốt và vật liệu nền (g) (Trang 22)
Bảng 2: Tuyển chọn nhiệt độ ép Stt Nhiệt độ 0C  Tốc độ vòng  - VŨ VĂN THU----Đề tài bộ xây dựng bản cuối
Bảng 2 Tuyển chọn nhiệt độ ép Stt Nhiệt độ 0C Tốc độ vòng (Trang 23)
Hình 7. Mẫu trong môi trường nấm mục nâu Bước 4:  Đánh giá ngoại quan bề mặt mẫu.  - VŨ VĂN THU----Đề tài bộ xây dựng bản cuối
Hình 7. Mẫu trong môi trường nấm mục nâu Bước 4: Đánh giá ngoại quan bề mặt mẫu. (Trang 24)
Hình 9: Sơ đồ các bước công nghệ bảo quản bột rơm rạ, trấu làm nguyên liệu sản xuất vật liệu composite  - VŨ VĂN THU----Đề tài bộ xây dựng bản cuối
Hình 9 Sơ đồ các bước công nghệ bảo quản bột rơm rạ, trấu làm nguyên liệu sản xuất vật liệu composite (Trang 33)
Bảng 4: Ảnh hưởng của đơn phối trộn đến trọng lượng và độ bền nấm mục - VŨ VĂN THU----Đề tài bộ xây dựng bản cuối
Bảng 4 Ảnh hưởng của đơn phối trộn đến trọng lượng và độ bền nấm mục (Trang 36)
Bảng 6. Ảnh hưởng của đơn phối trộn đến độ bền va đập. - VŨ VĂN THU----Đề tài bộ xây dựng bản cuối
Bảng 6. Ảnh hưởng của đơn phối trộn đến độ bền va đập (Trang 39)
Từ bảng 7 cho thấy, độ bền uốn, độ bền va đập của vật liệu composite tạo ra với nhiệt độ ép khác nhau cũng có quy luật thay đổi khá rõ rệt - VŨ VĂN THU----Đề tài bộ xây dựng bản cuối
b ảng 7 cho thấy, độ bền uốn, độ bền va đập của vật liệu composite tạo ra với nhiệt độ ép khác nhau cũng có quy luật thay đổi khá rõ rệt (Trang 40)
Hình 10. Các bước công nghệ sản xuất vật liệu composite từ bột rơm rạ, vỏ trấu trên nền nhựa ABS - VŨ VĂN THU----Đề tài bộ xây dựng bản cuối
Hình 10. Các bước công nghệ sản xuất vật liệu composite từ bột rơm rạ, vỏ trấu trên nền nhựa ABS (Trang 42)

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w