Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn (2017)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU BỘ MÔN VẬT LIỆU POLYMER & COMPOSITE --------------------------------

Seminar chuyên ngành

TÌM HIỂU VỀ MONTMORILLONITE VÀ ỨNG DỤNG TRONG SƠN

NGUYỄN TRUNG TÍNH LƯƠNG TRỌNG NHƠN

---------------------------------TP HỒ CHÍ MINH – 10/2017

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU BỘ MÔN VẬT LIỆU POLYMER VÀ COMPOSITE --------------------------------

Seminar chuyên ngành

TÌM HIỂU VỀ MONTMORILLONITE VÀ ỨNG DỤNG TRONG SƠN

1. NGUYỄN TRUNG TÍNH

1419323

2. LƯƠNG TRỌNG NHƠN

1419220

GVHD TS. Nguyễn Thái Ngọc Uyên

-------------------------------TP HỒ CHÍ MINH – 10/2017

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

MỤC LỤC MỤC LỤC....................................................................................................................... i DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ................................................................................... iii

Ơ

DANH MỤC HÌNH ẢNH ............................................................................................. v

N

DANH MỤC BẢNG BIỂU .......................................................................................... iv

N

H

MỞ ĐẦU ........................................................................................................................ 1

.Q

Đ

1.1.2.1. Dạng không gian của MMT................................................................ 4

G

1.1.2.2. Các tính chất của Montmorllonit ........................................................ 6

N

1.1.3. Sét hữu cơ (nanoclay hữu cơ) ..................................................................... 7

H Ư

1.1.4. Ứng dụng của sét hữu cơ ............................................................................ 7

TR ẦN

1.1.4.1. Làm chất xúc tác trong các quá trình tổng hợp hữu cơ ...................... 7 1.1.4.2. Làm vật liệu hấp phụ ......................................................................... 8

B

1.1.4.3. Ứng dụng trong sơn ............................................................................ 9

10 00

1.2. Giới thiệu về sơn ............................................................................................... 10 1.2.1 Định nghĩa ................................................................................................. 10

A

1.2.2 Thành phần chính của sơn ......................................................................... 10

H

Ó

1.2.3 Phân loại sơn .............................................................................................. 11

Í-

1.3. Giới thiệu về nhựa epoxy ................................................................................. 11

-L

1.3.1. Cấu tạo, tính chất của nhựa epoxy ............................................................ 11

ÁN

1.3.2. Phân loại nhựa epoxy................................................................................ 13

TO

1.3.3. Sơn epoxy ................................................................................................. 13

ÀN

CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ, BIẾN TÍNH ĐẤT SÉT .......... 15

D

IỄ N

Đ

2.1. Các phương pháp điều chế MMT từ nguồn khoáng thiên nhiên ................. 15

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TP

ẠO

1.1.2. Montmorillonit ............................................................................................ 4

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

1.1.1. Bentonite ..................................................................................................... 3

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

1.1. Giới thiệu về các loại khoáng sét ....................................................................... 3

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ......................................................................................... 3

2.1.1. Phương pháp khô ...................................................................................... 15 2.1.2. Phương pháp ướt ....................................................................................... 16 2.1.3. Phương pháp rây ....................................................................................... 17 2.1.4. Phương pháp ly tâm .................................................................................. 17 2.1.5. Phương pháp siêu âm ................................................................................ 17 2.1.6. Phương pháp hóa học ............................................................................... 17 i

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

2.1.7. Phương pháp điện di ................................................................................. 18 2.1.8. Phương pháp tuyển từ ............................................................................... 18 2.1.9. Phương pháp tổng hợp .............................................................................. 18

Ơ

2.2.1. Phương pháp nhiệt hóa ............................................................................. 18

N

2.2. Các phương pháp biến tính ............................................................................. 18

N

H

2.2.2. Biến tính bằng axit/kiềm ........................................................................... 19

.Q

Đ

CHƯƠNG III: MỘT SỐ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CỦA MMT TRONG SƠN .............................................................................................................................. 23

H Ư

N

G

3.1. Bảo vệ thép chống ăn mòn bằng các chất phủ epoxy-organoclay nanocomposite [9] .................................................................................................... 23 3.1.1. Vật liệu thử nghiệm .................................................................................. 23

TR ẦN

3.1.2. Tiến hành thí nghiệm ................................................................................ 23 3.1.3. Các phương pháp thử ................................................................................ 24

10 00

B

3.1.4. Kết quả và thảo luận ................................................................................. 24 3.1.4.1. Cấu trúc và hình thái học .................................................................. 24 3.1.4.2. Tính chất cơ nhiệt ............................................................................. 28

Ó

A

3.1.4.3. Kiểm tra ăn mòn muối ...................................................................... 30

Í-

H

3.1.5. Kết luận ..................................................................................................... 33

-L

3.2. Ảnh hưởng của việc bổ sung MMT đã biến tính lên một số tính chất của sơn [8]........................................................................................................................ 34

ÁN

3.2.1. Nguyên vật liệu ......................................................................................... 34

TO

3.2.2. Tiến hành thí nghiệm ................................................................................ 35

D

IỄ N

Đ

ÀN

3.2.3. Các phương pháp thử ................................................................................ 35

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TP

ẠO

2.2.6. Zeolit hóa .................................................................................................. 22

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

2.2.5. Biến tính bằng phương pháp tạo cột chống .............................................. 21

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

2.2.4. Biến tính bằng phương pháp phủ bọc ....................................................... 20

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

2.2.3. Hoạt hóa bentonite bằng các chất hoạt động bề mặt ................................ 19

3.2.4. Kết quả và thảo luận ................................................................................. 36 3.2.4.1. Kết quả bề mặt và thời gian khô ....................................................... 36 3.2.4.2. Các loại sơn nhanh khô..................................................................... 37 3.2.5. Kết luận ..................................................................................................... 42

TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 43

ii

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

Nghĩa tiếng Anh

Nghĩa tiếng Việt

FTIR

Fourier Transform Infrared Spectropy

Quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier

High-resolution Transmission Electron

mMMT

Montmorillonit modified

Montmorillonit đã biến tính

MMT

Montmorillonit

SEM

Scanning electron microscope

TEM

Transmission Electron Microscopy

Kính hiển vi điện tử truyền qua

XRD

X-rays diffraction

Nhiễu xạ tia X

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Kính hiển vi điện tử quét

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

ẠO

Đ G N

H Ư

TR ẦN

Montmorillonit

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

.Q

Microsopy

Kính hiển vi điện tử truyền qua độ phân giải cao

HRTEM

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

N

H

Ơ

N

Chữ viết tắt

iii

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Ơ

Bảng 1.2. Các thành phần của sơn ............................................................................... 10

N

Bảng 1.1. Thành phần nguyên tố cơ bản của sét (không kể Si) ..................................... 3

N

H

Bảng 1.3. Phân loại sơn dựa trên chất tạo màng .......................................................... 11

.Q

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TP

ẠO Đ G N H Ư TR ẦN B 10 00 A Ó H Í-L ÁN TO

D

IỄ N

Đ

ÀN

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

của sơn .......................................................................................................................... 42

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

Bảng 3.2. Ảnh hưởng của việc bổ sung montmorillonit đã biến tính lên một số tính chất

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

Bảng 3.1. Tính cơ nhiệt của các hạt nano epoxy-đất sét .............................................. 28

iv

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1. Một số Montmorillonit với các màu sắc khác nhau....................................... 4

Ơ

Hình 1.3. Cấu trúc của MMT cho thấy hai lớp tứ diện trộn lẫn với một lớp bát diện. .. 6

N

Hình 1.2. Công thức khai triển không gian của MMT lý tưởng. ................................... 4

H

Hình 1.4. Bentonit sử dụng làm phụ gia trong pha chế dung dịch khoan...................... 8

.Q

Hình 1.7. Bentonit được sử dụng làm chất lọc sạch và tẩy màu cho bia, rượu vang và

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

G

Đ

Hình 2.1. Sơ đồ phương pháp tuyển khô bentonite...................................................... 16

N

Hình 2.2. Quá trình tái cấu trúc bentonit ở các giai đoạn xử lý. .................................. 20

H Ư

Hình 2.3. Ảnh chụp SEM oxit silic không phủ bọc (a) và phủ bọc (b). ...................... 21

TR ẦN

Hình 2.4. Lớp cơ sở của Montmorillonit được chèn bởi các chuỗi ankyl. .................. 21 Hình 3.1. Các mẫu nhiễu xạ tia X (XRD) của đất sét vô cơ (Na+ -PGW) và hai loại sét

B

hữu cơ I.30E và I.28E. .................................................................................................. 25

10 00

Hình 3.2. Mẫu XRD của các vật liệu nano epoxy có độ cứng cao với đất sét vô cơ Na+PGW và hai chất đất sét hữu cơ I.28E và I.30E. .......................................................... 25

Ó

A

Hình 3.3. Các hình ảnh TEM đại diện của các hạt nano epoxy-đất sét trát vôi được phủ

Í-

H

một phần bằng 6% trọng lượng I.30E (A, B) và các hạt nano epoxy-đất nung xen kẽ

-L

chuẩn bị bằng 6% trọng lượng I.28E (C). Thanh tỉ lệ = 20 nm.................................... 27

ÁN

Hình 3.4. Phân tích thang đo nhiệt độ (TGA) của (A) epoxy nguyên sơ (EPON 828RS

TO

+ D-230 Jeffamine) và các hạt nano epoxy-đất sét với (B) Na+ -PGW, (C) I.30E, (D) I.28E (3% trọng lượng, cơ sở silicat), và (E) I.30E (6% trọng lượng cơ sở silicat)..... 29

Đ

Hình 3.5. Kết quả giảm cân từ các thí nghiệm phun muối cho thép tráng và thép tráng

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Hình 1.8. Công thức cấu tạo nhựa epoxy..................................................................... 12

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

ẠO

mật ong............................................................................................................................ 9

ÀN

http://daykemquynhon.ucoz.com

Hình 1.6. Bentoint được dùng làm các viên quặng đưa vào lò nung. ............................ 9

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

N

Hình 1.5. Bentonit dùng làm chất kết dính trong khuôn cát để đúc............................... 8

D

IỄ N

với nhựa epoxy nguyên chất và các vật liệu nano với I.28E và I.30E, sau 1 ngày (a) và 4 ngày (b) môi trường ăn mòn 100% độ bão hòa ẩm + 5% NaCl% dung dịch............ 30 Hình 3.6. Các mẫu thử nghiệm ăn mòn phun muối sau 1 ngày (A) và 4 ngày (B) trong môi trường ăn mòn 100% độ bão hòa ẩm + 5% NaCl: (a) thép trần; (b) tráng bằng nhựa nguyên sơ; (c) phủ một lớp nano I.28E; (d) phủ một lớp nano I.30E.................. 31 Hình 3.7. Ảnh chụp bằng kính điện tử của bức xạ ban đầu (không tiếp xúc) (A), mặt v

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

cắt ngang của thép tráng với I.30E (B) và mẫu muội đã được kiểm tra muối sau 1 ngày (C) và 4 ngày (D) Môi trường ăn mòn 100% độ bão hòa ẩm + 5% NaCl NaCl: (a) Thép trần; (b) tráng. Thanh tỉ lệ = 50µm ...................................................................... 33

Ơ

với N5 và PS1 MMT: (1) E6/Ep661, (2) E6011/IDA-2 và (3) E664/IDA-2................ 36

N

Hình 3.8. Kết quả thử nghiệm độ phủ trong các thành phần của sơn đã được biến tính

U Y

PS1: (1) E6 / Ep661, (2) E6011 / IDA-2 và (3) E664 / IDA-2. .................................... 37

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Đ

E6/Ep661, E6011/IDA-2 và E664/IDA-2..................................................................... 39

N

G

Hình 3.12. Độ chống mài mòn của sơn mài/sơn đã được biến tính với MMT N5 và

H Ư

PS1: (1) E6/Ep661, (2) E6011/IDA-2 và (3) E664/IDA-2. .......................................... 39

TR ẦN

Hình 3.13. Độ bám dính của sơn mài/ sơn đã được biến tính với MMT N5 và PS1: E6/Ep661, E6011/IDA-2 và E664/IDA-2..................................................................... 40 Hình 3.14. Khả năng hấp thụ nước (sau 7 ngày ngâm trong nước cất) của sơn mài/sơn

10 00

B

đã được biến tính bằng Nitroxit N5 và PS1: (1) E6/Ep661, (2) E6011/IDA-2 và (3)

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

E664/IDA-2...................................................................................................................41

D

IỄ N

Đ

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

Hình 3.11. Độ chống trầy xước của sơn đã được xử lý bằng MMT N5 và PS1:

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

(1) E6/Ep661, (2) E6011/IDA-2 và (3) E664/IDA-2.................................................... 38

ÀN

http://daykemquynhon.ucoz.com

Hình 3.10. Độ cứng của sơn/sơn lót với MMT đã được biến tính với N5 và PS1 MMT:

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

H

Hình 3.9. Thời gian khô (ở RT) của các chế phẩm phủ được biến đổi với MMT N5 và

vi

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

MỞ ĐẦU Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật và những đòi hỏi về môi trường, thực tế. Trong quá trình xây dựng, hầu hết các nhà xưởng, thiết bị cơ khí, giao thông

H

Ơ

vận tải,... đều cần các loại sơn để bảo vệ và trang trí bề mặt. Muốn được loại màng sơn

N

ngày nay, chúng ta cần rất nhiều chủng loại sơn có chất lượng tốt, phù hợp với yêu cầu

.Q

mòn kim loại. Chất tạo màng không chỉ đơn thuần là nhựa thiên nhiên mà còn được tổng

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

G

triển vọng [1] [7].

H Ư

N

Chất tạo màng sơn phổ biến và quan trọng bậc nhất hiện nay đó là nhựa epoxy, một loại nhựa đã được nghiên cứu từ rất lâu, có ứng dụng rộng khắp trong các ngành

TR ẦN

công nghiệp. Việc đóng rắn epoxy để tạo màng sơn ở nhiệt độ phòng đóng vai trò quyết định cho việc lựa chọn loại nhựa này làm chất tạo màng. Epoxy đóng rắn ở nhiệt độ

10 00

B

phòng, thường sử dụng các chất đóng rắn polyamin mạch thẳng hoặc polyamit. Tuy nhiên khi đóng rắn trong điều kiện độ ẩm cao thì phương pháp trên lại không hiệu quả

A

vì polyamin rất nhạy cảm với độ ẩm, đặc biệt là khí CO2, các amin chuyển hóa thành

H

Ó

các muối cacbamat, làm sơn bị mờ đục và có độ bám dính kém trên bề mặt ẩm ướt.

Í-

Nanoclay là loại sét được cấu tạo từ các phiến dày đặc có kích thước nano mét

-L

và có thể biến đổi hóa học để có thể tương hợp với các monome hữu cơ và polyme.

ÁN

Montmorillontine (MMT) là nguyên liệu cho nanoclay và là thành phần khoáng vật chủ yếu trong bentonite thiên nhiên. Việc chế tạo MMT được thực hiện bằng cách loại bỏ

ÀN

các tạp chất khác có chứa trong bentonite. MMT cho phép hoạt hóa và biến tính để chế

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ

ẠO

khác nhau pha vào sơn để nâng cao tính chất của sơn là một hướng nghiên cứu còn nhiều

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

hợp trong phòng thí nghiệm. Trong sản xuất, việc thử nghiệm, áp dụng các loại phụ gia

TO

http://daykemquynhon.ucoz.com

có khả năng nâng cao tính chất cơ lý cho sơn, đặc biệt là nâng cao khả năng chống ăn

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

N

tốt bền đẹp ngoài những yêu cầu về gia công, chất lượng màng cần thêm vào những chất

D

IỄ N

Đ

tạo hàng loạt vật liệu nanocomposite-các loại chất dẻo và cao su có độ bền cơ và nhiệt cao có khả năng ứng dụng vào thực tiễn to lớn như: dùng làm chất hấp phụ và chế tạo xúc tác trong công nghiệp hóa học và xử lý môi trường, chất lưu biến trong công nghiệp sơn và mực in, chế tạo dung dịch khoan cho công nghiệp dầu khí và xây dựng, chất làm khuôn đúc trong công nghiệp luyện kim, chất giữ ẩm và chất mang yếu tố vi lượng cho sản xuất nông nghiệp, phụ gia sản xuất dược phẩm, mỹ phẩm,... [3]. Đặc biệt, việc bổ 1

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

sung nanoclay vào màng sơn giúp tăng tính chất cơ lý và bảo vệ chống ăn mòn kim loại tốt.

Ơ

 Tổng quan về sét hữu cơ đặc biệt là tìm hiểu về MMT, công nghệ sơn và chất tạo

N

Trong bài tiểu luận này, chúng em trình bày các vấn đề chính sau:

H

màng phổ biến epoxy;

Nhóm sinh viên

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

không thể tránh khỏi những thiếu sót, mong các thầy cô và các bạn góp ý.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

Trong quá trình thực hiện để hoàn thành đề tài này mặc dù đã cố gắn hết sức nhưng

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

.Q TP

sơn.

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

 Tìm hiểu về 2 nghiên cứu về ứng dụng của MMT kết hợp với epoxy để tạo màng

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

N

 Các phương pháp để điều chế, biến tính MMT;

2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1. Giới thiệu về các loại khoáng sét

Ơ

phong hóa tại chỗ các khoáng vật silicat và nhôm silicat. Thành phần hóa học chủ yếu

N

Khoáng sét là các loại khoáng vật được hình thành trong tự nhiên từ các quá trình

N

H

bao gồm SiO2, Al2O3, H2O và một số oxit của kim loại kiềm và kiềm thổ, sắt, mangan,

Đ

Bentonite là loại khoáng sét tự nhiên thành phần chính là MMT. Ngoài thành

N

G

phần chính là MMT, trong bentonite còn chứa một số khoáng sét khác như hectorite,

H Ư

saponite, beidelite, nontronite,… các muối kiềm khác và một số hợp chất hữu cơ. Có thể

TR ẦN

nhận biết nhanh từng loại khoáng dựa trên sự có mặt của ba nguyên tố Al, Fe, Mg ngoài nguyên tố Si theo bảng 1.1 trong thành phần của nó.

10 00

B

Bảng 1.1. Thành phần nguyên tố cơ bản của sét (không kể Si) Sét tương nở

Ó

A

Nguyên tố có nhiều trong thành phần

Tên khoáng sét

Al

ÁN

-L

Beidellite

Í-

H

Tên khoáng sét

Sét không tương nở

TO

Montmorillonite Al, (ít Mg, Fe2+)

Nguyên tố có nhiều trong thành phần

Illit

K, AL, (ít Fe, Mg)

Glauconit

K, Fe3+ Fe2+

Fe3+

Celadonit

K, Fe2+,Mg, Fe3+, Al

Saponite

Mg, Al

Clorit

Mg, Al, Fe

Vermiculite

Mg, Fe2+, Al, (ít Berthierin Fe3+)

D

IỄ N

Đ

ÀN

Nontronite

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

1.1.1. Bentonite [3]

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

.Q TP

khác nhau [1].

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

lý và đặc biệt là cấu trúc tinh thể và cấu trúc lớp, hiện nay khoáng sét có hơn 100 loại

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

kẽm…, có kích thước hạt vài micromet. Dựa vào thành phần hoá học, các tính chất hoá

Fe2+, Al3+, (ít Mg)

3

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

1.1.2. Montmorillonit MMT là thành phần khoáng vật chủ yếu trong bentonite thiên nhiên, công thức nhạt. Là khoáng vật tự nhiên được tạo ra từ quá trình phong hóa hoặc thuỷ nhiệt. MMT

H

Ơ

thường có mặt cùng một số sét khác thuộc nhóm smectit và là thành phần chính trong

N

đơn giản nhất của (Al2O3.4SiO2.nH2O). MMT có màu trắng, vàng, xanh lá cây, hồng

B

Trong công thức của MMT, các nguyên tử Si nằm tâm mạng tứ diện, còn các

10 00

nguyên tử Al nằm ở tâm mạng bát diện (trong trường hợp mạng nhôm silicat là trung

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

hòa điện). Công thức khai triển của MMT được trình bày như hình 1.2.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

1.1.2.1. Dạng không gian của MMT [3]

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

TR ẦN

Hình 1.1. Một số MMT với các màu sắc khác nhau.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

.Q H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

bentonit [5].

Hình 1.2. Công thức khai triển không gian của MMT lý tưởng.

4

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

1.1.2.2. Cấu trúc tinh thể của MMT MMT có cấu trúc lớp 2:1. Mạng tinh thể của MMT gồm có 2 lớp tứ diện SiO4 và xen giữa là một mạng bát diện MeO6 (Me = Al, Mg). Giữa các lớp cấu trúc là các cation

Ơ

N

trao đổi và nước hydrat hóa.

N

H

Nguyên tử Si trong lớp tứ diện thì phối trí với 4 nguyên tử oxi định vị ở 4 gốc

.Q

Đ

thay thế một phần bởi nguyên tử Al hoá trị 3 và nguyên tử Al hoá trị III trong lớp bát

G

diện thì được thay thế một phần bằng các nguyên tử có hoá trị II như Fe và Mg. Sự thiếu

H Ư

N

hụt điện tích dương trong đơn vị cơ sở, dẫn đến bề mặt của các tiểu cầu sét mang điện tích âm. Điện tích âm này được cân bằng bởi các ion kim loại kiềm và kiềm thổ (chẳng

TR ẦN

hạn ion Na+ và Ca2+) chiếm giữ không gian giữa các lớp này. Như vậy, khả năng trao đổi cation của MMT là tương đương với điện tích của các lớp. Những ion nằm giữa các lớp này có thể

10 00

B

thay thế bằng cation hữu cơ, khi thay thế ion vô cơ giữa các lớp sét bằng các ion hữu cơ làm cho sét thích hợp với polymer hữu cơ. Sự thay thế đồng hình bên trong mạng tinh thể bằng các

A

nguyên tố khác nhau hoặc thay đổi ở các vị trí khác nhau đưa đến có nhiều loại khoáng chất đất

H

Ó

sét MMT, notronite, saponite, hectorite...Trong hình 1.3 cho thấy sự thay thế đồng hình của

Í-

một số ion Al, Fe, Mg…Trong tứ diện và bát diện, cũng như khoảng cách của lớp sét. Khoảng

-L

cách của một lớp MMT được chỉ ra trong hình 1.3 là khoảng 9,6 Å còn khoảng cách của sét

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

khô (làm khô ở 70 oC) là 12,6 Å .

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TP

ẠO

trong tự nhiên có sự thay thế đồng hình, nguyên tử Si hoá trị 4 trong lớp tứ diện được

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

hình thành một tiểu cầu sét hoặc một đơn vị cơ sở của nanoclay. Sự hình thành nanoclay

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

hoặc nhóm hydroxyl (OH) định vị ở 6 góc của bát diện đều. Ba lớp này chồng lên nhau

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

của tứ diện. Nguyên tử Al hoặc Mg trong lớp bát diện thì phối trí với 6 nguyên tử oxi

5

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

B

- Khả năng trao đổi ion: Sự thay thế Si4+ bằng Al3+ trong tứ diện và Al3+ bằng Mg2+

10 00

trong bát diện dẫn đến dư thừa phần điện tích âm trong mạng lưới, được bù trừ bằng các

A

cation như Na+, Ca2+.

H

Ó

- Khả năng trương nở: Khi các phân tử nước xâm nhập vào bên trong các lớp và

Í-

hydrat hoá các cation sẽ làm tăng khoảng cách giữa các lớp. Khả năng trương nở phụ

-L

thuộc bản chất cation trao đổi trong mạng. Khi thay thế các ion trao đổi bằng các cation

ÁN

vô cơ dạng polioxocation hoặc các cation hữu cơ (như các amin bậc 4), khoảng cách

TO

giữa các lớp tăng mạnh. Đặc biệt các cation hữu cơ ưa dầu làm MMT có khả năng trương

ÀN

nở mạnh trong các dung môi hữu cơ. Sự biến tính MMT dẫn tới thay đổi thành phần và

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

sau đây của nhóm khoáng vật này:

TR ẦN

Cấu trúc và thành phần hoá học của MMT dẫn tới những tính chất đáng chú ý

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

H Ư

1.1.2.2. Các tính chất của Montmorllonit

N

G

Hình 1.3. Cấu trúc của MMT cho thấy hai lớp tứ diện và một lớp bát diện.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

.Q Đ

ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

H

Ơ

N

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

D

IỄ N

Đ

cấu trúc của bentonit như trên được ứng dụng trong các lĩnh vực xúc tác và vật liệu mới.

- Khả năng hấp thu: MMT có cấu trúc xốp và bề mặt riêng lớn, khả năng phân tán

cao trong môi trường, khi biến tính có thể thay đổi khoảng cách giữa các lớp cùng những đặc trưng ưa dầu hoặc ưa nuớc. Những đặc điểm này làm cho MMT trở thành một vật liệu có tính hấp thu chọn lọc cao, tạo ra khả năng hấp phụ đặc biệt có thể được sử dụng trong xử lý môi trường rất hiệu quả.

6

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

1.1.3. Sét hữu cơ (nanoclay hữu cơ) [3] Sét hữu cơ (nanoclay hữu cơ) là sản phẩm của quá trình tương tác giữa sét bậc 1, bậc 2, bậc 3, bậc 4 có mạch thẳng, nhánh và vòng, với các mạch có độ dài ngắn

H

Ơ

khác nhau. Sự hấp thu các chất hữu cơ vào khoảng trống giữa các lớp cấu trúc của của

N

bentonite và các cation hữu cơ hoặc các hợp chất hữu cơ phân cực, đặc biệt là các amin

.Q

tính có tên gọi chung là organobentonit (nanoclay hữu cơ, hay sét hữu cơ). Quá trình

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

G

Đ

trong công nghiệp sơn, mực in, mỹ phẩm, … đặc biệt nhờ khả năng tiếp xúc với các

N

dung môi và monome hữu cơ, chúng có thể phân tán tốt hơn trong những môi trường

H Ư

này và tạo ra những đặc tính nổi trội của vật liệu nanocomposit.

TR ẦN

Các phức sét-hữu cơ là chất hấp thu tốt đối với các gốc hữu cơ kém hòa tan trong nước. Tính chất này được sử dụng để làm sạch môi trường nước khỏi các chất thải dầu

10 00

B

mỡ độc hại. Hàng loạt công trình nghiên cứu về các sét hữu cơ đã được thực hiện. Người ta đưa vào sét các cation hữu cơ từ một trong các amin bậc 1 đến 4 và dùng các sản

A

phẩm organoclay thu được để hấp thu các chất hữu cơ khác nhau.

H

Ó

1.1.4. Ứng dụng của sét hữu cơ

-L

Í-

Từ xa xưa con người đó biết sử dụng các loại sét tự nhiên để chế tạo ra các vật

ÁN

dụng: dụng cụ nấu nướng, bình đựng, đồ trang sức để phục vụ cho các nhu cầu sinh hoạt. một trong số các loại khoáng sét được sử dụng nhiều nhất là bentonite [1]. Hiện

TO

nay bentonite đó thâm nhập rộng rãi vào rất nhiều lĩnh vực khác nhau:

D

IỄ N

Đ

1.1.4.1. Làm chất xúc tác trong các quá trình tổng hợp hữu cơ [3]

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

của sét trong các môi trường hữu cơ, nhờ đó mở rộng phạm vi ứng dụng của bentonit

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

biến tính bằng các chất hữu cơ làm MMT trở nên ưa dầu, làm tăng khả năng phân tán

ÀN

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

hữu cơ (điển hình là những cation alkyl amoni bậc 4) dẫn tới tạo thành các MMT biến

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

montorillonit và thay thế các cation trao đổi (Na+, Ca2+, Mg2+, ...) bằng những cation

Biến tính bentonite bằng phương pháp trao đổi cation kim loại đa hóa trị, các chất

hữu cơ tạo ra vật liệu xúc tác có độ axit và độ xốp cao hơn xúc tác cho một số phản ứng hữu cơ. Ví dụ: sử dụng các xúc tác axit rắn trong phản ứng hữu cơ ở pha lỏng thuận lợi hơn nhiều so với axit lỏng. Sau khi kết thúc phản ứng chỉ cần lọc hỗn hợp phản ứng có thể tách xúc tác rắn. Ngoài ra, do bentonite có khả năng hấp phụ cao nên có thể hấp phụ

7

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

các chất xúc tác trên bề mặt trong giữa các lớp và được sử dụng làm chất xúc tác cho nhiều phản ứng.

1.1.4.2. Làm vật liệu hấp phụ [3]

Ơ

N

Bentonite được dùng rộng rãi làm chất hấp phụ trong nhiều ngành công nghiệp.

H

Trong công nghiệp lọc dầu, lượng bentonite được sử dụng rất lớn, bao gồm bentonite tự

.Q

Đ

bằng 0,5% lượng dầu được tinh chế. Ngoài ra, phương pháp dùng bentonite còn có mức

G

hao phí dầu thấp do tránh được phản ứng thuỷ phân.

H Ư

N

Với tư cách là một chất hấp phụ đặc biệt tốt bentonite có thể tạo ra các dung dịch

TR ẦN

khoan với chất lượng đặc biệt cao và chi phí nguyên liệu thấp. Vì thế, cùng với sự phát triển của ngành thăm dò và khai thác dầu, lượng bentonite được sử dụng trong việc chế tạo dung dịch khoan ngày càng tăng, và ngày nay ở Mỹ nó chiếm tới 40% tổng sản lượng

10 00

B

bentonite của nước này. Do có khả năng hấp phụ tốt nên bentonite còn được sử dụng

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

làm chất hấp phụ các chất hữu cơ và đầu mỏ trong xử lý môi trường…

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TP

ẠO

pháp cũ là phương pháp rửa kiềm. Lượng bentonite mất đi trong quá trình tinh chế chỉ

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

khối lượng dầu. Việc sử dụng bentonite làm chất hấp phụ là ưu việt hơn hẳn phương

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

là 25% khối lượng dầu, phải có cùng với một lượng bentonite đã hoạt hoá bằng 10%

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

N

nhiên và bentonite đã hoạt hóa. Lượng bentonite tự nhiên tiêu tốn cho quá trình lọc dầu

Hình 1.4. Bentonit sử dụng làm phụ

Hình 1.5. Bentonit dùng làm chất kết

gia trong pha chế dung dịch khoan.

dính trong khuôn cát để đúc.

8

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

Bentonit khi trộn với nước có khả năng kết dính mạnh nên từ thời xa xưa con người đã biết sử dụng loại sét này để nặn thành các vật dụng nhằm mục đích phục vụ đời sống của mình. Lợi dụng tính chất két dính này, trong các xưởng đúc gang bentonit

N

được vê thành viên bột trước khi đưa vào lò nung hoặc làm chất kết dính trong khuôn

chất lọc sạch và tẩy màu cho bia, rượu

10 00

B

vang và mật ong.

1.1.4.3. Ứng dụng trong sơn

Ó

A

Trong công nghiệp sơn hiện nay, MMT được hữu cơ hóa và đưa vào sơn làm

H

tăng đặc trưng lưu biến của sơn. Do đặc trưng của sét hữu cơ, người ta có thể pha trộn

-L

Í-

trực tiếp vào thành phần của sơn mà không cần phân tán trước trong dung môi. Kết quả của việc thêm sét hữu cơ vào thành phần của sơn như thế tiết kiệm được giá thành do

TO

ÁN

không dùng dung môi và giảm thời gian phân tán sét hữu cơ trước khi thêm vào sơn.

Thông thường sét hữu cơ được sử dụng để cải thiện tính chất lưu biến của sơn để

ÀN

khống chế sự tạo thành màng lỏng và ngăn sự sa lắng, đóng cặn pigment có trong sơn.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

viên quặng đưa vào lò nung.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Hình 1.7. Bentonit được sử dụng làm

TR ẦN

Hình 1.6. Bentoint được dùng làm các

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

.Q H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

H

Ơ

cát để đúc.

chủ yếu) [1].

D

IỄ N

Đ

Trong thực tế sét hữu cơ được dùng từ 1 tới 5% trọng lượng chất kết dính (chất tạo màng

9

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

1.2. Giới thiệu về sơn 1.2.1 Định nghĩa

U Y

1.2.2 Thành phần chính của sơn [10]

Chức năng chính

Đ

Thành phần

Cung cấp chất nền tạo màn liên tục, kết dính và bảo vệ

N

G

Polymer (chất kết dính)

H Ư

bề mặt của vật cần sơn. Thay đổi thành phần hóa học

TR ẦN

theo mục đích sử dụng. Các loại nhựa như Alkyd, Acrylic, Epoxy, Polyurethane, Fluorocarbon

B

Dung môi hoặc chất pha loãng Hòa tan tốt chất tạo màng, điều chỉnh độ nhớt

10 00

Các thành phần nhỏ, đa dạng và có tác dụng cao, giúp

Chất phụ gia

H

Ó

A

tăng độ bóng cứng và độ phủ cho sơn, tăng thời gian bảo quản của sơn, chóng nấm mốc,…

Cung cấp độ mờ, màu sắc, và các hiệu ứng quang học

nghiệm với vô cơ hoặc hữu

hoặc trực quan khác, đây thường được sử dụng vì lý do

cơ)

thẩm mỹ. Trong sơn lót, sắc tố có thể được bao gồmcho

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

Chất màu cơ bản (thực

D

IỄ N

Đ

Mở rộng ( các chất vô cơ thô)

các tính chất chống ăn mòn. Các loại bột màu như bột màu gốc, bột màu bổ sung, bột chống gỉ,…

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

Bảng 1.2. Các thành phần của sơn [10]

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

.Q

chúng.

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

Thành phần của sơn được đưa ra trong Bảng 1.2 và các chức năng chính của

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

H

mặt, có tác dụng cách ly với môi trường khí quyển bảo vệ và làm đẹp sản phẩm [7].

Ơ

không có chất màu. Khi sơn lên bề mặt sản phẩm ta được lớp màng mỏng bám trên bề

N

Sơn là hợp chất hóa học bao gồm nhựa hoặc dầu chưng luyện có chất màu hoặc

Được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau bao gồm độ mờ đục (như một chất phụ trợ cho sắc tố gốc); để tạo thuận lợi cho việc chà nhám, ví dụ: trong sơn lót.

10

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

1.2.3 Phân loại sơn [7] Sơn có rất nhiều loại và tính chất khác nhau tùy thuộc vào yêu cầu sử dung và điều kiện kinh tế mà chọn nguyên vật liệu pha chế thích hợp. Phân loại các loại sơn nên

Ơ

làm cơ sở có thể phân ra các loại sơn phổ biến và ưu nhược điểm của chúng như Bảng

Ưu điểm

Khuyết điểm

Sơn dầu

Chịu khí hậu tốt, dùng trong nhà, ngoài trời.

2

Sơn thiên nhiên

3

Sơn ankyl

Khô nhanh, sơn gầy cứng dễ đánh bóng, sơn béo dẻo chịu khí hậu tốt.

Chịu khí hậu tốt, bóng bền

Khô chậm, tính năng cơ lý thấp, không thể mài, đánh bóng.

Sơn gày, chịu khí hậu kém, sơn béo không thể đánh bóng.

4

Sơn gốc amin

5

Sơn polyeste

6

Sơn epoxy

7

Sơn silicon

10 00

Ó

H

Chịu nhiệt, bền trong không khí, không biến màu, cách điện, chịu nước, khó lão hóa.

Chịu acid, chịu kiềm, chịu nước, mài mòn

Chịu ánh sáng yếu, để ngoài trời dễ tạo bột Chịu xăng kém, có loại giòn

Dễ biến màu, không chịu ánh sáng.

D

IỄ N

Đ

ÀN

1.3. Giới thiệu về nhựa epoxy [6]

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Độ bám chắc yếu.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

ẠO

Đ

G

N

H Ư

ở nhiệt độ cao bị đóng rắn, màng sơn sấy giòn.

B

TR ẦN

Độ cứng cao, bóng, chịu nhiệt, chịu bền, bám chắc tốt.

Lượng chất rắn cao, chịu nhiệt, chịu mài mòn hóa học, cách điện.

Bám chắc tốt, chịu kiềm, dai, cách điện.

Í-

-L

Sơn cao su

ÁN

TO

8

Màng sơn mềm, chịu kiềm kém

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

Loại sơn

.Q

Số thứ tự 1

A

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Bảng 1.3. Phân loại sơn dựa trên chất tạo màng

N

H

1.3.

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

lấy chất tạo màng làm cơ sở nếu như chất tạo màng là hỗn hợp nhựa, lấy một loại nhựa

1.3.1. Cấu tạo, tính chất của nhựa epoxy Nhựa epoxy là một polyme mạch thẳng mà trong phân tử chứa những nhóm epoxy (oxietilen) thu được do phản ứng đa ngưng tụ của một phenol lưỡng chức (điển hình nhất là điphenolpropan – Bisphenol A) với epiclohidrin.

11

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

U Y

Đ

với những bề mặt nhẵn của kim loại, thủy tinh, gốm sứ, chất dẻo;

N

G

- Nhựa epoxy đã đóng rắn có độ bền rất cao vì tính kết dính nội cao;

H Ư

- Khi đóng rắn, không tách ra các sản phẩm phụ (nước, dung môi, v.v…) nên là

TR ẦN

loại keo rất thích hợp cho các bề mặt không có tính hấp phụ như kim loại, thuỷ tinh, v.v… mà không cần nén;

B

- Keo có độ co ngót rất nhỏ vì vậy nếu đưa keo epoxy vào công thức pha chế

10 00

chất độn thì hầu như không cần tính đến độ co ngót;

A

- Độ lão hóa của keo rất nhỏ, giữ được hình dạng khi chịu tải trọng lâu dài;

H

Ó

- Độ chịu ẩm và dung môi cao, khá chịu nhiệt và tính cách điện cao;

-L

Í-

- Có thể điều chỉnh được tính năng trong phạm vi rộng bằng cách thêm chất

ÁN

độn, thay đổi hàm lượng chất đóng rắn và các chất phụ gia biến tính.

TO

Trong mạch, ngoài liên kết C-C, còn có cả những liên kết ete. Những hóm

ÀN

hidroxyl và epoxy sắp xếp dọc theo mạch với khoảng cách tối ưu để các chất đóng rắn dễ dàng khâu các đại phân tử mạch thẳng để biến nhựa thành nhiệt rắn, nhưng đồng

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

- Nhờ những nhóm hiđroxyl màng keo epoxy có tính kết dính rất cao, ngay cả

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

.Q

Ưu điểm của keo epoxy:

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

Hình 1.8. Công thức cấu tạo nhựa epoxy.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

H

Ơ

N

Công thức cấu tạo tổng quát của nhựa epoxy từ bisphenol A như sau:

D

IỄ N

Đ

thời cũng đủ xa nhau để nhựa đã đóng rắn có tính đàn hồi do sự linh động của các phân tử. Nhóm hidroxyl của phenol bị ete hóa khiến nhựa không có màu và không bị thay đổi màu khi bảo quản.

12

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

1.3.2. Phân loại nhựa epoxy Trên cơ sở nhựa epoxy, người ta chế biến thành 2 loại keo: keo đóng rắn lạnh

Ơ

Keo đóng rắn lạnh dùng chất đóng rắn là các amin béo khác nhau thông dụng

N

và keo đóng rắn nóng, khác nhau về cơ chế đóng rắn, tính chất và kỹ thuật sử dụng.

H

nhất là hexametilendiamin và polietilenpoliamin. Keo đóng rắn nóng có độ bền cao

.Q

Đ

nhanh, nhưng mối dán lại giòn. Mặt khác, khi dùng các chất đóng rắn khác nhau thì

G

sau khi keo đã tạo thành mạng không gian, trong bản thân nó cũng tồn tại những nhóm

H Ư

N

có cực khác nhau. Các nhóm này gây ra sự tương tác khác nhau đối với vật liệu đem

TR ẦN

dán. Như vậy rõ ràng là tuỳ đối tượng dán, mục đích dùng keo epoxy (làm keo dán hay làm chất tạo màng) mà người ta phải chọn chất đóng rắn một cách thích hợp.

B

1.3.3. Sơn epoxy

10 00

Sơn epoxy bao gồm hai thành phần là phần sơn và phần đóng rắn. Phần sơn là thành phần chính của sơn epoxy có tác dụng che lấp khuyết tật, chứa hạt màu tạo tính

Ó

A

thẩm mỹ, độ bóng sáng cho nền sau thi công. Phần đóng rắn công dụng chính là làm

Í-

H

đóng rắn khi trộn hai thành phần của sơn epoxy lại với nhau, phần đóng rắn giúp sơn

-L

epoxy có khả năng chống chịu các lực tác động từ bên ngoài (một yêu cầu bắt buộc đối

ÁN

với nền nhà xưởng). Sơn epoxy là phải trộn đều và đúng theo tỉ lệ của nhà sản xuất đây

TO

là yếu tố bắt buộc.

ÀN

Sơn epoxy nằm trong nhóm các họ sơn trang trí và sơn bảo vệ chất lượng cao.

D

IỄ N

Đ

Hệ sơn hóa rắn ở nhiệt độ phòng cho màng sơn đạt chất lượng tương tự các hệ sơn

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TP

ẠO

và hàm lượng của nó. Nếu hàm lượng đóng rắn lớn thì quá trình đóng rắn xảy ra rất

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Độ cứng, độ bền cơ học của mối dán phụ thuộc rất nhiều vào loại chất đóng rắn

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

bằng kim loại và vật liệu phi kim loại.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

N

hơn, chịu nhiệt tốt hơn keo đóng rắn lạnh và có thể dùng để dán các kết cấu chịu lực

alkyd, sơn polyester hóa rắn nóng. Epoxy được sử dụng làm sơn bảo quản phủ bên trong đồ hộp đựng thức ăn, sơn các thùng, bể chứa lớn. Các hệ sơn epoxy biến tính có tính năng rất đa dạng và được dùng trong nhiều lĩnh vực kỹ thuật quan trọng như sơn ô tô, sơn đồ gia dụng, sơn trang trí, sơn bảo vệ tàu biển, sơn phản nhiệt cho các bể chứa xăng dầu…

13

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

- Sản phẩm sơn epoxy gốc dầu. Sử dụng cho những nhà máy với yêu cầu thẩm mỹ, chống phát sinh bụi, chịu tải trọng vừa phải đến trung bình;

trọng cao cùng yêu cầu chịu tải trọng, mài mòn, hóa chất cao. Đặc biệt sản phẩm epoxy

Đ

chuyên dùng cho các nhà máy sản xuất, lắp ráp linh kiện điện tử công nghệ cao với

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

yêu cầu chống tĩnh điện.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TP

ẠO

- Sơn epoxy chống tĩnh điện là sản phẩm sơn epoxy với tính năng chống tĩnh điện

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

.Q

epoxy chuyên dùng cho việc chống thấm sàn mái;

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

- Sơn epoxy chống thấm hay còn gọi là chống thấm Polyurethane là sản phẩm

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

N

kháng khuẩn, chống nấm mốc như phòng sạch, bệnh viện, nhà máy thực phẩm…;

H

Ơ

kỹ thuật còn mang tính kháng khuẩn chuyên dùng cho các môi trường với yêu cầu

N

- Sơn epoxy kỹ thuật: Dùng cho nền nhà xưởng với yêu cầu tính thẩm mỹ, sang

14

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ, BIẾN TÍNH ĐẤT SÉT

N

2.1. Các phương pháp điều chế MMT từ nguồn khoáng thiên nhiên [3]

Ơ

Các sản phẩm có chung tên gọi bentonite bao gồm nhiều loại khác nhau. Tùy

G

Đ

 Thay thế các ion trao đổi (Ca2+, Mg2+, Na+) và một phần các cation trong mạng

H Ư

N

(Al3+, Fe3+) bằng H+ hoặc acid.

Bentonite thương phẩm có hàm lượng monotmorillonit tối thiểu 70%, hàm lượng

TR ẦN

các khoáng vật phi sét nhỏ (thường <10%). Quá trình xử lý để thu được bentonite thương

10 00

2.1.1. Phương pháp khô

B

phẩm tương đối đơn giản, bao gồm các bước sau: khai thác, sấy, đập nghiền và chế hóa.

Kỹ thuật làm giàu theo phương pháp khô dựa trên sự phân cấp các hạt quặng thao

Ó

A

độ lớp của chúng dưới tác động của dòng khí. Những thông số cơ bản của quá trình làm

H

giàu bằng phương pháp khô là: Chi phí khối lượng quặng trên 1 tấn bentonite được làm

-L

Í-

giàu, nhiệt độ sấy khô quặng và hàm lượng monotmorillonit trong tinh quặng bentonite.

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

Sơ đồ phương phá tuyển khô được đưa ra ở Hình 2.1.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

hóa kiềm);

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

 Thay thế các ion trao đổi giữa các lớp như thay đổi Ca2+ Mg2+ bằng Na+ (hoạt

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

 Loại bỏ các tạp chất khoáng không thuộc nhóm monotmorillonit;

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

chế biến khác nhau để:

U Y

N

H

thuộc vào mục đích sử dụng của các sản phẩm này, người ta áp dụng các phương pháp

15

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

Quặng bentonite

H

Ơ

N

Sấy trong thùng quay

bộ lọc ống thu gom phần hạt mịn

10 00

Đóng gói phần hạt mịn

A

Hình 2.1. Sơ đồ phương pháp tuyển khô bentonite.

Ó

Bên cạnh những ưu điểm của phương pháp khô (chi phí thấp, chu trình kín, cho

Í-

H

phép có thể tự động hóa, không đòi hỏi những thao tác chân tay phức tạp) phương pháp

-L

khô làm giàu bentonite có những nhược điểm sau: làm giảm tính dẻo của bentonite, mất

ÁN

mát bentonite theo dòng khí, hiệu suất phân chia thấp và pàm bẩn môi trường.

ÀN

TO

2.1.2. Phương pháp ướt Với phương pháp này sự phân cấp hạt được thực hiện trong môi trường nước.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

B

Phần cát thải

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

TR ẦN

H Ư

N

Truyền trong dòng khí

G

Đ

ẠO

TP

sàng

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

Nghiền

D

IỄ N

Đ

Bên cạnh những ưu điểm của phương pháp (kỹ thuật đơn giản, sử dụng những thiết bị không phức tạp, không đắt tiền, thu thập được bentonite có hàm lượng monotmorillonit cao) phương pháp này có những hạn chế như cần một diện tích lớn, tiêu hao một lượng nước lớn vì tỷ trọng của bùn bentonite thấp.

16

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

2.1.3. Phương pháp rây Quá trình phân cấp hạt được tiến hành rây có mặt phẳng nằm ngang với vận tốc dòng nước bé và tỷ trọng huyền phù bentonite thấp. Sau khi loại nước, huyền phù đặc

Ơ

lượng quặng trên 1 tấn bentonite được làm giàu, thể tích của các bể lắng, diện tích của

N

được chuyển sang công đoạn làm khô. Những thông số chính của quá trình: chi phí khối

U Y Đ

bằng phương pháp ly tâm, việc tách các tạp chất được thực hiên trong máy ly tâm với

G

vận tốc quay khác nhau. Những hạt đất sét nặng hơn sẽ nằm ở phần dưới của máy ly

H Ư

N

tâm, còn những phần bentonite có kích thước bé hơn sẽ nằm ở lớp trên. Máy ly tâm có thể được dùng để tách các phần và máy cũng được dùng để tách nước ra khỏi tinh quặng.

TR ẦN

Ưu điểm của phương pháp dùng máy ly tâm là: có thể phân chia những huyền phù bền vững và thu nhận sản phẩm có độ hạt như yêu cầu. Tuy vậy nó vẫn còn những hạn chế

10 00

B

như, năng suất thấp, quá trình gián đoạn và tiêu hao nhiều năng lượng.

2.1.5. Phương pháp siêu âm

Ó

A

Dưới tác dụng của sóng siêu âm lên dung dịch huyền phù bentonite sẽ đạt được

H

2 hiệu ứng mà có thể làm giàu bentonite làm phân tán các tạp chất có kích thước lớn và

-L

Í-

làm sa lắng các hạt. Những thông số căn bản của quá trình siêu âm là: tần số âm thanh, thời gian siêu âm, số bậc siêu âm, nồng độ huyền phù, hàm lượng tạp chất trong huyền

ÁN

phù, hiệu suất thu hồi bentonite trong tinh quặng, hàm lượng monotmorillonit thu được

TO

trong tinh quặng. Ưu điểm của phương pháp: tỷ trọng huyền phù cao, nâng cao được tốc

ÀN

độ lọc, sự ổn định các tinh chất của sản phẩm, hiệu suất thu hồi và độ sạch sản phẩm

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TP

ẠO

Với phương pháp này việc tách các tạp chất ra khỏi bentonite được thưc hiện

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

.Q

2.1.4. Phương pháp ly tâm

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

trong tinh quặng bentonite.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

H

các bể lắng, hiệu suất thu hồi bentonite trong quá trình, hàm lượng monotmorillonit

D

IỄ N

Đ

cao. Hạn chế của phương pháp là tiêu hao nhiều năng lượng hơn so với các phương pháo khác.

2.1.6. Phương pháp hóa học Cơ sở của làm giàu bentonite theo phương pháp hóa học là hiện tượng biến đổi thành phần hóa học của khoáng khi xử lý chúng bằng acid hữu cơ, bằng các muối của

17

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

chúng hoặc acid hữu cơ, sự tạo thành trong lớp khuếch tán cảu các hạt sét các ion nhôm và sắt hóa trị 3 khi xử lý quặng bentonite bằng acid độ hòa tan của Al2O3 và Fe2O3 phụ thuộc vào bản chất khoáng và điều kiện hoạt hóa.

Ơ

N

2.1.7. Phương pháp điện di

H

Phương pháp này dựa trên khả năng của các hạt sét tích điện âm có thể lắng trên

.Q

Đ

kích thước lớn ra bằng phương pháp chuyển thủy lực. Ưu điểm của phương pháp này là

G

có thể tách được những tạp chất bé, sản phầm thu được có độ sạch cao. Tuy nhiên

H Ư

N

phương pháp này có hạn chế là sản phẩm thu được có độ ẩm cao.

TR ẦN

2.1.8. Phương pháp tuyển từ

Phương pháp này dựa trên cơ sở xử lý khoáng bằng trường từ tính. Phương pháp chỉ áp dụng được với những khoáng có tính chát từ tính. Phương pháp tuyển từ có ưu

10 00

B

điểm là có thể tách được những chất có tạp chất sắt, sự đồng đều các tính chất của sản phẩm thu được, tuy vậy nó có hạn chết là phương pháp này đắt với những thiết bị phức

Ó

A

tạp.

Í-

H

2.1.9. Phương pháp tổng hợp

-L

Để thu nhận được bentonite chứa ít tạp chất sắt và thạch anh có thể sử dụng kỹ

ÁN

thuật tinh chế bằng cách kết hợp các phương pháp làm sạch khác nhau.

TO

2.2. Các phương pháp biến tính [4]

D

IỄ N

Đ

ÀN

2.2.1. Phương pháp nhiệt hóa

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TP

ẠO

bằng phương pháp điện di, khoáng bentonite cần được đập nhỏ và tách các tạp chất có

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

không thể tách ra bằng phương pháp khác. Trước khi thực hiện việc làm sạch bentonite

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

pháp điện chuyển được áp dụng để sa lắng những tạp chất có kích thước rất bé mà chúng

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

N

các điện cực dương khi tác dụng lên hệ bentonite và nước dòng điện một chiều. Phương

Phương pháp này nhằm nâng cao hoạt tính bề mặt các vật liệu hấp phụ được

nghiên cứu tương đối rộng rãi, tạo ra vật liệu có khả năng hấp phụ tốt và độ chọn lọc cao. Tuy nhiên, biến tính bằng nhiệt cũng cần lưu ý đến khoảng giá trị nhiệt độ để biến tính. Ở nhiệt độ cao sẽ làm mất nước trong cấu trúc, dẫn đến sự “đổ sập” của cấu trúc

18

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

lớp, dẫn đến sự giảm khả năng hấp phụ của khoáng sét tự nhiên, thường thì nhiệt độ trên 500 oC sẽ dẫn tới hiện tượng này.

Ơ

Hoạt hóa axit được biết đến là phương pháp xử lý các khoáng sét với các axit vô

N

2.2.2. Biến tính bằng axit/kiềm

H

cơ ở nồng độ cao và thường ở nhiệt độ cao. Các cation trao đổi được thay thế bằng ion

.Q

Đ

nhiệt độ của quá trình hoạt hóa, thời gian hoạt hóa là những yếu tố quan trọng tác động

G

đến hiệu quả của quá trình hoạt hóa axit. Trong phương pháp này các nhóm OH trên bề

H Ư

N

mặt sẽ bị triệt tiêu làm cho bề mặt mất đi hoạt tính vốn có. Ngược lại, để tăng hoạt tính cho bề mặt diatomit phương pháp xử lý với kiềm lại đem lại sự cải thiện đáng kể về khả

TR ẦN

năng hấp phụ các kim loại. Mặt khác, xử lý axit cũng có thể là con đường làm trơ hóagiảm khả năng hấp phụ của vật liệu. Khi xử lý diatomit với axit người ta thấy khả năng

10 00

B

hấp phụ trao đổi của diatomit giảm đáng kể.

2.2.3. Hoạt hóa bentonite bằng các chất hoạt động bề mặt

Ó

A

Khác với phương pháp biến tính nhiệt hay biến tính khoáng sét sử dụng axit hoặc

H

kiềm, phương pháp sử dụng các chất hoạt động bề mặt có khả năng tạo ra các bề mặt mở rộng

-L

Í-

và làm cho tổng diện tích hữu dụng của bề mặt khoáng sét tăng lên đáng kể. Thuật ngữ

ÁN

organoclay là để chỉ sản phẩm sinh ra khi hoạt hóa khoáng sét với một chất hữu cơ đóng vai

TO

trò là chất hoạt động bề mặt. Các chất hoạt động bề mặt thường được sử dụng là hexadecylpyridiniumchloride

(HDPyCl),

hexadecyltrimethylammonium

(HDTMA)

hay

ÀN

phenyltrimethylammonium (PTMA) ... Các chất hoạt động bề mặt này có thể hấp phụ và

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TP

ẠO

silicat bên ngoài. Thành phần hóa học, các ion có mặt trong các lớp khoáng sét, loại axit,

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

sét, đồng thời loại bỏ một số “chất bẩn” trong khoáng sét và hòa tan một phần các lớp

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

nhóm SiO4. Quá trình này nhìn chung làm tăng diện tích bề mặt và độ axit của khoáng

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

N

H+ và Al3+ và các cation khác thoát ra khỏi cấu trúc bát diện và tứ diện, chỉ để lại các

D

IỄ N

Đ

liên kết với bề mặt ngoài của khoáng sét, đồng thời chúng cũng có khả năng xâm nhập vào khoảng không giữa các lớp cấu trúc của khoáng sét.

Sự hoạt động của các nhóm chức (ví dụ như: COOH) làm tăng ái lực của bề mặt hấp phụ đối với các cation và làm giảm khả giải phóng các cation trở lại dung dịch. Các phân tử chất hoạt động bề mặt hình thành một lớp kép trên bề mặt khoáng sét, trong đó

19

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

lớp bên trong được giữ bởi lực hút tĩnh điện giữa bề mặt mang điện tích âm của zeolit với các nhóm ngoài cùng của chất bề mặt, còn lớp ngoài gắn với lớp trong bởi lực ái

H

Ó

Trong tự nhiên có thể tồn tại sự phủ bọc của một số oxit ví dụ như Fe hay Mn lên

Í-

các tinh thể khoáng sét. Ở đây các tinh thể khoáng sét đóng vai trò là hạt nhân và làm

-L

giá thể cho các oxit bao phủ dần nhờ quá trình hấp phụ và kết tủa bề mặt. Nhờ kích

ÁN

thước nhỏ bé của mình các hạt nhân khoáng sét được bao phủ bởi các oxit sẽ hình thành

TO

một “lớp vỏ mới” có diện tích bề mặt rất lớn. Không những vậy, lớp phủ oxit trên bề Ứng dụng phương pháp phủ bọc được nghiên cứu rộng, trong đó các hạt nhân có

D

IỄ N

Đ

ÀN

mặt này có thể làm thay đổi tính chất hấp phụ của các hạt nhân bên trong.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

A

2.2.4. Biến tính bằng phương pháp phủ bọc

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

10 00

Hình 2.2. Quá trình tái cấu trúc bentonit ở các giai đoạn xử lý.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

.Q B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

H

Ơ

N

nước giữa các nhóm ở phần đuôi của chất bề mặt của hai lớp.

thể là các vi tinh thể và lớp vỏ bọc có hoạt tính cao ví dụ như: oxit Fe, oxit Mn, hay oxit Ti… và các sản phẩm này được sử dụng chủ yếu cho xử lý nước và cải tạo đất. Trong đất dưới điều kiện yếm khí (có thể do ngập nước) Fe và Mn có thể chuyển từ dạng oxit sang dạng hòa tan và mất tác dụng làm giá thể hấp phụ các kim loại nặng. Do đó việc

20

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

sử dụng một số “lớp vỏ” kém bền vững để cố định các kim loại trong đất cần được xem

TR ẦN

tạo cột chống (pillaring) đã được biết đến rộng rãi. Trong các khoáng sét được tạo cột chống độ dày của các lớp silicat là khoảng 1 nm và được giữ bởi các oxit ceramic (cột chống) với kích thước nano hoặc nhỏ hơn. Quá trình tạo cột chống làm tăng khoảng

10 00

B

cách của các lớp khoáng sét bằng cách cố định các “hạt oxit” trong cấu trúc. Các “hạt oxit” này đóng vai trò là các cột chống ngăn cản sự sự tái gắn kết giữa các lớp silicat.

A

Các nhóm bề mặt được tạo bởi các oxit có khả năng phân tán mạnh có vai trò quyết định

H

Ó

đối với đặc tính hấp phụ của khoáng sét biến tính theo phương pháp này. Khoáng sét

Í-

được tạo cột chống bằng các oxit kim loại có những đặc tính vô cùng quan trọng như:

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

khả năng bền nhiệt, tỷ diện cao, và có khả năng xúc tác.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

H Ư

Biến tính bề mặt khoáng sét bởi các hợp chất hữu cơ và vô cơ theo phương pháp

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

G

2.2.5. Biến tính bằng phương pháp tạo cột chống

Đ

Hình 2.3. Ảnh chụp SEM oxit silic không phủ bọc (a) và phủ bọc (b).

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

.Q ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

H

Ơ

N

xét và tính toán kỹ lưỡng.

Hình 2.4. Lớp cơ sở của MMT được chèn bởi các chuỗi ankyl.

21

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

2.2.6. Zeolit hóa Zeolit hóa là phản ứng nhiệt dịch trong đó diễn ra sự hòa tan và tái tinh thể hóa của Si để hình thành các zeolit có cấu trúc không gian đa chiều. Với tiềm năng sử dụng

Ơ

phòng thí nghiệm đã được thực hiện rất rộng rãi. Không những tạo ra các sản phẩm

N

trong lĩnh vực công nghiệp và môi trường, nghiên cứu tổng hợp nhân tạo zeolit trong

U Y

zeolit, ví dụ như: độ tinh khiết hóa học cao, độ rỗng lớn, có các kênh dẫn đặc biệt, hay

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

nhiên có nguồn gốc núi lửa.

D

IỄ N

Đ

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

hoạt tính hay hydrogel; 2) các khoáng sét đặc biệt là nhóm kaolin; 3) các vật liệu tự

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

giàu silic thường được sử dụng để tổng hợp zeolit bao gồm: 1) các gel aluminosilicat

ÀN

http://daykemquynhon.ucoz.com

các đặc tính chuyên biệt phục vụ cho các mục đích cụ thể khác nhau. Những thành phần

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

H

zeolit, các nhà nghiên cứu đã từng bước cải thiện và nâng cao một số đặc tính tốt của

22

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

CHƯƠNG III: MỘT SỐ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CỦA MMT TRONG SƠN 3.1. Bảo vệ thép chống ăn mòn bằng các chất phủ epoxy-organoclay nanocomposite

Ơ

N

[9]

N

H

Chúng ta đều biết rằng các nhà máy chế tạo gang thép, cơ khí, điện, thủy lợi, các

.Q

Đ

hiện bằng cách sử dụng các phơi nhiễm muối, kiểm tra dưới kính hiển vi điện tử, kính

G

hiển vi quang học. Các đặc tính cơ học, cơ nhiệt và tính chất bảo vệ của polymer epoxy

H Ư

N

nguyên sơ và vật liệu nano epoxy-đất sét.

TR ẦN

3.1.1. Vật liệu thử nghiệm

 Thép cuộn cán nguội (DC 01-ASTM A366), chiều dày 0.3 cm, kích thước là 5x1,5 cm. Lá thép được làm sạch bằng máy bằng cách chà bằng bàn chải lông và làm

10 00

B

sạch bằng hoá học dùng acetone và rượu;  Nhựa epoxy lỏng nguyên chất là Diglycidyl ether Bisphenol A (DGEBA) (EPON

Ó

A

828RS, Hexion, Columbus, OH, USA);

H

 Polyoxpropylene diamine (Jeffamine D-230, MW ≈ 230, Huntsman, The

-L

Í-

Woodlands, TX, USA);

ÁN

 Các lớp đất sét được sử dụng để chuẩn bị lớp sơn nanocomposite là Nanomer I.28E

TO

và Nanomer I.30E, cả hai đều được cung cấp bởi Nanocor Inc. (Hoffman Estates, IL, USA) đã được biến tính với octadecylammonium);

ÀN

 Na+ -PGW vô cơ (Polymer Grade Wyoming, Nanocor Inc).

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TP

ẠO

nghiên cứu sự ăn mòn của thép được phủ màng nano epoxy. Việc nghiên cứu được thực

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

hóa học rất dễ bị ăn mòn không thể sử dụng được. Mục đích của nghiên cứu này là

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

chúng do tác dụng của khí quyển (ánh sáng, ẩm ướt, nấm mốc,…) và tác dụng của điện

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

phương tiện giao thông vận tải,… đều dùng nguyên liệu chủ yếu là kim loại. Bề mặt của

D

IỄ N

Đ

3.1.2. Tiến hành thí nghiệm Các mẫu kim loại được phủ một lớp màng mỏng dày khoảng ~ 20 μm với polymer epoxy nguyên sơ hoặc màng nano epoxy-đất sét. Các tác nhân bảo dưỡng được trộn với nhựa epoxy theo tỷ lệ stoichometric của 1:1 amine phản ứng hydrogens với epoxy. Các mẫu kim loại được nhúng trong hỗn hợp lỏng không được bảo dưỡng và sau đó được

23

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

giữ ở vị trí thẳng đứng ở điều kiện môi trường xung quanh trong 24 giờ. Thực hiện ở 75 °C trong 3 giờ và 125 °C trong 3 giờ.

epoxy-đất sét, ngoại trừ trước khi thêm chất bảo dưỡng, các prepoxy epoxy (DGEBA)

H

Ơ

được trộn với đất sét (vô cơ) trong 1 giờ ở 50 °C. Trọng tải đất sét trong vật liệu nanocơ

N

Quy trình tương tự đã được áp dụng cho lớp sơn của mẫu với các vật liệu nano

.Q

Đ

2°-10° 2θ và với tốc độ quét là 1°/phút;

G

 Các phép đo HRTEM đã được thực hiện dựa trên sự truyền tải độ phân giải cao của

H Ư

N

JEOL 2011 kính hiển vi điện tử (Jeol, Peabody, MA, USA) với sợi LaB 6 (TED PELLA Inc., Redding, CA, USA);

TR ẦN

 Các tính chất cơ học của các mẫu được đo bằng máy thử lực Instron 3344 (Instron, Norwood, MA, USA) theo Phương pháp Tiêu chuẩn (ASTM D638);

10 00

B

 Các tính chất cơ nhiệt được đo bằng máy phân tích Perkin Elmer Diamond DMA (Perkin Elmer, Waltham, MA, USA);

A

 Đo độ thấm oxy được thực hiện trên máy phân tích M8001 (Systech Illinois,

H

Ó

Johnsburg, IL, USA) theo Phương pháp Tiêu chuẩn (ASTM D3985).

-L

Í-

3.1.4. Kết quả và thảo luận

ÁN

3.1.4.1. Cấu trúc và hình thái học

TO

Các mẫu XRD của đất sét natri MMT (Na+ -PGW) và hai đất sét hữu cơ Nanomer

D

IỄ N

Đ

ÀN

I.28E và I.30E được biểu diễn trong Hình 3.1.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TP

ẠO

(Siemens AG, Karlsruhe, Germany), với bức xạ Cu (Kα) λ = 1.5418 A°, ở khoảng

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

 Các phép đo XRD được thực hiện trên máy đo độ nhiễu tự động loại Siemens D-500

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

3.1.3. Các phương pháp thử

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

N

là 3 và 6% trọng lượng trên cơ sở silicat.

24

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Có thể thấy từ các mẫu và dữ liệu khoảng cách d trong Hình 3.1, đất sét hấp thu

TR ẦN

Na+ -PGW có khoảng cách là 12.5 Å do sự hiện diện của các phân tử nước (12% trọng lượng % độ ẩm) trong vùng giữa các lớp đất sét glinosilicate. Sự trao đổi ion Na+ với

B

các ion bentadecylammonium trong cả hai mẫu đất sét hữu cơ lên đến 93%-95%, dẫn

10 00

đến sự gia tăng đáng kể khoảng cách cơ bản (23.5-24.5 Å) cho cả hai Nanomer I.30 và

A

Nanomer I.28E. Các kết quả XRD từ các vật liệu nano đất sét epoxy được trình bày

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

trong Hình 3.2.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

H Ư

N

G

sét hữu cơ I.30E và I.28E.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Đ

Hình 3.1. Các mẫu nhiễu xạ tia X (XRD) của đất sét vô cơ (Na+ -PGW) và hai loại

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

.Q ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

H

Ơ

N

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

Hình 3.2. Mẫu XRD của các vật liệu nano epoxy có độ cứng cao với đất sét vô cơ Na+-PGW và hai chất đất sét hữu cơ I.28E và I.30E. 25

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

Mẫu XRD của hỗn hợp epoxy với đất sét vô cơ Na+ -PGW (3% trọng lượng) thể hiện đỉnh đặc trưng (12.2 Å) của đất sét vô cơ gốc (polymer epoxy vô định hình), cho thấy không có sự xen kẽ của nhựa epoxy với các lớp nano đất sét, do bản chất ưa nước

Ơ

của I.30E đã được thể hiện bởi đỉnh XRD trong khoảng 60°-65° 2θ, là do cấu trúc tinh

N

của bề mặt đất sét vô cơ. Sự hiện diện của các hạt nano đất sét trong mẫu nanocomposite

U Y

sét vô cơ lên 32.2 Å trong lớp nanocomposite, do đó chỉ ra rằng các lớp polymer epoxy

.Q TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

G

Đ

nhưng ở dạng bậc bốn. Mặc dù các mẫu bột XRD của chúng dường như rất giống nhau

N

do sự kết hợp thành công của hai ion onium này với kích thước tương tự, khi trộn với

H Ư

nhựa epoxy thì sự khác biệt đáng kể trong phân tán của chúng đã được xác định, dẫn

TR ẦN

đến hai cấu trúc nanocomposite khác nhau. Các ion ammonium sơ cấp (I.30E) cung cấp các ion H+ có tính axit có thể xúc tác cho việc mở nhanh các vòng epoxy, do đó làm

B

tăng sự trùng hợp liên kết chéo của các monome epoxy. Kết quả là, một cấu trúc nano

10 00

lớp vỏ sét được hình thành với sự tương tác giữa các bề mặt với nhiều cải tiến. Mặt khác, các ion amoni bậc bốn là các proton yếu hơn đáng kể. Vì vậy, khi tiếp xúc với epoxit,

Ó

A

chúng phản ứng với tốc độ chậm hơn, dẫn đến quá trình trùng hợp liên kết chậm hơn và

H

cuối cùng dẫn đến cấu trúc xen kẽ. Trong trường hợp của I.30E không thấy được các

-L

Í-

đỉnh nhiễu xạ ngay cả trong trường hợp hàm lượng 6%. Mặt khác, rõ ràng đỉnh XRD

ÁN

được quan sát thấy trong mô hình của I.28E nanocomposite. Từ sự gia tăng d khi so

TO

sánh với mô hình của sét vô cơ I.28E, rõ ràng là chuỗi polyme đã được chèn vào trong và đã gây ra một sự mở rộng thêm của không gian của lớp xen kẽ.

D

IỄ N

Đ

Cấu trúc nanocomposite và sự phân tán các lớp đất sét trong lớp sơn đã được

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

ion C18 alkylammonium nguyên sơ và được biến tính với cùng một ion alkylammonium

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Có nhiều sự khác biệt giữa hai đất sét hữu cơ I.30E và I.28E được biến tính với

ÀN

http://daykemquynhon.ucoz.com

đơn hoặc đôi đã được xen kẽ các hạt nano đất sét hữu cơ.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

H

thể của các lớp đất sét glinoxit. Khoảng cách cơ bản của I.28E tăng từ 24.5 Å trong bột

nghiên cứu sâu hơn với các hình ảnh độ phân giải cao TEM (HRTEM). Các hình ảnh đại diện của các vật liệu nano epoxy-đất sét được chuẩn bị bởi 6% trọng lượng sét hữu cơ I.30E và 6% trọng lượng sét hữu cơ I.28E được thể hiện trong Hình 4A-C.

26

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

ÁN

nung xen kẽ chuẩn bị bằng 6% trọng lượng I.28E (C). Thanh tỉ lệ = 20 nm.

TO

Các hình ảnh được trình bày là đại diện của các nanocomposite số lượng lớn, có

ÀN

khoảng 7-8 lớp, với khoảng cách giữa các lớp khác nhau. Khi khoảng cách giữa các lớp

D

IỄ N

Đ

là cao hơn 50-70 Angstrom và số lượng các lớp ít hơn 8-10, không có đỉnh nhiễu xạ có

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

-L

được phủ một phần bằng 6% trọng lượng I.30E (A, B) và các hạt nano epoxy-đất

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Í-

H

Hình 3.3. Các hình ảnh TEM đại diện của các hạt nano epoxy-đất sét trát vôi

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

.Q Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

H

Ơ

N

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

thể được quan sát thấy trong XRD. Những quan sát này cũng áp dụng cho các nanocomposite 6% wt% I.30E trong nghiên cứu này. Mặt khác, có thể thấy trong hình 4C, vật liệu nanocomposite được chuẩn bị với lớp sét hữu cơ I.28E quan sát 20 loại nano lớp định hướng cao và phân tầng, có khả năng tạo ra cấu hình XRD quan sát được theo các mô hình tương ứng.

27

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

3.1.4.2. Tính chất cơ nhiệt Các tính chất cơ lý và nhiệt của polymer epoxy nguyên chất cũng như các hạt nano epoxy thủy tinh được tóm tắt trong Bảng 3.1.

H

Ơ

N

Bảng 3.1. Tính cơ nhiệt của các hạt nano epoxy-đất sét

Ban đầu

62.5

7.9

3026

3% Na+ -PGW

64.9

7.3

3139

86.9

3% I.30E

69.7

6.4

315

82.6

3% I.28E

57.5

6.0

6% I.30E

55.8

6% I.28E

47.3

3.7

3514

78.5

3.4

3279

81.3

10 00

B

Như được thấy từ dữ liệu trong Bảng 3.1, các hạt nano epoxy 3% (Na+ -PGW) có độ bền kéo và mô đun đàn hồi nhỏ hơn cùng với sự suy giảm nhỏ của cùng chúng tại

A

điểm đứt. Không có chất cải tiến hữu cơ trong đất sét vô cơ cho phép kết dính trực tiếp

H

Ó

các chuỗi polymer với bề mặt bên ngoài của các hạt đất sét. Trong trường hợp chất dẻo

Í-

nano epoxy sử dụng 3% trọng lượng sét vô cơ I.28E (biến tính bằng ion C18

-L

alkylammonium bậc bốn), điểm đứt giảm nhẹ (mô đun đàn hồi vẫn không thay đổi),

ÁN

trong khi với I. 30E (biến tính bằng ion C18 alkylammonium bậc cao), cường độ kéo

TO

được tăng 12% (giảm nhẹ độ dãn tại điểm vỡ) và mô đun đàn hồi tăng 10%. Trong cấu

ÀN

trúc vỏ của lớp nano này, các hạt nano được phân tán mạnh, do đó làm tăng lượng phân

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

85.5

H Ư

3030

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

ẠO

Đ

G N

84.5

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Môđun đàn hồi (Mpa)

.Q

Độ giãn dài tại điểm đứt

TP

U Y

Tg (oC)

Áp lực tại điểm đứt

TR ẦN

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

Mẫu

N

Độ bền kéo

D

IỄ N

Đ

tử polymer bị ảnh hưởng bởi sự có mặt của các lớp đất sét cứng. Sự gia tăng nồng độ sét vô cơ từ 3 đến 6% trọng lượng dẫn đến sự gia tăng mô đun đàn hồi với cả hai môi trường đất sét hữu cơ (tăng đến 16% so với epoxy nguyên chất), cùng với giảm sức căng ở điểm đứt.

28

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

Tg thường cho thấy sự dao động nhẹ (lên tới ±2o C) so với độ dày của polymer epoxy nguyên sơ với sự bổ sung của đất sét vô cơ. Sự giảm nhỏ của Tg trong trường hợp lớp nanocomit I.30E có thể được cho là do hiệu ứng dẻo tạo ra bởi các chuỗi C18

Ơ

cấu trúc xen kẽ hình thành với các sét vô cơ I.28E. Như đã đề cập ở trên, trong cấu trúc

N

alkylammonium ion, điều này trở nên rõ ràng hơn trong lớp vỏ nano đất sét so với các

U Y

sự phân tán cao của các lớp đất sét cô lập. Sự tương tác trực tiếp với các lớp vô cơ cứng

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

G

Đ

Các đường cong TGA của polymer epoxy nguyên sơ và các hạt nano epoxy tương

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

ứng được biểu diễn trong Hình 3.4.

D

IỄ N

Đ

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

tăng, do nồng độ C18 alkylammonium tăng trong chất nền polymer.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

bên trong mạng polyme làm giảm Tg. Sự suy giảm Tg lớn hơn khi lượng chất sét vô cơ

ÀN

http://daykemquynhon.ucoz.com

làm tăng mô đun của nanocomposite, trong khi đó sự xâm nhập của các chuỗi lơ lửng

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

H

vỏ nanocomposite một lượng lớn chất nền polymer bị ảnh hưởng bởi bề mặt đất sét do

Hình 3.4. Phân tích thang đo nhiệt độ (TGA) của (A) epoxy nguyên sơ (EPON 828RS + D-230 Jeffamine) và các hạt nano epoxy-đất sét với (B) Na+ -PGW, (C) I.30E, (D) I.28E (3% trọng lượng, cơ sở silicat), và (E) I.30E (6% trọng lượng cơ sở silicat).

29

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

Từ các đường cong trong Hình 3.4, có thể thấy rằng sự có mặt của lớp phủ đất sét có ảnh hưởng nhỏ đến sự ổn định nhiệt của polymer. Ví dụ đối với các hạt nano với 3% trọng lượng đất sét, không đủ để ảnh hưởng đáng kể đến sự ổn định nhiệt độ và tốc

Ơ

nhanh hơn một chút, có thể thấy trong Hình 3.4, có thể là do chức năng axit của các ion

N

độ phân hủy chất nền polyme. Bổ sung 6% cơ chất I.30 sét vô cơ gây ra sự phân hủy

U Y Đ

giảm trọng lượng của thép trần khoảng 0,16% trọng lượng và được nâng lên thành 1%

G

trọng lượng sau 4 ngày. Các polymer epoxy cho thấy hiệu quả bảo vệ tương đối tốt bằng

H Ư

N

cách giảm sự mất trọng lượng, lần lượt là 0,07% và 0,4% trọng lượng trong ngày thứ nhất và thứ tư. Hai loại vật liệu nano epoxy (với I.28E và I30E) ức chế sự mất trọng

TR ẦN

lượng, 0,03-0,04% trọng lượng và 0,15-0,18% trọng lượng sau 1 và 4 ngày tiếp xúc.

Những giá trị sau này tương ứng với 75% và giảm cân 80-90%, sau 1 và 4 ngày tiếp

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

xúc, bằng cách sử dụng các chất dẻo nano epoxy so với các mẫu thép ban đầu.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

Từ kết quả giảm trọng lượng (Hình 3.5) có thể thấy rằng sau 1 ngày tiếp xúc, việc

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

.Q

3.1.4.3. Kiểm tra ăn mòn muối

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

huỷ dây chuyền polymer.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

H

alkylammonium nguyên sơ của môi trường sét vô cơ này, có thể xúc tác quá trình phân

Hình 3.5. Kết quả giảm cân từ các thí nghiệm phun muối cho thép tráng và thép tráng với nhựa epoxy nguyên chất và các vật liệu nano với I.28E và I.30E, sau 1 ngày (a) và 4 ngày (b) môi trường ăn mòn 100% độ bão hòa ẩm + 5% NaCl% dung dịch.

30

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

Sự khác biệt về ăn mòn giữa mẫu thép trần và các lớp phủ bằng polymer epoxy mỏng có thể được quan sát rõ trong các bức ảnh quang học tương ứng, sau 1 và 4 ngày kể từ ngày phơi nhiễm, như thể hiện trong Hình 3.6. Từ những hình ảnh này, sự ăn mòn

Ơ

tiếp xúc, ít bị ăn mòn hơn các mẫu còn lại. Hình ảnh SEM của các mẫu khác nhau trước

N

của mẫu mạ, đặc biệt là I.28E và I.30E đã được bọc thép (hình 7c, d) sau 1 hoặc 4 ngày

U Y

thể hiện trong Hình 3.7. Trong cùng một hình ảnh mặt cắt ngang của thép tráng I.30E.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

Hình 3.6. Các mẫu thử nghiệm ăn mòn phun muối sau 1 ngày (A) và 4 ngày (B) trong môi trường ăn mòn 100% độ bão hòa ẩm + 5% NaCl: (a) thép trần; (b) tráng bằng nhựa nguyên sơ; (c) phủ một lớp nano I.28E; (d) phủ một lớp nano I.30E.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

ăn mòn của thép trần và thép tráng cũng như độ dày bề mặt thép phủ.

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

Trong những hình ảnh này, có thể quan sát thấy sự khác biệt về hình thái ban đầu và sự

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

H

khi thử nghiệm phun muối (không phơi nhiễm) và sau 1 hoặc 4 ngày phơi nhiễm được

31

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

IỄ N

D

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Í-

-L A

Ó

H (B) Mặt cắt ngang

B

10 00 TR ẦN G

N

H Ư

ẠO

Đ

TP

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

ÁN

TO

(A) Không phơi nhiễm

U Y

.Q

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

ÀN

Đ

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

Ơ

H

N

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

(C) 1 ngày

32

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

B

sau 1 ngày (C) và 4 ngày (D) Môi trường ăn mòn 100% độ bão hòa ẩm + 5%

10 00

NaCl NaCl: (a) Thép trần; (b) tráng. Thanh tỉ lệ = 50µm.

A

3.1.5. Kết luận

H

Ó

Cả hai loại sơn epoxy nguyên sơ và lớp phủ nanocompoxy epoxy đều có tính bảo

Í-

vệ đáng kể cho thép khỏi bị ăn mòn. Các tính chất bảo vệ của lớp phủ nanocomposite

-L

vượt trội hơn so với các polyme epoxy nguyên sơ, thể hiện bằng kết quả giảm trọng

ÁN

lượng, việc kiểm tra ảnh kính hiển vi quang học và kính hiển vi điện tử của mẫu vật sau

TO

khi tiếp xúc trong môi trường ăn mòn. Các tính chất bảo vệ của lớp phủ nanocomposite

ÀN

đa dạng với chất sét hữu cơ được sử dụng. Đất sét epoxy-MMT biến tính với các ion

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

mặt cắt ngang của thép tráng với I.30E (B) và mẫu muội đã được kiểm tra muối

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

TR ẦN

Hình 3.7. Ảnh chụp bằng kính điện tử của bức xạ ban đầu (không tiếp xúc) (A),

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

.Q H Ư

(D) 4 ngày

N

G

Đ

ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

H

Ơ

N

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

D

IỄ N

Đ

octadecylammonium bậc 1 là Nanomer I.30E, có tính chất tốt hơn so với đất sét Nanomer I.30E biến tính bằng các ion octadecylammonium bậc bốn. Điều này là do sự phát tán cao hơn của các hạt nano trong lớp nanocomposite hình thành với lớp cơ bản I.30E so với hình nón hình thành với I.28E. Các tính chất cơ học tăng cường và ổn định nhiệt của cả hai nanocomposites epoxy-sét, kết hợp với hiệu quả bảo vệ cao tạo ra nhiều hướng ứng dụng và phát triển trong tương lai.

33

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

3.2. Ảnh hưởng của việc bổ sung MMT đã biến tính lên một số tính chất của sơn [8] Mặc dù các hạt nano là chất độn tương đối mới lạ cho các polyme, chúng chủ yếu được sử dụng trong các chất dẻo nhiệt (PP, PA, PBT, PET) và các hệ thống nhựa

Ơ

dụng rộng rãi trong các vật liệu polymer do đó làm tăng đáng kể tính chất cơ học, tính

N

dẻo hóa học (nhựa epoxy và nhựa polyester không bão hòa). MMT biến tính được sử

U Y

đã được lắng đọng. Aluminosilicat thường được sử dụng làm chất giảm trượt trong các

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Đ

làm ảnh hưởng đến tính chất cơ học của chúng. Nghiên cứu này tập trung vào hiệu quả

N

G

của việc bổ sung hai MMT hữu cơ với các chế phẩm phủ epoxy trong thương mại. Các

H Ư

máy ép sợi nano với kích thước hạt khác nhau được sử dụng cho việc thay đổi tính chất

TR ẦN

phủ nước và tính chất phủ dung môi.

3.2.1. Nguyên vật liệu

B

Các chế phẩm phủ được dựa trên các loại nhựa epoxy sau:

10 00

 Epidian 6 (E6): nhựa epoxy lỏng bisphenol-A với trọng lượng tương đương epoxy

A

(EEW) 188 g/equiv. độ nhớt 12 500 mPas (Hoá chất "Organika-Sarzyna" S.A. ở

H

Ó

Nowa Sarzyna, Ba Lan);

Í-

 Epidian 6011 (E6011): Dung dịch Epidian 6 trong rượu benzyl, EEW 200 g/lít, độ

-L

nhớt 300 mPa s ("Organika-Sarzyna" S.A.);

ÁN

 Epidian 664 (E664): dung dịch bisphenol-A trong rượu benzyl, có chứa chất khoáng và chất màu, EEW 400g/equiv, độ nhớt 3000 mPas ("Organika-Sarzyna"

D

IỄ N

Đ

ÀN

S.A.).

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

có thể được kết hợp tạo thành chất phủ ở dạng bột hoặc phân tán trong nước, nơi chúng

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

của sơn và hệ thống phủ hiếm khi được trình bày trong tài liệu. Các lớp aluminosilicates

TO

http://daykemquynhon.ucoz.com

chế phẩm phủ hữu cơ, ảnh hưởng của MMT biến tính kị nước đối với các tính chất khác

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

H

ổn định nhiệt độ, khả năng chịu lửa và tính năng ngăn cản khí/chất lỏng của các hạt nano

Các chất làm cứng amin thương mại sau đây được sử dụng để chuẩn bị các công

thức phủ:  Epilink 661 (Ep661): chất làm tráng polyamine tự đông (dung dịch nước) với giá trị amin là 195 mg KOH/g ("Air Products", USA);

34

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

 IDA-2 dung dịch isophoronediamine trong rượu benzyl, giá trị amin 380mg KOH/g ("Organika-Sarzyna" S.A.).

Ơ

 Nanofil 5 (N5), MMT thương mại đã được biến tính với clorua

N

Hai loại MMT đã được biến tính (mMMT), được sử dụng làm chất phủ nano là:

U Y

đường kính hạt (khoảng 8 µm) ("Sud-Chemie", Đức);

.Q

Đ

Lan).

N

G

Các MMT đã được điều chỉnh dưới dạng phân tán trong nhựa epoxy (tương ứng

H Ư

E6, E6011 và E664) được sử dụng; quá trình phân tán (0.5 giờ ở nhiệt độ 60°C) được

(Heidolph).

B

3.2.2. Tiến hành thí nghiệm

TR ẦN

thực hiện bằng dung dịch tan trong phòng thí nghiệm DIAX 900 với 10 000 rpm

10 00

Các tấm thép đã được xử lý bằng giấy mài loại P-240 làm sạch bằng axeton và

A

toluen. Các tấm nền có kích thước 80x100mm (đã được kiểm tra độ cứng, vết xước,

Ó

chống ăn mòn, kiểm tra độ bám dính) và 50x100mm (để hấp thụ nước và bám dính các

Í-

H

phép sơn nhúng) được dùng trong các thí nghiệm.

-L

Các nhựa epoxy và các chất làm cứng được trộn lẫn với nhau trong 5 phút và sử

ÁN

dụng một máy khuấy cơ học. Sau đó, sơn đã được chuẩn bị (sơn E6/Ep661 và dung môi

TO

E6011/IDA-2) và sơn (dung môi E664/IDA-2) đã được thi công bằng bàn chải trên bề

ÀN

mặt thép và được bảo dưỡng ở nhiệt độ phòng trong 14 ngày. Các thành phần

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TP

ẠO

39A, đường kính hạt. 50µm (sản phẩm mô thí điểm của Z.G.M. "Zebiec" S.A., Ba

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

chứa các gốc béo và thơm với các nhóm hydroxyl, khoảng cách giữa các khoang

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

 MMT-PS1 (PS1), được cải biến bằng muối ammonium trong phòng thí nghiệm có

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

H

dioctadecyldimethylammonium, đặc trưng với đường kinhd các khoang (27A) và

D

IỄ N

Đ

montmorilonit không thay đổi trong các chế phẩm phủ là 2,5 hoặc 5% trọng lượng (dựa trên hàm lượng chất rắn trong hệ thống lớp phủ).

3.2.3. Các phương pháp thử Kiểm tra thời gian khô (PN-79/C-81519, phương pháp kiểm tra giấy, tải 200g) được thực hiện trên các chế phẩm sơn. Độ cứng (PN-EN ISO 2815:2004, phương pháp

35

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

Buchholz), chống trầy xước (PN-65/C-81527, phương pháp xước Clemen), kháng mài mòn (PN-76/C-81516, phương pháp mài mòn cát) và kết dính với chất nền thép (PNEN ISO 2409:1999, phương pháp cắt xén) được đánh giá. Các thử nghiệm kết dính (sau

N

7 ngày ngâm các lớp sơn đã qua xử lý trong nước cất), kiểm tra độ hấp thụ nước được

H .Q

3.2.4.1. Kết quả bề mặt và thời gian khô

Đ

organophilic MMT N5 và PS1 được thể hiện trong hình 3.8 và 3.9. Các loại sơn nước

G

vecni epoxy, là các hệ có độ nhớt thấp, thể hiện xu hướng san phủ tương đối cao (mức

H Ư

N

san phủ bằng 8o). Tính chất này không phụ thuộc vào liều lượng và loại mMMT được

TR ẦN

đưa vào sơn. Mặt khác, các giá trị san phủ của các chất có chứa benzyl tương đối thấp là 2o đối với cả 2 hệ E6011/IDA-2 và E664/IDA-2. Việc kết hợp 2,5 hoặc 5% wt% PS1 vào E6011/IDA-2 làm giảm giá trị san phủ của hệ này. E6011/IDA-2 với 5% wt% của

10 00

B

PS1 có độ nhớt cực kỳ cao, vì vậy một lớp phủ có chất lượng kém được hình thành do kết quả của quá trình đóng rắn, do đó nó không được thử nghiệm. Các tính chất phủ của

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

E664/IDA-2 không thay đổi sau khi biến tính MMT.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

chế phẩm sơn chưa biến tính và các chế phẩm sơn đã được biến tính với cùng một loại

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Các kết quả của việc thử nghiệm làm phẳng và kiểm tra thời gian khô đối với các

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

N

3.2.4. Kết quả và thảo luận

http://daykemquynhon.ucoz.com

Ơ

thực hiện trên sơn đã được xử lý (PN-76/C-81521, phương pháp trọng lượng).

Hình 3.8. Kết quả thử nghiệm độ phủ trong các thành phần của sơn đã được biến tính với N5 và PS1 MMT: (1) E6/Ep661, (2) E6011/IDA-2 và (3) E664/IDA-2.

36

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

Thời gian khô của các chế phẩm sơn chưa biến tính vào khoảng 11 giờ đối với E6/Ep661, 13,5 giờ đối với E6011/IDA-2 và 10 giờ đối với E664/IDA-2. Tham số này chỉ thay đổi một ít sau khi kết hợp mMMT với các thành phần sơn. Thời gian khô của

Ơ

wt% của N5 hoặc PS1. Tuy nhiên, hàm lượng mMMT cao hơn làm kéo dài thời gian

N

sơn nước có MMT được rút ngắn một chút xuống còn 10.5h cho E6/Ep661 với 2,5%

-L

Í-

N5 và PS1: (1) E6 / Ep661, (2) E6011 / IDA-2 và (3) E664 / IDA-2.

ÁN

3.2.4.2. Các loại sơn nhanh khô

TO

Ba loại tính chất cơ học của sơn epoxy nhanh khô đã được đánh giá, về độ cứng,

ÀN

sự xước và kháng mài mòn. Hình 3.10 trình bày kết quả kiểm tra độ cứng Buchholz của sơn nhanh khô. Giá trị độ cứng của E6/Ep661 chưa biến tính là khoảng 104 đơn vị độ

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

H

Ó

Hình 3.9. Thời gian khô (ở RT) của các chế phẩm phủ được biến đổi với MMT

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

.Q

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

một chút so với các chế phẩm không biến tính, phụ thuộc vào hàm lượng.

U Y

(E6011/IDA-2 và E664/IDA-2) đã được biến tính bằng mMMT, thời gian khô ngắn hơn

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

H

khô đến 12 giờ đối với chế phảm với 5% khối lượng của N5. đối với các loại sơn khác

ứng giá trị 100 cho lớp phủ với 2,5% khối lượng của N5 và 102 cho lớp phủ với 2,5%

D

IỄ N

Đ

cứng và giá trị này đã giảm nhẹ sau khi đưa ra một lượng nhỏ mMMT vào hệ sơn (tương

37

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

khối lượng % của PS1). Hệ duy nhất dựa trên E6/Ep661/5 % khối lượng của PS1 có độ

Các lớp phủ dựa trên E6011/IDA-2 và E664/IDA-2 với MMT đã biến tính thường

10 00

B

đạt được độ cứng cao hơn so với các hệ sơn tương tự mà không có mMMT. Tham số này tăng từ 95 đơn vị (lớp sơn chưa biến tính E6011/IDA-2) đến tối đa 104 đơn vị (đối

A

với lớp sơn với 5% khối lượng của N5) và từ 81 (E664/IDA-2) đến tối đa 91 đơn vị

H

Ó

(E664/IDA-2 với 5% khối lượng của N5).

-L

Í-

Tính chống xước bị ảnh hưởng bởi việc thêm mMMT (Hình 3.10). Tất cả các

ÁN

loại sơn có MMT đã biến tính đều có giá trị tương tự hoặc cao hơn của tham số ở trên so với các hệ sơn chưa hoàn thiện. Điều này đặc biệt rõ ràng đối với các lớp sơn nước

TO

với N5 MMT; khả năng chống trầy xước của hệ E6/Ep661/N5 khoảng 2100g (trong khi

ÀN

lớp sơn không có mMMT là khoảng 1350g). Tuy nhiên, lớp sơn chống ăn mòn cao nhất

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TR ẦN

MMT: (1) E6/Ep661, (2) E6011/IDA-2 và (3) E664/IDA-2.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Hình 3.10. Độ cứng của sơn/sơn lót với MMT đã được biến tính với N5 và PS1

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

.Q H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

H

Ơ

N

cứng cao hơn (112 đơn vị độ cứng) so với E6/Ep661 chưa biến tính.

D

IỄ N

Đ

dựa trên dung môi E6011/IDA-2: khoảng 2950g đối với E6011/IDA-2/N5 (không có mMMT: 2650g). Dữ liệu chống xước cho lớp sơn E664/IDA-2 với mMMTs ở cùng mức với hệ thống sơn nước: 2100g đối với E664/IDA-2/N5 (không có mMMT: 1750g).

38

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Việc thêm PS1 MMT vào các chế phẩm sơn thực tế không làm ảnh hưởng đến

TR ẦN

khả năng chống trầy xước của lớp sơn nhanh khô nhưng làm tăng đáng kể tính kháng mài mòn (Hình 3.11). Lớp phủ dựa trên E6/Ep661 với PS1 hoặc N5 có tỷ lệ mài mòn

10 00

B

cao nhất (khoảng 835g/m so với lớp phủ mMMT thấp hơn 750g/m và cũng có lớp phủ không hoàn thiện khoảng 700g/m). Hiệu quả tương tự đã được quan sát thấy đối với các

A

lớp phủ khác. Đối với E6011/IDA-2, các kết quả có thể so sánh với giá trị chống mài

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

mòn cao nhất cho E6/Ep661/mMMT.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

H Ư

N

E6/Ep661, E6011/IDA-2 và E664/IDA-2.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

G

Hình 3.11. Độ chống trầy xước của sơn đã được xử lý bằng MMT N5 và PS1:

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

.Q Đ

ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

H

Ơ

N

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

Hình 3.12. Độ chống mài mòn của sơn mài/sơn đã được biến tính với MMT N5 và PS1: (1) E6/Ep661, (2) E6011/IDA-2 và (3) E664/IDA-2.

39

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

Sự kết dính của các lớp sơn mMMT biến tính, dựa trên hệ E6/Ep661 được nâng cấp đáng kể (từ 2o đến 1o của độ bám dính chéo) và đã được tìm thấy là riêng biệt với hàm lượng MMT (Hình 6). Tương tự, các giá trị cao của tham số đó (1o) đã được tìm

10 00

Mặc dù các lớp sơn mau khô có tính bám dính cao với chất nền thép, thông số

A

quan trọng này có thể bị suy giảm đáng kể sau khi ngâm 7 ngày trong nước cất, đặc biệt

Ó

đối với lớp sơn từ các hệ thống epoxy có trong nước. Hình 3.13 trình bày kết quả của

Í-

H

các thí nghiệm kiểm tra độ bám dính sau khi ngâm 7 ngày trong nước. Các số liệu này

-L

có thể được so sánh trực tiếp với các kết quả từ Hình 3.12. Các giá trị độ bám dính giảm

ÁN

từ 1o /2o đến 4o đối với hệ E6/Ep661 và từ 1o đến 5o đối với dung môi E6011/IDA-2 và

TO

E664/IDA-2. Chỉ có hệ thống E6/Ep661 với hàm lượng PS1 cao hơn (5% trọng lượng)

Các thử nghiệm ngâm sơn trong nước cũng được sử dụng để ước lượng sự hấp

D

IỄ N

Đ

ÀN

mới có thể chấp nhận được độ bám dính sau khi ngâm trong nước (3o).

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

B

E6/Ep661, E6011/IDA-2 và E664/IDA-2.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Hình 3.13. Độ bám dính của sơn mài/ sơn đã được biến tính với MMT N5 và PS1:

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

.Q TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

H

Ơ

N

thấy trong cả hệ E6011/IDA-2 và E664/IDA-2 mMMT đã biến tính.

thụ nước của chúng. Trong mỗi trường hợp, có thể quan sát được sự hấp thụ nước đáng kể của mMMT nhưng hiệu quả đó đặc biệt rõ ràng đối với E6/Ep661 với PS1 MMT (Hình 3.14). Trong hệ thống đó độ hấp thụ nước giảm từ 6,7% khối lượng (lớp phủ chưa biến đổi) thành 3,6% khối lượng (E6/Ep661 với 5% khối lượng của PS1). Kết quả này tốt hơn đáng kể so với các dữ liệu khác đối với các loại sơn nước và sơn phủ. Hơn nữa, 40

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

tính hấp thụ thấp hơn của các hệ sơn khác cũng đã được nhận thấy (sự biến đổi nước đã thay đổi từ 9,6% khối lượng đối với loại sơn phủ không đổi E6011/IDA-2 đến 6,2% đối với lớp đó với 5% khối lượng N5 và từ 9,1% khối lượng đối với E6011/IDA -2 đến 8,0%

E6011/IDA-2 và (3) E664/IDA-2.

Ó

A

Kết quả phân tích so sánh các tính chất được khảo sát đối với các loại sơn đã

H

được biến tính cũng như đối với mMMT được trình bày trong Bảng 3.2. Ngoại trừ độ

-L

Í-

bám dính vào bề mặt thép, tất cả các tính năng của hệ sơn epoxy đã được cải thiện bằng

ÁN

cách thêm mMMT. Tuy nhiên hiệu quả cao nhất đạt được sau khi đưa 5% khối lượng

TO

PS1 MMT vào sơn nước E6/Ep661 (tăng độ cứng - 8%, kháng mài mòn - 19% và giảm sự hút nước - 46%) và N5 các hệ thống dung môi (dựa trên nhựa E6011 và E664). Hơn

ÀN

nữa, độ chống trầy xước được cải thiện cao nhất đã được quan sát thấy đối với tất cả các

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

10 00

B

mài/sơn đã được biến tính bằng Nitroxit N5 và PS1: (1) E6/Ep661, (2)

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Hình 3.14. Khả năng hấp thụ nước (sau 7 ngày ngâm trong nước cất) của sơn

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

.Q TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

N

H

Ơ

N

khối lượng đối với E664/IDA-2/5 wt% của PS1).

D

IỄ N

Đ

vật liệu sơn được khảo sát bao gồm 5% khối lượng của N5. Các tính chất của E6011/IDA-2 và E664/IDA-2, sau khi kết hợp 5% wt N5 vào các chế phẩm này được cải thiện như sau: độ cứng (khoảng 10% cho E6011/IDA-2/N5 và 12% cho E664/IDA2/N5), chống xước (11% và 20%), chống mài mòn (5% và 4%), hấp thụ nước (35% đối với E6011/IDA-2/N5). Mặt khác, sự hấp thụ nước thấp nhất (12%) được quan sát thấy

41

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

đối với E664/IDA-2 với 5% khối lượng của PS1. Có thể một số hạt PS1 không được chia thành các mảng riêng biệt trong quá trình kết hợp chặt chẽ ở tốc độ cao, trải qua một sự trương nở nhẹ (trong quá trình ngâm các mẫu trong nước) bên trong lớp trên của

8 55 19 46

E6011/IDA-2

Độ cứng Chống trầy xước Chống mài mòn Hấp thụ nước

N5 N5 N5 N5

E664/IDA-2

Độ cứng Chống trầy xước Chống mài mòn Hấp thụ nước

TP

ẠO G N

H Ư

TR ẦN

5 5 5 5

12 20 4 12

5 5 5 5

Ơ

Í-

H

Ó

A

10 00

B

N5 N5 N5 PS1

10 11 5 35

-L

3.2.5. Kết luận

ÁN

Trên cơ sở kết quả kiểm tra, có thể rút ra các kết luận sau:

Đ

ÀN

TO

 MMT đã biết tính góp phần cải tiến một số tính chất của sơn epoxy có trong nước

IỄ N D

5 5 5 5

và rựu benzylic;

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

PS1 N5 PS1 PS1

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

E6/Ep661

Độ cứng Chống trầy xước Chống mài mòn Hấp thụ nước

Hàm lượng mMMT (wt%)

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Chỉ số cải thiện (%)

N

Loại mMMT

U Y

Đặc tính

.Q

Hệ

Đ

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

H

Bảng 3.2. Ảnh hưởng của việc bổ sung MMT biến tính đến tính chất của sơn

N

lớp phủ.

 Hiệu quả của MMT đã biến tính phụ thuộc vào hàm lượng của nó và loại chất phủ;  PS-1 là loại MMT đã biến tính phù hợp nhất cho hệ sơn phủ epoxy và N5 thích hợp với các chế phẩm phủ epoxy dung môi. Tuy nhiên, một số tính chất của sơn epoxy nước có thể được cải thiện bởi N5 và, ngược lại, một số tính năng của tính chất sơn dung môi loại có thể được nâng cấp bởi PS1 nano.

42

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tìm hiểu về montmorillonite và ứng dụng trong sơn

TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng việt [1]. Nguyễn Thị Thùy Khuê, Nghiên cứu vai trò của sét hữu cơ trong sơn chống hà,

Ơ

N

Luận văn thạc sĩ khoa học, trường đại học Khoa Học Tự Nhiên, Hà Nội, 2011

N

H

[2]. Phạm Thị Hà Thanh, Nghiêm Xuân Thung, Bentonit: tài nguyên, công nghệ chế

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

G

Đ

nhà nước, Mã số KC.02.06/06-10, Viện công nghệ xạ hiếm, Hà Nội, 2006

H Ư

N

[4]. Đỗ Xuân Thọ, Nghiên cứu biến tính khoáng sét bentonit Di Linh-Lâm Đồng làm vật liệu hấp phụ, Khóa luận tốt nghiệp, Học viện Nông nghiệp Việt Nam, Hà Nội, 2016

TR ẦN

[5]. Bùi Văn Thắng, Nghiên cứu tổng hợp vật liệu bentonit biến tính, ứng dụng hấp phụ phốtpho trong nước, Đề tài khoa học và công nghệ cấp bộ, Mã số: b2010-20-23, Trường

10 00

B

đại học Đồng Tháp, Đồng Tháp, 2011

[6]. Nguyễn Duy Toàn, Chế tạo và khảo sát một số tính chất của chất tạo màng, trên cơ

Ó

A

sở nhựa epoxy thu được từ quá trình tái chế polycarbonate phế thải, Luận văn thạc sĩ

H

khoa học, Đại học Khoa Học Tự Nhiên, Hà Nội, 2011

-L

Í-

[7] Nguyễn Văn Lộc, Kĩ thuật sơn, Nhà xuất bản giáo dục, 3-15, 2007

ÁN

Tài liệu tiếng anh

[8]. Krzysztof Kowalczyk, Tadeusz Spychaj, Epoxy coatings with modified

ÀN

montmorillonites, Progress in Organic Coatings, 62, 425-429, 2008

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

khoáng thiên nhiên làm nguyên liệu cho nanoclay. Báo cáo tổng kết đề tài khoa học cấp

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

[3]. Thâm Văn Liêm, Nghiên cứu công nghệ chế tạo montmorillontine (MMT) từ nguồn

TO

http://daykemquynhon.ucoz.com

2008

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

biến và ứng dụng ở việt nam, Tạp chí khoa học & công nghệ, Số 65(03): 159 – 164,

D

IỄ N

Đ

[9]. Domna Merachtsaki, Panagiotis Xidas, Panagiotis Giannakoudakis, Konstantinos Triantafyllidis, Panagiotis Spathis, Corrosion protection of steel by epoxy-organoclay nanocomposite coatings, Coatings, 7, 1-19, 2017 [10]. R Lambourne and T A Strivens, Paint and surface coatings theory and practice, 2nd, Woodhead Publishing Ltd, 3-18, 1999

43

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial