|
XỬ LÝ TINH KHIẾT ĐẤT SÉT
MONTMORILLONITE TỰ NHIÊN CHO
VIỆC ÁP DỤNG VÀO TỔNG HỢP NANOCOMPOSITE TRÊN NHỰA NỀN
POLYURETHANE
Hà Thúc Chí Nhân1, Nguyễn Văn Sơn1, Hà Thúc Huy2
1Khoa Khoa học Vật liệu, 2Khoa Hóa, Trường ĐH Khoa học Tự
nhiên, ĐHQG Tp.HCM
Tóm tắt
Trong đề tài nghiên cứu này, chúng tôi đặt trọng tâm trong
việc phát triển vật liệu nanocomposite polyurethane được gia cường bằng các hạt
đất sét montmorillonite (MMT) được khai thác từ tỉnh Lâm Đồng, Việt Nam. Bước
nghiên cứu đầu tiên là đất sét được xử lý nhằm để thu được những hạt MMT tinh
khiết bằng quy trình xử lý cơ lý như siêu âm, sa lắng và/hay ly tâm nhằm loại bỏ
tạp chất như khoáng quartz, feldspar. Ngoai ra, MMT được xử lý tiếp bằng các
phương pháp hóa học nhằm loại bỏ các oxit sắt, calcite và axit hữu cơ. Sau các
quy trình xử lý tinh khiết, MMT được biến tính tiếp theo bằng polyethylene oxide
(theo phương pháp dung dịch và siêu âm) nhằm tạo sự tương hợp tốt giữa pha gia
cường và nhựa nền trong quy trình tổng hợp nanocomposite trên nhựa nền
polyurethane. Nanocomposite polyurethane (PU) được tổng hợp sau đó bằng phương
pháp in-situ giữa polyol poly(propylene glycol), diisocyanate
4,4’-dicyclohexylmethane và chất nối dài mạch 1,4- butanediol. Kết quả nghiên
cứu bằng phổ nhiễu xạ tia X (XRD) và kính hiển vi điện tử truyền (TEM) cho thấy
pha gia cường được phân tán rất tốt ở hàm lương 1 và 3%, và đã làm tăng tính
chất cơ lý của vật liệu nanocomposite so với PU không gia cường. Ngoài ra vật
liệu đạt được có tinh chất chống thấm tốt hơn so với vat lieu ban dau.
Từ khóa: Nanocomposite, Polyurethane, xử lý đất sét, Clay.
EXTRACTION /PURIFICATION OF VIETNAMESE NATURAL
MONTMORILLONITE FOR THE DEVELOPMENT OF
POLYMER/CLAY
Ha Thuc Chi Nhan 1, Nguyen Van Son1, Ha Thuc Huy2
1Faculty of Material Science, 2Falcuty of Chemistry,
University of Science, VNU-HCMC
Abstract
Through this work, we are interested in the development of
nanocomposites based of polyurethane whose the reinforcements are the particles
of montmorillonite (MMT) from the religions of Lam Dong (region of Vietnam). In
a first step, the clay has been purified in order to select the pure particles
MMT by a process involving successive treatments dispersion ultrasonic,
sedimentation and / or centrifugation in order to eliminate quartz and feldspar.
The MMT obtained is then chemically treated by the chemical methods known to
remove all calcite, iron oxides and humic acids absorbed on clay. In order to
obtain polyurethane/clays nanocomposites with dispersed and exfoliated MMT
charges forming appropriate interactions with the polymer matrix, the purified
MMT was intercalated with macromolecules such as PEO (polyethylene oxide by
intercalation in solution and ultrasound activated intercalation. Polyurethane/montmorillonite
(PU/MMT) nanocomposites were prepared via in situ polymerization from highly
crystalline poly(propylene glycol) polyol and 4,4’-dicyclohexylmethane
diisocyanate, using both 1,4-butanediol as chain extenders and organoclay. The
nanometer-scale silicate layers of organoclay were completely exfoliated in PU
in the cases of 1, 3% PEO-MMT/PU nanocomposites as confirmed by X-ray
diffraction pattern and transmission electron microscopy studies. An increase in
the Young modulus were found for 1% and 3% PEO-MMT/PU as compared to that of
pure PU. Additionally, both 1% and 3% PEO-MMT/PU exhibited lower water
absorption properties than that of pure PU.
Key words: Nanocomposite, Polyurethane, modified clay,
purification of clay.
|
