Nghiên cứu chế tạo, đặc trưng màng phủ acrylic nhũ tương nano - Đào Phi Hùng

Bà GIÁO DĀC VÀ ĐÀO T¾O VIàN HÀN LÂM KHOA HàC VÀ CÔNG NGHà VIàT NAM HàC VIàN KHOA HàC VÀ CÔNG NGHà ĐÀO PHI HÙNG NGHIÊN CĀU CH¾ T¾O, ĐẶC TR¯NG C¾U TRÚC, TÍNH CH¾T CþA MÀNG PHþ ĐA CHĀC NĂNG TRÊN C¡ SÞ NHĀA ACRYLIC NHŨ T¯¡NG VÀ CÁC PHỤ GIA NANO DĀ THÀO LUÀN ÁN TI¾N S) HÓA HàC Hà Nội, năm 2023 Bà GIÁO DĀC VÀ ĐÀO T¾O VIàN HÀN LÂM KHOA HàC VÀ CÔNG NGHà VIàT NAM HàC VIàN KHOA HàC VÀ CÔNG NGHà ĐÀO PHI HÙNG NGHIÊN CĀU CH¾ T¾O, ĐẶC TR¯NG C¾U TRÚC, TÍNH CH¾T CþA MÀNG PHþ ĐA CHĀC NĂNG TRÊN C¡ SÞ NHĀA ACRYLIC NHŨ T¯¡NG VÀ CÁC PHỤ GIA NANO Chuyên ngành đào t¿o: Hóa hữu c¡ Mã số: 9 44 01 14 DĀ THÀO LUÀN ÁN TI¾N S) HÓA HàC NG¯äI H¯âNG DÀN KHOA HàC: GS. Thái Hoàng Hà Nội, năm 2023 LàI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan bÁn luận án này là kết quÁ nghiên cąu căa tôi d°ãi sự h°ãng dÁn khoa hác căa GS. Các số liáu và tài liáu đ°ÿc trích dÁn trong luận án là trung thực. Kết quÁ nghiên cąu này không trùng vãi bất cą công trình nào đã đ°ÿc công bố tr°ãc đó.

Tôi xin chßu trách nhiám vãi låi cam đoan căa mình. Hà Nội, ngày…. Đào Phi Hùng LàI CÀM ¡N Lời đầu tiên, tôi muốn gửi lời tri ân chân thành đến GS. TS Thái Hoàng - người thầy luôn tận tâm hướng dẫn và chỉ bÁo tôi trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận án.

Tôi cũng xin gửi lời cÁm ơn sâu sắc đến ban lãnh đ¿o Viện và đồng nghiệp t¿i Viện Kỹ thuật nhiệt đới, cùng những cán bộ ở Học viện Khoa học và Công nghệ, vì đã quan tâm và hỗ trợ tôi trong quá trình hoàn thiện luận án. Tôi muốn chân thành gửi lời cÁm ơn đến gia đình, b¿n bè và đồng nghiệp, những người luôn động viên, giúp đỡ và t¿o điều kiện thuận lợi cho quá trình nghiên cứu của tôi. Mặc dù tôi đã cố gắng hết sức, nhưng do thời gian h¿n chế và khÁ năng, kinh nghiệm nghiên cứu còn h¿n chế, nên luận án của tôi còn tồn t¿i một số thiếu sót. Tôi rất mong nhận được ý kiến góp ý và chỉ bÁo từ các nhà khoa học, giáo viên, đồng nghiệp, để luận án của tôi được hoàn thiện và nâng cao chất lượng hơn.

Tôi xin trân trọng cÁm ơn! Hà Nội, ngày. năm 2023 Nghiên cąu sinh Đào Phi Hùng MĀC LĀC DANH MĀC CÁC TĀ VI¾T TÂT. iv DANH MĀC CÁC BÀNG. viii Mâ ĐÀU.

Tình hình nghiên cÿu và phát triển nhāa acrylic nhũ t°¢ng. Nguyên tắc ph°¡ng pháp táng hÿp nhựa acrylic nhũ t°¡ng. Mát số ph°¡ng pháp biến tính nhựa acrylic nhũ t°¡ng. Bi¿n tính hÿu c¢ MONPs bằng tác nhân ghép.

C¡ chế biến tính bằng tác nhân ghép silane/titanate. Ąng dāng căa MONPs biến tính hữu c¡ trong màng s¡n. Tình hình nghiên cÿu s¢n chống nóng, phÁn x¿ nhiát mặt trái. Hiáu quÁ căa s¡n chống nóng, phÁn x¿ nhiát mặt tråi.

Nâng cao khÁ năng phÁn x¿, chống nóng căa màng s¡n. Tình hình nghiên cÿu màng phă hÿu c¢ kháng khuẩn. Màng phă chąa tác nhân kháng khu¿n ho¿t đáng theo c¡ chế oxy hóa quang. Màng phă hữu c¡ chąa chất diát khu¿n hữu c¡.

Màng s¡n kháng khu¿n chąa nano Ag. Nguyên vÁt liáu, hóa ch¿t. Bi¿n tính hÿu c¢ các h¿t nano. Ch¿ t¿o màng s¢n acrylic nanocomposite.

Ch¿ t¿o màng s¢n phÁn x¿ nhiát mặt trái. Ph°¢ng pháp phân tích thử nghiám. Xác đßnh các đặc tr°ng, tính chất căa h¿t nano biến tính hữu c¡. Xác đßnh đặc tr°ng, tính chất căa màng s¡n.

K¾T QUÀ VÀ THÀO LUÀN. Nghiên cÿu bi¿n tính hÿu c¢ các h¿t nano R-TiO2 và ZrO2. Đặc tr°ng, tính chất căa các h¿t nano R-TiO2 biến tính hữu c¡. Đặc tr°ng, tính chất căa h¿t nano ZrO2 biến tính hữu c¡.

Đặc tr°ng, tính ch¿t căa màng s¢n acylic nhũ t°¢ng chÿa các h¿t nano R-TiO2 và ZrO2. Ành h°çng h¿t nano R-TiO2 biến tính hữu c¡ đến tính chất màng s¡n. Ành h°çng căa h¿t nano ZrO2 biến tính hữu c¡ đến tính chất căa màng s¡n acrylic. Ành h°çng căa các h¿t nano mZr3G và mTi3T đến tính chất căa màng s¡n acrylic.

Nghiên cÿu nâng cao tính ch¿t màng s¢n phÁn x¿ nhiát mặt trái. Ành h°çng h¿t nano biến tính hữu c¡ đến khÁ năng phÁn x¿ căa màng s¡n phÁn x¿ nhiát mặt tråi. Hiáu năng chống nóng căa màng s¡n phÁn x¿ nhiát mặt tråi. KhÁ năng thấm n°ãc căa màng s¡n phÁn x¿ nhiát mặt tråi.

Hình thái cấu trúc căa màng s¡n phÁn x¿ nhiát mặt tråi. Nghiên cÿu nâng cao khÁ năng kháng vi sinh vÁt căa màng s¢n. Nghiên cąu màng s¡n acrylic kháng vi sinh vật chąa phā gia Ag- Zn/zeolite. Nghiên cąu màng s¡n kháng vi sinh vật trên c¡ sç OIT.

Ành h°çng căa phā gia kháng vi sinh vật tãi tính chất căa màng s¡n phÁn x¿ nhiát. 106 DANH MĀC CÁC CÔNG TRÌNH CĂA TÁC GIÀ. 107 TÀI LIàU THAM KHÀO. 109 i DANH MĀC CÁC TĀ VI¾T TÂT % kl Phần trăm khối l°ÿng A0 Màng phă acrylic không chąa phā gia A0.5mT Màng s¡n acrylic chąa 0,5 %kl nano R-TiO2 biến tính hữu c¡ A0.5mZ Màng s¡n acrylic chąa 0,5 %kl nano ZrO2biến tính hữu c¡ A15TZ Màng s¡n acrylic chąa 1,5 %kl nano R-TiO2 biến tính hữu c¡ và 0,5 %kl nano ZrO2 biến tính hữu c¡ A1mT Màng s¡n acrylic chąa 1 %kl nano R-TiO2 biến tính hữu c¡ A1mZ Màng s¡n acrylic chąa 1 %kl nano ZrO2biến tính hữu c¡ A1TZ Màng s¡n acrylic chąa 1 %kl nano R-TiO2 biến tính hữu c¡ và 1 %kl nano ZrO2 biến tính hữu c¡ A2mT Màng s¡n acrylic chąa 2 %kl nano R-TiO2 biến tính hữu c¡ A2mZ Màng s¡n acrylic chąa 2 %kl nano ZrO2 biến tính hữu c¡ A3mZ Màng s¡n acrylic chąa 3 %kl nano ZrO2 biến tính hữu c¡ A4mT Màng s¡n acrylic chąa 4 %kl nano R-TiO2 biến tính hữu c¡ A5mZ Màng s¡n acrylic chąa 5 %kl nano ZrO2 biến tính hữu c¡ AmT0.5Ze Màng s¡n acrylic chąa 2 %kl nano R-TiO2 biến tính hữu c¡ và 0,5 %kl Ag-Zn/zeolite AmT1Ze Màng s¡n acrylic chąa 2 %kl nano R-TiO2 biến tính hữu c¡ và 1 %kl Ag-Zn/zeolite AmT2Ze Màng s¡n acrylic chąa 2 %kl nano R-TiO2 biến tính hữu c¡ và 2 %kl Ag-Zn/zeolite AT15Z Màng s¡n acrylic chąa 0,5 %kl nano R-TiO2 biến tính hữu c¡ và 1,5 %kl nano ZrO2 biến tính hữu c¡ AuT Màng s¡n acrylic chąa 2 %kl nano R-TiO2 ch°a biến tính AuZ Màng s¡n acrylic chąa 2 %kl nano ZrO2 ch°a biến tính AZe Màng s¡n acrylic chąa 1 %kl Ag-Zn/zeolite dTG Vi phân phân tích nhiát – khối l°ÿng ii FESEM Kính hiển vi đián tử quét phát x¿ tr°ång FTIR Hßng ngo¿i biến đái chußi Fourier GPTES (3-glycidyloxypropyl)triethoxysilane KR-12 Isopropyl tri(dioctylpyrophosphate)titanate mGZ Hßn hÿp (3-glycidyloxypropyl)triethoxysilane (đã thăy phân) vãi h¿t nano ZrO2 MONPs H¿t nano oxide kim lo¿i (Metal oxide nanoparticles) mTi H¿t nano R-TiO2 biến tính hữu c¡ mTi10T Nano R-TiO2 biến tính vãi 10 %kl [3-(methacryloyloxy)propyl]- -trimethoxysilane mTi1T Nano R-TiO2 biến tính vãi 1 %kl [3-(methacryloyloxy)propyl]- -trimethoxysilane mTi20T Nano R-TiO2 biến tính vãi 20 %kl [3-(methacryloyloxy)propyl]- -trimethoxysilane mTi3K Nano R-TiO2 biến tính vãi 3 %kl Isopropyl tri(dioctylpyro- -phosphate)titanate mTi3T Nano R-TiO2 biến tính vãi 3 %kl [3-(methacryloyloxy)propyl]- -trimethoxysilane mTi5T Nano R-TiO2 biến tính vãi 5 %kl [3-(methacryloyloxy)propyl]- -trimethoxysilane mZr H¿t nano ZrO2 biến tính hữu c¡ mZr10G Nano ZrO2 biến tính vãi 10 %kl (3-glycidyloxypropyl)triethoxy- -silane mZr1G Nano ZrO2 biến tính vãi 1 %kl (3-glycidyloxypropyl)triethoxy- -silane mZr20G Nano ZrO2 biến tính vãi 20 %kl (3-glycidyloxypropyl)triethoxy- -silane mZr3G Nano ZrO2 biến tính vãi 3 %kl (3-glycidyloxypropyl)triethoxy- -silane iii mZr3K Nano ZrO2 biến tính vãi 3 %kl Isopropyl tri(dioctylpyrophosphate)- -titanate mZr3T Nano ZrO2 biến tính vãi 3 %kl [3-(methacryloyloxy)propyl]- -trimethoxysilane mZr5G Nano ZrO2 biến tính vãi 5 %kl (3-glycidyloxypropyl)triethoxy- -silane OIT 2-n-octyl-4-izothiazolin-3-one R-TiO2 Rutile TiO2 SRP S¡n phÁn x¿ nhiát mặt tråi SRP0.5 S¡n phÁn x¿ nhiát mặt tråi chąa 0,5% hßn hÿp h¿t nano (R-TiO2 biến tính hữu c¡ + ZrO2 biến tính hữu c¡) thay thế micro R-TiO2 SRP1 S¡n phÁn x¿ nhiát mặt tråi chąa 1% hßn hÿp h¿t nano (R-TiO2 biến tính hữu c¡ + ZrO2 biến tính hữu c¡) thay thế micro R-TiO2 SRP2 S¡n phÁn x¿ nhiát mặt tråi chąa 2 % hßn hÿp h¿t nano (R-TiO2 biến tính hữu c¡ + ZrO2 biến tính hữu c¡) thay thế micro R-TiO2 SRPK S¡n phÁn x¿ nhiát mặt tråi chąa 1% hßn hÿp h¿t nano (R-TiO2 biến tính hữu c¡ + ZrO2 biến tính hữu c¡) thay thế micro R-TiO2 và há kháng vi sinh vật (1 %kl Ag-Zn/zeolite + 0,1 OIT) TGA Phân tích nhiát - khối l°ÿng TMSPM [3-(methacryloyloxy)propyl]trimethoxysilane USD Đô la Mỹ u-Ti H¿t nano R-TiO2 ch°a biến tính hữu c¡ UV Tia cực tím/tia tử ngo¿i UV-Vis-NIR Tử ngo¿i – khÁ kiến – hßng ngo¿i gần u-Zr H¿t nano ZrO2 ch°a biến tính hữu c¡ VAST Vián Hàn lâm Khoa hác và Công nghá Viát Nam VOC Các chất hữu c¡ dß bay h¡i XRD Nhißu x¿ tia X iv DANH MĀC CÁC HÌNH Hình 1.

Cấu trúc căa nhựa acrylic nhũ t°¡ng và các monomer căa nó. PhÁn ąng biến tính nhựa acrylic bằng 3,3′,5,5′-tetramethyl-4,4′-biphenyl diglycidyl ether (R là m¿ch carbon chất biến tính, R= là m¿ch nhựa acrylic nhũ t°¡ng). Quá trình thăy phân căa tác nhân ghép silane trong các môi tr°ång khác nhau. Biến tính MONPs bằng tác nhân ghép silane theo c¡ chế thăy phân.

Quá trình silane hóa MONPs bằng c¡ chế ng°ng tā. Sự giÁm nhiát đá bề mặt tối đa và trung bình cho các bề mặt bên ngoài vào mùa hè (a), mùa đông (b) và cho các bề mặt bên trong vào mùa hè (c) và mùa đông (d) căa các bąc t°ång ç các h°ãng khác nhau. Nhu cầu tiêu thā đián làm mát cao nhất/thấp nhất (đ¡n vß kWh/m2) đối vãi các tòa nhà văn phòng thấp tầng theo mô hình nhà đ¡n lẻ (building scale) và mô hình dân c° (urban scale) ç các thành phố khác nhau căa Úc trong tháng 1 và tháng 2 (giai đo¿n 2016-2017). Sự thay đái nhiát đá bề mặt ngoài các tấm bê tông không s¡n và có s¡n há s¡n SHR khi thử nghiám ngoài tråi.

Cấu t¿o và chąc năng căa lãp s¡n phÁn x¿ nhiát. Nhiát đá bề mặt căa các tấm bê tông đ°ÿc phă các lãp s¡n khác nhau và c¡ chế làm viác căa lãp s¡n. Ion Ag+ liên kết vãi các base căa DNA. Thử nghiám kháng khu¿n căa màng s¡n acrylic chąa các hàm l°ÿng nano Ag khác nhau vãi vi khu¿n E.

Ành h°çng căa lãp s¡n nanocompozit đến tốc đá tăng tr°çng căa vi khu¿n E. coli trong môi tr°ång nuôi cấy. Vùng vô khu¿n căa vật liáu Ag-Zn/zeolite (a) và Ag-zeolite (b) đối vãi vi khu¿n S. Đá nhám bề mặt và đá cąng bề mặt căa nhựa acrylic chąa Ag-Zn/zeolite ç các hàm l°ÿng khác nhau (Đ°ång kẻ ngang là chỉ sự khác biát theo thống kê – ρ < 0,05).