Đồ án tốt nghiệp - Nghiên cứu sử dụng bã cà phê làm độn gia cường cho vật liệu composite

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
--

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG BÃ CÀ PHÊ
LÀM ĐỘN GIA CƯỜNG CHO VẬT LIỆU
COMPOSITE

SVTH: Đinh Quang Cương
MSSV: 20128097
GVHD: TS. Huỳnh Nguyễn Anh Tuấn

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2024

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
--

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG BÃ CÀ PHÊ
LÀM ĐỘN GIA CƯỜNG CHO VẬT LIỆU
COMPOSITE

SVTH: Đinh Quang Cương
MSSV: 20128097
GVHD: TS. Huỳnh Nguyễn Anh Tuấn

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2024

i

ii

iii

iv

v

vi

vii

viii

ix

TÓM TẮT ĐỀ TÀI
Ô nhiễm môi trường luôn là vấn đề cấp thiết cần được quan tâm. Do đó, nhiều nghiên
cứu hiện nay có xu hướng tận dụng nguồn phế phẩm để tạo ra vật liệu xanh nhằm góp
phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Các phế phẩm như là vỏ trấu, bã cà phê, vỏ cà
phê, xơ dừa,…có tiềm năng trong việc ứng dụng làm sản phẩm composite.
Trong khóa luận này, bã cà phê được xử lý tận dụng để làm chất độn gia cường cho vật
liệu composite trên nền nhựa novolac. Đầu tiên, nhựa novolac được đánh giá các tính
chất lý hóa bằng phương pháp nhiệt quét vi sai DSC. Sau đó, vật liệu composite dạng
tấm được chế tạo bằng phương pháp ép nhiệt với kích thước 17×17×0,4 (cm) và được
gia cường bằng bã cà phê. Các yếu tố ảnh hưởng đến tấm composite như hàm lượng
urotropin, tỷ lệ giữa bã cà phê trên nhựa và mật độ composite được đánh giá bằng tiêu
chuẩn ASTM D638 và ASTM D790. Kết quả cho thấy rằng, đối với ảnh hưởng của hàm
lượng urotropin thì khi tăng 10 đến 14% thì các giá trị cơ tính tăng. Tuy nhiên, khi
urotropin tăng đến giá trị 16% thì các giá trị này giảm. Đối với tỷ lệ bã cà phê từ 4 đến
6 phần thì tính chất cơ học gia tăng. Tuy nhiên, tính chất này bị suy giảm khi tỷ lệ bã cà
phê tăng lên. Bên cạnh đó, kết quả khảo sát mật độ compopsite cho thấy cơ tính vật liệu
đạt giá trị cao nhất tại mật độ 1,30g/cm3. Mẫu composite được chế tạo từ bã cà phê trước
và sau xử lý được đánh giá cơ tính và hình thái bằng kính hiển vi điện tử SEM. Kết quả
quan sát ảnh SEM cho thấy, sau khi bã cà phê xử lý loại bỏ dầu thì bề mặt vật mịn hơn
và trách được tình trạng kết khối của các hạt bã cà phê.
Bên cạnh đó, đề tài đã thử nghiệm kết hợp sợi thủy tinh trong mẫu composite. Tuy nhiên,
kết quả cho thấy việc sử dụng này không có tác động tích cực đến tính chất cơ học của
sản phẩm.
Để đánh giá khả năng ổn định của tấm composite hai dung
...

...
Phụ lục 23. Kết quả đo độ bền kéo của mẫu composite với mật độ là 1,20 g/cm3

83

Phụ lục 24. Kết quả đo độ bền kéo của mẫu composite với mật độ là 1,30 g/cm3

84

Phụ lục 25. Kết quả đo độ bền uốn của mẫu composite SCG

85

Phụ lục 26. Kết quả đo độ bền uốn của mẫu composite ESCG

86

Phụ lục 27. Kết quả đo độ bền kéo của mẫu composite SCG

87

Phụ lục 28. Kết quả đo độ bền kéo của mẫu composite ESCG

88

Phụ lục 29. Kết quả đo độ bền uốn của mẫu composite với 5% sợi thủy tinh ngắn

89

Phụ lục 30. Kết quả đo độ bền uốn của mẫu composite với 10% sợi thủy tinh
ngắn

90

Phụ lục 31. Kết quả đo độ bền uốn của mẫu composite với 15% sợi thủy tinh
ngắn

91

Phụ lục 32. Bảng độ hấp thụ nước của vật liệu composite với các tỉ lệ bã cà phê và
nhựa khác nhau
Ngày

Độ hấp thu nước (%)
4/6

5/5

6/4

7/3

1

12,55 ± 2,78

32,21 ± 4,69

66,60 ± 0,31

79,17 ± 3,10

2

23,62 ± 4,78

36,56 ± 4,75

73,34 ± 2,72

80,39 ± 4,04

3

28,21 ± 4,50

38,80 ± 5,28

75,94 ± 2,87

85,09 ± 1,50

4

28,77 ± 4,50

41,54 ± 5,00

76,73 ± 2,58

87,12 ± 1,61

5

29,15 ± 4,63

42,73 ± 4,57

77,26 ± 2,28

89,01 ± 2,36

6

29,36 ± 4,88

43,74 ± 4,56

77,80 ± 2,23

89,39 ± 2,80

7

29,37 ± 4,88

43,81 ± 4,59

78,04 ± 2,36

89,80 ± 2,81

Phụ lục 33. Bảng độ hấp thụ hexan của vật liệu composite với các tỉ lệ bã cà phê
và nhựa khác nhau
Ngày

Độ hấp thu hexan (%)
4/6

5/5

6/4

7/3

1

0,59 ± 0,24

0,59 ± 0,21

2,50 ± 1,04

6,66 ± 0,79

2

1,21 ± 0,39

1,44 ± 0,17

2,97 ± 0,59

8,00 ± 0,97

3

1,40 ± 0,41

1,82 ± 0,46

3,20 ± 0,67

8,42 ± 078

4

1,63 ± 0,64

1,78 ± 0,37

3,29 ± 0,73

8,73 ± 0,72

5

1,69 ± 0,78

1,93 ± 0,36

3,37 ± 0,78

9,18 ± 0,95

6

1,83 ± 0,74

2,06 ± 0,36

3,50 ± 0,70

9,18 ± 0,84

7

1,83 ± 0,63

2,18 ± 0,29

3,70 ± 0,66

9,35 ± 1,01

92

Phụ lục 34. Kết quả đo độ bền uốn của mẫu composite với tỉ lệ bã cà phê: nhựa là
4:6 sau 7 ngày ngâm trong nước

93

Phụ lục 35. Kết quả đo độ bền uốn của mẫu composite với tỉ lệ bã cà phê: nhựa là
5:5 sau 7 ngày ngâm trong nước

94

Phụ lục 36. Kết quả đo độ bền uốn của mẫu composite với tỉ lệ bã cà phê: nhựa là
4:6 sau 7 ngày ngâm trong hexan

95

Phụ lục 37. Kết quả đo độ bền uốn của mẫu composite với tỉ lệ bã cà phê: nhựa là
5:5 sau 7 ngày ngâm trong hexan

96

Phụ lục 38. Kết quả đo độ bền uốn của mẫu composite với tỉ lệ bã cà phê: nhựa là
6:4 sau 7 ngày ngâm trong hexan

97

Phụ lục 39. Kết quả đo độ bền uốn của mẫu composite với tỉ lệ bã cà phê: nhựa là
7:3 sau 7 ngày ngâm trong hexan

40

98