Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ năm, 06/09/2007 15:42 (GMT+7)

Vật liệu mới (PCNs)

Trên thực tế, sự kết hợp giữa 1 polymer và khoáng clay (clay mineral: bectonit, hectorite…) đã được tiến hành hơn 50 năm về trước nhưng đã không có được kết quả như mong muốn. Clay với khối lượng sử dụng lên đến 40 - 50 wt% chỉ tạo nên sự tăng lên ở tính cơ lý (moduhes) vào khoảng gấp 2 lần. Sự giới hạn ở hiệu quả gia cường chính do sự phân tán kém của clay trong chất nền (Matrix). Điều đó có nghĩa là clay đã tồn tại dưới dạng những hạt lớn (agglom erated tactoids) với kích thước nm và thậm chí đến mm. Nguyên nhân chính của vấn đề này là do sự không tương hợp giữa clay mang tính ưa nước (hydrophilic) và polymer mang tính kỵ nước (hydrophobic). Để khắc phục được điểm này, TCRD đã biến tính clay bằng cách thay thế những ion kim loại (Na +, Mg +, Li +…) tồn tại giữa hai lớp clay bằng các chất hoạt động bề mặt như muối alkylamnium thông qua phản ứng trao đổi ion thông thường (clay biến tính tạo thành được gọi tên ngắn gọn là organoclay). Hơn thế nữa họ đã thấy rằng quá trình biến tính clay này cũng kém với khả năng mở rộng clay galleries (swelling of clay) và dẫn đến khả năng tách lớp của clay (exfoliation or delamination of silicate layers) thành những đơn lớp với clay với chiều dày khoảng 1 nm và đường kính khoảng một trăm đến vài trăm nm. Kết quả nghiên cứu đã được áp dụng thành công trong điều chế vật liệu Nylon 6/clay nanocomposites (NCN s). Chỉ với hàm lượng organoclay 4,2 wt% trong Nylon 6/matrix, NCN sđã cho thấy một sự tăng lên gấp đôi của modulies, ứng suất tăng lên 50%, nhiệt độ biến dạng (heat distortion) tăng lên 80 0C so với polymer Nylon6. Sự thành công NCN sđã mở ra một kỷ nguyên vật liệu mới mà chúng ta gọi tên chung là “polymer/clay nanocomposites” đến nay đã có nhiều nghiên cứu về PCN s, được điều chế trên cơ sở nền epoxy, polyurethnes (PU, polyetherimides (PEI), polylenzoxazin, polypropylen, polystyreme (PS), polu (methyl methacrylate) (PMMA), polycaprolactonne (PCL), v.v… sử dụng những kỹ thuật phù hợp cho từng loại hợp chất. Các kỹ thuật ngày nay sử dụng cho điều chế PCN scó thể được chia làm hai loại cụ thể: Đó là kỹ thuật insitu polymorization (như được sử dụng cho điều chế NCN strước đây) và kỹ thuật direct blending giữa organoclay với polymer, đặc biệt cho những nanocomposite với nền matrix là 1 polyolefin.

Polypropylene (PP) là một trong những themoplastics được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới hiện nay. Vì vậy cùng với sự phát triển của công nghệ PCN sđã có một vài nghiên cứu về PPCN svới mong muốn rằng vật liệu PPCN strên cơ sở những đặc tính tốt vốn có của PP sẽ cung cấp những khả năng tốt trong thực tế.

Theo các tài liệu [3, 4] thì PP không tương tác với organoclay do tính hyđrophobic quá mạnh của chúng. Chính vì thế trong nghiên cứu PP được biến tính với maleic - anhydricde (MAH) tiến hành ở TCRD thông qua phương pháp direct goafting ở nhiệt độ cao. Sản phẩm biến tính PP (PP - MA) được kết hợp với những hàm lượng khác nhau (từ 2 đến 7,5 wt%) của organoclay (montmorilonite biến tính với muối dimethyl steary; ammonium chloride) thông qua melt - extruding để điều chế PPCN s.

Polymer/ clay nanocomposites là một lĩnh vực mới của thế kỷ 21 rất có tiềm năng nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng. Với ưu thế về tính cơ ký, cũng như các tính chất tốt khác của PCN snhư đã nêu trên cộng với tính sẵn có của nguyên liệu (từ khoáng clay), qui trình biến tính clay không phức tạp (hiện tại clay được cung cấp rộng rãi trên thị trường với các nhà cung cấp như Nanocor, Nanomat…) và với việc sản xuất PCN sbằng phương pháp thông dụng melt - extruding, hiện tại lĩnh vực này được nghiên cứu và sản xuất rộng rãi ở các nước phát triển như Mỹ, Nhật Bản và các nước châu Âu (các hãng cung cấp Bayer AG, Gedlastics, Nanocor, Showa Denko, Ubc, v.v…). Các nước như Trung Quốc, Hàn Quốc cũng đang cố gắng cập nhật và phát triển, tuy nhiên cũng có mức độ hạn chế nhất định về mặt kỹ thuật. Trong vòng 10 năm tới, đây là ngành sẽ phát triển và mang lại nhiều lợi nhuận. PCN slà một ngành mới mẻ chưa được nghiên cứu nhiều về cơ bản nhưng cũng có những bước tiến cụ thể trong áp dụng thực tiễn, đặc biệt là ngành vật liệu cho sản xuất ô tô (Tosota, Gennerd, Motorsz…) sản xuất bao bì đựng và bảo quản thức ăn… các thông tin về chế tạo và ứng dụng nanocomposites có sẵn trên internet như: www.plasticestechnology.com, www.Uspo.to.gov/putft/index/html, v.v…

Với nguồn tài nguyên khoáng sản phong phú và tiềm lực dồi dào của đội ngũ các nhà khoa học ở Việt Nam , tin tưởng rằng trong tương lai gần ngành PCN ssẽ được phát triển và được ứng dụng nhiều trên thực tế. Và bên cạnh đó để phát triển được những mũi nhọn đột phá về khoa học vật liệu mới như PCN sđòi hỏi sự quan tâm sâu sắc của Nhà nước về thiết bị cũng như kinh phí nghiên cứu và đào tạo con người của ngành này.

Tài liệu tham khảo

(1)   Kojima Y; Usuki A; Kawasumi M; Okada A; Fukushima Y; Karauchi T; Kamigaito O. J. Mater. Res. 1993, 6, 1185

(2)   Usuki A; Kawasumi M; Okada A; Fukushima Y; Karauchi T; Kamigaito O. J. Mater. Res. 1993, 8, 1179.

(3)   Hasegawa N. Okamoto H; Kato M; Usuki A. J. Appl, Sci. 2000, 78, 1981.

(4)   Hasegawa N. Okamoto H; Kato M; Tsukigase A; Usuki A. Macromol. Mater. Eng, 2000, 76, 280.

(5)   Phan Hoai Nam, Pralay Maiti, Masami Okamoto, Tadao Kotaka, Mitsuko Tanaka, Masahiro Ahshima, Maoki Hasegawa and Arimitsu Usuki, Foam Processing and cellular structure of Polypropylene/ Clay Nanocomposites, Proc.of “The First WorldCongress of Nanocomposites”, Chicago – U. S. A, 2001, 281 – 287.

(6)   Phan Hoai Nam, Pralay Maiti, Masami Okamoto, Tadao Kotaka, Naoki Hasegawa and Arimitsu Asuki, A hierarchical Structure and Properties of Intercalated Polỷpopylene Clay nanocomposites, Polymer 2001, 42, 9633.

(7)   Masami Okamoto, Phan Hoai Nam, Pralay Maiti, Tadao Kotaka, Naoki Hasegawa and Arimitsu Usuki, A House of Card Structure in Polpropylene/ Clay Nanocomposites under Elongation Flow, Nanocomposites, 2001, 1, 295.

(8)   Masami Okamoto, Phan Hoai Nam, Pralay Maiti, Tadao Kotaka, Takashi Nakayama, Mitsuko Takada, Masahiro Ohsima, Naoki Hasegawa and Arimitsu Usuki, Biaxial Flow – Induced Alignment of Silicate Layers in Polypropylene/ Clay Nanocomposites Foam, Nanoletters, 2001, 1, 503.

(9)   Pham Hoai Nam, Pralay Maiti, Masima Okamoto, Tadao Kotaka, Takashi Nakayama, Mitsuko Takada, Masahiro Ohsima, Naoki Hasegawa and Arimitsu Usuki, Foam processing and cellular structure of Polypropylene/ Clay Nanocomposite, Polymer, Eng, Sci, 2002, in press.

Xem Thêm

Phát triển nhân lực trẻ cho các lĩnh vực công nghệ chiến lược
Bộ Khoa học và Công nghệ được giao nghiên cứu, đề xuất cơ chế, chính sách phát triển nhân lực trẻ chất lượng cao trong các lĩnh vực công nghệ thông tin, trí tuệ nhân tạo, hàng không vũ trụ và năng lượng nguyên tử, với thời hạn hoàn thành trong quý IV/2026.
Thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức
Sáng ngày 28/7, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã phối hợp với Viện Khoa học và Quản lý kinh tế (IESEM) tổ chức hội thảo "Thực trạng và giải pháp thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức trong bối cảnh Cách mạng công nghiệp 4.0".
Thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý năng lượng - Giải pháp then chốt giảm phát thải nhà kính
Ngày 17/12, tại phường Bà Rịa, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Sở Công Thương TP.HCM, Trung tâm Chứng nhận Chất lượng và Phát triển Doanh nghiệp và Công ty Cổ phần Tập đoàn Vira tổ chức Hội thảo khoa học “Giải pháp thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý, sử dụng năng lượng hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính”.
Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách
Trong hai ngày 12-13/11, tại tỉnh Cao Bằng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PanNature) và Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cao Bằng tổ chức Chương trình chia sẻ “Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách”.
Thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của vật liệu tiên tiến trong sản xuất năng lượng sạch
Ngày 24/10, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Khoa học Công nghệ Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam (VNACA) tổ chức Hội thảo khoa học “Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính”.
Dựa vào thiên nhiên để phát triển bền vững vùng núi phía Bắc
Đó là chủ đề của hội thảo "Đa dạng sinh học và giải pháp dựa vào thiên nhiên cho phát triển vùng núi phía Bắc" diễn ra trong ngày 21/10, tại Thái Nguyên do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Vusta) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PANNATURE) phối hợp tổ chức.
Muốn công tác quy hoạch hiệu quả, công nghệ phải là cốt lõi
Phát triển đô thị là một quá trình, đô thị hoá là tất yếu khách quan, là một động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững. Trong kỷ nguyên vươn mình, quá trình đô thị hoá không thể tách rời quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước...
Hội thảo quốc tế về máy móc, năng lượng và số hóa lần đầu tiên được tổ chức tại Vĩnh Long
Ngày 20/9, tại Vĩnh Long đã diễn ra Hội thảo quốc tế về Máy móc, năng lượng và số hóa hướng đến phát triển bền vững (IMEDS 2025). Sự kiện do Hội Nghiên cứu Biên tập Công trình Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VASE) - hội thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long (VLUTE) tổ chức.

Tin mới

Thanh Hoá: Phát huy nguồn lực trí tuệ của đội ngũ trí thức
Ngày 06/11, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Thanh Hóa (Liên hiệp hội) phối hợp với Sở Khoa học và Công nghệ, Trường Đại học Hồng Đức và Viện Nông nghiệp Thanh Hóa tổ chức Diễn đàn khoa học với chủ đề “Giải pháp nâng cao hiệu quả tập hợp và phát huy trí tuệ của đội ngũ chuyên gia, trí thức, nhà khoa học trình độ cao thuộc các lĩnh vực phục vụ phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Thanh Hóa”.
Bắc Ninh: Hội thảo chuyển đổi số - cơ hội, thách thức và nhu cầu nhân lực
Ngày 05/11, Liên hiệp các hội Khoa học và Kỹ thuật thành phố Bắc Ninh phối hợp với Trường Cao đẳng Lý Thái Tổ tổ chức hội thảo khoa học với chủ đề “Chuyển đổi số và Trí tuệ nhân tạo (AI) trong Logistics và Quản lý chuỗi cung ứng - Cơ hội, thách thức và nhu cầu nhân lực giai đoạn 2026–2030”.
VUSTA xây dựng đề án vị trí việc làm giai đoạn 2027–2031
Là hội quần chúng được Đảng và Nhà nước giao nhiệm vụ ở Trung ương, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đang tập trung triển khai việc rà soát vị trí việc làm (VTVL), xây dựng phương án biên chế giai đoạn 2027–2031, nhằm hoàn thiện tổ chức bộ máy và nâng cao hiệu quả tập hợp đội ngũ trí thức khoa học và công nghệ (KH&CN).
Tập huấn sử dụng hệ thống thông tin điều hành tác nghiệp Mặt trận Tổ quốc Việt Nam
Ngày 5/11, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) tổ chức Hội nghị Hướng dẫn sử dụng phần mềm trong quản lý và điều hành tác nghiệp văn bản đi và đến. Hội thảo nhằm nâng cao kỹ năng sử dụng, khai thác hiệu quả các chức năng của hệ thống số hóa, góp phần tích cực vào quá trình chuyển đổi số toàn diện trong công tác quản lý, điều hành và xử lý văn bản nghiệp vụ tại Cơ quan VUSTA.
Lào Cai: 52 đề tài xuất sắc sẽ được trao giải Cuộc thi lần thứ 21
Chiều 3/11, Ông Giàng Quốc Hưng - Ủy viên Ban Thường vụ Tỉnh ủy, Phó Chủ tịch UBND tỉnh, Chủ tịch Liên hiệp Hội tỉnh, Trưởng Ban Tổ chức Hội thi Sáng tạo kỹ thuật (Hội thi) và Cuộc thi Sáng tạo thanh, thiếu niên, nhi đồng tỉnh (Cuộc thi), chủ trì cuộc họp thống nhất công tác chuẩn bị tổng kết, trao giải Cuộc thi lần thứ 21 và phát động Cuộc thi lần thứ 22.
Cải cách hành chính và chuyển đổi số ở cơ sở cần thực chất hơn
Năm 2026, khi mô hình chính quyền địa phương hai cấp đi vào vận hành, cải cách hành chính và chuyển đổi số đặt ra yêu cầu cao với chính quyền cơ sở. Qua khảo sát tại phường Tuy Hòa, Cư Bao, xã Sơn Hòa, Sông Hinh, Ea Na và Yang Mao, Hội đồng tư vấn Dân chủ – Pháp luật thuộc Ủy ban MTTQ Việt Nam tỉnh Đắk Lắk ghi nhận nỗ lực của địa phương và những vấn đề cần tháo gỡ để nâng cao chất lượng phục vụ.
Tôn vinh tinh hoa đạo học, tiếp nối mạch nguồn hiền tài dân tộc
Từ ngày 5 - 15/11, thành phố Hà Nội tổ chức chuỗi hoạt động kỷ niệm 950 năm thành lập Quốc Tử Giám (1076–2026), với nhiều chương trình văn hóa, nghệ thuật, triển lãm, trải nghiệm di sản và hội thảo khoa học. Đây là dịp tôn vinh những giá trị bền vững của nền Quốc học Việt Nam, khơi dậy truyền thống hiếu học, tôn sư trọng đạo và tinh thần trọng dụng hiền tài.