Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Hóa học: Chế tạo và nghiên cứu tính chất của tổ hợp vật liệu cao phân tử ứng dụng làm màng phủ nhà lưới

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN HOÁ HỌC -----o0o----- HOÀNG THỊ VÂN AN CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CỦA TỔ HỢP VẬT LIỆU CAO PHÂN TỬ ỨNG DỤNG LÀM MÀNG PHỦ NHÀ LƯỚI Chuyên ngành: HOÁ HỮU CƠ Mã số: 62.44.27.01 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HOÁ HỌC HÀ NỘI - 2012 A- GIỚI THIỆU LUẬN ÁN I- Tính cấp thiết của ñề tài Nông nghiệp là ngành kinh tế quan trọng của Việt Nam. Năm 2010, giá trị sản xuất toàn ngành tăng 4,69%, tổng kim ngạch xuất khẩu toàn ngành ñạt mức kỉ lục, ước ñạt 19,15 tỉ USD tăng gần 22,6% so với năm 2009, vượt 77,3% so với mục tiêu ñược ðại hội ðảng X ñề ra. Cùng với chương trình nông thôn mới bắt ñầu ñược triển khai, nhiều chính sách và chủ trương mới của ðảng và Nhà nước hướng về nông thôn, hỗ trợ nông dân ñã và ñang ñược quan tâm áp dụng. Việc sử dụng màng chất dẻo trong nông nghiệp bao gồm 3 ứng dụng chính: che phủ nhà lưới, nhà vòm và phủ bổi (phủ trực tiếp lên ñất). Trong ñó, màng che phủ nhà lưới là quan trọng nhất bởi nó ñược sử dụng với khối lượng lớn. Màng polyme không chỉ làm tăng nhiệt ñộ của ñất mà còn làm giảm việc sử dụng nước tưới và phân bón. Nhờ tạo ra một vi khí hậu cho sự phát triển của rễ, sản xuất nông nghiệp có thể không phụ thuộc vào môi trường bên ngoài. Công nghệ chế tạo màng polyme hấp thụ UV và bền thời tiết ñể che phủ nhà lưới còn chưa ñược quan tâm nghiên cứu ñúng mức trong khi nhu cầu thực tế ñối với loại màng này ngày càng tăng, nhất là trong bối cảnh hiện ñại hoá nông nghiệp, nông thôn. Việc nghiên cứu công nghệ và thiết bị ñể sản xuất màng che phủ nhà lưới là khá phức tạp, ñòi hỏi phải nghiên cứu có hệ thống mới có thể ñạt ñược kết quả như mong muốn. Tuy nhiên, nếu chúng ta chủ ñộng ñược công nghệ sản xuất loại màng này thì sẽ rất thuận lợi trong việc triển khai ứng dụng thực tế. Chính vì vậy, ñề tài luận án “Chế tạo và nghiên cứu tính chất của tổ hợp vật liệu cao phân tử ứng dụng làm màng phủ nhà lưới” nhằm mục ñích nghiên cứu lí thuyết và chế tạo màng phủ nhà lưới hấp thụ UV, bền thời tiết ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp ñã ñược thực hiện nhằm giải quyết nhu cầu thực tế ñặt ra. II- Nội dung nghiên cứu của luận án 1. Lựa chọn và nghiên cứu ảnh hưởng của một số loại phụ gia tới quá trình phân hủy quang của màng LDPE. 2. Chế tạo và nghiên cứu tính chất của màng phủ nhà lưới hấp thụ UV, bền thời tiết - Nghiên cứu tính chất của màng phủ nhà lưới 3 lớp trong ñiều kiện gia tốc thời tiết. - Nghiên cứu tính chất của màng phủ nhà lưới 3 lớp trong ñiều kiện phơi mẫu tự nhiên. 3. Nghiên cứu thử nghiệm màng phủ nhà lưới hấp thụ UV, bền thời tiết cho 4 ñối tượng cây trồng là cây cải mơ, cây xà lách, cây bí ñao và cây dưa chuột. III- Ý nghĩa khoa học, thực tiễn và ñóng góp mới của luận án 1 1. Luận án ñã nghiên cứu, lựa chọn ñược phụ gia phù hợp ñể chế tạo màng phủ nhà lưới hấp thụ UV, bền thời tiết. 2. Chế tạo ñược màng phủ nhà lưới hấp thụ UV, bền thời tiết có cấu trúc 3 lớp trên cơ sở LDPE và EVA, làm cơ sở ñể xây dựng quy trình công nghệ sản xuất màng phủ nhà lưới quy mô công nghiệp. Màng phủ nhà lưới có tuổi thọ dự kiến là 20 tháng. 3. Qua triển khai mô hình với 2 ñối tượng là cây thân thấp và cây thân leo (với 4 loài cây là cải mơ, xà lách, bí ñao, dưa chuột) ñã chứng minh ñược ưu ñiểm của màng phủ nhà lưới trong việc cải thiện vi khí hậu nhà lưới, tăng cường quá trình sinh trưởng và phát triển của cây trồng, ñem lại hiệu quả về kinh tế. IV- Bố cục luận án Luận án dày 142 trang gồm 3 chương: Mở ñầu (2 trang); Chương 1- Tổng quan (50 trang); Chương 2- Thực nghiệm (16 trang); Chương 3- Kết quả và thảo luận (54 trang); Kết luận chung (2 trang); Danh mục các công trình công bố của tác giả (1 trang); Tài liệu tham khảo (17 trang) gồm 130 tài liệu tham khảo cập nhật ñến 2011. Trong luận án có 43 bảng biểu, 42 hình vẽ và ñồ thị. B. NỘI DUNG LUẬN ÁN CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Giới thiệu chung về polyolefin 1.2. Ưu ñiểm của màng phủ nhà lưới bằng chất dẻo 1.3. Các vật liệu sử dụng ñể chế tạo màng Giới thiệu các vật liệu ñã và ñang ñược dùng làm màng phủ nhà lưới, ưu, nhược ñiểm của chúng. 1.4. Các khả năng phân hủy của polyolefin trong quá trình gia côngvà sử dụng Polyolefin dễ bị phân hủy trong quá trình gia công và sử dụng. Các khả năng có thể xảy ra là phân hủy nhiệt, phân hủy quang, phân hủy cơ học và phân hủy hóa học ñược trình bày ñầy ñủ trong luận án. 1.5. Các phụ gia trong công nghệ chế tạo màng Giới thiệu cơ chế hoạt ñộng của phụ gia ổn ñịnh nhiệt, phụ gia ổn ñịnh quang, phụ gia chống ñọng sương, các phụ gia khác cũng như tương tác giữa các phụ gia. 1.6. Công nghệ chế tạo và ứng dụng của màng phủ nhà lưới. CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM 2.1. Nguyên liệu và hoá chất 2.2. Thiết bị nghiên cứu Máy trộn siêu tốc Supermix (Trung Quốc), máy ñùn 2 trục liên hợp máy cắt hạt series SHJ-30A (ðài Loan), máy ñùn thổi màng series SJ-45 (ðài Loan) , máy thổi màng 3 lớp MS3R-1300Q (Shanghai CMIC). 2 Thiết bị ño ñộ bền kéo ñứt và ñộ giãn dài khi ñứt AGS-J 10kN (Shimadzu),thiết bị thử nghiệm gia tốc thời tiết UVCON Model UC-327-2 (Viện Kỹ thuật Nhiệt ñới), và các thiết bị ño tính chất màng khác. 2.3. Phương pháp tiến hành 2.3.1. Tạo chất chủ (masterbatch) Phụ gia và hạt nhựa ñược trộn cơ học trong 1 giờ trên máy trộn siêu tốc Supermix với tốc ñộ 50 vòng/phút ñể phân tán ñồng ñều các thành phần rồi ñưa vào phễu nạp liệu của máy ñùn 2 trục vít liên hợp máy cắt hạt series SHJ-30A ñã ñiều chỉnh các thông số vận hành. 2.3.2. Quá trình thổi màng Nhựa hạt LDPE ñược trộn cơ học với lượng chất chủ cần trên máy trộn quay Supermix trong 1 giờ với tốc ñộ 50 vòng/phút. Hỗn hợp ñược ñưa vào phễu nạp liệu của máy ñùn thổi màng series SJ-45 ñã ñược ñiều chỉnh các thông số vận hành ñể thu ñược màng có chiều dày 50μm (máy ñùn thổi có ñường kính trục vít 45mm, tỷ lệ L/D 28, tốc ñộ trục vít 10 - 120 vòng/phút, năng suất tối ña 20 - 30kg/giờ). Màng 3 lớp ñược thổi trên dây truyền thổi màng 3 lớp MS3R-1300Q của Shanghai CMIC. 2.3.3. Các nội dung nghiên cứu và khảo sát 2.3.3.1. Nghiên cứu lựa chọn phụ gia cho quá trình chế tạo màng hấp thụ UV, bền thời tiết. Mục ñích: Chọn ñược hỗn hợp phụ gia phù hợp ñể chế tạo màng phủ nhà lưới hấp thụ UV, bền thời tiết. 2.3.3.2. Nghiên cứu chế tạo màng phủ nhà lưới hấp thụ UV, bền thời tiết. Mục ñích: Chế tạo màng phủ nhà lưới hấp thụ UV, bền thời tiết ñáp ứng ñược những yêu cầu trong nông nghiệp. 2.3.3.3. Nghiên cứu thử nghiệm màng phủ nhà lưới hấp thụ UV, bền thời tiết cho 1 số ñối tượng cây trồng. Mục ñích: Thử nghiệm màng chế tạo ñược cho 2 loại cây thân thấp và thân leo. So sánh với màng nhập ngoại và màng LDPE thường. 3 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Nghiên cứu lựa chọn phụ gia cho quá trình chế tạo màng hấp thụ UV, bền thời tiết 3.1.1. Nghiên cứu lựa chọn phụ gia ổn ñịnh quang 3.1.1.1. Ảnh hưởng của loại phụ gia ổn ñịnh quang Hình 3.1. Sự suy giảm ñộ dãn dài khi ñứt của các mẫu màng trong quá trình gia tốc thời tiết (chiều dày màng 50μm) Hình 3.2. Sự suy giảm ñộ bền kéo ñứt của các mẫu màng LDPE trong quá trình gia tốc thời tiết (chiều dày màng 50μm) Kết quả cho thấy, giá trị t1/2 EB và t1/2 TS của màng LDPE giảm nhanh theo thời gian tiếp xúc trong quá trình thử nghiệm gia tốc thời tiết. Màng không chứa phụ gia có ñộ bền thời tiết kém nhất, giá trị t1/2 EB là khoảng 6 ngày (12 chu kỳ). Giá trị t1/2 EB của màng LDPE chứa 0,2% Tinuvin 326 là khoảng 15 ngày, tuổi thọ kéo dài gấp 2,5 lần so với màng LDPE thông thường. Giá trị t1/2 EB của màng LDPE chứa 0,2% các phụ gia Tinuvin 622 và Tinuvin 783 là khoảng 40 ngày (80 chu kỳ), gấp gần 7 lần so với màng LDPE không chứa phụ gia.Sự suy giảm ñộ dãn dài khi ñứt tại một thời ñiểm bất kì diễn ra theo thứ tự sau: LDPE > Tinuvin 326 > Tinuvin 622 Tinuvin 783. Như vậy có thể thấy hiệu quả ổn ñịnh quang của Tinuvin 622 và Tinuvin 783 cao hơn so với Tinuvin 326. 4 ... - tailieumienphi.vn