Header Page of 126 BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN HỐ HỌC -o0o - HỒNG 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 TĨM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HỐ HỌC HÀ NỘI - 2012 Footer Page of 126 Header Page of 126 A- GIỚI THIỆU LUẬN ÁN I- Tính cấp thiết đề tài Nơng nghiệp ngành kinh tế quan trọng Việt Nam Năm 2010, giá trị sản xuất toàn ngành tăng 4,69%, tổng kim ngạch xuất tồn ngành đạt mức kỉ lục, ước đạt 19,15 tỉ USD tăng gần 22,6% so với năm 2009, vượt 77,3% so với mục tiêu ñược ðại hội ðảng X đề Cùng với chương trình nơng thơn bắt đầu triển khai, nhiều sách chủ trương ðảng Nhà nước hướng nông thơn, hỗ trợ nơng dân quan tâm áp dụng Việc sử dụng màng chất dẻo nơng nghiệp bao gồm ứng dụng chính: che phủ nhà lưới, nhà vòm phủ bổi (phủ trực tiếp lên đất) Trong đó, màng che phủ nhà lưới quan trọng sử dụng với khối lượng lớn Màng polyme khơng làm tăng nhiệt độ đất mà cịn làm giảm việc sử dụng nước tưới phân bón Nhờ tạo vi khí hậu cho phát triển rễ, sản xuất nông nghiệp khơng phụ thuộc vào mơi trường bên ngồi Cơng nghệ chế tạo màng polyme hấp thụ UV bền thời tiết để che phủ nhà lưới cịn chưa ñược quan tâm nghiên cứu ñúng mức nhu cầu thực tế ñối với loại màng ngày tăng, bối cảnh đại hố nông nghiệp, nông thôn Việc nghiên cứu công nghệ thiết bị ñể sản xuất màng che phủ nhà lưới phức tạp, địi hỏi phải nghiên cứu có hệ thống đạt kết mong muốn Tuy nhiên, chủ ñộng ñược cơng nghệ sản xuất loại màng thuận lợi việc triển khai ứng dụng thực tế Chính vậy, đề tài luận án “Chế tạo nghiên cứu tính chất tổ hợp vật liệu cao phân tử ứng dụng làm màng phủ nhà lưới” nhằm mục đích nghiên cứu lí thuyết chế tạo màng phủ nhà lưới hấp thụ UV, bền thời tiết ứng dụng sản xuất nơng nghiệp thực nhằm giải nhu cầu thực tế ñặt II- Nội dung nghiên cứu luận án Lựa chọn nghiên cứu ảnh hưởng số loại phụ gia tới trình phân hủy quang màng LDPE Chế tạo nghiên cứu tính chất màng phủ nhà lưới hấp thụ UV, bền thời tiết - Nghiên cứu tính chất màng phủ nhà lưới lớp ñiều kiện gia tốc thời tiết - Nghiên cứu tính chất màng phủ nhà lưới lớp ñiều kiện phơi mẫu tự nhiên Nghiên cứu thử nghiệm màng phủ nhà lưới hấp thụ UV, bền thời tiết cho ñối tượng trồng cải mơ, xà lách, bí đao dưa chuột III- Ý nghĩa khoa học, thực tiễn ñóng góp luận án Footer Page of 126 Header Page of 126 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 Chế tạo ñược màng phủ nhà lưới hấp thụ UV, bền thời tiết có cấu trúc lớp sở LDPE EVA, làm sở để xây dựng quy trình cơng nghệ sản xuất màng phủ nhà lưới quy mô công nghiệp Màng phủ nhà lưới có tuổi thọ dự kiến 20 tháng Qua triển khai mơ hình với đối tượng thân thấp thân leo (với lồi cải mơ, xà lách, bí đao, dưa chuột) ñã chứng minh ñược ưu ñiểm màng phủ nhà lưới việc cải thiện vi khí hậu nhà lưới, tăng cường trình sinh trưởng phát triển trồng, ñem lại hiệu kinh tế IV- Bố cục luận án Luận án dày 142 trang gồm chương: Mở ñầu (2 trang); Chương 1- Tổng quan (50 trang); Chương 2- Thực nghiệm (16 trang); Chương 3- Kết thảo luận (54 trang); Kết luận chung (2 trang); Danh mục cơng trình cơng bố 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 ñồ thị B NỘI DUNG LUẬN ÁN CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung polyolefin 1.2 Ưu ñiểm màng phủ nhà lưới chất dẻo 1.3 Các vật liệu sử dụng ñể chế tạo màng Giới thiệu vật liệu ñã ñang ñược dùng làm màng phủ nhà lưới, ưu, nhược ñiểm chúng 1.4 Các khả phân hủy polyolefin trình gia cơngvà sử dụng Polyolefin dễ bị phân hủy q trình gia cơng sử dụng Các khả xảy phân hủy nhiệt, phân hủy quang, phân hủy học phân hủy hóa học trình bày đầy đủ luận án 1.5 Các phụ gia công nghệ chế tạo màng Giới thiệu chế hoạt ñộng phụ gia ổn ñịnh nhiệt, phụ gia ổn ñịnh quang, phụ gia chống ñọng sương, phụ gia khác tương tác phụ gia 1.6 Công nghệ chế tạo ứng dụng màng phủ nhà lưới CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 2.1 Nguyên liệu hoá chất 2.2 Thiết bị nghiên cứu Máy trộn siêu tốc Supermix (Trung Quốc), máy ñùn trục liên hợp máy cắt hạt series SHJ-30A (ðài Loan), máy ñùn thổi màng series SJ-45 (ðài Loan) , máy thổi màng lớp MS3R-1300Q (Shanghai CMIC) Footer Page of 126 Header Page of 126 Thiết bị ño ñộ bền kéo ñứt ñộ giãn dài ñứt AGS-J 10kN (Shimadzu),thiết bị thử nghiệm gia tốc thời tiết UVCON Model UC-327-2 (Viện Kỹ thuật Nhiệt ñới), thiết bị đo tính chất màng khác 2.3 Phương pháp tiến hành 2.3.1 Tạo chất chủ (masterbatch) Phụ gia hạt nhựa ñược trộn học máy trộn siêu tốc Supermix với tốc ñộ 50 vịng/phút để phân tán đồng thành phần ñưa vào phễu nạp liệu máy ñùn trục vít liên hợp máy cắt hạt series SHJ-30A điều chỉnh thơng số vận hành 2.3.2 Q trình thổi màng Nhựa hạt LDPE ñược trộn học với lượng chất chủ cần máy trộn quay Supermix với tốc độ 50 vịng/phút Hỗn hợp ñưa vào phễu nạp liệu máy ñùn thổi màng series SJ-45 điều chỉnh thơng số vận hành để thu màng có chiều dày 50µm (máy đùn thổi có đường kính trục vít 45mm, tỷ lệ L/D 28, tốc độ trục vít 10 - 120 vịng/phút, suất tối ña 20 - 30kg/giờ) Màng lớp ñược thổi dây truyền thổi màng lớp MS3R-1300Q Shanghai CMIC 2.3.3 Các nội dung nghiên cứu khảo sát 2.3.3.1 Nghiên cứu lựa chọn phụ gia cho trình chế tạo màng hấp thụ UV, bền thời tiết Mục đích: Chọn 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 yêu cầu nông nghiệp 2.3.3.3 Nghiên cứu thử nghiệm màng phủ nhà lưới hấp thụ UV, bền thời tiết cho số ñối tượng trồng Mục ñích: Thử nghiệm màng chế tạo ñược cho loại thân thấp thân leo So sánh với màng nhập ngoại màng LDPE thường Footer Page of 126 Header Page of 126 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Nghiên cứu lựa chọn phụ gia cho 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 loại phụ gia ổn định quang Hình 3.1 Sự suy giảm ñộ dãn dài ñứt mẫu màng trình gia tốc thời tiết (chiều dày màng 50µm) Hình 3.2 Sự suy giảm độ bền kéo đứt mẫu màng LDPE q trình gia tốc thời tiết (chiều dày màng 50µm) Kết cho thấy, giá trị t1/2 EB t1/2 TS màng LDPE giảm nhanh theo thời gian tiếp xúc q trình thử nghiệm gia tốc thời tiết Màng khơng chứa phụ gia có độ bền thời tiết nhất, giá trị t1/2 EB khoảng ngày (12 chu kỳ) Giá trị t1/2 EB màng LDPE chứa 0,2% Tinuvin 326 khoảng 15 ngày, tuổi thọ kéo dài gấp 2,5 lần so với màng LDPE thông thường Giá trị t1/2 EB màng LDPE chứa 0,2% phụ gia Tinuvin 622 Tinuvin 783 khoảng 40 ngày (80 chu kỳ), gấp gần lần so với màng LDPE khơng chứa phụ gia.Sự suy giảm độ dãn dài đứt thời điểm diễn theo thứ tự sau: LDPE > Tinuvin 326 > Tinuvin 622 ≈ Tinuvin 783 Như thấy hiệu ổn ñịnh quang Tinuvin 622 Tinuvin 783 cao so với Tinuvin 326 Footer Page of 126 Header Page of 126 3.1.1.2 Ảnh hưởng chiều dày màng Hình 3.3 ðộ dãn dài ñứt màng Hình 3.4 ðộ bền kéo ñứt màng LDPE có chiều dày khác LDPE có chiều dày khác trình gia tốc thời tiết trình gia tốc thời tiết Giá trị t1/2 EB màng LDPE thơng thường dày 50µm khoảng 12 chu kỳ, t1/2 TS khoảng 16 chu kỳ, với màng dày 200µm cần tới khoảng 30 chu kỳ ñể ñạt tới giá trị t1/2 EB t1/2 TS Màng dày có khả chịu lão hóa cao phản ứng oxi hóa bề mặt diễn nhanh so với bên màng ðối với màng chứa phụ gia ổn ñịnh quang, nơi trình oxi hóa bề mặt diễn chậm, khuếch tán oxi vào bên màng phụ thuộc nhiều vào chiều dày Hình 3.5 ðộ dãn dài đứt màng LDPE chứa Tinuvin 326 có chiều dày khác trình gia tốc thời tiết Footer Page of 126 Hình 3.6 ðộ bền kéo ñứt màng LDPE chứa Tinuvin 326 có chiều dày khác trình gia tốc thời tiết ðộ b ền kéo đ ứt cị n lại (%) Header Page of 126 120 50 micromet 100 100 micromet 200 micromet 80 60 40 20 0 20 40 60 80 100 120 Thời gian gia tốc thời tiết (Chu kỳ) Hình 3.7 ðộ dãn dài đứt màng LDPE chứa Tinuvin 622 có chiều dày khác trình gia tốc thời tiết Hình 3.8 ðộ bền kéo ñứt màng LDPE chứa Tinuvin 622 có chiều dày khác q trình gia tốc thời tiết ðộ kéo đứt cị n lại (% ) 120 50 micromet 100 100 micromet 200 micromet 80 60 40 20 0 20 40 60 80 100 120 Thời gian gia tốc thời tiết (Chu kỳ) Hình 3.9 ðộ dãn dài ñứt màng LDPE chứa Tinuvin 783 có chiều dày khác q trình gia tốc thời tiết Hình 3.10 ðộ bền kéo đứt màng LDPE chứa Tinuvin 783 có chiều dày khác trình gia tốc thời tiết Kết hình cho thấy, thời gian đạt giá trị t1/2 EB t1/2 TS màng chứa phụ gia ổn định quang có xu hướng phụ thuộc hiệu chất ổn ñịnh, thời gian tăng tăng chiều dày màng đến 200µm Tuy nhiên, tăng chiều dày màng ảnh hưởng nhiều ñến ñộ truyền qua màng – yêu cầu quan trọng màng phủ nhà lưới dùng nông nghiệp Vì chúng tơi khảo sát độ truyền qua màng LDPE chứa 0,2 % T783 với ñộ dày khác Kết ñược bảng 3.6 ñây: Bảng 3.6 Ảnh hưởng chiều dày ñến ñộ truyền qua màng 50 100 150 200 Chiều dày màng (µm) Footer Page of 126 Header Page of 126 ðộ truyền qua (%) 92 88 80 75 3.1.1.3 Chỉ số cacbonyl Sự thay ñổi số cacbonyl ∆CI màng LDPE LDPE chứa 0,2% HALS Tinuvin 326, Tinuvin 783, Tinuvin 622 biểu diễn hình 3.11 Hình 3.11 Chỉ số cacbonyl mẫu màng trình gia tốc thời tiết (chiều dày màng 50µm) Chỉ số cacbonyl màng LDPE thông thường tăng nhanh 20 chu kỳ ñầu thử nghiệm gia tốc thời tiết Hiệu phụ gia việc làm giảm tốc ñộ tạo thành cacbonyl tăng theo thứ tự LDPE < T326 65% giá trị ban ñầu ðộ bền kéo ñứt ñộ dãn dài ñứt màng ñơn lớp giảm nhanh theo thời gian gia tốc thời tiết màng ñã giá trị sử dụng trước trải qua 20 chu kỳ gia tốc thời tiết 3.2.1.2 Chỉ số cacbonyl Hình 3.25 Chỉ số cacbonyl màng LDPE ñơn lớp lớp trình gia tốc thời tiết Kết cho thấy số cacbonyl màng ñơn lớp tăng nhanh theo thời gian gia tốc thời tiết Trong số màng lớp có chứa phụ gia HALS thay đổi khơng đáng kể sau 100 chu kỳ thử nghiệm Chỉ số cacbonyl màng lớp ban đầu 0,152 (do có mặt Sau 100 chu kỳ gia tốc thời tiết giá trị CI 0,17 chứng tỏ khả ngăn ngừa q trình oxi hóa quang phụ gia tốt 3.2.1.3 Phổ hồng ngoại Phổ hồng ngoại lớp ban ñầu sau 100 chu kỳ gia tốc thời tiết biểu diễn hình 3.26 3.27 Footer Page 15 of 126 14 Header Page 16 of 126 Hình 3.26 Phổ hồng ngoại màng Hình 3.27 Phổ hồng ngoại màng LDPE lớp ban ñầu LDPE lớp sau 100 chu kỳ gia tốc thời tiết Quan sát thấy phổ hồng ngoại màng lớp ban ñầu xuất pic 1738 cm-1 ñặc trưng cho liên kết C =O vinylaxetat EVA Sau 100 chu kỳ gia tốc thời tiết diện tích pic vị trí 1740cm-1 phổ hồng ngoại màng đa lớp thay đổi khơng ñáng kể, chứng tỏ phụ gia màng lớp ña phát huy tối ña hiệu ổn ñịnh quang 3.2.1.4 Hình thái học bề mặt Hình thái học bề mặt màng ñược ñánh giá phương pháp chụp ảnh hiển vi điện tử qt (SEM) Kết trình bày hình 3.28 Màng LDPE sau 20 chu kỳ Màng lớp sau 100 chu kỳ Hình 3.28 Ảnh SEM màng LDPE ñơn lớp lớp sau thử nghiệm gia tốc thời tiết Ảnh SEM cho thấy bề mặt màng có khác biệt sau thời gian thử nghiệm gia tốc thời tiết Màng LDPE ñơn lớp sau 20 chu kỳ thử nghiệm gia tốc thời tiết ñã bị hư hỏng nặng, bề mặt màng bị phá hủy rõ rệt, vết nứt to ăn sâu vào màng Màng lớp sau thời gian thử nghiệm dài nhiều 100 chu kỳ gia tốc thời tiết, bề mặt màng bắt ñầu có dấu hiệu phá hủy Tuy nhiên, vết nứt nhỏ nhiều, hư hỏng bề mặt không lớn Footer Page 16 of 126 15 Header Page 17 of 126 3.2.2 Nghiên cứu tính chất màng phủ nhà lưới ba lớp ñiều kiện phơi mẫu tự nhiên 3.2.2.1 Tính chất lý 120 ðộ dãn dài đứt cịn lại (%) ðộ bền kéo đứt lại (%) 120 100 80 LDPE 60 lớp 40 20 100 80 LDPE 60 lớp 40 20 0 Thời gian phơi mẫu (tháng) Thời gian phơi mẫu (tháng) Hình 3.29 ðộ bền kéo đứt màng Hình 3.30 ðộ dãn dài ñứt màng LDPE ñơn lớp lớp LDPE ñơn lớp lớp trình trình phơi mẫu tự nhiên phơi mẫu tự nhiên Kết cho thấy, ñối với màng ñơn lớp sau tháng, độ bền kéo đứt giảm cịn 78%, độ dãn dài đứt giảm xuống 50%, tức màng ñã bị hỏng Trong ñó màng lớp chứa phụ gia chống UV trì độ bền kéo đứt độ dãn dài đứt cịn lại cao sau tháng 3.2.2.2 Chỉ số cacbonyl Hình 3.31 Chỉ số cacbonyl mẫu màng LDPE ñơn lớp lớp trình phơi mẫu tự nhiên Kết cho thấy, số cacbonyl màng LDPE tăng nhanh theo thời gian phơi mẫu, sau tháng số cacbonyl 0,153 Sau tháng, tức màng hỏng hồn tồn số cacbonyl 0,215, gần với số cacbonyl sau 30 chu kỳ gia tốc thời tiết ðối với màng lớp, sau tháng phơi mẫu, số cacbonyl tăng khơng đáng kể so với màng ban đầu (từ 0,155 lúc ban đầu có mặt nhóm C=O EVA, tăng đến 0,172 sau tháng phơi mẫu), chứng tỏ màng có khả chống oxy hóa quang tốt Footer Page 17 of 126 16 Header Page 18 of 126 3.2.2.3 Phổ hồng ngoại Hình 3.32 Phổ hồng ngoại màng Hình 3.33 Phổ hồng ngoại màng ñơn lớp LDPE sau tháng phơi mẫu tự LDPE lớp trước phơi mẫu tự nhiên nhiên Hình 3.34 Phổ hồng ngoại màng LDPE lớp sau tháng phơi mẫu tự nhiên Quan sát thấy rằng, pic 1704cm-1 ñặc trưng cho nhóm C=O phổ hồng ngoại màng đơn lớp sau tháng phơi mẫu xuất với cường ñộ mạnh Trong màng lớp ban đầu ñã xuất pic 1738cm-1 ñặc trưng cho nhóm C=O EVA, nhiên sau tháng phơi mẫu, pic vị trí có cường độ gần khơng thay ñổi ðiều lần khẳng ñịnh ñộ bền oxy hóa quang màng lớp 3.2.2.4 Phổ UV-vis Footer Page 18 of 126 17 Header Page 19 of 126 Hình 3.35 Phổ UV-vis màng LDPE lớp trước (1) sau tháng phơi mẫu tự nhiên (2) Phổ UV-vis màng lớp xuất pic ñặc trưng vùng 220-230nm Sau tháng phơi mẫu tự nhiên, cường độ pic vị trí giảm khơng đáng kể chứng tỏ phụ gia ổn ñịnh quang trì hiệu quả, mức ñộ hao hụt khơng đáng kể 3.2.2.5 Hình thái học bề mặt Ảnh SEM màng ñơn lớp sau tháng phơi mẫu màng lớp sau tháng phơi mẫu ñược trình bày hình 3.36 Màng LDPE sau tháng phơi mẫu Màng lớp sau tháng phơi mẫu Hình 3.36 Ảnh SEM mẫu màng LDPE ñơn lớp lớp sau phơi mẫu tự nhiên Bề mặt màng lớp sau tháng phơi mẫu tự nhiên có dấu vết phá hủy, nhiên vết không lớn phân bố tương ñối ñều Màng ñơn lớp sau tháng phơi mẫu có mức độ phá huỷ bề mặt nhiều hơn, với kích thước lớn 3.2.2.6 Hiệu chống đọng sương Màng lớp ban ñầu Footer Page 19 of 126 Màng lớp ban ñầu sau 25 ngày thử nghiệm chống ñọng sương 18 Header Page 20 of 126 Màng lớp sau tháng phơi mẫu Màng lớp phơi mẫu tháng sau 25 ngày thử nghiệm chống đọng sương Hình 3.37 Hiệu chống đọng sương màng lớp trước sau tháng phơi mẫu tự nhiên Kết cho thấy màng lớp ban đầu có khả chống đọng sương tốt (ở thang E) Sau 25 ngày thử nghiệm, khả chống ñọng sương thang DE ðiều chứng tỏ phụ gia chống đọng sương bị hịa tan phần, làm giảm khả chống ñọng sương màng ðối với màng lớp sau tháng phơi mẫu tự nhiên màng trì khả chống ñọng sương thang DE Tuy nhiên thử nghiệm thêm 25 ngày màng bị giảm khả chống ñọng sương xuống thang CD Như điều kiện phơi mẫu tự nhiên, màng trì ñược khả chống ñọng sương sau tháng phơi mẫu 3.2.2.7 ðánh giá tuổi thọ màng lớp ðể đánh giá tuổi thọ màng lớp, vào kết đo tính chất lý số cacbonyl thử nghiệm phơi mẫu tự nhiên gia tốc thời tiết Kết cho thấy, màng LDPE đơn lớp sau tháng ñộ dãn dài ñứt ñã giảm xuống 50%, tức màng ñã hỏng Trong với thử nghiệm gia tốc thời tiết sau khoảng 20 chu kỳ, tức 10 ngày thử nghiệm màng ñã bị hỏng Như màng ñối chứng bị hư hỏng thử nghiệm gia tốc thời tiết nhanh phơi mẫu tự nhiên khoảng 10-12 lần ðối với màng lớp, ñộ dãn dài ñứt ñộ bền kéo đứt có giảm sau tháng phơi mẫu tự nhiên Do chưa thể kết luận tốc ñộ hư hỏng so với thử nghiệm gia tốc thời tiết Tuy nhiên thử nghiệm gia tốc thời tiết khắc nghiệt nhiều so với phơi mẫu tự nhiên, theo kết ñã nghiên cứu phụ gia HALS có tác dụng tốt việc trì độ bền màng Do chênh lệch tốc độ hư hỏng trình gia tốc thời tiết phơi mẫu tự nhiên màng lớp chứa HALS phải cao so với màng đơn lớp Vì vào tốc ñộ hư hỏng màng ñơn lớp làm chuẩn, tức trình hư hỏng thử nghiệm gia tốc thời tiết nhanh phơi mẫu tự nhiên 10 – 12 lần Cả hai loại màng Footer Page 20 of 126 19 Header Page 21 of 126 ñều chưa bị hư hỏng sau 100 chu kỳ phơi mẫu, tức 50 ngày Do ñộ bền phải 600 ngày, tức 20 tháng Tóm tắt kết phần 3.2 Màng LDPE màng lớp có chiều dày thử nghiệm gia tốc thời tiết phơi mẫu tự nhiên ñể ñánh giá ñộ bền tuổi thọ - Trong ñiều kiện gia tốc thời tiết, ñộ dãn dài ñứt ñộ bền kéo ñứt màng LDPE suy giảm >50% sau 20 chu kỳ Màng lớp sau 100 chu kỳ gia tốc thời tiết trì >60% độ dãn dài đứt , cịn độ bền kéo đứt giảm - Q trình oxy hóa quang hư hỏng bề mặt màng LDPE sau 20 chu kỳ ñều diễn với mức ñộ cao hơn, nhanh nhiều so với màng lớp sau 100 chu kỳ - Trong ñiều kiện phơi mẫu tự nhiên, màng LDPE suy giảm >50% ñộ dãn dài ñứt sau tháng, ñộ bền kéo ñứt suy giảm 50% sau tháng, màng lớp trì ñộ dãn dài ñứt gần không thay ñổi sau tháng - Khả chống ñọng sương màng ña lớp tốt Màng lớp trì khả chống đọng sương mức độ cao sau tháng phơi mẫu - Tuổi thọ dự kiến màng lớp 20 tháng 3.3 Nghiên cứu thử nghiệm màng phủ nhà lưới hấp thụ UV, bền thời tiết cho số ñối tượng trồng 3.3.1 Nghiên cứu thử nghiệm màng phủ nhà lưới hấp thụ UV, bền thời tiết cho thân thấp 3.5.2.1 ðặc ñiểm sinh trưởng phát triển cải mơ Bảng 3.18 Năng suất yếu tố cấu thành suất rau cải mơ vụ Khối lượng NSTT Khối lượng NSLT (kg/m2) Loại màng 2 thân (g/m ) (kg/m2) (g/m ) ðC 48,7b 70,1b 3,50 2,8b UV 63,1a 85,8a 4,19 3,4a MN 62,7a 86,2a 4,20 3,45a LSD (α= 0,05) 0,534 0,776 0,138 (Trong cột, có chữ giống khơng khác nhau) Kết theo dõi phân tích yếu tố suất cấu thành suất cải mơ qua vụ ñối với hai loại màng phủ hấp thụ UV màng nhập ngoại khơng có khác biệt ñều cao so với ñối chứng từ 17,2 đến 21,4% Hiệu kinh tế mơ hình trồng cải mơ ô nhà phủ màng khác tính tốn dựa chênh lệch suất, chi phí mua thuốc bảo vệ thực vật, khấu hao chi phí dựng nhà, phủ màng Kết phân tích hiệu kinh tế cho thấy ñối với sào trồng cải mơ sử dụng màng hấp thụ UV màng nhập ngoại cho Footer Page 21 of 126 20 Header Page 22 of 126 thu nhập cao so với ñối chứng tương ứng 1.915.000ñ 1.862.000ñ Như thấy mơ hình sử dụng màng phủ nhà lưới hấp thụ UV màng nhập ngoại cho hiệu kinh tế cao ñáng kể 3.3.1.2 ðặc ñiểm sinh trưởng phát triển xà lách Năng suất yếu tố cấu thành suất xà lách trình bày bảng 3.23 Bảng 3.23 Năng suất yếu tố cấu thành suất xà lách Khối lượng NSLT Loại màng ðB (cm) NSTT (tạ/sào) (g/m ) (tạ/sào) ðC 239,9b 90,46b 4,4 3,2b UV 308,9a 119,6a 6,3 4,4a MN 310,3a 120,4a 6,4 4,6a LSD(α=0,05) 2,05 1,8 0,276 (Trong cột, có chữ giống không khác nhau) Kết cho thấy, màng hấp thụ UV màng nhập ngoại có tác động tích cực tới suất xà lách, trung bình suất thực thu xà lách trồng ô nhà phủ hai loại màng cao so với ñối chứng khoảng 37,5% Hiệu kinh tế mơ hình trồng xà lách nhà phủ màng khác tính sào, xà lách trồng nhà lưới phủ màng lớp hấp thụ UV màng nhập ngoại có hiệu kinh tế tương ñương cao so với ñối chứng 1,8 triệu/sào 3.3.2 Nghiên cứu thử nghiệm màng phủ nhà lưới hấp thụ UV, bền thời tiết cho thân leo 3.3.2.1 ðặc ñiểm sinh trưởng phát triển bí đao Năng suất yếu tố cấu thành suất bí đao trình bày bảng 3.30 Bảng 3.30 Năng suất yếu tố cấu thành suất bí đao Khối lượng Số hoa NSLT NSTT (tấn/ha) Loại màng (kg) cái/cây (tấn/ha) b b ðC 4,3 6,6 52,9 48,8b UV 5,3a 7,5a 65,8 60,7a MN 5,5a 7,8a 66,1 61,2a LSD0.05 0,24 0,199 0,544 (Trong cột, chữ giống không khác nhau) Footer Page 22 of 126 21 Header Page 23 of 126 Từ bảng ta thấy yếu tố quan trọng cấu thành suất bí đao trồng nhà phủ màng hấp thụ UV màng nhập ngoại cao rõ rệt so với đối chứng Năng suất thực thu bí ñao công thức sử dụng màng lớp hấp thụ UV màng nhập ngoại khơng có khác biệt ñáng kể cao khoảng 24,3% so với đối chứng Kết phân tích hiệu kinh tế cho thấy sào trồng bí sử dụng màng hấp thụ UV màng nhập ngoại cho thu nhập cao so với ñối chứng tương ứng 3.519.000đ 3.289.000đ Như thấy mơ hình sử dụng màng phủ nhà lưới hấp thụ UV màng nhập ngoại cho hiệu kinh tế cao ñáng kể 3.3.2.2 ðặc ñiểm sinh trưởng phát triển dưa chuột Kết theo dõi suất yếu tố cấu thành suất dưa chuột nhà lưới trình bày bảng 3.35 Bảng 3.35 Năng suất yếu tố cấu thành suất dưa chuột Loại màng Khối lượng Số hoa Chiều dài NSLT NSTT (tấn/ha) (g) cái/cây (cm) (tấn/ha) b b b ðC 238,5 7,18 16,54 1,32 1,01b UV 257,8a 9,11a 18,28a 1,58 1,27a MN 258,6a 9,02a 18,31a 1,61 1,28a LSD0.05 0,94 0,26 0,57 0,08 (Trong cột, chữ giống không khác nhau) Năng suất yếu tố cấu thành suất dưa chuột công thức sử dụng màng ñối chứng có khác biệt rõ rệt so với cơng thức cịn lại Năng suất thực thu (NSTT) dưa công thức sử dụng màng lớp hấp thụ UV màng nhập ngoại không khác cao khoảng 25,7% so với đối chứng Tính sào, dưa chuột trồng nhà lưới phủ màng lớp hấp thụ UV màng nhập ngoại có hiệu kinh tế tương đương cao so với đối chứng 2,9 3triệu/sào Tóm tắt kết phần 3.3 - Kết trồng cải mơ nhà lưới phủ màng lớp cho thấy: tiêu sinh trưởng phát triển chiều dài lá, khối lượng rễ khơ, suất chất xanh tăng so với trồng nhà lưới phủ màng LDPE thường Năng suất tăng từ 17,2 ñến 21,4% so với ñối chứng Kết có độ lặp lại sau vụ khảo nghiệm Footer Page 23 of 126 22 Header Page 24 of 126 - ðối với mơ hình trồng rau xà lách nhà lưới phủ màng lớp, tiêu sinh trưởng phát triển khối lượng cây, chiều cao cây, đường kính thân, đường kính bơng thời ñiểm ñều cao so với ñối chứng, suất tăng khoảng 37,5% - Kết khảo nghiệm bí đao trồng nhà lưới phủ màng lớp cho kết tương tự Các tiêu sinh trưởng phát triển chiều dài thân chính, số lá/thân chính, đường kính thân, số nhánh cấp 1, số hoa cái/cây ñều tăng so với đối chứng Tại thời điểm q trình phát triển suất bí đao tăng 24,3% so với ñối chứng - ðối với dưa chuột trồng nhà lưới phủ màng lớp làm tăng tiêu sinh trưởng, phát triển chiều dài thân chính, số lá/thân chính, đường kính thân, số nhánh/thân, số hoa cái/cây với suất cao hơn, khoảng 25,7% so với ñối chứng - Các kết khảo nghiệm cho thấy màng lớp hấp thụ UV chế tạo có chất lượng tương đương màng nhập ngoại KẾT LUẬN CHUNG ðã lựa chọn phụ gia cho trình chế tạo màng phủ nhà lưới hấp thụ UV, bền thời tiết bao gồm: phụ gia ổn ñịnh quang cấu trúc amin cồng kềnh (HALS) Tinuvin 783, phụ gia chống oxi hóa sơ cấp Irganox 1010, chống oxy hóa thứ cấp Irgafos 168, phụ gia chống đọng sương Atmer 103 Chế tạo nghiên cứu tính chất màng phủ nhà lưới hấp thụ UV, bền thời tiết - Chế tạo màng phủ nhà lưới lớp sở LDPE EVA với thông số: chiều dày 150 µm, hàm lượng Tinuvin 783 0,2%, hàm lượng Irganox 1010, Irgafos 168 0,02% 0,04 %, hàm lượng phụ gia chống ñọng sương Atmer 103 % - Trong ñiều kiện thử nghiệm gia tốc thời tiết phơi mẫu tự nhiên, q trình oxy hóa quang màng LDPE diễn nhanh với mức ñộ lớn so với màng lớp - Tốc ñộ hư hỏng màng thử nghiệm gia tốc thời tiết nhanh phơi mẫu tự nhiên khoảng 10 - 12 lần Nếu lấy màng LDPE làm chuẩn tuổi thọ dự kiến màng lớp khoảng 20 tháng Xây dựng mơ hình sử dụng màng phủ nhà lưới hấp thụ UV, bền thời tiết cho thân thấp thân leo (4 lồi cây), mơ hình có diện tích 540 – 600 m2 Footer Page 24 of 126 23 Header Page 25 of 126 - ðối với cải mơ, kết thử nghiệm vụ có độ lặp lại, tiêu sinh trưởng phát triển ñều cao so với ñối chứng, suất tăng từ 17,2 ñến 21,4% so với ñối chứng - Khảo nghiệm với xà lách cho kết tương tự, suất tăng 37,5% so với trồng nhà lưới phủ màng LDPE thường - ðối với bí ñao, suất tăng 24,3% so với ñối chứng Các tiêu sinh trưởng phát triển trồng nhà lưới phủ màng lớp hấp thụ UV cao đối chứng - Mơ hình trồng dưa chuột nhà lưới phủ màng lớp làm tăng suất 25,7% so với ñối chứng Các tiêu sinh trưởng phát triển cao thời điểm q trình phát triển Cơng trình hồn thành tại: Phịng Vật liệu Polyme, Viện Hố học - Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam Người hướng dẫn khoa học: Phản biện 1: GS.TS Nguyễn Văn Khơi PGS.TS Phạm Thế Trinh iện Hóa học Cơng nghiệp Phản biện 2: PGS.TS Tô Thị Xuân Hằng iện Kỹ thuật nhiệt ñới, Viện KH&CN Việt Nam Phản biện 3: PGS.TS Nguyễn Quang Ban Khoa giáo Trung ương Footer Page 25 of 126 24 Header Page 26 of 126 Luận án ñược bảo vệ trước Hội ñồng chấm luận án cấp Viện họp tại: Viện Hoá học - Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam vào hồi giờ, ngày 05 tháng năm 2012 Có thể tìm hiểu luận án thư viện: Thư viện Viện Hoá học - Viện KH&CN Việt Nam Thư viện Quốc gia Footer Page 26 of 126 25 Header Page 27 of 126 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC LIÊN QUAN ðẾN LUẬN ÁN ðà ðƯỢC CƠNG BỐ Hồng Thị Vân An, Trần Vũ Thắng, Hoàng Thị Phương, Nguyễn Văn Khôi, Trịnh ðức Công, (2010),”Ảnh hưởng thử nghiệm gia tốc thời tiết tới số công thức màng polyetylen tỷ trọng thấp”, Tạp chí Hóa học, T.48 (4A), Tr 98 – 102 Nguyễn Văn Khơi, Hồng Thị Vân An, Nguyễn Thanh Tùng, Trần Vũ Thắng, Hoàng Thị Phương, (2011), “Q trình lão hóa màng polyetylen tỉ trọng thấp (LDPE) sử dụng số phụ gia chống oxy hóa quang điều kiện thử nghiệm gia tốc thời tiết” , Tạp chí hóa học ứng dụng, số 2(6), Tr – Hoàng Thị Vân An, Nguyễn Văn Khôi, Nguyễn Thanh Tùng, Trần Vũ Thắng, Thân Văn Hiệp, “Q trình lão hóa màng lớp chứa phụ gia chống oxi hóa ổn định UV” Tạp chí Hóa học, T.49(2A), Tr – Nguyễn Văn Khơi, Hồng Thị Vân An, Nguyễn Quang Huy, Nguyễn Trung ðức, Thân Văn Hiệp, (2011), ”Nghiên cứu ảnh hưởng màng phủ nhà lưới hấp thụ UV ñến ñặc ñiểm phát triển xà lách”, Khoa học ñất, số 38, Tr 85 – 87 Trần Vũ Thắng, Hồng Thị Vân An, Nguyễn Văn Khơi, Nguyễn Trung ðức, Thân Văn Hiệp, (2011), ”Nghiên cứu ảnh hưởng màng phủ nhà lưới hấp thụ UV ñến ñặc ñiểm phát triển dưa chuột”, Khoa học ñất, chờ đăng Hồng Thị Vân An, Nguyễn Văn Khơi, Nguyễn Thanh Tùng, Trần Vũ Thắng, ”Q trình lão hóa màng lớp chứa phụ gia ñiều kiện gia tốc thời tiết” (2012), Tạp chí cơng nghiệp hóa chất, số 2, Tr 33 - 38 Footer Page 27 of 126 26 ... khai ứng dụng thực tế Chính vậy, đề tài luận án ? ?Chế tạo nghiên cứu tính chất tổ hợp vật liệu cao phân tử ứng dụng làm màng phủ nhà lưới? ?? nhằm mục đích nghiên cứu lí thuyết chế tạo màng phủ nhà lưới. .. Chế tạo nghiên cứu tính chất màng phủ nhà lưới hấp thụ UV, bền thời tiết - Nghiên cứu tính chất màng phủ nhà lưới lớp ñiều kiện gia tốc thời tiết - Nghiên cứu tính chất màng phủ nhà lưới lớp ñiều... Chọn 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 đích: Chế tạo màng phủ nhà lưới hấp