Nghiên cứu chế tạo tinh thể nano xenlulozơ từ bã mía và định hướng ứng dụng làm vật liệu gia cường cho cao su tự nhiên

STNN - Ngày nay, việc tìm kiếm, phát triển vật liệu mới và tối ưu hóa các tính chất của chúng đã trở thành một xu hướng quan trọng trong lĩnh vực nghiên cứu vật liệu. Trong nỗ lực đó, nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi PGS.TS. Ngô Trịnh Tùng (Viện Hoá học) đã tiến hành một dự án "Nghiên cứu chế tạo tinh thể nano xenlulozơ từ phụ phẩm nông nghiệp bã mía định hướng ứng dụng làm vật liệu gia cường cho cao su tự nhiên".

• Ứng dụng khoa học và công nghệ trong ngành mía đường Việt Nam: Hiện trạng và triển vọng
• Nghiên cứu sản xuất và ứng dụng một số vật liệu mới từ phế phụ phẩm mía đường và lúa để nâng cao giá trị gia tăng và phục vụ nông nghiệp bền vững

Đề tài nhằm mục tiêu xây dựng một quy trình công nghệ chế tạo tinh thể nano xenlulozơ từ bã mía và sử dụng nó làm vật liệu gia cường cho cao su tự nhiên. Nhóm nghiên cứu đã đạt được những thành tựu đáng kể. Cụ thể, nhóm đã thành công trong việc xây dựng được quy trình chế tạo tinh thể nano xenlulozơ từ bã mía thông qua phương pháp hóa học, sử dụng phản ứng thủy phân axit H2SO4. Kết quả nghiên cứu cho thấy tinh thể nano xenlulozơ có đường kính từ 30-70 nm và độ kết tinh lên đến 87,9%.

Một phần quan trọng của đề tài là việc áp dụng tinh thể nano xenlulozơ như một vật liệu gia cường cho cao su tự nhiên. Nhóm nghiên cứu đã thành công trong việc chế tạo vật liệu cao su nanocompozit trên cơ sở cao su tự nhiên/tinh thể nano xenlulozơ. Nanoxenlulozơ biến tính với silan 69 làm giảm hiện tượng kết tụ và cải thiện khả năng gia cường của nanoxenlulozơ cho cao su tự nhiên. Ở hàm lượng nano biến tính 3pkl, vật liệu có độ bền kéo đứt là 16.92 Mpa, modun đàn hồi E300 là 3,1 Mpa, độ dãn dài là 670,6%, nhiệt độ bắt đầu phân hủy là 323oC.

Đồng thời, đề tài cũng đã đạt được những đóng góp mới đáng chú ý trong lĩnh vực nghiên cứu vật liệu. Quy trình chế tạo tinh thể nano xenlulozơ từ bã mía đã được xây dựng, tạo điều kiện cho việc ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp và sản xuất vật liệu. Ngoài ra, việc biến tính tinh thể nano xenlulozơ bằng Si69 đã cải thiện tính chất cơ lý của vật liệu cao su nanocompozit, mở ra cơ hội cho sự phát triển và ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau.

Từ thành công của đề tài này, chúng ta có thể thấy tiềm năng và sự quan trọng của việc nghiên cứu và phát triển vật liệu nano xenlulozơ từ bã mía trong việc cải thiện tính chất của vật liệu cao su tự nhiên.

Công trình nghiên cứu này không chỉ đóng góp vào lĩnh vực vật liệu mà còn mang lại những lợi ích về môi trường và kinh tế, bởi vì bã mía là một phụ phẩm nông nghiệp phổ biến và việc tận dụng nó để sản xuất vật liệu mới giúp giảm thiểu lượng chất thải. Việc tận dụng nguồn nguyên liệu thân thiện với môi trường như bã mía cũng đóng góp vào việc xây dựng một nền kinh tế xanh và bền vững.

Hoàng Linh