ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
----- *** -----

NGUYỄN NGỌC VINH

NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH KHOÁNG MICA BẰNG
ION SẮT (III) VÀ ỨNG DỤNG CỦA NÓ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – Năm 2014


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
----- *** -----

NGUYỄN NGỌC VINH

NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH KHOÁNG MICA BẲNG
ION SẮT (III) VÀ ỨNG DỤNG CỦA NÓ
Chuyên ngành: Hóa vô cơ
Mã số
: 60440113

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS. NGÔ KẾ THẾ
PGS.TS. NGHIÊM XUÂN THUNG


1.1.2. Cấu tạo, hình dạng và màu sắc của mica…………………………….. 4
1.1.2.1. Cấu tạo của mica…..…………………………………………. 4
1.1.2.2. Hình dạng của mica……………………….………………….

4

1.1.2.3. Màu sắc của mica…………………………………………….. 5
1.1.3. Đặc điểm cấu trúc tinh thể khoáng mica……………………………..

6

1.1.4. Một số ưu điểm và ứng dụng của mica………………………………

8

1.2. Tổng quan về các phương pháp biến tính mica…………………..………….

8

1.2.1. Phương pháp biến đổi bề mặt trực tiếp………………………………

8

1.2.2. Phương pháp biến đổi bề mặt gián tiếp………………………………

13

1.2.3. Biến đổi khoáng mica bằng phương pháp trao đổi ion trên bề 15
mặt…………………………………………………………………………..


1.4.3. Một số ưu điểm của sơn epoxy.……….…………………….……….. 25
CHƢƠNG 2. THỰC NGHIỆM VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU……...

26

2.1. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị …….……….………………..………………... 26
2.1.1. Hóa chất……………...…...……….……….………………..………. 26
2.1.2. Dụng cụ…. …….……….…………….……….…………..…………

28

2.1.3. Thiết bị…………….….……….……………………………………..

28

2.2. Phương pháp chế tạo mẫu………………….. …….……….…….…………..

29

2.2.1. Phương pháp điều chế mica biến tính….…………………..………..

29

2.2.2. Phương pháp chế tạo màng sơn phủ epoxy với mica........................... 29
2.3. Phương pháp nghiên cứu mẫu………………… …….……………………… 31
2.3.1. Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD)……………………….…………

31

2.3.2. Phương pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM)………………………. 33

54

3.2.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng mica đến độ bền va đập và độ

57

bám dính của màng sơn…………………………………………………………... 57


3.2.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng mica đến độ bền uốn của

59

màng sơn………………………………………………………………………….

59

KẾT LUẬN…….……….……….………………….……….……….……...…...

61

TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………………

62


DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 2.1. Thành phần hóa học của mica nghiên cứu


48

Bảng 3.4. Kết quả phân tích EDS mẫu mica đã qua xử lý bề mặt bằng
Fe3+
Bảng 3.5. Ảnh hưởng của pH dung dịch

49

Bảng 3.6. Bảng thành phần pha trộn nhựa Epoxy với Mica

54

52

Bảng 3.7. Kết quả đo độ cứng của mẫu sơn được gia cường bằng mica
đã biến tính

55

Bảng 3.8. Kết quả đo độ cứng của mẫu sơn được gia cường bằng mica
chưa biến tính

56

Bảng 3.9. Kết quả đo độ bền va đập của màng sơn được gia cường
bằng mica chưa biến tính và mica đã biến tính

58

Bảng 3.10. Kết quả đo độ bám dính của màng sơn được gia cường

Hình 2.2. Quy trình chế tạo màng sơn phủ Epoxy_Mica

30

Hình 2.3. Dụng cụ đo độ bền va đập

34

Hình 2.4. Dụng cụ đo độ cứng của màng phủ

36

Hình 2.5. Dụng cụ I, II kiểm tra độ bền uốn

37

Hình 2.6. Dụng cụ xác định độ bám dính của màng

38

Hình 3.1. Giản đồ XRD của mẫu khuấy 4h

40

Hình 3.2. Giản đồ XRD của mẫu khuấy 3h

41

Hình 3.3. Giản đồ XRD của mẫu khuấy 2h



Hình 3.11. Kết quả phân tích EDS mẫu mica chưa qua xử lý bề mặt

48

Hình 3.12. Kết quả phân tích EDS mẫu mica đã qua xử lý bề mặt bằng Fe3+

49

Hình 3.13. Giản đồ XRD của mẫu ở môi trường pH = 4

50

Hình 3.14. Giản đồ XRD của mẫu ở môi trường pH = 3

51

Hình 3.15. Giản đồ XRD của mẫu ở môi trường pH = 2

51

Hình 3.16. Giản đồ XRD của mẫu ở môi trường pH = 1

52

Hình 3.17. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi d 001 ( A0 ) đối với pH của dung dịch

53

Hình 3.18. Đồ thị biểu diễn độ cứng trung bình của các mẫu sơn được gia

gia tăng các quan tâm đến các khoáng tự nhiên khác, như các hợp chất của oxit
silic.
Năm 1950, oxit silic điều chế bắt đầu được sử dụng làm chất độn gia cường
cho các sản phẩm cao su [13]. Năm 1976, Wagner đã nghiên cứu kỹ việc sử dụng
oxit silic và silicat trong cao su và nhận thấy rằng, với sự có mặt các thành phần này
một số tính chất đặc trưng của vật liệu đã được cải thiện như sự kháng rách, tính
mềm mại, kháng mài mòn, cách nhiệt, tăng độ cứng, môđun, tích nhiệt thấp, tính
đàn hồi cao và màu sắc không rõ rệt. Kết hợp với sự thay đổi trong quá trình sản
xuất, cần phải thích nghi với các quá trình xử lý bề mặt chất độn như xử lý nhiệt
trong quá trình trộn hợp với cao su, xử lý nhiệt với sự có mặt của các chất hoạt hóa
hay việc sử dụng các tác nhân ghép nối (titanat, silan).
Tuy nhiên, việc sử dụng oxit silic đã làm tăng giá thành sản phẩm, trong
nhiều trường hợp, giá thành của sản phẩm tăng lên đáng kể, do đó người ta phải kết
hợp sử dụng các chất độn khoáng khác như sét, đá vôi (CaCO 3). Điều này lại làm
giảm các tính năng kỹ thuật của sản phẩm.

1

Nguyễn Ngọc Vinh

Cao học K22


Luận văn tốt nghiệp

Chuyên ngành Hóa vô cơ

Mica sericit là khoáng vật tự nhiên, trong đó hàm lượng oxit silic chiếm
thành phần chủ yếu. Cùng với các đặc trưng về hình dạng, khoáng vật này ngày
càng trở nên quan trọng trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là sử dụng làm chất độn gia

1.

Vũ Đăng Độ (2006), Các phương pháp vật lý trong hóa học, NXB Đại học Quốc
Gia Hà Nội.

2.

Trịnh Hân, Ngụy Tuyết Nhung (2007). Cơ sở hóa học tinh thể, NXB ĐHQG
Hà Nội

3.

PGS.TS. Triệu Thị Nguyệt, Giáo án chuyên đề: Các phương pháp nghiên cứu
trong hóa vô cơ.

4.

Nguyễn Đức Nghĩa (2007) “Hóa học nano công nghệ nền và vật liệu nguồn”,
NXB Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam.

5.

Quang Kháng, Ngô Kế Thế, Lương Như Hải và cộng sự (2004), Hội nghị hoá học
toàn quốc lần thứ IV, Hà nội, 10. 2003, Tr. 10-15. Báo cáo khoa học, Viện KH
Vật liệu,.

6.

Ngô Kế Thế (2008), Nghiên cứu ứng dụng bột khoáng sericit để tăng cường
khả năng bảo vệ cho hệ sơn dùng ở môi trường ẩm và xâm thực cao, Viện

TIẾNG ANH
11. Rothon and Roger (2002). “Particulate filler for Polymer”, Smithers Rapra.
12. Karian, Ph.D., Harutun G (1999). “Handbook of Polypropylene and
Polypropylene Composites”, Marcel Dekker Incorporated.
13. C.R.G. Furtado, J.L. Leblanc, R.C.R. Nunes (2000). European Polymer Journal
(36), 1717-1723.
14. Gelest (2006). Hydrophobicity, hydrophilicity and silane surface modification.,
Inc.
15. Dow Corning . A Guide to Silane Solutions from Dow Corning.
16. Krishna G. Bhattacharyya (1993). Journal of Electron Spectroscopy and
Related Phenomena, 63, 289-306.
17. Peter Herder, Lena Vagberg and Per Stenius (1988). Colloid and Surfaces , 34,
117-132.
18. E. Kiss and C-G. Golander (1990). Colloids and Surfaces, 49, 335-342.
19. B. D. Favis, Blandchard, J. Leonard and R.E. Prud’homme (1983). Journal of
Applied Polymer Science, 28, 1235-1244.
20. B. D. Favis, M. Leclerc and R.E. Prud’homme (1983). Journal of Applied
Polymer Science, 28, 3565-3572.
21. Tariq M. Malik (1991). Polymer Bulletin, 26, 709-714.
22. Industrial Grade, C. A> S>, 12001/26/2. Sericit 2000.
23. Daniel F. Castro et. Al (2003). Journal of Applied Polymer Science, 90, 21562162.

4

Nguyễn Ngọc Vinh

Cao học K22


Luận văn tốt nghiệp

Luận văn tốt nghiệp

Chuyên ngành Hóa vô cơ

39. Puspha Bajaj, N. K. Jha and A. Kumar, J. Appl (1988). Polym. Sci.,, 56, 13391347.
40. Xiadong Zhou, Ruohua, Quangfang Lin (2006). Journal of Materials Science , 41,
7879-7885.
41. Dipak Baral, P. P. De, Golok B. Nando (1999). Polymer Degradation and
Stability, 65, 47-51.
42. Petr Kalenda et. al (2004). Progress in Organic Coatings, 49, 137-145.

6

Nguyễn Ngọc Vinh

Cao học K22