thường

- Bột màu (Pigments): trong sơn thường ở dạng bột. Chức năng chính là tạo màu sắc và độ che phủ cho sơn. Bột màu có ảnh hưởng tới tính chất màng sơn như: độ bóng, độ bền… Bột màu gồm: màu vô cơ ( tự nhiên) và màu hữu cơ (tổng hợp). - Phụ gia: là loại chỉ sử dụng với một lượng rất nhỏ nhưng làm tăng giá trị sử dụng, khả năng bảo quản, tính chất màng. - Dung môi: là chất hòa tan nhựa hay pha loãng sơn. Đặc tính nhựa trong sơn sẽ quyết định lọai dung môi sử dụng.

Cách sản xuất sơn [12]

Pre-mix (Ủ muối) : Đây là quá trình trộn sơ bộ nhằm tạo hỗn hợp đồng đều giúp cho quá trình nghiền đạt kết quả tốt.

Nghiền: là quá trình phá vỡ kích thước hạt nhằm đạt độ mịn theo yêu cầu sản phẩm.

Letdown: là quá trình pha loãng, hoàn thiện sản phẩm.

Lọc: là quá trình lọai bỏ các tạp chất. 1.3. Giới thiệu về nano Silica 1.3.1. Khái niệm về Silica [10]

Silic đioxit là một hợp chất hóa học còn có tên gọi khác là silica (từ tiếng Latin silex), là một oxit của silic có công thức hóa học là SiO2 và nó có độ cứng cao. Phân tử SiO2 không tồn tại ở dạng đơn lẻ mà liên kết lại với nhau thành phân tử rất lớn. Silica có hai dạng cấu trúc là dạng tinh thể và vô định hình.

Silica được tìm thấy phổ biến trong tự nhiên ở dạng cát hay thạch anh, cũng như trong cấu tạo thành tế bào của tảo cát. Nó là thành phần chủ yếu của một số loại thủy tinh và chất chính trong bê tông. Silica là một khoáng vật phổ biến trong vỏ Trái Đất.

Ngoài ra, silica tự nhiên được tìm thấy trong thực vật như vỏ trấu, rơm rạ, bã mía,… và trong các loại khoáng như thạch anh và đá lửa. Những hạt silica được tách ra từ những nguồn khoáng chứa các tạp chất kim loại không thích hợp cho các ngành công nghệ. Vì vậy, việc tổng hợp silica tinh khiết ở dạng bột vô định hình được quan tâm.

Đáp ứng được nhu cầu đó nhóm chúng tôi đã đọc nhiều bài nghiên cứu về tổng hợp nano silica từ thực vật như vỏ trấu, rơm rạ, bã mía,… và trong bài nghiên cứu này chúng tôi sẽ tổng hợp nano silica từ vỏ trấu để làm sơn cách nhiệt.

Năm 2019, theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn [2] , năng suất lúa gạo cả nước ước đạt được 43,45 triệu tấn, tỉ lệ trấu khoảng 20% tức gần 9 triệu tấn. Bảng

1.3 thể hiện về diện tích và sản lượng lúa và trấu ở Việt Nam từ năm 2015 đến năm 2019 ta thấy tuy diện tích đất có sự biến động nhưng sản lượng lúa mỗi năm một tăng làm cho sản lượng trấu cũng tăng theo nên xử lý trấu cũng cần phát triển để đem lại hiệu quả cao nhất vì trấu có nhiều công dụng, nhưng giải pháp đầu tư phù hợp với thị trường Việt Nam thì không phải nhà đầu tư nào cũng tỏ tường. Bảng 1. 3. Diện tích, sản lương lúa và trấu của ở Viêt Nam [2]

Năm Diện tích (triệu ha) Khối lượng lúa (triệu tấn)

Khối lượng trấu (triệu tấn) 2015 8,24 50,00 10 2016 7,81 43,61 8,72 2017 7,72 42,84 8,57 2018 7,57 43,98 8,79 2019 7,47 43,45 8,69

Trấu là lớp vỏ ngoài cùng của hạt lúa và được tách ra trong quá trình xay xát. Trong vỏ trấu chứa khoảng 75% chất hữu cơ dễ bay hơi sẽ cháy trong quá trình đốt và khoảng 25% còn lại chuyển thành tro. Chất hữu cơ chứa chủ yếu xenlulozơ, lignin, ngoài ra có thêm thành phần khác và chất vô cơ. Bảng 1. 4. Thành phần hữu cơ của vỏ trấu [29] Thành phần chủ yếu Tỷ lệ theo khối lượng (%) Xenlulozơ (C6H10O5)n 40,00 Lignin (C31H34O11)n 22,00 D – xylozơ (C5H10O5) 15,52 D – galactozơ (C6H12O6) 1,37 Axit metyl glucuronic (C7H12O7) 1,23 Silic oxit (SiO2) 19,88

Các chất hữu cơ của trấu là các mạch polycacbonhydrat rất dài nên hầu hết các loài sinh vật không thể sử dụng trực tiếp được, nhưng các thành phần này rất dễ cháy nên có thể dùng làm chất đốt. Sau khi đốt thu được lượng nhiệt tỏa ra, còn lại tro trấu chứa trên 80% silica là thành phần được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau. Bảng 1. 5. Các thành phần oxit có trong tro trấu [28]

Thành phần oxit Tỷ lệ theo khối lượng (%) SiO2 86,9 – 97,3

MgO 0,1 – 2,0 K2O 0,6 – 2,5 CaO 0,2 – 1,5 Na2O 0,3 – 1,8 Fe2O3 0,2 – 0,9

Không thể phủ nhận tiềm năng rất lớn từ sản phẩm của trấu. Trong đó, các nước châu Á - Thái Bình Dương là khu vực tăng trưởng mạnh nhất. Nghiên cứu này cũng chỉ ra mũi nhọn của tốc độ phát triển này là nhờ nhu cầu tiêu thụ các sản phẩm thân thiện với môi trường, trong đó có silica, sản phẩm thu được sau khi đốt trấu bằng công nghệ cao, có giá trị lớn trong nhiều ngành sản xuất công nghiệp.

Thị trường thế giới hiện nay cũng đang rất sôi động với nhu cầu sử dụng nano silica toàn cầu ước tính đạt 3.348,3 kg vào năm 2015. Hiện nay nano silica được dùng chủ yếu để làm chất độn trong cao su sẽ thúc đẩy phát triển ngành ô tô (lốp xe ô tô siêu bền) làm cho nhu cầu sử dụng của nó cũng ngày càng tăng bên cạnh đó còn sử dụng trong một số lĩnh vực khác nhưu điện, y học, pin, thực phẩm và sơn,…

1.3.2. Các phương pháp tổng hợp nano silica [13, 14, 15, 16, 17, 18]

Nhóm đã đọc qua nhiều công trình nghiên cứu thì có rất nhiều phương pháp để tổng hợp ra nanosilica. Hiện nay để tổng hợp nano silica từ vỏ trấu đó là phương pháp sol – gel và phương pháp kết tủa. Trong khuôn khổ đồ án chuyên ngành này sẽ nghiên cứu tổng hợp nano silica bằng phương pháp kết tủa.

Phương pháp kết tủa được mô tả theo hai phương trình sau:

SiO + 2 NaOH → Na SiO + H O Na SiO + 2 HCl → SiO + 2NaCl + H O

Hạt nanosilica được tổng hợp bằng phương pháp kết tủa trong đó bao gồm các quá trình chính dưới sơ đồ 1.1: