Nhằm tận dụng phế phẩm vỏ hạt điều và giảm giá thành điều chế nhựa tổng hợp, nhóm tác giả Viện Khoa học vật Liệu ứng dụng, đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu cải tiến hỗn hợp SMC (từ nhựa polyesther và sợi thủy tinh) bằng nhựa Bakelite biến tính dầu điều ứng dụng sản phẩm nắp hố ga cho khu dân cư thuộc TP. Hồ Chí Minh”, do ThS Huỳnh Thành Công làm Chủ nhiệm đề tài.

Sản phẩm nắp và vành hố ga bằng vật liệu SMC/Bakelite Ảnh: NNC

Nhóm tác giả đã nhận thấy trong vỏ hạt điều chứa tới 20-25% lượng dầu, là nguồn nguyên liệu có giá trị trong sản xuất nhiên liệu tái tạo, biodiesel, vật liệu kết dính, sản xuất sơn phủ, chất đốt… Các hợp chất hóa học trong dầu vỏ hạt điều có thể tham gia vào các phản ứng ngưng tụ với formaldehyde qua nhân phenol tạo thành nhựa cardanol formaldehyde hoặc trùng hợp qua mạch nhánh chưa bão hòa để tạo thành các sản phẩm nhựa có các đặc tính đặc biệt như nhựa sau khi đóng rắn vẫn giữ được độ dẻo cao hơn so với các nhựa phenol khác, nhất là ở nhiệt độ cao; có thể chống được acid, kiềm do bản chất kỵ nước của các mạch hydrocarbon… Từ đó có thể tạo ra được nhựa gia cường baketlite có nguồn gốc từ dầu vỏ hạt điều, dùng để sản xuất nắp hố ga composite, giúp tăng khả năng chịu lực và độ bền.

Trước đây, nắp hố ga trong các công trình thoát nước thường sử dụng các vật liệu như gang, sắt, thép, bê tông cốt thép. Nhược điểm của các sản phẩm này là thi công phức tạp, giá thành cao, thường xuyên xảy ra tình trạng mất cắp và nhanh bị ăn mòn theo thời gian sử dụng. Khắc phục nhược điểm trên, các sản phẩm nắp hố ga được nhiều quốc gia chế tạo bằng nhựa composite, pha trộn giữa nhựa và chất độn, nhằm tăng tính chất cơ lý của sản phẩm. Trong đó, nắp hố ga bằng composite dựa trên nhựa Bakelite (là một loại nhựa được hình thành từ phản ứng trùng ngưng của phenol với formaldehyde), có những lợi thế như chịu được nhiệt độ cao và nhiệt độ thấp, có khả năng kháng ăn mòn, chịu trọng tải lớn. Công nghệ sản xuất nắp hố ga bằng composite có nguồn nguyên liệu dồi dào, giá thành thấp, trọng lượng nhẹ bằng 1/4 so với gang thép nên dễ dàng thay thế, sửa chữa, vận chuyển, thuận lợi cho việc thi công lắp đặt, không tạo tiếng ồn khi xe chạy qua... Ngoài ra, nắp hố ga làm bằng composite thường không bị mất trộm, vì vật liệu này không có khả năng tái chế.

Sau một thời gian nghiên cứu, nhóm tác giả đã tổng hợp được nhựa Bakelite từ dầu vỏ hạt điềuphản ứng trùng ngưng với formaldehyde, sử dụng xúc tác H₂SO₄ ở quy mô phòng thí nghiệm. Độ bền nhiệt của nhựa Bakelite là 425,39ºC. Nhóm cũng đã xác định được chế độ kỹ thuật thích hợp để gia công vật liệu composite SMC/Bakelite đạt các tính chất cơ lý, chịu tải trọng, kháng mài mòn, độ lão hóa theo thời gian đạt tiêu chuẩn sử dụng làm vành và nắp hố ga của hệ thống thoát nước.

Nhóm đã tiến hành sản xuất thử vành và nắp hố ga. Qua kiểm nghiệm tại Trung tâm thí nghiệm kiểm định xây dựng thuộc chi nhánh Công ty cổ phần tư vấn kiểm định xây dựng Thái Dương, Quatest 3, sản phẩm vành hố ga, vành và nắp thu nước mưa chịu được tải trọng 12,5 tấn, nắp hố ga chịu được lực được tải trọng 25 tấn; độ bền uốn, bền kéo, bền nén, độ hấp thụ nước đạt tiêu chuẩn, có thể đưa vào sản xuất và ứng dụng trên thị trường. Sản phẩm được lắp đặt thử nghiệm trên Quốc lộ 50 tại huyện Cần Giuộc, tỉnh Long An. Sau 3 tháng sử dụng, sản phẩm không bị cong vênh hay nứt gãy. Đề tài nghiên cứu đã được nghiệm thu và có thể chuyển giao công nghệ để sản xuất quy mô lớn hơn.

P.A.T (Tổng hợp)