1. Trang Chủ
  2. Công nghệ - Môi trường
  3. Đồ án công nghệ: Thiết kế dây chuyền công nghệ sản xuất PVC

Đồ án công nghệ: Thiết kế dây chuyền công nghệ sản xuất PVC

Đồ án công nghệ: Thiết kế dây chuyền công nghệ sản xuất PVC trình bày các nội dung: giới thiệu về lịch sử hình thành và phát triển của PVC; đặc điểm cấu tạo, tính chất và ứng dụng của PVC, quá trình công nghệ sản xuất PVC, dây chuyền sản xuất PVC bằng phương pháp huyền phù. ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC PHẦN I:LỜI NÓI ĐẦU Công nghiệp chất dẻo là một trong những ngành công nghi ệp còn r ất tr ẻ. Đặc biệt trong những năm gần đây, khi các nguồn nguyên liệu truy ền thống nh ư : sắt, thép,

Thể loại Tài liệu miễn phí Công nghệ - Môi trường

Số trang 44

Ngày tạo 8/30/2018 4:30:27 AM +00:00

Loại tệp DOCX

Kích thước 1.35 M

Tên tệp

Tải Đồ án công nghệ: Thiết kế dây chuyền công nghệ sản... (.docx) Tải Đồ án công nghệ: Thiết kế dây chuyền công nghệ sản... (.pdf)

Xem mẫu

  1. ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC PHẦN I:LỜI NÓI ĐẦU Công nghiệp chất dẻo là một trong những ngành công nghi ệp còn r ất tr ẻ. Đặc biệt trong những năm gần đây, khi các nguồn nguyên liệu truy ền thống nh ư : sắt, thép, gỗ bắt đầu sắp cạn kiệt, thì các ngành công nghiệp ch ất d ẻo trên th ế giới phát triển mạnh mẽ. Sản phẩm của ngành công nghiệp chất dẻo dần dần thay thế các sản sản phẩm truyền thống. Ở các nước phát tri ển, ngành công nghiệp chất dẻo phát triển rất mạnh, sản phẩm đa dạng. So với các vật li ệu khác như gỗ, sắt,…thì vật liệu nhựa có nhiều ưu điểm như nhẹ hơn nhưng có độ bền cơ học tốt, sản phẩm đa dạng, màu sắc đẹp, giá cả phù hợp…Do vậy, vật liệu nhựa đã được sử dụng rất nhiều trong các lĩnh vực khác nhau của đời sống xã hội như sản xuất hàng gia dụng (bàn, ghế, vỏ chai, ống nước…), sản xuất vỏ bọc dây điện, keo dán, sơn, dùng làm vật liệu composite, kể cả trong lĩnh vực nghiên cứu vũ trụ, hàng không và đại dương. Trong đó, PVC là đại diện cho một số nhựa có tính năng tốt nhất hiện nay. I/ Lịch sử hình thành và quá trình phát triễn của nhựa PVC 1/ Quá trình hình thành PVC Polyvinyl clorua (PVC) có lịch sử phát triễn hơn 100 năm qua. Năm 1835 lần đầu tiên Henault đã tổng hợp được vinyclorua, nguyên liệu chính để tạo nên PVC. Polyvinylclorua được quan sát thấy đầu tiên 1872 bởi Baumann khi ph ơi ống nghiệm chứa vinylclorua dưới ánh sang mặt trời, sản phẩm tạo ra có dạng bột màu trắng và bản chất hoá học của nó chưa được xác định. Các nghiên cứu v ề sự tạo thành PVC đầy đủ hơn đã được công bố vào năm 1912 do Lwan Ostromislensky(Nga) và Fritz Klattle(Đức) nghiên cứu độc lập. Tuy nhiên polymer mới này vẫn không được ứng dụng và không được quan tâm chú ý nhiều bởi tính kém ổn định, cứng và khó gia công. Cuối thế kỷ 19, các sản phẩm như axetylen và clo đang trong tình trạng kh ủng hoảng thừa, vi ệc có th ể s ản xuất được PVC từ các nguyên này là một giải pháp hữu hi ệu. Năm 1926, khi tiến sĩ Waldo Semon vô tình phát hiện ra chất hoá dẻo của PVC, đây mới là m ột bước đột phá đầu tiên để khắc phục nhược điểm khi gia công cho PVC, sau đó là các nghiên cứu về chất ổn định cho PVC. Đến năm 1933, nhi ều dạng PVC đã được tổng hợp ở Mỹ và Đức nhưng phải đến năm 1937 PVC mới được sản SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 1 -
  2. ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC xuất trên quy mô công nghiệp hoàn chỉnh tại Đức và sau đó là ở Mỹ. Vào nh ững năm tiếp theo, PVC được nghiên cứu chủ yếu không phải cấu trúc phân tử mà là cấu trúc ngoại vi phân tử, được tạo ra trong quá trình trùng h ợp nh ư: kích th ước hạt, độ xốp, v.v… do các yếu tố này ảnh hưởng đến các đ ặc tính gia công, ch ế tạo của polyme. Quá trình nghiên cứu các ảnh hưởng này đã mở rộng lĩnh vực sử dụng của PVC. 2. Quá trình phát triễn của nhựa PVC a.Trên thế giới Theo dự báo của các chuyên gia Marketing về lĩnh vực công nghiệp hoá chất, thị trường dựa trên thế giới ngày càng tăng. Nhu cầu nhựa PVC của các khu vực Châu Á - Thái Bình Dương đặc biệt là Trung Quốc, Ấn Độ sẽ là yếu tố chủ yếu làm tăng nhu cầu thị trường nhựa PVC. Mức tăng nhu cầu PVC của các nước tư bản gấp khoảng 2 lần mức tăng tổng sản phẩm quốc dân của nước đó. Ở các nước Đông Âu, Châu Phi, Trung cận đông, nhu cầu tiêu thụ PVC cũng tăng do mức độ đầu tư vào các nước này tăng lên. Nhu cầu về nhựa PVC theo bình quân đầu người ở các nước phát triển lại thấp hơn so với các nước đang phát triển (chiếm 2/3 dân số thế giới). Từ năm 1991 – 1997 mức tăng bình quân về PVC hàng năm của các nước Châu Á - Thái Bình Dương là 6,2%, trong khi mức tăng bình quân trên thế giới là 5,3%.Nhu cầu tăng lớn nhất về PVC ở các nước Châu á - Thái Bình Dương là Nhật: chiếm 34%, Indonexia: 14,6%, Thái Lan: 14,1%, Malaixia: 13,9%, Trung Quốc: 12,3%. - Sản lượng PVC của thế giới được thể hiện ở biểu đồ hình tròn sau: SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 2 -
  3. ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC Tiếp theo là bảng cho thấy công suất sản xuất PVC của Châu Á – Thái Bình Dương giai đoạn 2000-2007, trong đó Trung Quốc với s ự nh ảy v ọt đột biến đãn vươn lên vị trí dẫn đầu thế giới. Bảng: công suất sản xuất nhựa PVC của châu Á – Thái Bình Dương giai đoạn 2000-2007 b.Việt Nam SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 3 -
  4. ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC Năm 2002, toàn nghành nhựa Việt Nam đã sử dụng 1.260.000 tấn nguyên liệu nhựa, trong đó PP, PE, PVC là được sử dụng nhi ều nh ất, chi ếm kho ảng 71.3% tổng nhu cầu nguyên liệu. Sản lượng tiêu thụ PVC là 200.000 t ấn chi ếm khoảng 13.5%. Trước năm 2000, nghành nhựa của nước ta chủ yếu nhập kh ẩu. 10 năm trở lại đây, sản lượng nhựa của VN đã tăng trưởng nhanh và đều đặn với tộc độ trung bình là 15% năm. Bất chấp sự suy thoái kinh t ế toàn c ầu và biến động giá vật liệu nhựa trong năm 2008, sản lượng nhựa VN vẫn đạt 2.3 triệu tấn tăng 22% so với năm 2008. Dự kiến sản lượng ti ếp tục tăng, giai đo ạn 2000-2010 (đơn vị nghìn tấn) Hiện nay nước ta đã có 2 Liên doanh sản xuất bột PVC. Công ty Liên doanh giữa Tổng công ty Nhựa Việt Nam với Tổng công ty Hoá chất Việt Nam và Công ty Thái Plastic – Chemical Public Ltd với công suất 80.000tấn/năm. Năm 2001 nhà máy hoạt động với công suất 100% năm 2002 công su ất Nhà máy tăng lên 100.000 tấn/năm. Công ty TNHH nhựa và hoá chất Phú Mỹ tại khu công nghiệp Cái Mép là liên doanh giữa công ty xuất nhập khẩu tỉnh Bà R ịa- Vũng Tàu với tổng công ty dầu khí Petronas của Malaysia có công suất là 100.000 t ấn bột PVC/năm. Ngoài việc sản xuất bột PVC hai Công ty Liên doanh trên còn s ản xuất PVC Compound với công suất 6000 tấn/năm, hai Công ty này đã sử dụng hết công suất thiết kế, nhưng vẫn chưa đáp ứng hết nhu cầu các ch ủng lo ại PVC Compound trong nước mà chỉ sản xuất chủ yếu các loại PVC làm ph ụ SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 4 -
  5. ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC kiện còn các loại PVC dùng cho các chi tiết đặc chủng v ẫn ph ải nh ập kh ẩu. Khả năng cung cầu PVC ở Việt Nam được thể hiện trong sơ đồ sau: Khả năng cung-cầu PVC ở Việt Nam - Tiềm năng thị trường Hiện nay, nguyên liệu chủ yếu sử dụng cho các sản ph ẩm v ật li ệu xây d ựng là nhựa PVC. Sản phẩm ống nhựa rất cần cho việc đầu tư xây dựng và cải thi ện cơ sở hạ tầng của đất nước, đặc biệt là các nghành như giao thông, xây dựng dân dụng, điện tử viễn thông…do đó nhu cầu sản l ượng PVC tăng trong nh ững năm tiếp theo. Giá cả của nhựa PVC cũng tăng nhẹ so với mấy năm trước SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 5 -
  6. ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC c. Các dự án phát triển tại Việt Nam + Dự án Tổ hợp hóa dầu miền Nam với vốn đầu tư 4.5 tỷ USD với công suất chế biến của tổ hợp là 2.7 triệu tấn nguyên liệu/năm từ nguồn khí etan trong nước, propan và naphtha nhập khẩu, hàng năm sản xuất gần 2 tri ệu t ấn s ản phẩm chính là PE, PP và VCM cho sản suất nhựa PVC. + Đối với dự án tại phường Hưng Đạo- Dương Kinh- Hải Phòng chuẩn bị hoàn thành thêm một nhà xưởng sản xuất ống PVC + Công ty Oxy- Vina tổng vốn đầu tư 109,4 tri ệu USD đi t ừ nguyên li ệu VCM trùng hợp thành PVC. + Công ty Mitsui- Vina và bây giờ là TPC- Vina tổng vốn đ ầu t ư 90 tri ệu USD, nguyên liệu là VCM nhập khẩu trùng hợp thành PVC, công suất 80000 tân/năm. + Công ty liên doanh Việt- Thái Plastchem tại thành ph ố H ồ Chí Minh có v ốn đầu tư 2,99 triệu USD. +Dự án TPC- Chem Quest Việt Nam, vốn đầu tư 12 triệu USD s ản xu ất DOP công suất 30000 tấn/năm từ các nguyên liệu ngoại nhập. Tuy nhiên, hiện nay giá sản phẩm PVC trong nước cao hơn rất nhiều so với giá mặt bằng chung trên thế giới. Do đó, các c ơ sở s ản xu ất các s ản ph ẩm PVC trong nước đang phải hoạt động cầm chừng chi khoản 30- 35% công suất. Nguyên nhân của tình trạng trên là do sự hụt giá của đồng tiền các nước cung cấp nguyên liệu cho ngành nhựa Việt Nam. Hơn nữa, các nhà máy mới đi vào hoạt động, giá thành sản phẩm vẫn mang giá trị khấu hao ban đầu, nên giá thành vẫn cao hơn mức bình thường. Do vậy các dự án trên trở thành hi ện th ực thì trong thời gian tới giá thành sản phẩm và sản lượng PVC trong nước s ẽ đáp ứng đủ cho thị trường trong nước và giá thành s ẽ hạ xuống dẫn đ ến không còn phải nhập khẩu nguyện liệu và nhựa PVC nữa. SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 6 -
  7. ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC Khi các nhà máy lọc dầu ở Dung Quất (Quảng Ngãi) và Nghi S ơn (Thanh Hoá) đi vào hoạt động sẽ là cơ hội thuận lợi cho s ự phát tri ển công nghi ệp ch ất dẻo nói chung và PVC nói riêng. Bước đi của ngành PVC như vậy đã rất rõ ràng, cụ thể do đó chúng ta có quyền hy vọng vào một tương lai tốt đẹp. PHẦN HAI: LÝ THUYẾT CHUNG CHƯƠNG I. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO, TÍNH CHẤT VÀ ỨNG DỤNG PVC I/Đặc điểm cấu tạo -PVC có cấu tạo phân tử mạch thẳng, rất ít nhánh. Kh ối lượng phân t ử c ủa Polyvinylclorua kĩ thuật từ 18.000 – 30.000 đơn vị -Cấu trúc của PVC có 2 dạng chủ yếu: Kết hợp đầu nối đuôi và đầu nối đầu Trùng hợp VC theo cơ chế gốc tự do là sự kết hợp các phân tử theo “ đầu nối đuôi” thành mạch phát triễn. Trong mạch phân tử, các nguyên tử Clo ở vị trí 1;3 -PVC là một polymer phân cực mạnh. Ở trạng thái không kéo căng PVC hoàn toàn vô định hình, chỉ khi nào kéo căng thật mạnh mới có khả năng định hướng một phần. -Do trong PVC có Cl nên cấu trúc thu được là hỗn hợp cả 3 loại: SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 7 -
  8. ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC II.Tính chất của PVC 1.Tính chất vật lí PVC là một loại polymer vô định hình ở dạng bột màu trắng đôi khi h ơi vàng nhạt. Là loại vật liệu cách điện tốt, tính mềm dẻo, dai (có m ặt ch ất hóa d ẻo), có độbền va đập kém và dể gia công. PVC tồn tại ở hai d ạng là huy ền phù và nhũ tương. PVC huyền phù có kích thước hạt lớn hơn PVC nhũ t ương. Trọng l ượng riêng 1.45 – 1.50 (g/cm3) và chỉ số khúc xạ 1.544 • Độ hoà tan -Polymer phân tử thấp với n=300-500 tương đối dễ tan trong axeton, keton, este, xiclohexanol…Khi khối lượng phân tử trung bình cao thì PVC rất khó hoà tan (1- 10%) tan trong : dicloetan,clobenzen, tetrahidrofuran. -Ở điều kiện nguội PVC không tan trong các chất hoá dẻo nhưng ở nh ịêt độ cao thì bị trương nhiều và có trường hợp lại tan. Polymer ở dạng nhũ tương có độ hoà tan kém hơn polymer huyền phù, polymer dung dịch. • Tính chất nhiệt SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 8 -
  9. ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC - PVC không bền nhiệt, có nhiệt độ phân hủy nhỏ hơn nhiệt độ chảy. T g = 800C và Tf = 1600C nghĩa là dưới 800C PVC ở trạng thái thuỷ tinh, từ 800C đến 1600C ở trạng thái mềm dẻo và trên 160 0C ở trạng thái chảy nhớt. Nhưng có một đặc điểm là trên 1400C PVC đã bắt đầu bị phân huỷ sinh ra HCl trước khi chảy dẻo ( đốt nóng lâu ở nhiệt độ trên 100 0C cũng vẫn bị phân huỷ ), HCl thoát ra có tác dụng xúc tác làm tăng nhanh quá trình phân huỷ. Khi gia nhi ệt PVC không ch ảy mà bị cháy. Khi xảy ra hiện tượng cháy tạo nhiều các liên kết đôi, để lâu ngày các liên kết này phản ứng khâu mạch tạo ra polymer có khối l ượng phân t ử r ất lớn, cứng và mất tính tan trong dung môi. Dưới tác dụng của nhiệt thì liên kết giữa Cl-C bị gãy vì phân cực m ạnh, đ ồng thời tách cùng với H bên cạnh tạo HCl (hoặc tạo ra Clo). Các n ối đôi C=C, cùng với HCl đóng vai trò xúc tác phân hủy nhiệt nhanh hơn. Chính các liên k ết đôi này làm sản phẩm có màu vàng. -Biện pháp để chống cháy PVC +Tác động vào yếu tố oxi: Thông thường cho vào nhựa những hợp chất hữu cơ có thành phần khí trơ hoặc chất oxi hóa mạnh như nhóm halogen. Khi có tác dụng nhiệt, hợp chất phân hủy lấy oxi của môi trường làm nồng độ oxi giảm (< LOIPVC = 60), và dập tắt sự cháy. Ưu điển rõ nét của phương pháp này là hàm lượng chất chống cháy đưa vào nhựa rất thấp nên không làm ảnh hưởng đến cơ tính của nhựa. SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 9 -
  10. ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC +Sử dụng phụ gia INTUMAX AC-2BG (AC-2). Thành phần có chứa Carbon và chất trợ nở, không có gốc halogen và khi cháy không sinh ra khí độc cũng như khí có tính chất ăn mòn…Khi cháy thì phụ gia này phản ứng lại nhiệt và lửa bằng cách nở phồng lên và hình thành lớp vỏ cách ly dày bằng than, dập lửa và ngăn chặn bùng phát lửa. +Bổ sung một số chất độn như hợp chất vô cơ khó cháy: antimoan trioxit (Sb2O3), CaCO3, Al(OH)3, Mg(OH)2 -Khả năng cháy của PVC chậm: PVC có tính chất làm chậm lửa cao do hàm lượng clo của nó, ngay cả trong trường hợp không có chất chống cháy. Ví dụ, nhiệt độ đánh lửa của PVC là cao 455 ° C, và là một vật liệu với ít nguy cơ sự cố cháy vì nó không được đánh lửa dễ dàng. Đối với PVC lượng nhiệt tỏa ra khi cháy thấp hơn rất nhiều so với các loại nhựa khác. Do đó PVC được sử dụng rộng rãi. • Độ bền hoá học - PVC là một polymer bền hoá học cao làm các thùng ch ứa, ống d ẫn hoá chất( axit, kiềm muối), khí thải… SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 10 -
  11. ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC -PVC bền với tác dụng của axít HCl, axít H 2SO4, axít HNO3 loãng và dung dịch kiềm nồng độ ≈ 20%. • Sự phân hủy của PVC dưới tác dụng cơ học Trong quá trình gia công, cũng như trong quá trình sử dụng sản phẩm dưới tác dụng lực cơ học làm sinh ra ứng suất ngoại có thể dẫn đến sự phá hủy m ạch polymer, thực chất nó làm đứt mạch polymer sinh ra gốc t ự do(dưới tác d ụng c ơ học) có khả năng khơi mào cho các phản ứng hóa học làm gi ảm kh ối l ượng phân tử dẫn tới giảm tính chất cơ lí. Ở cùng nhiệt độ nếu PVC chịu đồng th ời của tác động cơ học thì sự phân hủy HCl tăng lên 1,5-2 l ần so v ới khi không chịu tác dụng lực cơ học. • Tính chất cơ học: -Tg= 78 – 80oC -d = 1.38 – 1.4 (g/cm3) -δk = 400 – 600 (KG/cm2) -δu = 900 – 1200 (KG/cm2) -δn = 800 – 1600 (KG/cm2) -ε = 10 – 25% ( Độ dãn dãn dài khi đứt) -Độ bền va đập = 70 – 160 (KG/cm2) -Độ bền nhiệt ( Mactanh) = 65 – 70oC -Nhiệt độ giòn = -10oC -Nghiên cứu ở Đức đã cho thấy ống PVC chôn dưới đất 13 năm so với PVC mới thì hầu như không thay đổi về tính chất. SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 11 -
  12. ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC -Quá trình lão hoá nhanh chóng của PVC sẽ làm giảm tính co dãn và làm cho tính chất cơ học kém đi. Lão hoá thường là do tác dụng của các tia tử ngoại làm biến đổi cấu tạo của polymer, làm cho polymer có cấu tạo l ưới kém co dãn, khó hoà tan. Mức độ lã hoá tuỳ thuộc vào từng vùng, ph ụ thuộc chủ y ếu vào ánh sáng mặt trời -PVC không độc, có nhiều tính cơ lý tốt. Phụ thuộc vào phụ gia, monomer VC còn dư và sự tách thoát HCl, khối lượng phân tử của polymer cũng nh ư m ức đ ộ đồng đều của khối lượng phân tử và phương pháp gia công. -PVC chịu va đập kém, để tăng cường tính va đập cho PVC thường dùng ch ủ yếu các chất (MBS, ABS, EVA với tỉ lệ từ 5-15%) -Khả năng gia công không cao không thích hợp cho sản phẩm có kích thước lớn. • Tính dẫn điện: Thông thường các polyme trong đó có Polyvinylclorua không có những phần tử tích điện. Do vậy điện trở của polyme rất lớn (1015 – 1018 Ω m) vì thế olyvinylclorua được dùng làm vỏ bọc dây cách -Một số tính chất của PVC cứng và PVC mềm SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 12 -
  13. ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC 2.Tính chất hoá lí -PVC cứng bền với axit và bazo cũng như dầu, acohol, và hydrocacbon béo. Nhưng nhạy với hydrocacbon thơm và hydrocacbon chứa clo, este, và có thể trương trong xeton. -PVC mềm rất nhạy với tác nhân khí quyển và ánh sáng. Kh ả năng phân h ủy sinh học phù hợp khi tiếp xúc với thực phẩm SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 13 -
  14. ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC -PVC có hoạt động hoá học khá lớn, trong các quá trình bi ến đ ổi hoá h ọc các nguyên tử Clo tham gia phản ứng và thường kéo theo các nguyên t ử hydro ở Cacbon bên cạnh. Một số phản ứng đặc trưng của PVC • Nhiệt phân huỷ -Khi gia nhiệt PVC không chảy mà bị phân hủy, tạo liên kết đôi vì dưới tác dụng của nhiệt thì liên kết giữa Cl-C bị gãy vì phân cực mạnh, đồng th ời tách cùng với H bên cạnh tạo HCl (hoặc tạo ra Clo). -Các nối đôi C=C, cùng với HCl đóng vai trò xúc tác phân h ủy nhi ệt nhanh h ơn. Chính các liên kết đôi này làm sản phẩm có màu vàng -Để lâu ngày các liên kết này phản ứng khâu mạch tạo ra polymer có khối lượng phân tử rất lớn, cứng và mất tính tan trong dung môi. • Khả năng trộn lẫn với chất hóa dẻo và các nhựa khác -Các loại chất hóa dẻo như phatalate, acid béo dieste, phosphste, epoxide, hóa dẻo polymeric, hóa dẻo thứ cấp…Đối với PVC thường được trộn với h ầu h ết chất hoá dẻo loại este phân tử thấp như: DOP(dioctyl phtalat), DBP(dibuty phtalat), DIOP(diizooctyl phtalat) . Có tác dụng làm m ềm, d ễ cu ốn làm gi ảm đ ộ dòn ở nhiệt độ thấp, làm giảm nhẹ điều kiện gia công và tăng thời gian sử dụng của sản phẩm. Nguyên nhân của việc dùng chất dẻo là do PVC là polymer có SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 14 -
  15. ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC mạch phân tử cứng do nhóm thế clo làm cho thềm thế năng quay (u o ) lớn gây cản trở không gian. -Cơ chế của việc hoá dẻo được giải thích như sau Trong phân tử PVC có hai nhóm, nhóm có cực H-C-Cl và nhóm không có cực H- C-H. Độ cứng của PVC không biến dạng là do lực liên kết nội tại giữa các phân tử. Các phân tử hóa dẻo sẽ chiếm vị trí giữa các mạch polymer làm tăng kho ảng cách các mạch và giảm lực liên kết giữa các phân tử. CH2 CH+ CH2 CH+ Cl- Cl- Khi đun nóng làm chuyển động của các phân tử tăng lên, các phân tử trượt lên nhau,làm suy yếu dần lực liên kết giữa các phân tử và làm mềm polyme. • Thay clo bằng nhóm amin: Khi tác dụng dung dịch PVC với NH 3 trong bình có áp suất và ở nhiệt độ cao sẽ tạo thành một số nhóm amin và các liên kết imin nối các mạch (mức độ thay th ế không quá 15 - 20% ) - CH2- CHCl – CH2 – CHCl - nHCl + - CCH2 – CHNH2 – CHCl - • Thay clo bằng các nhóm thơm SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 15 -
  16. ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC Dung dịch PVC trong tetrahydrofuran hay dicloretan với benzen (hay alkylbenze), ở 00 C hay ở nhiệt độ thường với xúc tác clorua nhôm sẽ tạo thành một số nhóm aryl. 3. Ứng dụng của PVC • PVC trong ngành xây dựng : -Sử dụng nhiều và rộng rãi nhất, trong đó các loại ống dẫn và phụ kiện chiếm hơn 1/3tổng sản lượng PVC trên thế giới. -Hiện nay có xu hướng làm đồ nội thất bằng ván gỗ nhựa, pvc froam picomat. Các vật liệu đáp ứng được tiêu chí vật liệu xanh, tái sử dụng được, không mối mọt, dể thi công, chống cháy, chịu nước,đồ bền tốt và có thể sơn phủ được. SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 16 -
  17. ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC -Ngoài ra PVC còn được dùng làm mương, máng thủy lợi, màng phục vụ nông nghiệp, hàng rào, mái che, profile, tấm và màng...Ví dụ toàn bộ phần mái che phía ngoài (khoảng 60.000 m2) của sân vận động hiện đại nhất nước Pháp (sân Stade de France), với sức chứa lên tới 80.000 người, được phủ bằng màng PVC • PVC trong kỹ thuật điện và điện tử: Chiếm g ần 50% th ị ph ần ở lĩnh v ực sản xuất đồ điện. Thường dùng làm dây và cáp điện. Một số lĩnh vực phổ bến cần dùng PVC: -Máy điều hòa không khí, máy giặt, máy lạnh -Dụng cụ gia đình -Máy tính, đĩa mềm cho máy vi tính, bàn phím.. -Cáp quang, decal chịu nhiệt ứng dụng trong đồ họa -Dụng cụ đồ điện… • PVC trong sản xuất ô tô, xe máy -Sử dụng thay thế một số kim loại và vật liệu khác để ch ế tạo các bộ ph ận sườn xe, tấm chắn gió, tấm lót sàn, tấm chén bùn và nhiều chi tiết khác. -Ưu điểm: +Tăng tuổi thọ của xe, sử dụng an toàn hơn khi bị ai nạ giao thông SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 17 -
  18. ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC +Khối lượng xe nhẹ hơn nên tiêu thụ ít nguyên liệu hơn, gi ảm ô nhiễm môi trường • PVC trong việc chăm sóc và bảo vệ sức khỏe con người -Phổ biến trong nghành y tế: từ găng tay y tế đến túi đ ựng máu, t ừ ống chuy ền dịch, truyền máu và chạy thận nhân tạo, bơm kim tiêm , vab tim nhân t ạo đ ến rất nhiều dụng cụ y tế khác nhau. Chúng được sử dụng rộng rãi, đ ộ tin c ậy cao nhờ có những tính ưu việt +Không màu trong suốt, mềm dẻo, bền và ổn định, dễ thanh, tiệt trùng +Chịu được hóa hóa chất, không phản ứng hóa học khi tiếp xúc với nhiềumôi trường khác nhau, dễ chế tạo, có thể tái sinh, giá rẻ • Những ứng dụng khác -Đồ chơi trẻ em, dày dép, áo mưa, túi sách, làm phao tắm, rèm cửa, thùng chứa hóa chất, lưới đánh cá, tóc giả, bàn phím, uPVC được làm c ửa s ổ, màng b ọc thực phẩm -Các mặt hàng tiêu dùng khác: ống dẻo lưới, ống tải nước, dùng làm dụng cụ phòng hộ khi làm việc trong môi trường nhiễm xạ: giầy, ủng, quần áo bảo hộ lao động, sợi PVC làm vải lát tường cách nhiệt, cách âm, tạo sợi quăn ph ồng làm lông thú nhân tạo. SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 18 -
  19. ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC III.Quá trình công nghệ sản xuất PVC 1.Nguyên liệu để sản xuất PVC huyền phù a.Vinylclorua -Nguyên liệu để sản xuất PVC là vinyclorua C2H3Cl Là chất khí không màu, có mùi ete nhẹ, không tan trong nước nhưng tan trong các dung môi hữu cơ như axeton, rượu etylic, HC thơm, HC mạch thẳng. Trong phân tử VC có liên kết nối đôi và một nguyên tử Clo linh đ ộng, do đó phản ứng hoá học chủ yếu là phản ứng kết hợp hoặc ph ản ứng của nguyên tử Clo trong phân tử VC. - Phản ứng nối đôi + Phản ứng cộng hợp. Tác dụng với halogen cho ta 1,2 diclo etan ở điều kiện môi trường khô ở 140÷ 1500C hoặc ở 800C và có chiếu sáng xúc tác SbCl3. Khi có xúc tác AlCl3, FeCl3 thì VC phản ứng với HCl. Với H2 Trong phản ứng oxi hoá VC ở nhiệt độ 50÷ 1500C có mặt HCl dễ dàng tạo ra monome axetat dehit Do phân tử có chứa nối đôi VC có thể tham gia phản ứng trùng hợp tạo PVC. SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 19 -
  20. ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC - Phản ứng của nguyên tử Clo. + Thuỷ phân. Khi đun nóng với kiềm HCl bị tách ra khỏi VC cho ta axetylen Tác dụng với acolat hay fenolat cho ta este VC: - Tạo hợp chất cơ kim + VC trong điều kiện không có không khí ở 450 0C có thể bị phân huỷ tạo thành axetylen và HCl do phản ứng polyme hoá axetylen và có thể ph ản ứng ti ếp t ục tạo ra một lượng nhỏ 2- clo- 1,3- butadien. Còn trong điều kiện có không khí VC bị oxi hoá hoàn toàn. - Bảo quản: Trước đây VC được bảo quản và vận chuyển với sự có mặt của một lượng nhỏ phenol để ức chế phản ứng polyme hoá. Ngày nay VC được sản xuất với độ tinh khiết cao và không cần chất ức ch ế trong bảo quản đ ồng th ời do được làm sạch nước nên VC không gây ăn mòn có th ể được b ảo qu ản trong các thùng thép cacbon thường. -Vinylclorua được sản xuất trong công nghiệp đi từ etylen, axetylen hoặc t ừ h ỗn hợp etylen và axetylen. -Các phương pháp sản xuất vinylclorua +Khử hydro và clo của dicloêtan bằng dung dịch rượu kiềm Phương pháp này không kinh tế tốn nhiều NaOH, rượu, sản ph ẩm không tinh khiết và thiết bị phản ứng lớn. Ngày nay crăcking EDC dưới tác dụng c ủa nhi ệt SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 20 -
nguon tai.lieu . vn
Thạc sĩ - Tiến sĩ - Cao học Công nghệ thông tin Kinh tế - Thương mại Tài chính - Ngân hàng Kiến trúc - Xây dựng Điện-Điện tử-Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Công nghệ - Môi trường Báo cáo khoa học Quản trị kinh doanh Khoa học xã hội Khoa học tự nhiên Nông - Lâm - Ngư Y khoa - Dược