Tối ưu hóa công nghệ sản xuất tấm polyuretan dạng xốp thân thiện với môi trường trên dây truyền liên tục

Nghiên cứu khảo sát và đánh giá ảnh hưởng của hàm lượng chất tạo bọt vật lý cyclopentane đến trọng lượng riêng nở tự do, thời gian phản ứng của xốp cứng polyurethane (RPUF) và các giá trị thời gian phản ứng (cream time, gel time, tack-free time và rise time).

KHOA HỌC CÔNG NGHỆ P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 TỐI ƯU HĨA CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT TẤM POLYURETAN DẠNG XỐP THÂN THIỆN VỚI MÔI TRƯỜNG TRÊN DÂY TRUYỀN LIÊN TỤC OPTIMIZING THE PRODUCTION TECHNOLOGY OF ECO-FRIENDLY FOAM POLYURETHANE PANELS ON THE CONTINUOUS LINE Phùng Xuân Sơn1, Vũ Thị Huệ1, Bàn Tiến Phi1, Tống Thái Bảo1, Nguyễn Minh Quang , Nguyễn Tiến Tùng1, Mai Đức Thuận2, Lê Thị Phương Thanh1,* TÓM TẮT Với tính ưu việt panel polyurethane (PU) như: Cách âm, cách nhiệt, chống cháy, chịu tải cao, trọng lượng nhẹ, thẩm mỹ cao, đặc biệt sử dụng phương pháp thi công lắp ghép đơn giản dễ dàng tháo lắp, di chuyển nên panel PU lựa chọn hàng đầu cho công trình xây dựng Trong nghiên cứu này, tác giả nghiên cứu chất tạo bọt vật lý hệ cyclopentane có tính thân thiện với mơi trường hồn tồn khơng gây phá hủy tầng ơzơn Nghiên cứu khảo sát đánh giá ảnh hưởng hàm lượng chất tạo bọt vật lý cyclopentane đến trọng lượng riêng nở tự do, thời gian phản ứng xốp cứng polyurethane (RPUF) giá trị thời gian phản ứng (cream time, gel time, tack-free time rise time) Hình thái kích thước tế bào kín mẫu R-PUF với hàm lượng cyclopentane tăng dần từ 0% đến 20% quan sát ảnh kính hiển vi quang học biểu đồ phân bố kích thước tế bào kín xác định phần mềm IT3 Ngồi ra, tính chất lý độ ổn định kích thước độ bền nén phân tích để đánh giá chất lượng vật liệu cách nhiệt R-PUF nở khuôn sử dụng tác nhân tạo bọt vật lý cyclopentane Các tiến trình thực nghiệm theo phân tích thực nghiệm Taguchi dây truyền sản xuất liên tục nhằm đưa thơng số tối ưu cho q trình sản xuất panel PU công nghiệp Các kết nghiên cứu đưa giá trị tham khảo tuyệt vời cho nhà sản xuất nhằm nâng cao suất chất lượng panel PU Từ khóa: Polyurethane, Panel PU, cyclopentane, R-PUF ABSTRACT With the preeminent features of polyurethane (PU) panels such as sound insulation, heat insulation, fireproof, high load capacity, lightweight, high aesthetics, especially using simple and easy assembly construction and move, so new PU panel is now the first choice for construction projects In this paper, the authors study the new generation physical foaming agent cyclopentane that is environmentally friendly and completely does not destroy the ozone layer Study investigating and evaluating the effect of content of physical foam cyclopentane on free expansion density, reaction time of rigid polyurethane foam (R-PUF), and reaction time values (cream time, gel time, tack-free time, and rise time) The morphology and size of the closed-cell of the R-PUF samples with cyclopentane concentrations increasing from 0% to 20% are observed by the optical microscope image and the closed-cell size distribution chart is determined by IT3 software In addition, the physical and mechanical properties of dimensional stability and compressive strength were analyzed to evaluate the quality of the expanded R-PUF insulation in the mold using a cyclopentane physical foaming agent Experimental procedures according to Taguchi analysis on the continuous production line are aimed at giving optimal parameters for the industrial PU panel manufacturing process The research results provide an excellent reference value for manufacturers to further improve the performance and quality of PU panels Keywords: Polyurethane, Panel PU, cyclopentane, R-PUF Khoa Cơ khí, Trường Đại học Cơng nghiệp Hà Nội Khoa Chấn thương - Chỉnh hình, Bệnh viện Quân y 108 * Email: lethiphuongthanh2@gmail.com Ngày nhận bài: 10/7/2021 Ngày nhận sửa sau phản biện: 25/9/2021 Ngày chấp nhận đăng: 27/12/2021 GIỚI THIỆU Polyurethane (PU) thuộc nhóm vật liệu polyme có khả kết hợp với nhiều loại vật liệu có tính chất khác sơn, chất đàn hồi, lớp phủ lỏng, chất cách điện, sợi đàn hồi với đặc tính độ bền lý cao chúng ứng dụng rộng rãi y sinh, xây dựng, 64 Tạp chí KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ● Tập 57 - Số (12/2021) Website: https://jst-haui.vn SCIENCE - TECHNOLOGY P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 tự động hóa, dệt may số lĩnh vực khác Ngồi ra, PU có thể tổng hợp từ nhiều nguồn nguyên liệu khác có nhiều đặc tính khác phân thành nhiều loại dựa tính chất xốp cứng, xốp mềm, nhựa nhiệt dẻo, chất kết dính, lớp phủ, chất bịt kín chất đàn hồi [1] Ngày nay, tác động ảnh hưởng tới môi trường biến đổi khí hậu trở thành mối quan tâm hàng đầu nhân loại Do nhu cầu phát triển xã hội, người phát thải vào khí khí thải gây nhiễm SOx, NOx, CH4 chất thải độc hại khác thông qua hoạt động sản xuất ngày Để giảm tác động đến môi trường, phải kể đến chất tạo bọt vật lý sử dụng công nghiệp sản xuất polyurethane, đặc biệt xốp cứng polyurethane (R-PUF) Trong đó, R-PUF xếp vào nhóm vật liệu cách nhiệt tốt sử dụng phổ biến nay, thuộc nhóm biện pháp tối ưu tiết kiệm nguồn lượng [2] R-PUF có mật độ liên kết ngang cao nên có độ cứng cao, độ mềm dẻo thấp khơng thể phục hồi lại hồn tồn sau bị nén [3] Đặc tính quan trọng R-PUF cấu trúc có hàm lượng bọt kín (chứa khí có hệ số dẫn nhiệt thấp) 90% Do đó, RPUF có độ cách nhiệt vượt trội so với vật liệu cách nhiệt tương tự khác [4] Tuy nhiên, mối quan tâm lớn công nghiệp sản xuất xốp cách nhiệt polyurethane (PU) tìm chất tạo bọt vật lý thân thiện với môi trường mà cho hiệu làm việc cao Loại chất tạo bọt vật lý sử dụng công nghiệp sản xuất R-PUF hợp chất chlorofluorocacbons (CFCs), điển hình trichlorofluoromethane (CFC11) sử dụng phổ biến khối lượng phân tử thấp, điểm sôi gần với nhiệt độ phịng, khơng cháy, độc độ dẫn nhiệt thấp [5] Nhưng CFC11 xác định nguyên nhân gây nên suy giảm tầng ôzôn với số suy giảm ôzôn (ozone depletion potential, ODP) xấp xỉ gây hiệu ứng nhà kính với số làm nóng trái đất (global warming potential, GWP) lên đến 4600, cao gấp hàng nghìn lần so với CO2 [6] Hợp chất thay cho CFC 11 sử dụng sau 1,1-dichloro-1fluoroethane (HCFC-141b) [7] Tuy nhiên, với số ODP GWP 0,11 630, loại H-CFC góp phần vào q trình suy giảm tầng ơzơn tăng hiệu ứng nhà kính [8] Yêu cầu đặt cho ngành công nghiệp sản xuất PU phải sử dụng tác nhân tạo bọt thay hoàn toàn CFCs thân thiện với môi trường Cyclopentane với số ODP = GWP = 11 thay loại tác nhân tạo bọt CFCs, bên cạnh với khối lượng riêng tương đối thấp, cyclopentane hồn tồn thích hợp làm tác nhân tạo bọt trình chế tạo PU cứng cho sản phẩm có độ xốp cao, tính lý ổn định độ bền nén cao [9, 10] Trong năm gần đây, nhiều nhà khoa học nước tiến hành nghiên cứu tìm cách ứng dụng vật liệu polyurethane xốp, nhiên kết nghiên cứu hạn chế, kết nghiên cứu dừng quy mơ phịng thí nghiệm Việc triển khai nghiên cứu sản xuất loại vật liệu đặc chủng dừng giai Website: https://jst-haui.vn đoạn sản xuất thử nghiệm, nên phạm vi sử dụng giá trị sản phẩm chưa đánh giá cách mức Với mục đích nhằm đưa cơng nghệ chế tạo vật liệu xốp vật liệu polyurethane (PU) để gia cơng thành vật liệu hữu ích, thân thiện với mơi trường, ứng dụng công nghiệp đời sống tác giả vào nghiên cứu thực nghiệm theo phương pháp Taguchi nhằm đưa thông số tối ưu trình sản xuất Panel PU thân thiện với môi trường dây chuyền liên tục POLYURETHANE Các nghiên cứu nước R-PUF dừng lại nghiên cứu quy mơ thí nghiệm, chủ yếu nghiên cứu tạo R-PUF với hóa chất CFCs, HCFC Tuy nhiên ngày hóa chất CFCs, HCFC dần hạn chế sử dụng có tác động tiêu cực tới mơi trường [11] Các nghiên cứu gần chủ yếu tập trung vào nghiên cứu hình thái tạo xốp, ảnh hưởng số thơng số đến q trình tạo xốp PU ảnh hưởng chúng đến số tiêu chất lượng [9] Chưa có cơng trình nghiên cứu ảnh hưởng q trình tạo xốp đến thơng số chất lượng vật liệu R-PUF dây chuyền sản xuất liên tục (tỉ trọng, tỉ suất hút ẩm, độ bền kéo, độ bền nén) Các nghiên cứu thiết kế, chế tạo, ảnh hưởng hệ thống công nghệ tới trình sản xuất PU hệ thống máy thực thiếu chưa đầy đủ Để khắc phục vấn đề tác giả tiến hành theo phương pháp phân tích thực nghiệm Taguchi nhằm đưa thơng số tối ưu cho q trình sản xuất panel PU liên tục nhằm tạo suất chất lượng panel PU từ đưa mục tiêu tối ưu hóa q trình sản xuất PU Polyurethane sản phẩm polyisocyanat tác dụng với polyancol Do kết phản ứng isocyanat tác dụng với nước tạo amin Nhưng tác dụng với rượu tạo este aminocacboxylic gọi urethane R  N=C=O + R1OH  R  NH  COOR1 Nếu thay monoisocyanat thay rượu nguyên tử thành rượu hai nguyên tử tạo Polyurethane thẳng Triisocyanat Triol tạo sản phẩm có cấu trúc không gian nO=C=NR N=C=O + HOR'  OH   OCNHR NHCOOR1n Nghiên cứu Buyer cộng [16] tạo Polyurethane mạch thẳng thích hợp cho q trình kéo sợi Sợi Polyurethan có tính chất giống polyamit, có chứa nhóm amit (-NH-CO-) có khả tạo liên kết hidro nên lực tác dụng phân tử lớn Nhưng lại mềm polyamit mạch polymer có chứa ngun tử oxi Ngun liệu để sản xuất Polyurethane isocyanat tri-isocyanat Phương pháp dựa vào phản ứng tác dụng isocyanat tri-isocyanat với fotgan môi trường dung môi (toluen, o-clobenzen, p-clobenzen) điều kiện nhiệt độ (0 - 150oC) H2N  R  NH2  2COCl2  OCN  R  NCO  4HCl Isocyanat tri-isocyanat chất có mùi hắc mạnh độc Vol 57 - No (Dec 2021) ● Journal of SCIENCE & TECHNOLOGY 65 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ Các hợp chất chứa nhóm -OH dùng để sản xuất: Glycol, polyete mạch thẳng nhánh Vật liệu Isocyanat tổng hợp dựa hợp chất hữu cơ: P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 Những loại sản phẩm polyeste, polyete tùy thuộc vào mục đích sử dụng mà có khối lượng phân tử M từ 200 đến 2000 Khối lượng phân tử thấp thường sử dụng dẻo xốp cứng O=C=NR N=C=O +HOR1 OH O=C=NR NHCOOR1 OH Hoạt tính phụ thuộc vào nhóm: N=C=O Những sản phẩm có khối lượng phân tử cao, sử dụng chế tạo elastome, sơn, sản phẩm bám cứng mềm TÍNH TỐN TỐC ĐỘ VÀ LƯU LƯỢNG VỊI PHUN PU TRÊN DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT R2 SO  HNCO  RNOC  K SO H2N  R  NH2 + HCl  H2N  R  NH2 HCl H2N  R  NH2 HCl+ COCl2  H2N  R  NCO + HCl Kết phản ứng tạo sản phẩm: 3.1 Mạch gồm m nhánh chảy song song Trong đó: Pn áp suất trục đục lỗ; d1 đường kính trục đục lỗ; p áp suất vị trí phun z; d2 đường kính lỗ phun trục đục lỗ; m số lỗ, m = x y lỗ, với x số lỗ hàng; y số hàng lỗ; z khoảng cách phun Khi chuyển lỗ điện trở mơ hình mạch điện gồm m điện trở R2 mắc song song, R1 điện trở đầu vào, mối quan hệ p Pn, R1, R2 xác định sau: p Pn R td R1  R td R td  Trong tách riêng 2,4 TDI 2,6 TDI nghiên sản xuất công nghiệp thường sử dụng hỗn hợp tồn 2,4 2,6 TDI với tỷ lệ 80/20 65/35 isocyanat dạng mạch thẳng mạch vòng: HNDI, IPDI, MDI, NDI R1  Các hợp chất chứa nhóm OH, NH, hay COOH nhóm thơng dụng để chế tạo  R2 m (2) R Pn Pn  R2    mR1   R1  m  m    R2     p Trên thị trường có khoảng 450 loại chứa nguyên tử hidro linh động Về nguyên tắc: tất sản phẩm chứa từ hai nguyên tử hidro linh động dùng để tổng hợp Polyurethane (1) F12 ; R2  (3) (4) F22 R1 F22  4d2     R2 F12  d1   z2       (5) HO  CH2  O n H  PEG HO  C3H6  O n H  PPG HO  C 4H8  O n H  PTG Tuy nhiên q trình biến tính sản phẩm cịn sử dụng thêm: Hình Sơ đồ quy trình phun Panel PU liên tục Polyol hợp chất có khối lượng phân tử nhỏ, thuận tiện cho việc tổng hợp Ngồi loại đa chức có khối lượng phân tử nhỏ, sử dụng chủ yếu hai loại: Polyeste polyol polyete polyol Phương trình biểu diễn quan hệ áp suất lỗ phun P áp suất nguồn Pn: Sử dụng cấu tạo mạch thẳng hay vòng polyete polyol sử dụng hạn chế với sản lượng gần 10% 66 Tạp chí KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ● Tập 57 - Số (12/2021) p Pn  a.z    1  m (6)  4.d  Trong đó: a     d1  Website: https://jst-haui.vn SCIENCE - TECHNOLOGY P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 Có thể thấy áp suất phun P phụ thuộc vào áp suất nguồn Pn d1, d2 khoảng cách phun z số lỗ phun m Tính tốn tỉ số truyền lớn nhất: imax  0, 65.aP n (7) m Giới hạn phun z: z1  0, m 0, m ; z2  a a So với trường hợp đầu phun lỗ phun nhánh chảy trường hợp đầu phun lỗ phun m nhánh chảy song song có tỉ số truyền giảm m lần phạm vi làm việc m lần 3.2 Lưu lượng phun dây chuyền sản xuất Trên dịng chảy khí nén với áp suất P1 cố định, ta có tiết diện độ thắt F1, độ thắt F1 làm cản trở dịng khí chảy qua Giả thiết khơng khí nén sấy khơ, q trình chảy đoạn nhiệt Sau chảy qua F1, áp suất giảm xuống P2, lưu lượng khí chảy qua F1 Q Theo phương trình Becnuli ta có phương trình xác định lưu lượng khí chảy qua F2: k 1     P2 k  P2  k  P2  k        FP 11 gRt k   P1   P1  P1   Q  (l / ph)   P2 FP k   k 1     1 gRt k   k  l  P1 1    (8) Trong đó: μ: Hệ số chảy kể đến tính chịu nén khơng khí; g: Gia tốc trọng trường (g = 9,81m/s2); R: Hằng số chất khí; t: Nhiệt độ tuyệt đối khơng khí; P1, P2: Áp suất tuyệt đối dịng khí nén trước sau cản trở F2; k: Chỉ số đoạn nhiệt khơng khí (k = 1,4); Điểm tới hạn chảy: β = 0,528 Hình Đường cong đặc tính quan hệ áp suất P khoảng cách Z Đường đặc tính chuyển đổi khí nén (hình 2): Đường cong đặc tính có điểm uốn K đoạn xung quanh K coi đoạn tuyến tính Người ta chọn K làm điểm tham khảo để xác định đoạn làm việc đầu phun, thiết kế chọn điểm k nằm lớp vài nhuộm Đoạn MN đoạn làm việc đầu phun, đoạn trước điểm M áp suất lớn tốc độ dòng chảy cao nên độ bám dính hóa chất PU khơng tốt, đoạn sau điểm N có áp suất thấp nên khơng nên sử dụng để làm việc Tóm lại đoạn phù hợp để phun chiều cao nằm khoảng Z1- Z2 Bảng Bảng thơng số vịi phun Số thứ tự Chỉ tiêu làm việc Công thức Để làm đạt hiệu cao áp suất P khoảng cách phun L nằm khoảng giá trị hợp lý ứng với loại vòi phun tương ứng Nếu L nhỏ máy tải áp suất gây nguy hiểm cho công nhân máy móc thiết bị Nhưng L lớn hiệu làm giảm Trong điều kiện làm việc P = - (bar) xác định L = 100 - 200 (mm) Kết tính Pn p  az    1  m i* -0,65Pn.a z* 0,6 m a z* = 41,396 Z1 m 0,4 a Z1 = 27,597 Z2 m 0,8 a Z2 = 55,195 p* Website: https://jst-haui.vn 0,75Pn m m p = 0,797 Hình Sơ đồ tính lưu lượng phun i*= -0,07 THIẾT LẬP THÍ NGHIỆM p* = 1,148 4.1 Thiết lập tỉ trọng hóa chất, hệ thống bơm hóa chất, làm vịi phun hóa chất Thơng qua u cầu thí nghiệm từ điều chỉnh (calib) tỉ trọng khối lượng hóa chất Sau cân định lượng, tiến hành kiểm tra hệ thống bơm áp lực hóa chất, đảm bảo thí nghiệm không bị cố Tiến hành vệ sinh đầu van dẫn khí, mạch điện, bình khuấy hóa chất đo nhiệt độ hóa chất bơm Kiểm tra thay thùng hóa chất hết thùng hóa chất đảm bảo trình thí nghiệm thực thuận tiện Vol 57 - No (Dec 2021) ● Journal of SCIENCE & TECHNOLOGY 67 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Sau kiểm tra hóa chất vịi phun, điều chỉnh nhiệt độ bàn ép cho thỏa mãn với yêu cầu thí nghiệm thơng qua bảng điều khiển nhiệt độ bàn ép Thay khuôn bị lỗi biến dạng, điều chỉnh khoảng cách hai bề mặt khuôn ép P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 Bước 5: Làm Sau ép, tơn làm hóa chất ba via cịn xót lại, đánh bóng phần PU đầu tôn hai bên mép tôn để lắp ghép dễ dàng Bước 6: Đóng gói Tơn làm chuyển đến khâu đóng gói sản phẩm 4.2 Quy trình thí nghiệm Bước Trải phẳng tơn Bước Kiểm tra q trình trải tơn Hình Sản phẩm thí nghiệm KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Bước Ép đầu tôn Bước Phun thử làm đầu phun Kết thực nghiệm nhân tố ảnh hưởng đến tỷ trọng mô tả hình Kết khảo sát cho thấy ảnh hưởng nhiệt độ lớp tôn nhiệt độ buồng chứa đến tỉ trọng G lớn nhất, ảnh hưởng vận tốc ép nhở đến tỉ trọng G Bảng cho thấy kết hợp mức yếu tố tối đa hóa tỷ trọng (G) vùng thực nghiệm Kết phân tích khu vực mà tối ưu hóa thực Qua đặt giá trị nhiều yếu tố thành số, cách đặt giới hạn thấp cao cho giá trị Bước Đưa tôn vào khuôn Bước Định vị tơn vào khn ép PU Hình Quy trình thực nghiệm dây chuyền sản xuất liên tục Sau kiểm tra hiệu chỉnh nhiệt độ, hóa chất, khí nén xong; bắt đầu khởi động toàn hệ thống làm việc Các bước thực nghiệm sau: Bước 1: Cán sóng Theo u cầu thí nghiệm tơn cắt theo kích thước sau đưa vào máy cán sóng điều chỉnh khn tốc độ cán để đạt hiệu suất tối ưu Bước 2: Xử lý hóa chất Đo nhiệt độ hóa chất lưu lượng khí nén, điều chỉnh buồng khuấy hóa chất để hóa chất lưu thông ổn định, xử lý cố khí hóa chất q trình thí nghiệm Bước 3: Điều chỉnh hệ thống phun hóa chất bàn ép Hiệu chỉnh thơng số hóa chất (tỉ lệ thành phần hóa chất, nhiệt độ hóa chất); thơng số bàn ép thủy lực (nhiệt độ bàn ép, lực ép…) cho chất lượng sản phẩm thí nghiệm tốt Bước 4: Đưa tôn vào bàn ép tiến hành làm việc Tôn sau cán đưa vào bàn ép, hóa chất phun với lưu lượng thích hợp Tiến hành hiệu chỉnh bàn ép đảm bảo yêu cầu kỹ thuật 68 Tạp chí KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ● Tập 57 - Số (12/2021) Hình Biểu đồ nhân tố tác động đến tỷ trọng G (kg/m3) Website: https://jst-haui.vn SCIENCE - TECHNOLOGY P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 Bảng Giá trị tối ưu hóa tỷ trọng G Hệ số Min Max Tối ưu Đơn vị Vận tốc ép (V) 3,0 5,0 4,89209 m/ phút Nhiệt độ lớp tôn (TT) 50,0 75,0 50,0 °C Nhiệt độ buồng chứa (TH) 3,0 5,0 4,89209 °C Kết thực nghiệm nhân tố tác động đến độ bền nén mơ tả hình kết khảo sát cho thấy ảnh hưởng nhiệt độ lớp tôn nhiệt độ buồng chứa đến độ bền nén lớn nhất, ảnh hưởng vận tốc ép nhỏ Kết phân tích bảng cho thấy vận tốc ép 4,42511 (m/phút), nhiệt độ lớp tôn 62,1245°C, nhiệt độ buồng chứa 20°C cho độ bền nén tốt Mơ tả hình kết khảo sát cho thấy nhiệt độ lớp tôn, nhiệt độ buồng chứa vận tốc ép ảnh hưởng lớn đến độ bền kéo K Kết phân tích Statgraphics cho thấy kết tối ưu thông số công nghệ mơ tả bảng Kết phân tích cho thấy vận tốc ép 3,64592 (m/phút), nhiệt độ lớp tôn 50oC, nhiệt độ buồng chứa 30oC cho độ bề kéo lớn Hình Biểu đồ nhân tố tác động đến độ bền kéo hệ số hàm hồi quy Bảng Tối ưu hóa độ bền kéo K (kPa) Hệ số Vận tốc ép (V) Nhiệt độ lớp tôn (TT) Nhiệt độ buồng chứa (TH) Thấp 3,0 50,0 20,0 Cao 5,0 75,0 30,0 Tối ưu 3,64592 50,0 30,0 Đơn vị m/ phút °C °C Hình Biểu đồ nhân tố tác động đến độ bền nén hệ số ảnh hưởng Bảng Tối ưu hóa độ bền nén N (kPa) Hệ số Thấp Cao Tối ưu Đơn vị Vận tốc ép (V) 3,0 5,0 4,42511 m/ phút Nhiệt độ lớp tôn (TT) 50,0 75,0 62,1245 °C Nhiệt độ buồng chứa (TH) 20,0 30,0 20,0 °C Website: https://jst-haui.vn Hình Biểu đồ nhân tố tác động đến hàm lượng bọt độc lập hệ số hàm hồi quy Kết thực nghiệm nhân tố ảnh hưởng tới hàm lượng bọt độc lập mơ tả hình cho thấy ảnh Vol 57 - No (Dec 2021) ● Journal of SCIENCE & TECHNOLOGY 69 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 hưởng nhiệt độ lớp tôn lớn tới hàm lượng bọt, nhiệt độ buồng chứa vận tốc ép có ảnh hưởng Kết phân tích cho thấy vận tốc ép m/phút, nhiệt độ lớp tôn 50°C, nhiệt độ buồng chứa 30°C cho hàm lượng bọt độc lập cao Bảng Tối ưu hóa hàm lượng bọt độc lập Hệ số Vận tốc ép (V) Nhiệt độ lớp tôn (TT) Nhiệt độ buồng chứa (TH) Thấp 3,0 50,0 20,0 Cao 5,0 75,0 30,0 Tối ưu 5,0 50,0 30,0 Đơn vị m/ phút °C °C Kết phân tích biểu diễn trực quan mơ tả hình 10, kết cho thấy vận tốc ép tăng tỷ trọng giảm, nhiệt độ lớp tơn tăng tỷ trọng tăng đến 57oC tỷ trọng giảm, bên cạnh nhiệt độ buồng chứa tăng tỷ trọng giảm đến 28oC tỷ trọng tăng lên Hình 10 Mối quan hệ thông số công nghệ tới tỉ trọng, độ bền nén, độ bền kéo tỷ suất hút nước KẾT LUẬN Bài báo trình bày phương pháp xác định hóa chất, cách tính lưu lượng phun thông số công nghệ dây chuyền sản xuất Panel PU liên tục Trong đó, vấn đề độ bền lớp PU, độ thấm hút ẩm, nước tối ưu hóa hồn thiện vấn đề hóa chất an tồn đến mơi trường giải Dựa vào kết thực nghiệm theo phương pháp Taguchi, nghiên cứu trình bày yếu tố ảnh hướng đến chất lượng suất chế tạo panel PU dây chuyền liên tục Các tiến trình thực nghiệm cho panel PU có tính thương mại cao với đáp ứng yêu cầu sử dụng thực tế Các kết phân tích tối ưu hóa yếu tố tác động tới tiêu chất lượng mô tả sau: vận tốc ép 4,89209 m/phút; nhiệt độ lớp tôn 50,0°C; nhiệt độ buồng chứa 20,63°C  Kết phân tích cho thấy ảnh hưởng ảnh hưởng nhiệt độ lớp tôn nhiệt độ buồng chứa đến độ bền nén lớn nhất, ảnh hưởng vận tốc ép nhỏ Độ bền nén tối ưu tương ứng với thông số công nghệ: vận tốc ép 4,42511 m/phút; nhiệt độ lớp tôn 62,1245°C; nhiệt độ buồng chứa 20°C  Kết phân tích cho thấy ảnh hưởng nhiệt độ lớp tơn lớn tới hàm lượng bọt , nhiệt độ buồng chứa vận tốc ép có ảnh hưởng Kết độ bền nén tối ưu tương ứng với thông số công nghệ: vận tốc ép 5m/phút; nhiệt độ lớp tôn 50°C; nhiệt độ buồng chứa 30°C Các kết thu mang lại giá trị tham khảo tuyệt vời nhằm nâng cao suất chất lượng cho nhà máy sản xuất panel PU TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Jegadheeswaran S., S.D Pohekar, 2009 Performance enhancement in latent heat thermal storage system: A review Renewable and Sustainable Energy Reviews, 13(9): p 2225-2244 [2] Yan R., et al., 2015 Quasi-static and dynamic mechanical responses of hybrid laminated composites based on high-density flexible polyurethane foam Composites Part B: Engineering, 83: p 253-263 [3] Jin L., et al., 2006 Preparation of soap‐free cationic emulsion using polymerizable surfactant Journal of Applied Polymer Science, 299: p 1111-1116 [4] Chang B.P., et al., 2019 Novel sustainable biobased flame retardant from functionalized vegetable oil for enhanced flame retardancy of engineering plastic Scientific reports, 9(1): p 15971-15971 [5] Cinelli P., I Anguillesi, A Lazzeri, 2013 Green synthesis of flexible polyurethane foams from liquefied lignin European Polymer Journal, 49: p 1174–1184 [6] Pizzatto L., et al., 2009 Synthesis and characterization of thermoplastic polyurethane/nanoclay composites Materials Science and Engineering: C, 29(2): p 474-478 [7] Hosur M., M Al- Mayahi, S Jeelani, 2005 Manufacturing and lowvelocity impact characterization of foam filled 3-D integrated core sandwich composites with hybrid face sheets Composite Structures - Compos Struct, 69: p 167-181 [8] Middleton J.C., Tipton A.J., 2000 Synthetic biodegradable polymers as orthopedic devices Biomaterials, 21, pp 2335–2346 [9] Morgan A.B., Wilkie C.A., 2007 Flame retardant polyme nanocomposites Wiley Interscience ISBN: 978-0-471-73426-0 [10] Grand A.F., Wilkie C.A (Eds), 2000 Fire Retardancy of Polymeric Materials Marcel Dekker Inc., New York, NY, USA ISBN 0-8247- 8879-6 [11] Lyon R.E., Takemori M.T., Safronava N., Stoliarov S.I., Walters R.N., 2009 A molecular basis for polymer flammability Polymer, 50, pp 2608–2617  Kết khảo sát cho thấy ảnh hưởng nhiệt độ lớp tôn nhiệt độ buồng chứa đến tỉ trọng G lớn nhất, ảnh hưởng vận tốc ép nhở đến tỉ trọng G Thông số cho tỷ trọng tối ưu tương ứng với điều kiện cơng nghệ: 70 Tạp chí KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ● Tập 57 - Số (12/2021) AUTHORS INFORMATION Phung Xuan Son1, Vu Thi Hue1, Ban Tien Phi1, Tong Thai Bao1, Nguyen Minh Quang1, Nguyen Tien Tung1, Mai Duc Thuan2, Le Thi Phuong Thanh1 Faculty of Mechanical Engineering, Hanoi University of Industry Department of Trauma - Orthopedics, 108 Central Military Hospital Website: https://jst-haui.vn ... tối ưu q trình sản xuất Panel PU thân thiện với môi trường dây chuyền liên tục POLYURETHANE Các nghiên cứu nước R-PUF dừng lại nghiên cứu quy mơ thí nghiệm, chủ yếu nghiên cứu tạo R-PUF với hóa. .. vượt trội so với vật liệu cách nhiệt tương tự khác [4] Tuy nhiên, mối quan tâm lớn công nghiệp sản xuất xốp cách nhiệt polyurethane (PU) tìm chất tạo bọt vật lý thân thiện với môi trường mà cho... PU liên tục nhằm tạo suất chất lượng panel PU từ đưa mục tiêu tối ưu hóa q trình sản xuất PU Polyurethane sản phẩm polyisocyanat tác dụng với polyancol Do kết phản ứng isocyanat tác dụng với nước