THÔNG TIN TÀI LIỆU
MỤC LỤC NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP i NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN iii NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN .iv LỜI CẢM ƠN v MỤC LỤC vii DANH MỤC BẢNG x DANH MỤC HÌNH ẢNH xi ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu nhựa Poly vinylclorua (PVC) [5] 1.2 Cấu trúc tính chất nhựa Polyvinyl colorua (PVC) [1] [3] [8] [9] 1.2.1 Cấu trúc Polyvinyl colorua (PVC) [1], [3], [8] 1.2.2 Tính chất của Polyvinyl colorua (PVC) [1] [8] 1.3 Ứng dụng nhựa Polyvinyl colorua (PVC) [9] 11 1.3.1 Ống nhựa 11 1.3.2 Dây cáp nhựa 11 1.3.3 Xây dựng 12 1.3.4 Những ứng dụng khác 12 1.4 Nguyên liệu và phương pháp tổng hợp poly vinylclorua (PVC) [4], [6] 12 1.4.1 Nguyên liệu: [4], [6] 12 1.4.2 Phương pháp tổng hợp [6] 15 1.5 Giới thiệu phân loại kỹ thuật đúc nhựa – casting [8], [11], [14] 17 1.5.1 Giới thiệu kỹ thuật đúc nhựa – casting [8], [11], [14] 17 1.5.2 Phân loại kỹ thuật đúc casting [14] [18] 17 1.6 Các phụ gia sử nhựa poly vinyl clorua (PVC) 18 1.6.1 Chất ổn định: [16] 18 vii 1.6.2 Chất hóa dẻo 20 1.6.3 Chất độn [17], [15] 26 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 31 2.1 Nội dung thực 31 2.2 Nguyên liệu 31 2.3 Dụng cụ thiết bị 32 2.4 Quy trình thực nghiệm 34 2.4.1 Giai đoạn 1: Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ chất hóa dẻo DOP đến tính chất lý vật liệu PVC gia công phương pháp casting 34 2.4.2 Giai đoạn 2: Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ chất độn CaCO3 đến tính chất lý vật liệu PVC gia công phương pháp casting 38 2.5 Phương pháp đánh giá tính PVC theo tiêu chuẩn ASTM D638 – 00 40 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 43 3.1 Đánh giá ngoại quan sản phẩm 43 3.1.1 Sản phẩm chưa độn CaCO3 43 3.1.2 Sản phẩm độn CaCO3 43 3.2 Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ chất hóa dẻo DOP đến tính chất lý vật liệu PVC gia công phương pháp casting 45 3.3 Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ chất độn CaCO3 đến tính chất lý vật liệu PVC gia công phương pháp casting 48 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 51 4.1 Kết luận 51 4.2 Kiến nghị 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 PHỤ LỤC 54 PHỤ LỤC 1: SỐ LIỆU ĐO CƠ TÍNH CHI TIẾT CỦA MẪU PVC VỚI TỶ LỆ DOP KHÁC NHAU 54 PHỤ LỤC 2: SỐ LIỆU ĐO CƠ TÍNH CHI TIẾT CỦA MẪU PVC VỚI TỶ LỆ CACO3 KHÁC NHAU 57 viii DANH MỤC VIẾT TẮT PVC: Polyvinyl clorua VCM: Vinyl clorua monome PVCE: Polyvinyl clorua emulsion PVCS: Polyvinyl clorua suspension CPVC: Chlorinated polyvinyl chloride UPVC: Unplasticized polyvinyl clorua DOP: Dioctyl phthalate NMR: Nuclear magnetic resonance EVA: Etylen-vinyl axetat PE: Polyetylen PP: Polypropylen DIHP: Diisoheptyl phthalate DINP: Diisononyl phthalate DNA: Dinonyl adipate BBP: Butyl benzyl phthalate DHP: Dihexyl phthalate DOA: Di-2-ethylhexyl adipate DUP: Di-n-undecyl phthalate DIDP: Diisodecyl phthalate DTDP: Ditridecyl phthalate TOTM: Tri-2-ethylhexyl trimellit TINTM: Triisononyl trimellit ASTM: American Society for Testing and Materials ix DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Số liệu mức tăng trưởng sản lượng PVC toàn giới Bảng 1.2: Phân phối PVC theo lĩnh vực sử dụng Bảng 1.3: Công suất sản xuất nhựa PVC châu Á – Thái Bình Dương giai đoạn 2000-2007 (Theo Harriman Report, đơn vị 1.000 tấn) Bảng 1.4: Các thông số nhựa PVC dạng khối 10 Bảng 1.5: Phân loại tính chất số chất hóa dẻo 25 Bảng 2.1: Các hóa chất sử dụng đờ án 31 Bảng 2.2: Các dụng cụ thiết bị sử dụng đồ án 32 Bảng 2.3: Khối lượng dầu DOP cần thêm vào hỗn hợp theo tỷ lệ tương ứng 36 Bảng 2.4: Khối lượng nguyên liệu thành phần hỗn hợp giai đoạn 36 Bảng 2.5: Khối lượng đá vôi – CaCO3 cần thêm vào hỗn hợp theo tỷ lệ tương ứng 40 Bảng 2.6: Khối lượng nguyên liệu thành phần hỗn hợp giai đoạn 40 Bảng 2.7: Thông số kích thước mẫu tạ theo tiêu chuẩn ASTM D638 – 00 [6] 41 Bảng 3.1: Kết bề dày, bề rộng, lực kéo đứt, slope mẫu PVC với tỷ lệ DOP khác cần đo tính 46 Bảng 3.2: Kết độ bền kéo, module kéo mẫu PVC với tỷ lệ DOP khác 54 Bảng 3.3: Kết chiều dài sau kéo và độ dãn dài mẫu PVC với tỷ lệ DOP khác 56 Bảng 3.4: Kết bề dày, bề rộng, lực kéo đức, slope mẫu PVC độn CaCO3, với tỷ lệ CaCO3 khác cần đo tính 57 Bảng 3.5: Kết độ bền kéo, module kéo mẫu PVC độn CaCO3, với tỷ lệ CaCO3 khác Error! Bookmark not defined Bảng 3.6: Kết chiều dài sau kéo và độ dãn dài mẫu PVC độn CaCO3 với tỷ lệ CaCO3 khác 59 Bảng 4.1: Các thông số tối ưu sản phẩm PVC gia công phương pháp casting 51 x DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Cấu trúc Polyvinyl clorua Hình 1.2: Sơ đờ quy trình tổng hợp Monome Vinylclorua từ acetylen etylen 13 Hình 1.3: Mơ q trình casting nhựa dùng khn silicone 17 Hình 1.4: Một số chất hóa dẻo sơ cấp quan trọng a) Phthalate Ester- DINP, b) Trimellitate Ester, TINTM, c) Adipate Ester, DNA 22 Hình 1.5: Phương trình tổng hợp Dầu di-2-ethylhexyl phthalate - DOP 23 Hình 1.6: Các đờng phân Dioctyl phthalate (DOP) 24 Hình 1.7: Mỗi quan hệ độ cứng nờng độ chất hóa dẻo 25 Hình 1.8: Đá vôi – CaCO3 khai thác qua xử lý sơ 29 Hình 2.1: Sơ đờ quy trình thực nghiệm giai đoạn 35 Hình 2.2: Quá trình khuấy hỗn hợp PVC để tạo hỗn hợp đờng 37 Hình 2.3: Cách bố trí hệ thống hút chân khơng hỗn hợp nhựa PVC 37 Hình 2.4: Mơ hình mẫu đo tính 38 Hình 2.5: Sơ đờ quy trình thực nghiệm giai đoạn 39 Hình 3.1: Sản phẩm nhựa PVC chưa độn CaCO3 gia công phương pháp casting 43 Hình 3.2: Sản phẩm nhựa PVC có độn CaCO3 gia cơng phương pháp casting 44 Hình 3.3: Mẫu đo độ bền kéo, module kéo và độ dãn dài gia cơng tạo hình theo tiêu chuẩn đo tính 44 Hình 3.4: Đờ thị độ bền kéo trung bình (MPa) vật liệu PVC với tỷ lệ chất hóa dẻo DOP khác 45 Hình 3.5: Đờ thị module kéo trung bình (MPa) vật liệu PVC với tỷ lệ chất hóa dẻo DOP khác 45 Hình 3.6: Đờ thị độ dãn dài trung bình (%) vật liệu PVC với tỷ lệ chất hóa dẻo DOP khác 46 Hình 3.7: Đờ thị độ bền kéo trung bình (MPa) vật liệu PVC có độn CaCO3 với tỷ lệ CaCO3 khác 48 xi Hình 3.8: Đờ thị module kéo trung bình (MPa) vật liệu PVC có độn CaCO3 với tỷ lệ CaCO3 khác 48 Hình 3.9: Đờ thị độ dãn dài trung bình (%) vật liệu PVC có độn CaCO3 với tỷ lệ CaCO3 khác 49 xii ĐẶT VẤN ĐỀ ➢ Sự cần thiết việc thực nghiên cứu Polyvinyl clorua - PVC polyme có lịch sử hình thành phát triển lâu đời, polyme phổ biến ứng dụng Việt Nam nói riêng giới nói chung Việt Nam quốc gia có tài ngun dầu khí dời dào, sản lượng khai thác lớn, nguồn nguyên liệu cho công nghiệp sản xuất PVC Ở Việt Nam, PVC ứng dụng rộng rãi công nghiệp sản xuất ống nhựa, số cơng ty, tổ chức lớn có thể kể đến như: Hoa Sen, Bình Minh, Tiền Phong, DEKKO, DisMy Tuy nhiên ứng dụng PVC không dừng đó, giới PVC ứng dụng nhiều lĩnh vực rộng rãi sinh hoạt, y tế, xây dựng Đây ứng dụng Việt Nam chưa áp dụng nhiều Trước PVC xử lí gia cơng các phương pháp gia công truyền thống như: Ép phun, ép đùn, ép thổi, ép định hình cần mở rộng nghiên cứu thêm phương pháp gia công áp dụng PVC, luận văn này là phương pháp casting Trước đây, nguyên cứu PVC chủ yếu xoay quanh nghiên cứu thiết kế phân xưởng sản xuất, tính tốn khối lượng ngun liệu, máy móc, giá tiền Rất nghiên cứu tập trung chuyên sâu đặc tính, tính chất PVC Vì cần thiết để thực luận văn này để bổ sung vào nghiên cứu PVC Xuất phát từ lí trên, đề tài luận văn này tập trung nghiên cứu tạo vật liệu PVC phối trộn phụ gia để tạo sản phẩm có độ bền lý thích hợp, đủ khả ứng dụng rộng rãi sản phẩm dân dụng đến sản phẩm công nghiệp Đặc biệt, sản phẩm có tính kháng hóa chất cao nên cịn có khả thay cho số loại polyme khác không chịu dung môi trình tiếp xúc ➢ Ý nghĩa khoa học Đề tài nghiên cứu này đưa các thông tin chính xác với số liệu cụ thể tính PVC, hàm lượng phụ gia Đờng thời đề tài làm bật đặc trưng sản phẩm áp dụng phương pháp gia cơng casting Vì vậy, luận văn nghiên cứu này mang đến góc nhìn học thuật hơn, chi tiết hơn, giải thích vấn đề, tượng PVC gia công phương pháp casting ➢ Ý nghĩa thực tiễn Kết luận văn giúp nhà sản xuất có số liệu đáng tin cậy để đưa định để tối ưu hóa tỷ lệ PVC phụ gia cho đáp ứng yêu cầu ban đầu đưa Từ đó, vấn đề lựa chọn thơng số gia công dễ dàng hơn, tiết kiệm cho nhà sản xuất thời gian, lượng, nhân lực ➢ Mục tiêu nghiên cứu Tối ưu hóa tính và khả gia công vật liệu PVC gia công phương pháp casting ➢ Đối tượng nghiên cứu Nhựa PVC (PVCE), dầu hóa dẻo Dioctyl phthalate – DOP, chất ổn định nhiệt kẽm Stearate, chất độn đá vôi – CaCO3 tăng tính Hệ thống casting nhựa PVC với khuôn kim loại, tủ sấy ➢ Nội dung nghiên cứu Khảo sát tính nhựa PVC dựa trên: - Tỷ lệ phần trăm khối lượng chất hóa dẻo DOP so với PVC - Tỷ lệ phần trăm khối lượng chất độn CaCO3 so với PVC Thông qua kết đo tính mẫu PVC, kết luận tỷ lệ hóa dẻo DOP, CaCO3 cho tính phù hợp với ứng dụng ➢ Phương pháp đánh giá - Đánh giá độ bền kéo PVC - Đánh giá module kéo PVC - Đánh giá độ dãn dài PVC CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu nhựa Poly vinylclorua (PVC) Trong thập niên 1930 ÷ 1940 bắt đầu phát triển nhiều loại nhựa dẻo quan trọng có nhựa polyvinyl clorua (PVC) Sau Chiến tranh giới thứ hai polyme tổng hợp làm cách mạng lĩnh vực vật liệu Năm 1835 lần Reguanlt điều chế PVC phương pháp xử lý diclo etylen với dung dịch kali hydroxit Năm 1872 Baun lần trùng hợp Vinylclorua phương pháp ống nghiệm kín tác dụng ánh sáng Thí nghiệm tiếp tục Ostremislenky nghiên cứu công bố đầy đủ vào năm 1912 Tuy nhiên polyme chưa đưa vào sản xuất cơng nghiệp, khó gia cơng thành sản phẩm W.L Semon phát đun nóng PVC với trily photphat 150oC thu khối đồng chất giống cao su nhiệt độ thường sau này gọi PVC hố dẻo Lúc PVC trở thành chất dẻo quan tâm hàng đầu lĩnh vực công nghiệp Đầu năm 1970 PVC sản xuất với lượng lớn nhiều nước thời điểm PVC cạnh tranh với polyme etylen (PE) để giành vị trí hàng đầu vật liệu chất dẻo giới Những polyme này có giá thành tương đối rẻ, tính chất có thể điều chỉnh giới hạn rộng nhiều mục đích sử dụng ưu việt loại vật liệu cổ truyền Từ năm 1986 mức tiêu thụ PVC giới tăng hàng năm là 4% đặc biệt khu vực Đông Nam Á mức tăng 7% và tiếp tục phát triển thời gian tới Trước nhu cầu PVC giới Việt Nam tăng mạnh việc nghiên cứu để có ứng dụng cơng nghệ ngành sản xuất PVC có ý nghĩa quan trọng Bảng 1.1: Số liệu mức tăng trưởng sản lượng PVC toàn giới [5] Năm 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 1997 Sản lượng (Triệu tấn) 3,0 6,0 8,1 12,0 15 20,7 23,5 >25 Ở Việt Nam, ngành sản xuất ứng dụng các lĩnh vực cơng nghệ cao cịn tương đối mẻ PVC polyme tổng hợp từ vinyl clorua monome (VCM) theo phản ứng trùng hợp Số mắt xích phân tử PVC khoảng 700 ÷ 1500 monome Các monome liên kết tạo thành mạch Những mạch mềm dẻo Ngày nay, PVC sử dụng rộng rãi có nhiều cơng dụng PVC có thể sử dụng làm màng, chất dẻo, chất dẻo đúc áp lực, keo dán, sơn… Tuy nhiên PVC có số điểm hạn chế bền nhiệt, sử dụng tốt phạm vi nhiệt độ khoảng 60÷70oC, khả hoà tan các dung môi kém, gia công có khí HCl thoát gây ăn mịn thiết bị ô nhiễm môi trường Nền công nghiệp chất dẻo sử dụng rộng rãi ngành kinh tế quốc dân kể lĩnh vực nghiên cứu vũ trụ, đại dương và đồ dùng sinh hoạt hàng ngày Trong loại chất dẻo PVC thuộc loại phổ biến sử dụng nhiều Tổng sản lượng PVC đứng đầu loại chất dẻo, nhựa PVC có nhiều tính chất ưu việt có thể đáp ứng dược yêu cầu ngày cao khoa học kỹ thuật và đời sống Trên giới 2/3 sản lượng PVC dùng dạng sản phẩm cứng (không có chất hố dẻo) như: ống dẫn nước, lợp, bàn ghế, khung cửa sổ… cịn lại PVC hố dẻo gia công thành sản phẩm mềm như: màng mỏng, bao bì, giầy dép, vải giả da, vỏ bọc, dây cáp điện… phân phối theo lĩnh vực sử dụng trình bày bảng sau Bảng 1.2: Phân phối PVC theo lĩnh vực sử dụng Lĩnh vực Tỷ lệ (%) Xây dựng 50,1 Nội thất 10,4 Điện 7,3 Bao bì 6,7 Giải trí 5,9 Giao thơng 5,3 May mặc 4,7 Theo dự báo chuyên gia Marketing lĩnh vực cơng nghiệp hố chất, thị trường dựa giới ngày càng tăng Nhu cầu nhựa PVC khu vực Châu Á - Thái Bình Dương đặc biệt Trung Quốc, Ấn Độ yếu tố chủ yếu làm tăng nhu cầu thị trường nhựa PVC Mức tăng nhu cầu PVC các nước tư gấp khoảng lần mức tăng tổng sản phẩm quốc dân nước Ở các nước Đơng Âu, Châu Phi, Trung Cận Đông, nhu cầu tiêu thụ PVC tăng mức độ đầu tư vào các nước này tăng lên Nhu cầu nhựa PVC theo bình quân đầu người các nước phát triển lại thấp so với các nước phát triển (chiếm 2/3 dân số giới) Từ năm 1991 – 1997 mức tăng bình quân PVC hàng năm nước Châu Á Thái Bình Dương là 6,2%, mức tăng bình quân giới 5,3% Nhu 3.2 Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ chất hóa dẻo DOP đến tính chất lý vật liệu PVC gia công phương pháp casting Độ bền kéo (MPa) 3.0 2.5 2.37830 2.01140 2.0 1.89700 1.56140 1.5 1.0 0.67780 0.5 0.0 100/60 100/80 100/100 100/150 100/200 Tỷ lệ phần trăm khối lượng PVC so với DOP Hình 3.4: Đờ thị độ bền kéo trung bình (MPa) vật liệu PVC với tỷ lệ chất hóa dẻo DOP khác Module kéo (MPa) 15.0 13.3224 12.0 9.1420 9.0 6.0534 6.0 2.9185 3.0 1.5543 0.0 100/60 100/80 100/100 100/150 100/200 Tỷ lệ phần trăm khối lượng PVC so với DOP Hình 3.5: Đờ thị module kéo trung bình (MPa) vật liệu PVC với tỷ lệ chất hóa dẻo DOP khác 45 100 Đợ dãn dài (%) 81.99 80 61.77 63.58 60 40 37.39 28.82 20 100/60 100/80 100/100 100/150 100/200 Tỷ lệ phần trăm khối lượng PVC so với DOP Hình 3.6: Đờ thị độ dãn dài trung bình (%) vật liệu PVC với tỷ lệ chất hóa dẻo DOP khác Nhận xét: Qua bảng số liệu 3.2 và các đồ thị hình 3.4, 3.5, ta thấy độ bền kéo module kéo giảm dần theo tỷ lệ phần trăm khối lượng dầu hóa dẻo DOP tăng dần Độ bền kéo module kéo PVC cao đạt 2,378 Mpa 13,224 Mpa, tỷ lệ phần trăm khối lượng DOP 60%, tức phần trăm khối lượng hóa dẻo thấp thí nghiệm, sau độ bền kéo module kéo giảm dần có giá trị thấp 0,677 Mpa 1,554 Mpa, tỷ lệ phần trăm khối lượng DOP 200% Cịn thơng qua bảng số liệu 3.3 và đờ thị hình 3.6, ta thấy độ dãn dài PVC tăng dần và đạt cực đại giá trị 81,99% tỷ lệ phần trăm khối lượng dầu DOP là 150%, sau lại giảm phần trăm khối lượng hóa dẻo DOP tăng Độ dãn dài tăng giảm thuận nghịch Giải thích kết luận: Chất hóa dẻo DOP ảnh hưởng đến tính PVC theo nồng độ thêm vào Điều này với lý thuyết gel chế hóa dẻo: chất hóa dẻo DOP vào phân tử PVC làm hạt PVC trương lên, hỗ trợ cho di chuyển phân tử PVC, làm phân tử PVC dễ dàng di chuyển suy yếu liên kết phân tử PVC với nhau, làm tăng độ mềm dẻo mạch, từ độ bền kéo module kéo giảm Điều này với lý thuyết hiệu suất hóa dẻo trình bày mục 1.6.2.4 Ở nờng độ hóa dẻo DOP thấp, PVC có tính đàn hời tốt, biểu qua việc độ dãn dài tăng dần hỗn hợp sản phẩm xuất thêm liên kết 46 hóa dẻo và polyme giúp PVC đàn hồi nồng độ hóa dẻo tiếp tục tăng, lúc liên kết hóa dẻo với hóa dẻo chiếm ưu và PVC khơng cịn đàn hời dẫn đến độ dãn dài giảm Tỷ lệ phần trăm khối lượng PVC và DOP để cho sản phẩm có độ dãn dài tốt 100/150 Hiện tượng PVC phân tán DOP nhiệt độ phịng cịn chứng minh chất hóa dẻo DOP có lực tốt với phân tử PVC, DOP có thể vào PVC dễ dàng, có thể coi dung môi tốt, chúng chen vào mạch phân tử PVC làm hạt PVC trương lên Đây là tượng hóa dẻo ngoại cấu trúc DOP chất hóa dẻo tốt dùng cho PVC Các quá trình tăng, giảm tính chất tính PVC tuyến tính nên từ giá trị thông số tính mà nhà sản xuất yêu cầu có thể dự đoán tỷ lệ phần trăm khối lượng PVC và DOP để phối trộn cho phù hợp ngược lại biết tỷ lệ phần trăm khối lượng PVC DOP có thể dự đoán giá trị thông số tính vật liệu, điều giúp nhà sản xuất tiết kiệm thời gian chi phí gia cơng Các giá trị thông số tính vật liệu PVC gia công phương pháp casting gần với thông số tính sản phẩm làm từ silicone, điều mở ứng dụng việc thay cho vật liệu silcone các trường hợp u cầu tiếp xúc với số dung mơi có tính ăn mòn cao 47 3.3 Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ chất đợn CaCO3 đến tính chất lý vật liệu PVC gia công phương pháp casting Độ bền kéo (MPa) 3.0 2.48043 2.5 2.0 1.70962 1.59309 1.36113 1.5 0.86109 1.0 0.5 0.0 100/50 100/100 100/200 100/250 100/300 Tỷ lệ phần trăm khối lượng PVC so với CaCO3 Hình 3.7: Đờ thị độ bền kéo trung bình (MPa) vật liệu PVC có độn CaCO3 với tỷ lệ CaCO3 khác Module kéo (MPa) 12.0 9.3978 10.0 9.9638 8.3785 8.0 6.1158 6.0 4.4601 4.0 2.0 0.0 100/50 100/100 100/200 100/250 100/300 Tỷ lệ phần trăm khối lượng PVC so với CaCO3 Hình 3.8: Đờ thị module kéo trung bình (MPa) vật liệu PVC có độn CaCO3 với tỷ lệ CaCO3 khác 48 Độ dãn dài (%) 100 89.2125 80 71.3475 63.8650 60 45.3450 40 37.4375 20 100/50 100/100 100/200 100/250 100/300 Tỷ lệ phần trăm khối lượng PVC so với CaCO3 Hình 3.9: Đờ thị độ dãn dài trung bình (%) vật liệu PVC có độn CaCO3 với tỷ lệ CaCO3 khác Nhận xét: Qua bảng số liệu 3.5 và đờ thị hình 3.7, ta thấy độ bền kéo không tăng hay giảm tuyến tính trường hợp không độn CaCO3, thông số độ bền kéo đạt giá trị cao 2,4804 Mpa tỷ lệ phần trăm khối lượng CaCO3 100%, , sau giá trị giảm dần Thơng số độ bền kéo có biến đổi thuận nghịch theo tỷ lệ phần trăm khối lượng CaCO3 thêm vào Đối với đờ thị hình 3.8, ta thấy module kéo khơng tăng tuyến tính, đạt giá trị thấp 4,4601 Mpa tỷ lệ phần trăm khối lượng CaCO3 100%, cao 9,9638 Mpa tỷ lệ phần trăm khối lượng CaCO3 300% Cịn thơng qua bảng số liệu 3.6 hình 3.9,ta thấy độ dãn dài khơng tăng tuyến tính mà biến đổi thuận nghịch theo tỷ lệ phần trăm khối lượng CaCO3 thêm vào Sự tăng giảm có phần tương đờng với biến đổi thông số độ bền kéo Độ dãn dài đạt giá trị cao 89,21 % tỷ lệ phần trăm khối lượng CaCO3 là 100% và đạt giá trị thấp 37,43 % tỷ lệ phần trăm khối lượng CaCO3 300% Giải thích kết luận: Đá vơi – CaCO3 đóng vai trò là chất độn, ảnh hưởng đến tính PVC theo tỷ lệ phần trăm khối lượng thêm vào Đối với trường hợp độ bền kéo, và độ dãn dài khơng tăng tuyến tính theo tỷ lệ CaCO3 thêm vào có tỉ lệ gọi tỉ lệ tối ưu cụ thể 100% CaCO3 Đó là tỉ lệ mà cho ta độ bền lí tốt Tỉ lệ CaCO3 cao có thể dẫn tới tập hợp hạt CaCO3 lại và tương tác CaCO3 - CaCO3 cao 49 CaCO3 –PVC-DOP, làm bất đồng tính chất lí, dẫn đến giảm độ bền kéo và độ dãn dài Đối với trường hợp module kéo ban đầu giảm sau tăng là CaCO3 chất độn vơ khơng hình thành liên kết hóa học với polyme hữu cơ, nên các hạt PVC hình thành vỏ bọc liên kết với hạt CaCO3 Khi tỷ lệ phần trăm khối lượng CaCO3 thấp, PVC tốn phần lượng liên kết cho việc hình thành vỏ bọc nên nên tỷ lệ thấp, thêm CaCO3 module kéo – đại lượng đặc trưng cho chống lại biến dạng, giảm dần Nhưng tỷ lệ cao hơn, các hạt CaCO3 lại đóng vai trị là chất bao bọc PVC, nên tỷ lệ càng cao module kéo càng tăng 50 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Từ kết nghiên cứu thử nghiệm, ta đến số kết luận thông số tính vật liệu PVC tối ưu tỷ lệ phụ gia gia công phương pháp casting Bảng 4.1 :Các thông số tối ưu sản phẩm PVC gia công phương pháp casting PVC gia công phương pháp Casting Khơng độn CaCO3 PVC:DOP 100:100 Có độn PVC:CaCO3 CaCO3 100:100 Thông số Độ bền kéo (MPa) 1,897 Module kéo (MPa) 6,0534 Độ dãn dài (%) 61,77 Độ bền kéo (MPa) 2,48043 Module kéo (MPa) 4,4601 Độ dãn dài (%) 89,2125 4.2 Kiến nghị Do thời gian thực luận văn có giới hạn nên khơng thể tiến hành khảo sát thử nghiệm nhiều thí nghiệm Vì vậy, số kiến nghị đề có điều kiện tiếp tục thực hiện: - Nghiên cứu, khảo sát ảnh hưởng số chất hóa dẻo khác ngồi DOP đến tính chất lý PVC gia cơng phương pháp casting - Nghiên cứu, khảo sát ảnh hưởng chất độn khác như: khói, tro bay, SiO2, cao lanh số chất độn có kích thước hạt tương tự CaCO3 đến tính chất lý PVC gia công phương pháp casting - Nghiên cứu, ứng dụng phương pháp gia công casting lên số loại nhựa khác PVC 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Đoàn Thị Thu Loan (2008) “Hóa cao phân tử” Nhà xuất bản Bách Khoa Hà Nội Trang 147-154 [2] Nguyễn Duy Toàn, Trần Thị Thanh Vân, Đỗ Quang Thẩm, Nguyễn Vũ Giang, Nguyễn Thuý Chinh, Thái Hoàng (2017) “Chế tạo và khảo sát tính chất vật liệu compozit PVC/hỗn hợp than đen và tro tính” Trang 7-8 [3] Phan Thanh Bình (2012) “Hóa học hóa lý polyme” Nhà xuất bản ĐHQGTP HCM, Trang 101-110 [4] Phan Thế Anh (2008) “Kỹ thuật sản xuất chất dẻo” Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội, Trang 210-221 [5] Trần Xuân Trường (2017) “Báo cáo ngành nhựa công ty FPT Securities” Trang 34-37 [6] Ung Văn Hoàng (2014) “Thiết kế dây chuyền công nghệ sản xuất PVC huyền phù” Trang 60-67 Tiếng Anh [7] Ali I Al-Mosawi, Kalman Marossy (2018) “Effect of Plasticizer Percentage on Properties of Plasticised PVC” J Mater Chem 20 (25), pp 5-8 [8] Charles E Wilkes, James W Summers, Charles Anthony Daniels, Mark T Berard (2005) “PVC Handbook” Third Edition, Chapter 1, 24- 60 [9] Clara D Craver, Charles E.Carraher (2000) “Applied Polymer Science 21st Century” Third Edition, Chapter 13, 734-770 [10] George Wypych (2004) “Handbook of Plasticizers” Second Edition, Chapter 3, 104 - 138 [11] J Leadbitter, J A Day, J L Ryan (1994) “PVC: Compounds, Processing and Applications” Second Edition, Chapter 8, 874 - 904 [12] Jan C J Bart (2006) “Polymer Additive Analytics: Industrial Practice and Case Studies” Third Edition, Chapter 4, 244 - 304 [13] Jiri E Kresta (2012) “Polymer Additives” Second Edition, Chapter 5, 374 404 52 [14] M.V Titow (2012) “PVC Technology” Third Edition, Chapter 9, 974 - 1004 [15] Ning Chen, Chaoying Wan, Yong Zhang, Yinxi Zhang (2004) “Effect of nano-CaCO3 on mechanical properties of PVC and PVC/Blendex blend” J Mater Chem 10 (15), pp 7-9 [16] O M Folarin, E R Sadiku (2011) “Thermal stabilizers for poly (vinyl chloride)” First Edition, Chapter 3, 224 - 247 [17] Roger Rothon (2017) “Fillers for Polymer Applications” Second Edition, Chapter 5, 184 - 209 [18] Y Saeki, T Emura (2002) “Technical progresses for PVC production” Third Edition, Chapter 4, 384 - 394 [19] Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics, D638 - 00 53 PHỤ LỤC PHỤ LỤC 1: SỐ LIỆU ĐO CƠ TÍNH CHI TIẾT CỦA MẪU PVC VỚI TỶ LỆ DOP KHÁC NHAU Bảng PL 1.1: Kết bề dày, bề rộng, lực kéo đứt, slope mẫu PVC với tỷ lệ DOP khác cần đo tính PVC/DOP 100/60 100/80 100/100 100/150 100/200 Bề dày (mm) Bề rộng (mm) Lực kéo đứt (N) Slope 2,513 6,622 5,24 2,08 2,113 6,123 3,74 1,58 2,554 5,825 2,96 1,74 2,913 6,136 2,64 1,75 2,715 6,310 3,25 1,35 2,921 6,113 3,56 1,25 2,911 6,941 3,25 1,41 2,412 6,512 3,98 1,54 3,511 5,214 4,17 1,04 3,756 6,125 4,43 1,20 3,712 6,542 3,90 1,15 3,912 5,814 4,03 1,22 3,511 6,814 3,59 0,51 2,951 6,325 2,76 0,48 3,523 6,547 3,83 0,55 3,158 5,984 3,01 0,56 2,714 6,321 1,41 0,23 2,887 5,134 1,09 0,23 3,012 6,284 1,21 0,25 2,917 6,554 0,97 0,20 Bảng PL 1.2: Kết độ bền kéo, module kéo mẫu PVC với tỷ lệ DOP khác 54 PVC/DOP Độ bền kéo (MPa) Đợ bền kéo trung bình (MPa) 3,15 100/60 100/80 100/100 100/150 100/200 2,89 1,99 Module kéo (MPa) 14,44 2,37 14,05 13,49 1,47 11,30 1,89 9,08 1,99 1,61 2,01 8,10 8,06 2,53 11,31 2,27 6,53 1,92 1,60 1,89 6,02 5,45 1,77 6,19 1,50 2,49 1,48 1,66 1,56 3,01 2,76 1,59 3,41 0,82 1,58 0,73 0,64 0,51 Module kéo trung bình (MPa) 0,67 1,85 1,56 13,32 9,14 6,05 2,91 1,55 1,21 55 Bảng PL 1.2: Kết chiều dài sau kéo và độ dãn dài mẫu PVC với tỷ lệ DOP khác PVC/DOP 100/60 100/80 100/100 100/150 100/200 Chiều dài l (mm) Độ dãn dài (%) 146,33 27,24 150,13 30,55 146,95 27,78 149,17 29,71 154,74 34,56 161,03 40,03 156,10 35,74 160,10 39,22 190,66 65,79 184,14 60,12 181,50 57,83 187,84 63,34 205,47 78,67 213,36 85,53 207,47 80,41 210,84 83,34 184,52 60,45 188,04 63,51 190,64 65,77 189,28 64,59 Độ dãn dài trung bình (%) 28,82 37,39 61,77 81,99 63,58 56 PHỤ LỤC 2: SỐ LIỆU ĐO CƠ TÍNH CHI TIẾT CỦA MẪU PVC VỚI TỶ LỆ CACO3 KHÁC NHAU Bảng PL 1.4: Kết bề dày, bề rộng, lực kéo đức, slope mẫu PVC độn CaCO3, với tỷ lệ CaCO3 khác cần đo tính PVC/CaCO3 100/50 100/100 100/200 100/250 100/300 Bề dày (mm) Bề rộng (mm) Lực kéo đứt (N) Slope 1,512 2,012 0,995 1,287 2,145 2,154 2,014 2,123 3,087 2,851 2,914 2,668 2,217 2,885 2,855 2,566 2,145 2,054 2,587 2,623 6,542 6,265 6,154 6,521 7,211 6,987 7,524 6,225 5,956 6,045 6,245 7,334 5,947 6,045 7,098 7,098 6,112 6,865 5,524 6,354 16,20 13,17 10,56 8,70 31,23 44,48 26,55 42,20 25,57 28,87 34,01 37,24 26,34 27,96 32,25 21,47 12,72 12,17 10,53 14,55 0,4862 0,3987 0,5946 0,2922 0,3558 0,6756 0,5832 0,6442 1,3015 1,2960 1,3565 1,3870 1,3208 1,3413 1,5532 1,3321 1,3237 1,2207 1,0459 1,4304 57 Bảng PL 1.3: Kết độ bền kéo, module kéo mẫu PVC độn CaCO3, với tỷ lệ CaCO3 khác PVC/CaCO3 Độ bền kéo (MPa) Đợ bền kéo trung bình (MPa) 1,63 100/50 100/100 100/200 100/250 100/300 1,04 1,72 Module kéo (MPa) 5,65 1,36 3,63 11,16 1,03 4,00 2,01 2,64 2,95 1,75 2,48 5,16 4,42 3,19 5,60 1,39 8,14 1,67 1,86 1,70 8,64 8,57 1,90 8,15 1,99 11,52 1,60 1,59 1,59 8,84 8,81 1,17 8,41 0,97 11,61 0,86 0,73 0,87 Module kéo trung bình (MPa) 0,86 9,95 8,41 6,11 4,46 8,37 9,39 9,96 9,86 58 Bảng PL 1.4: Kết chiều dài sau kéo và độ dãn dài mẫu PVC độn CaCO3 với tỷ lệ CaCO3 khác PVC/CaCO3 100/50 100/100 100/200 100/250 100/300 Chiều dài l (mm) Độ dãn dài (%) 164,69 43,21 167,65 45,78 172,32 49,84 163,93 42,55 219,27 90,67 213,01 85,23 216,82 88,54 221,27 92,41 196,79 71,12 201,63 75,33 195,64 70,12 194,14 68,82 192,82 67,67 189,90 65,13 186,92 62,54 184,14 60,12 155,64 35,34 161,22 40,19 159,22 38,45 156,14 35,77 Độ dãn dài trung bình (%) 45,34 89,21 71,34 63,86 37,43 59 ... hóa dẻo DOP đến tính chất lý vật liệu PVC gia công phương pháp casting 45 3.3 Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ chất độn CaCO3 đến tính chất lý vật liệu PVC gia công phương pháp casting ... gia công phương pháp casting 34 2.4.2 Giai đoạn 2: Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ chất độn CaCO3 đến tính chất lý vật liệu PVC gia công phương pháp casting 38 2.5 Phương pháp đánh gia? ?... mở rộng nghiên cứu thêm phương pháp gia công áp dụng PVC, luận văn này là phương pháp casting Trước đây, nguyên cứu PVC chủ yếu xoay quanh nghiên cứu thiết kế phân xưởng sản xuất, tính tốn
Ngày đăng: 30/10/2022, 20:35
Xem thêm: