ĐỀ tài tổng quan về POLYVINYLCLORUA (PVC)

ĐỀ TÀI Tổng quan POLYVINYLCLORUA (PVC) LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com I Mở đầu Cựng vi việc phát triển cơng nghiệp dầu mỏ khí thiên nhiên, sản phẩm hóa chất hữu đạt phát triển nhảy vọt nhờ kết hợp (danh từ thơng dụng tích hợp – intergration) nhanh chóng với cơng nghệ lọc dầu Sản phẩm hóa học từ dầu mỏ mở ngành mới: ngành hóa dầu Trong đó, Nhựa tổng hợp sản phẩm có sản lượng lớn giá trị Polyvinylclorua (PVC) loại nhưạ tổng hợp cách trùng hợp vinylclorua monomer (MVC): n CH2 = CHCl → (- CH2 – CHCl -) n (1) Hiện PVC loại nhựa nhiệt dẻo sản xuất tiêu thụ nhiều thứ giới (sau polyethylen – PE Polypropylene - PP) Hình cho ta tranh tổng thể nhu cầu loại chất dẻo giới năm 2007 PET 7% PS 6% ABS 4% PC 2% HDPE 17% LLDPE 11% PVC 19% LDPE 10% PP 24% HDPE LLDPE LDPE PP PVC PET PS ABS PC Theo:CMAI Hình 1: Nhu cầu chất dẻo năm 2007 giới Trong thời đại nay,chúng ta sống môi trường bị bao quanh loại nhựa tổng hợp Điều làm cho nhiều người lầm LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com tưởng tiêu thụ nhiều dầu mỏ để sản xuất chất dẻo Ngoài ra, bàn luận vấn đề liên quan đến chất thải có nguồn gốc từ dầu mỏ, người ta hay đổ lỗi cho loại chất dẻo Thực tế Theo số liệu năm 1989 Bộ Cơng Thương quốc tế Nhật Bản, có tới 85% lượng dầu dùng cho phương tiện vận tải cho xí nghiệp, nhà máy nhiệt điện để sưởi ấm Cịn Naphta, ngun liệu cho cơng nghiệp hóa dầu, chiếm 14% tổng sản lượng dầu mỏ tiêu thụ (xem Hình 3) Dầu Diesel 16.4% X ăng 20.2% Naphta 14.50% Dầu nặng 34.2% Dầu cho động phản lực 1.6% Dầu hỏa 13% Hình 2: Tỉ lệ phân đoạn sản phẩm trình lc du Nông nghiệp 1.4% Hàng không 1.7% Khí đốt 0.2% Dân sinh 8.7% Ôtô loại 36.4% Sản xuất điện 11% Phơng tiện vận tải 11.5% Nguyên liệu cho hóa dầu 14.3% Khai thác mỏ sản xuất 14.8% Hình 3: Các lĩnh vực ứng dụng dầu mỏ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thành phần PVC có đặc thù mà loại nhưạ khác khơng có: Trong phân tử monomer VMC (CH2=CHCl) có tới gần 60% khối lượng từ clo (Cl), clo hình thành qua trình điện phân muối ăn (NaCl) Do nói rằng, PVC hình thành từ 60% muối ăn Với sản lượng nhựa nay, để sản xuất PVC cần 0,5% tổng sản lượng dầu tiêu thụ Điều quan trọng, giai đoạn dầu mỏ vấn đề nóng giới Với giá cao ngất ngưỡng, dầu mỏ sản phẩm từ dầu mỏ khơng cịn đơn vấn đề kinh tế Trong đó, nhờ đặc tính trên, PVC phụ thuộc vào biến đổi dầu mỏ so với loại polyme tổng hợp từ 100% dầu mỏ Tại thời điểm, giá PVC thấp khoảng từ 20 - 30% so với loại chất dẻo ứng dụng rộng rãi khác PE, PP PS, (xem minh họa Bảng 1): Thời gian nhập Đơn giá, USD/tấn PVC HDPE LDPE PP PS Tuần từ: 713-760 1089-1120 1030-1180 1050-1195 1080 02-6/5/06 Tuần từ: 1.030 - 1.040 1.290 - 1.590 1.317 - 1.790 1.315 - 1.540 1.550 - 1.600 21/9-28/9/07 Tuần từ: 1.000-1.100 1.363-1.450 1.337-1.750 1.370-1.440 2/11-10/11/07 Theo:Tạp chí “ Thông tin thương mại” Bảng : Diễn biến giá nhập số loại nhựa thông dụng Ưu điểm thứ hai clo đem lại cho PVC Đó tính kìm hãm cháy Cũng đặc điểm mà PVC gần chiếm vị trí độc tôn lĩnh vực xây dựng dân dụng Về mặt ứng dụng, PVC loại nhựa đa nhất.Giá thành rẻ, đa dạng ứng dụng, nhiều tính vượt trội yếu tố giúp cho PVC trở thành vật liệu lý tưởng cho hàng loạt ngành công nghiệp khác nhau: Xây dựng dân dụng, kỹ thuật điện, vô tuyến viễn thông, dệt may, nông nghiệp, sản xuất ôtô, xe máy, giao thông vận tải, hàng không, y tế Ở đâu bắt gặp diện PVC LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com II Sơ lợc lịch sử phát triĨn PVC trªn thÕ giíi PVC có q trình phát triển 100 năm Năm 1835 lần nhà hóa học Liebig tổng hợp vinylclorua Vào năm 1872 Baumann lần tổng hợp PVC Đến năm 1933, nhiều dạng PVC tổng hợp Mỹ Đức Tuy nhiên, đến năm 1937 PVC sản xuất quy mô công nghiệp hồn chỉnh Đức.Việc tiến sĩ hóa học người Đức Waldo Simon vơ tình phát đặc tính quý báu PVC thay cao su hàng loạt ứng dụng nhu cầu to lớn nguyên vật liệu phục vụ cho chiến tranh giới thứ hai sau phục vụ cho việc khắc phục hậu chiến tranh, phát triển đất nước thúc đẩy ngành công nghiệp sản xuất PVC phát triển nhanh chóng nhiều nước Mỹ, Đức,Anh Nhật Bản Có thể lấy nước Anh để minh họa cho nhân xét Nếu năm 1947 lượng PVC tiêu thụ Anh khoảng 6.600 tấn, 10 năm sau 66.000 tấn, tức sau năm lượng tiêu thụ PVC gần tăng gấp đôi Năm 1979 Anh tiêu thụ 440.000 PVC, năm 1990 615.000 [1] Sự tăng trưởng phát triển kinh tế yếu tố định đến nhu cầu tiêu thụ PVC Bước sang kỷ 21, điều kiện kinh tế toàn cầu cải thiện nhu cầu PVC lớn, lớn nhiều so với dự báo Sản lượng PVC giới năm 2006 đạt tới 32 triệu mức tăng trưởng giai đoạn 2001-2006 5%/năm.Dự kiến đến năm 2012, công suất PVC giới đạt 50 triệu tấn/năm Khu vực châu Á dự báo dẫn đầu giới với mức tăng trưởng nhu cầu bình quân hàng năm khoảng 7%/năm giai đoạn từ đến năm 2010 đến năm 2012 chiếm 50% tổng công suất giới, cao Trung Quốc, tiếp đến Malaysia, Việt Nam tiểu lục địa Ấn độ Bảng sản lượng PVC giới năm1991, 2001, 2006 dự báo cho 2011 Bảng cơng suất PVC Châu Á – Thái Bình Dương giai đoạn 2000-2007, Trung Quốc với nhảy vọt đột biến vươn lên vị trí dẫn đầu giới LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đơn vị: 1.000 TT Khu vực 1991 Tây Âu Trung Âu CIS NAFTA Nam Mỹ Châu Phi- Trung Đông Châu Á- Châu Đại Dương Cộng: 2001 6.030 2.440 5.500 500 300 6.500 1.100 1.400 10.600 25.900 6.090 940 830 5.860 22.190 2006 2011 5.800 700 800 7.300 1.500 2.100 14.600 32.800 6.100 1.000 1.700 7.800 1.600 2.700 19.800 40.700 Theo: TPC Vina, CMAI Vinolit Bảng : Sản lượng PVC giới Đơn vị tính: 1.000 Nước 10 11 12 13 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 Nhật Bản Hàn Quốc Đài Loan Trung Quốc Thái Lan Malaysia Indonesia Philippines Việt Nam Ấn Độ Pakistan Ả rập Xê ut Australia 2.685 1.180 1.535 2.665 760 97 621 102 80 791 100 324 240 2.613 1.180 1.566 2.892 795 260 621 100 80 811 100 324 240 2.540 1.240 1.679 3.265 795 260 621 100 115 775 100 324 140 2.523 1.240 1.679 4.623 795 260 621 100 200 775 100 324 140 2.448 1.240 1.698 6.000 795 271 621 106 200 775 100 394 140 2.448 1.240 1.717 8.000 795 280 621 110 200 800 100 394 140 Tổng cộng: 11.180 11.582 11.954 13.380 14.788 16.845 19.080 20.280 2.448 2.448 1.240 1.240 1.717 1.717 10.000 11.200 795 795 280 280 621 621 110 110 200 200 1.035 1.035 100 100 394 394 140 140 Theo: Harriman Report Bảng 3: Công suất nhựa PVC Châu Á – Thái Bình Dương giai đoạn 2000-2007 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com PVC ë ViÖt Nam Ở Việt Nam, năm sáu mươi kỷ trước PVC chất dẻo khác xa lạ với hầu hết người Trong năm 1959 – 1962, nhà máy hóa chất Việt Trì, Trung Quốc giúp ta xây dựng dây chuyền sản xuất PVC công nghệ từ bua canxi (đất đèn CaC2) qua axetylen (CH≡CH) với công suất thiết kế ban đầu 350 tấn/năm, sau đến năm 1975 nâng lên 500 tấn/năm Sau năm vận hành công suất nhỏ, công nghệ lạc hậu, suất thiết bị thấp (trung bình khoảng 30%), sản phẩm có chất lượng khơng ổn định giá thành cao (hơn nhập nhiều lần) người ta đành phải dẹp bỏ Ngành công nghiệp nhựa Việt Nam lúc hiểu công nghiệp gia công chế biến nhựa Tất loại nhựa (trong có PVC) phải nhập Những sản phẩm nhựa thời kỳ vừa đơn điệu mẫu mã lại thiếu chủng loại số lượng Chính vậy, năm đầu thập kỷ 80, hàng nhựa nước tràn ngập thị trường Việt Nam.Chỉ năm 1990, tức từ đất nước bước vào thời kỳ đổi mới, ngành cơng nghiệp thực có bứt phá mười năm trở lại dành lại thị trường nước Không hàng nhựa Việt Nam bước vươn thị trường quốc tế khu vực Năm 2006 kim ngạch xuất sản phẩm nhựa vượt 500 triệu USD dự kiến đạt ngưỡng tỉ USD vào năm 2010.Tuy nhiên với việc tất nguyên liệu đầu vào phải nhập khả cạnh tranh sản phẩm nhựa Việt Nam yếu, giai đoạn tồn cầu hóa Năm 1981 năm mở đầu cho phát triển ngành cơng nghiệp dầu khí Việt Nam với việc khai thác mỏ khí huyện Tiền Hải tỉnh Thái Bình đời Xí nghiệp Liên doanh dầu khí Việt Xơ Theo số liệu Tập đồn Dầu khí quốc gia Việt Nam, đến hết tháng 12 năm 2006, 235 triệu dầu quy đổi khai thác dầu thơ đạt 205 triệu cung cấp 30 tỉ m3 khí cho sản xuất điện nhu cầu dân sinh khác Hiện nay, tổng lượng dầu khí khai thác năm đạt trung bình khoảng 20 triệu quy đổi Dầu khí có việc sử dụng tài nguyên quý báu (bán 100% dầu thô làm nhiên liệu 100% lượng khí) chưa thực hiệu Chính vậy, ngành Dầu khí Hóa chất lập chiến lược phát triển lâu dài cho bước chế biến Thủ tướng Chính phủ phê duyệt LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Quyết định 343/2005/QĐ-TTg ngày 26/12/2005 386/2006/QĐ-TTg ngày 09/3/2006 Các định việc cụ thể hóa đường lối phát triển ngành hóa dầu Việt Nam Ở Việt Nam, tất nước Đông Nam Á khác (kể Đài Loan), công ngiệp sản xuất nguyên liệu cho ngành nhựa khởi đầu từ PVC Sơ đồ sau cho ta khái quát bước phát triển trình sản xuất PVC từ dầu mỏ phát triển ngành hóa dầu Việt Nam: Hình : Sơ đồ phát triển ngành hóa dầu Việt Nam Ngành sản xuất nhựa PVC Việt Nam bắt đầu vào năm 1998 với diện liên doanh TPC Vina (tiền thân Mitsui Vina) Đây liên doanh Công ty Cổ phần Nhựa Hóa chất Thái Lan (TPC), Tổng Cơng ty Hóa chất Việt Nam (Vinachem) Cơng ty Nhựa Việt Nam (Vinaplast) Nhờ liên doanh lượng PVC nhập giảm từ 74.000 năm 1997 xuống 61.000 vào năm 1999 50.000 vào năm sau này.Công suất TPC Vina 100.000 tấn/năm Cuối năm 2002, nhà máy sản xuất PVC thứ hai (Liên doanh Petronas Malaysia với Bà Rịa – Vũng Tàu) LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com có cơng suất 100.000 tấn/năm bắt đầu tham gia vào thị trường Bảng lượng tiêu thụ nhựa nói chung PVC nói riêng Việt Nam năm qua dự đoán đến năm 2011 (tính sản lượng dây chuyền sản xuất PVC thứ hai Công ty TPC Vina với công suất 90.000 tấn/năm dự kiến vào hoạt động vào qúy năm 2008) Bảng cho ta mức tiêu thụ nhựa PVC tính đầu người số nước khu vực Năm Nhựa nói chung PVC Bình quân Tổng cầu tiêu thụ (tấn) (kg/đầu người) Sản xuất Bình quân Nhập Tổng cầu tiêu thụ nước (tấn) (tấn) (kg/đầu người) (tấn) 1995 280.000 3,78 58.500 58.500 0,81 1996 420.000 5,60 65.000 65.000 0,89 1997 500.000 6,60 74.000 74.000 1,00 1998 625.000 8,00 12.100 92.000 104.100 1,38 1999 780.000 9,80 47.600 61.800 109.400 1,43 2000 950.000 12,20 24.930 85.700 110.000 1,42 2001 1.010.000 13,00 78.800 52.800 131.600 1,67 2002 1.260.000 15,60 102.100 52.900 155.000 1,94 2003 1.450.000 18,70 119.700 47.200 166.900 2,06 2004 1.550.000 20,10 127.730 51.200 178.930 2,18 2005 1.650.000 21,00 145.200 64.300 209.500 2,52 2006 1.967.000 22,00 176.200 69.800 246.000 2,90 2007 2.297.000 26,80 195.000 65.000 260.000 3,04 2008 2.710.000 31,50 215.000 66.000 281.000 3,25 2009 3.200.000 36,40 250.000 54.000 304.000 3,48 2010 3.850.000 42,00 290.000 40.000 330.000 3,74 2011 - - 290.000 64.400 356.400 4.00 Theo:TPC Vina, Hiệp hội nhựa Việt Nam Bảng : Lượng tiêu thụ loại nhựa PVC Việt Nam 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nướcvà khu vực 2001 2006 2011 Thế giới 4,0 5.0 6,0 CIS 1,0 3,0 5,0 Trung Âu 4,0 6,0 8,0 Tây Âu 14,0 14,0 14,0 Nhật - 11,0 - Trung Quốc - 4,0 - Thái lan - 7,0 - Malaysia - 6,0 - Việt Nam 1,67 2,9 4,0 Bảng : Tiêu thụ nhựa PVC đầu người số nước khu vực (kg/đầu người) Khả cung - cầu nhựa PVC Việt Nam thể biểu đồ sau: CUNG - CẦU PVC Ở VIỆT NAM kg/đầu người 400,000 4.50 350,000 4.00 3.50 300,000 3.00 250,000 2.50 200,000 2.00 150,000 1.50 100,000 1.00 50,000 0.50 0.00 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 Tổng cầu Sản xuất nước Nhập Bình quân tiêu thụ Hình : Khả cung – cầu PVC Việt Nam Như vậy, năm 2010 - 2011 năm sau đó, Việt Nam cịn phải nhập PVC từ khơng có nhà đầu tư quan tâm đến lĩnh vực 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tính chất SG 580 SG 660 SG 710 56 - 59 65 - 67 70 - 72 0,50 - 0,60 0,48 - 0,55 0,46 - 0,48 0,3 max 0,3 max 0,3 max 650 - 720 1000 - 1050 1300 - 1320 < 0,1 < 0,1 < 0,1 - Giữ lại sàng 60 mesh,% 0 - Giữ lại sàng 270 mesh,% > 98 > 99 > 99 Giá trị K Khối lượng riêng, g/ml Chất dễ bay hơi,% Độ trùng hợp Hàm tro,% Cỡ hạt: Bảng 10 : Một số đặc tính kỹ thuật PVC 4.2 C¸c chÊt phơ gia gia c«ng PVC PVC nguyên thủy khơng có ứng dụng thực tế Để gia công thành sản phẩm tiêu dùng phải dùng số hóa chất bổ sung để trì, cải thiện tạo tính cho nhựa Ta gọi chung hóa chất phụ gia Phụ gia hóa chất riêng biệt hay kết hợp 2, hóa chất để có hiệu ứng cao (synergic) hay mang tính chọn lọc Khi ta có hệ chất phụ gia.Việc lựa chọn phụ gia cần phải ý đến số yếu tố sau: ƒ Phụ gia hệ phụ gia phải có khả giảm đến mức tối đa phân hủy nhựa trình gia công; ƒ Lĩnh vực ứng dụng sản phẩm; ƒ Môi trường sử dụng sản phẩm; ƒ Điều kiện gia công sản phẩm Dưới giới thiệu chất phụ gia cho sản phẩm sản xuất từ PVC:0 4.2.1 Chất ổn định Chất ổn định giúp sản phẩm từ PVC chống lại tác động bên như: nhiệt độ, ánh sáng, ơxy hóa Chúng phân loại sau: 37 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ƒ Muối kim loại axít vơ cơ: 3PbO.PbSO4.H2O; 2PbCO3.Pb(OH)2; 2PbO.PbHPO3.1/2H2O; ƒ Muối kim loại axít béo: stearat, laurat, naphthenat,ricinoleat ƒ Phức kim loại: Các phenat Ba/Cd Ba/Cd/Zn; ƒ Hợp chất thiếc: Thiếc dibutyl-dilaurat (DBTL), thiếc dibutyl maleat (DBTM); ƒ Hợp chất có chứa nhóm epoxi ─ CH ─ CH ─ O như: - Glicidyl ether resorcinol, di-iso-butylphenol; - Ester epoxi hóa axít: oleic, lauric - Dầu thực vật epoxi hóa: dầu đậu nành, dầu thầu dầu - Nhựa epoxi ƒ Các loại khác:các chelat, chất chống oxi hóa, mercaptit Việc lựa chọn chất ổn định phụ thuộc vào nhiều yếu tố: mục đích sử dụng sản phẩm, điều kiện môi trường sử dụng sản phẩm, yếu tố kỹ thuật kinh tế Ngoài kinh nghiệm thực tế nhà sản xuất đóng vai trị quan trọng Ví dụ, sản phẩm có u cầu cao tính khơng độc bắt buộc ta phải chọn hệ chất ổn định hỗn hợp dầu đậu nành epoxi hóa (3-5 phần) phức Ca/Mg/Zn (1,5-3 phần) Đối với PVC để sản xuất ống dẫn nước sinh hoạt phụ kiện ta dùng sulphat chì trung tính (3PbO.PbSO4.H2O) với tỉ lệ khơng q phần khối lượng 4.2.2 Chất hóa dẻo Chất hóa dẻo giúp cho việc gia công dễ dàng tạo sản phẩm có độ linh hoạt, mềm dẻo Cũng chất ổn định, số lượng chất hóa dẻo cho nhựa PVC phong phú đa dạng Có thể phân loại chất hóa dẻo sau: 38 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ƒ Các ester axit thơm, ester axit phtalic – phtalate chiếm đến 70% tổng lượng chất hóa dẻo thị trường Bảng 11 số phtalate thông dụng dùng cho sản phẩm PVC Phtalat Khối lượng phân tử Tỉ trọng riêng tương đối 25oC Nhiệt độ sôi o C/Torr Hao hụt bay Lĩnh vực ứng dụng % Di-butyl, DBP 278 1,045 310 185/5 Di-octyl, DOP 390 0,985 386 230/4 1,0 Di-iso-octyl,DIOP 390 0,984 231/4 1,0 Di-iso-decyl,DIDP 447 0,966 251/4 0,1 Di-isotridecyl, DTDP 530 0,950 285/3,5 Dùng cho mục đích chung Các sản phẩm có nhiệt độ gia cơng cao Bảng 11: Tính chất số chất hóa dẻo phtalat • Ester axit aliphatic: Các adipat, sebacat, azelat… phù hợp cho sản xuất sản phẩm sử dụng nhiệt độ thấp Còn acetyl-tributyl citrate số dẫn xuất tương tự sử dụng cho sản phẩm khơng độc hại • Chất hóa dẻo polymer: Những chất hóa dẻo loại thường khơng bị bốc dịch chuyển khỏi hỗn hợp nhựa nên sử dụng cho bao bì sản phẩm chịu nhiệt độ cao.Ví dụ như: adipat sebacat propylene glycol (PPA PPD) • Các phosphat hữu cơ: Do tính độc hại nên dùng Chúng sử dụng địi hỏi sản phẩm có khả chống cháy cao Ví dụ: tritolyl phosphat (TTP) trixylyl phosphat (TXP) • Chất hóa dẻo từ epoxy: Là loại dầu thực vật epoxy hóa eter epoxy-axit dầu đậu nành epoxy hóa, butyl epoxy-stearat … 39 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Việc lựa chọn xác chất hóa dẻo cho loại sản phẩm tương tự việc lựa chọn chất ổn định 4.2.3 Các loại phụ gia khác a Chất bơi trơn: Được sử dụng với mục đích: • Làm giảm độ bám dính chất dẻo trạng thái nóng với vật liệu làm khn mẫu Các chất loại gọi chất bôi trơn bên ngồi Ví dụ: Axit stearic muối kim loại (Cd, PB, Ca, Ba…), axit myristic, sáp parafin Tỉ lệ dùng thường từ 0,25 – 0,6 phần khối lượng • Tạo trượt dễ dàng phân tử polymer với Các phụ gia dạng gọi bơi trơn bên Chúng dùng cho loại PVC hóa dẻo lại phổ biến PVC cứng (khơng hóa dẻo) Ví dụ amit glyceryl ester axit: stearic, oleic Có thể dùng riêng lọai hay hỗn hợp 2, chí loại Tỉ lệ sử dụng khơng qúa phần khối lượng b Chất độn: Chất độn sử dụng cho PVC nói riêng hay cho chất dẻo nói chung, khơng với mục đích giảm giá thành mà cịn để cải thiện tính kỹ thuật chúng • Chất độn cho PVC cứng: Canxi cacbonat (CaCO3), thạch cao; • Chất độn cho PVC hóa dẻo: CaCO3, muội than, đất sét, canxi silicat… c Chất màu Việc lựa chọn chất màu cần đến số đặc tính chúng như: • Khả phân tán vào nhựa; • Độ bền nhiệt; • Độ bền với mơi trường sử dụng; • Độ dịch chuyển • Độ bền màu… Một số chất màu thường sử dụng cho PVC liệt kê Bảng 12: 40 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Màu Đen Trắng Đỏ Vàng Xanh Hóa chất vơ Hóa chất hữu Muội than, oxit sắt đen Đen anilin Titan dioxit Đỏ cadmi, chì molibdat, Azo, perylen, quinacridin, sulphocromat molibdat đỏ antraquinom Vàng crom, vàng niken/titan, Azo,antraquinon, benzidin, bismut vanadat Oxit crom, oxit Co/Cr/Zn/Ti Tím Phthalocyanin Dioxazin Bảng 12: Một số chất màu thông dụng cho nha PVC 4.3 Thành phần đơn phối liệu có sản phẩm từ PVC ta khơng dùng nhựa ngun thủy mà cịn phải thêm loạt chất phụ gia.Việc lựa chọn chất phụ gia phụ thuộc vào nhiều yếu tố Ví dụ sản xuất ống nước, nguyên vật liệu chiếm tới 60-70% giá thành Chính vậy, nhà sản xuất phải ý việc lựa chọn chất phụ gia cho đáp ứng yêu cầu kỹ thuật mà giá phải cạnh tranh Việc lựa chọn xác chất phụ gia cịn giúp cho q trình gia cơng trở nên dễ dàng, thuận tiện có phế phẩm Tính kinh tế cao khơng có nghĩa phải chọn loại ngun liệu giá rẻ mà đơn phối liệu phải đạt hiệu tối ưu Cụ thể, số chất ổn định thiếc antimoan giúp sản phẩm ống nước đạt tiêu chuẩn kỹ thuật cao với hàm lượng từ 0,3 – 0,4 phần khối lượng Việc lựa chọn xác chất bơi trơn cân chất ổn định chất bôi trơn quan trọng.Nói tóm lại tổng hợp hàng loạt yếu tố kinh nghiệm nhà sản xuất Sau ví dụ thành phần đơn phối liệu để sản xuất ống nước (tính theo phần khối lượng) [3]: PVC (loại cho sản xuất ống nước) 100 Chất ổn định: Thiếc metyl-mercaptit 0,3 Hệ bôi trơn 41 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Bơi trơn ngồi Sáp paraffin (Tnc 71oC) 1,2 PE (Tnc 104oC) 0,2 Bôi trơn nội: Canxi stearat 0,8 Chất bổ trợ gia công: Acrylic 1,0 Bột màu: TiO2 1,5 Chất độn: CaCO3 2,5 Một số ví dụ khác thành phần đơn phối liệu nhựa PVC cho sản phẩm (Tất tính theo phần khối lượng) [1]: ƒ Cho ống nước: PVC (K66) 100 Chì sulphat trung tính 5-8 Glyceryl mono-stearat 0-2 Chì stearat 0-10 CaCO3 ƒ Cho phụ kiện ống nước: PVC (K58) 100 Chì sulphat trung tính 2-8 Glyceryl mono-stearat 1-2 Canxi stearat 0,5-1 ƒ Bọc dây cáp điện: PVC (K71) 100 DOP 30-40 Parafin clo hóa 0-20 Chì sulphat trung tính 5-8 Chì Canxi stearat CaCO3 0-30 Đất sét 0-10 42 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ƒ Màng đóng gói thực phẩm: PVC (có 6-10% vinyl acetat) 100 Dầu đậu nành epoxi hóa Etyl palmitat Phức Ca/Mg/Zn Diphenyltioure 0,5 Axit stearic 0,5 ƒ Dây cáp dùng nhiệt độ cao: PVC (K71) 100 DIDP,DTDP 50-70 Chì sulphat trung tính 5-8 Chất chống oxy hóa 0,5 Chì stearat CaCO3 0-30 Antimoan trioxit ƒ Tấm trải sàn mềm: PVC (K51 K66) 100 DOP Butyl-benzylphtalat Dầu đậu nành epoxi hóa 35-50 3-5 Canxi stearat Cht n nh Ba/Cd/Zn 2-3 CaCO3 100-300 4.4 Các phơng pháp gia công PVC Nhng hn hp PVC vi cỏc phụ gia chuyển thành sản phẩm phương pháp gia công khác tùy thuộc vào loại sản phẩm 43 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4.4.1 Phương pháp ép đùn: Các loại sản phẩm có độ dài lớn sản xuất cách gia nhiệt PVC đến nhiệt độ chảy mềm nóng chảy, dùng áp lực đẩy vào khn định hình mở kín Phương pháp ép đùn cho phép sản xuất sản phẩm có khối lượng lớn ván nhân tạo, khung cửa, trần, loại ống để bọc loại dây cáp điện 4.4.2 Phương pháp ép phun: Nhựa nóng chảy đuợc phun vào khn Phương pháp để sản xuất sản phẩm phức: vỏ máy tính, vỏ tivi, van, cầu dao điện 4.4.3 Phương pháp cán tráng: Dùng để sản xuất loại màng mỏng, với kích thước độ dày khác (các loại vải bọc, giấy dán tường, vải áo mưa, bao bì đựng thưc phẩm ) 4.4.4 Định hình nhiệt: Nhựa chảy mềm ép khn thành cứng Từ định hình sản phẩm nhiệt Phương pháp dùng để sản xuất loại sản phẩm như: bồn tắm, vòi hoa sen bao bì xốp có túi khí 4.4.5 Phương pháp thổi: Để tạo sản phẩm rỗng bên cách dùng áp suất khơng khí thổi ống phơi chảy mềm khn định hình Phương pháp chủ yếu để sản xuất loại chai lọ 4.4.6 Phương pháp nhúng phủ: Nhựa PVC hòa tan thành dung dịch Nhúng khuôn vào dung dịch để tạo loại sản phẩm găng tay y tế, đồ chơi, dụng cụ thể thao Phương pháp phủ để phủ sản phẩm như: mặt sau thảm, trải sàn, cọc rào, giá đựng chén, bát, tay dựa ghế 4.5 øng dơng cđa PVC 4.5.1 PVC ngành xây dựng Lĩnh vực xây dựng nơi mà PVC sử dụng nhiều rộng rãi Trong đó, loại ống dẫn phụ kiện chiếm đến phần tổng sản lượng PVC toàn giới Năm 2007, số 39% tổng số 33,5 triệu nhu cầu PVC giới Ở Việt Nam, số liệu tương ứng 47% 240.000 (xem Hình 14 15) 44 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nguồn: CMAI,2007 Hình 14: Các lĩnh vực ứng dụng PVC giới Theo: TPC Vina,2007 Hình15: Các lĩnh vực ứng dụng PVC Việt Nam Ống PVC sử dụng điều kiện kỹ thuật môi trường khắt khe chứng tỏ loại vật liệu có độ bền độ tin cậy cao Chúng dùng rộng rãi để cấp thoát nước sinh hoạt, thuỷ lợi, lưu chuyển hóa chất, bảo vệ cáp điện loại cáp ngành bưu viễn thông… 45 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ống PVC khơng bị gỉ, bị ơxy hóa hay ăn mịn Do chi phí bảo trì thấp, nước ống không bị nhiễm bẩn Ống PVC không ảnh hưởng đến mùi vị nước, khơng có phản ứng hóa học với chất lỏng có hoạt tính mạnh Ống PVC dễ uốn, chịu va chạm chấn động Hội đồng nghiên cứu quốc gia Canađa ước tính “độ gãy” ống PVC 100km 0,5 điểm, ống gang 32,6 ống thép 7,9 Khi lắp đặt, tuổi thọ ống lên tới 100 năm Ống PVC lựa chọn tối ưu phương diện giá thành Ống PVC nhẹ phí vận chuyển thấp cơng lắp đặt thấp (chỉ 60-70% so với loại ống khác) Ngoài ống dẫn, PVC sử dụng cho xây dựng nhà cửa trang trí nội ngoại thất Vật liệu PVC dùng lắp đặt trang trí nhà cửa chưa phổ biến Việt Nam (chỉ chiếm khoảng 24% tổng nhu cầu) Nhưng giới, nhiều nước tỉ lệ cao Ví dụ Mỹ 60% Điều độ bền lâu, khả lắp đặt dễ dàng, dễ bảo trì tính hấp dẫn người tiêu thụ sản phẩm PVC Trong nhiều khâu, sản phẩm PVC thay vật liệu truyền thống gỗ, đồng nhơm Ở Mỹ có hiệp hội gồm 100 nhà sản xuất nhà kinh doanh ván nhân tạo từ PVC chất dẻo khác Họ chuyên nghiên cứu, sản xuất cấp chứng kỹ thuật cho loại ván sàn, vách ngăn, trang trí Theo Hiệp hội này, trang trí ngoại thất cho nhà PVC rẻ (Bảng 13) Đơn vị: USD Ván PVC Ván gỗ Tấm Fibro ximăng Vữa stuco Gạch Đá Vật liệu 78 113 94 75 385 620 Công lao động 81 63 97 253 437 891 42 46 40 0 159 218 237 368 822 1.511 Sơn/Tô màu Cộng: Nguồn: VSI Bảng13 : So sánh giá lắp đặt trang trí ngoại thất 46 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ngồi ứng dụng trên, PVC cịn dùng để làm mương, máng thủy lợi, màng mỏng phục vụ nơng nghiệp, hàng rào, mái che… Một ví dụ: Tồn phần mái che phía ngồi (khoảng 60.000 m2) sân vận động đại nước Pháp (sân Stade de France), với sức chứa lên tới 80.000 người, phủ màng PVC 4.5.2 PVC kỹ thuật điện điện tử Đây lĩnh vực mà nhờ PVC phát triển cách nhanh chóng đột phá Như nói, cách 50 năm, người ta phát PVC có tính chất khơng giống mà cịn vượt trội cao su việc bọc dây cáp điện Ngày nay, PVC chiếm gần 50% thị phần lĩnh vực sản xuất đồ điện điện tử Một số lĩnh vực sản xuất phổ biến cần dùng PVC: • Máy điều hịa khơng khí • Đĩa mềm cho máy vi tính • Dụng cụ gia đình • Bàn phím • Máy tính • Dụng cụ đồ điện • Cáp quang • Máy giặt • Đĩa mềm cho máy vi tính • Máy lạnh… 4.5.3 PVC sản xuất ôtô, xe máy PVC đóng vài trị to lớn chế tạo ơtơ, mơtơ đại Nó sử dụng thay kim loại vật liệu khác để chế tạo phận sườn xe, chắn gió, lót sàn, chắn bùn nhiều chi tiết khác Theo tài liệu Hội đồng nhà sản xuất PVC châu Âu (ECVM), ôtô sản xuất cần 16kg PVC Như dùng PVC thay phần kim loại chế tạo ôtô mà hàng năm Tây Âu tiết kiệm khoảng 800 triệu Euro, giới tiết kiệm tới 2,5 tỷ Euro Việc sử dụng PVC làm cho: ƒ Tuổi thọ xe dài hơn: Do độ bền PVC, tuổi thọ xe tăng từ 11,5 năm năm 1970 lên 17 năm ƒ Khách hàng có nhiều lựa chọn hơn: Do PVC rẻ, nên tùy thuộc vào yêu cầu thị trường, nhà sản xuất có nhiều phương án sử dụng nguyên vật liệu để tạo nhiều mẫu mã hấp dẫn khách hàng với giá hợp lý; ƒ Các chi tiết từ PVC có tính mềm dẻo nên người sử dụng xe an toàn trường hợp xảy tai nạn giao thông; 47 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ƒ Với phận chi tiết nhựa, xe nhẹ nhờ tiêu thụ nhiên liệu hơn, góp phần vào việc tiết kiệm bảo tồn nguồn tài nguyên lượng giới ngày cạn kiệt giới 4.5.4 PVC việc chăm sóc bảo vệ sức khoẻ người Những thành tựu đạt công tác chữa trị dự phòng ngành y tế nhờ vào sản phẩm PVC 50 năm qua đáng ghi nhận: Từ găng tay y tế đến túi đựng máu, từ ống truyền dịch, truyền máu chạy thận nhân tạo,bơm kim tiêm dùng lần, van tim nhân tạo đến nhiều dụng cụ y tế khác Chúng sử dụng rộng rãi có độ tin cậy cao nhờ tính ưu việt PVC như: • Không màu suốt • Mềm dẻo, bền ổn định • Dễ thanh, tiệt trùng • Chịu hóa chất Khơng có phản ứng hóa học tiếp xúc với nhiều mơi trường khác • Dễ chế tạo • Có thể tái sinh • Giá rẻ 4.5.5 Những ứng dụng khác • Bao bì cho thực phẩm hàng hóa tiêu dùng • Đồ chơi trẻ em • Dày dép • Áo mưa • Túi xách • Các mặt hàng tiêu dùng khác Những sản phẩm dùng phổ biến ngồi tính ưu việt nêu trên, chúng dể cho nhiều màu sắc hấp dẫn, dễ lắp đặt lau chùi làm vệ sinh 48 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com IV KÕt luËn HƯỚNG TỚI TƯƠNG LAI Đã gần 80 năm trôi qua kể từ công nghiệp sản xuất PVC đời Hãy nhìn quanh ta: Điện nước dẫn đến hầu khắp gia đình; túi máu cứu bệnh nhân toát khỏi tử thần, đàm thoại giúp ta nhận thơng tin nóng hổi xảy cách xa hàng ngàn số… Tất điều khơng trở thành thực chí chưa đạt đến trình độ như thiếu vắng PVC Sản phẩm từ PVC cần cho sống đại Bởi chúng ngày trở nên: An tồn hơn, nhỏ gọn hơn, nhanh chóng hơn, suốt hơn, hơn, mềm mại hơn, bền hơn, rẻ tóm lại TỐT HƠN Tài liệu tham khảo [1] George Matthews, PVC: Production, Properties and Uses, The Institute of Materials, London, 1996 [2] Leonard I Nass, Encyclopedia of PVC, Marcel Dekker, Inc., New York and Basel, 1976 [3] W.V.Titow, PVC Plastics: Properties, processing and Applications, Elsevier applied Science, London and New York, 1990 49 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Mục lục Trang I Mở đầu II Sơ lợc lịch sử phát triển PVC trªn thÕ giíi PVC ë ViƯt Nam III Tổng hợp PVC 12 Nguyên Liệu 12 1.1 Mnome vinylclorua (MVC), CH2 = CHCl 12 1.2 Mét số thông số kỹ thuật sản phẩm thơng mại 12 1.3 Tỉng hỵp MVC 13 Clo, Cl2 17 2.1 Vài nét công nghiệp xút - clo 17 2.1.1 Trên giới 17 2.1.2 Tình hình sản xuất tiêu thụ xút - clo Việt Nam 19 20 2.2 Sản xuất Xút - clo tổng hợp polyvinylclorua (PVC) 22 3.1 Phản ứng trùng hợp 22 3.2 Các bớc trình trùng hợp 23 3.2.1 Phản ứng khơi mào 23 3.2.2 Phản ứng lan truyền 23 3.2.3 Phản ứng chuyển mạch 24 3.2.4 Phản ứng kết thúc 24 3.3 Các yếu tố ảnh hởng đến tốc độ phản ứng trùng hợp 25 3.3.1 Nhiệt độ phản ứng 25 3.3.2 Tác nhân chuyển mạch 25 50 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 26 3.3.3 ChÊt khơi mào 3.4 Các phơng pháp sản xuất PVC 26 3.4.1 Trùng hợp khối 27 3.4.2 Trùng hợp nhũ tơng 28 3.4.3 Trïng hỵp hun phï 30 TÝnh chÊt vµ øng dơng cđa PVC 35 4.1 TÝnh chÊt cđa PVC 35 4.2 Các chất phụ gia gia công PVC 37 4.2.1 Chất ổn định 37 4.2.2 Chất hóa dẻo 38 4.2.3 Các loại phụ gia khác 40 4.3 Thành phần đơn phối liệu 41 4.4 Các phơng pháp gia c«ng PVC 43 4.5 øng dơng cđa PVC 44 4.5.1 PVC ngành xây dựng 44 4.5.2 PVC kỹ thuật điện điện tử 47 4.5.3 PVC sản xuất ôtô, xe máy 47 4.5.4 PVC việc chăm sóc bảo vệ sức khỏe ngời 48 4.5.5 Những ứng dụng khác 48 IV Kết luận 49 Tài liệu tham khảo 49 51 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... hóa học từ dầu mỏ mở ngành mới: ngành hóa dầu Trong đó, Nhựa tổng hợp sản phẩm có sản lượng lớn giá trị Polyvinylclorua (PVC) loại nhưạ tổng hợp cách trùng hợp vinylclorua monomer (MVC): n CH2 =... sản xuất PVC cần 0,5% tổng sản lượng dầu tiêu thụ Điều quan trọng, giai đoạn dầu mỏ vấn đề nóng giới Với giá cao ngất ngưỡng, dầu mỏ sản phẩm từ dầu mỏ khơng cịn đơn vấn đề kinh tế Trong đó, nhờ... xuất xút - clo Hình 11 : Sơ đồ tổng quát nhà máy điện phân muối ăn để sản xuất xút - clo tỉng hỵp polyvinylclorua (pvc) 3.1 Phản ứng trùng hợp Trong cụng nghip, PVC tổng hợp cách polyme hóa monome