MỤC LỤC Phần 1 Tổng quan lý thuyết (1 3) 1 Đặt vấn đề 2 Nguyên liệu 2 1 Nhựa PET 2 1 1 Khái niệm 2 1 2 Tính chất 2 1 3 Ứng dụng 2 1 4 Ảnh hưởng môi trường và khả năng tái chế 2 2 Thủy tinh 2 2 1 Khái[.]
MỤC LỤC Phần 1: Tổng quan lý thuyết (1-3) Đặt vấn đề Nguyên liệu 2.1 Nhựa PET 2.1.1 Khái niệm 2.1.2 Tính chất 2.1.3 Ứng dụng 2.1.4 Ảnh hưởng môi trường khả tái chế 2.2 Thủy tinh 2.2.1 Khái niệm 2.2.2 Tính chất 2.2.3 Các loại thủy tinh 2.2.4 Ứng dụng (vai trò, ảnh hướng đến môi trường, khả tái sử dụng) 2.2.5 Ảnh hưởng môi trường khả tái chế Phần 2: Dây chuyền cơng nghệ (Kích thước gạch, TCVN đánh giá) Chuẩn bị nguyên liệu (khai thác) (rửa, phân loại, gia công(cắt, nghiền), 1.1 Thủy tinh (0,15-5mm) 1.2 Nhựa PET Trộn nguyên liệu (nấu nhựa) Đổ vào khuôn (gia nhiệt khuôn) Kiểm tra thông số (nén uốn ăn mịn va đập) Phần 3: Tính tốn nhựa thủy tinh Phần 4: Kết kết luận PHẦN 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT ĐẶT VẤN ĐỀ Vấn đề môi trường đề tài nhứt nhối sống ngày nay, nóng lên tồn cầu hiệu ứng nhà kính gây kéo theo tượng biến đổi khí hậu tồn cầu Khơng thế, việc khai thác nguồn nguyên liệu hóa thạch để phục vụ cho hoạt động công nghiệp lượng làm cạn kiệt dần tài nguyên, tương lai khơng xa nguồn tài ngun tự nhiên khơng cịn có sẵn để khai thác Nước ta nước nằm khu vực chịu ảnh hưởng nặng nề ô nhiễm môi trường tượng nóng lên tồn cầu nước chịu tác động mạnh mẻ tượng biến đổi khí hậu : mực nước biển dâng lên cao, hạn hán cục bộ, tượng lũ quét, sạt lỡ đất từ hoạt động khai thác tài ngun, khống sản,… Lượng khí thải CO2 từ hoạt động sản xuất công nghiệp, đặc biệt có ngành cơng nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng, lượng chất thải độc hại từ hoạt động gây nhiểm môi trường, phá hủy hệ sinh thái tự nhiên, lượng khí thải gây thủng tầng ozon, từ gây tượng hiệu ứng nhà kính nóng lên tồn cầu Như bạn biết, trình sản xuất xi măng, gạch, … tiêu thụ lượng lớn đất sét, đá vôi nhiên liệu (chủ yếu than đá) Điều gây hậu nghiêm trọng đến môi trường, thiếu hụt đất nông nghiệp khai thác đất sét; hiệu ứng nhà kính, biến đổi khí hậu, mưa axit trình đốt cháy nhiên liệu thải bầu khơng khí nhiều chất thải độc hại, đặc biệt CO2 Bên cạnh vấn đề ô nhiễm môi trường việc sản xuất xi măng gây nay, Việt Nam nước giới đối mặt với vấn đề ô nhiễm môi trường nhựa thủy tinh phế thải gây Dựa vào vấn đề trên, nhóm xin trình bày đề tài nghiên cứu sản xuất gạch lát vỉa vè từ nhựa thủy tinh phế thải Đề tài hướng dẫn thầy TS Hồ Viết Thắng 2 NGUYÊN LIỆU 2.1 Nhựa PET: 2.1.1 Khái niệm: - PET tên viết tắt Polyethylene Terephthalate , biết đến với nhiều tên gọi khác PETE PETP PET-P, hình thành từ phản ứng trùng hợp monome etylen terephtalat với cơng thức hóa học (C10H8O4) - Nhựa PET loại nhựa nhiệt dẻo, thuộc loại polyester Chúng sử dụng phổ biến tổng hợp xơ sợi, vật dụng đựng thức ăn, nước uống số loại chất lỏng khác 2.1.2 Tính chất: - Có độ cứng cao - Khả chịu lực tốt, trọng lượng nhẹ, vận chuyển dễ dàng hiệu - PET biết đến với khả giữ khí ga tốt (ví dụ oxy, carbon dioxide) đặc tính ngăn ẩm - Khả cách điện cực tốt - PET có phạm vi nhiệt độ sử dụng rộng, từ -60℃ đến 130℃ - Có tính thấm khí thấp, đặc biệt với carbon dioxide - PET thích hợp cho sản phẩm suốt - PET không bị gãy - Nó tái chế truyền xạ vi sóng - PET FDA, Bộ Y tế Canada, EFSA quan y tế khác chấp thuận an toàn tiếp xúc với thực phẩm đồ uống 2.1.3 Ứng dụng: * Bao bì đóng gói: - Vì PET vật liệu ngăn nước độ ẩm tuyệt vời, nên chai nhựa làm từ PET sử dụng rộng rãi cho nước khoáng nước ngọt có ga - Nhờ độ bền học cao nên PET vật liệu lý tưởng để sử dụng ứng dụng làm cuộn màng * Bao bì thực phẩm: - Tấm PET khơng định hướng uốn nhiệt để làm khay vỉ bao bì - Tính trơ hóa học với tính chất vật lý khác làm cho PET đặc biệt thích hợp cho ứng dụng đóng gói thực phẩm - Các ứng dụng đóng gói khác bao gồm lọ mỹ phẩm cứng, hộp đựng vi sóng, màng suốt, v.v * Vải polyester: - Sợi mono PET chủ yếu sử dụng để làm vải lưới cho in lụa, lọc dầu lọc cát, dây giằng cho ứng dụng nơng nghiệp (nhà kính, v.v.), dây đai dệt đan, vải lọc ứng dụng công nghiệp khác - PET có ứng dụng rộng rãi ngành dệt may Vải polyester chắn, linh hoạt mang lại lợi ích nhăn co rút vải cotton Vải polyester có trọng lượng nhẹ, giảm gió, chống giãn chống rách tốt Vải polyester * Điện tử & Cơng nghiệp Ơ tơ: - Nhờ đặc tính cách điện tốt, độ ổn định cấu trúc cao, PET sử dụng rộng rãi ngành điện điện tử Nó loại polymer hiệu để thay kim loại đúc khuôn vật liệu nhiệt ứng dụng như: hộp điện, điện từ, đồng hồ thông minh, phận quang điện, hộp nối lượng mặt trời, v.v Đặc tính dịng chảy vượt trội polymer cho phép thực thiết kế linh hoạt kích thước nhỏ để phục vụ sản xuất sản phẩm có yêu cầu cao - PET sử dụng làm lượng mặt trời phận ô tô, thành công nhiều ứng dụng ngành cơng nghiệp tơ Nó sử dụng ứng dụng sau: tay gạt nước vỏ hộp số, phận giữ đèn pha, vỏ động cơ, vỏ đầu nối [https://wikiplastic.org/nhuaky-thuat/nhua-pet-la-gi-thong-so-ky-thuat-pet/] Sử dụng nhựa PET làm pin lượng Mặt Trời 2.1.4 Ảnh hưởng môi trường khả tái chế: * Ảnh hưởng tới môi trường: - Năm 2019, ngành nhựa Việt Nam sản xuất 8,89 triệu sản phẩm có đóng góp ước tính 17,5 tỷ USD cho kinh tế quốc gia (tương đương với 6,7% GDP) - Báo cáo WB (Ngân hàng giới) cho thấy, năm, khoảng 3,9 triệu nhựa PET, LDPE, HDPE PP tiêu thụ Việt Nam Trong số này, 1,28 triệu (33%) tái chế Bao bì PET có tỷ lệ thu gom, tái chế (CFR) cao số tất loại nhựa chủ yếu, mức 50% [https://vjst.vn/vn/tin-tuc/5497/tai-che-nhua-tai-viet-nam thuctrang-va-giai-phap.aspx] - Tuy nhiên, phần nhựa thu hồi để xử lí, tái chế, số cịn lại chủ yếu chơn, đốt thải ngồi mơi trường gây hậu ngày lớn kinh tế, môi trường xã hội * Độc tính việc tái chế nhựa PET: - PET sản phẩm từ PET tái chế 100% Đây loại nhựa tái chế nhiều tồn giới PET dễ dàng xác định mã tái chế #1 - Hệ số khuếch tán thấp làm cho PET phù hợp nhiều so với vật liệu nhựa khác để thu hồi tái chế - Chai PET sau tiêu dùng thu gom xử lý thơng qua loạt quy trình rửa đặc biệt cách xử lý hóa học để phân hủy PET thành nguyên liệu thô sản phẩm trung gian sử dụng để sản xuất mảnh PET tái chế (rPET-recycled PET) Sau đó, mảnh PET rPET tái chế sử dụng số ứng dụng, số số bao gồm: - Sợi cho thảm, áo khốc lơng cừu, đệm lót túi tote Hộp đựng thực phẩm, đồ uống (chai) mặt hàng phi thực phẩm Phim Dây đai Xử lý nhiệt thêm mảnh PET tái chế để loại bỏ chất bay góp phần làm cho chúng an toàn đáp ứng yêu cầu an toàn tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm Theo nghiên cứu ILIS (Faculty of Engineering and Health Management/ Institut Lillois d’Ingénierie de la Santé): “Bản thân PET trơ mặt sinh học ăn phải, an tồn cho da q trình sử dụng, khơng gây nguy hiểm hít phải Khơng có chứng độc tính phát nghiên cứu động vật Kết âm tính từ xét nghiệm Ames nghiên cứu tổng hợp DNA đột biến cho thấy: “ PET không gây độc cho gen Các nghiên cứu tương tự thực với monomer chất trung gian PET điển hình vật liệu không độc hại không gây mối đe dọa sức khỏe người ” 2.2 Thủy tinh: 2.2.1 Khái niệm: - Thủy tinh, dân gian cịn gọi kính hay kiếng, chất rắn vơ định hình đồng nhất, phần lớn có gốc silicát, thường pha trộn thêm tạp chất để có tính chất theo ý muốn - Mặc dù thủy tinh chất vơ định hình chế tạo từ Silicat (điểm nóng chảy ~ 2000℃ ) thủy tinh có nhiệt độ nóng chảy 1000 ℃ Do công nghệ nấu thủy tinh ngưởi ta thêm Soda (Natri Cacbonat Na2CO3) bồ tạt (Kali Cacbonat K2CO3) - [https://vi.wikipedia.org/wiki/Th%E1%BB%A7y_tinh] 2.2.2 Tính chất: - Thủy tinh chất rắn không màu, suốt, không gỉ, tương đối cứng chúng lại dễ vỡ rơi - Thuỷ tinh không cháy, không hút ẩm, không bị ăn mòn với nhiều loại axit mạnh khác nhau, ngoại trừ axit hidro florua (HF) - Thuỷ tinh suốt cho ánh sáng truyền qua cách dễ dàng, thủy tinh hay sử dụng làm lăng kính, đèn trang trí, sợi dây cáp quang,… - Thuỷ tinh khơng có nhiệt độ nóng chảy định, bổ sung tạp chất khác với thuỷ tinh làm thay đổi nhiệt độ nóng chảy nó… - Khơng bị oxy hóa để lâu khơng dùng nhựa An toàn cho sức khỏe người tiêu dùng - Không bị bám mùi bề mặt, dễ dàng vệ sinh 2.2.3 Các loại thủy tinh: * Thủy tinh thông thường: - Đây loại sử dụng phổ biến đời sống loại chén thủy tinh, đĩa thủy tinh, kính cửa sổ hay đồ uống hàng ngày… Thành phần loại thủy tinh thường bao gồm 60 – 75% silica, 12 – 18% soda lime chiếm – 12% - Loại thuỷ tinh thường sử dụng phổ biến giá thành rẻ, phù hợp với mọi gia đình, dễ chùi rửa bám mùi Tuy nhiên khả chịu nhiệt soda lime thấp nên sử dụng việc nấu nướng hay cho vào lò vi sóng để đảm bảo tính an tồn Sản phẩm thủy tinh thường * Thủy tinh cường lực: - Thủy tinh cường lực hình thành từ Soda Lime qua q trình đun nóng nhiệt độ 630 độ C Sau tiến hành làm lạnh đột ngột nhằm giúp thủy tinh chịu nhiệt có độ rắn chịu nhiệt cao so với loại chai thủy tinh thông thường Sự đời thuỷ tinh cường lực (kính cường lực) bước tiến hỗ trợ nhiều cho người đời sống hàng ngày Bạn dễ dàng bắt gặp thuỷ tinh cường lực lắp đặt khu vực bồn rửa tay, cửa kính, kính bồn tắm đứng,… Bồn tắm đứng xung quanh kính cường lực * Thủy tinh chịu nhiệt: - Thuỷ tinh chịu nhiệt sản xuất nhằm đáp ứng nhu cầu gia đình dụng cụ nhà bếp như: nồi thuỷ tinh, bát , tô hộp đựng thức ăn, bình sữa… Vì cơng chịu nhiệt tốt nên bạn sử dụng vật dụng thuỷ tinh để nấu nướng cho vào lị nướng, lị vi sóng,… đảm bảo an tồn thẩm mỹ Nồi thủy tinh chịu nhiệt * Thủy tinh trắng: - Đây loại thủy tinh suốt dùng phổ biến gia đình Nguyên liệu sản xuất thủy tinh Opal hay thủy tinh trắng làm thông qua silicat tự nhiên chất liệu thủy tinh đặc biệt Nó làm từ cách làm nóng chảy thủy tinh qua nhiệt độ 1600 độ C Lúc này, thủy tinh có màu trắng ngọc thay trạng thái suốt trước Bộ ly bình nước thủy tinh trắng xanh 2.2.4 Ứng dụng: * Sử dụng làm đồ trang trí: - Chúng ta khơng cịn lạ với đồ đạc nhà với chất liệu thuỷ tinh từ bình hoa, ca, cốc uống nước hay chén bát ăn cơm có xuất thuỷ tinh Thậm chí ngày nay, thuỷ tinh sản xuất mang nhiều đặc tính vượt trội nên sử dụng nhiều bếp tiện nghi gia đình - Ngồi ra, thuỷ tinh có mặt nhiều đồ trang trí nhà cửa cầu thuỷ tinh, ly thuỷ tinh, đồng hồ cát, bể cá,… đặc tính lung linh khả tạo hình hồn hảo * Trong y học, y tế, : - Dễ dàng nhận thấy ống đựng thuốc, ống nghiệm, lăng kính,… thiết bị chăm sóc sức khoẻ người có xuất thuỷ tinh Như đủ thấy thuỷ tinh quan trọng sức khoẻ * Trong công nghiệp thực phẩm: - Với khả bảo quản thực phẩm tốt, cho thực phẩm tươi ngon mà an tồn với người sử dụng, thuỷ tinh có mặt giúp cho ngành công nghiệp thực phẩm phát triển không ngừng Các loại đồ uống đựng chai, bình thuỷ tinh khuyến cáo sử dụng nhiều bảo đem lại cảm giác ngon miệng bảo vệ môi trường cách tốt loại chất liệu khác * Trong nông nghiệp: - Nông nghiệp công nghệ cao ngày phát triển, việc lai tạo nhân giống trồng đặc biệt quan trọng Và quy trình nhân giống trồng đó, chất liệu thuỷ tinh giúp nhà khoa học kiểm soát theo dõi q trình mơ tế bào phát triển, từ mang đến chất lượng trồng hiệu cao * Trong ngành công nghệ, điện tử, viễn thông: - Những linh kiện điện tử, cầu chì, cảm biến, bo mạch,… hay sợi cáp quang,… có xuất thuỷ tinh Như khẳng định thuỷ tinh đóng góp phần cơng sức khơng nhỏ đưa người đến với sống ngày đại hết Đặc biệt phát minh kính cường lực bảo vệ bề mặt điện thoại, máy tính… xem bước tiến mang đến trải nghiệm hoàn hảo cho người dùng 2.2.5 Ảnh hưởng môi trường khả tái chế: * Ảnh hưởng mơi trường: - Hiện chưa có cách để xử lí thủy tinh Hầu hết thủy tinh thu gom xử lí hình thức chơn lấp, thủy tinh khơng có khả phân hủy nên tồn gần vĩnh viễn - Những khu vực dân cư có mảnh thủy tinh ln tiềm ẩn nguy gây sát thương, tắc nghẽn cống rãnh, nhiều vấn đề liên quan khác - Ngồi bao bì chứa loại dược phẩm thuốc bảo vệ thực vật thực phẩm, sử dụng lượng tồn dư định rác thủy tinh chứa chất thải gây ô nhiễm môi trường [https://vovgiaothong.vn/can-nangcao-y-thuc-trong-xu-ly-rac-thuy-tinh-d16912.html] * Khả tái chế: - Thủy tinh loại vật liệu hoàn tồn có khả tái sử dụng tái chế Vì thủy tinh làm từ vật liệu ổn định cát đá vơi Nên chúng chịu ảnh hưởng tương tác hóa học với chất xung quanh Do chúng tái sử dụng nhiều lần mà chất lượng không thay đổi - Ngoài khả tái chế thành chai lọ, thủy tinh cịn dùng đ (thay cát xây dụng) ể xây tường trang trí cảnh quan Thủy tinh sản phẩm dễ tái chế mà mang lại lợi ích lớn cho môi trường [https://kinhtemoitruong.vn/rac-thuy-tinh-than-thienvoi-moi-truong-60971.html] PHẦN 2: DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ Thủy tinh Nhựa Thu gom Thu gom Rửa Rửa Phân loại Phân loại Nghiền Cắt Trộn nguyên liệu Đổ vào khn, ép tạo hình Mài nhẵn đánh bóng Kiểm tra, đánh giá thơng số Phần 2: DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ Chuẩn bị nguyên liệu: - - Thủy tinh nhựa sau thu gom phân loại để tách nhựa hủy tinh khỏi chất thải khác tách nhựa PET khỏi loại nhựa khác rửa cặn bẩn để rửa trơi hóa chất cịn sót lại bề mặt Sau thực việc rửa nhằm làm cặn bẩn để rửa trôi hóa chất cịn sót lại bề mặt Tiếp theo nghiền thủy tinh kích thước phù hợp, cịn nhựa cắt kích thước nhỏ 1.1 Thủy tinh: - Thủy tinh phế thải nghiền kích thước tương tự với kích thước cát xây dựng (0,15 – mm) 1.2 Nhựa: - Nhựa PET sau rửa cắt thành mảnh nhỏ có kích thước