tìm hiểu về chất dẻo và công nghệ sản xuất nhựa pvc

Từ khi xuất hiện cho tới nay chất dẻo đã thực sự tạo nên một cuộc cách mạng rất lớn về công nghệ vật liệu, có muôn vàn những sản phẩm khác nhau, chủng loại khác nhau được làm ra từ chất

TÌM HIỂU VỀ CHẤT DẺO VÀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NHỰA PVC

Trước tiên chúng em xin cảm ơn PGS.TS Phan Minh Ngọc đã hướng dẫn, giúp đỡ tận tình chúng em hoàn thành đồ án

Hiện nay chất dẻo là một loại vật liệu không thể thiếu trong cuộc sống, chúng ta có thể thấy nó hiện diện hầu như tất cả trong những vật dụng hằng ngày cho đến những cỗ máy và cả những phi thuyền cực kì hiện đại Từ khi xuất hiện cho tới nay chất dẻo đã thực sự tạo nên một cuộc cách mạng rất lớn

về công nghệ vật liệu, có muôn vàn những sản phẩm khác nhau, chủng loại khác nhau được làm ra từ chất dẻo, và tất cả chúng đều cho thấy được những ưu việt của nó so với vật liệu truyền thống Dưới đây là bài tìm hiểu về chất dẻo và một loại chất dẻo cụ thể là nhựa PVC do nhóm sinh viên ( Nguyễn Văn Dũng, Mai Khương Duy, Nguyễn Đình Đạo, Nguyễn Văn Cường ,Quách Văn Đức, Nguyễn Tiến Bắc) thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS.TS.Phan Minh Ngọc

Hà Nội 12/2011

Mục lục

Trang

Lời mở đầu……… 1

I Khái quát chung về chất dẻo……… 3

1.Khái niệm………3

2.Phân loại……… 3

II.Một số chất dẻo thông dụng……… 4

1.Nhựa epoxy……….4

2 Nhựa phenol-formandehyt………7

3.Polyetyle……….10

4.Nhựa ABS……… 11

5.Nhựa polymetacrylat(PMMA)……… 14

6.Polystiren(PS)………16

III.Sơ lược về nhựa PVC……… 17

1.Lịch sử phát triển……… 17

IV.Sản xuất Pvc trong công nghiệp……… 19

1.Nguyên liệu……… 19

2.Phản ứng tổng hợp………22

3.Các phương pháp sản xuất………25

4.Sơ đồ tổng hợp PVC bằng phương pháp huyền phù……… 26

5.Tính chất và ứng dụng……….29

Tài liệu tham khảo……… 37

І Khái quát chung về chất dẻo

1 Khái niệm [3]

Chất dẻo là một loại vật liệu có thành phần chính là polime ngoài ra còn có các phụ gia khác Chúng là những vật liệu có khả năng bị biến dạng khi chịu tác dụng của nhiệt, áp suất và vẫn giữ được sự biến dạng đó khi thôi tác dụng

2 Phân loại [4]

a Theo hiệu ứng của polyme với nhiệt độ

٭Nhựa nhiệt dẻo : Là loại nhựa khi nung nóng đến nhiệt độ chảy mềm

Tm thì nó chảy mềm ra và khi hạ nhiệt độ thì nó đóng rắn lại Nhựa nhiệt dẻo có khả năng tái sinh được nhiều lần

٭ Nhựa nhiệt rắn: là hợp chất cao phân tử có khả năng chuyển sang trạng thái không gian 3 chiều dưới tác dụng của nhiệt độ hoặc phản ứng hóa học và sau đó không nóng chảy hay hòa tan trở lại được nữa, không có khả năng tái sinh

٭Vật liệu đàn hồi (elastome): là loại nhựa có tính đàn hồi như cao su

b Phân loại theo ứng dụng

٭ Nhựa thông dụng : là loại nhựa được sử dụng số lượng lớn, giá rẻ, dùng nhiều trong những vật dụng thường ngày, như : PP, PE, PS, PVC, PET, ABS, ٭ Nhựa kỹ thuật : Là loại nhựa có tính chất cơ lý trội hơn so với các loại nhựa thông dụng, thường dùng trong các mặt hàng công nghiệp, như : PC, PA

٭Nhựa chuyên dụng : Là các loại nhựa tổng hợp chỉ sử dụng riêng biệt cho từng trường hợp

IІ) Một số loại chất dẻo thông dụng

1 Nhựa epoxy

1.1, Khái niệm về nhựa epoxy [3]

Nhựa epoxy là những oligome có ít nhất một nhóm - epoxy trong phân

tử, có khả năng chuyển hoá thành dạng nhiệt rắn có cấu trúc không gian

1.2 Cấu trúc,phân loại và tính chất của nhựa epoxy.[8]

a Cấu trúc

Nhựa epoxy – dian là sản phẩm của phản ứng giữa bisphenol A và

epiclohidrin Bisphenol A được tạo ra từ phản ứng của axeton và phenol trong môi trường axit mạnh từ 10 – 50°C

CÊu tróc cña nhùa epoxy – dian cã d¹ng :

Nhùa epoxy – dian

b.Phân loại

- Nhựa epoxy mạch thẳng

c Tính chất hóa học của nhựa epoxy

Nhựa epoxy có hai nhóm chức hoạt động là epoxy và hydroxyl, có thể tham gia vào nhiều loại phản ứng khác nhau Nhóm epoxy rất dễ phản ứng với các tác nhân ái nhân (nucleophin) Với các tác nhân ái điện tử (electrophin), phản ứng xảy ra thuận lợi khi có xúc tác proton như rượu, phenol, axit … Do nhóm hydroxyl hoạt động kém hơn nhóm epoxy nên phản ứng tiến hành phải

có xúc tác hoặc nhiệt độ cao

d Tính chất lý học của nhựa epoxy

Nhựa epoxy khi chưa đóng rắn là loại nhựa nhiệt dẻo không màu hoặc có màu vàng sáng Tuỳ thuộc khối lượng phân tử mà nhựa epoxy có thể ở dạng lỏng(M<450), đặc (M<800) và rắn(M > 800)

Nhựa epoxy tan tốt trong các dung môi hữu cơ: xeton, axetat, hydrocacbon clo hoá, dioxin.Nhựa epoxy không tan trong các hydrocacbon mạch thẳng (White Spirit, xăng, …)

Nhựa epoxy có thể phối trộn với các loại nhựa khác như : phenol – formaldehyt, nitroxenlulo, polyeste, polysunfit …

1.3 Một số ứng dụng chính của nhựa epoxy [5]

1.3.1 Màng phủ bảo vệ

Màng phủ chống ăn mòn trên cơ sở nhựa epoxy được dùng để bảo vệ cho các thiết bị bằng thép trong nhà máy hóa chất,lọc hóa dầu,thực phẩm,giấy … và nhiều kết cấu xây dựng như cầu cống đập.…

Các thùng chứa kim loại và bể bê tông được sơn phủ bằng sơn epoxy chống

ăn mòn có thể giữ được độ tinh khiết của các chất chứa trong nó như rượu vang, bia, chất tẩy rửa

Hệ sơn giàu kẽm từ epoxy – nhựa than đá được dùng nhiều trong công nghiệp đóng tàu biển Màng phủ epoxy cũng được sử dụng rộng rãi trong bảo

vệ bề mặt ống thép dẫn khí, dầu thô, nước muối, dung dịch kiềm, sản phẩm dầu

mỏ

1.3.2 Keo dán

Keo dán epoxy được sử dụng trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong công nghiệp hàng không, tự động hóa, điện – điện tử Ngành kiến trúc và nghệ thuật cũng sử dụng nhiều do những tính năng nổi bật của loại vật liệu này Ngoài việc chủ yếu là để gắn kim loại kim, gỗ, sứ, bê tông, chất dẻo …, keo dán epoxy còn được dùng trong ngành y tế để gắn xương gãy, chữa răng

1.3.4 Vật liệu compozit

Vật liệu compozit trên cơ sở nhựa epoxy gia cường bằng sợi thuỷ tinh đã được sử dụng để chế tạo các thùng chứa chuyên chở axit, dung dịch kiềm, dầu

mỏ … với giá thành thấp hơn thép, nhẹ hơn và có độ bền ăn mòn cao hơn Việc

sử dụng những đường ống chế tạo từ chất dẻo epoxy – thuỷ tinh không những

dễ bảo quản, vận chuyển dầu thô, nước, khí thiên nhiên mà còn dùng vận chuyển nước thải, khí độc trong nhà máy hoá chất

1.4 Sản lượng và giá thành của nhựa epoxy

Bảng giá nhập khẩu các loại nhựa epoxy của Việt Nam [6]

1/2010 Nhựa tổng hợp A-(epoxy resin-784A) 3.41 USD Cảng Cát Lái

3/2010 Nhựa epoxy nguyên sinh –Epoxy resin

SN300A-5

1000 JPY Chi cục HQ KCX

Long Bình(Đồng Nai)7/2010 Nhựa lỏng epoxy resin 3550 7.42 USD Cảng Sài Gòn KV1

Nhựa lỏng epoxy resin 2798SA 11.67 USD 5/2011 Nhựa epoxy nguyên sinh 6101 dạng lỏng 0.4 USD Cảng Cát Lái

10/2011 Nhựa epoxy nguyên sinh (EPORITE

2.2 Phân loại nhựa Phenol-formaldehyt [8]

Phenol - formaldehyt có 3 loại :

٭ Novolac: là nhựa Phenol - formaldehyt nhiệt dẻo, không có khả năng

tự đóng rắn tạo thành polime mạng lưới không gian

٭Nhựa rezol : là nhựa chưa đóng rắn, nó là một hỗn hợp sản phẩm phân

tử thấp mạch thẳng và nhánh

٭Nhựa rezit <nhựa Bakelit>:Là loại nhựa tổng hợp thương mại đầu tiên

do một nhà hóa học người Đức tên là Bakelats phát minh ra Nhựa đã đóng rắn

hoàn toàn tạo thành polime có mạng lưới không gian dày đặc, ở trạng thái

không nóng chảy không hòa tan trong bất kỳ dung môi nào

2.3 Các yếu tố ảnh hưởng tới việc tạo nhựa và tính chất [3]

a Cấu tạo hoá học của nguyên liệu

Phenol có độ chức khác nhau do vị trí hoạt động của các nhóm thế Phenol đơn chức gồm : phenol m - crezol và 1,3,5 m - xilenol, rezorsin và có 3

vị trí hoạt động là nguyên liệu để điều chế tạo nhựa nhiệt rắn

Các nhóm chức hydroxyl của phenol không tham gia phản ứng đa tụ Chỉ

có formaldehyt và furfurol mới có khả năng tạo nhựa không nóng chảy, không hoà tan với phenol có 3 vị trí hoạt động Còn những Aldehyt khác như : acetaldehyt, aldehyt butyric .do chiều đi phân tử lớn hơn, có hoạt tính kém hơn nên không có khả năng tạo nhựa có cấu trúc không gian

b Tỷ lệ mol giữa phenol:formaldehyt

Nếu tỉ lệ mol giữa phenol: formandehyt là 1:1

Ở giai đoạn của phản ứng chủ yếu tạo thành nhựa o và p, m – oxybenzoic trong đó o- oxybebzenoic chiếm đa số

Trong trường hợp tạo nhựa nhiệt dẻo có cấu trúc thẳng gọi là nhựa xaliheninic

OH +

Nếu tỉ lệ giữa phenol: formanldehyt là 1:2 hoặc cao hơn thì tạo thành các metylol phenol ở giai đoạn đầu, và phản ứng tiếp tục sẽ tạo thành nhựa không nóng chảy, không hoà tan

c.Độ PH của môi trường

+ Nếu tiến hành trùng ngưng trong môi trường axit (pH< 7) thì các rượu oxybenzolic tạo thành từ phenol và HCHO không bền nó nhanh chóng ngưng tụ với nhau hoặc với phenol (đặc biệt khi đun nóng ) để tạo thành nhựa nhiệt dẻo + Nếu tiến hành trùng ngưng trong môi trường bazơ (pH >7) thì các rượu oxybenzolic tạo từ phenol và HCHO tạo ra di, tri metylol phenol và cứ tiếp tục trùng ngưng với nhau hoặc phenol để tạo thành nhựa nhiệt rắn

Nhựa nhiệt rắn ở trạng thái ban đầu có khả năng nóng chảy và hoà tan gọi

là rezol Rezol là sản phẩm không phụ thuộc vào nhiệt độ mà chuyển nhanh hay chậm sang trạng thái không nóng chảy, không hoà tan

Nhựa ở giai đoạn cuối cùng gọi là rezit, nhựa này hoàn toàn không nóng chảy, không hoà tan

d Ảnh hưởng của xúc tác và lượng đến tính chất

Xúc tác axit: tạo thành nhựa nhiệt dẻo novolac, không có khả năng tự đóng rắn và không tạo ra mạng lưới không gian

Xúc tác là bazơ :sản phẩm tạo thành là nhựa rezolic

+ Nếu là kiềm mạnh (NaOH, KOH) thì lượng HCHO tham gia vào phản ứng nhiều hơn, vận tốc phản ứng lớn nhưng sản phẩm có màu tối hơn và tạo sản phẩm có khả năng hoà tan trong nước

+ Nếu xúc tác NH4OH dư thì nó dễ bay hơi, sản phẩm có màu vàng sáng nhưng phản ứng ở nhiệt độ cao

2.4- Ứng dụng của nhựa phenol - formaldehyt: [8]

Nhựa rezolic lỏng (không có nước) sử dụng rộng rãi để tẩm vải, sợi, dùng làm bột ép, dùng làm vật liệu ép tầng, keo dán và sơn

+ Bột ép :vật liệu ép dạng bột là hỗn hợp cấu tử phức tạp chủ yếu từ nhựa novolac và rezolic Bột ép sử dụng trong kỹ thuật và sinh hoạt, dùng làm vật liệu cách điện có thể chịu tác dụng của dòng điện 20kv ở to =200oC

+ Vật liệu ép tầng:

Tectolit là chất dẻo lớp, được dùng để chế tạo từ những tấm vải có tẩm nhựa rezolic, vải dùng có thể là vải thủy tinh, vải dệt chéo, vải tổng hợp

+ Keo dán và sơn: Nhựa phenol - formaldehyt có ý nghĩa quan trọng dùng

để sản xuất keo dán và sơn

Keo phenol - formaldehyt có độ bền mối nối cao, chịu ẩm và vi khuẩn nhưng

Chống thấm khí CO2 , O2 , N2 và dầu mỡ đều kém nhưng chống thấm nước

và hơi nước tốt.Chịu được nhiệt độ cao (dưới 230 độ C) trong thời gian ngắn

Bị căng phồng và hỏng khi tiếp xúc với tinh dầu thơm hoặc các chất tẩy rửa như axeton,nước 0xy già

Khi đốt PE cháy chậm với ngọn lửa màu xanh,có một đầu màu vàng và mùi dầu hoả

3.2.2 Tính chất hoá học

PE có tính chất như hydrocacbon no,nhưng không tác dụng với

axít,kiềm,thuốc tím,nước brôm.Ở nhiệt độ cao hơn ,PE hoà tan kém trong các dung môi hữu cơ như toluene,ete,glierin

+ Được ứng dụng nhiều trong công nghiệp đóng gói,chế tạo bao bì,vỏ bọc dây điện,đồ chơi trẻ em,ống dẫn nước ,túi nhựa,màng nhiệt

+ Làm sợi và lớp lót thùng đạn,áo chống đạn

3.3.2 Phân loại

Dựa vào khối lượng phân tử tỷ trọng,độ phân nhánh,đô kết tinh và mức

độ khâu mạch,PE được chia thành 8 loại :

 VLDPE (PE tỷ trọng rất thấp)

 LDPE (PE tỷ trọng thấp)

 LLDPE (PE tỷ trọng thấp mạch thẳng)

 MDPE (PE tỷ trọng trung bình)

 HDPE (PE tỷ trọng cao)

 UHMWPE (PE có khối lượng phân tử cực cao)

 .PEX hay XLPE (PE khâu mạch)

 HDXLPE (PE khâu mạch tỷ trọng cao)

PE nhập khẩu đạt 360,3 nghìn tấn,trị giá 519,5 triệu USD ,chiếm 32,9% trong tổng khối lượng nhập khẩu chất dẻo nguyên liệu

-So với cùng kì năm ngoái ,nhập khẩu PE tăng 10% khối lượng và 55% trị giá nhập khẩu Giá nhựa PE có biến động mạnh, giá nguyên liệu các loại nhựa PE nhập khẩu từ 27/10 đến 2/11/2011 như sau:

 Hạt nhựa HDPE :1,45USD/kg(cảng Hải Phòng)

 Hạt nhựa LLDPE: 1,5USD/kg(cảng Hải Phòng)

 Hạt nhựa LDPE: 1,64USSD/kg(cảng Cát Lái-HCM)

 Hạt nhựa PE-LDPE :1,31USD/kg(cảng Cát Lái-HCM)

 Hạt nhựa HDPE - BORSTAR FB1460 HD POLYETHYLENE

b.Tính chất hóa học

Nhựa ABS có khả năng kháng dung dịch axit hydrochloric tập trung kiềm và axit phosphoric, rượu, dầu thực vật, động vật Khi tiếp xúc với hydrocarbon thơm thì nhựa ABS sẽ bị trương lên và khi trong môi

trường axit sunfuric, nitoric thì bị phá hủy tính chất vật lý Nhựa ABS bị hòa tan trong axeton, este, ehtylence dichloride

4.4 Ưu nhược điểm và ứng dụng của nhựa ABS [3]

*Ưu và nhược điểm của nhựa ABS

+ Ưu điểm

Nhựa ABS dễ mạ điện, dễ gia công, giá thành ở mức chấp nhận được, nhiều mẫu mã, chủng loại ,tuổi thọ khá lâu , ít bị phá hỏng do ảnh hưởng của môi trường

+ Nhược điểm

Nhựa ABS không chịu được nhiệt độ cao, khả năng chịu ẩm và chống lão hóa ở mức trung bình

-Với các đặc tính như,cách điện, khả năng ép phun không giới

hạn… nhựa ABS được ứng dụng vào rất nhiều các lĩnh vực trong đời

sống

+ Trong kĩ thuật điện, điện tử: làm vỏ các thiết bị, làm một số phụ

kiện, làm thiết bị cách điện ( vỏ ổ điện, bảng điện )

+ Trong kĩ thuật nhiệt lạnh: làm vỏ cho các thiết bị nhiệt lạnh

+ Trong công nghiệp oto, xe máy: làm một số chi tiết máy của xe

hơi, xe máy

+ Trong công nghiệp bao bì: làm thùng chứa, bao bì đặc biệt, mũ bảo

hiểm

+ Trong vật liệu xây dựng: ống dẫn nước, ống gen…

+ Một số sản phẩm được ép phun như: phím máy tính, vỏ điện thoại,…

4.4 Tình hình sản xuất, sản lượng, giá cả nhựa ABS ở nước ta [6]

Hiện nay ở nước ta chưa có nhà máy sản xuất loại nhựa này, do vậy

chúng ta phải nhập khẩu hoàn toàn từ nước ngoài về dưới dạng hạt nhựa

Do đó giá thành hạt nhựa ABS ở nước ta khá cao, theo giá báo tại trang chủ

của tập đoàn hóa chất Việt Nam thì giá hạt nhựa nhập khẩu vào 9/06/2010 là

2USD/kg, tới tháng 2/2011 giá hạt nhựa này đã tăng lên 2.1USD/kg Theo

dự báo của các nhà đầu tư thì giá hạt nhựa sẽ tăng lên do đang khó khăn

trong nhập nguyên liệu đầu vào, đó là còn chưa kể đến một số nhà máy còn

xin hoạt động với công suất khoảng 50% do bảo dưỡng và đại tu nhà máy ,

trang thiết bị

5 Poli mety metacrylat(PMMA)

5.1 Khái niệm [4]

Chất dẻo PMMA( poli mety metacrylat) là chất dẻo đi từ dẫn xuất

của axit meta acrylic.PMMA(hay thủy tinh hữu cơ PEXIGLAS)là nhựa nhiệt dẻo trong suốt có cấu trúc vô định hình,có công thức (C5O2H8)n

5.2 Tính chất.[3]

5.2.a Tính chất vật lí

Tính chất quan trọng nhất của PMMA là trong suốt, không màu,

đồng thời bền vững trước tác dụng của thời tiết và khí hậu PMMA có chỉ

số bức xạ cao nhất( cho lọt qua 92% ánh sáng thường, đặc biệt có thể lọt

qua 75-76% tia cực tím và phần lớn các tia hồng ngoại.Chỉ đứng sau

thủy tinh thạch anh).Vì vậy thường ứng dụng PMMA để sản xuất các

dụng cụ quang học

Song thủy tinh hữu cơ chỉ có 1 nhược điển so với kính vô cơ là dễ

bị xước bề mặt do độ cứng cao

5.2.b Tính chất hóa học

Loại chất dẻo này hòa tan tốt trong este,xeton,cacbua hidro thơm

hoặc cacbua hidro được clorua hóa.Chúng không tan trong rượu có phân

tử lượng thấp và trong cacbua hidro béo,xong các chất này có thể dùng

để làm loãng các dung dịch trên với một số lượng nào đó

Poli metta crylat là polimer có mạch cacbon chứa este ở mạch nhánh, vì

vậy ở nhiệt độ bình thường nó bền vững với nhiều chất trong đó có cả axit

loãng, kiềm loãng,không tác dụng với nước, rượu, dầu khoáng và dầu thực

vật

5.3 Phạm vi ứng dụng

+ Thủy tinh hữu cơ thường được sử dụng làm chất thay thế (không vỡ và

nhẹ)cho thủy tinh , ví dụ làm vỏ hộp đèn ở xe cộ hoặc kính bảo hộ , kính chắn

gió máy bay,cửa sổ trần nhà

+ Trong Y tế công nghệ và cấy ghép :Cấy ghép xương giả, làm kính áp

tròng,răng giả,phẫu thuật thẫm mỹ(làm giảm nếp nhăn hay vết sẹo vĩnh viễn)

+ Sử dụng nghệ thuật và thẫm mĩ : làm đồ nội thất, làm sơn,đồ trang sức + Ứng dụng khác : đèn led chiếu sáng,dĩa CD,DVD.[2]

5.4 Giá thành và sản lượng.[6]

Hiện nay nước ta vẫn phải nhập khẩu hạt nhựa PMMA nguyên sinh

để sản xuất vật liệu Tính đến ngày 29/10/2010 giá thành nhựa PMMA tại

Việt Nam được nhập khẩu từ các hãng của Đài Loan và Hàn Quốc là

43.000đ/kg

Giá thành nhập khẩu nhựa PMMA là:

1 R001 nhựa hạt trong suốt PMMA VH001: 2,43 USD/kg HQ

2 R003 nhựa hạt màu đỏ PMMA VH 121: 2,71 USD/kg HQ

3 Hạt nhựa PMMA VH083T013 Smoke 5,2 USD/kg HQ

+Nguyên liệu để sản xuất PS là Styren có công thúc phân tử là C8H8

6.2 Tính chất của PS.[3]

PS là chất dẻo, trong suốt, cứng , không mùi , khi cháy có nhiều khói

Vì PS có nguyên tử H ở C bậc 3 linh động nên dễ tham gia phản ứng o xi hóa vì thế PS nhanh bị lão hoá trong không khí khi có ánh sáng trực tiếp.Vòng benzen có thể tham gia phản ứng sunfo hoá, nitro hoá…

-PS không phân cực do đó bền với các hoá chất phân cực và phân cực mạnh

6.000tấn\tháng) đáp ứng 100% nhu cầu về PS trong cả nước

٭ Giá thành:

+Giá nhập khẩu PS hiện nay khoảng 1.500-1.700USD/ tấn

+Giá bán PS trong nước khoảng 1.820USD/tấn

III Sơ lược về nhựa PVC.[1]

1 Lịch sử phát triển

1 1 PVC trên thế giới

PVC có quá trình phát triển hơn 100 năm nay Năm 1835 lần đầu tiên

nhà hóa học Liebig đã tổng hợp được vinylclorua Vào năm 1872 Baumann lần

đầu tiên tổng hợp ra PVC Đến năm 1933, nhiều dạng PVC đã được tổng hợp ở

Mỹ và Đức Tuy nhiên, đến năm 1937 PVC mới được sản xuất trên quy mô

công nghiệp hoàn chỉnh tại Đức Nếu như năm 1947 lượng PVC tiêu thụ ở

Anh là khoảng 6.600 tấn, thì 10 năm sau là 66.000 tấn Năm 1979 Anh tiêu

thụ hơn 440.000 tấn PVC, còn năm 1990 là 615.000 tấn Sự tăng trưởng và

phát triển kinh tế là yếu tố quyết định đến nhu cầu tiêu thụ PVC

Bước sang thế kỷ 21nhu cầu PVC lớn hơn nhiều so với dự báo Sản lượng

PVC của thế giới năm 2006 đạt tới hơn 32 triệu tấn và mức tăng trưởng trong

giai đoạn 2001-2006 là hơn 5% năm.Dự kiến đến năm 2012, công suất PVCcủa

thế giới sẽ đạt 50 triệu tấn/năm Khu vực châu Á được dự báo dẫn đầu thế giới

với mức tăng trưởng nhu cầu bình quân hàng năm là khoảng 7%/ năm trong giai

đoạn từ nay đến những năm 2010 và đến năm 2012 sẽ chiếm 50% tổng công

suất của thế giới, trong đó cao nhất là Trung Quốc, tiếp đến Malaysia, Việt

7 Châu Á-Châu Đại Dương 5.860 10.600 14.600 19.800

1.2 PVC ở Việt Nam

Ở Việt Nam, cho đến những năm sáu mươi của thế kỷ trước PVC cũng như các chất dẻo khác vẫn còn xa lạ với hầu hết mọi người Trong những năm 1959 – 1962, tại nhà máy hóa chất Việt Trì, Trung Quốc đã giúp ta xây dựng một dây chuyền sản xuất PVC bằng công nghệ đi từ cácbua canxi (đất đèn -CaC2) qua axetylen (CH≡CH) với công suất thiết kế ban đầu là 350 tấn/năm, sau đó đến lên 500 tấn/năm Sau 9 năm vận hành

do công suất quá nhỏ, công nghệ lạc hậu,năng suất thiết bị thấp (trung bình khoảng trên 30%), sản phẩm có chất lượng không ổn định và nhất

là giá thành quá cao(hơn nhập khẩu nhiều lần) người ta đành phải dẹp

bỏ

Ngành công nghiệp nhựa ở Việt Nam lúc ấy được hiểu là công nghiệp gia công chế biến nhựa Tất cả các loại nhựa (trong đó có PVC) đều phải nhập khẩu Những sản phẩm nhựa thời kỳ này vừa đơn điệu về mẫu mã lại thiếu chủng loại và số lượng Chính vì vậy, trong những năm đầu của thập kỉ 80,hàng nhựa của nước ngoài tràn ngập thị trường Việt Nam

Bắt đầu từ những năm 1990, tức là từ khi đất nước bước vào thời

kỳ đổi mới, ngành công nghiệp này mới thực sự có sự bứt phá và hơn mười năm trở lại đây đã dành lại được thị trường trong nước Không những thế hang nhựa Việt Nam đang từng bước vươn ra thị trường quốc

tế và khu vực Năm 2006 kim ngạch xuất khẩu các sản phẩm nhựa đã vượt 500 triệu USD và đạt khoảng 1 tỉ USD vào năm 2010.Tuy nhiên với việc hầu như tất cả nguyên liệu đầu vào đều phải nhập thì khả năng cạnh tranh của sản phẩm nhựa Việt Nam là rất yếu, nhất là trong giai đoạn toàn cầu hóa hiện nay

Ngành sản xuất nhựa PVC ở Việt Nam bắt đầu vào năm 1998 với

sự hiện diện của liên doanh TPC Vina (tiền thân là Mitsui Vina) Đây là liên doanh giữa Công ty Cổ phần Nhựa và Hóa chất Thái Lan (TPC), Tổng Công

ty Hóa chất Việt Nam (Vinachem) và Công ty Nhựa Việt Nam (Vinaplast)

Như vậy, cho đến năm 2010 - 2011 và cả các năm sau đó, Việt Nam vẫn còn phải nhập khẩu PVC nếu như ngay từ bây giờ không có nhà đầu tư nào quan tâm đến lĩnh vực này

IV Sản xuất PVC trong công nghiệp.[1]

• Ở điều kiện nhiệt độ và áp suất thường, MVC là một chất khí không màu dễ cháy, dễ nổ

• Nhiệt độ nóng chảy: -153,7 0C

• Nhiệt độ sôi: - 13,9 0C

• Tỉ trọng hơi: 2,15 (không khí = 1)

Để thuận tiện cho việc vận chuyển và bảo quản, MVC thường được nén

ở áp suất khoảng 3 kg/cm2 Tại áp suất này MVC là một chất lỏng trong suốt, không màu,có tỉ trọng 0,92 g/ml (ở 25 0C)

MVC tan rất ít trong nước,dễ hoà tan trong các dung môi hữu cơ

1.2 Một số thông số kỹ thuật của MVC:

Vinyl clorua, hàm lượng tối thiểu: 99,99%

Axit clohydric (HCl), tối đa: 1 ppm

Sắt (Fe), tối đa: 1 ppm

Hợp chất axetylen, tối đa: 10 ppm

Hợp chất clorua(Cl-), tối đa: 100 ppm

1,3-Butadien, tối đa: 10 ppm

CH2 = CH2 + Cl2 → CH2Cl – CH2Cl (2)

II III CH2Cl – CH2Cl →CH2 = CHCl + HCl (3)

Như vậy, chỉ một nửa phần tử Clo tham gia vào phản ứng để tạo thành MVC, nửa còn lại tạo thành HCl Lượng HCl này đôi khi không có nơi tiêu thụ đòi hỏi phải xử lý rất tốn kém

Có nhiều hướng để khắc phục vấn đề của HCl một trong những hướng đó

là sử dụng kết hợp cả axetilen và ethylene, khi ấy HCL đề hydroclo hóa axetilen tức là kết hợp các phản ứng (1), (2), (3)

H-C≡C-H + CH2=CH2 + Cl2 = 2 CH2=CHCl (4)

*Sơ đồ khối của quá trình trên

Quy trình tổng hợp MVC từ acetylen và ethylen

Ngày nay, do yếu tố kinh tế trong quá trình tổng hợp acetylen (đi từ than cốc, đá vôi với bước trung gian là cácbua can xy - CaC2 - cần rất nhiều

năng lượng) nên hầu hết các nhà sản xuất đã sử dụng HCl dư này để oxy - clo hóa ethylen với sự có mặt của xúc tác:

CH2 = CH2 + 2HCl + ½ O2 → CH2Cl – CH2Cl + H2O (5)

Kết hợp cả 3 phản ứng (2), (3) (lấy hệ số 2) và (5) ta có:

2 CH2 = CH2 + Cl2 + ½ O2 → 2 CH2 = CHCl + H2O (6)