TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ MƠI TRƯỜNG BÁO CÁO TIỂU LUẬN MÔN : KT SX CHẤT DẺO, SƠN VECNI ĐỀ TÀI: SẢN XUẤT SILICON Người hướng dẫn : Lê Thành Huy Sinh viên thực hiện: Đào Văn Ngọc Vũ Mã SV : 11520020 Lớp : 115201 Hưng Yên, tháng 11 năm 2023 SILICON Silicon là polyme bao gồm hợp chất tổng hợp, trơ tạo thành từ đơn vị lặp lại siloxan, gồm nhóm chức hai nguyên tử silic và nguyên tử oxy thường xuyên kết hợp với cacbon và/hoặc hydro Silicon thường chịu nhiệt đàn hồi cao su, sử dụng chất bịt kín, chất kết dính, chất bơi trơn, thuốc men, dụng cụ nấu ăn dùng cách nhiệt cách điện Một số hình thức phổ biến bao gồm dầu silicon, mỡ silicon, cao su silicon, nhựa silicon Tính chất vật lý Silicon: 1.Tính chất rắn: Silicon chất rắn điều kiện tiêu chuẩn Nó có cấu trúc tinh thể lập phương nguyên tố tạo mạng lập phương 2.Màu sắc: Silicon rắn thường có màu xám nhạt đen, tùy thuộc vào cách chế biến tinh chế 3.Tính chất dẫn điện: Silicon có tính chất bán dẫn điện, nghĩa dẫn điện mức độ định, không kim loại Silicon sử dụng rộng rãi ngành cơng nghiệp điện tử khả điều khiển dòng điện mạch điện tử 4.Nhiệt độ nóng chảy: Nhiệt độ nóng chảy silicon khoảng 1,410 độ C (2,570 độ F) Tính chất hóa học 1.Khả tạo liên kết: Silicon có khả tạo liên kết hóa học với nguyên tố khác, đặc biệt oxy, để tạo thành hợp chất silicat siloxan 2.Khả oxi hóa: Silicon bị oxi hóa thành silic oxit (SiO2), chất rắn không tan nước, tạo bảo vệ cho bề mặt silicon khỏi tác động môi trường 3.Khả tạo hợp chất hữu cơ: Silicon có khả tạo hợp chất hữu gọi silic, tương tự cacbon tạo hợp chất hữu Silicones (hay siloxanes) ví dụ điển hình hợp chất hữu silicon 4.Khả tạo polyme: Silicon có khả tạo polymer, bao gồm polycarbosilane polysiloxane, với ứng dụng lĩnh vực chất lỏng silicon chất gốc silicon 5.Tương tác với axit: Silicon phản ứng với axit để tạo hợp chất silicat, giống tương tác cacbon với axit để tạo cacbonat PHÂN LOẠI SILICON Silicon dạng lỏng Keo silicon gốc trung Silicon dạng gel tính Silicon đàn hồi Keo silicon gốc axit Silicon nhựa Keo silicon gốc acrylic Silicon keo Keo silicon gốc acetoxy ỨNG DỤNG Phẫu thuật nâng ngực Keo silicon dán khe tường sàn gỗ dây cọ lưng Keo nến ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM • Ưu điểm Tính ổn định hóa học Ổn định nhiệt độ cao Khả dẫn điện Tương thích với cơng nghệ Kích thước tiểu cầu Silicon Nhược điểm Khả dẫn điện trung bình Giá thành sản xuất cao Giới hạn tốc độ hoạt động Giới hạn mức suất điện tối đa N G U Y Ê N L I Ệ U 1.Cát thạch anh (Quartz): Quartz nguồn để tạo silicon Cát thạch anh chứa silicon dạng dioxid silic (SiO2) Quá trình sản xuất bắt đầu việc chiết tách silicon từ dioxid silic thơng qua q trình khử bước 2.Than cốc (Coke): Than cốc, thường coke dầu coke cốc, sử dụng làm nguồn carbon để hỗ trợ trình khử silicon từ dioxid silic Carbon reacphản ứng với dioxid silic để tạo silicon khí CO (carbon monoxide) 3.Chất khả dụng oxy (Flux): Flux chất có khả hấp thụ oxy tạp chất khác trình tinh chế silicon Các chất flux thường bao gồm calci oxit (CaO) \(Al2O3) 4.Nhiên liệu khử (Reducer): Trong trình tinh chế silicon, nhiên liệu khử silicôn tự nhiên chất hữu khác sử dụng để giúp loại bỏ oxy tạo silicon tinh khiết 5.Nhiên liệu nhiệt (Heat Source): Nhiệt độ cao cần thiết để thực trình khử tinh chế silicon Nhiên liệu nhiệt than cốc dầu nhiệt thường sử dụng để tạo nhiệt độ cần thiết 6.Chất xúc tác (Catalyst): Trong số phương pháp sản xuất silicon, chất xúc tác sử dụng để tăng tốc q trình tinh chế Q TRÌNH PHẢN ỨNG 1. Nguyên liệu chính: Dioxit silic (SiO2) than cốc (C) 2.Phản ứng: 3.SiO2 + 2C -> Si + 2CO 4.Trong phản ứng này, SiO2 (quartz) tương tác với than cốc (carbon) nhiệt độ cao (khoảng 1900°C - 2200°C) để tạo silicon (Si) khí CO (carbon monoxide) 5.Tách lọc sản phẩm: Sau phản ứng hoàn tất, silicon tạo nằm dạng lỏng tách khỏi khí CO cách đun nóng tiến hành q trình chất lọc 6.Tinh chế làm sạch: Silicon tinh khiết sau cần trải qua trình tinh chế làm để loại bỏ tạp chất đảm bảo tính tinh khiết sản phẩm cuối 10