Báo Cáo Thực Tập Quá Trình Và Thiết Bị Công Nghệ Phân Xưởng Sản Xuất Nhựa Upvc.pdf

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG

Phân xưởng: Sản xuất nhựa uPVC

Sinh viên thực hiện: Mai Trúc Vy – 61900332

Giảng viên hướng dẫn: TS NGUYỄN QUỐC HẢI

TS PHAN VŨ HOÀNG GIANG

NHÓM: 02-03

HỌC KỲ HÈ – NĂM HỌC 2022-2023

R

LỜI CẢM ƠN

Trải qua hai tuần thực tập tại Công ty Cổ phần Nhựa Thiếu niên Tiền Phong phía Nam là cơ hội cho nhóm chúng em tổng hợp và hệ thống hoá lại những kiến thức đã học, đồng thời kết hợp với thực tế để nâng cao kiến thức chuyên ngành Tuy chỉ có hai tuần thực tập, nhưng qua quá trình thực tập, chúng em đã được mở rộng tầm nhìn và tiếp thu rất nhiều kiến thức thực tế Từ đó nhóm chúng em nhận thấy việc cọ sát thực tế là vô cùng quan trọng – nó giúp sinh viên xây dựng nền tảng lý thuyết được học ở trường vững chắc hơn Trong quá trình thực tập, từ chỗ còn bỡ ngỡ, còn thiếu kinh nghiệm, chúng em đã gặp vài khó khăn nhưng với sự giúp đỡ tận tình của quý thầy cô khoa, giảng viên hướng dẫn và sự nhiệt tình của các cô chú, anh chị trong công ty đã giúp chúng em có những kinh nghiệm quý báu để hoàn thành tốt kì thực tập này Chúng em xin chân thành cảm ơn

Lời cảm ơn đầu tiên chúng em xin gửi đến Ban Lãnh Đạo, các phòng ban của Công ty Cổ phần Nhựa Thiếu niên Tiền Phong phía Nam, các cô chú, anh chị trong công ty – đơn vị đã tiếp nhận và các cán bộ nhà máy nhiệt tình tạo mọi điều kiện thuận lợi cho nhóm tiếp cận thực tế sản xuất và nắm bắt quy trình công nghệ Đặc biệt, chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Anh Vũ Bá Hoàn, anh Nguyễn Hoàng Long – tổ trưởng công nghệ và các cán bô hướng dẫn tại nhà máy, nhiệt tình giúp đỡ cho nhóm

Chúng em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban giám hiệu nhà trường Đại học Tôn Đức Thắng, quý thầy cô khoa Khoa học ứng dụng đã tận tâm giảng dạy và truyền đạt những kiến thức, kinh nghiệm quý báu cho chúng em Đặc biệt, chúng em xin cảm ơn thầy Nguyễn Quốc Hải, thầy Phan Vũ Hoàng Giang, đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành bài báo cáo này

Vì thời gian và kiến thức còn hạn hẹp nên bài báo cáo không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong sự góp ý của Công ty, quý thầy cô và các bạn, để nhóm chúng em rút kinh nghiệm và hoàn thành tốt hơn Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn!

1.6 Tiêu chuẩn quản lý chất lượng của công ty 9

CHƯƠNG 2: CÁC SẢN PHẨM CỦA CÔNG TY CÔ PHẦN NHỰA THIẾU NIÊN TIỀN PHONG PHÍA NAM 10

2.1 Giới thiệu chung về sản phẩm 10

2.2 Phân loại sản phẩm của công ty 10

2.3 Sản phẩm ống uPVC 10

CHƯƠNG 3: NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT 13

3.1 Nguyên liệu chính sản xuất ống nhựa uPVC 13

CHƯƠNG 4: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT 22

4.1 Sơ đồ khối quy trình công nghệ sản xuất 22

4.2 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất 22

4.3 Thuyết minh quy trình công nghệ sản xuất 22

4.4 Cấu tạo và chức năng các thiết bị chính sử dụng 22

4.4.1 Máy trộn Avalong 22

4.4.2 Máy đùn trục vít đôi và đầu khuôn tạo hình ống 24

4.4.8 Máy băm nghiền phế phẩm 37

CHƯƠNG 5: LƯU KHO VÀ BẢO QUẢN 38

6.2 Quy trình nhận biết lỗi 44

6.3 Các loại thường gặp trong quá trình sản xuất 45

6.3.1 Lỗi ngoại quan 46

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1: Các trung tâm phân phối của công ty 2

Hình 1.2: Vị trí khu công nghiệp Đồng An 2 3

Hình 1.3: Trụ sở chính của công ty tại Hải Phòng 5

Hình 1.4: Công ty cổ phần Nhựa Thiếu Niên Tiền Phong 5

Hình 1.5: Logo Công ty 6

Hình 1.6: Sân phơi ống 6

Hình 1.7:Quá trình vận chuyện ống nhựa 8

Hình 2.1: Ống nhựa uPVC - Ống nhựa HDPE - Ống nhựa PP-R10 10

Hình 2.2: Ống nong trơn (C = 2,0mm) - Ống nong gioăng (C = 2,5mm) 11

Hình 2.3: Ống nhựa uPVC với nhiều kích thước thành phẩm 12

Hình 4.1.a: Máy trộn Avalong 23

Hình 4.1.b Máy trộn nguội cao tốc 24

Hình 4.2: Máy đùn trục vít đôi và giản đồ máy đùn trục vít đôi 26

Hình 4.3: Đầu khuôn tạo hình dạng ống và mặt cắt 3D đầu khuôn 27

Hình 4.4: Giản đồ bồn chân không và bồn làm mát 28

Hình 4.11: Máy băm nghiền phế phẩm 37

Hình 5.1: Bãi phơi ống nhựa 40

Hình 5.2: Quy trình bốc xếp các loại ống nhựa 40

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 : Ưu nhược điểm của ống nhựa uPVC 12 Bảng 5.1 : Nguyên nhân và cách khắc phục sự cố trong quá trình sản xuất 42 Bảng 6.1 : Lỗi ngoại quan thường gặp phải trong quá trình sản xuất 46 Bảng 6.2 : Lỗi kích thước 50 Bảng 6.3 : Lỗi cơ tính 51

LỜI MỞ ĐẦU

Ngành nhựa còn khá mới so với các ngành khác như cơ khí, hóa chất, điện-điện tử Tuy nhiên, nó đã có sự tăng trưởng đáng kể trong những năm gần đây Các sản phẩm nhựa hiện nay được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực, ngành nghề khác nhau Chúng thường được sử dụng để đóng gói, đồ gia dụng, đồ dùng văn phòng và đồ chơi Ngoài ra, nhựa đang được sử dụng làm vật liệu thay thế trong các ứng dụng xây dựng và điện Công ty Cổ phần Nhựa Thiếu niên Tiền Phong là một trong những công ty chủ lực trên thị trường ống nhựa Việt Nam Công ty hoạt động trong ngành nhựa vật liệu xây dựng, sản xuất các sản phẩm ống nhựa uPVC, HDPE, PP-R Với khoảng 180 doanh nghiệp trải dài khắp cả nước, mảng ống nhựa xây dựng và nhựa VLXD đang phát triển mạnh Ngành này chủ yếu dựa vào các nguyên liệu thô như nhựa PVC, PE, PP

Trong thời gian thực tập và tìm hiểu về quy trình sản xuất ống nhựa, chúng em đã được Công Ty Cổ Phần Nhựa Thiếu Niên Tiền Phong tạo điều kiện thuận lợi Bằng những kiến thức có được, chúng em xin trình bày những quan sát và học hỏi từ các thầy cô, anh chị đã tận tình hướng dẫn trong thời gian qua, như đã nêu trong báo cáo của nhóm

Trong thời gian thực tập, chúng em đã tiếp thu những kiến thức về sự hình thành và phát triển của Công ty Nhựa Thiếu Niên Tiền Phong nói chung và Công Ty Nhựa Thiếu Niên Tiền Phong miền Nam nói riêng Chúng em cũng đã tìm hiểu về quy trình công nghệ và đánh giá chất lượng của một sản phẩm ống nhựa Mọi ý kiến đóng góp và hướng dẫn từ bạn sẽ được đánh giá cao để nâng cao hơn nữa báo cáo của chúng em

CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN NHỰA THIẾU NIÊN TIỀN PHONG PHÍA NAM

1.1 Giới thiệu tổng quan về công ty nhựa Thiếu niên Tiền Phong phía Nam

Công ty cổ phần Nhựa Thiếu niên Tiền Phong sở hữu 3 cụm nhà máy sản xuất tại Hải Phòng, Nghệ An, Bình Dương cùng 9 trung tâm phân phối, gần 400 nhà phân phối và khoảng 16.000 cửa hàng, hệ thống phân phối sản xuất của Nhựa Tiền Phong không chỉ phủ khắp các tỉnh thành, thoả mãn nhu cầu trong nước mà còn xuất khẩu sang các nước như HongKong, New Zealand, Myanma

Hình 1.1: Các trung tâm phân phối của công ty

1.2 Đánh giá vị trí

Vị trí khu công nghiệp Đồng An II thuộc địa phận phường Hòa Phú, thành phố Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương Theo đánh giá từ chuyên trang bất động sản Moveland, đây là vị trí chiến lược khi Đồng An 2 nằm ngay trong Khu liên hợp Công nghiệp – Dịch vụ và Đô thị tỉnh Bình Dương, thuộc vùng kinh tế trọng điểm khu vực phía Nam với tổ hợp TP.HCM, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu, tỉnh Đồng Nai và tỉnh Bình Dương

Hình 1.2: Vị trí khu công nghiệp Đồng An 2

Khu công nghiệp Đồng An 2 thuận lợi về mọi mặt giao thông, từ đường bộ, đường thuỷ đến đường hàng không Qua đó, giúp các Nhà đầu tư tận dụng được tài nguyên thiên nhiên phong phú, nguồn nhân lực dồi dào, môi trường hoạt động cạnh tranh với nhiều tiềm năng phát triển

Từ khu sản xuất Đồng An 2 còn có thể kết nối dễ dàng đến các trung tâm đô thị, cụm công nghiệp, hệ thống cảng lân cận như:

 Đến thành phố Hồ Chí Minh chỉ khoảng 40 km  Đến thành phố Thủ Dầu Một chỉ khoảng 14,9 km  Đến Sân bay quốc tế Tân Sơn Nhất chỉ khoảng 37 km  Đến Ga Sài Gòn chỉ khoảng 45 km

 Đến Cảng Sài Gòn chỉ khoảng 39 km

 Đến Cảng Cát Lái chỉ khoảng 55 km

1.3 Lịch sử hình thành và phát triển của công ty/nhà máy

Nhà máy Nhựa Thiếu niên Tiền phong chính thức khánh thành đi vào hoạt động ngày 19/5/1960 với 4 nhà xưởng gồm: Xưởng Cơ khí, Xưởng nhựa trong (polystyrol) và phân xưởng bóng bàn đồ chơi, chuyên sản xuất các mặt hàng phục vụ thiếu niên nhi đồng Trải qua hơn 60 năm hình thành và phát triển Nhựa Tiền Phong ngày nay là nhà máy sản xuất ống nhựa hàng đầu Việt Nam về năng lực sản xuất, doanh thu và thị phần Nhựa Tiền Phong có khả năng đáp ứng nhu cầu đa dạng hoá của thị trường với hơn 10.000 loại sản phẩm ống và phụ kiện đồng bộ thông qua ba dòng sản phẩm nhựa chính là PVC, HDPE và PP-R

24/10/2006: Niêm yết trên sàn chứng khoán, Công ty Cổ phần Nhựa Thiếu niên Tiền Phong chính thức niêm yết cổ phiếu trên Sàn giao dịch chứng khoán với mã chứng khoán NTP

24/09/2007: Tiền Phong Nam, công ty Cổ phần Nhựa Thiếu niên Tiền Phong phía Nam chính thức được thành lập

28/01/2010: Tiền Phong SMP, công ty TNHH Liên doanh Tiền Phong – SMP được thành lập

12/09/2013: Tiền Phong miền Trung, công ty Cổ phần Nhựa Thiếu niên Tiền Phong phía Nam chính thức được thành lập

Năm 2015: Mở rộng quy mô sản xuất, công ty mở rộng quy mô sản xuất và điều chuyển trụ sở chính về khu Anh Dũng, quận Dương Kinh, Hải Phòng với diện tích 20 ha

Hình 1.3: Trụ sở chính của công ty tại Hải Phòng

Thành lập Công ty cổ phần Nhựa Thiếu Niên Tiền Phong phía Nam năm 2007 với nhà máy 5 hecta tại lô C2 KCN Đồng An II, tỉnh Bình Dương là bước tiến đầu tiên của nhựa Tiền Phong trong chiến lược phát triển thị trường nội địa

Hình 1.4: Công ty cổ phần Nhựa Thiếu Niên Tiền Phong

Từ năm 2016 đến nay, công ty Cổ phần Nhựa Thiếu niên Tiền Phong đã trở thành công ty hàng đầu trong lĩnh vực sản xuất và kinh doanh ống nhựa và các phụ tùng tại Việt Nam

Hiện nay, Công ty đã thiết lập 06 nhà máy từ Bắc tới Nam để nâng cao năng lực sản xuất, thoả mãn nhu cầu thiết yếu của thị trường Ngoài ra, với mạng lưới tiêu thụ gồn 9 trung tâm phân phối, gầm 400 đơn vị bán hàng và 15.000 điểm bán trên toàn quốc, sản phẩm Nhựa Tiền Phong đã và đang có mặt các các miền trên cả nước, đặc biệt tại miền Bắc, sản phẩm Nhựa Tiền Phong đang chiếm 70-80% thị phần ống nhựa

Vượt qua nhiều khó khăn, thách thức, năm 2022, Nhựa Tiền Phong ghi nhận con số doanh thu gần 7.000 tỷ đồng trên toàn hệ thống Công ty hướng tới mục tiêu đạt 10.000 tỷ đồng tổng doanh thu vào năm 2025 - năm đánh dấu cột mốc 65 năm hoạt động Kết quả sản xuất kinh doanh năm 2022 của Nhựa Tiền Phong đã ghi nhận ở mức cao nhất trong vòng 4 năm trở lại đây, tăng hơn 800 tỷ so với năm 2021 và lợi nhuận trước thuế đạt 532,2 tỷ, vượt 17% so với kế hoạch đề ra

Biểu đồ 1.1: Tăng trưởng doanh thu, lợi nhuận trong năm (2017-2021)

Biểu đồ 1.2: Thay đổi tổng tài sản trong năm (2017-2021)

Nhận định ngành nhựa sẽ còn có nhiều dư địa thị trường từ các hiệp định thương mại tự do mà Việt Nam đã tham gia, Nhựa Tiền Phong đặt kế hoạch tổng doanh thu đạt 7.300 tỷ đồng, lợi nhuận trước thuế đạt 550 tỷ đồng trong năm 2023

Với thương hiệu mạnh, sản phẩm chất lượng, năng lượng sản xuất lớn và nhiệt huyết cao của một tập thể vững mạnh, Nhựa Tiền Phong tự tin vượt qua mọi thách thức để tiếp tục tỏa sáng và ngày càng vươn cao, vươn xa trên thị trường trong nước và quốc tế Trong gần 63 năm hoạt động, Nhựa Tiền Phong đã xây dựng được thương hiệu mang tính biểu tượng, có tầm ảnh hưởng rất lớn trong ngành ống và phụ tùng ngành nước nói riêng, ngành xây dựng nói chung Thương hiệu Nhựa Tiền Phong còn không ngừng được củng cố và lớn mạnh thông qua các hoạt động vì cộng đồng như “Cầu nối yêu thương” và những chương trình thiện nguyện khác

1.5 Thị trường tiêu thụ

Công ty đã có sự chuyển đổi mạnh mẽ về mô hình kinh doanh, phù hợp với công cuộc đổi mới nền kinh tế đất nước và tiến hành công nghiệp hóa, hiện đại hóa Do đó, nó trở thành một công ty cổ phần và bắt đầu sản xuất ống nhựa và phụ tùng thay thế để đáp ứng nhu cầu thị trường bắt đầu từ năm 1990 Các sản phẩm nhựa này, cụ thể là PVC, HDPE và PPR mang thương hiệu Nhựa Tiền Phong, đã nhanh chóng tạo được danh tiếng cho sản phẩm của mình về chất lượng và độ tin cậy vượt trội trong lĩnh vực cấp thoát nước sạch Chúng không chỉ đáp ứng nhu cầu dân dụng mà còn được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như xây dựng, công nghiệp và nông nghiệp Các sản phẩm này đã ghi dấu ấn không chỉ ở Việt Nam mà còn ở thị trường quốc tế, trong đó có Lào, New Zealand, Hong Kong, Như một minh chứng cho sự cống hiến của họ trong việc xây dựng thương hiệu và bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ, công ty đã bảo vệ nhãn hiệu của mình tại 5 quốc gia: Trung Quốc, Lào, Thái Lan, Campuchia và Myanmar

Hình 1.7:Quá trình vận chuyện ống nhựa

Sản phẩm nhựa Tiền Phong có mặt khắp cả nước, với mạng lưới bán hàng gồm 9 trung tâm phân phối, gần 400 đơn vị bán hàng, 15.000 điểm bán hàng Sự hiện diện đặc biệt mạnh mẽ ở khu vực phía Bắc, chiếm lĩnh 70-80% thị phần ống nhựa

Nhựa Tiền Phong phát triển mạnh với tầm nhìn tăng trưởng liên tục, mục tiêu tăng trưởng 10-15%/năm Gắn liền với các giá trị cốt lõi của họ là nguyên tắc ưu tiên chất lượng và bảo vệ lợi ích hợp pháp của người tiêu dùng

1.6 Tiêu chuẩn quản lý chất lượng của công ty

 Chính Sách Chất Lượng Của Công Ty:

Công ty Cổ Phần Nhựa Thiếu Niên Tiền Phong phía Nam tự hào với sứ mệnh “Mang lại những sản phẩm chất lượng cao bằng việc ứng dụng các công nghệ tiên tiến và đầu tư ở quy mô lớn” Đặt mục tiêu phục vụ khách hàng là cao nhất và các sản phẩm cung ứng ra thị trường đều là những sản phẩm có chất lượng cao, đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật không chỉ cho các công trình dân dụng mà còn cho các công trình xây dựng, dự án quy mô lớn có những đòi hỏi khắt khe về chất lượng sản phẩm

Công ty Nhựa Thiếu Niên Tiền Phong luôn dẫn đầu về ngành nhựa của cả nước với phương châm “Chất lượng là trên hết - Đảm bảo quyền lợi chính đáng cho người tiêu dùng” Công ty luôn coi trọng việc xây dựng và ứng dụng các hệ thống, công cụ quản lý chất lượng tiên tiến nhằm nâng cao năng suất, kiểm soát chất lượng sản phẩm chặt chẽ từ khâu nguyên liệu đến quá trình sản xuất và sản phẩm Năm 2010, công ty đã chuyển đổi thành công hệ thống quản lý chất lượng ISO 9001:2008 và đến nay Nhựa Tiền Phong đã ứng dụng hệ thống quản lý chất lượng ISO 9001:2015 cũng như đẩy mạnh đầu tư những dây chuyền sản xuất máy móc, thiết bị hiện đại nhất từ các quốc gia Châu Âu và Châu Á nhằm đảm bảo “Uy tín trên từng sản phẩm”

CHƯƠNG 2: CÁC SẢN PHẨM CỦA CÔNG TY CÔ PHẦN NHỰA THIẾU NIÊN TIỀN PHONG PHÍA NAM

2.1 Giới thiệu chung về sản phẩm

Nắm bắt nhu cầu thị trường về các sản phẩm nhựa dân dụng và đặc biệt là các sản phẩm ống nhựa phục vụ nhu cầu xây dựng cơ sở hạ tầng Công ty đã chủ động đầu tư mở rộng dây chuyền sản xuất, hiện đại hóa thiết bị, có chính sách đào tạo hợp lý, người lao động làm chủ công nghệ mới Nhựa Tiền Phong đã đáp ứng nhu cầu đa dạng hoá của thị trường với hơn 1.000 loại sản phẩm ống và phụ tùng đồng bộ thông qua ba dòng sản phẩm chính là ống uPVC, HDPE và PP-R, đặc biệt ống HDPE 1.200 mm được xem là loại ống lớn nhất Việt Nam

2.2 Phân loại sản phẩm của công ty

Nắm bắt được nhu cầu thị trường về các sản phẩm nhựa dân dụng và đặc biệt là các sản phẩm ống nhựa phục vụ nhu cầu xây dựng Sau nhiều năm xây dựng và phát triển công ty đã có những chính sách sản xuất mới: chủ động đầu tư mở rộng dây chuyền sản xuất, hiện đại hóa thiết bị, có chính sách đào tạo hợp lý, bán hàng hợp lý tạo ra những sản phẩm chất lượng làm hài lòng người tiêu dùng Vì thế, công ty ngày càng tăng trưởng, chiếm lĩnh thị trường khu vực phía Nam và vươn ra quốc tế Sản phẩm chính của công ty hiện nay chia làm ba nhóm chính: ống nhựa uPVC, ống nhựa HDPE, ống nhựa PP-R

Hình 2.1 :Ống nhựa uPVC - Ống nhựa HDPE - Ống nhựa PP-R

2.3 Sản phẩm ống uPVC

Ống nhựa uPVC là sản phẩm được sử dụng rộng rãi, sản phẩm có mặt ở hầu hết các công trình xây dựng, nhà dân uPVC là tên viết tắt của “unplasticized Polyvinyl

Clorua” Ống uPVC có thành phần chính là bột PVC và các chất phụ gia cần thiết: chất chống tia cực tím UV, bột màu, chất ổn định nhiệt, chất tạo độ trơn,

Ống nhựa uPVC Tiền Phong được sản xuất theo tiêu chuẩn ISO 1452:2009, ở dạng thanh, có cấu trúc dạng hộp, được chia thành nhiều khoảng trống có chức năng cách âm, cách nhiệt, tạo độ bền cho sản phẩm

Sản phẩm có nhiều đường kính, độ dày khác nhau có đường kính từ Ø21 mm đến Ø125 mm Các đơn đặt hàng ống có đường kính trên 125 mm phải liên hệ với công ty để đặt hàng

Hình 2.2: Ống nong trơn (C = 2,0mm) - Ống nong gioăng (C = 2,5mm)

Bảng 2.1 Ưu, nhược điểm của ống nhựa uPVC

- Nhẹ nhàng, dễ dàng vận chuyển, thi công, lắp đặt

- Mặt trong ngoài ống bóng, hệ số ma sát nhỏ

- Khả năng chịu ăn mòn, chịu nhiệt độ từ 0 - 45°C

- Độ bền cơ tính cao, không thấm nước - Khả năng chịu va đập và áp lực tốt, cách điện tốt, khó bắt cháy

- Giá thành và chi phí lắp đặt thấp hơn rất nhiều so với các dòng ống nhựa khác trên thị trường

- Độ bền nhiệt rất kém, nếu để dưới trời nắng trong thời gian dài sẽ gây tình trạng giòn, gãy vỡ ống

- Ống nhựa uPVC thải ra khói độc khi bị nung chảy hoặc bị hỏa hoạn

Hình 2.3: Ống nhựa uPVC với nhiều kích thước thành phẩm

CHƯƠNG 3: NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT

3.1 Nguyên liệu chính sản xuất ống nhựa uPVC

PVC là nguyên liệu chính dùng để sản xuất ống nhựa PVC, đây là loại polymer có dạng bột hay vảy trắng PVC là tên gọi viết tắt của Polyvinyl Chloride (viết tắt là PVC) được tổng hợp từ phản ứng trùng hợp Vinylclorua (CH2=CH-Cl)

a) Tính chất vật lý

 Tính chống cháy, là chất rắn vô định hình, các điện tốt

 Khi PVC cháy tạo thành khí HCl, vì vậy có khả năng dập tắt ngọn lửa bằng cách loại oxy ra khỏi vùng kế cận ngọn lửa

- Khả năng phân huỷ nhiệt: Khi gia nhiệt mặc dù nhiệt độ không cao lắm nhưng nó có khả năng phân huỷ tạo thành khí HCl và hình thành liên kết mạng lưới giữa các mạch Chính vì vậy PVC có khả năng chuyển từ màu vàng đến màu nâu do đó để tránh phân huỷ cần giảm tối thiểu số lần gia nhiệt

Khuynh hướng phân huỷ nhiệt làm cho vấn đề gia công PVC bằng phương pháp nhiệt trở nên phức tạp PVC nóng chảy có độ nhớt cao lại làm cho vấn đề phân huỷ nhiệt thêm phức tạp do không thể gia nhiệt cao hơn để giảm độ nhớt PVC nóng chảy nhờ đó có thể gia công dễ hơn

- So với PE và PP, PVC không biến tính có độ cứng cao hơn và nhạy với dung môi hơn

- Kích thước của Cl bằng cỡ nhóm CH3, do đó cản trở quá trình kết tinh nên PVC chủ yếu vô định hình, PVC thương mai có độ kết tinh dưới 10%, tuy nhiên do có nhóm liên kết C-Cl phân cực nên làm tăng lực hút liên phân tử do đó PVC có độ

bền căng và modul cao

Ngoài ra, PVC cũng nhạy với quá trình giảm cấp do UV và Oxy, làm cho PVC ngả màu vàng, theo đó có thể bảo vệ bằng cách thêm chất chống UV và oxy hoá

c) Độc tính

Khí vinyl clorua có thể gây ung thư và gây độc với hàm lượng lớn Do đó các tiêu chuẩn rất nghiêm ngặt về giới hạn an toàn trong quá trình tổng hợp Polyme cũng như lương còn lưu lại trong Polymer sau khi tổng hợp Vì vậy, sau khi tổng hợp không còn monome và được xem như không gây ung thư

 Sơ lược về Unplasticized Polyvinyl chloride (uPVC)

uPVC là một Polyvinyl chloride chưa được nhựa hóa, về cơ bản được cấu tạo từ hạt nhựa PVC, không trộn chất hóa dẻo, gồm các thành phần:

 Bột nhựa PVC với chỉ số K là 65 – 66

 Polymers arylic giúp tạo sự bền chắc và chịu va đập mạnh

 Nhóm chất ổn định nhiệt giúp nhựa không bị cháy trong quá trình gia công đồng thời chịu được tác động của nhiệt và tia UV

 Chất sáp  Chất bôi trơn  Chất trợ gia công

3.2 Phụ gia sử dụng

Bên cạnh nguyên liệu chính, để cải thiện một số tính chất của sản phẩm chất phụ gia là một thành phần không thể thiếu Sản phẩm nhựa không chỉ cần nhựa nền tốt bên cạnh đó, chất lượng ngoại quang sản phẩm là một yếu tố đáp ứng yêu cầu người tiêu dùng và thị trường

Thành phần chất phụ gia là những loại hợp chất vô cơ hoặc hữu cơ có nguồn gốc từ tự nhiên hoặc tổng hợp, có khả năng giúp cho sản phẩm nhựa thay đổi tính chất hoặc bổ sung những đặc tính mới như màu sắc, độ dẻo, độ giòn mà nhựa nguyên chất chưa có

Sau khi sản xuất nhựa PVC, các chất phụ gia như chất bảo vệ chống oxy hoá, chất trơ, chất màu và chất làm mềm được trộn vào để cải thiện tính chất của ống uPVC

a) Chất ổn định nhiệt

Đây là chất phụ gia chính giúp polymer tránh bị phân huỷ nhiệt ở điều kiện nhiệt độ gia công Polymer phân huỷ ở khoảng 250oC đến 300oC Do trong môi trường có oxy nên một số chất ổn định nhiệt chống lại phản ứng oxy hoá gọi là chất chống oxy hoá

Đối với PVC, được ổn định bằng các muối kim loại (thiếc, kẽm, canxi, bari) hoặc các hợp chất khác như các phosphit theo các tỷ lệ phối hợp khác nhau Nếu không được ổn định với hàm lượng xác định, PVC sẽ bị phân huỷ tạo ra các nối đôi dẫn đến có màu tối

Đối với nhựa uPVC, khi thêm chất hóa dẻo vào nhiệt độ mềm của nhựa sẽ giảm xuống nên dễ gia công hơn nhưng chất hóa dẻo làm giảm tính chất ổn định hóa học và tính cách điện của Polymer, giảm tính chất chịu nhiệt và làm cho nhựa dễ bị lão hóa, để khắc phục người ta sẽ sử dụng chất ổn định nhiệt Nhóm chất ổn định nhiệt giúp nhựa không bị cháy trong quá trình gia công đồng thời chịu được tác động của nhiệt và tia UV, thời tiết, lão hóa

Cơ chế: Nhựa PVC cần được gia nhiệt để làm mềm trong quá trình đùn hoặc đúc nên việc ngăn ngừa sự thoát ra của hành chính do nhiệt độ là cần thiết Vì khi PVC được gia nhiệt đến nhiệt độ 170 - 180oC, các nguyên tử Clo và Hydro trong các phân tử bị thoát ra, giải phóng hành chính Quá trình phân rã diễn ra, cấu trúc phân tử PVC trở nên không ổn định, đẩy nhanh tiến trình loại bỏ hành chính và phá hủy cấu trúc phân tử PVC, nên chất ổn định có tác dụng ngăn chặn sự thoát ra ban đầu của hành chính từ PVC

Các kim loại chính trong chất ổn định là Pb, Ba, Ca và Sn, được phân loại thành chất ổn định Pb, Ba – Zn, Ca – Zn và Sn Chất ổn định nhiệt có 3 loại:

 Chất ổn định nhiệt vô cơ: Pb (HPO3)2, Pb3O4, Na2CO3, NaSiO3, Na3PO4  Chất ổn định nhiệt cơ kim (hấp thụ khí hành chính): xà phòng kim loại (muối

của acid béo) để tạo ra muối dùng kim loại Mg, Ca, Ba, Zn, Pb, và cả các acid béo: stearic, redinonic, laurinic, … Xà phòng kim loại không độc

 Chất ổn định nhiệt hữu cơ: melamin, dẫn xuất ure và thiourea, lượng chất epoxy, este

Hình 3 1: Chất ổn định Sterate

Ưu điểm của chất ổn định Pb stearate:

 Có tính ổn định nhiệt mạnh  Vùng nhiệt độ gia công rộng  Chịu thời tiết tốt

 Bền màu hơn so với các gốc kim loại khác  Giá thành hợp lý

Nhược điểm của chất ổn định Pb stearate:

 Độc hại

 Phải xử lý bề mặt để đạt độ phân tán tốt

 Bị nhiễm màu khi tiếp xúc với lưu huỳnh (tạo ra PbS có màu đen)

 Việc sử dụng hệ chất ổn định nhiệt xà phòng kim loại (Ca – Zn stearate, Pb stearate, …) đã trở nên rất phổ biến trong các ứng dụng nhựa PVC Trong đó, ở công ty nhựa Thiếu niên Tiền Phong phía Nam thường dùng chất ổn định Pb stearate

b) Chất bôi trơn

Nhờ quá trình bôi trơn của chất bôi trơn làm cho năng suất máy cao hơn, chất lượng sản phẩm tốt hơn Cải thiện sự phân tán của bột màu và chất độn, giúp sản phẩm có màu động nhất, không có các hạt màu vón cục, kết tủa

Có 2 loại:

 Chất bôi trơn nội: có độ tương hợp tốt với PVC nên nằm xen vào các phân tử nhựa, giúp giảm ma sát giữa các phân tử polymer trong suốt quá trình nóng chảy của nhựa

và chuyển thành dạng nóng chảy Giảm năng lượng tiêu thụ trong quá trình dẻo hóa, giảm độ nhớt nóng chảy, cải thiện đặc tính chảy, cải thiện đầu ra của máy gia công và cho phép gia công ở các điều kiện khó khăn

 Chất bôi trơn ngoại: có độ tương hợp kém với PVC nên tạo ra một lớp màng chất bôi trơn giữa lớp kim loại và nhựa, giúp giảm ma sát và sự kết dính của polymer nóng chảy với bề mặt khuôn kim loại nóng trong quá trình gia công Cải thiện độ bóng, độ phẳng và sự đều đặn của bề mặt sản phẩm

Chất độn có 2 loại là vô cơ và hữu cơ như Cao Lanh, bột Talc và Calcium Carbonate

Hình 3 2: PMMA

Calcium Carbonate, mica, bột talc, cao lanh là những chất độn dạng hạt được sử dụng phổ biến nhất Chất độn Filler Masterbatch (còn gọi là hạt Taical) là hợp chất phụ có gốc Calcium Carbonate (CaCO3), được sử dụng trong ngành công nghiệp nhựa nhằm để thay đổi các thuộc tính khác nhau của nhựa nền hoặc nhựa Polymer Thành phần gồm CaCO3 cỡ nhỏ và chất nền là hạt nhựa nguyên sinh như LLDPE, HDPE Calcium Carbonate Masterbatch là loại chất độn phụ gia có độ trắng cao, cải tiến các đặc tính của nhựa thành phần

3.5 Chất ổn định tia tử ngoại (UV)

Chất ổn định tia tử ngoại (còn gọi là anti-UV additives), thành phần thường sử dụng Ester của Acid Acrylic, Hydroxyphenyl, Benzotriazoles,… nhằm để bảo vệ PVC khi ở ngoài trời, phải tiếp xúc với ánh nắng Mặt Trời thời gian dài

Thành phần phụ gia chống tia UV chỉ chiếm phần rất nhỏ khoảng từ 0,5 – 2% trong cấu tạo sản phẩm, nhưng không thể thiếu đối với sản phẩm nhựa

3.6 Chất chống lão hóa

Chất chống lão hóa (còn gọi là anti-aging additives) có khả năng mở rộng khoảng nhiệt độ giới hạn, tăng tuổi thọ của nhựa gấp nhiều lần giúp cho thời gian sử dụng được lâu hơn Chất phụ gia này hoạt động bằng cách làm chậm đi tiến trình phát triển phản ứng do Oxygen hoặc Peroxide tác dụng vào

Chất chống lão hóa sử dụng nguyên liệu là chất chống lão hóa gồm: Phenolic, Amine, hỗn hợp chứa Lưu huỳnh hay Phosphorus

3.7 Chất chống tĩnh điện

Chất chống tĩnh điện (còn gọi là anti-static additives), sử dụng các hoạt chất khử tĩnh điện như muối vô cơ,… để làm giảm điện tích giữa bề mặt màng với các bề mặt khác, bảo đảm độ an toàn cho quá trình sản xuất, đồng thời làm giảm tối đa việc hút, bám bụi khi vận chuyển

Hình 3.5: Chất ổn định tia tử ngoại (UV)

Hình 3.6: Chất chống lão hóa

Chất chống tĩnh điện thường được sử dụng để loại bỏ tĩnh điện cho nhựa PVC, PE,… trong nhiều lĩnh vực

3.8 Chất tạo màu:

Trong ngành công nghiệp nhựa PVC, màu sắc cũng đóng vai trò quan trọng, là tiêu chí quyết định rất lớn đến sự lựa chọn của khách hàng cũng như đưa sản phẩm ra thị trường Phụ gia tạo màu giúp làm tăng tính thẩm mỹ, bắt mắt cho các sản phẩm nhựa

Chất phụ gia này được chia làm 2 loại là chất tạo màu và thuốc nhuộm

Chất tạo màu (pigment) là các loại chất vô cơ, phân tán ở dạng các hạt và không hòa tan trong chất nền nhựa, được sử dụng chủ yếu trong ngành nhựa vì nó kháng nhiệt, ánh sáng, thời tiết, giá thành thấp Pigment vô cơ có nguồn gốc từ khoáng, ngày nay thường là dạng tổng hợp Chất tạo màu có đa dạng nhiều loại khác nhau như bột khô dùng cho nhựa PVC cứng (uPVC), PS, ABS hay loại nhão dùng cho nhựa PVC mềm Một số pigment vô cơ màu:

- Fe2O3 (dạng tinh thể) pigment oxit sắt màu đỏ, pigment oxit sắt màu vàng là oxit hydroxide, oxit sắt màu nâu là hỗn hợp oxit sắt II và sắt III Bền lão hóa, kháng UV tốt, độc tính thấp nhưng cường độ màu và độ tươi kém

- Loại màu oxit: Cr2O3 có sắc màu xanh lá tối, khả năng nhuộm yếu, bền lão hóa nhưng không ổn định nhiệt

- Màu oxit hỗn hợp pha: màu xanh Cobalt Aluminate và màu vàng Nickel Antimony Titanium Cấu trúc là những pigment gồm vật liệu mạng tinh thể chủ

như rutile (TiO2) và spinel (MgAl2O4) kết hợp với lượng khác nhau ion kim loại chuyển tiếp để tạo sản phẩm với màu sắc khác nhau và có tính chất bền lão hóa, ổn định nhiệt, kháng thời tiết, độ bền màu và độ tươi tương đối

- Màu xanh Ultramarine: loại màu dùng rộng rãi trong nhựa và có sắc màu xanh ánh đỏ Nó là phức của zeolytic sodium aluminosilicate, cấu trúc chứa anion S-3 sinh màu, bền ánh sáng và nhiệt nhưng kháng acid hơi kém,…

Thuốc nhuộm là chất hữu cơ không chịu nhiệt và hòa tan trong chất nền nhựa Thuốc nhuộm màu tốt cho vật liệu rắn như nylon, polyester, acetate, PVC,… Pigment hữu cơ đặc trưng là trong, tươi và bền màu cao Một số loại pigment hữu cơ:

- Pigment azo: loại pigment hữu cơ được sử dụng nhiều, cấu trúc chứa một nhóm azo (-N=N-) Pigment monoazo có cấu trúc đơn giản, hòa tan hoàn toàn trong nhựa

- Đồng phthalocyanine: loại pigment hữu cơ quan trọng, tạo màu xanh rực rỡ, bền thời tiết, bền nhiệt,… Với cấu trúc dạng phức nhưng nguồn nguyên liệu vào rẻ Dye: loại hợp chất béo và thơm được quan tâm, thường là màu dye azo hoặc anthraquinone có cấu trúc đơn giản Chúng thường được sử dụng trong các loại nhựa có nhiệt độ chuyển thủy tinh cao hơn nhiệt độ phòng như uPVC, PS,…

CHƯƠNG 4: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT

4.1 Sơ đồ khối quy trình công nghệ sản xuất

- Sơ đồ khối quy trình công nghệ sản xuất (Bản vẽ số 01/05 đính kèm):

4.2 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất

- Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất (Bản vẽ số 02/05 đính kèm):

4.3 Thuyết minh quy trình công nghệ sản xuất

- Quy trình công nghệ sản xuất ống nhựa uPVC là một quá trình diễn ra liên tục - Từ nguyên liệu đầu vào là bột PVC, phụ gia và phế nghiền, trải qua 2 công đoạn phối trộn nóng và nguội để tạo thành nguyên liệu chứa trong silo và cấp liệu cho máy đùn bằng phễu

- Một máy đùn trộn và làm nóng vật liệu thành một dòng nhựa lỏng, được đẩy ra ngoài bằng áp suất đùn của vít, nhựa lỏng qua đầu khuôn mất khả năng đẩy về phía trước, chảy tự do theo hướng trọng lực và hình thành ống

- Quá trình định hình, làm nguội ống bằng bồn chân không và bồn làm mát rồi kéo dài ống để tạo ra các đoạn ống PVC dài có kích thước đồng đều, được diễn ra liên tục và đồng thời trong suốt quá trình, giúp định hình lại kích thước bên ngoài, độ dày, mỏng của ống phụ thuộc vào tốc độ của máy kéo

- Sau đó ống sẽ được đưa vào quá trình cắt thành từng đoạn có chiều dài mong muốn và nong hai đầu ống sao cho phù hợp với mục đích nối với ống khác hoặc nối với các phụ kiện khi sử dụng

4.4 Cấu tạo và chức năng các thiết bị chính sử dụng 4.4.1 Máy trộn Avalong

Bột PVC được trộn với phụ gia và phế nghiền để tạo thành nguyên liệu sản xuất theo tỷ lệ nhất định

Máy trộn Avalong có cấu tạo máy trộn nóng, máy trộn nguội và các cánh trộn bằng thép không gỉ, thuận tiện cho việc trộn và vệ sinh, đảm bảo an toàn khi sử dụng

Máy trộn nóng bao gồm các cánh khuấy quay tốc độ cao để trộn đều bột PVC, phụ gia và phế nghiền, ở nhiệt độ 120°C, thời gian khuấy trộn 15-20 phút Do tác dụng nhiệt và đặc tính của phụ gia, bột PVC và phế nghiền sẽ kết tụ thành hỗn hợp đồng nhất Sau khi trộn nóng sẽ tiếp tục đưa vào máy trộn nguội cao tốc ở nhiệt độ 80°C giúp nguyên liệu làm nguội để làm tơi, không bị kết tụ và được hút qua silo chứa nguyên liệu

- Nguyên lý hoạt động của máy trộn nguội cao tốc:

 Trong buồng trộn hình côn trụ, cánh khuấy chính dạng chân vịt đặt sát đáy buồng có khả năng quay với tốc độ cao tạo thành lốc xoáy và trộn đều hơn các thành phần nguyên liệu lại với nhau

 Đồng thời cánh khuấy khi quay ở tốc độ cao thì cũng làm hỗn hợp nhựa đồng nhất khi nguội dần sẽ được phân tán, tạo dạng hạt

 Sau khi hoàn tất đánh tơi, piston của cửa xả máy trộn nguội cao tốc mở ra, hạt nhựa sẽ được đẩy qua qua silo chứa nguyên liệu nhờ vào lực ly tâm của cánh trộn chính, thành phẩm được xả xuống phễu cấp liệu

Hình 4.1.a: Máy trộn Avalong

- Thông số kỹ thuật của máy trộn nguội cao tốc:  Khối lượng máy: 4000 kg

 Tổng dung tích buồng trộn: 600 L  Công suất động cơ điện: 11 kW  Điện áp: 220V

 Tốc độ quay cánh khuấy: 100 rpm  Khối lượng làm việc: 120 kg/mẻ  Thể tích trộn tối ưu: 300 L

Hình 4.1.b: Máy trộn nguội cao tốc

- Cấu tạo của máy trộn nguội cao tốc: (Bản vẽ số 03/05 đính kèm)

4.4.2 Máy đùn trục vít đôi và đầu khuôn tạo hình ống

Tại phễu cấp liệu, vật liệu được phân bố đều ở lối vào của máy đùn nhờ vít xoắn được điều khiển bởi động cơ AC

Do nguyên liệu sản xuất ống nhựa PVC ở dạng bột nên sẽ sử dụng máy đùn trục vít đôi

Trong xi lanh gia nhiệt, vật liệu được gia nhiệt đến nhiệt độ trong khoảng (170 - 200oC Hạt nhựa hóa lỏng được trục vít ở cổ đùn đẩy vào dòng chảy Có bộ lọc kim loại để lọc dòng nhựa hóa lỏng đảm bảo chất lượng đường ống Hỗn hợp nhựa hóa lỏng được lọc và đẩy lên đầu hình, hỗn hợp nhựa này chảy qua một đĩa (được chia thành 8 cánh) để tăng khả năng khuấy trộn của hỗn hợp, rồi đến khu vực tạo hình ống (khuôn)

Cấu tạo của máy đùn gồm các bộ phận sau: thùng cấp liệu, thiết bị đo hạt, động cơ dẫn động chính, hộp giảm tốc và thiết bị phân phối điện, quạt làm mát, thùng gia nhiệt và trục vít đôi xoắn quay ngược chiều với nhau và nối với dây đai gia nhiệt

Nguyên liệu trong thùng chứa được hút vào silo chứa và đưa đến vít tải trước khi đưa vào máy đùn Trong thùng đùn, nguyên liệu được hóa dẻo ở nhiệt độ 150 - 165oC bằng hệ thống trục vít đùn đôi quay ngược chiều nhau Nhiệt độ hóa dẻo được cung cấp bởi vòng nhiệt bên ngoài và nhiệt bên trong do ma sát tạo ra Thùng của máy đùn được chia thành 3 vùng có nhiệt độ hóa dẻo khác nhau bao gồm: vùng cấp liệu (160oC), vùng nén (150oC xuống 145oC), vùng trộn (165oC) và vùng nén sau vùng nén Độ chân không xi lanh là 190oC Sau khi qua vùng nén mức độ hóa dẻo đạt khoảng 90%

o Công suất motor cấp liệu: 0,55 kW.

- Hệ thống chân không xy lanh và giải nhiệt hộp số