Báo cáo thực tập Quy trình sản xuất vật liệu composite tại công ty trách nhiệm hữu hạn composite Thuận Phú

KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM BÁO CÁO THỰC TẬP CHUYÊN NGÀNH Đề tài: QUY TRÌNH SẢN XUẤT VẬT LIỆU COMPOSITE TẠI CÔNG TY TNHH COMPOSITE THUẬN PHÚ Trình độ đào tạo: Đại học chính qu

KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

BÁO CÁO THỰC TẬP CHUYÊN NGÀNH

Đề tài: QUY TRÌNH SẢN XUẤT VẬT LIỆU COMPOSITE TẠI CÔNG TY TNHH COMPOSITE

THUẬN PHÚ

Trình độ đào tạo: Đại học chính quy Ngành: Công nghệ kỹ thuật hóa học Chuyên ngành: Hóa dầu

Khóa học: 2011 – 2015 Đơn vị thực tập: Công ty TNHH composite Thuận Phú Giảng viên hướng dẫn: Đặng Thị Hà

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Tấn Thành

Mai Minh Tho

2 Kiến thức chuyên môn:

- - -

3 Nhận thức thực tế:

- - -

4 Đánh giá khác:

- - -

5 Đánh giá kết quả thực tập:

-

Giảng viên hướng dẫn

(Ký ghi rõ họ tên)

Mục lục

LỜI CẢM ƠN 3

DANH MỤC HÌNH 4

LỜI MỞ ĐẦU 5

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ĐƠN VỊ SẢN XUẤT 6

1.1 Giới thiệu về công ty 6

1.1.1 Giới thiệu 6

1.1.2 Sơ đồ tổ chức nhân sự 7

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU COMPOSITE 8

2.1 Định nghĩa vật liệu composite 8

2.2 Lịch sử hình thành và phát triển 9

2.3 Phân loại vật liệu composite 9

2.3.1 Phân loại theo hình dạng 10

2.3.2 Phân loại theo bản chất, thành phần 10

2.4 Cấu tạo của vật liệu Composite 10

2.4.1 Thành phần nền 10

2.4.2 Thành phần cốt 16

2.4.3.Chất pha loãng 20

2.4.4 Chất tách khuôn, chất làm kín và các phụ gia khác 21

2.4.5 Xúc tác – Xúc tiến 22

3.5 Các công ngệ sản xuất vật liệu composite 23

CHƯƠNG III: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VẬT LIỆU COMPOSITE 25

3.1 Giới thiệu 25

3.1.1 Giới thiệu công nghệ pultrusion 25

3.1.2 Quy trình pultrusion cơ bản 25

3.2 Quy trình công nghệ pultrusion trong nhà máy 27

3.2.1 Bộ phận cấp sợi 28

3.2.2 Bộ phận thấm sợi 29

3.2.3 Khuôn định hình 30

3.4.4 Khuôn gia nhiệt 30

3.4.5 Máy kéo 31

3.5.6 Máy cắt 32

3.3 Sản phẩm của quá trình 32

3.4 Ứng dụng của sản phẩm 34

CHƯƠNG IV: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ XỬ LÝ RÁC THẢI 36

4.1 An toàn lao động 36

4.2 An toàn thiết bị 36

4.3 Xử lý khí - nước thải và vệ sinh công nghiệp 37

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 39

LỜI CẢM ƠN

Sau một tháng thực tập tại công ty TNHH composite Thuận Phú, em may mắn có cơ hội tìm hiểu, tiếp cận với những kiến thức thực tế cũng như những công trình công nghệ mới, qua đó giúp em hiểu rõ hơn và bổ sung cho lý thuyết

đã học ở trường, từ đó hỗ trợ rất nhiều cho bài báo cáo này

Với những kết quả thu được sau chuyến thực tập này, em xin bày tỏ lòng biết ơn đến ban lãnh đạo và toàn thể cán bộ công nhân viên của công ty đã tạo điều kiện cũng như tận tình giúp đỡ, chỉ dẫn cho em trong thời gian thực tập tại

công ty Em xin gửi lời cảm ơn đến khoa kỹ thuật hóa học trường đại học Bà Rịa

-Vũng Tàu đã tạo điều kiện cho em đến thực tại công ty TNHH Composite Thuận Phú Cảm ơn cô Hà - giáo viên trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành bài báo cáo này Mặc dù đã cố gắng hết khả năng hoàn thành bài báo cáo một cách hoàn chỉnh nhất nhưng với lượng kiến thức còn hạn hẹp cũng như thời gian thực tập còn tương đối ngắn nên không thể tránh khỏi những thiếu sót Em xin nhận được sự đóng góp ý kiến từ quý công ty, quý thầy cô để phần báo cáo của em trở

nên hoàn thiện hơn

Sau cùng em xin kính chúc quý công ty ngày càng phát triển và đạt nhiều thành tích trong sản xuất Kính chúc quý thầy cô dồi dao sức khỏe, thành công trong công việc và cuộc sống

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Cấu trúc composite

Hình 3.1: Mô hình thực tế

Hình 3.2: Máy pultrosion dung để chế tạo dầm

Hình 3.3: Quy trình công nghệ pultrosion

Hình 3.10: Các loại profile trong công trình xây dựng

Hình 3.11: Các loại profile lắp ráp kết cấu

Hình 3.12: Cáp điện

LỜI MỞ ĐẦU

Báo cáo thực tập tổng quan có vai trò hết sức quan trọng đối với mỗi sinh viên trong quá trình học tập và làm quen với những công việc thực tế của chuyên ngành Với mục đích gắn liền lý thuyết với thực hành, rèn luyện cho sinh viên những phương pháp phân tích, tổng hợp toàn bộ hoạt động của một doanh nghiệp, qua đó bổ sung và hoàn thiện kiến thức đã và đang được trang bị trong nhà trường

Bản thân em được tiếp nhận thực tập tại công ty TNHH Composite Thuận Phú được sự giúp đỡ của ban lãnh đạo, cùng các phòng ban trong công ty đã giúp

em nghiên cứu, khảo sát và tìm hiểu về các vấn đề như: Ngành nghề hoạt động sản xuất kinh doanh, quá trình hình thành và phát triển, một số quy trình công nghệ liên quan đến lĩnh vực sản xuất kinh doanh của công ty Qua thời gian thực tập tại công ty, đã giúp em rút ra được những kinh nghiệmvà hiểu biết thêm

về quy trình sản xuất kinh doanh, ngành nghề kinh doanh của công ty

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ĐƠN VỊ SẢN XUẤT 1.1 Giới thiệu về công ty

1.1.1 Giới thiệu

Composite Thuận Phú là công ty hàng đầu trong lĩnh vực nhựa composite tại Việt Nam Luôn đi đầu trong nghiên cứu và ứng dụng các công nghệ tiên tiến trên thế giới, công ty Composite Thuận Phú đã cho ra đời nhiều sản phẩm nhựa composite mang tính đột phá, lần đầu tiên có mặt tại thị trường Việt Nam như bồn bể, bàn ghế composite …được khách hàng trong và ngoài nước ưa chuộng trong nhiều năm

Công ty chuyên thiết kế, sản xuất các loại sản phẩm bằng composite Ngoài thị trường nội địa, sản phẩm của Công ty cũng được xuất khẩu sang thị trường các nước Nhật, Trung Quốc, Úc, Philippine, Ấn Độ, Singapore và các vùng đảo Nam Thái Bình Dương Thành công của Composite Thuận Phú mới chỉ là bước khởi đầu, bởi lẽ ngành sản xuất vật liệu nhựa composite (FRP) tại Việt Nam hãy còn non trẻ và chưa khai thác hết tiềm năng, rất cần sự hợp tác liên kết sản xuất kinh doanh của các doanh nghiệp ở lĩnh vực chuyên ngành để ngành composite phát triển ổn định lâu dài

Mục tiêu của công ty là luôn tăng cường nghiên cứu và phát triển, hàng tháng đều có sản phẩm mới đưa ra thị trường nhằm đáp ứng kịp thời mọi yêu cầu của khách hàng, bảo đảm chất lượng sản phẩm luôn đạt tiêu chuẩn quốc tế và đưa dịch vụ hậu mãi lên hàng đầu để phục vụ khách hàng ngày một tốt hơn

Cơng ty chủ yếu sản xuất và kinh doanh các sản phẩm như: bồn bể composite, bọc phủ composite FRP,…

Địa chỉ: Văn phịng Số 2, Đường TX 24, Phường Thạnh Xuân, Quận 12, TPHCM

Nhà xưởng: 179T3 đường 154, KP3, Phường Tân Phú, Quận 9, TPHCM

VỤ

PHỊNG BÁN HÀNG

PHỊNG

KĨ THUẬT

PHÒNG TÀI CHÍNH

PHỊNG

TỔ CHỨC HÀNH CHÁNH

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU COMPOSITE

2.1 Định nghĩa vật liệu composite

Composite là vật liệu tổ hợp của nhiều loại vật liệu (thường là 2 loại) Sự pha trộn các loại vật liệu này với nhau sẽ tạo ra một loại vật liệu mới có bản chất hoàn toàn khác so với các loại vật liệu hình thành ban đầu

 Ưu điểm:

Tính ưu việt của vật liệu Composite là khả năng chế tạo từ vật liệu này thành các kết cấu sản phẩm theo những yêu cầu kỹ thuật khác nhau mà ta mong muốn, các thành phần cốt của Composite có độ cứng, độ bền cơ học cao, vật liệu nền luôn đảm bảo cho các thành phần liên kết hài hoà tạo nên các kết cấu có khả năng chịu nhiệt và chịu sự ăn mòn của vật liệu trong điều kiện khắc nghiệt của môi trường Một trong các ứng dụng có hiệu quả nhất đó là Composite polyme, đây là vật liệu có nhiều tính ưu việt và có khả năng áp dụng rộng rãi, tính chất nổi bật là nhẹ, độ bền cao, chịu môi trường, rễ lắp đặt,

có độ bền riêng và các đặc trưng đàn hồi cao, bền vững với môi trường ăn mòn

Hình 1.1: Cấu trúc composite

hoá học, độ dẫn nhiệt, dẫn điện thấp Khi chế tạo ở một nhiệt độ và áp suất nhất định dễ vận dụng các thủ pháp công nghệ, thuận lợi cho quá trình sản xuất

2.2 Lịch sử hình thành và phát triển

Vật liệu Composite đã xuất hiện từ rất lâu trong cuộc sống, khoảng 5.000 năm trước Công nguyên người cổ đại đã biết vận dụng vật liệu composite vào cuộc sống (ví dụ: sử dụng bột đá trộn với đất sét để đảm bảo sự dãn nở trong quá trình nung đồ gốm) Người Ai Cập đã biết vận dụng vật liệu Composite từ khoảng 3.000 năm trước Công nguyên, sản phẩm điển hình là vỏ thuyền làm bằng lau, sậy tẩm pitum về sau này các thuyền đan bằng tre chát mùn cưa và nhựa thông hay các vách tường đan tre chát bùn với rơm, rạ là những sản phẩm Composite được áp dụng rộng rãi trong đời sống xã hội Sự phát triển của vật liệu composite

đã được khẳng định và mang tính đột biến vào những năm 1930 khi mà Stayer

và Thomat đã nghiên cứu, ứng dụng thành công sợi thuỷ tinh; Fillis và Foster dùng gia cường cho Polyeste không no và giải pháp này đã được áp dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp chế tạo máy bay, tàu chiến phục vụ cho đại chiến thế giới lần thức hai Năm 1950 bước đột phá quan trọng trong ngành vật liệu Composite đó là sự xuất hiện nhựa Epoxy và các sợi gia cường như Polyeste, Nylon,… Từ năm 1970 đến nay vật liệu composite nền chất dẻo đã được đưa vào

sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp và dân dụng,y tế, thể thao, quân sự

vv…

2.3 Phân loại vật liệu composite

Vật liệu composite được phân loại theo hình dạng và theo bản chất của vật liệu

thành phần Hình 1 Cấu trúccomposite

2.3.1 Phân loại theo hình dạng

 Vật liệu composite độn dạng sợi:

Khi vật liệu tăng cường có dạng sợi, ta gọi đó là composite độn dạng sợi, chất độn dạng sợi gia cường tăng cơ lý tính cho polymer nền

 Vật liệu composite độn dạng hạt :

Khi vật liệu tăng cường có dạng hạt, các tiểu phân hạt độn phân tán vào polymer nền Hạt khác sợi ở chỗ nó không có kích thước ưu tiên

2.3.2 Phân loại theo bản chất, thành phần

- Composite nền hữu cơ (nhựa, hạt) cùng với vật liệu cốt có dạng: sợi hữu cơ (polyamide, kevlar…), Sợi khoáng (thủy tinh, carbon…), sợi kim loại (Bo, nhôm…)

- Composite nền kim loại: nền kim loại (hợp kim Titan, hợp kim Al,…) cùng với độn dạng hạt: sợi kim loại (Bo), sợi khoáng (Si, C)…

- Composite nền khoáng (gốm) với vật liệu cốt dạng: sợi kim loại (Bo), hạt kim loại (chất gốm), hạt gốm (cacbua, Nitơ)…

2.4 Cấu tạo của vật liệu Composite

- Là chất kết dính, tạo môi trường phân tán, đóng vai trò truyền ứng suất sang độn khi có ngoại lực tác dụng lên vật liệu Có thể tạo thành từ một chất hoặc hỗn hợp nhiều chất được trộn lẫn một cách đồng nhất tạo thể liên tục

Một số nền thường gặp trong composite:

Một số l oại nhựa nhiệt rắn thông thường:

 Polyester

Nhựa polyester được sử dụng rộng rãi trong công nghệ composite, polyester loại này thường là loại không no, đây là nhựa nhiệt rắn, có khả năng đóng rắn ở dạng lỏng hoặc ở dạng rắn nếu có điều kiện thích hợp Thông thường người ta gọi polyester không no là nhựa polyester hay ngắn gọn hơn là polyester Polyester có nhiều loại, đi từ các acid, glycol và monomer khác nhau, mỗi loại có những tính chất khác nhau Chúng có thể rất khác nhau trưng các loại nhựa UPE khác nhau, phụ thuộc chủ yếu vào các yếu tố: Thành phần nguyên liệu (loại và tỷ lệ các chất sử dụng)

+ Phương pháp tổng hợp

+ Trọng lượng phân tử

+ Hệ đóng rắn (monomer, chất xúc tác, chất xúc tiến)

+ Hệ chất độn

Bằng cách thay đổi các yếu tố trên, người ta sẽ tạo ra nhiều loại nhựa UPE

có các tính chất đặc biệt khác nhau tùy thuộc vào yêu cầu sử dụng

Có hai loại polyester chính thường sử dụng trong công nghệ composite Nhựa orthophthalic cho tính kinh tế cao, được sử dụng rộng rãi Còn nhựa isophthalic lại có khả năng kháng nước tuyệt vời nên được xem là vật liệu quan trọng trong công nghiệp, đặc biệt là hàng hải

Đa số nhựa polyester có màu nhạt, thường được pha loãng trong styrene Lượng styrene có thể lên đến 50% để làm giảm độ nhớt của nhựa, dễ dàng cho quá trình gia công Ngoài ra, styrene còn làm nhiệm vụ đóng rắn tạo liên kết ngang giữa các phân tử mà không có sự tạo thành sản phẩm phụ nào Polyester còn có khả năng ép khuôn mà không cần áp suất

Thời gian để polyester tự đóng rắn Tốc độ trùng hợp quá chậm cho mục đích sử dụng, vì vậy cần dùng chất xúc tác và chất xúc tiến để đạt độ trùng hợp của nhựa trong một khoảng thời gian nào đó Khi đã đóng rắn, polyester rất cứng và có khả năng kháng hóa chất Quá trình đóng rắn hay tạo kết ngang được gọi là quá trình Polymer hóa Đây là phản ứng hóa học chỉ có một chiều Cấu trúc không gian này cho phép nhựa chịu tải được mà không bị giòn

Este không no (UPE), hoặc hỗn hợp chung với nhau hoặc với nhiều phân

tử thấp monomer

Polyester được sử dụng ở đây chủ yếu là polyester không no (UPE) Đây

là loại có trọng lượng phân tử thấp ( 1000 - 2000), được tổng hợp từ acid hữu

cơ và rượu, trong đó các acid được sử dụng phổ biến là: acid maleic, acid octophtalic, và các rượu: etylen glycol, propylen glycol, Đi từ các acid,

glycol và monomer khác nhau tọa nên nhiều laoị nhựa UPE khác nhau phụ thuộc vào nhiều yếu tố

Polyester được nhà máy nhập chủ yếu tử các công ty hóa chất cao phân tử của singapore (SHCP) Nguyên kiệu nhập về là hỗn hợp của nhựa poyester bất bão ghòa styrene có thể có hoặc không có chất xúc tác Thông dụng nhất là các loại SHCP: 268 BQT, 268 QT, 268 QTN, ( Trong đó: B - có chứa chất xúc tiến, N - khống có áp suất, Q - đóng rắn nhanh, T - chống chảy)

 Nhựa phenolic

Sản xuất từ quá trình polyme hóa phenolic

Quá trình đóng rắn 120-180oC ở nhiệt độ phòng hoặc dùng axit mạnh

Ưu điểm : nguyên liệu sẵn có, giá thành rẻ, nhược điểm là làm cho composite giòn, độ bền thấp và độ rỗng cao

Ứng dụng: làm thân và nắp thùng rác

 Nhựa Phenol fomandehit

Tổng hợp bằng cách đa tụ phenol và fomandehit

Quá trình đóng rắn ở 160-200oC, áp suất 30-40Mpa

 Các nhựa cơ silic

Nhận được từ sự đa tụ các sản phẩm của sự thuỷ phân hỗn hợp các môn,

đi, tri, và tetracloslen; là các chất giòn, cứng

ít nhóm ester hơn polyester, nhóm ester rất dễ bị thủy phân, tức là vinylester kháng nước tốt hơn các polyester khác

Ứng dụng: làm ống dẫn và bồn chứa hoa chất

 Epoxy

Có tính năng cơ lý, kháng môi trường hơn hẳn các nhựa khác, là loại nhựa được sử dụng nhiều nhất Với tính chất kết dính và khả năng kháng nước tuyệt vời của mình, epoxy rất lý tưởng để sử dụng trong ngành đóng tàu

Cả nhựa epoxy lỏng và tác nhân đóng rắn đều có độ nhớt thấp thuận lợi quá trình gia công Epoxy đóng rắn dễ dàng và nhanh chóng ở nhiệt độ phòng

từ 5-150oC, tuỳ cach lựa chọn chất đóng rắn

Ưu điểm nổi bật của epoxy cơ tính cao, độ bám dính cao với nhiều loại cốt, có thểkhai thác sử dụng đến 150-200oC Epoxy là co ngót thấp trong khi đóng rắn Lực kết dính, tính chất cơ lý của epoxy được tăng cường bởi tính cách điện và khả năng kháng hóa chất

Ứng dụng keo dán, hỗn hợp xử lý bề mặt, hỗn hợp đổ, sealant, bột tret, sơn

 Chất nền Polyme dẻo

Không có công đoạn đông rắn, khả năng thi công tạo dáng sản phẩm dễ thực hiện

Công nghệ chế tạo: dập, đùn, uốn, hàn gia thanh thấp

Nhược điểm là không chịu được nhiệt độ cao, xử lý độ nhớt của dung dịch khó khăn

Vật liệu dẻo: nylon, poly-phenylin, rolivxan, polysonphon và polyester nhiệt dẻo

 Chất nền Cacbon

Nền các bon có tính chất cơ lý tương tự như sợi các bon, đảm bảo tính chịu nhiệt độ cao và khai thác triệt để ưu điểm của cốt sợi cacbon trong vật liệu composite

Nền các bon có 3 loại: pirocacbon: thu được do kết lắng từ luồng khí ga, thuỷ tinh cacbon thu được do xử lý ở nhiệt độ cao các xenlulozo hoặc các polymer nhiệt rắn, nền cacbon - cốc của pec than đa hoặc dầu mỏ

 Chất nền kim loại

Thường là kim loại nhẹ: nhôm, magie, berrili, hoặc các kim loại chịu nhiệt

độ cao (titan, niken, niobi) hoặc là dạng hợp kim

Phổ biến hiện nay dùng nền lưới dạng hợp kim nhôm, chúng có khả năng kết hợp hài hòa với cốt bảo đảm tốt những đòi hỏi cơ lý cũng như công nghệ

2.4.2 Thành phần cốt

Đóng vai trò là chất chịu ứng suất tập trung vì độn thường có tính chất cơ

lý cao hơn nhựa Đánh giá đặc điểm chất độn

- Tính gia cường cơ học

- Tính kháng hóa chất, môi trường, nhiệt độ

- Phân tán vào nhựa tốt

- Truyền nhiệt, giải nhiệt tốt

- Thuận lợi cho quá trình gia công

- Giá thành hạ, nhẹ Phân loại độn

 Độn dạng sợi

Sợi có tính năng cơ lý hóa cao hơn độn dạng hạt, tuy nhiên, sợi có giá thành cao hơn, thường dùng để chế tạo các loại vật liệu cao cấp như: sợi thủy tinh, sợi cacbon, sợi Bo, sợi cacbua silic, sợi amide…

 Độn dạng hạt

Thường được sử dụng là : silica, CaCO3, vẩy mica, vẩy kim loại, độn

khoáng, cao lanh, đất sét, hay graphite, cacbon…

Giảm giá thành

Tăng thể tích cần thiết đối với độn trơ, tăng độ bền cơ lý, hóa, nhiệt, điện

Dễ đúc khuôn, giảm sự tạo bọt khí trong nhựa có độ nhớt cao

Cải thiện tính chất bề mặt vật liệu, chống co rút khi đông rắn, che khuất sợi trong cấu tạo tăng cường sợi, giảm toả nhiệt khi đông rắn

Độ bền cơ học và độ bền hóa học của vật liệu PC như : khả năng chịu được va đập ; độ gian nở cao ; khả năng cach âm tốt ; tính chịu ma sát- mài

mòn ; độ nén, độ uốn dẻo và độ kéo đứt cao ; khả năng chịu được trong môi trường ăn mòn như : muối, kiềm, axit

Vì những tính năng ưu việt này mà hệ thống vật liệu PC được sử dụng rộng rãi trong sản xuất cũng như trong đời sống

Vật liệu composite có pha nền là nhựa tổng hợp, cốt thường là sợi thuỷ tinh, sợi cacbon, sợi bor Các vật liệu composite nền kim loại sử dụng cốt làsợi thép, vonfram, berili, neobi…

a Sợi thủy tinh

Cấu tạo:

Nguyên liệu thô ban đầu để tạo nên sợi thủy tinh là hỗn hợp silic: SiO2 và các chất phụ trợ, phụ gia để sợi thủy tinh có những đặc tính mong muốn về cơ, điện và hóa học Thông thường hỗn hợp silic bao gồm: 54% SiO2, 20% (CaO +MgO), 15% Al2O3, 8% B2O3 và 3% các chất còn lại: F, Na2O, TiO2, Fe2O3,

Đặc điểm:

 Nhẹ, chịu nhiệt khá, ổn định với tác động hóa sinh, có độ bền cơ lý cao

và độ dẫn nhiệt thấp, và giá thành rẻ

Có mođun đàn hồi cao, độ bền cao khi kéo, ổn định cao về nhiệt độ, bền

va đập, không chảy, tính cách điện cao

- Là loại vật liệu quan trọng nhất, có vai trò ngày càng lớn trong kỹ thuật

do khối lượng riêng nhỏ (khoảng 2g/cm3) Độ bền rất cao 2000-3000 Mpa, nhiệt độ làm việc composite sử dụng sợi cacbon lên đến 2000oC