Đề tài tìm HIỂU vật LIỆU PVC

TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT LÝ TỰ TRỌNG KHOA ĐỘNG LỰC Đề Tài : TÌM HIỂU VẬT LIỆU PVC SVTH: TRẦN VĂN THẮNG LỚP : 13CĐ- O4 Ngày Tháng Năm NHẬN XÉT LỜI CÁM ƠN Em xin chân thành cám ơn cô HỒNG PHƯỢNG (giảng viên môn vật liệu học) ân cần, quan tâm giúp đỡ em hoàn thành tiểu luận này.! Cám ơn bạn thành viên lớp quan tâm, theo dõi, đóng góp.! MỤC LỤC trang I- II- III- Lịch sữ nhựa pvc 1) Định nghĩa 2) Hình thành phát triển Tính chất nhựa pvc 1) Công thức cấu tạo 2) Khối lượng phân tử 3) Hình dáng hạt 4) Khối lượng riêng 5) Độ tinh thiết 6) Tính chất vật lý 7) Tính chất hóa học Tổng hợp ứng dụng A- Phương pháp tổng hợp B- ứng dụng 1) Màng pvc 2) ống nhựa 3) vỏ dây điện 4) PVC Profile 5) ứng dụng nội thất I-LỊCH SỮ CỦA NHỰA PVC 1) Định nghĩa : - Polyvinylclorua (viết tắt thường gọi PVC) loại nhựa nhiệt dẻo tạo thành từ phản ứng trùng hợp vinylclorua - PVC hợp chất hoá học Cacbon, Hydro Clo 2) Lịch sử hình thành phát triển PVC: Polyvinyl clorua (PVC) có lịch sử phát triển 100 năm qua Năm 1835 lần Henri Regnault tổng hợp vinylclorua, nguyên liệu để tạo nên PVC Polyvinyl clorua quan sát thấy lần 1872 Baumann phơi ống nghiệm chứa vinylclorua ánh sáng mặt trời, sản phẩm tạo có dạng bột màu trắng chất hóa học chưa xác định Các nghiên cứu tạo thành PVC đầy đủ công bố vào năm 1912 Iwan Ostromislensky (Nga) Fritz Klatte (Đức) nghiên cứu độc lập Tuy nhiên polyme không ứng dụng không ý quan tâm nhiều, tính ổn định, cứng khó gia công Cuối kỷ 19, sản phẩm axetylen clo tình trạng khủng hoảng thừa, việc sản xuất PVC từ nguyên liệu giải pháp hữu hiệu Năm 1926, tiến sỹ Waldo Semon vô tình phát chất hoá dẻo cho PVC, bước đột phá để khắc phục nhược điểm gia công cho PVC, sau nghiên cứu chất ổn định cho PVC Đến năm 1933, nhiều dạng PVC tổng hợp Mỹ Đức phải đến năm 1937, PVC sản xuất quy mô công nghiệp hoàn chỉnh Đức sau Mỹ II-TÍNH CHẤT CỦA NHỰA PVC 1) Công thức cấu tạo: polyvinyclorua (PVC) loại nhựa tổng hợp cách trùng hợp vinylclorua monomer (MVC) n CH2 = CHCl → (- CH2 – CHCl -) n 2) Khối Lượng Phân Tử : Các loại PVC thương mại có khối lượng phân tử trung bình Mw khoảng 40.000 – 480.000 tương ứng với khối lượng trung bình số Mn khoảng 20.000 – 91.500 Tỉ số Mw/Mn khoảng – 5,25 3) Kích Thước Và Hình Dáng Của Hạt: Các phần tử hạt PVC nhựa hoá (phá vỡ, nóng chảy, kết dính) thành cỡ mịn (0,1 micron) tác dụng nhiệt lực cắt Nhựa hoá không tốt ảnh hưởng đến tính sản phẩm lực liên kết phần tử sơ cấp hình 3a Hạt PVC (1 micron) yếu lực liên kết phần tử mịn (0,1 micron) cực mịn (0,01 micron) Phần tử sơ cấp (1 micron) đơn vị chảy PVC Cấu trúc xốp hình dáng hạt định khối lượng riêng gộp PVC, định thể tích mẻ gia công suất máy gia công 4) Khối Lượng Riêng Của PVC: - Khối lượng riêng gộp PVC nhũ tương thấp khoảng 0,25 g/cm3 Các loại PVC nhũ tương thương mại thường gặp có khối lượng gộp từ 0,4 – 0,55 g/cm3 PVC huyền phù loại không xốp có khối lượng riêng gộp cao (0,7g/cm3) loại PVC huyền phù thông thường (loại để gia công) có khối lượng riêng gộp khoảng 0,4 – 0,5g/cm3 5) Độ Tinh Thiết: - Độ tinh khiết PVC ảnh hưởng đến màu sắc, độ suốt tính ổn định nhiệt sản phẩm Các tạp chất thường chất khơi mào, chất ổn định huyền phù, nhũ tương lẫn trình Polymer hoá Polymer nhũ tương thường có tỉ lệ tạp chất cao 6) Tính Chất Vật Lý: - Tính chất polymer phụ thuộc vào khối lượng phân tử trung bình Mw, nhiệt độ mềm, độ bền kéo, ứng suất định dãn, độ bền kéo đứt, độ bền xé, độ cứng độ bền nén compound PVC không hoá dẻo tăng theo khối lượng phân tử - PVC có dạng bột màu trắng màu vàng nhạt - Tỉ trọng PVC vào khoảng từ 1,25 đến 1,46 g/cm3 (nhựa chìm nước), cao so với số loại nhựa khác 7) Tính Chất Hóa Học: - PVC bắt đầu bị phân hủy nhiệt độ 130 – 1500C Nhiệt độ thủy tinh hoá khoảng 950C Tốc độ phản ứng phân huỷ tăng theo nhiệt độ, dấu hiệu phân huỷ làsự thay đổi màu từ trắng sang vàng sang nâu sang đen -Tính dễ bị phân huỷ nhiệt PVC phụ thuộc vào hàm lượng tạp chất lẫn vào Do PVC nhũ tương bền nhiệt PVC trùng hợp khối -PVC hầu hết trơ với O2, O3 dễ bị phân huỷ chất oxy hoá mạnh Permanganat đậm đặc - PVC bền với oxit kiềm trừ H2SO4 (>90%) HNO3 (>50%) nhiệt độ cao 600C Ở nhiệt độ lớn 600C PVC bị phân huỷ acid mạnh -PVC bị ảnh hưởng nhóm Halogen Riêng Br2 F2 tác dụng với PVC nhiệt độ thường -PVC tan xêton, hydrocacbon clo hoá ester Dễ tan hỗn hợp dung môi phân cực không phân cực, ví dụ Axeton, Benzen Không tan monomer, rượu, nước, hidrocacbon no - PVC bền với acid kiềm nhiệt độ 200C III- TỔNG HỢP VÀ ỨNG DỤNG A- Phương pháp tổng hợp -Có phương pháp tổng hợp PVC: + Trùng hợp khối (PVC-M): phương pháp trùng hợp VC khối, phương pháp sử dụng polymer thu dạng khối lớn có trọng lượng không nên khó nghiền xử lý Mặt khác khó dẫn nhiệt phản ứng ra, làm phân hủy polymer tạo khí HCl polymer có màu Hạt có kích thước đồng khoảng 0,15mm, tinh khiết + Trùng hợp dung dịch: phương pháp khác, trùng hợp dung dịch tiến hành nhiệt độ thấp 35-450C Dung môi cho vào trước, VC lỏng cho vào sau, chất khởi đầu peroxyt benzoyl Có thể dùng hai loại dung môi: • Dung môi không hòa tan polymer (rượu), trường hợp polymer tách dạng bột mịn • Dung môi hòa tan polymer va monomer (dicloetan, axeton…) Tách polymer cách dùng nước để kết tủa chưng cất - Tuy nhiên phương pháp dùng thực tế trình trùng hợp lâu tốn nhiều dung môi +Trùng hợp nhũ tương (PVC-E): chất khởi đầu tan nước phản ứng trùng hợp xảy khu vực tiếp xúc VC H2O Polyme tạo trạng thái nhũ tương nước, cần phải keo tụ cho nước bốc để tách polymer Sản phẩm thường dạng latếch kích thước hạt polymer bé (0,060,25mm), độ cao, trộn lẫn tốt, dễ gia công - Ưu điểm đặc biệt phương pháp có khả tiến hành trùng hợp liên tục Nhờ khuấy polyme tách liên tục nên sản phẩm đồng +Trùng hợp huyền phù (PVC-S): để trùng hợp huyền phù ta cho VC lỏng (dưới áp suất) phân tán nước có keo ưa nước (gelatin rượu PVR) chất kích động tan monomer Bằng cách chọn chất kích động hỗn hợp hợp chất kích động điều chỉnh vận tốc trùng hợp nhiều trường hợp nâng cao độ chịu nhiệt ánh sáng polymer thu Polyme thu nhiều so với polymer nhủ tương, có cấu trúc chặc chẽ, hút dầu, kích thước hạt hình dạng bột khô phụ thuộc vào trình sấy B-Ứng Dụng 1) Màng PVC: -Màng PVC tạo nhờ trình cán máy cán thổi máy thổi màng Màng nhựa PVC gồm màng cứng, bán cứng mềm Tùy theo hàm lượng chất hóa dẻo thêm vào cho màng PVC cứng, bán cứng mềm -Hàm lượng hóa dẻo thêm vào phr cho màng PVC cứng, hàm lượng hóa dẻo thêm vào từ phr đến 15 phr cho màng PVC bán cứng, hàm lượng hóa dẻo thêm vào cao 15 phr cho màng PVC mềm -Chất hóa dẻo thêm vào nhựa PVC làm giảm liên kết liên phân tử phân cực làm cho nhựa PVC trở nên mềm Độ mềm dẻo màng PVC phụ thuộc vào hàm lượng chất hóa dẻo.Chất hóa dẻo thường dùng DOP, DINP, TXIB, Hexamoll DINCH v.v -Màng PVC dùng sản xuất nhiều loại sản phẩm mà tiêu biểu áo mưa, mái hiên, màng phủ ruộng muối, nhãn chai nước khoáng, đóng gói sản phẩm, album v.v Hình1 Màng PVC 2) Ống Nhựa: -Ống nhựa PVC gồm hai loại Ống nhựa PVC cứng hay gọi ống uPVC ống nhựa PVC mềm Ống nhựa PVC cứng không dùng chất hóa dẻo công thức phối trộn Ngược lại ống PVC mềm phải sử dụng chất hóa dẻo công thức phối trộn, chất hóa dẻo thường dùng dầu hóa dẻo DOP -Ống nhựa PVC sản xuất máy đùn Máy đùn máy đùn hai trục vis máy đùn trục vis Thông thường ống nhựa PVC sản xuất máy đùn hai trục vis cho sản phẩm chất lượng tốt hẳn so với máy đùn trục vis Do máy đùn hai trục vis có khả làm cho hỗn hợp nhựa PVC nóng chảy tốt nên sử dụng trực tiếp hỗn hợp sau trộn máy trộn -Ngược lại máy đùn trục vis phải sử dụng hạt nhựa PVC tạo sẵn phải sử dụng phụ gia công thức phối trộn cho độ nóng chảy tốt -Ống PVC sử dụng đa dạng sống từ ống dẫn nước từ nhà máy nước đến trạm phân phối nước, ống cấp từ nhà máy cấp nước đến hộ gia đình, ống nước thải tòa nhà cao tầng, ống dẫn nước tưới trang trại trồng cao su, ca phê, tiêu, điều, ống dẫn nước cấp nhà máy thủy điện v.v Hình Ống nhựa PVC 3) Vỏ Dây Điện: -Nhựa PVC ứng dụng rộng rãi sản xuất dây cáp điện Tùy theo loại phụ gia sử dụng mà dây cáp điện phân loại dây cáp sử dụng 70 độ C, 90 độ C 105 độ C -Dây điện dân dụng thuộc loại 70 độ C dùng dẫn điện hộ gia đình, dây 90 độ C 105 độ C dùng cho trạm biến thế, xe hơi, tàu biển v.v -Vỏ dây dẻo vỏ dây cứng +vỏ dây dẻo sữ dụng cho dây dẫn thông thường, hộ gia đình sữ dụng +vỏ dây cứng dùng cho đường dây có điện áp cao, tính chống nhiệt cao, cách điện tốt -Thành phần phối trộn cho dây cáp điện bao gồm nhựa PVC, chất hóa dẻo, chất ổn định nhiệt, chất bôi trơn, chất chống cháy, chất độn Hỗn hợp sau trộn máy trộn cao tốc đưa qua máy đùn tạo Hạt sau tạo cho vào máy bọc để bọc lên dây đồng, dây nhôm v.v cho dây cáp điện Hình Vỏ dây điện PVC 4) PVC Profile: -uPVC profile nhựa cứng sản xuất máy đùn hai trục vis Thành phần phối trộn bao gồm nhựa PVC (K65 - K66), chất ổn định nhiệt, chất bôi trơn, chất trợ gia công, chất tăng độ bền va đập, chất độn, bột màu, chất chống tia UV -khác với loại nhựa thông thường, uPVC Polyvinyl Chlorua chưa nhựa hoá gồm thành phần: + Polymers Arylic -> tạo bền chắc, chiu va đập mạnh + Nhóm chất ổn định -> giúp nhựa chịu tác động nhiệt tia cực tím + Chất sáp -> dùng trình tạo hình, cho Profile có bề mặt nhẵn bóng -Thanh Profile gồm bột nhựa PVC chất phụ gia đưa vào máy trộn để tạo hỗn hợp PVC Sau đó, hỗn hợp đưa vào hệ thống máy đùn Tại máy gia nhiệt định hình tạo khuôn dạng Profile Trước đó, theo thông số Profile nhập vào hệ thống máy tính Hệ thống tự động tính toán khối lượng nguyên liệu lượng bột màu cần thiết nguyên liệu để tạo profile theo yêu cầu chuẩn -Thanh Profile có cấu trúc dạng hộp, chia thành nhiều khoang trống có chức cách âm, cách nhiệt, lắp lõi thép gia cường để tăng khả chiu lực cho kết cấu cửa Khoan trống đáp ứng tính kinh tế, giảm thiểu trọng lượng đến mức đa đảm bảo bền vững mức an toàn -Nhựa uPVC (Unplasticized PVC) loại nhựa chịu nhiệt cao, có khả chống cháy tới 1000 độ C Thời gian chịu đựng nhiệt nóng chảy vòng 30 phút Thanh nhựa uPVC nóng chảy không bắt cháy Ngoài ra, uPVC loại nhựa có tính khác như: Không bị ôxy hóa, không bị co ngót, không bị biến dạng theo thời gian Loại nhựa uPVC cao cấp phủ lớp hóa chất chống trầy xướt tạo độ bóng bề mặt nhựa uPVC -Các ứng dụng nhựa chịu nhiệt uPVC dùng làm dòng sản phẩm cửa nhựa lõi thép cao cấp Dòng sản phẩm uPVC gồm có cửa sổ, cửa đi, vách ngăn PVC, hàng rào nhựa bao quanh biệt thự nhà phố Hình Thanh nhựa uPVC chịu nhiệt 5) Ứng Dụng Trong Nội Thất: -Như kể trên, PVC phát từ lâu có nhiều ứng dụng: ván sàn, vách trang trí, kệ tivi (hầu hết đồ nội thất thay chất liệu PVC),… nội thất -Ngoài ứng dụng nội thất, ngoại thất tận dụng PVC ưu việt như: vách ngăn, mái che trời,… Hình Các sản phẩm nội thất từ PVC [...]... khoáng, đóng gói sản phẩm, album v.v Hình1 Màng PVC 2) Ống Nhựa: -Ống nhựa PVC gồm hai loại Ống nhựa PVC cứng hay còn gọi là ống uPVC và ống nhựa PVC mềm Ống nhựa PVC cứng không dùng chất hóa dẻo trong công thức phối trộn Ngược lại ống PVC mềm phải sử dụng chất hóa dẻo trong công thức phối trộn, chất hóa dẻo thường dùng là dầu hóa dẻo DOP -Ống nhựa PVC được sản xuất trên máy đùn Máy đùn có thể là... trình sấy B-Ứng Dụng 1) Màng PVC: -Màng PVC được tạo ra nhờ quá trình cán trên máy cán hoặc thổi trên máy thổi màng Màng nhựa PVC gồm màng cứng, bán cứng và mềm Tùy theo hàm lượng chất hóa dẻo thêm vào thì sẽ cho ra màng PVC cứng, bán cứng và mềm -Hàm lượng hóa dẻo thêm vào dưới 5 phr sẽ cho ra màng PVC cứng, hàm lượng hóa dẻo thêm vào từ 5 phr đến dưới 15 phr sẽ cho ra màng PVC bán cứng, hàm lượng hóa... trầy xướt và tạo ra độ bóng trên bề mặt thanh nhựa uPVC này -Các ứng dụng của thanh nhựa chịu nhiệt uPVC là dùng làm ra các dòng sản phẩm cửa nhựa lõi thép cao cấp Dòng sản phẩm uPVC gồm có cửa sổ, cửa đi, vách ngăn PVC, hàng rào nhựa bao quanh biệt thự hoặc nhà phố Hình 4 Thanh nhựa uPVC chịu nhiệt 5) Ứng Dụng Trong Nội Thất: -Như được kể ở trên, PVC đã được phát hiện từ rất lâu và đã có rất nhiều... nhựa PVC, chất hóa dẻo, chất ổn định nhiệt, chất bôi trơn, chất chống cháy, chất độn Hỗn hợp sau khi trộn trên máy trộn cao tốc được đưa qua máy đùn tạo Hạt sau khi tạo ra được cho vào máy bọc để bọc lên dây đồng, dây nhôm v.v và cho ra dây cáp điện Hình 3 Vỏ dây điện PVC 4) PVC Profile: -uPVC profile là thanh nhựa cứng được sản xuất trên máy đùn hai trục vis Thành phần phối trộn bao gồm nhựa PVC. .. màng PVC bán cứng, hàm lượng hóa dẻo thêm vào cao hơn 15 phr sẽ cho ra màng PVC mềm -Chất hóa dẻo thêm vào nhựa PVC sẽ làm giảm liên kết liên phân tử do phân cực sẽ làm cho nhựa PVC trở nên mềm hơn Độ mềm dẻo của màng PVC phụ thuộc vào hàm lượng chất hóa dẻo.Chất hóa dẻo thường dùng là DOP, DINP, TXIB, Hexamoll DINCH v.v -Màng PVC được dùng sản xuất ra rất nhiều loại sản phẩm mà tiêu biểu như áo mưa,... rất lâu và đã có rất nhiều ứng dụng: ván sàn, vách trang trí, kệ tivi (hầu hết mọi đồ nội thất đều có thể thay thế bằng chất liệu PVC) ,… trong nội thất -Ngoài ứng dụng trong nội thất, ngoại thất cũng đã tận dụng những tấm PVC ưu việt này như: tấm vách ngăn, mái che ngoài trời,… Hình 5 Các sản phẩm nội thất từ PVC ... an toàn -Nhựa uPVC (Unplasticized PVC) là loại nhựa chịu nhiệt cao, có khả năng chống cháy tới 1000 độ C Thời gian chịu đựng được nhiệt nóng chảy chỉ trong vòng 30 phút Thanh nhựa uPVC chỉ nóng chảy ra chứ không bắt cháy Ngoài ra, uPVC là loại thanh nhựa có các tính năng khác như: Không bị ôxy hóa, không bị co ngót, không bị biến dạng theo thời gian Loại thanh nhựa uPVC cao cấp sẽ được phủ 1 lớp hóa... nhựa PVC được sản xuất trên máy đùn hai trục vis sẽ cho sản phẩm chất lượng tốt hơn hẳn so với máy đùn một trục vis Do máy đùn hai trục vis có khả năng làm cho hỗn hợp nhựa PVC nóng chảy tốt hơn nên có thể sử dụng trực tiếp hỗn hợp sau khi trộn trên máy trộn -Ngược lại máy đùn một trục vis phải sử dụng hạt nhựa PVC tạo sẵn hoặc phải sử dụng phụ gia trong công thức phối trộn cho độ nóng chảy tốt -Ống PVC. .. lượng nguyên liệu cùng lượng bột màu cần thiết trong nguyên liệu để tạo thanh profile theo yêu cầu chuẩn -Thanh Profile có cấu trúc dạng hộp, được chia thành nhiều khoang trống có chức năng cách âm, cách nhiệt, được lắp lõi thép gia cường để tăng khả năng chiu lực cho kết cấu cửa Khoan trống đáp ứng tính kinh tế, giảm thiểu trọng lượng đến mức đa và đảm bảo sự bền vững trên mức an toàn -Nhựa uPVC (Unplasticized... thông thường, uPVC là một Polyvinyl Chlorua chưa được nhựa hoá gồm các thành phần: + Polymers Arylic -> tạo sự bền chắc, chiu va đập mạnh + Nhóm chất ổn định -> giúp nhựa chịu được tác động của nhiệt và tia cực tím + Chất sáp -> dùng trong quá trình tạo hình, cho thanh Profile có bề mặt nhẵn bóng -Thanh Profile gồm bột nhựa PVC cùng các chất phụ gia được đưa vào máy trộn để tạo hỗn hợp PVC Sau đó, hỗn